Ασφάλειες υψηλής τάσης PKT, PKN, PVT σε αγροτικά δίκτυα διανομής

Σε αγροτικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, για αυτήν την τάση χρησιμοποιούνται ασφάλειες των τύπων PKT και HTP (παλαιότερα γνωστές ως PK και PSN, αντίστοιχα).

Συσκευή και αρχή λειτουργίας ασφαλειών τύπου ΠΚΤ

Οι ασφάλειες PKT (με χαλαζιακή άμμο) παράγονται για τάσεις 6 ... 35 kV και ονομαστικά ρεύματα 40 ... 400 A. Οι πιο συνηθισμένες είναι οι ασφάλειες PKT-10 για 10 kV, εγκατεστημένες στην πλευρά υψηλής τάσης των αγροτικών υποσταθμών μετασχηματιστών 10 / 0,38 kV. Η ασφαλειοθήκη (Εικ. 1) αποτελείται από έναν πορσελάνινο σωλήνα 3 γεμάτο με χαλαζιακή άμμο, ο οποίος είναι ενισχυμένος με ορειχάλκινα καλύμματα 2 με πώματα 1. Οι εύτηκτοι σύνδεσμοι είναι κατασκευασμένοι από ασημί χάλκινο σύρμα. Με ονομαστικό ρεύμα έως 7,5 A, χρησιμοποιούνται πολλά παράλληλα ένθετα 5 τυλιγμένα σε ραβδωτό κεραμικό πυρήνα (Εικ. 1, α). Σε υψηλά ρεύματα, τοποθετούνται πολλά σπειροειδή ένθετα (Εικ. 1).

Ρύζι. 1.Υποδοχές για ασφάλειες τύπου PKT: a — για ονομαστικά ρεύματα έως 7,5 A. β — για ονομαστικά ρεύματα 10 … 400 A; 1 — κάλυμμα; 2 — ορειχάλκινο καπάκι. 3 — σωλήνας πορσελάνης. 4 — χαλαζιακή άμμος. 5 — εύτηκτοι σύνδεσμοι. 6 — δείκτης εργασίας. 7 — άνοιξη

Ρύζι. 2. Ασφάλεια τύπου PKT: 1- βάση; 2- μονωτήρας στήριξης. 3- επαφή? 4- φυσίγγιο? 5- κλειδαριά

Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει καλή απόσβεση τόξου καθώς τα ένθετα έχουν μεγάλο μήκος και μικρή διατομή. Το μεταλλουργικό αποτέλεσμα χρησιμοποιείται για τη μείωση του σημείου τήξης του ενθέματος.

Για τη μείωση των υπερτάσεων που μπορεί να προκύψουν κατά την ταχεία κατάσβεση του τόξου σε στενά κανάλια (σχισμές) μεταξύ κόκκων χαλαζία, χρησιμοποιούνται ασφάλειες με διαφορετικά τμήματα κατά μήκος. Αυτό παρέχει τεχνητή σύσφιξη του τόξου.

Η θήκη ασφαλειών είναι σφραγισμένη — αφού γεμίσετε τον σωλήνα με χαλαζιακή άμμο, τα καπάκια 1 που καλύπτουν τα ανοίγματα σφραγίζονται προσεκτικά. Επομένως, η ασφάλεια PKT λειτουργεί αθόρυβα.

Η λειτουργία της ασφάλειας καθορίζεται από τον δείκτη 6, ο οποίος συνήθως συγκρατείται από ένα ειδικό χαλύβδινο ένθετο στη θέση ανάσυρσης. Σε αυτή την περίπτωση διατηρείται σε συμπιεσμένη κατάσταση και το ελατήριο 7. Όταν ενεργοποιείται η ασφάλεια, το χαλύβδινο ένθετο καίγεται μετά το λειτουργικό, γιατί όλο το ρεύμα αρχίζει να περνά μέσα από αυτό. Ως αποτέλεσμα, ο δείκτης 6 εκτοξεύεται έξω από το σωλήνα από το απελευθερωμένο ελατήριο 7.

Στο σχ. 2 δείχνει τη συναρμολογημένη ασφάλεια PKT. Στη βάση (μεταλλικό πλαίσιο) 1 υπάρχουν δύο μονωτήρες στήριξης 2. Η βάση ασφαλειών 4 εισάγεται με ορειχάλκινα καπάκια στις βάσεις ελατηρίου (συσκευή επαφής) 3 και σφίγγεται με κλειδαριά. Το τελευταίο παρέχεται για να διατηρεί το φυσίγγιο στις βάσεις όταν την εμφάνιση ηλεκτροδυναμικών δυνάμεων κατά τη ροή μεγάλων ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Κατασκευάζουν ασφάλειες τόσο για εσωτερική όσο και για εξωτερική τοποθέτηση καθώς και ειδικές ενισχυμένες ασφάλειες με αυξημένη αντοχή στη θραύση.

Κατασκευή και αρχή λειτουργίας ασφαλειών τύπου ΠΚΝ

Οι ασφάλειες τύπου PKN (πρώην PKT) κατασκευάζονται για την προστασία των μετασχηματιστών τάσης μέτρησης. Σε αντίθεση με τις εν λόγω ασφάλειες PKT, έχουν μια σταθερά με μια ασφάλεια τυλιγμένη σε έναν κεραμικό πυρήνα.Αυτό το ένθετο έχει μεγαλύτερη αντίσταση. Χάρη σε αυτό και τη μικρή διατομή του ενθέματος, παρέχεται ένα αποτέλεσμα περιορισμού ρεύματος.

Οι ασφάλειες PKNU μπορούν να εγκατασταθούν σε ένα δίκτυο με πολύ υψηλή ισχύ βραχυκυκλώματος (1000 MV × A) και η ικανότητα θραύσης των ενισχυμένων ασφαλειών PKNU δεν είναι καθόλου περιορισμένη. Οι ασφάλειες PKN είναι μικρότερες σε σύγκριση με το PKT και δεν είναι εξοπλισμένες με ένδειξη λειτουργίας (η ασφάλεια μπορεί να κριθεί από τις ενδείξεις των συσκευών που είναι συνδεδεμένες στη δευτερεύουσα πλευρά των μετασχηματιστών τάσης).

Κατασκευή και αρχή λειτουργίας καμένων ασφαλειών, τύπου PVT

Ασφάλειες τύπου PVT (εκφόρτιση, το προηγούμενο όνομα — τύπος ανάφλεξης PSN) παράγονται για τάση 10 ... 110 kV. Προορίζονται για εγκατάσταση σε ανοιχτούς διακόπτες. Στα αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ασφάλειες είναι οι PVT-35 για την προστασία μετασχηματιστών με τάση 35/10 kV.

Ρύζι. 3. Ασφάλειες τύπου PVT: a, b — γενική όψη και υποδοχή ασφαλειών PVT (PSN) -35; γ — ασφάλεια HTP (PS) -35 MU1; Μαχαίρι 1 και 1'-pin; 2 — άξονας; 3 — μονωτήρας στήριξης. 4 — εύτηκτος σύνδεσμος. 5 — σωλήνας από διηλεκτρικό που παράγει αέριο. 6 — ευέλικτη επικοινωνία. 7 — κορυφή; 8 — σωλήνας διακλάδωσης

Το κύριο στοιχείο της ασφαλειοθήκης είναι ένας σωλήνας παραγωγής αερίου 5 από πλαστικό βινυλίου (Εικ. 1.5). Μέσα στο σωλήνα υπάρχει ένα εύκαμπτο σύρμα 6, συνδεδεμένο στο ένα άκρο με ένα εύτηκτο ένθετο 4 που εισάγεται στη μεταλλική κεφαλή του φυσιγγίου και στο άλλο άκρο με το άκρο επαφής 7.

Η ασφαλειοθήκη βρίσκεται σε δύο μονωτήρες στήριξης 3 που είναι τοποθετημένοι στη βάση (πλαίσιο). Η κεφαλή του τσοκ συγκρατείται από μια ειδική βάση στον επάνω μονωτή. Στο κάτω μονωτήρα είναι στερεωμένο ένα μαχαίρι 1 για επαφή με ένα σπειροειδές ελατήριο, το οποίο τείνει να περιστρέφει το μαχαίρι γύρω από τον άξονα 2 στη θέση 1'. Το μαχαίρι 1 εμπλέκεται με το άκρο επαφής 7 του φυσιγγίου. Χρησιμοποιούνται εύτηκτοι σύνδεσμοι ψευδαργύρου, καθώς και διπλά ένθετα από χαλκό και χάλυβα (ένα ένθετο από χάλυβα, που βρίσκεται παράλληλα με το χάλκινο, αντιλαμβάνεται τη δύναμη ενός ελατηρίου που προσπαθεί να τραβήξει το εύκαμπτο σύρμα έξω από το φυσίγγιο· στην περίπτωση ενός κοντού κύκλωμα, το χάλκινο ένθετο λιώνει πρώτα και μετά αυτό το χαλύβδινο ένθετο).

Μετά την καύση του εύτηκτου συνδέσμου, το μαχαίρι επαφής απελευθερώνεται και, περιστρέφοντας (γείροντας) υπό τη δράση του ελατηρίου, τραβά το εύκαμπτο σύρμα, το οποίο στη συνέχεια εκτοξεύεται από το φυσίγγιο.

Κάτω από τη δράση του τόξου που σχηματίζεται μετά την τήξη του ενθέτου, τα τοιχώματα του πλαστικού σωλήνα βινυλίου απελευθερώνουν έντονα αέριο. Η πίεση στο φυσίγγιο αυξάνεται, η ροή του αερίου δημιουργεί μια ισχυρή διαμήκη έκρηξη, σβήνοντας το τόξο. Η διαδικασία εκτόξευσης καυτών αερίων μέσω του κάτω ανοίγματος του φυσιγγίου συνοδεύεται από έναν ήχο παρόμοιο με έναν πυροβολισμό. Λόγω της αύξησης του μήκους του τόξου όταν απελευθερώνεται η εύκαμπτη σύνδεση, δεν εμφανίζονται υπερτάσεις κατά τη διαδικασία ενεργοποίησης, αλλά αυτές οι ασφάλειες δεν έχουν επίσης αποτέλεσμα περιορισμού ρεύματος.Όπως φαίνεται από το σχήμα 1.5, ο εύτηκτος σύνδεσμος δεν βρίσκεται στον σωλήνα, αλλά σε ένα μεταλλικό καπάκι που καλύπτει το ένα άκρο. Αυτό εξαλείφει τα αέρια κατά την κανονική λειτουργία, όταν η ασφάλεια μπορεί επίσης να θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία.

Η βιομηχανία παράγει μια ασφάλεια εκκένωσης (ανάφλεξης) του τύπου PVT-35MU1, που φαίνεται στο σχ. 5, γ. Το φυσίγγιο αυτής της ασφάλειας, σε αντίθεση με αυτό που συζητήθηκε παραπάνω, έχει έναν μεταλλικό σωλήνα 8, στον οποίο είναι εγκατεστημένη μια χάλκινη βαλβίδα, η οποία κλείνει την εγκάρσια οπή του σωλήνα. Κατά την κατάσβεση μεγάλων ρευμάτων βραχυκυκλώματος, όταν το τόξο αναπτύσσεται έντονα, η πίεση στο φυσίγγιο αυξάνεται γρήγορα και εκτοξεύει τη βαλβίδα, με αποτέλεσμα να ανοίγει η οπή της βρύσης. Κατά την κατάσβεση ενός τόξου με χαμηλά ρεύματα, το άνοιγμα του ακροφυσίου παραμένει κλειστό, παρέχοντας αύξηση της πίεσης στο φυσίγγιο.

Ελεγχόμενες ασφάλειες, τύπου UPS-35

Προκειμένου να εξαλειφθεί ένα από τα σημαντικά μειονεκτήματα των ασφαλειών - η δυσκολία αντιστοίχισης συσκευών που είναι εγκατεστημένες σε σειρά λόγω της διάδοσης των χαρακτηριστικών - με βάση τις ασφάλειες PVT (PS) -35MU1, ελεγχόμενες ασφάλειες UPS -35U1 που έχουν σχεδιαστεί για την προστασία μετασχηματιστών με τάση 35/6 έχουν αναπτυχθεί … 10 kV. Υπάρχουν επίσης εξελίξεις στις ασφάλειες 110 kV.

Το εύκαμπτο καλώδιο μέσα στην ελεγχόμενη θήκη ασφαλειών δεν συνδέεται άκαμπτα με την ασφάλεια, αλλά μέσω ενός συστήματος επαφής που παρέχει μηχανική διακοπή του κυκλώματος ασφάλειας υπό τη δράση του ενεργοποιητή όταν ενεργοποιείται η προστασία ρελέ.

Όταν συμβεί βραχυκύκλωμα, ενεργοποιείται η προστασία του ρελέ και ως αποτέλεσμα της δράσης του ηλεκτροκινητήρα, το μαχαίρι επαφής μαζί με τον εύκαμπτο σύνδεσμο κινείται προς τα κάτω.Σε αυτήν την περίπτωση, το σύστημα επαφής που βρίσκεται μέσα στο φυσίγγιο ανοίγει. Οι υπόλοιπες διαδικασίες — περαιτέρω κίνηση και απόρριψη του εύκαμπτου σύρματος, κατάσβεση τόξου — εκτελούνται με τον ίδιο τρόπο όπως στην περίπτωση καμένης ασφάλειας σε μη ελεγχόμενη ασφάλεια καυσαερίων. Σε υψηλά ρεύματα βραχυκυκλώματος, η ασφάλεια της ελεγχόμενης ασφάλειας φυσάει πριν από την ενεργοποίηση του ρελέ προστασίας.

Είναι επίσης δυνατή η επιλογή ελεγχόμενης ασφάλειας χωρίς ασφάλεια. Αυτό αποκλείει την πρόσθετη θέρμανση της ασφάλειας, μπορείτε να αυξήσετε το ονομαστικό και διακοπτόμενο ρεύμα.