|
| |
|
Слаботочка Книги Ferraz, Laur Knudsen, Fuji - с фланцевым, болтовым (ножевым) и втычным контактными выводами соответственно. Для повышения номинальной мощности в единице объема быстродействующих предохранителей широко применяется принудительное охлаждение. Вариант конструкции блока, содержащего силовой полупроводниковый вентиль В и быстродействующий предохранитель Пр, показан на рис. 4.4. Здесь использована одна из наиболее эффективных конструкций охлаждения - таблеточная система с двусторонним водяным охлаждением вентиля и предохранителя. Рис. 4.4. Таблеточный предохранитель с двусторонним водяным охлаждением  Выводы 1 предохранителя установлены на торцах корпуса 2, внутри которого расположены наполнитель 3 и плавкий элемент 4. Выводы предохранителя и торцевые поверхности вентиля имеют непосредственный контакт с охлаждаемыми водой шинами. Такое решение обеспечивает высокую эффективность охлаждения и позволяет существенно (до 50-60%) повысить номинальный ток вентиля и предохранителя. 4.2. Основные характеристики Характеристики длительного режима. Номинальный ток. Обычно для предохранителей общепромышленного назначения, не обладающих быстродействием, номинальный ток устанавливается из учета превышения температуры на выводах и потерь мощности. При этом вводятся вспомогательные коэффициенты, учитывающие минимальный ток плавления и максимальный ток неплавления плавкого элемента. Для быстродействующих предохранителей необходимо учитывать условия эксплуатации, характеризуемые в большинстве случаев циклическими изменениями величины и формы протекающего тока. Номинальный ток быстродействующего предохранителя, най- 7* . 99 денный согласно требованиям для общепромышленных предохранителей, не совпадает со среднеквадратичным значением тока циклического режима, который предохранитель пропускает без разрушения в течение заданного срока службы. В связи с этим номинальный ток быстродействующих предохранителей устанавливается, как и для небыстродействующих, исходя из превышения температуры на выводах и потерь мощности, а для работы в циклических режимах вводятся коэффициенты снижения номинального тока, находящиеся в пределах 0,5-0,75. Вместе с тем в последние годы часто предлагается принимать за номинальный ток быстродействующих предохранителей среднеквадратичное значение тока в циклическом режиме, при котором гарантируется отсутствие разрушений предохранителя в течение заданного срока службы. Диапазон таких значений номинального тока в настоящее время составляет 6,3 А - 2,5 кА. Тенденция к расширению этого диапазона сохраняется и может привести к созданию быстродействующих предохранителей на номинальный ток 6,3 кА. Номинальное напряжение. Под номинальным напряжением понимают максимальное напряжение электрической цепи (действующее значение), при котором обеспечивается надежное отключение предохранителем этой цепи при оговоренных ее параметрах. Напряжение на дуге быстродействующих предохранителей во время срабатывания не должно превышать 150% напряжения защищаемой цепи, что связано с требованием защиты силовых полупроводниковых приборов от перенапряжений. На практике напряжение на дуге предохранителя может существенно зависеть от параметров защищаемой цепи и момента возникновения аварии. При снижении напряжения цепи постоянного тока значительно ниже номинального на предохранителе могут возникать большие перенапряжения, вызванные наличием индуктивности. Например, на предохранителе с номинальным напряжением 660 В при отключении им цепи постоянного тока с напряжением 50- 100 В может появляться напряжение 300 В. При некоторых видах аварии и последовательном включении двух предохранителей возможно срабатывание одного из них или обоих одновременно. В этом случае один предохранитель должен надежно отключать цепь в аварийном режиме, а при срабатывании двух предохранителей не должны возникнуть перенапряжения на выводах. Номинальные напряжения наиболее распространенных быстродейству- ющих предохранителей находятся в диапазоне 220- 1600 В. Потери мощности. Потери мощности при номинальном токе определяются как произведение этого тока на падение напряжения в предохранителе. Они примерно в 5 раз меньше потерь в защищаемом предохранителем силовом полупроводниковом приборе. При большом количестве предохранителей в мощных установках и длительном (до 20 лет) сроке службы, а также в связи с современной тенденцией экономии энергии, вопрос снижения этих потерь является актуальным. Например, для предохранителя на номинальный ток 630 А и номинальное напряжение 660 В снижение потерь мощности со 100 до 80 Вт позволяет сэкономить 36 кВт-ч в год. Кроме того, потери мощности являются важным показателем состояния предохранителя в процессе эксплуатации. Так, повышение потерь мощности даже на несколько процентов свидетельствует о начале разрушения плавких элементов предохранителя. Следует также отметить важность снижения потерь мощности в предохранителе для предотвращения их теплового воздействия на находящиеся вблизи элементы управления полупроводниковых приборов и изоляцию. Зависимость номинального тока от внеилних факторов. Высокое быстродействие предохранителей достигается повышением плотности тока в перешейках плавких элементов, что вызывает сильный нагрев предохранителя. Поэтому такие внешние факторы, как температура окружающего воздуха и вид охлаждения, а также сечение и длина токоподводящих шин,оказывают большое влияние на все характеристики предохранителя. Для оценки влияния температуры воздуха используются различные эмпирические формулы и зависимости. В среднем можно считать, что при повышении температу- ры окружающего воздуха на 1 °С номинальное значение тока необходимо снижать на 0,5-0,7%. Принудительное воздушное охлаждение предохранителей при скорости потока 2-10 м/с позволяет повысить номинальный ток предохранителя до 20-50, а водяное охлаждение, как уже отмечалось, до 50%. Обычно около 70% выделяемого в предохранителе тепла отводится через токоподводящие шины. Поэтому увеличение их сечения, например, на 20% может обеспечить увеличение номинального тока на 3-5%. По рекомендациям МЭК плотность тока в шинах должна находиться в пределах 1,0-1,6 А/мм. Следует отметить, что увеличе- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [32] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |