Как рассчитать предохранитель для трансформатора?

Как рассчитать ток плавкой вставки для трансформатора по стороне ВН

В электрических сетях нередко возникают аварийные ситуации, которые могут вывести из строя дорогостоящее оборудование, одним из элементов которого является трансформатор. Для того чтобы защитить трансформатор от повреждения необходимо установить защиту от сверхтоков.

Высоковольтный предохранитель – один из вариантов защиты силового трансформатора от повреждения. Он осуществляет разрыв электрической цепи (разрушение плавкой вставки) при превышении тока выше допустимого значения (номинала предохранителя).

Высоковольтный предохранитель защитит обмотку трансформатора только в том случае, если он был правильно выбран по току. Рассмотрим, как рассчитать ток для плавкой вставки для трансформатора по стороне высокого напряжения (ВН).

При выборе предохранителя в первую очередь нужно учитывать класс напряжения: номинальное напряжение предохранителя должно быть равно классу напряжения электрической сети. Установка высоковольтного предохранителя на номинальное напряжение ниже напряжения питающей сети приведет к пробою или перекрытию изоляции, что в свою очередь приведет к междуфазному короткому замыканию. Также запрещается устанавливать предохранители на напряжение ниже номинального для предохранителя – это может привести к возникновению перенапряжений при коротком замыкании.

Выбор плавкой вставки по номинальному току отключения

Номинальный ток отключения (срабатывания) предохранителя должен быть не меньше максимального значения тока короткого замыкания для точки электрической сети, где будет установлен предохранитель. Для силового трансформатора это ток трехфазного замыкания на выводах обмотки высокого напряжения – места установки плавких предохранителей.

При расчете тока короткого замыкания учитывается наиболее тяжелый режим, с минимальным сопротивлением до места предполагаемого повреждения.

Токи короткого замыкания рассчитывают индивидуально с учетом всей схемы питающей электросети.

Предохранители для защиты трансформатора по стороне ВН выпускают на номинальный ток отключения (предельно отключаемый ток) в диапазоне 2,5-40 кА.

Если нет данных о величине токов короткого замыкания на участке электросети, то рекомендуется выбирать максимальное значение номинального тока отключения для плавкой вставки.

Выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя

Высоковольтный предохранитель защищает обмотку высокого напряжения силового трансформатора не только от коротких замыканий, но и от перегрузки, поэтому при выборе плавкой вставки необходимо учитывать и номинальный рабочий ток.

При выборе номинального тока плавкой вставки нужно учитывать несколько факторов. Во-первых, силовой трансформатор в процессе работы может подвергаться кратковременным перегрузкам.

Во-вторых, при включении трансформатора возникают броски тока намагничивания, которые превышают номинальный ток первичной обмотки.

Также нужно обеспечить селективность работы с защитой, установленной на стороне низкого напряжения (НН) и на отходящих линиях потребителей. То есть в первую очередь должны срабатывать автоматические выключатели (предохранители) на стороне низкого напряжения отходящих линий, которые идут непосредственно на нагрузку к потребителям.

Если эта защита по той или иной причине не срабатывает, то должен сработать автомат (предохранитель) ввода стороны НН силового трансформатора. Предохранители на стороне ВН в данном случае — это резервирующая защита, которая должна срабатывать в случае перегрузки обмотки низкого напряжения и отказе защит со стороны НН.

Исходя из вышеперечисленных требований, плавкая вставка выбирается по двухкратному номинальному току обмотки высокого напряжения.

Таким образом, высоковольтные предохранители, установленные на стороне ВН, защищают от повреждений участок электрической цепи до ввода трансформатора, а также от внутренних повреждений самого силового трансформатора. А предохранители (автоматические выключатели) со стороны НН силового трансформатора защищают сам трансформатор от перегрузок выше допустимого предела, а также от коротких замыканий в сети низкого напряжения.

Номинальный ток обмоток силового трансформатора указывается в его паспортных данных.

Как рассчитать ток для плавкой вставки, если известна только номинальная мощность силового трансформатора?

Если известен тип трансформатора, то самый простой способ — найти ток, воспользовавшись справочными данными по силовым трансформаторам одного из производителей, так как все трансформаторы выпускают, как правило, по стандартному ряду номинальных мощностей и соответственно со схожими характеристиками.

Либо можно воспользоваться нижеприведенной таблицей рекомендуемых значений номинальных токов плавких вставок предохранителей для трехфазных силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4 кВ:

Предохранители для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН

Трансформаторы напряжения 110 кВ и выше защищают только по стороне низкого напряжения автоматами или предохранителями. Для трансформаторов напряжения 6, 10 и 35 кВ расчет тока для плавкой вставки не производится.

Предохранитель для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН выбирается только по классу напряжения. Для каждого класса напряжения выпускают специальные предохранители типа ПКН (ПН) – 6, 10, 35 (в зависимости от класса напряжения), они применяются исключительно для защиты трансформаторов напряжения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Расчет плавких предохранителей

Каждый предохранитель выполняет функцию защиты электрических цепей и оборудования от перегревания при прохождении тока с показателями, значительно превышающими номинальные. Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая.

  1. Группы предохранителей
  2. Принцип действия плавких предохранителей
  3. Общие правила расчета
  4. Онлайн расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей
  5. Плавкие вставки

Группы предохранителей

Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и коротких замыканий. Существуют различные конструкции и типы этих устройств, рассчитанные на любые токи.

До недавнего времени плавкие предохранители вставлялись в пробки и являлись единственной защитой квартиры или частного дома. В современных условиях их сменили более надежные защитные устройства многоразового использования – автоматические выключатели. Тем не менее, предохранители не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Они устанавливаются в различные приборы и в автомобили, защищая приборы и электрооборудование от любых негативных последствий.

Предохранители делятся на следующие основные группы:

  • Общего назначения
  • Быстродействующие
  • Защищающие полупроводниковые приборы
  • Для защиты трансформаторов
  • Низковольтные

Для того, чтобы произвести правильные расчеты, и определить, какие нужны плавкие вставки, рекомендуется учитывать все основные параметры, от которых зависит характеристика предохранителя.

Основным показателем является номинальный ток, значение которого связано с геометрическими и теплофизическими параметрами. При этом, учитывается потеря мощности и превышение на выводах температурного режима. Общая величина тока для предохранителя зависит от номинального тока плавкой вставки. Величина номинального тока для основания определяется таким же показателем плавкой вставки, установленной в предохранителе.

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название – плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

Общие правила расчета

Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.

Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах – напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.

Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит диаметр проволоки, установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Читайте также  Расчет емкости конденсатора для светодиода

Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax – максимальная мощность нагрузки, а U – напряжение питающей сети.

Онлайн расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей

Все расчеты можно выполнить гораздо быстрее, воспользовавшись онлайн-калькулятором. В соответствующие окна вводятся данные о материале вставки и токе, после чего в окне результата появятся данные о диаметре проволоки.

Плавкие вставки

Схема плавких предохранителей

Замена плавких предохранителей

Силовые предохранители для высоковольтных сетей

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 18

1 Тема от evdbor 2014-07-29 13:45:06

  • evdbor
  • Модератор
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 1,736
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Уважаемые коллеги.
В «Шабад М. А. Защита трансформаторов распределительных сетей, 1981» рекомендуется выбирать ток плавкой вставки примерно равным двукратному номинальному току трансформатора, согласно «Сборника директивных материалов по эксплуатации энергосистем (Электротехническая часть), Минэнерrо СССР, 1978.
Iном.вс = 2Iном.тр
У М.А. Шабада в таблице 3-1 для трансформатора 630 кВА, 10 кВ рекомендуется вставка 80А, что соответствует упомянутому соотношению.
http://leg.co.ua/knigi/rzia/zaschita-tr … tey-8.html

В руках сейчас держу проект, где трансформатор ТСЗ-1600/10 защищен предохранителями 100А.
Номинал вставки в этом случае равен номинальному току трансформатора.
Как правило, трансформаторы 1000 кВА и мощнее защищаются выключателями с полноценной РЗА.
Необходимо выдать соответствующие замечания по сему проекту.
Сборник директивных материалов 1978 года в сети не нашел.

Имеются ли более современные нормативные документы по выбору предохранителей ВН, или может быть найдется Сборник 1978 год?
Есть ли в НТД ограничения по мощности трансформатора защищенного предохранителями?

2 Ответ от Сергей89 2014-07-29 19:55:54

  • Сергей89
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-11
  • Сообщений: 737
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Что-то мне подсказывает, что расчёт защит трансформатора всё расставит по своим местам. В том числе и расчёт защиты от однофазных КЗ на стороне 0,4 кВ с учётом дуги. Вряд ли удастся обеспечить защиту трансформатора 1 МВА предохранителями с учётом всех требований ПУЭ.

3 Ответ от evdbor 2014-07-29 20:12:10 (2014-07-29 20:12:28 отредактировано evdbor)

  • evdbor
  • Модератор
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 1,736
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Расчета защит, карт селективности в проекте нет. В упомянутой книге М.А. Шабад ссылается на Сборник директивных материалов 1978 г. В типовых проектах РТП 70-х годов трансформаторы 1000 кВА включались через МВ. С появлением ВВ стали включать через них и трансформаторы 630 кВА. Хочется все-таки найти нормативный документ, аналогичный указанному сборнику.

4 Ответ от Сергей89 2014-07-29 20:21:03

  • Сергей89
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-11
  • Сообщений: 737
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Расчета защит, карт селективности в проекте нет

А как тогда можно сказать с уверенностью, надо что-нибудь, кроме предохранителя, или нет?
Отсутствие результатов расчёта в проекте — это недостаток, из-за которого проект не может быть принят.

Не знаю насчёт предохранителей ПКТ, но иностранные предохранители для трансформаторов 1000 кВА точно есть. По-моему, прежде всего, надо потребовать от проектировщиков расчёт, хотя бы черновик.

5 Ответ от evdbor 2014-07-29 20:42:39

  • evdbor
  • Модератор
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 1,736
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Не знаю насчёт предохранителей ПКТ

В проекте именно ПКТ103-10-100-12,5.
И еще один момент. Как такой предохранитель отстроен от броска тока намагничивания?
Имеются импортные предохранители с более пологой ампер-секундной характеристикой. Селективность с 0,4 кВ обеспечивается, но при этом возникают проблемы согласования с защитами питающего центра с независимыми характеристиками, например, на реле РТ-40.

6 Ответ от Сергей89 2014-07-29 21:01:04 (2014-07-29 21:26:42 отредактировано Сергей89)

  • Сергей89
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-11
  • Сообщений: 737
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Как такой предохранитель отстроен от броска тока намагничивания?

На первый взгляд, по характеристике, отстроен.

7 Ответ от Novik 2014-07-30 02:52:59

  • Novik
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-14
  • Сообщений: 412
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

Что указано в ТЗ на проектирование, то проектанты и делают. Что ставить на стороне 10кВ — не принципиально. За Ваши деньги — любые шаньги. Если у заказчика есть деньги, то можно и на трансформатор 25кВ*А поставить вакуумный выключатель со своей РЗ. МТЗ (в том числе) отсраивается от максимального рабочего тока, а он на сегодняшний день может быть маленьким (мощность трансформатора взята на вырост). В далекие советские годы на нашем заводе стояло порядка 100 трансформаторов мощностью 1600 и 2500кВ*А. С высокой стороны они имели выключатели нагрузки с предохранителями. На питающих кабелях стояли маслян с полноценной РЗ.

8 Ответ от Волшебник 2014-07-30 03:22:39

  • Волшебник
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-06-05
  • Сообщений: 840

Re: Защита с трансформаторов предохранителями на стороне 10 кВ

В руках сейчас держу проект, где трансформатор ТСЗ-1600/10 защищен предохранителями 100А.
Номинал вставки в этом случае равен номинальному току трансформатора.
Как правило, трансформаторы 1000 кВА и мощнее защищаются выключателями с полноценной РЗА.
Необходимо выдать соответствующие замечания по сему проекту.
Сборник директивных материалов 1978 года в сети не нашел.

Имеются ли более современные нормативные документы по выбору предохранителей ВН, или может быть найдется Сборник 1978 год?
Есть ли в НТД ограничения по мощности трансформатора защищенного предохранителями?

Я думаю найти НТД по выбору предохранителей — предприятие с малой вероятностью успеха. По опыту поиска документов могу сказать — что если документ не выложен в сети — найти его задача трудновыполнимая. Только если повезет и найдется человек с таким «эксклюзивным документом»

Поэтому, я как релейщик, действовал бы другим путем

Я бы написал бы замечания о неправильном выборе Fu (а в вашем примере он выбран неправильно) и обосновал бы их с помощью других НТД

1. Ток на стороне ВН трансформатора 1600 кВА, 10 кВ — I ном ВН = 92, 4 А

2. Сухие трансформаторы (в примере ТСЗ) согласно НТД допускают перегрузку 1.2

НТП ЭПП-94 Проектирование электроснабжения промышленных предприятий

6.4.6. Для сухих трансформаторов предельное значение коэффициента допустимой перегрузки трансформатора следует принимать равным 1,2.

Следовательно по режимы работы возможна (в ходе эксплуатации докинут нагрузку) перегрузка с током 92,4 х 1,2 = 111 А.

3. Возможный ток нагрузки больше номинального тока Fu : 111 > 100 А — предохранитель сработает ложно (пускай и через значительное время — около 2 часов — кратность 1,1)

4. В замечании написал бы следующее:

«Номинальный ток предохранителей (плавких вставок) выбирается из условий несрабатывания при допустимых перегрузках трансформатора и при работе трансформатора в режиме холостого хода (отстройка от бросков тока намагничивания, которые в течение небольшого промежутка времени могут в несколько раз превосходить номинальный ток трансформатора).»

Далее привел вы выкладки п. 1-3

далее написал бы фразу:
» Требуется заменить выбранный ранее предохранитель на предохранитель с номинальным током, который не вызовет ложное срабатывание при при допустимых перегрузках трансформатора и при работе трансформатора в режиме холостого ход (отстройка от бросков тока намагничивания). По опыту многолетней эксплуатации трансформаторов 10 кВ при выборе рекомендуется пользоваться следующей таблицей выбора предохранителей: «

Вставил бы таблицу из Шабада

Далее написал бы фразу: «По таблице номинальный ток предохранителя для трансформатора 1600 кВА рекомендуется определить эмпирическим путем с коэффициентом номинального ряда мощностей 1,6. «

ИМХО — я бы действовал таким образом
Предохранитель для Т 1600 кВА должен быть не менее 200 А.

Калькулятор для расчета плавкой вставки предохранителя

Для защиты электрических цепей от аварийных режимов работы, таких как повышенное потребление мощности или короткое замыкание, используют плавкие вставки или предохранители. Они устроены таким образом, что при протекании тока до определенного уровня ничего не происходит, но, согласно закону Джоуля-Ленца при протекании электрического тока происходит выделение тепла на проводнике. Поэтому при определенной силе тока тепла выделяется такое количество, что проводник плавкой вставки просто перегорает.

Читайте также  Светодиод 1 Вт характеристики

В электронных схемах предохранители устанавливают на входе питания, он нужен для защиты трансформатора, дорожек платы и других узлов. Также используется для защиты электродвигателя – их часто устанавливают в щитах, к которым происходит подключение. К примеру, при заклинивании ротора электродвигателя в цепи статора (и ротора тоже, для ДПТ, и двигателей с фазным ротором) будет протекать повышенный ток, который сожжет предохранитель. Но если его номинал подобран чрезмерно большим, то сгорят обмотки электрической машины.

Кроме самого проводника предохранитель состоит из стеклянного или керамического корпуса, а для больших мощностей и напряжений корпус заполняется внутри диэлектрическим порошкообразным материалом – это нужно для гашения дуги, возникающей при перегорании плавкой вставки.

Казалось бы, простое устройство и принцип работы, но для его расчетов нужно использовать ряд формул, что значительно усложняет задачу. Хотя можно избежать их, если использовать наш онлайн калькулятор, который производит расчет плавкой вставки предохранителя:

Давайте разбираться, как рассчитать диаметр проволоки. Для начала определяют Iном потребления защищаемого устройства. Его можно узнать из технической документации, для электродвигателей – прочитать на шильдике или определить по мощности устройства. Если параметр не указан, определите его по формуле:

Iном=P/U

После этого проводят расчеты по току, умноженному на коэффициент запаса, который равен 1,2-2,0, в зависимости от типа нагрузки и её особенностей. При имеющейся тонкой проволоке определенного диаметра рассчитывают Iплавления:

При диаметрах проволоки от 0,02 до 0,2 мм:

От 0,2 мм и выше:

  • d – диаметр;
  • k или m – коэффициент, он приведен в таблице для различных металлов.

Чтобы определить диаметр провода зная ток I:

Для малых I – d от 0,02 до 0,2 мм:

Для больших I – диаметр провода от 0,2 мм и выше:

Если нужно узнать количество тепла, которое выделяется на плавкой вставке, то используйте формулу:

Время и количество теплоты для плавления:

  • m – масса проволоки;
  • Лямбда – удельное количество телпоты плавления, табличная величина характерная для каждого материала.

Масса круглой проволоки:

Для проверки правильности расчётов вы можете измерить сопротивление проводника по формуле:

Кстати, предохранители высоковольтных цепей обычно имеют высокое сопротивление (килоОмы). Для удобства можно воспользоваться таблицей:

Как вы можете убедиться, расчет плавкой вставки предохранителя достаточно объёмный, поэтому проще посчитать защитный предохранитель с помощью нашего онлайн калькулятора по току. Как уже было сказано, его вы можете определить, исходя из мощности.

Как правильно подобрать плавкую вставку (предохранитель)|Contact-pro.ru

Выбирайте всегда надежные плавкие вставки (предохранители).

Предохранители были первым типом защиты, который использовался, и им до сих пор находят место во многих технических решениях. Несмотря на то, что они не обладают гибкостью настройки и отключающей способности как у автоматического выключателя, они, тем не менее, являются надежными, высокопроизводительными устройствами с точки зрения их способности отключать очень высокие токи короткого замыкания.

Патрон предохранителя вставлен в защищаемую цепь. В случае перегрузки по току цепь автоматически разрывается за счет плавления токопроводящего элемента предохранителя, который имеет определенный номинал, внутри патрона. Кремнезем в корпусе картриджа поглощает очень высокую энергию за счет плавления и стеклования. В отличие от автоматического выключателя, патрон предохранителя повреждается в результате неисправности и подлежит замене. Патроны предохранителей соответствуют стандарту IEC 60269-1. Они бывают разных форм и размеров. В низковольтных электроустановках в основном используются цилиндрические патроны и патроны лопастного типа с номинальным током 0,5-1250 А.

Патроны предохранителей устанавливаются в разъединители, держатели предохранителей или просто на основания.

Давайте рассмотрим 8 основных характеристик по которым мы без проблем подберем необходимый нам предохранитель

1. Тип предохранителя

Предохранители обозначаются двумя буквами в соответствии с их категорией применения. В установках низкого напряжения в основном используются предохранители типа gG и aM.
Предохранитель gG
Плавкие вставки gG предназначены для общего использования и защищают оборудования от низких и высоких перегрузок и, конечно же, от коротких замыканий. Они отмечены черным цветом.
Предохранители aM
Плавкие вставки aM используются с электродвигателями и защищают от сильных перегрузок и коротких замыканий. Они рассчитаны на противодействие некоторым временным перегрузкам (например запуск двигателя).

Поэтому эти картриджи должны использоваться вместе с устройством тепловой защиты для защиты от небольших перегрузок. Они отмечены зеленым цветом.

2. Номинальные токи и напряжения.

Номинальный ток может проходить через предохранитель бесконечно без срабатывания предохранителя или чрезмерного повышения температуры. Номинальное напряжение — это напряжение, при котором этот предохранитель может использоваться. Давайте объясним значение букв, используемых для категорий приложений.
Первая буква указывает на основную операцию:
a (связанный) — предохранитель должен быть связан с другим устройством защиты, потому что он не может устранить повреждения ниже указанного уровня. Он обеспечивает только защиту от короткого замыкания.
g (общий) — он устраняет все повреждения между самым низким током предохранителя (даже если плавление элементов предохранителя занимает 1 час) и отключающей способностью. Обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки.
Вторая буква указывает на категорию защищаемого оборудования:
G = Защита кабелей и проводов
M = Защита цепей двигателя
R = Защита полупроводников
S = Защита полупроводников
Tr = Защита трансформаторов
N = Защита проводников в соответствии со стандартами Северной Америки
D = предохранитель с выдержкой времени для защиты цепей двигателя в соответствии с североамериканскими стандартами.

3. Обычные токи неплавкого и плавкого предохранителя (плавкой вставки).

Следует различать два условных тока: неплавкий и плавкий.

Обычный ток неплавкого предохранителя (Inf) — это значение тока, которое патрон предохранителя может выдержать в течение обычного времени без плавления.
Обычный ток предохранителя (If) — это значение тока, при котором патрон предохранителя плавится до истечения условного времени.

В приведенном выше примере (плавкая вставка 100 А gG):

Условное время = 2 часа
Inf = 1,3
In = 1,6

4. Рабочая зона предохранителя

Определенная стандартами рабочая зона используется для определения времени срабатывания предохранителя в зависимости от тока, проходящего через него. Важно знать рабочие характеристики предохранителя, чтобы рассчитать селективность различных защитных устройств, установленных последовательно.

«Для плавкой вставки 100 А, 22 × 58 gG перегрузка 300 А расплавит картридж за 40 с»

5. Отключающая способность предохранителя (плавкой вставки)

Отключающая способность должна быть по крайней мере равной предполагаемому току короткого замыкания, который может возникнуть в точке установки предохранителя. Чем выше отключающая способность, тем лучше предохранитель защищает установку от коротких замыканий высокой интенсивности.
Предохранители HBC (высокая отключающая способность) ограничивают короткое замыкание, которое может достигать более 100 000 А (действующее значение).

6. Ограничение тока предохранителя (плавкой вставки)

Ограничение тока может изменяться в зависимости от условий короткого замыкания (интенсивность, cos ϕ, начальный угол короткого замыкания ψ). Кривые ограничения картриджей представляют собой максимальные ограниченные значения тока, которые могут быть достигнуты в самых неблагоприятных условиях.

Пример: При предполагаемом коротком замыкании 10000 А (или 10 кА) с учетом максимальной асимметрии тока короткое замыкание может достичь теоретического максимального значения 2,5 × Irms, то есть пикового значения 25 кА.
Цилиндрический патрон предохранителя gG на 100 А ограничивает первую волну тока пиком 8000 А, то есть примерно 30% от предполагаемого максимального значения. Таким образом, деструктивные электродинамические эффекты снижаются в 10 раз ((8 000/25 000) 2) от максимального значения.

Чем выше ожидаемый ток короткого замыкания, тем выше коэффициент ограничения.

Например, при коротком замыкании 100 000 A (среднеквадратичное значение), т. Е. 250 000 A пиковое значение, картридж 100 A gG ограничивает этот ток до 15 000 A пикового значения, т. Е.

Ограничение до 6% от предполагаемого максимального тока и ограничение до 0,36% от предполагаемого максимума. электродинамические эффекты.
Важность ограничения мощности
Короткое замыкание опасно как с точки зрения электродинамических, так и тепловых эффектов:
Деструктивные электродинамические эффекты зависят от квадрата пикового тока, достигаемого во время короткого замыкания, и вызывают механическое повреждение изоляции проводников.
Деструктивные тепловые эффекты зависят от тепловой энергии, рассеиваемой во время короткого замыкания, и могут вызвать ожог изоляции проводов. Патроны с предохранителями максимально ограничивают оба этих эффекта.

Читайте также  Как соединить светодиоды в цепь?

7. Термическое напряжение предохранителя (плавкой вставки)

Короткое замыкание вызывает выделение значительного количества энергии. Патрон предохранителя ограничивает эту энергию до гораздо более низкого значения, обычно известного как ограниченное тепловое напряжение, выражаемое в A2s.
Почему необходимо ограничивать тепловую нагрузку?
Если энергия, выделяемая при коротком замыкании, не ограничена, это может быстро привести к полному или частичному разрушению оборудования. Термическое напряжение определяется двумя основными параметрами:
Cos ϕ: чем ниже, тем больше энергия
Напряжение: чем выше напряжение, тем больше энергия
Патроны с предохранителями значительно ограничивают эту энергию.

Например, для среднеквадратичного асимметричного короткого замыкания 10 кА при 230 В cos ϕ = 0,1 могло бы развиться, если бы картриджа не было, на нескольких волнах тока. Только для первой волны термическое напряжение может достигать 4 000 000 А2. При тех же условиях неисправности картридж на 100 А gG ограничит тепловое напряжение до 78 000 А2, то есть 1,95% от значения только на первой волне ожидаемого тока.

Разница между термическими напряжениями перед дуговым и дуговым разрядом
Предохранитель прерывает короткое замыкание в два этапа: до дуги и затем до дуги. Скажем пару слов о каждом этапе:
Термическое напряжение перед дуговым разрядом соответствует минимальной энергии, необходимой для того, чтобы плавкий элемент картриджа начал плавиться. Важно знать это тепловое напряжение, чтобы определить селективность при коротком замыкании между несколькими последовательно включенными системами защиты.
Термическое напряжение дуги соответствует энергии, ограниченной между концом предварительного дугового разряда и полным разрывом.
Сумма термических напряжений дугового разряда и предварительного дугового разряда дает общее термическое напряжение.

8. Селективность-избирательность предохранителя (плавкой вставки)

Ток обычно проходит через несколько устройств защиты последовательно. Эти устройства рассчитываются и распределяются в соответствии с различными защищаемыми цепями. Избирательность есть, когда работает только устройство, защищающее неисправную цепь.
пример

Только картридж на 25 А сработал при неисправности линии, которую он защищает. Если бы картридж на 100 А или даже картридж на 400 А также работал (неправильная селективность), вся установка вышла бы из строя.

Принцип действия, размещение и проверка термопредохранителя в трансформаторе

Основная причина выхода их строя трансформаторов – перегрев при перегрузке или коротком замыкании. Термопредохранители в трансформаторе отключают его при повышении температуры выше допустимой и защищают аппарат от возгорания.

  1. Что такое термопредохранитель и зачем он нужен
  2. Принцип действия устройства
  3. Где размещают предохранитель в трансформаторах
  4. В обмотке
  5. Во вторичной обмотке
  6. Какие термопредохранители используются
  7. В трансформаторе музыкального центра
  8. В трансформаторе блока питания
  9. Как проверить исправность работы термозащиты
  10. Как сделать самодельный термопредохранитель
  11. Технологический процесс ремонта и замены предохранителя
  12. Соединение проводов на плате
  13. Соединение внутри катушек

Что такое термопредохранитель и зачем он нужен

Термопредохранитель — это элемент электрической схемы, отключающий аппарат не при превышении тока выше номинального, как обычный предохранитель, а при повышении температуры.

Перегрев трансформатора происходит по разным причинам, основные из которых перегрузка или недостаточное охлаждение устройства. При этом разрушается изоляция обмоточных проводов, что приводит к витковому замыканию или возгоранию обмоток.

Основной задачей аппарата является разрывание цепи при перегреве. Он подключается последовательно с первичной обмоткой и устанавливается внутри катушек трансформатора, под наружной изоляцией. При перегреве происходит его срабатывание и отключение аппарата.

Принцип действия устройства

Есть несколько видов термопредохранителей, выполняющие одинаковые функции, но различные по конструкции:

  • Одноразовые предохранители. Внутри элемента находится проволока из легкоплавкого сплава – Розе (+94°C.) или Вуда (+60-68,5°C). Наполнителем является кварцевый песок, впитывающий расплавленный металл и гасящий дугу, которая появляется при срабатывании устройства.
  • Самовосстанавливающийся предохранитель. Это полимерный терморезистор с нелинейным изменением сопротивления при повышении температуры. В холодном состоянии оно близко к 0 и не оказывает влияния на работу схемы. При превышении температуры сопротивление элемента возрастает, и он отключает обмотку трансформатора от сети. После остывания предохранитель возвращается в исходное состояние.
  • Биметаллические термостаты. В корпусе этих приборов находятся контакты и биметаллическая пластинка. При нагреве она изгибается и размыкает контакт. Есть двух видов – малогабаритные с гибкими выводами, которые устанавливаются внутри обмоток и более массивные, которые имеют клемы для подключения и ставятся снаружи аппарата на магнитопровод или радиатор выходных транзисторов.

Где размещают предохранитель в трансформаторах

Для эффективной работы устройство защиты должно находиться в непосредственной близости от намоточного провода, среди витков катушек.

В обмотке

Установка в первичной обмотке не применяется из-за того, что она находится ближе к магнитопроводу, и корпус термопредохранителя мешает наматывать вторичную обмотку, а температура намоточных проводов одинаковая во всём аппарате.

Исключением являются трансформаторы с раздельными катушками. В этом случае возможна установка двух элементов защиты – по одному в каждой обмотке.

Во вторичной обмотке

Самое распространённое место монтажа термозащиты – наружная поверхность вторичной обмотки, под внешней изоляцией трансформатора. В этом случае элемент устанавливается после намотки катушек и не мешает равномерной намотке проводов.

Кроме того, в случае короткого замыкания в схеме вторичная катушка нагревается сильнее первичной, особенно при наличии нескольких обмоток.

Информация! Термопредохранители независимо от места установки всегда подключаются последовательно с первичной обмоткой. Это необходимо для полного отключения аппарата в аварийной ситуации.

Какие термопредохранители используются

В зависимости от назначения аппарата в трансформаторах применяются разные типы термопредохранителей.

В трансформаторе музыкального центра

Перегрев музыкального центра не всегда связан с выходом из строя электронной схемы. Это может происходить из-за длительной работы, недостаточного охлаждения, установки центра возле батареи отопления и других причин.

Кроме того, музыкальная аппаратура дороже зарядных устройств и блоков питания, поэтому в них устанавливаются более дорогие многоразовые самовосстанавливающиеся предохранители и биметаллические термостаты.

Информация! В некоторых аппаратах термозащита устанавливается не только в трансформаторах, но и на радиаторах силовых транзисторов.

В трансформаторе блока питания

Блоки питания — это сравнительно недорогие устройства, поэтому в бп устанавливаются одноразовые предохранители со вставкой из легкоплавкого металла.

Как проверить исправность работы термозащиты

Проверка работы одноразового предохранителя приведёт к его срабатыванию и выходу из строя, поэтому такие элементы проверяют только тестером на целостность.

Для проверки многоразовых устройств термозащиты кроме тестера необходима обычная зажигалка;

  • подключить тестер к выводам термопредохранителя;
  • проверить сопротивление – должно быть около 0Ом;
  • нагреть элемент зажигалкой;
  • в процессе нагревания сопротивление исправного устройства резко увеличивается;
  • после остывания показания прибора должны вернуться к первоначальным.

Как сделать самодельный термопредохранитель

Сделать полноценное устройство термозащиты в домашних условия нельзя – для этого необходимы дорогие и редкие сплавы. Распространённый оловянно-свинцовый припой ПОС-60 имеет температуру плавления 190°С и не обеспечит надёжную защиту.

Элемент для замены стоит недорого и его можно приобрести в магазине или заказать на Алиэкспресс. Выбор производится по трём параметрам:

  • Температура срабатывания. Должна быть аналогична сгоревшему предохранителю.
  • Ток. Должен быть не меньше тока защищаемого аппарата.
  • Напряжение. При работе напряжение на выводах предохранителя несколько милливольт, но при срабатывании оно равно напряжению сети. Поэтому при недостаточном номинальном напряжении элемента внутри него произойдёт короткое замыкание и трансформатор останется в работе. Для большинства электроприборов этот параметр должен составлять не менее 250В.

Технологический процесс ремонта и замены предохранителя

Во многих случаях трансформатор перестаёт работать из-за срабатывания термопредохранителя. Это происходит не только из-за перегрева обмоток, но и из-за кратковременного повышения тока. В этом случае термозащита выполняет функцию обычного предохранителя.

Для восстановления работоспособности аппарата защитный элемент необходимо заменить на аналогичный или на обычный предохранитель. Есть два варианта подключения термозащиты.

Соединение проводов на плате

В этом случае достаточно закоротить вывода термозащиты или припаять параллельно вышедшему из строя элементу на длинных проводах исправный. Он укладывается на вторичную обмотку и закрепляется скотчем.

Соединение внутри катушек

В этом случае необходимо следующее:

  • демонтировать трансформатор;
  • разобрать магнитопровод;
  • снять со вторичной обмотки наружный слой изоляции;
  • отделить от катушки термопредохранитель;
  • отпаять его от вывода первичной обмотки;
  • припаять вместо него исправный элемент и поместить на место старого;
  • обмотать всю конструкцию изоляционным материалом;
  • собрать трансформатор и подключить его к плате.

Важно! Причиной срабатывания термозащиты может быть неисправность электронной схемы, поэтому после сборки работоспособность аппарата необходимо тщательно проверить.