Fusibles d'alta tensió PKT, PKN, PVT en xarxes de distribució rural
A les instal·lacions elèctriques rurals, s'utilitzen fusibles dels tipus PKT i HTP (anteriorment coneguts com a PK i PSN, respectivament) per a aquesta tensió.
Dispositiu i principi de funcionament dels fusibles tipus PKT
Els fusibles PKT (amb sorra de quars) es produeixen per a tensions de 6 ... 35 kV i corrents nominals de 40 ... 400 A. Els més comuns són els fusibles PKT-10 per a 10 kV, instal·lats al costat d'alta tensió de les subestacions transformadores rurals 10 / 0,38 kV. El portafusibles (Fig. 1) consisteix en un tub de porcellana 3 ple de sorra de quars, que està reforçat amb taps de llautó 2 amb taps 1. Els enllaços fusibles estan fets de filferro de coure de plata. A un corrent nominal de fins a 7,5 A, s'utilitzen diverses insercions paral·leles 5 enrotllades sobre un nucli de ceràmica nervada (Fig. 1, a). A corrents altes, s'instal·len diversos inserts en espiral (Fig. 1).
Arròs. 1.Suports per a fusibles tipus PKT: a — per a corrents nominals de fins a 7,5 A; b — per a corrents nominals 10 … 400 A; 1 — coberta; 2 — tapa de llautó; 3 — tub de porcellana; 4 — sorra de quars; 5 — enllaços fusibles; 6 — indicador de treball; 7 — primavera
Arròs. 2. Fusible tipus PKT: 1- base; 2- aïllant de suport; 3- contacte; 4- cartutx; 5- pany
Aquest disseny proporciona una bona amortiment de l'arc, ja que les insercions tenen una longitud considerable i una secció transversal petita. L'efecte metal·lúrgic s'utilitza per reduir el punt de fusió de la inserció.
Per reduir les sobretensions que es poden produir durant l'extinció ràpida de l'arc en canals estrets (ranures) entre grans de quars, s'utilitzen fusibles amb diferents seccions al llarg de la longitud. Això proporciona un enduriment artificial de l'arc.
El portafusibles està segellat: després d'omplir el tub amb sorra de quars, els taps 1 que cobreixen les obertures es tanquen acuradament. Per tant, el fusible PKT funciona en silenci.
El funcionament del fusible està determinat pel punter 6, que normalment es manté mitjançant una inserció especial d'acer en la posició retraïda. En aquest cas, la molla 7. també es manté en estat comprimit.Quan s'acciona el fusible, l'insert d'acer es crema després del de treball, perquè tot el corrent comença a travessar-lo. Com a resultat, el punter 6 és llançat fora del tub pel moll alliberat 7.
A la fig. 2 mostra el fusible PKT muntat. A la base (marc metàl·lic) 1 hi ha dos aïllants de suport 2. El portafusibles 4 s'insereix amb taps de llautó als suports de molla (dispositiu de contacte) 3 i s'estreny amb un pany. Aquest últim es proporciona per mantenir el cartutx als suports quan l'aparició de forces electrodinàmiques durant el flux de grans corrents de curtcircuit. Fabriquen fusibles tant per a muntatge interior com exterior, així com fusibles especials reforçats amb una major resistència a la ruptura.
Construcció i principi de funcionament dels fusibles tipus PKN
Els fusibles tipus PKN (abans PKT) es fabriquen per protegir els transformadors de tensió de mesura. A diferència dels fusibles PKT en qüestió, tenen un constantan amb un fusible enrotllat sobre un nucli ceràmic, aquest insert té una major resistència. Gràcies a això i a la petita secció transversal de la inserció, es proporciona un efecte limitador de corrent.
Els fusibles PKNU es poden instal·lar en una xarxa amb una potència de curtcircuit molt alta (1000 MV × A), i la capacitat de ruptura dels fusibles PKNU reforçats no està limitada en absolut. Els fusibles PKN són més petits que els PKT i no estan equipats amb un indicador de funcionament (el fusible es pot jutjar per les lectures dels dispositius connectats al costat secundari dels transformadors de tensió).
Construcció i principi de funcionament dels fusibles cremats, tipus PVT
Els fusibles del tipus PVT (descàrrega, el nom anterior - tipus d'encesa PSN) es produeixen per a una tensió de 10 ... 110 kV. Estan destinats a la instal·lació en aparells de distribució oberts. A les xarxes elèctriques rurals, els fusibles més utilitzats són els PVT-35 per a la protecció de transformadors amb una tensió de 35/10 kV.
Arròs. 3. Fusibles tipus PVT: a, b — visió general i portafusibles PVT (PSN) -35; c — fusible HTP (PS) -35 MU1; ganivet d'1 i 1′-pin; 2 — eix; 3 - aïllant de suport; 4 — enllaç fusible; 5 — tub fet de dielèctric generador de gas; 6 — comunicació flexible; 7 — pic; 8 — tub de branca
L'element principal del portafusibles és un tub generador de gas 5 fet de plàstic vinílic (Fig. 1.5). Dins del tub hi ha un cable flexible 6, connectat per un extrem a una inserció fusible 4 introduïda al capçal metàl·lic del cartutx, i a l'altre extrem a la punta de contacte 7.
El portafusibles es troba sobre dos aïllants de suport 3 muntats a la base (marc). El capçal del mandril s'agafa mitjançant un suport especial a l'aïllant superior. A l'aïllant inferior hi ha un ganivet 1 per al contacte amb una molla espiral, que tendeix a girar el ganivet al voltant de l'eix 2 fins a la posició 1'. El ganivet 1 està enganxat amb la punta de contacte 7 del cartutx. S'utilitzen enllaços fusibles de zinc, així com insercions dobles de coure i acer (una inserció d'acer, situada paral·lela a la de coure, percep la força d'una molla que intenta treure el cable flexible del cartutx; en el cas d'un curt circuit, la inserció de coure primer es fon, després aquesta la inserció d'acer).
Després de cremar l'enllaç fusible, el ganivet de contacte s'allibera i, girant (inclinat) sota l'acció de la molla, estira el cable flexible, que després s'expulsa del cartutx.
Sota l'acció de l'arc format després de fondre la inserció, les parets del tub de plàstic de vinil alliberen vigorosament gas. La pressió al cartutx augmenta, el flux de gas crea una forta explosió longitudinal, apagant l'arc. El procés d'expulsió de gasos calents a través de l'obertura inferior del cartutx va acompanyat d'un so semblant a un tret. A causa de l'augment de la longitud de l'arc quan s'allibera la connexió flexible, no es produeixen sobretensions durant el procés d'activació, però aquests fusibles tampoc tenen cap efecte limitador de corrent.Com es pot veure a la figura 1.5, l'enllaç fusible no es troba a la canonada, sinó a una tapa metàl·lica que cobreix un extrem. Això elimina el gas durant el funcionament normal quan el fusible també pot escalfar-se a una temperatura elevada.
La indústria produeix un fusible de descàrrega (encesa) del tipus PVT-35MU1, mostrat a la fig. 5, c. El cartutx d'aquest fusible, a diferència del que s'ha comentat anteriorment, té un tub metàl·lic 8, en el qual s'instal·la una vàlvula de coure, que tanca el forat transversal del tub. Quan s'extingeixen grans corrents de curtcircuit, quan l'arc es desenvolupa intensament, la pressió del cartutx augmenta ràpidament i expulsa la vàlvula, com a resultat de la qual cosa s'obre el forat de l'aixeta. Quan s'extingeix un arc amb corrents baixes, l'obertura del broquet roman tancada, proporcionant un augment de pressió al cartutx.
Fusibles controlats, tipus UPS-35
Per tal d'eliminar un dels inconvenients significatius dels fusibles - la dificultat de combinar dispositius instal·lats en sèrie a causa de la difusió de les característiques - sobre la base dels fusibles PVT (PS) -35MU1, fusibles controlables UPS -35U1 dissenyats per protegir els transformadors amb un s'han desenvolupat una tensió de 35/6... 10 kV. També hi ha desenvolupaments de fusibles de 110 kV.
El cable flexible dins del portafusibles controlat no està connectat rígidament al fusible, sinó a través d'un sistema de contactes que proporciona una interrupció mecànica del circuit del fusible sota l'acció de l'actuador quan s'acciona la protecció del relé.
Quan es produeix un curtcircuit, s'activa la protecció del relé i, com a resultat de l'acció de l'accionament, el ganivet de contacte, juntament amb l'enllaç flexible, es mou cap avall.En aquest cas, s'obre el sistema de contacte situat dins del cartutx. La resta de processos (moviment addicional i eliminació del cable flexible, extinció de l'arc) es duen a terme de la mateixa manera que en el cas d'un fusible cremat en un fusible de gas d'escapament incontrolat. En cas de corrents de curtcircuit elevats, el fusible del fusible controlat funciona abans que s'encengui la protecció del relé.
També és possible una opció de fusible controlat sense fusible. Això exclou l'escalfament addicional del fusible, podeu augmentar el corrent nominal i interromput.