Scurtă introducere a siguranței de înaltă tensiune

Siguranța este un tip de dispozitiv de protecție într-un circuit electric. Când curentul din circuit depășește valoarea specificată și persistă pentru o anumită perioadă, siguranța se topește pentru a întrerupe curentul și a deconecta circuitul. Funcția principală a unei siguranțe este de a oferi protecție la scurtcircuit pentru circuite și dispozitive, iar unele au și capacități de protecție la suprasarcină.

 

Siguranțele de înaltă tensiune sunt utilizate în principal în centrale electrice și substații pentru a proteja transformatoarele din fabrică, transformatoarele de putere, condensatoarele de putere, transformatoarele de tensiune etc. Cu toate acestea, au o capacitate mică și caracteristici de protecție relativ slabe, în general potrivite doar pentru niveluri de tensiune de 35 kV și de mai jos.

Siguranțele de înaltă tensiune constau dintr-un element de siguranță metalic, un contact de susținere pentru elementul de siguranță și o carcasă exterioară (tub de siguranță). Componenta de bază a siguranței este elementul siguranței.

La siguranțele de înaltă tensiune, elementul siguranței este fabricat din metale, cum ar fi cuprul și argintul, iar bile mici de staniu (plumb) sunt lipite pe suprafața sa. Când curentul este mare, inițial se va topi în aceste puncte. Unele siguranțe conțin și nisip de cuarț; în cazul unui scurtcircuit, după ce elementul siguranței se topește, acesta se infiltrează rapid în golurile înguste din nisipul de cuarț, determinând răcirea rapidă și stingerea arcului electric.

În timpul utilizării, siguranța este conectată în serie cu circuitul sau dispozitivul protejat. În condiții normale, elementul siguranței transportă doar un curent de sarcină care nu depășește valoarea sa nominală, iar temperatura sa normală de încălzire nu îl face să se topească. Când circuitul suferă o suprasarcină sau un scurtcircuit, curentul de suprasarcină sau curentul de scurtcircuit încălzește elementul siguranței. Elementul siguranței se topește înainte ca temperatura să atingă un punct care ar deteriora izolația echipamentului protejat, întrerupând astfel circuitul și oferind protecție echipamentului.

Siguranțele de înaltă tensiune sunt mai mult ca dispozitive de unică folosință (după cum oamenii pot recunoaște treptat, elementul siguranței dintr-o siguranță de înaltă tensiune este de fapt reversibil într-un anumit interval de timp), în timp ce întreruptoarele de circuit de înaltă tensiune pot fi utilizate în mod repetat.

1. Caracteristici tehnice

Cu cât curentul care trece prin elementul siguranței este mai mare, cu atât siguranța se va arde mai repede. Timpul de ardere a siguranței este invers proporțional cu pătratul curentului care trece prin aceasta (caracteristica ampere-secundă).

o. Când I < IN (curent nominal), timpul de suflare este 0.

b. Când același curent de scurtcircuit I trece prin elemente de siguranță cu curenți nominali diferiți, siguranța cu un curent nominal mai mic ard mai întâi. (t2 > t1) 2 - secțiune transversală mai mare, 1 - secțiune transversală mai mică.

2. Parametrii tehnici

o. Curentul nominal al siguranței (INt): Asigură că porțiunea purtătoare de curent a carcasei și porțiunea de contact pot trece prin acest curent pentru o perioadă îndelungată fără a deteriora siguranța.

b. Curentul nominal al elementului siguranței (INs): Curentul maxim pe care îl poate transporta elementul siguranței pentru o perioadă lungă de timp, fără a arde. (Curentul nominal al siguranței și curentul nominal al elementului siguranței pot să nu fie aceleași, dar INs < INt. În aceeași siguranță, pot fi instalate, de obicei, mai multe elemente de siguranță cu curenți nominali diferiți.)

c. Curent maxim de rupere (capacitate): Curentul maxim pe care siguranța îl poate întrerupe.

Siguranțe de înaltă tensiune limitatoare de curent: După ce elementul siguranței se topește, curentul de scurtcircuit scade imediat la zero înainte de a atinge valoarea maximă. De exemplu, siguranțele cu nisip de cuarț în interiorul tubului siguranței au un timp scurt de stingere a arcului, provocând modificări semnificative ale curentului, care pot genera supratensiune, posibil de câteva ori mai mare decât tensiunea normală de alimentare. Este posibil ca dispozitivele protejate cu siguranțe limitatoare de curent să nu fie supuse verificărilor dinamice și ale stabilității termice în timpul unui scurtcircuit.

Siguranțe de înaltă tensiune fără limitare de curent: stinge arcul în mod natural. După ce elementul siguranței se topește, curentul de scurtcircuit nu scade, ci continuă până când atinge valoarea maximă. Arcul se stinge după prima trecere cu zero sau după câteva jumătăți de ciclu.