Sicherungen PR-2 und PN-2-Gerät, technische Eigenschaften
Sicherungen sind elektrische Geräte, die bei hohen Sollströmen den Stromkreis öffnen, wenn eine Sicherung durchbrennt, die direkt durch den Strom erhitzt wird, bis sie schmilzt. Die Sicherungen werden nach ihrem Verwendungszweck für den Schutz von Anlagen mit einer Spannung bis 1000 V und Sicherungen für den Schutz bei einer Spannung größer oder gleich 1000 V unterteilt.
Sicherungen sind Geräte, die Anlagen vor Überlast und Kurzschlussströmen schützen.
Die Hauptelemente der Sicherung sind eine Sicherung, die im Abschnitt des geschützten Stromkreises enthalten ist, und eine Lichtbogenlöschvorrichtung, die den Lichtbogen löscht, der nach dem Schmelzen des Einsatzes entsteht.
Die Auswahl der Sicherungen erfolgt nach der Nennspannung, den Nennsicherungs- und Sicherungsströmen sowie dem maximalen Ausschaltstrom.
Grundlegende Anforderungen. für Sicherungen
Für Sicherungen gelten folgende Anforderungen:
1. Die Strom-Zeit-Kennlinie der Sicherung muss kleiner sein, aber möglichst nahe an der Strom-Zeit-Kennlinie des Schutzobjektes liegen.
2.Im Kurzschlussfall müssen die Sicherungen selektiv ansprechen.
3. Die Auslösezeit der Sicherung im Kurzschlussfall sollte insbesondere beim Schutz von Halbleiterbauelementen möglichst kurz sein. Sicherungen müssen strombegrenzt sein.
4. Die Eigenschaften der Sicherung müssen stabil sein. Streuungen der Parameter aufgrund von Fertigungsabweichungen dürfen die Schutzeigenschaften der Sicherung nicht beeinträchtigen.
5. Aufgrund der erhöhten Kapazität der Anlagen müssen die Sicherungen ein hohes Ausschaltvermögen haben.
6. Der Austausch einer durchgebrannten Sicherung oder Sicherung sollte nicht viel Zeit in Anspruch nehmen.
Die in der Industrie am häufigsten verwendeten Sicherungen sind die Typen PR-2 und PN-2.
Lichtbogenlöschsicherungen in einem geschlossenen Volumen PR-2
Sicherung PR-2
PR-2-Sicherungen für Ströme von 15 bis 60 A sind einfach aufgebaut. Der Schmelzeinsatz 1 wird durch die Kappe 5, die den Ausgangskontakt darstellt, gegen den Messinghalter 4 gedrückt. Der Schmelzeinsatz 1 ist aus Zink gestanzt, einem niedrigschmelzenden und korrosionsbeständigen Material. Die vorgegebene Form des Einsatzes ermöglicht eine günstige Stromcharakteristik im Laufe der Zeit (Schutz). Bei Sicherungen für Ströme über 60 A wird der Sicherungsbügel 1 mit Bolzen mit den Kontaktmessern 2 verbunden.
Der Sicherungseinsatz PR-2 befindet sich in einer versiegelten rohrförmigen Patrone, die aus einem Faserzylinder 3, einem Messinghalter 4 und einer Messingkappe 5 besteht.
Funktionsprinzip der Sicherungen PR-2
Der Vorgang zum Löschen des Lichtbogens in der PR-2-Sicherung ist wie folgt. Beim Ausschalten brennen die verengten Stacheln der Sicherung, woraufhin ein Lichtbogen entsteht.Unter der Einwirkung der hohen Temperatur des Lichtbogens geben die Faserwände der Patrone Gas ab, wodurch der Druck in der Patrone für einen Teil des Halbzyklus auf 4–8 MPa ansteigt. Durch die Erhöhung des Drucks erhöht sich die Strom-Spannungs-Kennlinie des Lichtbogens, was zu seinem schnellen Erlöschen beiträgt.
Der Schmelzeinsatz der PR-2-Sicherung kann je nach Spannungsnennwert einen bis vier Kegel haben. Die verengten Teile des Einsatzes erleichtern dessen schnelles Abschmelzen im Kurzschlussfall und erzeugen eine strombegrenzende Wirkung.
Sicherungstyp PR-2
Da die Lichtbogenlöschung bei der PR-2-Sicherung sehr schnell erfolgt (0,002 s), kann davon ausgegangen werden, dass die verlängerten Teile des Einsatzes während des Löschvorgangs stationär bleiben.
Der Druck im Sicherungshalter ist proportional zum Quadrat des Stroms zum Zeitpunkt des Schmelzens der Sicherung und kann hohe Werte erreichen. Daher muss der Faserzylinder eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, wofür an seinen Enden Messingklammern 4 angebracht sind. An der Klammer 4 der Kartusche werden mit Hilfe von Kappen 5 Scheiben 6 befestigt, die fest mit Kontaktmessern 2 verbunden sind.
PR-2-Sicherungen arbeiten geräuschlos und geben praktisch keine Flammen oder Gase ab, sodass sie in geringem Abstand voneinander installiert werden können. PR-2-Sicherungen werden in zwei axialen Größen hergestellt – kurz und lang. Kurze PR-2-Sicherungen sind für den Betrieb bei einer Wechselspannung von höchstens 380 V ausgelegt. Sie haben ein geringeres Ausschaltvermögen als lange Sicherungen, die für den Betrieb in einem Netz mit einer Spannung von bis zu 500 V ausgelegt sind.
Technische Eigenschaften der Sicherungen PR-2
Abhängig vom Nennstrom werden sechs Patronengrößen mit unterschiedlichen Durchmessern hergestellt.In die Kartusche beliebiger Größe können Einsätze für unterschiedliche Nennströme eingebaut werden. So können in eine Kartusche für einen Nennstrom von 15 A Einsätze für einen Strom von 6, 10 und 15 A eingebaut werden.
Es wird zwischen dem unteren und oberen Prüfstrom unterschieden. Der untere Prüfstrom ist der maximale Strom, bei dem die Sicherung eine Stunde lang nicht durchbrennt. Der obere Wert des Prüfstroms ist der Mindeststrom, der bei einer Fließdauer von 1 Stunde den Sicherungseinsatz zum Schmelzen bringt. Bei ausreichender Genauigkeit ist es möglich, den Grenzstrom gleich dem arithmetischen Mittelwert der Prüfströme anzunehmen.
Sicherungen mit Feinkornfüller PN-2
Sicherungsgerät PN-2
Diese Sicherungen sind fortschrittlicher als die PR-2-Sicherungen. Das quadratische Gehäuse der 1-Sicherung vom Typ PN-2 besteht aus haltbarem Porzellan oder Steatit. Im Inneren des Gehäuses befinden sich Klebebandverbindungen 2 und ein Füllstoff – Quarzsand 3. Die Schmelzsicherungen sind mit einer Scheibe 4 verschweißt, die an Platten 5 befestigt ist, die mit Messerkontakten 9 verbunden sind. Die Platten 5 sind mit Schrauben am Gehäuse befestigt.
Als Füllstoff in PN-2-Sicherungen wird Quarzsand mit einem SiO2-Gehalt von mindestens 98 %, mit Körnern der Größe (0,2–0,4) mit einer Größe von 10–3 m und einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 3 % verwendet . Vor dem Verfüllen wird der Sand bei einer Temperatur von 120–180 °C gründlich getrocknet. Quarzsandkörner weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine gut entwickelte Kühloberfläche auf.
Der Schmelzeinsatz der Sicherungen PN-2 besteht aus Kupferband mit einer Dicke von 0,1–0,2 mm. Um eine Strombegrenzung zu erreichen, weist der Einsatz verengte Abschnitte 8 auf. Der Schmelzeinsatz ist in drei parallele Zweige unterteilt, um eine vollständigere Nutzung des Füllstoffs zu ermöglichen.Durch die Verwendung eines dünnen Streifens, der die Wärme effektiv aus verengten Bereichen ableitet, können Sie für einen bestimmten Nennstrom einen kleinen Mindestquerschnitt des Einsatzes wählen, was eine hohe Strombegrenzungsfähigkeit bietet. Daher trägt die Verbindung mehrerer konischer Abschnitte dazu bei, den Stromanstieg nach dem Schmelzen der Sicherung zu verlangsamen, wenn die Lichtbogenspannung der Sicherung ansteigt. Zur Senkung der Schmelztemperatur werden auf die Einsätze verzinnte Streifen 7 (metallurgische Wirkung) aufgebracht.
Das Funktionsprinzip der Sicherung PN-2
Im Kurzschlussfall brennt der Schmelzeinsatz der PN-2-Sicherung durch und der Lichtbogen brennt in dem durch die Füllstoffkörner gebildeten Kanal aus. Durch das Brennen in einem schmalen Schlitz bei Strömen über 100 A weist der Lichtbogen eine ansteigende Volt-Ampere-Kennlinie auf. Der Spannungsgradient im Lichtbogen ist sehr hoch und erreicht (2-6) 104 V/m. Dadurch ist gewährleistet, dass der Lichtbogen innerhalb weniger Millisekunden erlischt.
Nachdem die Sicherung durchgebrannt ist, werden die Anschlüsse der Sicherungen zusammen mit der Scheibe 4 ersetzt, wonach die Patrone mit Sand bedeckt wird. Zur Abdichtung der Kartusche ist unter den Platten 5 eine Asbestdichtung 6 angebracht, die den Sand vor Feuchtigkeit schützt. Bei einem Nennstrom von 40 A und darunter ist die Sicherung einfacher aufgebaut.
Technische Eigenschaften der Sicherungen PN-2
PN-2-Sicherungen sind für Nennströme bis 630 A ausgelegt.effektiver Strom metallischer Kurzschluss des Netzes, in dem die Sicherung installiert ist).
Kleine Abmessungen, vernachlässigbarer Verbrauch knapper Materialien und hohe Strombegrenzungsfähigkeit sind die Vorteile der PN-2-Sicherung.
