Fusibili ad alta tensione PKT, PKN, PVT nelle reti di distribuzione rurali

Negli impianti elettrici rurali, per questa tensione vengono utilizzati fusibili di tipo PKT e HTP (precedentemente noti rispettivamente come PK e PSN).

Dispositivo e principio di funzionamento dei fusibili di tipo PKT

I fusibili PKT (con sabbia di quarzo) sono prodotti per tensioni 6 ... 35 kV e correnti nominali 40 ... 400 A. I più comuni sono i fusibili PKT-10 per 10 kV, installati sul lato ad alta tensione delle sottostazioni di trasformazione rurali 10 / 0,38 kV. Il portafusibile (Fig. 1) è costituito da un tubo di porcellana 3 riempito di sabbia di quarzo, rinforzato con cappucci di ottone 2 con cappucci 1. I fusibili sono realizzati in filo di rame argentato.Con una corrente nominale fino a 7,5 A, vengono utilizzati diversi inserti paralleli 5 avvolti su un nucleo ceramico nervato (Fig. 1, a). A correnti elevate, vengono installati diversi inserti a spirale (Fig. 1).

Riso. 1.Portafusibili di tipo PKT: a - per correnti nominali fino a 7,5 A; b — per correnti nominali 10 … 400 A; 1 — copertura; 2 - cappuccio in ottone; 3 — tubo di porcellana; 4 - sabbia di quarzo; 5 - collegamenti fusibili; 6 — indicatore di lavoro; 7 — primavera

Riso. 2. Fusibile tipo PKT: 1 base; 2- isolante portante; 3- contatto; 4- cartuccia; 5- serratura

Questo design fornisce un buon smorzamento dell'arco in quanto gli inserti sono di notevole lunghezza e piccola sezione trasversale. L'effetto metallurgico viene utilizzato per abbassare il punto di fusione dell'inserto.

Per ridurre le sovratensioni che possono verificarsi durante l'estinzione rapida dell'arco in canali stretti (fessure) tra i grani di quarzo, vengono utilizzati fusibili con sezioni diverse lungo la lunghezza. Ciò fornisce un inasprimento artificiale dell'arco.

Il portafusibile è sigillato: dopo aver riempito il tubo con sabbia di quarzo, i tappi 1 che coprono le aperture vengono accuratamente sigillati. Pertanto, il fusibile PKT funziona silenziosamente.

Il funzionamento del fusibile è determinato dalla lancetta 6, che solitamente è trattenuta da un apposito inserto in acciaio in posizione retratta. In questo caso viene mantenuta compressa anche la molla 7. Quando si attiva il fusibile, l'inserto in acciaio si brucia dopo quello funzionante, perché tutta la corrente inizia a attraversarlo. Di conseguenza, il puntatore 6 viene espulso dal tubo dalla molla rilasciata 7.

Nella fig. 2 mostra il fusibile assemblato PKT. Sulla base (telaio metallico) 1 sono presenti due isolatori di supporto 2. Il portafusibili 4 è inserito con tappi in ottone nei portamolle (dispositivo di contatto) 3 e serrato con una serratura. Quest'ultimo è previsto per mantenere la cartuccia nei supporti quando l'emergere di forze elettrodinamiche durante il passaggio di grandi correnti di cortocircuito. Producono fusibili per il montaggio sia all'interno che all'esterno, nonché speciali fusibili rinforzati con maggiore resistenza alla rottura.

Costruzione e principio di funzionamento dei fusibili tipo PKN

I fusibili di tipo PKN (precedentemente PKT) sono prodotti per proteggere i trasformatori di tensione di misura. A differenza dei fusibili PKT in questione, hanno una costantana con un fusibile avvolto su un nucleo ceramico, questo inserto ha una resistenza maggiore. Grazie a questo e alla piccola sezione trasversale dell'inserto, viene fornito un effetto di limitazione della corrente.

I fusibili PKNU possono essere installati in una rete con potenza di cortocircuito molto elevata (1000 MV × A) e la capacità di interruzione dei fusibili PKNU rinforzati non è affatto limitata. I fusibili PKN sono più piccoli rispetto ai PKT e non sono dotati di un indicatore di funzionamento (il fusibile può essere giudicato dalle letture dei dispositivi collegati al lato secondario dei trasformatori di tensione).

Costruzione e principio di funzionamento dei fusibili intervenuti, tipo PVT

I fusibili del tipo PVT (scarica, il nome precedente - tipo di accensione PSN) sono prodotti per la tensione 10 ... 110 kV. Sono destinati all'installazione in quadri aperti. Nelle reti elettriche rurali i fusibili più utilizzati sono i PVT-35 per la protezione dei trasformatori con tensione 35/10 kV.

Riso. 3. Fusibili di tipo PVT: a, b — vista generale e portafusibili PVT (PSN) -35; c - fusibile HTP (PS) -35 MU1; Coltello da 1 e 1'-pin; 2 — asse; 3 - isolante di supporto; 4 — collegamento fusibile; 5 - tubo in dielettrico generatore di gas; 6 — comunicazione flessibile; 7 — picco; 8 - tubo di diramazione

L'elemento principale del portafusibile è un tubo generatore di gas 5 in plastica vinilica (Fig. 1.5). All'interno del tubo è presente un filo flessibile 6, collegato ad un'estremità ad un inserto fusibile 4 inserito nella testa metallica della cartuccia, e all'altra estremità alla punta di contatto 7.

Il portafusibili si trova su due isolatori di supporto 3 montati sulla base (telaio). La testa del mandrino è afferrata da un apposito supporto sull'isolatore superiore. Sull'isolatore inferiore è fissato un coltello 1 per il contatto con una molla a spirale, che tende a far ruotare il coltello attorno all'asse 2 in posizione 1'. Il coltello 1 è impegnato con la punta di contatto 7 della cartuccia. Vengono utilizzate maglie fusibili in zinco, nonché doppi inserti in rame e acciaio (un inserto in acciaio, posto parallelamente a quello in rame, percepisce la forza di una molla che cerca di estrarre il filo flessibile dalla cartuccia; nel caso di un breve circuito, fonde prima l'inserto in rame, poi questo l'inserto in acciaio).

Dopo aver bruciato l'elemento fusibile, il coltello di contatto viene rilasciato e, ruotando (inclinato) sotto l'azione della molla, tira il filo flessibile, che viene quindi espulso dalla cartuccia.

Sotto l'azione dell'arco formatosi dopo la fusione dell'inserto, le pareti del tubo di plastica vinilica rilasciano vigorosamente gas. La pressione nella cartuccia aumenta, il flusso di gas crea una forte esplosione longitudinale, spegnendo l'arco. Il processo di espulsione di gas caldi attraverso l'apertura inferiore della cartuccia è accompagnato da un suono simile a uno sparo. A causa dell'aumento della lunghezza dell'arco quando il collegamento flessibile viene rilasciato, non si verificano sovratensioni durante il processo di sgancio, ma questi fusibili non hanno nemmeno effetto di limitazione della corrente.Come si può vedere dalla Figura 1.5, l'elemento fusibile non si trova nel tubo, ma in un cappuccio metallico che ne copre un'estremità. Ciò elimina la formazione di gas durante il normale funzionamento quando anche il fusibile può riscaldarsi fino a raggiungere una temperatura elevata.

L'industria produce un fusibile di scarica (accensione) del tipo PVT-35MU1, mostrato in fig. 5, c. La cartuccia di questo fusibile, a differenza di quella discussa sopra, ha un tubo metallico 8, in cui è installata una valvola di rame, che chiude il foro trasversale del tubo. Quando si estinguono grandi correnti di cortocircuito, quando l'arco si sviluppa intensamente, la pressione nella cartuccia aumenta rapidamente ed espelle la valvola, a seguito della quale si apre il foro del rubinetto. Quando si estingue un arco con basse correnti, l'apertura dell'ugello rimane chiusa, fornendo un aumento della pressione nella cartuccia.

Fusibili controllati, tipo UPS-35

Per eliminare uno degli svantaggi significativi dei fusibili - la difficoltà di abbinare i dispositivi installati in serie a causa della diffusione delle caratteristiche - sulla base dei fusibili PVT (PS) -35MU1, fusibili controllabili UPS -35U1 progettati per proteggere i trasformatori con un tensione di 35/6 sono stati sviluppati … 10 kV. Ci sono anche sviluppi di fusibili da 110 kV.

Il filo flessibile all'interno del portafusibile controllato non è collegato rigidamente al fusibile, ma attraverso un sistema di contatto che fornisce l'interruzione meccanica del circuito del fusibile sotto l'azione dell'attuatore quando viene attivata la protezione del relè.

Quando si verifica un cortocircuito, viene attivata la protezione del relè e, a seguito dell'azione dell'azionamento, il coltello di contatto, insieme al collegamento flessibile, si sposta verso il basso.In questo caso si apre il sistema di contatto posto all'interno della cartuccia. I restanti processi - ulteriore movimento e smaltimento del filo flessibile, estinzione dell'arco - vengono eseguiti come nel caso di un fusibile bruciato in un fusibile di gas di scarico non controllato. In presenza di elevate correnti di cortocircuito, il fusibile del fusibile comandato si brucia prima che intervenga la protezione del relè.

È anche possibile un'opzione con fusibile controllato senza fusibile. Ciò esclude il riscaldamento aggiuntivo del fusibile, è possibile aumentare la corrente nominale e interrotta.