L'uso dei fusibili. Scopo, dispositivo e uso dei fusibili

a) Lo scopo del fusibile. I fusibili sono comparsi contemporaneamente alle reti elettriche. La semplicità del dispositivo e la manutenzione, le dimensioni ridotte, l'alto potere di interruzione, il basso costo ne hanno assicurato un'applicazione molto ampia. I fusibili BT sono prodotti per correnti da mA a migliaia di A e per tensioni fino a 660 V e fusibili HV - fino a 35 kV e oltre.

Interruttori- si tratta di EA progettati per proteggere i circuiti elettrici da sovraccarichi di corrente e correnti di cortocircuito.

Il circuito protetto viene scollegato distruggendo le parti che portano corrente appositamente previste per questo sotto l'azione di una corrente che supera un certo valore.

Nella maggior parte dei progetti, la disconnessione del circuito viene eseguita fondendo un fusibile, che viene riscaldato direttamente dalla corrente del circuito. Dopo aver scollegato il circuito, è necessario sostituire l'inserto bruciato con uno riparabile. Questa operazione viene eseguita manualmente o automaticamente. In quest'ultimo caso, l'intero fusibile viene sostituito.

L'uso diffuso di micce in vari settori dell'economia nazionale e nella vita di tutti i giorni ha portato a una varietà di design. Tuttavia, nonostante ciò, hanno tutti i seguenti elementi di base: un corpo o una parte di supporto, un fusibile, un dispositivo di connessione dei contatti, un dispositivo di spegnimento dell'arco o un mezzo di spegnimento dell'arco.

b) Il principio di funzionamento del fusibile, i fenomeni fisici nell'apparato elettrico. Il circuito protetto viene scollegato distruggendo le parti che portano corrente appositamente previste per questo sotto l'azione di una corrente che supera un certo valore.

Nella maggior parte dei progetti, la disconnessione del circuito viene eseguita fondendo un collegamento fusibile, che viene riscaldato direttamente dalla corrente

circuito protetto. Dopo aver scollegato il circuito, è necessario sostituire l'inserto bruciato con uno riparabile. Questa operazione viene eseguita manualmente o automaticamente. In quest'ultimo caso, l'intero fusibile viene sostituito.

A correnti > io fusione, il fusibile deve funzionare secondo la caratteristica tempo-corrente. Con l'aumento della corrente, il grado di accelerazione del burnout del collegamento fusibile dovrebbe aumentare molto più velocemente della corrente. Per ottenere una tale caratteristica, all'inserto viene data una certa forma o viene utilizzato un effetto metallurgico.

L'inserto è realizzato sotto forma di una piastra con ritagli (Fig. 6.1, un), che ne riducono la sezione trasversale in alcune zone. In queste zone anguste

Fig.6.1 - Distribuzione della temperatura ( un) e luoghi di esaurimento dei fusibili ricci durante i sovraccarichi ( b) e in cortocircuito ( in)

viene rilasciato più calore rispetto a quelli larghi. In io nom, il calore in eccesso dovuto alla conduttività termica del materiale dell'inserto ha il tempo di essere distribuito a parti più larghe e l'intero inserto ha quasi la stessa temperatura. Quando sovraccarico ( io ) il riscaldamento delle sezioni ristrette è più veloce, perché solo una parte del calore ha il tempo di essere rimossa su vaste aree. Il collegamento fusibile si scioglie in uno dei punti più caldi (Figura 6.1, b). In cortocircuito ( io » ), il riscaldamento delle sezioni ristrette è così intenso che praticamente si può trascurare l'allontanamento di calore da esse. L'inserto fusibile si brucia contemporaneamente in tutti o più punti ristretti (Figura 6.1, in).

In molti modelli, all'inserto 1 viene assegnata una forma simile (Figura 6.2, a), in cui le forze elettrodinamiche F, derivanti dalle correnti di cortocircuito, rompono l'inserto anche prima che abbia il tempo di fondersi. Sulla fig. 6.2 e il luogo dell'interruzione è indicato da un cerchio. Questa sezione è composta da una sezione più piccola.

Riso. 6.2. Esempi di forme di inserti fusibili con la loro rottura accelerata

Alle correnti di sovraccarico, le forze elettrodinamiche sono piccole e il collegamento fusibile fonde nell'area ristretta. Nel disegno di Fig. 6.2, b l'accelerazione della disconnessione del circuito durante i sovraccarichi e i cortocircuiti è ottenuta grazie alla molla 2, che rompe l'inserto 1 quando il metallo si rammollisce nei tratti ristretti, prima che questi si sciolgano.

L'effetto metallurgico sta nel fatto che molti metalli bassofondenti (stagno, piombo, ecc.) sono in grado di dissolvere altri metalli refrattari (rame, argento, ecc.) allo stato fuso. Questo fenomeno è utilizzato nei fusibili con inserti di un certo numero di fili paralleli.

Per accelerare la fusione degli inserti durante i sovraccarichi, le palline di stagno vengono saldate sui fili. A correnti di sovraccarico, la sfera si scioglie e dissolve parte del metallo su cui è saldata. L'inserto si brucia nel punto in cui la pallina è saldata.

Parametri del fusibile

Il fusibile funziona in due modalità nettamente diverse: in condizioni normali e in condizioni di sovraccarico e cortocircuito. Nel primo caso, il surriscaldamento dell'inserto ha il carattere di un processo costante, in cui tutto il calore in esso rilasciato viene rilasciato nell'ambiente. In questo caso, oltre all'inserto, tutte le altre parti del fusibile vengono riscaldate a una temperatura costante. Questa temperatura non deve superare i valori ammessi. Viene chiamata la corrente per la quale il fusibile è progettato per il funzionamento continuo corrente nominale fusibile Inom. Potrebbe essere diverso dalla corrente nominale del fusibile stesso.

Solitamente, nello stesso fusibile possono essere inseriti fusibili per diverse correnti nominali. Classificazione del fusibile, indicato su di esso, è uguale alla maggiore delle correnti del fusibile previste per questo modello di fusibile.

Le proprietà protettive del fusibile durante i sovraccarichi sono normalizzate. Per fusibili a velocità normale, corrente condizionale che non si scioglie- corrente, durante la quale il fusibile non dovrebbe bruciarsi per un certo tempo, corrente di fusione condizionata- corrente, durante la quale il fusibile deve bruciarsi entro un certo tempo. Ad esempio, per un fusibile con fusibili per correnti nominali di 63 -100 A, i fusibili non dovrebbero bruciarsi quando una corrente di 1,3 io nominale per un'ora e con una corrente di 1,6 io nom dovrebbe esaurirsi in un massimo di un'ora.

Considerare il riscaldamento dell'inserto sotto carico continuo.

La caratteristica principale di un fusibile è caratteristica del tempo, che è la dipendenza del tempo di fusione dell'inserto dalla corrente che scorre t=f( io). Per una protezione perfetta, è auspicabile che la caratteristica tempo-corrente del fusibile (curva 1 in Fig. 6.3) in tutti i punti sia leggermente inferiore alla caratteristica del circuito o dell'oggetto protetto (curva 2 in Fig. 6.3). Tuttavia, la caratteristica effettiva del fusibile (curva

3) interseca la curva 2. Spieghiamo questo. Se un fusibile è di curva 1, si brucerà a causa dell'invecchiamento o all'avvio.

Riso. 6.3. Corrispondente alle caratteristiche del fusibile e dell'oggetto protetto

motore. Il circuito scatterà se non ci sono sovraccarichi inaccettabili. Pertanto, la corrente di fusione dell'inserto è selezionata per essere maggiore della corrente di carico nominale. In questo caso, le curve 2 e 3 si intersecano. Nell'area di grandi sovraccarichi (area B), il fusibile protegge l'oggetto. Nell'area A, il fusibile non protegge l'oggetto. Con piccoli sovraccarichi (1,5 - 2) io il riscaldamento nominale del fusibile procede lentamente. La maggior parte del calore viene ceduto all'ambiente,

Viene chiamata la corrente alla quale il collegamento fusibile si brucia quando raggiunge una temperatura costante corrente di confine I nogr. Per evitare che il fusibile si bruci alla corrente nominale io nom, necessario io nogp > io nom. D'altra parte, per una migliore protezione, il valore io noгp dovrebbe essere il più vicino possibile al valore nominale.

Per ridurre il punto di fusione dell'inserto durante la sua fabbricazione, vengono utilizzati metalli e leghe a basso punto di fusione (rame, argento, zinco, piombo, alluminio).

Considerare il riscaldamento dell'inserto durante un cortocircuito.

Se la corrente che passa attraverso l'inserto è da 3 a 4 volte io nom, quindi in pratica il processo di riscaldamento procede adiabaticamente, cioè tutto il calore generato dall'inserto va a riscaldarlo.

Inserire il tempo di riscaldamento fino al punto di fusione

,

dove A "è una costante determinata dalle proprietà del materiale; q- sezione trasversale dell'inserto; j k è la densità di corrente dell'inserto.

Quando una parte dell'inserto fusibile passa da uno stato solido a uno stato liquido, la sua resistività aumenterà notevolmente (decine di volte). Tempo di passaggio da solido a liquido

,

dove è la resistività del materiale dell'inserto alla temperatura di fusione; - resistività del materiale dell'inserto allo stato liquido; y è la densità del materiale dell'inserto; l- calore latente di fusione del materiale

Il parametro principale del fusibile in caso di cortocircuito è limite di corrente di rottura- la corrente che può interrompere con una tensione di ritorno pari alla massima tensione di esercizio.

La durata dell'arco dipende dal design del fusibile. Tempo totale di spegnimento del fusibile

t pr= t pl +t transizione + t archi

Per una miccia con un inserto in aria

,

dove coefficiente n=3 tiene conto della distruzione prematura dell'inserto e k 0 = 1,2 -1,3 tiene conto della durata dell'arco.

Nei fusibili con riempitivo (tipo chiuso), è meno probabile la distruzione dell'inserto prima della sua completa fusione. Tempo di disconnessione del circuito tramite fusibile

,

Il coefficiente k d \u003d 1,7 -2 tiene conto della durata dell'arco.

La fusione dell'inserto di sezione variabile avviene negli istmi con la sezione trasversale più piccola. Il processo di riscaldamento procede così rapidamente che il calore non ha quasi il tempo di essere rimosso nelle aree di maggiore sezione trasversale. La presenza di istmi a sezione ridotta consente di ridurre drasticamente il tempo dall'inizio di un cortocircuito alla comparsa di un arco. Il processo di spegnimento dell'arco inizia prima che la corrente di cortocircuito raggiunga un valore costante o addirittura di picco. L'arco si forma nel tempo t 1 dopo l'inizio di un cortocircuito, quando la corrente nel circuito è significativamente inferiore al valore di stato stazionario io k impostato

Gli strumenti di spegnimento dell'arco consentono di estinguere l'arco in millisecondi. In questo caso, l'effetto di limitazione della corrente, mostrato in Fig. Quando si scollega un circuito danneggiato con limitazione di corrente, è più facile estinguere l'arco, poiché non è la corrente di cortocircuito stazionaria che viene disattivata, ma la corrente determinata dal tempo di fusione dell'inserto.

Riso. 6.4. Disconnessione della corrente continua e alternata con un fusibile limitatore di corrente

Design del fusibile

c) Dispositivo di sicurezza. L'uso diffuso dei fusibili in

le aree più diverse dell'economia nazionale e nella vita di tutti i giorni hanno portato alla diversità dei loro progetti. Tuttavia, nonostante ciò, hanno tutti i seguenti elementi di base: un corpo o una parte di supporto, un fusibile, un dispositivo di connessione dei contatti, un dispositivo di spegnimento dell'arco o un mezzo di spegnimento dell'arco.

Qualsiasi circuito elettrico è costituito da singoli elementi. Ognuno di essi è caratterizzato da determinati valori della forza attuale a cui questo elemento è operativo. L'aumento della corrente al di sopra di questi valori può causare danni all'elemento. Ciò è dovuto a una temperatura inaccettabilmente elevata oa un cambiamento piuttosto rapido nella struttura di questo elemento per effetto della corrente. In tali situazioni, i fusibili di vari design aiutano a evitare danni agli elementi dei circuiti elettrici.

La loro classificazione si basa sul metodo di interruzione del circuito elettrico con questi fusibili, quindi è possibile elencare quelli più utilizzati, i seguenti tipi di fusibili:

• fusibile,
• elettromeccanico,
• elettronico,
• autoguarigione.

Il metodo di interruzione del circuito elettrico copre l'intera serie di processi che si verificano nel fusibile quando viene attivato.

• I fusibili interrompono il circuito elettrico a causa della fusione del fusibile.
• I fusibili elettromeccanici contengono contatti che vengono disattivati ​​da un elemento bimetallico deformabile.
• I fusibili elettronici contengono una chiave elettronica controllata da uno speciale circuito elettronico.
• I fusibili ripristinabili sono realizzati con materiali speciali. Le loro proprietà cambiano con il flusso di corrente, ma vengono ripristinate dopo una diminuzione o scomparsa della corrente nel circuito elettrico. Di conseguenza, la resistenza prima aumenta e poi diminuisce di nuovo.

Fusibile

I fusibili sono i più economici e affidabili. Un fusibile, che si scioglie o addirittura evapora dopo un aumento della corrente oltre un valore impostato, è garantito per creare un'interruzione nel circuito elettrico. L'efficacia di questo metodo di protezione è determinata principalmente dal tasso di distruzione del collegamento fusibile. Per fare questo, è fatto di metalli e leghe speciali. Si tratta principalmente di metalli come zinco, rame, ferro e piombo. Poiché il collegamento fusibile è essenzialmente un filo conduttivo, si comporta come un conduttore, caratterizzato dai grafici mostrati di seguito.

Pertanto, per il corretto funzionamento del fusibile, il calore che viene rilasciato nel fusibile alla corrente di carico nominale non dovrebbe comportarne il surriscaldamento e la distruzione. Si disperde nell'ambiente attraverso gli elementi della scatola dei fusibili, riscaldando l'inserto, ma senza conseguenze devastanti per esso.

Ma se la corrente aumenta, l'equilibrio termico sarà disturbato e la temperatura dell'inserto inizierà a salire.

In questo caso, si verificherà un aumento della temperatura simile a una valanga a causa di un aumento della resistenza attiva dell'inserto fusibile. A seconda della velocità di aumento della temperatura, l'inserto si scioglie o evapora. L'evaporazione è facilitata da un arco voltaico, che può verificarsi in un fusibile a valori di tensione e corrente significativi. L'arco per qualche tempo sostituisce il fusibile distrutto, mantenendo la corrente nel circuito elettrico. Pertanto, la sua esistenza determina anche le caratteristiche temporali della disconnessione del fusibile.

• La caratteristica tempo-corrente è il parametro principale del fusibile, in base al quale viene scelto per un particolare circuito elettrico.

In modalità di emergenza, è importante interrompere il circuito elettrico il più rapidamente possibile. A tale scopo, vengono utilizzati metodi speciali per i fusibili, come ad esempio:

• riduzione locale del suo diametro;
• "effetto metallurgico".

In linea di principio, si tratta di metodi simili che consentono in un modo o nell'altro di provocare un riscaldamento locale più rapido dell'inserto. Una sezione trasversale variabile con un diametro più piccolo si riscalda più velocemente rispetto a una sezione trasversale più grande. Per accelerare ulteriormente la distruzione del fusibile, è composto da un pacco di conduttori identici. Non appena uno di questi conduttori si brucia, la sezione trasversale totale diminuisce e il conduttore successivo si brucia, e così via fino a quando l'intero fascio di conduttori non viene completamente distrutto.

L'effetto metallurgico è utilizzato negli inserti sottili. Si basa sull'ottenimento di un fuso locale con una resistenza maggiore e sulla dissoluzione in esso del materiale di base dell'inserto a bassa resistenza. Di conseguenza, la resistenza locale aumenta e l'inserto fonde più rapidamente. Il fuso è ottenuto da gocce di stagno o piombo, che vengono applicate su una vena di rame. Tali metodi sono utilizzati per fusibili a bassa potenza per correnti fino a diverse unità di ampere. Sono utilizzati principalmente per vari elettrodomestici e dispositivi.

La forma, le dimensioni e il materiale del corpo possono variare a seconda del modello di fusibile. La custodia in vetro è comoda perché permette di vedere in che stato si trova la miccia. Ma la custodia in ceramica è più economica e resistente. Altri design sono adattati per determinati compiti. Alcuni di loro sono mostrati nell'immagine qui sotto.

Sulla base di custodie tubolari in ceramica, sono disposte normali spine elettriche. Il tappo stesso è una custodia realizzata appositamente per una cartuccia per un comodo utilizzo della miccia. Alcuni modelli di spine e fusibili in ceramica sono dotati di un indicatore meccanico dello stato del fusibile. Quando si brucia, viene attivato un dispositivo di tipo semaforo.

Con un aumento della forza di corrente superiore a 5 - 10 A, diventa necessario estinguere l'arco voltaico all'interno della scatola del fusibile. Per fare ciò, lo spazio interno attorno all'inserto fusibile viene riempito con sabbia di quarzo. L'arco riscalda rapidamente la sabbia fino al rilascio di gas, che impediscono l'ulteriore sviluppo dell'arco voltaico.

Nonostante alcuni inconvenienti dovuti alla necessità di una fornitura di fusibili per la sostituzione, nonché al funzionamento lento e poco accurato di alcuni circuiti elettrici, questo tipo di fusibile è il più affidabile di tutti. L'affidabilità del funzionamento è maggiore, maggiore è la velocità di aumento della corrente attraverso di essa.

Elettromeccanico

I fusibili di progettazione elettromeccanica sono fondamentalmente diversi dai fusibili. Hanno contatti meccanici ed elementi meccanici per controllarli. Poiché l'affidabilità di qualsiasi dispositivo diminuisce man mano che diventa più complesso, per questi fusibili, almeno in teoria, esiste la possibilità di un tale malfunzionamento in cui la corrente di scatto impostata non verrà disattivata. Il funzionamento ripetuto è un vantaggio significativo di questi dispositivi rispetto ai fusibili. Gli svantaggi includono proprietà come:

• l'aspetto di un arco quando è spento e la graduale distruzione dei contatti a causa del suo impatto. La saldatura dei contatti tra loro non è esclusa.
• Azionamento a contatto meccanico, costoso da automatizzare completamente. Per questo motivo, il riavvio deve essere eseguito manualmente;
• funzionamento insufficientemente veloce, che non può garantire la sicurezza di alcuni consumatori di energia elettrica "deperibili".

Un fusibile elettromeccanico viene spesso definito "automatico" ed è collegato a un circuito elettrico con una base o terminali per fili privi di isolamento.

Elettronico

In questi dispositivi, la meccanica è completamente sostituita dall'elettronica. Hanno solo un inconveniente con le sue numerose manifestazioni:

• proprietà fisiche dei semiconduttori.

Questa mancanza si manifesta:

• nel danneggiamento irreversibile interno della chiave elettronica da impatti fisici anomali (sovratensione, corrente, temperatura, irraggiamento);
• falso funzionamento o guasto del circuito di controllo della chiave elettronica a causa di influenze fisiche anomale (eccesso di temperatura, radiazioni, radiazioni elettromagnetiche).

Autoguarigione

Una barra è realizzata in uno speciale materiale polimerico e dotata di elettrodi per il collegamento a un circuito elettrico. Questo è il design di questo tipo di fusibile. La resistenza di un materiale in un dato intervallo di temperatura è piccola, ma aumenta bruscamente a partire da una certa temperatura. Mentre si raffredda, la resistenza diminuisce di nuovo. Svantaggi:

• dipendenza della resistenza dalla temperatura ambiente;
• lungo recupero dopo l'operazione;
• interruzione di sovratensione e guasto per questo motivo.

La scelta del fusibile giusto offre notevoli risparmi sui costi. L'attrezzatura costosa, tempestivamente scollegata da un fusibile in caso di incidente nel circuito elettrico, mantiene le sue prestazioni.

Fusibile- trattasi di un interruttore, atto a disconnettere i protetti dalla distruzione di quelli appositamente previsti sotto l'azione di una corrente eccedente un certo valore.

Nella maggior parte dei fusibili, il circuito viene disconnesso mediante la fusione del collegamento fusibile, che viene riscaldato dalla corrente che lo attraversa dal circuito protetto.

Dopo aver scollegato il circuito, è necessario sostituire l'inserto bruciato con uno riparabile. Questa operazione viene eseguita manualmente o automaticamente sostituendo l'intero fusibile.

Gli elementi principali del fusibile sono: corpo, inserto fusibile (elemento fusibile), parte di contatto, dispositivo di spegnimento dell'arco e mezzo di spegnimento dell'arco.

Sono prodotti per 36, 220, 380, 660 V e DC 24, 110, 220, 440 V.

I fusibili sono caratterizzati dalla corrente nominale del fusibile, ad es. corrente per la quale il fusibile è progettato per il funzionamento continuo. Nella stessa scatola del fusibile possono essere inseriti elementi fusibili per correnti nominali diverse, pertanto il fusibile stesso è caratterizzato dalla corrente nominale del fusibile (base), che è uguale alla più alta delle correnti nominali dei fusibili previsti a questo scopo disegno del fusibile.

I fusibili fino a 1 kV sono realizzati per correnti nominali fino a 1000 A.

In modalità normale, il calore rilasciato dalla corrente di carico nel fusibile viene trasferito all'ambiente e la temperatura di tutte le parti del fusibile non supera la temperatura consentita. In caso di sovraccarico o la temperatura dell'inserto aumenta e si scioglie. Maggiore è la corrente che scorre, minore è il tempo di fusione. Questa dipendenza è chiamata caratteristica protettiva (tempo-corrente) del fusibile.

Non devono spegnere il circuito elettrico quando scorre la corrente condizionale non fondente e devono spegnere il circuito quando la corrente di fusione condizionale scorre per un certo tempo, a seconda della corrente nominale (GOST 17242-79E). Ad esempio, a correnti nominali di 10-25 A, il fusibile non dovrebbe fondere per 1 ora al 130% della corrente nominale e dovrebbe fondere contemporaneamente al 175% della corrente nominale.

Per ridurre il tempo di risposta dei fusibili, vengono utilizzati materiali diversi, forme speciali e viene utilizzato anche un effetto metallurgico.

I materiali dei fusibili più comuni sono rame, zinco, alluminio, piombo e argento.

–è un elemento di un circuito elettrico, il cui scopo principale è proteggerlo da eventuali danni.

Principio operativo

Il fusibile è progettato in modo tale da bruciarsi prima che altri elementi vengano danneggiati. Dopotutto, è più facile inserire un nuovo fusibile che sostituire fili, microcircuiti e altri elementi che possono bruciarsi durante un picco di corrente nel circuito.

Un fusibile è chiamato fusibile perché si basa su un fusibile. Questo inserto fusibile è costituito da una lega che ha un basso punto di fusione e in caso di corrente pericolosa per il circuito, la quantità di calore che viene rilasciata quando tale corrente scorre attraverso questo inserto è sufficiente per fonderlo. Quando l'inserto si scioglie - "si brucia", il circuito è aperto.

Le cause di un fusibile bruciato possono essere cortocircuito, sovraccarico e improvvisi picchi di corrente.

Il fusibile non solo protegge il circuito da danni, ma funge anche da protezione contro incendi e incendi, poiché il fusibile si brucia nella scatola del fusibile, a differenza del filo, che può entrare in contatto con materiali combustibili al momento della combustione.

Succede che le persone fanno i cosiddetti insetto. Di solito si tratta di un normale pezzo di filo che viene inserito al posto di un fusibile. Ciò avviene perché non è disponibile un fusibile della potenza richiesta o per bypassare la protezione. Spesso, tali bug provocano incendi, poiché non si sa in quale momento si esaurirà un tale bug e se si esaurirà del tutto.

Dispositivo fusibile

Come accennato in precedenza, il fusibile più semplice è costituito dalla sua parte principale: un inserto fusibile (filo) e un alloggiamento, progettato per essere collegato a un circuito elettrico e funge da dispositivo di fissaggio per l'inserimento.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi dei fusibili includono un costo relativamente basso.

Lo svantaggio principale di un fusibile è che impiega un tempo relativamente lungo per funzionare rispetto ai fusibili automatici. Durante l'accensione di un fusibile nelle reti ad alta tensione, l'apparecchiatura potrebbe guastarsi. Inoltre il fusibile è un elemento usa e getta, cioè una volta bruciato non è soggetto a ulteriore utilizzo, mentre i fusibili automatici possono durare per un periodo piuttosto lungo, poiché il loro principio di funzionamento si basa sull'apertura del circuito senza danneggiare il progettazione del fusibile stesso.

Impostazioni principali

I parametri che caratterizzano il fusibile sono la corrente nominale, la tensione nominale, la potenza e la velocità di risposta.

In cui si u- tensione nella rete, e Pmax– potenza massima di carico con un margine di circa il 20%.

La velocità di funzionamento dei fusibili è diversa. Ad esempio, nei circuiti in cui sono presenti dispositivi a semiconduttore, è meglio se il fusibile si brucia più velocemente per non danneggiare i dispositivi, ma se è un potente fusibile che viene utilizzato nel circuito del motore elettrico, allora sarà molto di più utile se non interrompe ogni volta il circuito al momento delle correnti di spunto.

I fusibili vengono utilizzati per proteggere i circuiti elettrici e gli impianti elettrici da correnti di cortocircuito o sovraccarichi.

Il fusibile è integrato nell'interruzione del circuito elettrico. Il suo compito principale è quello di far passare la corrente operativa e interrompere il circuito elettrico quando compaiono sovracorrenti. Distinguere tra fusibili basso voltaggio(fino a 1 kV) e alta tensione(oltre 3 kV), tuttavia, per finalità e principio di funzionamento, coincidono completamente. Ci sono anche fusibili di alimentazione e ad alta velocità.

I fusibili a bassa tensione sono strutturalmente un dispositivo abbastanza semplice. L'elemento che porta corrente (collegamento fusibile), sotto l'influenza di una corrente il cui valore è superiore al valore nominale, si riscalda, si scioglie nel mezzo di spegnimento dell'arco (il più delle volte è sabbia di quarzo SiO2) ed evapora, creando una rottura nel circuito elettrico protetto.

L'isolante impedisce ai gas caldi e ai metalli liquidi di disperdersi nell'ambiente. È realizzato in ceramica tecnica di alta qualità e deve resistere a temperature e pressioni interne molto elevate quando è spento.

Le coperture di protezione hanno strisce per la presa con maniglie unificate per la sostituzione dei fusibili a bassa tensione. Insieme alla custodia in ceramica, formano un involucro ignifugo per l'arco elettrico di commutazione.

La sabbia, a sua volta, è importante per limitare la forza della corrente. Solitamente viene utilizzata sabbia di quarzo cristallino con elevata purezza mineralogica e chimica (contenuto di SiO2 > 99,5%).

Per la funzione di commutazione sono importanti una certa dimensione dei cristalli di sabbia e una compattazione ottimale della sabbia.

L'indicatore consente di trovare rapidamente i fusibili bruciati. Con una maggiore rigidità della molla, può fungere da segnale di shock per azionare microinterruttori o sezionatori.

La saldatura sposta la curva caratteristica a valori inferiori della corrente di fusione. Viene selezionato in base al materiale dell'elemento fusibile e deve essere nella giusta quantità e nel posto giusto.

Le lame di contatto collegano meccanicamente ed elettricamente il fusibile alla base del fusibile. Sono realizzati in rame o lega di rame con placcatura in stagno o argento.

I materiali tradizionali con cui sono realizzati gli inserti fusibili sono: rame, zinco, argento, che hanno la necessaria resistività elettrica.

Il principale vantaggio dell'utilizzo di un fusibile con fusibile è l'effetto di limitazione della corrente. Cioè, il tempo di fusione del fusibile è piuttosto piccolo e, di conseguenza, la corrente di cortocircuito non ha il tempo di raggiungere il suo valore massimo.

Ovviamente, al livello di corrente nominale o al suo valore inferiore, il fusibile deve condurre elettricità per un tempo illimitato.

Per velocizzare il tempo di funzionamento del fusibile, vengono utilizzate le seguenti soluzioni tecniche:

Inserti fusibili con sezioni di varie larghezze (sezioni)

effetto metallurgico nella progettazione di fusibili

Riducendo la sezione trasversale (restringimento) del collegamento fusibile in determinati punti, si ottiene il necessario: meno tempo per l'apertura del circuito.

L'effetto metallurgico è il seguente: i singoli metalli bassofondenti (ad esempio piombo e stagno) sono in grado di dissolvere nella loro struttura metalli più refrattari, come rame e argento.

Per fare ciò, sui fili di rame vengono applicate gocce di stagno. Quando viene riscaldata con sovracorrente, le gocce di stagno si sciolgono rapidamente, sciogliendo anche alcuni dei fili. Inoltre, viene utilizzato il meccanismo di funzionamento di un inserto fusibile con una sezione trasversale ridotta in determinati punti.

Il motivo principale della continua crescita del numero di utilizzatori di micce, oltre al rapporto qualità-prezzo estremamente favorevole e all'ingombro ridotto, è la loro nota affidabilità, che caratterizza i fusibili come "l'ultima linea di difesa". Solo fusibili certificati con fusibili che soddisfano le caratteristiche dichiarate ti permetteranno di evitare incendi che si verificano nei cavi elettrici e negli impianti elettrici.

BIGLIETTO #9

1. Scopo e disposizione generale del sistema di alimentazione diesel 1-PD4D.

Il sistema di alimentazione è progettato per immagazzinare, riscaldare, pulire e fornire carburante ai cilindri diesel e garantisce l'iniezione tempestiva nella sequenza richiesta di determinate porzioni di carburante ad alta pressione nelle camere di combustione dei cilindri diesel e nebulizzandolo nelle particelle più piccole.

Il sistema comprende una pompa di adescamento del carburante, una pompa del carburante ad alta pressione, tubazioni a bassa e alta pressione, un serbatoio del carburante, un riscaldatore del carburante, filtri grossolani e fini, iniettori, regolatori. La pompa di adescamento del carburante aspira il carburante dal serbatoio di alimentazione attraverso il filtro a maglia grossa e lo fornisce a una pressione non superiore a 0,53 MPa (5,3 kgf/cm2) al filtro del carburante fine installato sul motore diesel.

La valvola di scarico installata sulla linea dalla pompa di adescamento del carburante al filtro non consente alla pressione nella tubazione del carburante di salire al di sopra di 0,53 MPa (5,3 kgf/cm2), bypassando il carburante in eccesso nel serbatoio di alimentazione attraverso il tubo di scarico.

Dal filtro del carburante fine, il carburante filtrato entra sotto pressione nel collettore della pompa del carburante ad alta pressione.

La pressione di 0,25 MPa (2,5 kgf/cm2) nel collettore del carburante è mantenuta da una valvola di controllo che scarica il carburante in eccesso attraverso il tubo di scarico fino al serbatoio. La valvola 6 e il rubinetto 7 vengono utilizzati per l'alimentazione di emergenza del carburante del motore diesel. La pompa del carburante pompa il carburante ad alta pressione negli iniettori secondo l'ordine di funzionamento dei cilindri diesel.

Il carburante fuoriuscito dagli iniettori e dalla pompa ad alta pressione viene scaricato nel serbatoio di alimentazione.

1. Scopo e disposizione della sezione della pompa del carburante ad alta pressione della locomotiva diesel TEM18DM.

La pompa del carburante, progettata per alimentare i cilindri diesel ad alta pressione e in base al carico di dosi di carburante rigorosamente definite per ogni ciclo, è composta dalle seguenti parti principali: basamento, albero a camme, pulsanti, sezioni di pistoni rimovibili e un collettore.

Le parti principali della sezione della pompa del carburante (Fig. 30, a) sono due coppie di precisione, realizzate con alta precisione e montate insieme alle sue altre parti nell'alloggiamento 22, in ghisa. La prima coppia - l'elemento pompante è costituito da un manicotto 10 e uno stantuffo /7, e la seconda - una coppia di valvole - da una valvola di scarico 5 e da una sede 6. Entrambe le coppie sono realizzate in acciaio altamente legato trattato termicamente. La sigillatura in ogni coppia si ottiene lappando accuratamente un pezzo contro l'altro. Pertanto, in caso di danneggiamento di una delle parti, la coppia viene sostituita con una nuova.

Fig. 30 Sezione della pompa del carburante (a) e relativa valvola di scarico (b): 1 - raccordo di pressione, 2, 8 - cavità collegate alla tubazione di scarico, 3 - molla della valvola di scarico, 4 - arresto; 5 - valvola di scarico, 6 - sede della valvola di scarico, 7 - anello di tenuta in gomma, 9 - spazio dello stantuffo, 10 - manicotto, 11 - stantuffo; 12 - scanalatura verticale, 13 - rientranza anulare; 14 - bordo superiore, 15 - bordo inferiore, 16, 27 - viti di bloccaggio, 17 - barra di controllo, 18 - molla dello stantuffo, 19 - coppa di guida, 20 - piastra della molla inferiore, 21 - anello di ritegno; 22 - alloggiamento della sezione, 23 - anello della molla, 24 - piastra della molla superiore, 35 - ingranaggio; 26 - foro, 28 - scanalatura, 29 - cavità di aspirazione del corpo, 30 - anello di tenuta in rame; 31 - valvola di scarico; 32 - sede della valvola di scarico, 33 - molla della valvola di scarico (1 - prima della modernizzazione! 11 - dopo la modernizzazione)

Il manicotto 10 dello stantuffo della coppia pompante è realizzato a forma di cilindro con una parte superiore ispessita. Due fori passanti 26 nella parte superiore collegano lo spazio sopra-stantuffo 9 del manicotto con la cavità 29 del corpo, a cui viene fornito carburante. Uno di questi fori sulla superficie esterna del manicotto ha una svasatura conica e l'altro è provvisto di una scanalatura verticale, che include una vite di bloccaggio 27 che impedisce al manicotto di ruotare. In questo caso il foro per il passaggio del carburante rimane aperto. Il colletto inferiore della manica è strettamente rettificato alla scanalatura anulare del corpo.

Lo stantuffo 11 è costituito da una testa cilindrica e da un gambo sagomato, realizzato in un unico pezzo. Sulla superficie della testa nella parte superiore è presente una rientranza anulare 13 collegata da una scanalatura verticale 12 con lo spazio sopra lo stantuffo 9. Il bordo inferiore 15 della rientranza è arrotondato e il bordo superiore -14 è sagomato lungo una linea elicoidale. Ad una certa distanza dall'estremità della testa dello stantuffo, si interseca con il bordo della scanalatura verticale 12. Il bordo elicoidale serve a tagliare e regolare la quantità di carburante fornita dallo stantuffo. Il gambo dello stantuffo ha due sporgenze e una testa. Le sporgenze entrano nelle scanalature verticali del gambo dell'ingranaggio 25, che è impegnato con la cremagliera di regolazione 17, e la testa poggia sul fondo della coppa di guida 19, supportata dal basso dalla superficie sferica del bullone di regolazione 28 di lo spintore (vedi Fig. 29). Sulla testa (vedi Fig. 30, a) della molla 18 viene applicata una piastrina 20 che riporta lo stantuffo nella posizione inferiore.

La coppia di valvole è installata sull'estremità superiore del manicotto dello stantuffo. Per garantire la densità, la sede della coppia di valvole è lappata all'estremità del manicotto e premuta contro di essa da un raccordo a pressione 1. La densità con il corpo della sezione è assicurata da un anello di gomma 7. Al centro della sede 6 è presente è un foro che funge da nido per la valvola di scarico 5.

La valvola 5 (Fig. 30, b) è cava. Nella parte inferiore presenta un cono di atterraggio a forma di ago, nella parte centrale un foro laterale E, nella parte superiore un collare anulare P.

Lo spallamento P separa la tubazione di scarico dallo spazio sopra lo stantuffo prima che il cono dell'ago lo faccia, e il foro E trasferisce il carburante dalla tubazione di scarico nello spazio sopra lo stantuffo 9 dopo la loro separazione dallo spallamento P.

La valvola è premuta contro il cono della sede dalla molla 3, la quale, con l'altra estremità, appoggia contro l'arresto 4, che serve a limitare l'alzata della valvola di mandata.

BIGLIETTO N. 10

1. Scopo e disposizione del sistema idrico diesel 1-PD4D.

Il motore diesel installato sulle locomotive diesel è dotato di raffreddamento ad acqua, la cui necessità è dovuta all'elevato riscaldamento delle sue singole parti a contatto con i gas caldi. Già alla fine della corsa di compressione, la temperatura dell'aria nei cilindri sale a 500 - 700 ° C e quando il carburante viene bruciato raggiunge i 2000 ° C. Anche i gas di scarico allo scarico hanno una temperatura di 430 - 480 ° C. Un riscaldamento così elevato delle parti potrebbe causare notevoli deformazioni, distruzioni, bruciature di olio e, di conseguenza, inceppamenti dei pistoni nei cilindri.

Il forte riscaldamento delle parti diesel richiede il loro raffreddamento intensivo con acqua, la cui temperatura deve essere sufficientemente alta da evitare crepe nel blocco, nelle boccole dei cilindri, nei coperchi dei cilindri e nell'alloggiamento del turbocompressore. L'acqua riscaldata viene raffreddata nelle sezioni del radiatore e parte del calore sottratto al motore diesel dall'acqua viene utilizzato per scopi ausiliari (riscaldamento del carburante nel serbatoio e dell'aria nella cabina di guida durante la stagione fredda).

Sulle locomotive diesel, l'acqua viene utilizzata anche per raffreddare il gasolio in uno scambiatore di calore acqua-olio e caricare l'aria prima che entri nei cilindri diesel. Poiché il raffreddamento dell'olio e dell'aria di sovralimentazione deve essere effettuato con acqua a temperatura inferiore a quella del gasolio, l'impianto idrico prevede due circuiti di circolazione dell'acqua indipendenti. La temperatura dell'acqua nel circuito principale viene mantenuta entro 70 - 85 °C e nell'ausiliario - 60 - 70 °C. La circolazione dell'acqua in ogni circuito è effettuata da una speciale pompa azionata dall'albero motore diesel.

Sedici sezioni d'acqua sono utilizzate per raffreddare l'acqua del circuito principale e otto sezioni d'acqua installate nel vano frigorifero sono utilizzate per quella ausiliaria. Entrambi i circuiti sono collegati da un vaso di espansione montato sopra l'albero del frigorifero

L'impianto idrico diesel di tipo chiuso a circolazione forzata dell'acqua è dotato di due circuiti di raffreddamento indipendenti (circuito caldo, circuito freddo), ciascuno dei quali ha la propria condotta, pompa dell'acqua, sezioni di raffreddamento e una ventola di raffreddamento comune.

Il sistema è progettato per rimuovere il calore generato durante il funzionamento del motore diesel, per riscaldare la cabina di guida e per riscaldare il motore diesel prima di partire da una fonte di calore esterna.

Il circuito caldo (principale) è progettato per raffreddare i collettori di scarico, l'alloggiamento del turbocompressore, le boccole e i coperchi dei cilindri diesel. Nella stagione fredda, l'acqua calda del circuito viene utilizzata per riscaldare il carburante nel riscaldatore del carburante e riscaldare la cabina di guida.

Pompa dell'acqua 46, a sinistra lungo la locomotiva, l'acqua viene pompata nelle cavità di raffreddamento del motore diesel 42 e del turbocompressore. L'acqua riscaldata viene scaricata dal motore diesel nella sezione 53 del frigorifero della locomotiva diesel e ulteriormente nell'aspirazione

la cavità della pompa dell'acqua 46. Nella stagione fredda, parte dell'acqua dalla cavità dell'acqua del collettore di scarico sinistro del motore diesel viene deviata per il riscaldamento al riscaldatore del carburante 29, al riscaldatore 32, ai riscaldatori a pavimento della cabina di guida 34 e 65.

Il circuito del freddo è progettato per rimuovere il calore dall'intercooler e dai radiatori del gasolio.

Pompa dell'acqua 63, proprio lungo la locomotiva, l'acqua viene pompata nel radiatore del gasolio 22, sezione 3 del frigorifero. L'acqua raffreddata viene quindi pompata attraverso il radiatore dell'olio 59, il radiatore dell'aria di sovralimentazione 64 ed entra nel tubo di aspirazione della pompa dell'acqua 63.

La temperatura dell'acqua diesel è controllata da un termometro remoto 51, il cui contatore è installato nel circuito caldo all'uscita dell'acqua dal motore diesel, e l'indicatore è sul pannello di controllo della cabina di guida. I sensori del relè di temperatura 58 e 60 sono installati sulla tubazione di uscita dell'acqua dal motore diesel (circuito caldo) e sull'ingresso dell'acqua al radiatore dell'olio (circuito freddo), che danno un segnale per aprire le serrande del frigorifero e per rimuovere il carico dal diesel motore (quando viene superata la temperatura massima consentita dell'acqua).

Regolatori di temperatura 66 (nei circuiti caldo e freddo) automaticamente

controllare la velocità della ventola del frigorifero, mantenendo la temperatura dell'acqua entro limiti ottimali.

Per controllare la temperatura dell'acqua nel circuito freddo, prima dell'ingresso nel radiatore dell'olio è installato un misuratore di termometro remoto 4 e l'indicatore si trova sul pannello di controllo nella cabina di guida.

Per le misurazioni periodiche della temperatura dell'acqua nei circuiti caldi e freddi, i funghi vengono installati sotto termometri a mercurio. Per le misurazioni periodiche della pressione dell'acqua nel sistema, i funghi sono installati sotto manometri e funghi sotto pressione e vacuometro.

La rimozione del vapore e dell'aria viene effettuata con l'ausilio di tubi vapore-aria nel vaso di espansione 12, che è collegato mediante tubi di rabbocco ai tubi di aspirazione delle pompe dell'acqua 46 e 63.

Il vetro dell'indicatore 13 è progettato per controllare il livello dell'acqua nel vaso di espansione. Sulla superficie laterale della vasca sono presenti due righe con le scritte V.U. - livello dell'acqua superiore e N.U. - livello dell'acqua inferiore. Il livello dell'acqua nel serbatoio deve trovarsi tra questi segni. Il bocchettone di riempimento 9, situato nella parte superiore del serbatoio, è chiuso con un coperchio, nel quale è montata una valvola aria-vapore 8. Per comunicare il serbatoio con l'atmosfera durante il rifornimento dal fondo della locomotiva o prima di rimuovere il coprire con la valvola vapore-aria 8, c'è un tubo del vento con una valvola 6.

La posizione di valvole, rubinetti e teste di collegamento durante il funzionamento a gasolio, l'accensione del riscaldamento, il riscaldamento del combustibile, il riscaldamento del gasolio da una fonte esterna, durante il riempimento dell'impianto con acqua e lo scarico dell'acqua dall'impianto è indicata nella tabella in figura.

Le valvole 11, 18, 19 e il rubinetto 7 sono installati sui tubi di reintegro e aria vapore per disconnettere il serbatoio dell'acqua dall'impianto durante le prove di pressione delle cavità dell'acqua diesel.

2. Scopo e dispositivo dell'iniettore diesel 1-PD4D.

L'ugello diesel (Fig. 32, a) è progettato per atomizzare e distribuire il carburante nella camera di combustione. La parte principale dell'ugello è l'atomizzatore, costituito da una coppia di precisione - corpo 21 e ago 2. L'atomizzatore è fissato alla parte inferiore del corpo 4 dell'ugello con un dado 19. L'estremità superiore del corpo dell'atomizzatore e il estremità del corpo dell'ugello che si accoppiano con esso hanno superfici rettificate tra loro, che forniscono un giunto stretto. Per l'iniezione di carburante nella camera di combustione, nella parte inferiore del corpo dell'atomizzatore viene realizzata una testa sferica (Fig. 32, b) con nove fori di 0,35 mm di diametro, situati attorno alla circonferenza.

Il cono di bloccaggio dell'ago 2 (vedi Fig. 32, a) è rettificato alla sede del corpo atomizzatore, che separa la cavità 24 dell'ugello dalla camera di combustione. L'asta 17 poggia sul gambo dell'ago nella parte superiore con la sua superficie sferica, trasferendo ad essa la forza dalla molla 7. Il serraggio della molla viene regolato (mediante il bullone 10) a una pressione di iniezione del carburante di 275 kgf / cm2. Dopo aver regolato il serraggio della molla, il bullone 10 viene fissato con un controdado II e sigillato.

Quando il motore diesel è in funzione, il carburante pompato dalla pompa del carburante viene fornito attraverso la tubazione ad alta pressione al raccordo 15, e da lì, dopo aver superato il filtro scanalato 16, il canale 18, l'incavo anulare 20, attraverso tre inclinati i fori 22 entrano nella cavità 24. Poiché l'uscita dell'alloggiamento dell'atomizzatore è chiusa, l'ago 2 premuto contro la sede da una molla, la pressione nella cavità 24 aumenterà bruscamente, agendo sul grande cono 1 della parte di guida dell'ago . Quando la forza della pressione del carburante, tendente a sollevare lo spillo, supera la forza di serraggio della molla 7, lo spillo dell'atomizzatore si alza. In questo caso, il carburante verrà iniettato ad alta velocità dalla cavità 24 attraverso i fori di spruzzatura della testa dell'alloggiamento dell'atomizzatore nella camera di combustione.

A causa dell'elevata pressione nella cavità 24, parte del carburante filtra tra l'ago e il corpo dell'atomizzatore nella cavità interna dell'ugello, lubrificando le superfici di sfregamento.

Il carburante fuoriuscito viene scaricato attraverso la perforazione 13 e il raccordo 14 nel tubo di scarico. L'iniezione di carburante viene interrotta non appena la pompa smette di erogare carburante.

Riso. 32. Ugello diesel (a) e relativo atomizzatore (b):

Cono dell'ago grande; 2 - ago spray; 3 - coperchio del cilindro; 4 - corpo dell'ugello; 5 - boccola dell'ugello; 6 - piastra a molla inferiore; 7-primavera; “- la piastra superiore della molla; 9 - sughero; 10 - bullone di regolazione; 11- controdado; 12 - sigillo; 13 - perforazione; 14 - raccordo uscita carburante; 15 - raccordo di alimentazione del carburante; 16 - filtro scanalato; P - barra; 18 - canale di alimentazione del carburante del corpo dell'ugello; 19 - dado atomizzatore; 20 - scanalatura anulare del corpo dell'atomizzatore; 21 - corpo atomizzatore; 22 - apertura inclinata dell'alloggiamento dell'atomizzatore; 23 - anello di tenuta; 24 - cavità dell'ugello; 1- atomizzatore prima della modernizzazione; 11- atomizzatore dopo la modernizzazione

BIGLIETTO N. 11

1. Scopo e dispositivo del filtro dell'aria diesel 1-PD4D.

Il filtro dell'aria della locomotiva diesel (Fig. 23) è un filtro dell'olio continuo. La sua efficienza di pulizia è costante in tutte le modalità di funzionamento della locomotiva ed è del 98,5% con una resistenza fino a 20 mm di acqua. Arte. Il filtro dell'aria consente di ottenere aria tecnicamente pulita (contenuto di polvere non superiore a 1 mg/m3) con un contenuto di polvere totale di 65 mg/m3. Gli elementi filtranti del filtro dell'aria sono quattro cassette a rete 21 (a forma di settori), che sono poste nella ruota 20. Ciascuna cassetta contiene 16 reti, di cui sei sono n. 5 X 0,7, sei sono n. 3,2 X 0,5 e quattro sono n. 7 X 1,2. La ruota 20, insieme alle cassette 21, è montata su un asse fisso 24 fissato nelle pareti dell'alloggiamento, la cui parte inferiore è un bagno d'olio con un volume di 108 litri. La rotazione della ruota avviene in automatico con l'ausilio del cilindro pneumatico 12, al quale viene fornita aria dal compressore. L'aria entra periodicamente nel cilindro pneumatico quando viene attivato il regolatore di pressione 3RD. Quando viene azionato il regolatore di pressione, l'aria in ingresso nel cilindro pneumatico agisce sul suo stelo e, tramite lo stelo 13, le leve 15, 14, lo stelo 27 e il cursore 16, muove il nottolino 18, che si impegna con il cricchetto (denti ) del cerchione 20.

Riso. 22. Filtro aria locomotiva diesel:

Tubo di aspirazione del turbocompressore; 2, 4 - morsetti; 3 - manicotto di collegamento; 5 - telaio del filtro dell'aria; 6, 9 - portelli; 7 - cassette a rete; 8 - persiane; 10 - tubo alnvnaya; 11- clips per il fissaggio delle cassette

La velocità di rotazione della ruota del filtro dell'aria dipende dalla frequenza di funzionamento del regolatore di pressione del regolatore di pressione dell'aria ed è di circa 0,04 - 0,15 giri/min. Le cassette vengono pulite mentre sono a bagno d'olio. La polvere intrappolata si deposita sul fondo della vasca. La capacità della polvere del filtro dell'aria è di circa 50 kg ed è determinata principalmente dalla capacità del bagno d'olio dal fondo dell'alloggiamento al cerchione 20. Per lo scarico dell'olio è prevista una valvola con un tubo 7 e portelli 26 per rimuovere lo sporco.

Nella parte superiore dell'alloggiamento del filtro dell'aria sono presenti gli sportelli 1, 5 e 17, che servono per prelevare l'aria dalla sala macchine in inverno, mentre gli otturatori 22 sono completamente o parzialmente chiusi.