Апарати захисту електричних кіл

Для захисту електроустаткування, ввімкненого в електричну мережу, від перевантажень і коротких замикань застосовують плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі і теплові реле захисту. Надмірні струми перевантаження і короткого замикання в основному виникають у колі, коли його опір виявляється значно меншим від номінального. Причинами цього можуть бути ушкодження електроізоляції, перевантаження двигуна. Під дією цих великих струмів за короткий час може виділитися така кількість теплоти, що перегріє проводи і саме електроустаткування вище критичної для ізоляції температури. Якщо не забезпечити своєчасного вимкнення електричного кола, то займеться ізоляція проводів і електроустаткування.

Плавкі запобіжники (рис. 1.8). Встановлюються в переріз проводів, що з'єднують електричне устаткування з джерелом живлення, тобто послідовно з електричним приймачем. Плавкий запобіжник складається з підставки і плавкої вставки. Підставка запобіжника — незмінна його частина, призначена для встановлення плавкої вставки. У підставці є виводи для приєднання зовнішніх провідників електричного кола.

Плавка вставка запобіжника — частина запобіжника, що вимикає струм електричного кола і підлягає заміні після спрацювання запобіжника для відновлення його працездатності. В основному плавка вставка складається з держака і плавкого елемента.

Підставки запобіжників випускають на струм 10; 16; 31,5; 63; 80; 100; 125; 160; 200 А і вище, а плавкі вставки — на струм 2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 120; 160; 200 А.

Плавкий елемент запобіжника являє собою провід чи пластину, виготовлені найчастіше з міді і значно меншого перерізу, ніж переріз проводів кола. У разі збільшення струму кола до величини, що перевищує номінальний струм запобіжника в кілька разів, плавкий елемент через певний час нагрівається до температури плавлення. Розплавляючись, він розриває електричне коло, внаслідок чого проходження струму припиняється.

Рис. 1.8. Плавкі запобіжники: а, б — різьбовий: 1 — головка; 2 — скло; 3, 16, 19 — плавка вставка; 4 — різьбова гільза; 5 — фарфорова кришка; в, 13 — провід мережі; 7 — виводи; 8 — різьбова гільза; 9 — плавкий елемент; 10 — контакти; 12 — основа; в — трубчастий; г, е — головка та плавка вставка з індикатором; 14 — індикатор спрацювання; 15 — плавкий елемент; 17 — контакт; 18 — фарфоровий корпус; 20 — гайка; 21 — плавка вставка; 22 — контакт; 23 — ножові контакти; д, ж — головка та плавка вставка без індикатора

Конструктивно запобіжники поділяються на різьбові і трубчасті. Різьбові, наприклад Е-27, випускаються на струм до 25 А і напругу до 380 В з двома виконаннями плавких вставок: з індикатором спрацювання і без нього.

Різьбовий запобіжник Е-27 складається з трьох основних частин: основи, головки і плавкої вставки.

Трубчасті запобіжники (рис. 1.8, в). Складається із основи, що має виводи й контакти, та плавкої вставки з пластинчастим елементом, який можна замінити після розплавлення. В держак плавкої вставки можна вмістити плавкі елементи на різні струми. Наприклад, у держак з номінальним струмом 60 А можна вставити плавкі елементи на 16(15), 20, 24, 40 і 60 А.

У трубчастих запобіжниках як контакти плавкої вставки використовуються гайки.

Автоматичні вимикачі. Для захисту мереж і електричних приймачів від ушкоджень, спричинених струмом, що перевищує припустиму величину, застосовують автоматичні вимикачі, їх випускають із тепловими, електромагнітними і комбінованими розчепленнями та з різною кількістю полюсів — один, два і три. В однофазних колах застосовують одно- і двополюсні, а в трифазних — триполюсні.

Автоматичні вимикачі з електромагнітними розчепленнями застосовуються для захисту мереж та електричних приймачів від ушкоджень, спричинених струмом короткого замикання, що діє навіть короткочасно. Час вимкнення автоматичних вимикачів невеликий (частки секунди), тому вони належать до апаратів максимального захисту миттєвої дії.

Перевага автоматичних вимикачів над плавкими запобіжниками полягає в тому, що вони мають багаторазову дію. Після спрацювання плавкого запобіжника плавку вставку потрібно замінити. Автоматичний же вимикач, після усунення причини спрацювання, можна підготувати для повторної роботи натисканням на кнопку або поворотом ручки.

Теплові реле захисту. Працюють за тим самим принципом, що й автоматичні вимикачі з тепловими розчепленнями. Різняться вони тим, що біметалічна пластинка впливає не на головні контакти, а на контакти, що містяться в колі обмотки магнітного пускача.