Предохранители — один из самых простых, недорогих и быстродействующих защитных компонентов в энергосистемах. Они широко используются в системах генерации, передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии. Их основная функция — защита силового оборудования (например, трансформаторов, кабелей, конденсаторов и двигателей) и систем путем расплавления предохранителей в случае перегрузки по току (перегрузки или короткого замыкания), тем самым разрывая цепь неисправности и предотвращая дальнейшее развитие аварии.

1. Линия генерации электроэнергии: защита вспомогательного оборудования

В системах генерации электроэнергии (например, на тепловых и гидроэлектростанциях) основное оборудование (генераторы, главные трансформаторы) использует релейную защиту и автоматические выключатели в качестве первичной защиты. Предохранители используются в основном для защиты вспомогательных цепей низкого напряжения и малогабаритного оборудования:

Вспомогательные системы генератора: В цепях управления вентиляторами охлаждения генератора и насосами смазочного масла установлены низковольтные предохранители (например, серии RT18) для предотвращения перегрузки двигателя или коротких замыканий в цепях управления.

Цепи освещения и управления электростанцией: Миниатюрные предохранители (например, стеклянные трубчатые предохранители 5×20 мм) используются со стороны электропитания небольших распределительных коробок освещения и цепей управления ПЛК для обеспечения «точной защиты».

Системы возбуждения: Быстродействующие предохранители устанавливаются в низковольтных ветвях цепей возбуждения для защиты компонентов выпрямителя (например, тиристоров) от повреждения вследствие перегрузки по току.

2. Линия электропередачи: резервная защита высоковольтных линий

В основе линии электропередачи (например, высоковольтных линий 110 кВ, 220 кВ) лежит система «релейная защита + высоковольтные выключатели». Однако на коротких высоковольтных линиях в удаленных районах более экономичным средством резервной защиты могут служить предохранители:

Высоковольтные токоограничивающие предохранители (HRC): подключаются последовательно на ответвлениях высоковольтных линий. При коротком замыкании в линии и отказе автоматического выключателя предохранитель быстро перегорает, изолируя неисправную ветвь и предотвращая нарушение электроснабжения основной линии.

Особенности: Должны иметь чрезвычайно высокое номинальное напряжение (соответствующее напряжению сети, например, 110 кВ, 220 кВ) и отключающую способность (≥50 кА), а также быть способными выдерживать пусковой ток сети.

3. Звено преобразования мощности: основная/резервная защита основного оборудования

Подстанции — это «узлы» энергосистемы, где сосредоточено ключевое оборудование, такое как трансформаторы, конденсаторные батареи и индукторы. Предохранители — один из основных компонентов защиты этих устройств.

4. Распределительное звено электроснабжения: защита распределительных сетей терминалов

Распределительная линия электропередачи (например, распределительные устройства в жилых домах, распределительные устройства на заводах) непосредственно обращена к потребителям. Предохранители являются «последней линией обороны» низковольтных распределительных сетей и наиболее широко используются:

Шкафы распределительные низковольтные (шкафы ГГД):

Сторона основной входящей линии: оборудована главными низковольтными предохранителями или рубильниками с предохранителями, которые служат основной защитой распределительного щита.

Исходящие ответвления: каждая исходящая линия (например, освещение, розетки, двигатели) индивидуально оснащена предохранителем для обеспечения «изоляции неисправностей ответвлений» — при возникновении короткого замыкания/перегрузки на одной линии перегорает предохранитель только этого ответвления, не влияя на других потребителей.

Распределительные коробки/коммутационные коробки:

Бытовые распределительные щитки: используйте миниатюрные автоматические выключатели (MCB со встроенными предохранителями) или небольшие предохранители для защиты бытовых цепей (например, от перегрузки кондиционеров, водонагревателей).

Временные распределительные щиты для строительных площадок: оснащены водонепроницаемыми низковольтными предохранителями для адаптации к суровым условиям окружающей среды и защиты строительной техники (например, сварочных аппаратов, водяных насосов).

Кабельные линии: Предохранители подключаются последовательно на концах кабеля или промежуточных соединениях, чтобы предотвратить распространение коротких замыканий, вызванных повреждением изоляции кабеля.

5. Ссылка на энергопотребление: защита оконечного оборудования

В звене электропотребления (производственное оборудование предприятий, бытовая техника) предохранители применяются для непосредственной защиты небольшого электрооборудования:

Промышленные двигатели: Низковольтные предохранители устанавливаются в цепях управления небольших асинхронных двигателей (≤5 кВт) для защиты от перегрузки двигателя и коротких замыканий в цепях управления (используются совместно с тепловыми реле).

Бытовая техника: В вилки старых небольших приборов, таких как стиральные машины и электровентиляторы, встраиваются стеклянные трубчатые предохранители, чтобы предотвратить перегорание, вызванное остановкой двигателя или внутренними короткими замыканиями.

Электронное оборудование: Чиповые предохранители или миниатюрные стеклянные трубчатые предохранители используются на платах питания электронных устройств, таких как компьютерные блоки питания, маршрутизаторы и зарядные устройства, для защиты внутренних компонентов, таких как микросхемы и конденсаторы, от воздействия сверхтоков.