Плавкая вставка Советский патент 1983 года по МПК H01H85/02 

3

:б-.,з Изобретение относится к электротехнине, а именно к стреляющим предохранителям, которые применяются при защите силовых понижающих транс форматоров. Известны плавкие вставки, предназначенные к использованию в стреляЕощих 1редохранителях, где на них постоянно воздействуют механические усилия пружины полюса, стремящиеся выбросить подвижный электрод из предохранителя наружу. Это происходит как только перегорит плавкая вставка, служащая также для электри ческой и механической связи подвижного электрода с неподвижным. Поэто ,ну плавкие вставки данных устройств состоят из высокопроводящей части, выполняемой, например, из меди, и высокоомной державки, обладающей малой проводимостью, но хорошими ме ханическими характеристиками. Они включаются параллельно друг другу. Державка воспринимает на себя усилия пружины полюса, разгружая тем самым от воздействия этой пружины высокопроводящую часть плавкой вста ки, обладающую, как правило, низкими механическими характеристиками. Это устраняет возможность вытягива 1ия высокопроводящей части, а значит, снижения ее рабочего сечения. Последнее могло бы приводить к снижению в процессе работы ее номиналь ного тока иприводило бы к ложной и излишней работе предохранителей, сопровождающихся ущербами у потреб Телей 1 и 2 .. Недостатками этих устройств являются малая чувствительность к- токам перегрузки и низкое быстродейст вие при коротких замыканиях на выводах за трансформатором (на вывода низшего напряжения). Предохранители стакими плавкими вставками не зат гДищают трансформаторы от токов перегрузки. Требуется установка на подстанциях специальных релейных за щит от токов перегрузки. Они действуют на отключение выключателей линии, отходящих от подстанции. После нее удорожает сооружение понизитель ных подстанций. Кроме того, такие ,плавкие вставки Не обеспечивают вы полнения требований ГОСТ 2213-78 в части обеспечения чувствительности к токам перегрузки на подстанциях. Малое быстродействие к TOKEIM к. на выводе НН трансформатора не выполняет требований термической сто кости защищаемого трансформатора. Это ограничивает применение предох ранителей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является плавкая вставка для стреляющих пре дохранителей, выполненная в виде высокопроводящего участка и высоко омной державки, соединенных параллельно з. Однако указанное устройство не дает возможности повысить быстродействие и чувствительность к токам малой реличины. Целью изобретения является повышение быстродействия и .чувствительности к -токам малой величины. Поставленная цель достигается тем, что в плавкой вставке для стреляющих предохранителей, выполненной в виде высокопроводящего участка и высокоомной державки, соединенных параллельно, высокопроводящий участок выполнен составным из двух одинаковых элементов, соединенных встык с помощью низкоплавкого припоя. Кроме того, в месте соединения двух элементов высокопроводящего участка может быть выполнен шаровидный наплав из легкоплавкого припоя. На чертеже представлена плавкая вставка для стреляющих предохранителей. , Вставка состоит из высокопроводящей, например, медной части 1 и высокоомной части (державки) 2. Последняя воспринимает на себя тянущие усилия, воздействующие на электроды 3 и 4 патрона. Высокопроводящая часть плавкой вставки состоит из дв.ух элементов, стыкующихся между собой в точке 5. Механически и электрически элементы между собой соединены с помощью легкоплавкого припоя б, у которого температура плавления ниже температуры плавления высокопроводящей .части. В качестве примера показано крепление плавкой вставки к электродам 3 и 4 с помощью винтов 7, снабженных плоскими 8 и пружинными 9 шайбами. Последние обеспечивают сохранение усилия контактного прижатия концов плавкой вставки к электродам 3 и 4 независимо от нагрева мест контактирования. Весь узел плавкой вставки с электродами 3 и 4 находится внутри газогенерирующей трубки патрона предохранителя (не показана). Электрический ток идет по одному из электродов, например 3, входит в высокопроводящую часть 1 и частично в высокоомную державку 2, переходит в электрод 4, а из него - в защищаемый объект. Электроды 3 и 4 действием усилий пружины полюса стремятся разойтись в противоположные стороны, однако удерживаются от этого державкой 2. При появлении перегрузки или тока .з. небольшой величины медное тело 1 начинает разогреваться. Тепло от него за счет теплопроводности отвоится к электродам 3 и 4. Часть тепла за счет конвекции отдается окружающему воздуху. До 50% от разогртой вставки отвс дится за счет излучения.

Таким образом, наиболее разогретой частью вала 1 является середина в точке 5, так как от нее (если даже и нет наплава-шарика) наиболее затруднен теплоотвод за счет теплопроводности к электродам 3 и 4.

После расплавления места спая в точке 5, электрическая цепь через медную часть 1 плавкой вставки обрывается, так как припой окатывается под собственным весом или испаряется за счет тепловыделения от приходящего тока. Весь ток устремляется в Ъысркоомную державку 2 и расплавляет ее. После этого электроды 3 и 4, освободившись от связывающего воздействия плавкой вставки, устремляются в противоположные стороны. За ними тянется электрическая дуга, которая воздействует на газогенерирующий материал патрона и разогревает его. Материал начинает испаряться за счет чего в патроне повышается давление выделившегося газа и образуется газовое дутье вдоль ствола дуги. Это приводит к усилению процесса конвекции, улучшает условия охлаждения дуги, повышает градиент в ее стволе. При переходе тока через ноль пр.оисходит полное гашение электрической дуги и отключение защищаемого объекта.

При наличии в месте стыка шарообразного напла ва 6 еще больше повышается чувствительность к токам перегрузки незначительной величины. Дело в том, что такой наплав становится аккумулятором тепла за:ниженного, по сравнению с предыдущим случаем, излучения и конвективного ..оздаода тепла от единицы объема наплава. Это объясняется тем, что с ростом размеров шара снижается площадь его поверхности излучения, приходящаяся на единицу объема. Кроме ТОГО, использование наплава придает

определенную инерционность в срабатывании плавкой вставки- при кратковременных всплесках перегрузочных токов и токов повреждения небольшой величины, что не позволяет плавкой вставке срабатывать при запусках двигателей и возникновении токов намагничивания при включении трансформаторов в работу и не дает предохранителю сработать ложно при внешних

0 коротких замыканиях, например, на линиях низшего напряжения, отходящих от подстанции. В последнем случаек.з, должно ликвидироваться срабатыванием выключателя поврежденной линии, а не предохранителем,.

5

При мощных к.з. ,процесс нагрева тела вставки носит адиабатический характер: все тепло идет на разогрев тела. Поэтому, в первую очередь, будут расплавляться участки стыкующихся элементов высокопроводящей части 1, расположенные слева и справа от места стыка и наплава.Из-за . массивности наплава,выделившегося на его длине,тепла будет недостаточно, чтобы расплавить наплав. В то же время, на единице длины участкбв вставки, примыкающих к наплаву, теПла вполне достаточно, чтобы расплавить и испарить тело высокопроводящей части 1. После этого сгорает державка 2, и гашение дуги происходит по описанному способу.

Применение предлагаемой вставки расширит возможности стреляющих предохранителей на 35 кВ типа ПС35MVI и позволит им использоваться вместо комплектов Отделитель-короткозамыкатель на 35 кВ. ОРУ 35 кВ однотрансформаторной подстанции йтоит с предохранителями nC-35MVI 1720 руб., с комплектом Отделитель-короткозамыкатель - 3200 руб. Следовательно, на каждой постанции будет получена экономия по капитальным вложениям до 1480 руб. на каждый трехполшсный комплект.

1. ПЛАВКАЯ ВСТАВКА для стрелякяцйх предохранителей, выполненная в виде высокопроводящего участка и высокоомной державки, соединенных параллельно, о т л и ч а .ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности -к токам малой величины, высокопроводящий участок выполнен составным из двух одинаковых элементов, соединенных встык с помощью низкоплавкого припоя. 2. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что в месте соединения двух элементов высокопроводящего участка выполнен шаровидный наплав из легкоплавкого припоя.