Fusibles de alta tensión PKT, PKN, PVT en redes de distribución rural
En las instalaciones eléctricas rurales se utilizan para esta tensión fusibles del tipo PKT y HTP (antes conocidos como PK y PSN, respectivamente).
Dispositivo y principio de funcionamiento de los fusibles tipo PKT.
Los fusibles PKT (con arena de cuarzo) se fabrican para tensiones de 6 ... 35 kV y corrientes nominales de 40 ... 400 A. Los más comunes son los fusibles PKT-10 para 10 kV, instalados en el lado de alta tensión de las subestaciones transformadoras rurales 10 / 0,38 kV. El portafusibles (Fig. 1) consiste en un tubo de porcelana 3 lleno de arena de cuarzo, que está reforzado con tapas de latón 2 con tapas 1. Los enlaces fusibles están hechos de alambre de cobre plateado.A una corriente nominal de hasta 7,5 A, se utilizan varios insertos paralelos 5 enrollados en un núcleo cerámico acanalado (Fig. 1, a). A altas corrientes, se instalan varios insertos en espiral (Fig. 1).
Arroz. 1.Portafusibles tipo PKT: a — para corrientes nominales hasta 7,5 A; b — para corrientes nominales 10 … 400 A; 1 — cubierta; 2 — tapón de latón; 3 — tubo de porcelana; 4 — arena de cuarzo; 5 — eslabones fusibles; 6 — indicador de trabajo; 7 - primavera
Arroz. 2. Fusible tipo PKT: 1 base; 2- aislador de soporte; 3- contacto; 4- cartucho; 5- bloquear
Este diseño proporciona una buena amortiguación del arco ya que los insertos tienen una longitud considerable y una sección transversal pequeña. El efecto metalúrgico se utiliza para bajar el punto de fusión del inserto.
Para reducir las sobretensiones que pueden ocurrir durante la extinción rápida del arco en canales estrechos (ranuras) entre granos de cuarzo, se utilizan fusibles con diferentes secciones a lo largo. Esto proporciona un endurecimiento artificial del arco.
El portafusibles está sellado: después de llenar el tubo con arena de cuarzo, las tapas 1 que cubren las aberturas se sellan cuidadosamente. Por lo tanto, el fusible PKT funciona en silencio.
El funcionamiento del fusible está determinado por el puntero 6, que generalmente está sujeto por un inserto de acero especial en la posición retraída. En este caso, el resorte 7. también se mantiene en un estado comprimido Cuando se dispara el fusible, el inserto de acero se quema después del trabajo, porque toda la corriente comienza a pasar a través de él. Como resultado, el resorte 7 liberado lanza el puntero 6 fuera del tubo.
En la Fig. 2 muestra el fusible PKT ensamblado. En la base (estructura de metal) 1 hay dos aisladores de soporte 2. El portafusibles 4 se inserta con tapas de latón en los soportes de resorte (dispositivo de contacto) 3 y se aprieta con un candado. Este último se proporciona para mantener el cartucho en los soportes cuando la aparición de fuerzas electrodinámicas durante el flujo de grandes corrientes de cortocircuito. Fabrican fusibles para montaje tanto en interiores como en exteriores, así como fusibles especiales reforzados con mayor resistencia a la rotura.
Construcción y principio de funcionamiento de los fusibles tipo PKN
Los fusibles tipo PKN (anteriormente PKT) se fabrican para proteger los transformadores de tensión de medida. A diferencia de los fusibles PKT en cuestión, tienen un constantán con un fusible enrollado en un núcleo cerámico, este inserto tiene una mayor resistencia. Gracias a esto y a la pequeña sección transversal del inserto, se proporciona un efecto de limitación de corriente.
Los fusibles PKNU se pueden instalar en una red con una potencia de cortocircuito muy alta (1000 MV × A), y la capacidad de corte de los fusibles PKNU reforzados no está limitada en absoluto. Los fusibles PKN son más pequeños en comparación con los PKT y no están equipados con un indicador de funcionamiento (el fusible se puede juzgar por las lecturas de los dispositivos conectados al lado secundario de los transformadores de voltaje).
Construcción y principio de funcionamiento de los fusibles fundidos, tipo PVT
Los fusibles del tipo PVT (descarga, el nombre anterior, tipo de encendido PSN) se producen para voltajes de 10 ... 110 kV. Están destinados a la instalación en aparamenta abierta. En las redes eléctricas rurales, los fusibles más utilizados son los PVT-35 para la protección de transformadores con tensión de 35/10 kV.
Arroz. 3. Fusibles tipo PVT: a, b — vista general y portafusible PVT (PSN) -35; c — fusible HTP (PS) -35 MU1; cuchillo de 1 y 1′-pin; 2 — eje; 3 — aislador de apoyo; 4 — eslabón fusible; 5 — tubo de dieléctrico generador de gas; 6 — comunicación flexible; 7 — pico; 8 — tubería de bifurcación
El elemento principal del portafusibles es un tubo generador de gas 5 hecho de plástico de vinilo (Fig. 1.5). En el interior del tubo hay un cable flexible 6, conectado por un extremo a un inserto fusible 4 insertado en la cabeza metálica del cartucho, y por el otro extremo a la punta de contacto 7.
El portafusibles está ubicado en dos aisladores de soporte 3 montados en la base (marco). El cabezal del mandril está sujeto por un soporte especial en el aislador superior. Fijada en el aislador inferior hay una cuchilla 1 para contacto con un resorte espiral, que tiende a girar la cuchilla alrededor del eje 2 a la posición 1'. La cuchilla 1 se acopla con la punta de contacto 7 del cartucho. Se utilizan eslabones fusibles de zinc, así como insertos dobles de cobre y acero (un inserto de acero, ubicado paralelo al de cobre, percibe la fuerza de un resorte que intenta sacar el cable flexible del cartucho; en el caso de un cortocircuito circuito, primero se derrite el inserto de cobre, luego este el inserto de acero).
Después de quemar el eslabón fusible, la cuchilla de contacto se suelta y, girando (inclinada) bajo la acción del resorte, tira del cable flexible, que luego es expulsado del cartucho.
Bajo la acción del arco formado después de fundir el inserto, las paredes del tubo de plástico vinílico liberan vigorosamente gas. La presión en el cartucho aumenta, el flujo de gas crea una fuerte explosión longitudinal, extinguiendo el arco. El proceso de expulsión de gases calientes a través de la abertura inferior del cartucho va acompañado de un sonido similar a un disparo. Debido al aumento de la longitud del arco cuando se suelta la conexión flexible, no se producen sobretensiones durante el proceso de disparo, pero estos fusibles tampoco tienen un efecto limitador de corriente.Como se puede ver en la Figura 1.5, el eslabón fusible no está ubicado en la tubería, sino en una tapa de metal que cubre un extremo. Esto elimina la generación de gases durante el funcionamiento normal cuando el fusible también puede calentarse a una temperatura alta.
La industria produce un fusible de descarga (encendido) del tipo PVT-35MU1, que se muestra en la fig. 5, c. El cartucho de este fusible, a diferencia del comentado anteriormente, tiene un tubo metálico 8, en el que se instala una válvula de cobre, que cierra el orificio transversal del tubo. Al extinguir grandes corrientes de cortocircuito, cuando el arco se desarrolla intensamente, la presión en el cartucho aumenta rápidamente y expulsa la válvula, como resultado de lo cual se abre el orificio del grifo. Al extinguir un arco con corrientes bajas, la abertura de la boquilla permanece cerrada, proporcionando un aumento de presión en el cartucho.
Fusibles controlados, tipo UPS-35
Para eliminar una de las desventajas significativas de los fusibles, la dificultad de combinar dispositivos instalados en serie debido a la dispersión de características, sobre la base de fusibles PVT (PS) -35MU1, fusibles controlables UPS -35U1 diseñados para proteger transformadores con un Se han desarrollado tensiones de 35/6… 10 kV. También hay desarrollos de fusibles de 110 kV.
El cable flexible dentro del portafusible controlado no está conectado rígidamente al fusible, sino a través de un sistema de contacto que proporciona una interrupción mecánica del circuito del fusible bajo la acción del actuador cuando se activa la protección del relé.
Cuando ocurre un cortocircuito, la protección del relé se activa y, como resultado de la acción del accionamiento, la cuchilla de contacto, junto con el enlace flexible, se mueve hacia abajo.En este caso, se abre el sistema de contacto ubicado dentro del cartucho. Los procesos restantes (movimiento adicional y eliminación del cable flexible, extinción del arco) se llevan a cabo de la misma manera que en el caso de un fusible quemado en un fusible de gas de escape no controlado. A altas corrientes de cortocircuito, el fusible del fusible controlado se funde antes de que se dispare la protección del relé.
También es posible una opción de fusible controlado sin fusible. Esto excluye el calentamiento adicional del fusible, puede aumentar la corriente nominal e interrumpida.