Плавкие предохранители их назначение типы устройство

Устройство и работа предохранителей

Предохранитель-компонент электрических и радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования и приборов от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов, возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа. В большей части конструкций отключение цепи осуществляетсяпутём расплавления плавкой вставки, которая нагревается непосредственно током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную либо автоматически. В последнем случае заменяется весь предохранитель.

Предохранители появились одновременно с электрическими сетями. Простота устройства и обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность, небольшая стоимость обеспечили широкое их применение. Предохранители низкого напряжения изготовляются на токи от миллиампер до тысяч ампер и на напряжение до 660 В, а предохранители высокого напряжения – до 35 кВ и выше.

Широкое применение предохранителей в самых различных областях народного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Однако несмотря на это, все они имеют следующие основные элементы: корпус или несущую деталь; плавкую вставку; контактное присоединительное устройство; дугогасительное устройство или дугогасительную среду.

В качестве плавких вставок используются цинковые пластинки с несколькими сужениями (перешейками). В нормальных условиях нагрев вставки имеет характер установившегося процесса, при котором вся выделяемая в ней теплота отдаётся в окружающую среду. При этом, кроме вставки, нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений.

При прохождении большого тока короткого замыкания быстрее всего расплавляются перешейки, имеющие большое сопротивление. Создаётся несколько разрывов цепи и возникает электрическая дуга. Внутри патрона создаётся давление, пропорциональное квадрату тока в момент плавления вставки. Оно может повыситься до нескольких десятков атмосфер. Наличие нескольких разрывов, повышение давления и некоторые другие факторы позволяют резко уменьшить время с момента начала короткого замыкания до погасания дуги. Процесс гашения начинается ещё до того, как ток короткого замыкания достигнет установившегося или даже амплитудного значения. Таким образом, предохранитель может отключить повреждённую цепь с токоограничением. При этом облегчаются условия гашения дуги для самого предохранителя, так как отключается не установившийся ток короткого замыкания, а ток, определяемый временем расплавления вставки.

Хорошие результаты даёт применение плавкой вставки из медной проволоки с использованием металлургического эффекта. На тонкую проволоку диаметром менее 1 мм наносится шарик олова. При нагреве сначала плавится олово, имеющее температуру плавления 232 °С. В месте его контакта с проволокой начинается растворение меди и уменьшение сечения вставки. Это вызывает увеличение сопротивления и повышение потерь в этой точке. Процесс длится до тех пор, пока в месте расположения шарика проволока не расплавится. Возникающая дуга разрушает её по всей длине. Данная конструкция снижает среднюю температуру плавления вставки до 280 °С и главное – время срабатывания предохранителя.

После срабатывания предохранителя требуется замена сгоревшей плавкой вставки новой. Во избежание изменения уставки срабатывания плавкая вставка должна быть прокалибрована с указанием на клейме номинального тока вставки. Клеймо должно быть поставлено заводом изготовителем или электротехнической лабораторией. Применение вставок без клейма запрещается.

Патрон предназначен для размещения плавкой вставки и крепления предохранителя к панели. Предохранители, которые включаются в сеть с большим напряжением, имеют большую длину патрона и повышенную отключающую способность. В зависимости от величины номинального тока меняется диаметр патрона. В каждом габарите могут устанавливаться вставки на различные номинальные токи. В некоторых типах предохранителей патрон заполняется кварцевым песком. При коротком замыкании дуга горит в канале, образованном песчинками. Кварцевые песчинки имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность. Это позволяет при относительно небольшой длине патрона добиться эффективного гашения дуги.

Предохранители характеризуются номинальным напряжением, номинальным током, а также предельно отключаемым током предохранителя и номинальным током плавкой вставки. Номинальное напряжение предохранителя U_ном.пр. соответствует наибольшему напряжению цепи, в которую допускается включать предохранитель.

Номинальный ток предохранителя (патрона, контактных стоек) I_ном.пр. соответствует длительному току, на который он рассчитан. Так как в один и тот же патрон можно вставлять плавкие вставки на различные номинальные токи, то I_ном.пр. равняется наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данного предохранителя.

Предельно отключаемый ток предохранителя I_о.пр. – наибольший ток, при котором ещё обеспечивается гашение дуги без повреждения патрона предохранителя.

Номинальный ток плавкой вставки I_ном.в. – наибольший ток, который неограниченное время не вызывает перегорание плавкой вставки.

Зависимость времени расплавления вставки от величины протекающего по ней тока называется защитной время-токовой характеристикой плавкой вставки. На рис. 1 по оси абсцисс отложены кратности расплавляющего тока по отношению к номинальному току плавкой вставки. Чем на большую величину ток превышает номинальное значение плавкой вставки, тем она быстрее перегорит.

Рис. 1. Время-токовая характеристика плавкой вставки

Ток расплавления плавкой вставки увеличивается с увеличением её сечения, но время-токовая характеристика сохраняет тот же вид (кривые 1-3 на рис. 2). Это может быть использовано для обеспечения селективности защиты. Если один и тот же ток I₁ протекает через два предохранителя, то плавкая вставка меньшего сечения расплавится за время t₁ (кривая 1), а второго – за время t₂ (кривая 2). Поэтому, если в сеть будут последовательно включены два или более предохранителя на разные номинальные токи, то раньше всех расплавится плавкая вставка предохранителя, находящегося ближе к месту повреждения.

Рис. 2. Время-токовые характеристики плавких вставок

Как видно из приведённой на рис. 1 характеристике, плавкие предохранители имеют большую зону разброса и вследствие этого невысокую точность во всём диапазоне токов. Это объясняется тем, что на величину плавящего тока и время расплавления влияет большое число факторов – материал, длина и сечение плавкой вставки, её состояние (старение, окисление, целостность), конструкция плавкой вставки и патрона (определяет условия охлаждения), температура окружающей среды и др.

Предохранители серии ПР-2. Эти предохранители изготовляются на напряжение 220 В (габарит 1) и напряжение 500 В (габарит 2), на номинальные токи патронов 15÷1000 А и плавких вставок 6÷1000 А. Отключающая способность в зависимости от габарита и номинального тока составляет 1,2÷20 кА.

Узел предохранителя состоит из двух контактных стоек и одного патрона, внутри которого размещены одна или две (в зависимости от значения тока) плавкие вставки. Плавкие вставки (рис. 3, в) изготовляются из листового цинка марок Ц0 или Ц1. Стойки представляют собой комплекты токопроводящих частей с врубными контактами и крепёжными деталями. Контактное нажатие создаётся в предохранителях на 15÷63 А за счёт пружинящих свойств материала скобы контактных стоек, в предохранителях на 100÷350 А – стальной кольцевой или пластинчатой пружиной, в предохранителях на 630÷1000 А – за счёт винта с пластмассовой рукояткой, установленного на контактной стойке.

Рис. 3. Предохранитель серии ПР-2: а – патрон на номинальные токи 15÷63 А; б – патрон на номинальные токи 100÷1000 А; в – формы плавких вставок

Патрон (рис. 3, а и б) представляет собой фибровую трубку 1, на которую с двух сторон навёрнуты латунные втулки 3, имеющие прорезь для плавкой вставки 2. На втулки навёрнуты латунные колпачки 4, являющиеся у предохранителей до 63 А контактными частями патрона. У предохранителей на 100÷1000 А контактными частями являются медные ножи 6. Для предотвращения поворота ножей предусмотрена подкладная шайба 5, имеющая паз для ножа.

Возникающая при перегорании вставки дуга вызывает сильную газогенерацию из стенок трубки 1, давление в трубке резко возрастает (до 10 МПа и более), что приводит к интенсивному гашению дуги.

Рис. 4. Предохранители серии ПД и ПДС

Предохранители серии ПД и ПДС (рис. 4) рассчитаны для защиты цепей постоянного тока напряжением до 350 В и переменного тока частоты 50 Гц напряжением до 380 В. Предохранители серии ПДС изготовляются семи величин на токи 1÷630 А, серии ПДС – шести величин на токи 1÷350 А и имеют повышенную механическую прочность. Предохранители серии ПДС отличаются от предохранителей ПД тем, что корпус у них выполнен не из фарфора, а из стеалита. Предохранители ПД и ПДС состоят из контактной гильзы 9 с фарфоровым или стеалитовым основанием 12 и плавкой вставки. Плавкая вставка закрепляется головкой 2, которая навинчивается на контактную гильзу. В контактную гильзу завальцована контактная стойка 10 для внешних присоединений.

Другой внешний контакт 13 в предохранителях на токи до 63 А крепится к токопроводу путем расклепки или пайки, в предохранителях на большие токи он выполняется в виде болтового соединения. Контактная гильза изолируется от токоведущей шины гетинаксовой шайбой 11. Пружинное кольцо 7 предотвращает самоотвинчивание головки.

Вставка состоит из полого фарфорового цилиндра 5, на торцах которого укреплены контактные колпачки 4. Между колпачками расположены плавкие вставки 6 и контрольная проволочка, связанная с контрольным алюминиевым глазком 3. Цилиндр заполнен кварцевым песком 8. Контрольная проволочка перегорает вместе с плавкими вставками, и контрольный глазок выбрасывается расположенной под ним пружинкой. В застеклённое отверстие 1 виден контрольный глазок, по которому наблюдают за исправностью плавкой вставки. Гашение дуги осуществляется за счёт высокого давления и интенсивного охлаждения в узких каналах наполнителя. Отключающая способность этих предохранителей до 15 кА.

Предохранители серии ПН-2 (рис. 5) предназначены для защиты силовых цепей до 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока, выполняются на номинальные токи 100, 250, 400 и 630 А, обладают токоограничивающим действием и высокой разрывной способностью. Корпус 1 представляет собой глазурованную квадратную снаружи, круглую внутри фарфоровую трубку с четырьмя резьбовыми отверстиями с каждого торца. В трубку введен узел с плавкой вставкой 2, приваренной электроконтактной точечной сваркой к шайбам врубных контактных выводов 3. Контактный узел с каждого торца трубки крепится к крышке 4 винтами. Крышка с асбестовыми прокладками 5 привинчивается к корпусу и герметически закрывает его.

Рис. 5. Предохранитель серии ПН-2

Внутренняя полость трубки наполняется чистым и сухим кварцевым песком 6, полностью охватывающим рабочую длину вставки. Применяется песок с содержанием кварца не менее
98 %, с диаметром зерен 0,2÷0,3 мм, обработанный двухпроцентным раствором соляной кислоты, промытый и прокаленный при температуре 120÷180 о С. Герметизация корпуса предохраняет песок от увлажнения.

Плавкая вставка выполняется из одной или нескольких медных ленточек толщиной 0,15÷0,35 мм и шириной до 4 мм с просечками 7, уменьшающими на длине не менее 6 мм сечение вставки в два раза. Применение тонких параллельных ленточек позволяет снизить сечение плавкой вставки для данного номинального тока, а, следовательно, и количество паров металла в дуге. Последнее обстоятельство облегчает гашение дуги. Возникновение нескольких дуг в параллельных каналах позволяет участвовать в рассеянии энергии дуги большему объёму наполнителя, чем также облегчается гашение дуги.

Для снижения нагрева при малых перегрузках используется металлургический эффект. На каждую ленточку вставки напаивается оловянный шарик 8. Температура плавления металла ленточки в месте, где напаян оловянный шарик, достигает 475 °С. Превышение температуры деталей предохранителя находится в пределах нормы. Отключающая способность – 50 кА для предохранителя на 100 А и до 100 кА для предохранителей на 630 А. Предохранители серии ПН-2 находятся на уровне лучших современных конструкций.

Предохранители серии ПК и ПКТ выполняются с мелкозернистым наполнителем на напряжение 3, 6, 10 и 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Наибольшая разрывная способность 200 мВА для силовых предохранителей и 1000 мВА и более у предохранителей (серия ПКТ) на малые токи для защиты цепей измерительных трансформаторов напряжения. Такая высокая отключающая способность достигается токоограничивающим эффектом. Полное время отключения силовыми предохранителями тока короткого замыкания достигает 0,005÷0,007 с. Предохранители предназначены для внутренней и наружной установки.

Предохранитель серии ПК (рис. 6) состоит из контактных стоек 1, укреплённых через соответствующие изоляторы 2 на стальном основании 3, и патрона 4. Патрон состоит из изоляционного корпуса 8, армированного по концам латунными колпаками 13 и закрытого герметично с обеих сторон крышками 5. Внутри патрона размещаются плавкие вставки 7. Весь объём заполнен кварцевым песком 6. Перегорание предохранителя сигнализируется якорем 14, который после перегорания удерживающей его стальной указательной вставки 11 выталкивается пружиной 12.

Рис. 6. Предохранители серии ПК: а – общий вид; б – патрон плавкой вставкой на керамическом сердечнике; в – патрон со спиральной плавкой вставкой

На малые токи плавкая вставка выполняется в виде намотки из тонких проволок 9 на керамическом сердечнике 10. На большие токи плавкие вставки выполняются в виде отдельных спирально свитых проволок 9 (рис. 6). Проволоки медные, посеребрённые либо константановые. Такая форма вставок обусловлена стремлением разместить достаточно длинную вставку в патроне ограниченной длины.

Для снижения температуры предохранителя при небольших перегрузках на места скрутки плавких вставок напаяны оловянные шарики. Для ограничения перенапряжений при токах 7,5 А и ниже вставки имеют переменное сечение. Разное время перегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при отключении.

Предохранители стреляющие серии ПСН-35 предназначены для наружной установки в сетях напряжением 35 кВ и выше. В корпусе патрона 1 (рис. 7) установлены трубки из винипласта 2 и 3, соединённые между собой стальным корпусом 4 с предохранительным клапаном 6. Гибкий проводник 7 с наконечником 8 находятся в натянутом положении за счёт пружины контактного ножа и удерживается в этом положении плавкой вставкой 5. При перегорании плавкой вставки контактный нож освобождается и, откидываясь под действием пружины, вытягивает за собой гибкий проводник. Выбросу гибкого проводника способствуют газы, образующиеся при разложении винипластовой трубки электрической дугой. Дуга тянется за гибким проводником и гасится потоком газа, вытекающего из отверстия трубки. После отключения между ножом и концом трубки образуется воздушный промежуток, обеспечивающий нужный уровень изоляции отключенной цепи. Время горения дуги в таком предохранителе существенно зависит от отключаемого тока, возрастая от 0,04 с при больших отключаемых токах, которые для стреляющих предохранителей находятся на уровне 3÷5 кА, до 0,3 с при отключаемых токах в сотни ампер.

Рис. 7. Стреляющий предохранитель ПСН-35

Плавкая вставка состоит из нихромовой проволоки-держателя, воспринимающего механическую нагрузку откидывающегося ножа, и медных проволочек или пластинок, количество и сечение которых устанавливается в зависимости от номинального тока вставки.

Виды предохранителей: назначение, описание, маркировка

Предохранители используются везде и всюду – они есть в технике, в самых разных электрических устройствах, автомобилях, промышленном оборудовании. Существует множество видов этих элементов. Для чего они нужны и в чем их особенности? Рассмотрим основные виды предохранителей.

Характеристика

Предохранитель – это общий термин, который достаточно устойчиво используется в области электрики. Эта деталь предполагает защиту для проводов, оборудования и электрических сетей. Предохранитель представляет собой коммутационное изделие. В чем его назначение? Предохранитель призван защитить электрическую сеть от высоких токов и коротких замыканий. Принцип действия детали очень простой – в случае образования сверхтоков разрушается специально предназначенный для этого элемент. Зачастую это плавкая вставка. Так устроены все виды стеклянных предохранителей.

Эти вставки – обязательный элемент, без которого невозможен ни один вид предохранительных элементов. Внутри нее также имеется и специальное дугогасительное устройство. Вставки в предохранителях изготавливаются из фарфоровых или фибровых корпусов и закрепляются в специальные части, что проводят электрический ток. Элементы, предназначенные под малые токи, могут и вовсе не иметь корпуса.

Это наиболее распространенные виды предохранителей для использования в быту. Наверное, это единственный элемент, который проще всего диагностировать на предмет исправности. Для этого нужно просто посмотреть деталь на просвет – будет видно, цела плавка вставки или нет. Изготавливают данные детали в стеклянном корпусе.

Плавкий трубчатый керамический

Этот элемент практически ничем не отличается от стеклянного изделия. Единственное различие в материале, из которого изготовлен корпус. Но в эксплуатации эти детали не так комфортны – диагностировать «на свет» уже не выйдет. Для проверки необходимо использовать тестеры или мультиметры.

Плавкая вставка ПВД

Эти типы предохранителей функционируют на базе такого же принципа. Но здесь конструкция модифицирована таким образом, чтобы видеть состояние детали. Так, если элемент перегорел, то в задней части изделия появится специальный флажок.

Элементы с кварцевым песком

Эти предохранители отличаются высокими дугогасящими характеристиками. Производят их в двух исполнениях: в корпусе из керамических материалов или в стеклянных корпусах. Зачастую изделие рассчитано на работу с большими токами. Существуют и еще усовершенствованные модели. Устройство предохранителя предусматривает еще одну деталь, по конструкции подобную ПВД. Он необходим, чтобы можно было узнать, какой из предохранителей перегорел.

Быстродействующие предохранители

Эти изделия ничем особенным от остальных не отличаются. Различие только в том, что при возникновении короткого замыкания плавкая часть сгорает очень быстро.

Данные изделия можно встретить в электронных устройствах. Они очень миниатюрны. Принцип действия и назначения предохранителей – защитить технику от высоких токов, с чем они отлично справляются.

Самовосстанавливающиеся

Это достаточно интересные решения. Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой деталь, внутри которой находится специальный пластик. Пока пластиковая вставка холодная, она может проводить электричество. Как только вставка разогреется до определенной температуры, ее токопроводящие свойства теряются за счет увеличения сопротивления. После остывания ток снова сможет проходить через изделие. Плюс данных деталей в том, что после перегорания нет никакой нужды в замене элемента. Промышленность выпускает эти изделия в различных видах. Они подходят для пайки по технологии навесного или поверхностного монтажа. В основном эти виды предохранителей используют в маломощных схемах.

Если все вышеперечисленные изделия знает каждый, то взрывной предохранитель – это редкая группа. Процесс перегорания детали обеспечивается достаточно эффектным звуком. Специальное взрывное устройство, которое закрепляется на токопроводящей детали, взрывается. За это отвечают специальные датчики. Последние следят за током в электрической цепи. Это очень точные предохранители, так как они практически не зависят от характеристик металла на токопроводящей детали. Данный элемент зависит от точности датчика тока.

Другие типы предохранителей

Для работы в цепях высокого напряжения используют специальные автогазовые, газовые изделия, а также элементы жидкостного типа. Существуют даже стреляющие предохранители. В обыденной жизни их увидеть нельзя – это профессиональное мощное оборудование.

Маркировка и обозначения

Каждый производитель изготавливает предохранители под определенным кодом или артикулом. Номер предохранителя позволяет в каталогах найти и уточнить технические характеристики. Зачастую эти коды можно найти на корпусах изделий. Также код может наноситься на металлическую часть. Кроме кодов, на корпусе также могут указываться основные данные – это номинальный ток в А, номинальные напряжения в В, отключающие характеристики либо особенности конструкции. По этим данным можно определить назначение предохранителей.

Итак, величина номинального тока – это максимально допустимое значение, при котором деталь может нормально функционировать в течение длительного срока.

Номинальные напряжения – это максимально допустимое напряжение, при котором деталь безопасно разрывает цепь в случае короткого замыкания или при перегрузке в сети.

Отключающей способностью называют максимальные токи. При них предохранитель сработает, но корпус его не будет разрушен.

Характеристиками называют зависимость времени, при котором рушится плавкий элемент от тока, что протекает через деталь. Разные виды предохранителей по характеристикам объединены в группы по особенностям применения и скорости срабатывания. Обычно эти характеристики указывают на силовых деталях. Для обозначения используются буквы латинского алфавита. Первой обозначается отключающая способность. Так, G – это полный диапазон, деталь способна защитить цепь и от перегрузки, и от короткого замыкания. А – диапазон частичный, а такие виды предохранителей защищают только от коротких замыканий.

Второй буквой обозначаются типы цепи:

• G – цепь общего назначения.
• L – защита кабелей, а также распределительных систем.
• M – защита цепей в электродвигателях.
• Tr – предохранитель, способный защитить трансформаторную сеть.

Элементы с буквой R используются вместе с силовым полупроводниковым оборудованием. А PV сможет обеспечивать защиту солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели, какие бывают виды предохранителей и какую они имеют маркировку.

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.

Назначение и устройство предохранителя.

Предохранители применяют для защиты электрических цепей и элементоэлектроустановок от токов короткого замыкания или токов перегрузок.

Предохранитель встраивается в разрыв электрической цепи. Его основной задачей является пропускание рабочего тока и разрыв электрической цепи при появлении сверхтоков. Различают предохранители низковольтные (до 1 кВ) ивысоковольтные (свыше 3 кВ), однако по назначению и принципу действия они полностью совпадают. Также выделяют силовые и быстродействующие предохранители.

Низковольтные предохранители конструктивно представляют собой довольно простое устройство. Токопроводящий элемент (плавкая вставка) под воздействием тока, значение которого выше номинальной величины, нагревается, расплавляется в дугогасящей среде (чаще всего это кварцевый песок SiO2) и испаряется, создавая разрыв в защищаемой электрической цепи.

Изолятор препятствует выходу горячих газов и жидкого металла в окружающую среду. Он изготавливается из высокосортной технической керамики и должен выдерживать при отключении очень высокие температуры и внутреннее давление.

Защитные крышки имеют планки для захвата унифицированными рукоятками для замены плавких вставок низковольтных предохранителей. Вместе с керамическим корпусом они создают взрывонепроницаемую оболочку для коммутационной электрической дуги.

Песок, в свою очередь, важен для ограничения силы тока. Обычно применяется кристаллический кварцевый песок с высокой минералогической и химической чистотой (содержание SiO2 > 99,5%).

Для коммутационной функции важным являются определенный размер кристаллов песка и оптимальное его уплотнение.

Индикатор позволяет быстро находить сгоревшие предохранители. При повышенной жесткости пружины он может служить ударным сигнализатором для приведения в действие микропереключателей или разъединителей.

Припой сдвигает характеристическую кривую к меньшим значениям тока плавления. Он подбирается в соответствии с материалом плавкого элемента и должен находиться в нужном количестве и в нужном месте.

Контактные ножи механически и электрически соединяют плавкую вставку с держателем-основанием предохранителя. Они изготавливаются из меди или медного сплава с покрытием из олова или серебра.

Традиционными материалами, из которых изготовляются плавкие вставки это: медь, цинк, серебро, обладающие необходимым удельным электрическим сопротивлением.

Основным преимуществом при использовании предохранителя с плавкой вставкой является эффект токоограничения. То есть время расплавления плавкой вставки является достаточно малым и, как следствие, ток короткого замыкания не успевает достигнуть своего максимального значения.

Очевидно, что при номинальном уровне тока или меньшем его значении плавкая вставка должна проводить электричество неограниченное количество времени.

Для ускорения времени работы плавкой вставки применяют следующие технические решения:

· плавкие вставки с участками различной ширины (сечения)

· металлургический эффект в конструкции плавких вставок

За счет снижения сечения (сужения) плавкой вставки в определенных местах достигается требуемое — меньшее время размыкания цепи.

Металлургический эффект заключается в следующем: отдельные легкоплавкие металлы (например, свинец и олово) способны растворять в своей структуре более тугоплавкие металлы, такие как медь и серебро.

Для этого на медные проволочки наносятся капли олова. При нагреве сверхтоком оловянные капли быстро расплавляются, расплавляя при этом и часть проволок. Далее используется механизм работы плавкой вставки со сниженным сечением в определенных местах.

Основной причиной продолжающегося роста числа пользователей плавких предохранителей помимо крайне выгодного соотношения цены и результата, а также незначительной занимаемой площади является их общеизвестная надежность, которая характеризует предохранители как «последнюю линию защиты». Только сертифицированные предохранители с плавкими вставками, которые соответствуют заявленным характеристикам, позволят Вам избежать пожаров, возникающих в электропроводке и электроустановках.

1. Назначение и общее устройство топливной системы дизеля 1-ПД4Д.

Топливная система предназначена для хранения, подогрева, очистки и подачи топлива в цилиндры дизеля обеспечивает своевременный впрыск в требуемой по­следовательности определенных порций топлива под высоким давлением в каме­ры сгорания цилиндров дизеля и распыливания его на мельчайшие частицы.

В систему входят топливоподкачивающий насос, топ­ливный насос высокого давления, трубопроводы низкого и высокого давления, топливный бак, топливоподогреватель, фильтры гру­бой и тонкой очистки, форсунки, регуляторы. Топливоподкачивающий насос засасывает топливо из расходного бака че­рез сетчатый фильтр грубой очистки и подает его под давлением не выше 0,53 МПа (5,3 кгс/см2) к топливному фильтру тонкой очистки, установленному на дизе­ле.

Разгрузочный клапан, установленный на магистрали от топливоподкачи­вающего насоса к фильтру, не допускает повышения давления в топливном тру­бопроводе выше 0,53 МПа (5,3 кгс/см2), перепуская излишнее топливо в расход­ный бак по сливной трубке.

Из топливного фильтра тонкой очистки отфильтрованное топливо поступает под давлением в коллектор топливного насоса высокого давления.

Давление 0,25 МПа (2,5 кгс/см2) в топливном коллекторе поддерживается регулирующим клапаном, отводящим избыток топлива по сливной трубе в бак. Клапан 6 и кран 7 служат для аварийного питания дизеля топливом. Топливный насос нагнетает топливо под высоким давлением в форсунки согласно порядку работы цилиндров дизеля.

Просочившееся топливо из форсунок и насоса высокого давления сливает­ся в расходный бак.

1. Назначение и устройство секции топливного насоса высокого давления тепловоза ТЭМ18ДМ.

Топливный насос предназначенный для подачи в цилиндры дизеля под высоким давлением и в соответствии с нагрузкой строго определенных доз топлива на каждый цикл, состоит из следующих основных деталей: картера, кулачкового вала, толкателей, съемных плунжерных секций и коллектора.

Основными деталями секции топливного насоса (рис. 30, а) являются две прецизионные пары, выполненные с высокой точностью и смонтированные вместе с другими ее деталями в корпусе 22, отлитом из чугуна. Первая пара — насосный элемент состоит из гильзы 10 и плунжера /7, а вторая-клапанная пара — из нагнетательного клапана 5 и седла 6, Обе пары изготовлены из высоколегированной термически обработанной стали. Уплотнение в каждой паре достигается путем тщательной притирки одной детали к другой. Поэтому в случае повреждения одной из деталей пара заменяется новой.

Рис 30 Секция топливного насоса (а) и ее нагнетательный клапан (б): 1- нажимной штуцер, 2, 8 — полости, сообщающиеся с нагнетательным трубопроводом, 3 — пружина нагнетательного клапана, 4- упор; 5- нагнетательный клапан, 6 — седло нагнетательного клапана, 7 — резиновое уплотнителььое кольцо, 9 — надплунжерное пространство, 10 — гильза, 11- плунжер; 12 — вертикальный паз, 13 — кольцевая выточка; 14 — верхняя кромка, 15 — нижняя кромка, 16, 27 — стопорные вннты, 17 — регулирующая рейка, 18 — пружина плунжера, 19 — направляющий стакан, 20 — тарелка пружины нижняя, 21 — стопорное кольцо; 22 — корпус секции, 23 — пружинное кольцо, 24 — тарелка пружины верхняя, 35 — шестерня; 26 — отверстие, 28 — паз, 29 — всасывающая полость корпуса, 30-уплотннтельное медное кольцо; 31 — нагнетательный клапан; 32 — седло нагнетательного клапана, 33 — пружина нагнетательного клапана (1- до модернизации! 11- после модернизации)

Гильза 10 плунжера насосной пары выполнена в виде цилиндра с утолщенной верхней частью. Два сквозных отверстия 26 в верхней части соединяют надплунжерное пространство 9 гильзы с полостью 29 корпуса, к которой подводится топливо. Одно из этих отверстий на наружной поверхности гильзы имеет коническую зенковку, а другое — снабжено вертикальной канавкой, в которую входит стопорный винт 27, удерживающий гильзу от проворачивания. При этом отверстие для прохода топлива остается открытым. Нижним буртом гильза плотно притерта к кольцевой выточке корпуса.

Плунжер 11 состоит из цилиндрической головки и фасонного хвостовика, выполненных как одно целое. На поверхности головки в верхней части имеется кольцевая выточка 13, соединенная вертикальным пазом 12 с надплунжерным пространством 9. Нижняя кромка 15 выточки выполнена круглой, а верхняя -14 — фигурной по винтовой линии. На некотором расстоянии от торца головки плунжера она пересекается с кромкой вертикального паза 12. Винтовая кромка служит для отсечки и регулирования количества топлива, подаваемого плунжером. На хвостовике плунжера имеются два выступа и головка. Выступы входят в вертикальные пазы хвостовика шестерни 25, находящейся в зацеплении с регулирующей зубчатой рейкой 17, а головка опирается на донышко направляющего стакана 19, подпираемого снизу сферической поверхностью регулировочного болта 28 толкателя (см. рис. 29). На головку надета тарелка 20 (см. рис. 30, а) пружины 18, возвращающей плунжер в нижнее положение.

Клапанная пара установлена на верхний торец гильзы плунжера. Для обеспечения плотности седло клапанной пары притерто к торцу гильзы и прижато к ней нажимным штуцером 1. Плотность с корпусом секции обеспечивается резиновым кольцом 7. В центре седла 6 имеется отверстие, служащее гнездом для нагнетательного клапана 5.

Клапан 5 (рис. 30, б) выполнен полым. В нижней части он имеет игольчатый посадочный конус, в средней-боковое отверстие Е, а в верхней- кольцевой буртик П.

Буртик П разобщает нагнетательный трубопровод от надплунжерного пространства раньше, чем это выполнит игольчатый конус, а отверстие Е перепускает топливо из нагнетательного трубопровода в надплунжерное пространство 9 после разобщения их буртиком П.

Клапан прижимается к посадочному конусу седла пружиной 3, которая другим своим концом упирается в упор 4, служащий для ограничения подъема нагнетательного клапана.

1. Назначение и устройство водяной системы дизеля 1-ПД4Д.

Установленный на тепловозах ди­зель имеет водяное охлаждение, необ­ходимость которого обусловлена вы­соким нагревом отдельных его частей, соприкасающихся с горячими газами. Уже в конце такта сжатия температу­ра воздуха в цилиндрах повышается до 500 — 700 °С, а при сгорании топ­лива она достигает 2000 °С. Даже от­работавшие газы на выхлопе имеют температуру 430 — 480 °С. Такой вы­сокий нагрев деталей мог бы вызвать значительную их деформацию, разру­шение, пригорание масла и, как след­ствие, заклинивание поршней в ци­линдрах.

Сильный нагрев деталей дизеля требует интенсивного охлаждения их водой, температура которой должна быть достаточно высокой во избежа­ние появления трещин в блоке, цилин­дровых втулках, крышках цилиндров и корпусе турбонагнетателя. Нагре­тая вода охлаждается в секциях ради­атора, а часть тепла, отводимого от дизеля водой, используется для вспо­могательных целей (подогрева топли­ва в баке и воздуха в кабине машини­ста в холодное время года).

На тепловозах вода используется также для охлаждения дизельного масла в водомасляном теплообменнике и надду­вочного воздуха перед поступлением его в цилиндры дизеля. Так как ох­лаждение масла и наддувочного воз­духа должно осуществляться водой с более низкой температурой по сравне­нию с водой, охлаждающей дизель, то водяная система имеет два самостоя­тельных контура циркуляции воды. Температура воды в основном контуре поддерживается в пределах 70 — 85 °С, а во вспомогательном — 60 — 70 °С. Циркуляцию воды в каждом контуре осуществляет специальный насос, получающий привод от колен­чатого вала дизеля.

Для охлаждения воды основного контура используются шестнадцать, а вспомогательного — восемь водяных секций, установленных в шахте холо­дильника. Оба контура объединены расширительным баком, укреплен­ным над шахтой холодильника

Водяная система дизеля закрытого типа с принудительной циркуляцией воды имеет два само­стоятельных контура охлаждения (горячий контур, холодный контур), каждый из которых имеет свой трубо­провод, водяной насос, секции холо­дильника и общий вентилятор охлаж­дения.

Система предназначена для отво­да тепла, выделяющегося при работе дизеля, для обогрева кабины ма­шиниста и осуществления прогрева дизеля перед запуском от посторон­него источника тепла.

Горячий (основной) контур пред­назначен для охлаждения выхлопных коллекторов, корпуса турбокомпрес­сора, втулок и крышек цилиндров дизеля. В холодное время года вода горячего контура используется для подогрева топлива в топливоподогревателе, обогрева кабины машиниста.

Водяным насосом 46, левым по хо­ду тепловоза, вода нагнетается в ох­лаждающие полости дизеля 42 и турбокомпрессор. Нагретая вода от­водится от дизеля в секции 53 хо­лодильника тепловоза и далее во вса­сывающую

полость водяного насоса 46. В холодное время часть воды из водяной полости левого выхлоп­ного коллектора дизеля отводится на обогрев в топливоподогреватель 29, калорифер 32, обогреватели пола ка­бины машиниста 34 и 65.

Холодный контур предназначен для отвода тепла от охладителя наддувочного воздуха и охладителей масла дизеля.

Водяным насосом 63, правым по ходу тепловоза, вода нагнетается в маслоохладитель 22 дизеля, секции 3 холодильника. Охлажденная вода далее прокачивается через масло­охладитель 59, холодильник надду­вочного воздуха 64 и поступает во всасывающий патрубок водяного на­соса 63.

Контроль температуры воды дизе­ля осуществляется дистанционным термометром 51, измеритель которого установлен в горячем контуре на выходе воды из дизеля, а указа­тель — на пульте кабины машиниста. На трубопроводе выхода воды из ди­зеля (горячий контур) и входа воды в маслоохладитель (холодный контур) установлены датчики реле температуры 58 и 60, которые подают сигнал на открытие жалюзи холодильника и на снятие нагрузки с дизеля (при превышении ‘максимально допусти­мой температуры воды).

Терморегуляторы 66 (в горячем и холодном контурах) автоматически

управляют частотой вращения венти­лятора холодильника, поддерживая температуру воды в оптимальных пределах.

Для контроля температуры воды в холодном контуре перед входом в маслоохладитель установлен изме­ритель дистанционного термометра 4, а указатель — на пульте в кабине машиниста.

Для периодических замеров тем­пературы воды в горячем и холод­ном контурах установлены грибки под ртутные термометры. Для перио­дических замеров давления воды в системе установлены грибки под ма­нометры и грибки под мановакуумметры.

Отвод пара и воздуха осуществ­ляется с помощью паровоздушных трубок в расширительный бак 12, который соединен подпиточными тру­бами с всасывающими патрубками водяных насосов 46 и 63.

Водомерное стекло 13 предназна­чено для контроля уровня воды в расширительном баке. На боковой поверхности бака нанесены две черты с надписями В.У.— верхний уровень воды и Н.У.— нижний уровень во­ды. Уровень воды в баке должен находиться между этими отметками. Заливная горловина 9, расположен­ная в верхней части бака, закры­вается крышкой, в которой вмонти­рован паровоздушный клапан 8. Для сообщения бака с атмосферой при заправке снизу тепловоза или пе­ред снятием крышки с паровоздуш­ным клапаном 8 имеется вестовая труба с краном 6.

Положение вентилей, краников и соединительных головок при работе дизеля, включении обогрева, прогре­ве топлива, прогреве дизеля от внеш­него источника, при заполнении сис­темы водой и сливе воды из сис­темы указано в таблице на рисунке.

На подпиточных и паровоздуш­ных трубах установлены вентили 11, 18, 19 и краник 7 с целью отсоединения водяного бака от сис­темы при опрессовке водяных поло­стей дизеля.

2. Назначение и устройство форсунки дизеля 1-ПД4Д.

Форсунка дизеля (рис. 32, а) предназначена для распыливания и распределения топлива в камере сгорания. Основной частью форсунки является распылитель, состоящий из прецизионной пары — корпуса 21 и иглы 2. Распылитель прикреплен снизу корпуса 4 форсунки гайкой 19. Верхний торец корпуса распылителя и сопрягаемый с ним торец корпуса форсунки имеют притертые между собой поверхности, которые обеспечивают плотность стыка. Для впрыска топлива в камеру сгорания в нижней части корпуса распылителя выполнена сферическая головка (рис. 32, б) с девятью отверстиями диаметром 0,35 мм, расположенными по окружности.

К седлу корпуса распылителя притерт запорный конус иглы 2 (см. рис. 32, а), который отделяет полость 24 форсунки от камеры сгорания. На хвостовик иглы в верхней части опирается своей шаровой поверхностью штанга 17, передавая ей усилие от пружины 7. Затяжка пружины отрегулирована (при помощи болта 10) на давление впрыска топлива 275 кгс/см2. После регулировки затяжки пружины болт 10 закрепляют контргайкой II и пломбируют.

При работе дизеля топливо, нагнетаемое топливным насосом, подается по трубопроводу высокого давления в штуцер 15, а оттуда, пройдя щелевой фильтр 16, канал 18, кольцевую выточку 20, по трем наклонным отверстиям 22 поступает в полость 24. Так как выходное отверстие корпуса распылителя закрыто иглой 2, прижатой к седлу пружиной, то давление в полости 24 будет резко повышаться, воздействуя на большой конус 1 направляющей части иглы. Когда сила давления топлива, стремящаяся приподнять иглу вверх, превысит силу затяжки пружины 7, игла распылителя приподнимается. При этом топливо будет с большой скоростью впрыскиваться из полости 24 через распыливающие отверстия головки корпуса распылителя в камеру сгорания.

Вследствие высокого давления в полости 24 часть топлива просачивается между иглой и корпусом распылителя во внутреннюю полость форсунки, смазывая трущиеся поверхности.

Просочившееся топливо отводится через сверление 13 и штуцер 14 в сливную трубу. Впрыск топлива прерывается, как только прекращается подача топлива насосом.

Рис. 32. Форсунка дизеля (а) и ее распылитель (б):

Большой конус иглы; 2 — игла распылителя; 3 — крышка цилиндра; 4 — корпус форсунки; 5 — втулка форсунки; 6 — нижняя тарелка пружины; 7-пружина; « — верхняя тарелка пружины; 9 — пробка; 10 — регулирующий болт; 11- контргайка; 12 — пломба; 13 — сверление; 14 — топливоотводящий штуцер; 15 — топливоподводящий штуцер; 16 — щелевой фильтр; П — штанга; 18 — топливоподводящий канал корпуса форсунки; 19 — гайка распылителя; 20 — кольцевая выточка корпуса распылителя; 21 — корпус распылителя; 22 — наклонное отверстие корпуса распылителя; 23 — уплотиительное кольцо; 24 — полость форсунки; 1- распылитель до модернизации; 11- распылитель после модернизации

1. Назначение и устройство воздухоочистителя дизеля 1-ПД4Д.

Воздухоочиститель дизеля тепловоза (рис. 23) является масляным фильтром непрерывного действия. Его к. п. д. очистки постоянен на всех режимах работы тепловоза н составляет 98,5% при сопротивлении до 20 мм вод. ст. Воздухоочиститель позволяет получать технически чистый воздух (запыленностью не более 1 мг/м3) при общей запыленности 65 мг/м3. Фильтрующими элементами воздухоочистителя служат четыре сетчатые кассеты 21 (в виде секторов), которые размещены в колесе 20. В каждой кассете 16 сеток, из них шесть № 5 X 0,7, шесть — № 3,2 X 0,5 и четыре — № 7 X 1,2. Колесо 20 вместе с кассетами 21 установлено на неподвижной оси 24, закрепленной в стенках корпуса, нижняя часть которого представляет собой масляную ванну объемом 108 л. Вращение колеса осуществляется автоматически при помощи пневмоцилиндра 12, к которому подводится воздух от компрессора. Воздух поступает в пневмоцилиндр периодически по мере срабатывания регулятора давления 3РД. При срабатывании регулятора давления поступающий в пневмоцилиндр воздух воздействует на его шток и посредством тяги 13, рычагов 15, 14, тяги 27 и ползуна 16 перемещает собачку 18, входящую в зацепление с храповой лентой (зубьями) обода колеса 20.

Рис. 22. Воздухоочиститель дизеля тепловоза:

Всасывающий патрубок турбокомпрессора; 2, 4 — стяжные хомуты; 3 — соединительный рукав; 5 — каркас воздухоочистителя; 6, 9 — люки; 7 — сетчатые кассеты; 8 — жалюзи; 10 — алнвная труба; 11- зажимы крепления кассет

Частота вращения колеса воздухоочистителя зависит от частоты срабатывания регулятора давления ЗРД и примерно составляет 0,04 — 0,15 об/ч. Очистка кассет происходит в период прохождения ими масляной ванны. Задержанная пыль выпадает в осадок на дно ванны. Пылеемкость воздухоочистителя составляет примерно 50 кг и определяется в основном емкостью масляной ванны от днища корпуса до обода колеса 20. Для спуска масла предусмотрен кран со шлангом 7, а для удаления грязи — люки 26.

В верхней части корпуса воздухоочистителя имеются люки 1, 5 и 17, которые служат для забора воздуха из машинного помещения в зимнее время, при этом жалюзи 22 полностью или частично закрываются.

Источники: http://studopedia.ru/10_133719_ustroystvo-i-rabota-predohraniteley.html, http://fb.ru/article/321776/vidyi-predohraniteley-naznachenie-opisanie-markirovka, http://poznayka.org/s61726t1.html