Для чего применяются плавкие предохранители: Для чего применяются плавкие предохранители

5.Для чего применяются плавкие предохранители?

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,  

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете  функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь  вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии  все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз. 
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы,  попадете на главную страницу.
«Главная» —  отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» —  выпадет список разделов, нажав на один из них,  попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка «Билеты», нажимая — разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» — нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

• Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
• Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
• Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. 🙂
• Последняя кнопка с изображением книги ( доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» — для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.
На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.
Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.
Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.

С уважением команда Тестсмарт.

Как работает плавкий предохранитель. Принцип действия плавкого предохранителя

Современные электрические сети и устройства отличаются сложностью и нуждаются в защите от перегрузок и коротких замыканий, которые могут случаться по самым разным причинам. Для того чтобы обеспечить защиту используют предохранители разного типа и дополнительные устройства.

Современный рынок предлагает большой выбор самого разного оборудования, но потребитель предпочитает использовать плавкие предохранители. Это связано с тем, что устройство обладает высокой степенью надежности, и отличается простотой в использовании. К тому же доступная цена радует каждого потребителя. Разумеется, для начала нужно узнать, как работает плавкий предохранитель.

Даже не смотря на то, что сегодня широко используются автоматические выключатели, плавкие предохранители все также привлекают внимание и сохраняют актуальность. Часто используется устройство для защиты автомобильной электросети, системы энергосбережения, электрической аппаратуры, промышленных электрических установок.

Во многих жилых домах можно до сих пор встретить подобное устройство. Интерес сохранится в первую очередь благодаря надежной работе, также немаловажную роль играет компактность изделия и стабильные характеристики. При необходимости произвести замену можно в самые сжатые сроки. И все же как работает плавкий предохранитель и для чего он нужен?

Для чего применяются плавкие предохранители

Назначение плавких предохранителей заключается в защите элементов и дополнительных устройств электроустановок, для этих же целей используется автоматические выключатели. При ненормальном режиме работы электрооборудования часто наблюдаются повреждения отельных узлов оборудования или всей системы. Часто плавкий предохранитель используют для защиты электрических кабелей и проводки, для того чтобы избежать перегрузок и короткого замыкания.

Принцип действия плавкого предохранителя заключается в том, что он сгорает ранее, чем успевают повреждаться другие элементы системы вследствие перегрузок. И это, несомненно, преимущество, так как намного проще произвести замену небольшого элемента, чем заниматься заменой электрической проводки, микросхем и дополнительных устройств. Нужно сказать, что ни один элемент не застрахован от перегрузок, и как следствие перегорания.

Плавким устройство называют потому, что в основе имеется плавкий элемент – специальная вставка. Она состоит из сплава с низкой температурой возгорания, и при незначительном замыкании теплоты хватает, чтобы расплавить данный элемент. Таким образом, цепь является разомкнутой и больше ничего не угрожает целостности всей системы.

Перегорание может происходить по самым разным причинам, это и просто короткое замыкание, и перегрузка, и скачки напряжения, что наблюдается весьма часто.

Помимо того что данный элемент защищает систему от повреждения, он еще и является защитой от возникновения возгорания и пожара. Плавкий предохранитель перегорает непосредственно в корпусе, в то время как электрическая проводка может соприкасаться с горючими и легковоспламеняющимися элементами.

Некоторые умельцы изготавливают жучок, чаще всего это просто кусок проволоки, который используется в качестве предохранителя. Это делается потому, что под рукой нет предохранителя, который будет соответствовать всем требованиям, а защиту каким-либо образом нужно обойти. Но специалисты не рекомендуют такой метод, потому как такой жучок может и вовсе не перегореть, а это повлечет за собой поломку системы и может довольно серьезную, или вовсе возникнет возгорание.

Принцип работы плавкий предохранителей

Перед приобретением нужно более детально узнать, как работает плавкий предохранитель. Великие ученые Ленц и Джоуль установили законы взаимных связей между величиной проходящего тока в проводнике и выделением теплоты. Зависимость сопротивления цепи при определенном промежутке времени помогла создать наиболее простые, но невероятно эффективные способы защиты. Принцип данного предохранителя заключается в тепловом воздействии тока на металл электрического провода. Через довольно тонкую вставку из металла проводится полный эклектический ток всей схемы.

При нормальном режиме работы специальная вставка удачно справляется со своим предназначением, но если же норма превышается, то проволока перегорает, тем самым цепь разрывается и напряжение снимается с потребителя. Заменив перегоревший элемент можно восстановить работоспособность всей системы при минимальных затратах как денежных средств, так и времени.

Изделие можно увидеть на конструкции радио или телеаппаратуры, где часто стеклянный и прозрачный корпус.

На концах изделия предусмотрены специальные металлические площадки, они в свою очередь создают контакт при монтаже в гнездо. Подобный принцип работы наблюдается в электрических пробках с плавкими вставками. Многолетняя практика показывает, что подобный метод действительно является невероятно эффективным и действенным.

Как работает плавкий предохранитель

Как известно, по принципу действия предохранители разделяют на автоматические и плавкие. Последний вариант – это обыкновенные пробки, и в быту они встречаются довольно часто. Это наиболее эффективный способ защиты и тут нет никаких причин для монтажа другого оборудования. Вкручивают их непосредственно возле счетчика, особенность изделия состоит в том, что цоколь такой же как и на обычной лампочке.

Уже после счетчика электрический ток расходится по всей квартире. Но стоит знать, что не только главный ввод, но и каждый отдельный контур следует защитить от короткого замыкания. Если речь идет о старых постройках, то тут зачастую используются пробки с тонкими токопроводящими вставками. И если нет никаких перепадов, и все работает в нормальном режиме, то данная вставка успешно работает и выполняет свои функции.

Если значение превышает номинал, то вставка просто перегорает, тем самым разрывается цепь. Для того чтобы восстановить нормальную работу, стоит просто произвести замену перегоревшего элемента. Для этого не нужно обращаться к специалисту, даже человек без особых навыков в состоянии произвести замену.

Что касается автоматики, то они сделаны в аналогичной форме. Но отличие заключается в том, что если наблюдаются скачки напряжения, то пробки отключаются в автоматическом режиме, и для восстановления работоспособности следует просто нажать кнопку.

Автоматический предохранитель типа ПАР изготовлен по аналогии с классическими пробками, и ввинчивается в патрон вместо плавкой модели. Наиболее популярная модель предохранителя ПАР в активном состоянии замыкает цепь центральным контактом и резьбовой гильзой посредствам электрического провода.

Проводка навивается на катушку электромагнита и связывается с биметаллической пластиной. Если наблюдается перегруз, и как следствие повышение температуры, пластина изгибается, а провод освобождается, тем самым происходит отключение. Кнопка автомата поднимается вверх, и это говорит о том, что механизм сработал и выполнил свою защитную функцию.

Устройство предохранителей

В составе изделия имеется патрон или корпус, который в обязательном порядке отличается электроизоляционными характеристиками. И дополнительно присутствует плавкая вставка. Концы последнего элемента соединяются с клеммами, а они в свою очередь отвечают за последовательное включение предохранителя в электрическую цепь.

Отталкиваясь от особенностей конструкции, плавкие предохранители разделяют на трубочные, патронные, пробочные, пластичные. На корпусе устройства имеется расчетная сила тока, которое может выдержать изделие.

Конструкция оснащается керамическим изолятором, иногда в качестве материала используется стекло, этот элемент предотвращает попадание газа и жидкого металла в окружающую среду. Корпус устойчив к высоким температурам и высокому давлению. Замена неисправных плавких вставок осуществляется весьма быстро, это предусмотрено особенностью конструкции.

Иногда предохранитель заполняют кварцевым песком, который предназначен для того чтобы в короткое время погасить дугу. В процессе перегорания плавкой вставки между проводниками возникает дополнительный разряд. Он в свою очередь ионизирует воздух, что поддерживает дугу. Кварцевый песок предотвращает возгорание.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Устройство и ремонт предохранителей

Несмотря на повсеместное внедрение автоматических выключателей, плавкие предохранители еще применяются для защиты от коротких замыканий и перегрузок. В некоторых домах и квартирах их еще не успели заменить. Но в электроустановках предохранители используют из-за их достоинств:

• они дешевые;
• скорость отключения коротких замыканий выше, чем у автоматов;
• гарантированное отключение коротких замыканий в связи с отсутствием подвижных частей и узлов;
• лучшее гашение дуги;
• габариты трех предохранителей меньше, чем у автоматического выключателя на тот же ток;
• динамическая устойчивость к токам короткого замыкания ограничивается только типом применяемых изоляторов, на которых устанавливаются предохранители.

В бытовой аппаратуре и электронных изделиях предохранители также применяются до сих пор, и будут использоваться для ее защиты еще долгое время. Связано это с из небольшими габаритами, надежностью и дешевизной. В некоторых устройствах вместо них используют термореле, но в изделиях, где возникновения замыкания маловероятно, применение предохранителей экономически оправданным. Особенно там, где выход их из строя требует ремонта защищаемого оборудования в специализированных мастерских. Применение же термореле актуальнее в удлинителях, где вероятность замыканий и перегрузок выше, а защита розетки, к которой он подключен, не обеспечивает скоростное отключение при ненормальных режимах работы.

Предохранители промышленного применения

Модели предохранителей, применяемые в промышленных электроустановках, комплектуются сменными плавкими вставками. Корпус предохранителя после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, и изоляция не потеряла своих свойств под воздействием электрической дуги. Применение вставок создает дополнительное достоинство: в один и тот же корпус устанавливаются сменные элементы, рассчитанные на различные номинальные токи. Это позволяет унифицировать места для расположения предохранителей в распределительных устройствах, и гибко реагировать на изменение мощности нагрузки, изменяя номинальный ток вставки.

Виды бытовых предохранителей

Предохранители, применяемые в бытовой аппаратуре, также унифицируются, но замена вставки в их корпусе не предусматривается. Плавкая вставка представляет собой проволочку из специального материала, расположенную внутри стеклянного или керамического корпуса в виде трубки. Концы проволочки припаяны к металлическим колпачкам по краям трубки, служащими одновременно выводами для подключения предохранителя в электрическую цепь. Такой предохранитель после срабатывания заменяется целиком.

Принцип действия предохранителя

При прохождении электрического тока проводники нагреваются. Чем больше ток или меньше сечение проводника, тем нагрев сильнее. При достижении некоторой величины, называемой током плавления, проводник плавится и разрушается, разрывая тем самым электрическую цепь.

Но этого недостаточно. В момент разрыва ток короткого замыкания может не прерываться, а продолжит проходить через предохранитель через электрическую дугу, возникающую за счет ионизации газа внутри него. Для ее гашения используются три метода:

• Заполнение полости внутри предохранителя веществом, не поддерживающим горение. Для этого используют кварцевый песок. Заполняя предохранитель, он вытесняет оттуда воздух, способный ионизироваться.
• Дробление дуги на части за счет перегорания вставки одновременно в нескольких местах.
• Применение подпружиненных вставок. После их перегорания пружинка освобождается и резко увеличивает расстояние между контактами, вытягивая дугу и заставляя ее гаснуть.

Ремонт предохранителей

Ремонт предохранителей со сменными вставками заключается в их замене новыми, рассчитанными на тот же ток. Номинальный ток вставки указывается на ее поверхности в тех местах, которые не страдают при плавлении. Дополнительно ток вставки предохранителя указывают рядом с ним на корпусе устройства, а на промышленных объектах на корпус предохранителя дополнительно вешают бирку.

При появлении трещин, копоти, металлизации от действия электрической дуги на корпусе его заменяют. Любой дефект, способный ухудшить дугогасящие свойства предохранителя, приведет к проблемам при отключении следующего короткого замыкания: корпус расплавится, дуга перекинется на соседние контакты. Распределительное устройство отключится целиком и получит повреждения.

Предохранители в бытовой аппаратуре меняются целиком. В предохранителях типа «пробка» заменяется плавкая вставка. Но не всегда под рукой оказываются вставки на нужный ток. Иногда возникает необходимость временно отремонтировать предохранитель, но при этом обеспечить безаварийную работу защищаемого устройства.

Замена вставки внутри стеклянного предохранителя

Электрики давно решают эту проблему установкой вместо вставки тонкой медной проволочки, называемой «жучком». Но при его установке нужно учитывать два главных правила, соблюдение которых позволит сохранить безопасность отремонтированного предохранителя.

2 основных правила ремонта предохранителя

1. Проволочку нельзя наматывать снаружи корпуса. Она должна находиться на том же месте, где была сгоревшая вставка. Иначе при плавлении «жучок» станет причиной пожара или масштабного короткого замыкания.

   Так делать нельзя

2. Толщина (сечение) проволочки должна быть такой, чтобы ее ток плавления соответствовал номинальному току ремонтируемого предохранителя. Удобнее применять в качестве вставки обмоточный провод, диаметры которого имеют широкий ассортимент. Для правильного выбора сечения провода служит таблица.

Оцените качество статьи:

Плавкий предохранитель — элемент силовой электроники

Для лучшего понимания средств и методов защиты электрических и электронных устройств в аварийных и близких к таковым режимах рассмотрим наиболее характерные режимы перегрузок электрических цепей. В большинстве случаев все электрические аварийные режимы могут быть отнесены к одной из двух категорий — перенапряжения и экстратоки. Первые происходят при воздействии на линии электропередачи и оборудование грозовых разрядов, при резкой коммутации тока в линиях и устройствах со значительной индуктивностью, при неправильном функционировании преобразовательных систем и т. д. Вторые могут быть вызваны короткими замыканиями, механическими перегрузками электроприводов, неисправностями в электронных силовых блоках и т. п.

В общем случае, экстратоком называют любой ток в цепи, превосходящий по значению ток в цепи при нормальных рабочих условиях. Существует два типа экстратоков — токи перегрузки и токи короткого замыкания. Током перегрузки обычно считают ток, превышающий ток в рабочих условиях, но протекающий через проводимости элементов цепи и нагрузки, которые имеют существенную (с учетом значения рабочего тока) величину. Зачастую токи перегрузки превышают номинальный рабочий ток в 1,5–6 раз. Обычно они вызваны пусковыми токами электродвигателей в момент запуска, токами намагничивания сердечников трансформаторов, зарядом конденсаторов фильтров и т. п. Такие токовые перегрузки безопасны и называются рабочими перегрузками. Длительности рабочих перегрузок относительно невелики, и, соответственно, перегрев устройств за их счет очень незначителен. Перегрузки, длительные по времени, обычно происходят изза механических повреждений электродвигателей приводов, нагрузки на оборудование, превышающейрасчетную, подключения к одной цепи большого количества потребителей электроэнергии. Перегрузки по току такого характера могут вызывать существенное повышение температуры проводников, преобразователей, трансформаторов и выход их из строя. Однако из-за относительно небольшой величины тока в цепи (по сравнению с коротким замыканием) повреждения оборудования носят не мгновенный характер, а требуют достаточно длительного времени и могут быть легко предотвращены. Током короткого замыкания (КЗ) называют ток, протекающей в цепи, проводимость которой существенно выше, чем проводимость в нормальных условиях. При коротком замыкании ток в цепи может превышать рабочий ток в сотни и тысячи раз. Если цепь с таким током не разорвать в течение разумного времени (максимально — единицы секунд, обычно — гораздо меньше), то повреждения оборудования, вызванные столь большими токами, могут быть фатальными — это разрушение изоляторов, расплавление и испарение проводников, дугообразование, воспламенение горючих материалов. Кроме того, большие значения токов короткого замыкания вызывают значительные силы магнитного взаимодействия токонесущих проводников, приводящих их к деформации и разрушению. Короткие замыкания являются одной из важных причин пожаров в быту и на производстве, приносящих огромные убытки.

Рис. 1. Упрощенная схема типового подключения потребителей

Наиболее надежным средством защиты от экстратоков, не зависящим от внешних условий, механического состояния и т. п., являются плавкие предохранители. Работа этих приборов основана на свойствах «плавкой перемычки», помещенной в корпус и подключенной к выводам. Электрическое сопротивление перемычки достаточно мало, поэтому в нормальных условиях она играет роль обычного проводника. При превышении тока в цепи номинального значения, на которое рассчитана перемычка, количество тепла, выделяемое в ней, растет. Это приводит к увеличению ее сопротивления и, соответственно, к дополнительному разогреву. Процесс развивается лавинообразно и, в конечном итоге, приводит к расплавлению перемычки, тем самым разрывая защищаемую от экстратоков цепь. Чем больше величина экстратока, тем быстрее плавится перемычка. Это фундаментальное свойство позволяет использовать плавкие предохранители для надежной защиты цепей даже от токов короткого замыкания. Несмотря на то, что плавкие предохранители как устройства защиты электрических цепей известны и применяются уже почти полторы сотни лет, ряд их характеристик остается непревзойденными другими системами токовой защиты. В частности, плавкие предохранители:

• отличаются очень высокой стабильностью времятоковых характеристик и не требуют периодического обслуживания и ремонта;
• обладают очень высокой разрывной способностью, то есть могут выдерживать очень большие токи без физического разрушения конструкции;
• не дают «лавинных» сгораний: при правильном выборе, в аварийном режиме сгорает только ближайший к аварийному участку предохранитель, таким образом обеспечивается выборочная защита и обесточивание цепей;
• обеспечивают оптимальную токоограничивающую защиту цепей — в силу своих рабочих характеристик.

Современный плавкий предохранитель представляет собой достаточно сложное электротепломеханическое устройство со стабильными характеристиками и свойствами, знание которых является необходимым условием успешного применения предохранителей и надежной защиты силовых систем в аварийных режимах. И если еще 40–50 лет назад во многих случаях считалось допустимым применение вместо плавких предохранителей обыкновенных железных гвоздей (в некоторых справочниках по электротехнике издания 50–60-х годов прошлого века даже приводились данные по току плавления гвоздей различных диаметров и длин), то сегодня в условиях массового применения полупроводниковых преобразователей, трансформаторов и конденсаторов с большой удельной мощностью, такой подход не просто неприемлем, а недопустим в принципе, поскольку может привести к очень серьезным авариям.

Обратимся к основным характеристикам, определяющим типы плавких предохранителей.

Номинальное напряжение. Его значение для предохранителя должно быть равно или выше напряжения в защищаемой цепи. Предохранитель на напряжение 600 В может быть использован для защиты цепей с напряжением 220 В, но не наоборот. Номинальное напряжение характеризует способность плавкого предохранителя разрывать цепь, находящуюся под напряжением в условиях перегрузки, в частности, гашение вольтовой дуги, возникающей при плавлении перемычки. Предохранитель с номинальным напряжением, меньшим, чем напряжение в цепи, в ряде случаев может не погасить дугу за требуемое время, в результате чего цепь не будет разорвана больше времени, чем это допустимо. Это особенно важно для предохранителей, защищающих полупроводниковые преобразователи, поскольку именно для таких устройств очень важно разорвать цепь за минимально возможное время.

Номинальный ток. Это основная характеристика любого предохранителя. При выборе прибора по его номинальному току необходимо учитывать конкретные условия работы предохранителя, в частности, вид нагрузки цепи. Номинальный ток предохранителя не должен превышать допустимую величину тока цепи. Например, если проводник рассчитан на пропускание тока в 20 А, то максимальная величина номинального тока плавкого предохранителя для данной цепи равна 20 А.

Однако из этого правила есть и исключения (как обычно, лишь подтверждающие правило). Типичный случай — цепи питания электродвигателей. Для того чтобы при пуске двигателя под нагрузкой не произошло сгорание предохранителя, допустимо выбирать быстродействующие предохранители на номинальный ток в 3 раза выше долговременного тока, потребляемого двигателем при полной нагрузке, а предохранители с медленным срабатыванием — на ток, в 1,75 раза превышающий указанный ток двигателя.

Разрывная способность. Любое устройство токовой защиты электрической цепи должно выдерживать без физического разрушения передачу энергии короткого замыкания. Если ток короткого замыкания будет больше, чем ток, который способно выдержать устройство защиты, то оно может разрушиться, усугубляя тем самым аварийную ситуацию. Таким образом, применяемое устройство защиты (в частности, предохранитель) должно быть способно выдержать любой теоретически возможный аварийный ток. Наибольшая величина этого тока называется максимальным разрывным током или разрывной способностью предохранителя.

С точки зрения величины разрывной способности современные плавкие предохранители существенно превосходят своих конкурентов — термоэлектрические и электромагнитные автоматы. Так, типовое значение разрывной способности автоматов широкого применения превышает 10–12 кА, в гораздо более дорогих автоматах специальных конструкций — 18–25 кА, в то время как для большинства предохранителей типовое значение составляет 40–50 кА, а для ряда приборов разрывная способность может достигать 200–400 кА. Поэтому именно плавкие предохранители используются для защиты автоматов защитыкак менее надежных устройств.

Рассмотрим две важные особенности применения плавких предохранителей.

Последовательная защита и предотвращение лавинных сгораний. Правильно выбранные величины номинального тока предохранителей в различных участках цепи позволяют в случае аварии в какой-либо одной ветви обесточить только эту ветвь, без обесточивания других устройств, расположенных ближе к источнику энергии, чем аварийное. Это свойство хорошо иллюстрирует упрощенная схема куста потребителей электроэнергии, приведенная на рис. 1.

При аварии в ветви «C» сгорает лишь предохранитель FU3, таким образом, другие потребители, подключенные к ветви B, не обесточиваются и продолжают функционировать. Аналогично, потребители, подключенные к ветви «А», продолжают функционировать независимо от аварийной ситуации в ветви «B». Такое выборочное отключение и локализация аварийных участков цепей с помощью плавких предохранителей легко реализовать, выбрав соотношение рабочих токов 2:1 (или более) для каждой нисходящей ветви.

Ограничение тока цепи и защита ее элементов. Защитные устройства, не ограничивающие ток короткого замыкания цепи (в частности, автоматы и контакторы) до момента отключения цепи, пропускают импульсы тока значительной величины, способные вывести из строя полупроводниковые приборы, либо повредить другие элементы защищаемой цепи. Указанный недостаток работы устройств автоматической защиты демонстрирует рис. 2.

Рис. 2. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной тепловым автоматом

Плавкие предохранители как устройства, ограничивающие максимальный импульс тока короткого замыкания цепи, определяют существенно меньшую величину энергии, выделяющуюся в аварийной цепи. Это хорошо видно на диаграмме (рис. 3).

Рис. 3. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной плавким предохранителем

Устройство защиты является токоограничивающим, если оно обеспечивает спад тока короткого замыкания менее чем за четверть периода переменного тока первичной сети, тем самым не позволяя току короткого замыкания достичь своего максимального значения. Большинство современных плавких предохранителей отвечают данному условию и ограничивают токи КЗ на таком уровне, который позволяет избежать серьезных повреждений элементов цепей даже при тяжелых авариях. Это дает возможность:

• применять автоматы с меньшими установками тока;
• облегчить и упростить системы крепления и изоляторы токоведущих шин;
• снизить требования по устойчивости к большим значениям токов к остальным элементам силовых цепей.

Не будучи ограничены по времени и величине, токи КЗ многих электрических цепей могут достигать 30–50 кА (и более) за четверть периода первичной сети (5 мс для цепей переменного тока промышленной частоты 50 Гц) с момента короткого замыкания. Огромное количество тепла, выделяемое в режиме КЗ в цепи, может нанести серьезные повреждения изоляции, расплавить токоведущие шины, а в ряде случаев привести к взрыву силовых устройств (в частности, маслонаполненных трансформаторов). Существенные магнитодинамические силы между проводниками со столь большими токами способны разрушить крепления и изоляторы, исказить структуру обмоток трансформаторов и т. п. Избежать всех этих неприятностей позволяет защита электрических цепей с помощью плавких предохранителей.

Проанализируем особенности конструкции и работу современных низковольтных (до 1–2 кВ) плавких предохранителей.

1) Предохранители одиночного действия (одноэлементные)

На рис. 4 представлен разрез современного цилиндрического одноэлементного предохранителя:

Рис. 4. Цилиндрический плавкий предохранитель в разрезе

Основным элементом предохранителя является плавкая перемычка. В зависимости от номинального тока в одном предохранителе перемычек может быть от одной до десяти. Вид, геометрические размеры и профиль перемычки проектируется исходя из требуемых свойств предохранителя. Для уменьшения потерь в приборе перемычки обычно изготавливаются из меди, серебра и их сплавов с другими металлами, которые характеризуются малым удельным сопротивлением. Концы перемычек привариваются или припаиваются к выводам предохранителя, которые, в зависимости от типа и назначения, могут быть ножевыми, цилиндрическими, плоскими шинами и контактными плоскостями. Корпус предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью, чаще всего из керамики специальных типов. Внутрь корпуса обычно засыпают дугогасящий наполнитель — чистый кварцевый песок или тонкую крошку оксида алюминия.

В нормальных условиях, когда ток, идущий через предохранитель, меньше или равен номинальному, прибор работает, как проводник электрического тока. При превышении током номинального значения более–менее длительное время, тонкие участки перемычки быстро нагреваются, их температура достигает температуры плавления материала, и перемычка плавится, разрывая защищаемую цепь (рис. 5).

Рис. 5. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока перегрузки

При этом ток в цепи разрывается не сразу, поскольку в образовавшемся разрыве возникает электрическая дуга. Высокая температура дуги вызывает быстрое плавление металла перемычки и увеличение длины разрыва. Наполнитель способствует быстрому охлаждению дуги, ее разветвлению и удлинению, что существенно уменьшает время ее горения. Длина дуги и ее сопротивление растут и в результате достигают таких значений, при которых дуга гаснет. В этот момент предохранитель полностью разрывает электрическую цепь.

Современные одноэлементные предохранители обладают очень малым временем реакции на возникновение экстратока, обеспечивая надежную и быстродействующую защиту от коротких замыканий. Однако длительно протекающие токи рабочих перегрузок могут вызывать нежелательные срабатывания таких предохранителей, если их номинальный ток был выбран без соответствующего запаса. Предохранители такого типа лучше применять для защиты цепей с активной нагрузкой (нагревательные элементы, резисторы, гальванические ванны и т. д.), для которых не характерны значительные токи рабочих перегрузок.

Токи коротких замыканий обычно многократно превосходят токи в нормальных условиях и токи рабочих перегрузок, достигая десятков–сотен кА. При столь высоких значениях тока плавкий предохранитель срабатывает очень быстро.

В показанном на рис. 6 предохранителе под воздействием тока КЗ плавятся одновременно все тонкие участки перемычки, поскольку тепло от участков, расположенных ближе к выводам, не успевает отводиться к ним за время порядка 1–10 мс. Это существенно уменьшает время горения дуги и, соответственно, время полного разрыва цепи, которое, в результате, не превышает даже четверти периода тока питающей сети.

Рис. 6. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока короткого замыкания

2) Предохранители двойного действия (двухэлементные, с задержкой срабатывания)

Рассмотренные выше одноэлементные предохранители оптимальны для защиты цепей с постоянным током потребления или с небольшими его колебаниями. Для защиты цепей с большими колебаниями потребляемого тока и частыми его превышениями значений, характерных для установившегося режима, (электропривод, трансформаторы и т. д.) одноэлементные предохранители приходится выбирать с 3–4-кратным запасом, что может снизить надежность защиты в аварийных перегрузочных режимах. Предохранители двойного действия (иначе — двухэлементные, или с задержкой срабатывания) позволяют обеспечить более надежную защиту потребителей сетей с большим диапазоном токов рабочих перегрузок. Действие предохранителей основано на том, что при перегрузочном токе срабатывает элемент одного типа, а при коротком замыкании — другого, аналогичный элементу рассмотренных выше предохранителей. Оба элемента выполнены в единой конструкции и электрически соединены последовательно. Вид части такой конструкции представлен на рис. 7.

Рис. 7. Упрощенная структура элемента плавкого предохранителя двойного действия

Рис. 8 демонстрирует работу двухэлементного предохранителя в случае возникновения в цепи тока перегрузки. Под воздействием тока перегрузки разогревается пайка, выполненная специальным сплавом с калиброванной теплоемкостью, теплопроводностью и температурой плавления. При достижении температуры плавления сплава пайки он размягчается, и специальная разрывная пружина резко разрывает контакт. Возникающая при этом электрическая дуга быстро гаснет из-за расстояния, на которое разводятся элементы. Из-за значительной массы припоя и держателя этот элемент защиты обладает большой тепловой постоянной времени и не является токоограничивающим, соответственно, не может использоваться для быстродействующей защиты от тока короткого замыкания. В случае воздействия тока короткого замыкания защитные функции в предохранителях двойного действия выполняют расплавляемые участки перемычки (рис. 9).

Рис. 8. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока перегрузки

Рис. 9. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока короткого замыкания

Дуга, загорающаяся в местах плавления перемычек, быстро гаснет, как за счет быстрого испарения металла перемычки и увеличения длины дуги с соответствующим ростом сопротивления, так и за счет действия сыпучего наполнителя, который быстро поглощает тепло, выделяемое дугой, тем самым снижая степень ионизации и проводимость дуги. Проникая в образовавшееся за счет разрыва перемычек пространство, частицы наполнителя увеличивают длину дуги и при плавлении способствуют изоляции поверхностей элементов перемычки друг от друга. Процессы, происходящие в данном элементе при воздействии тока короткого замыкания, полностью аналогичны процессам в одноэлементных предохранителях.

Рассмотренные выше конструкции плавких предохранителей используются лишь при невысоких напряжениях в защищаемых цепях (максимально — единицы киловольт). Если же напряжение в цепи имеет сколько-нибудь существенную величину, ориентировочно выше 1500–2000 В, то дугогасящей способности сыпучего наполнителя недостаточно для гашения дуги в небольших промежутках плавкой перемычки. Для работы в цепях с напряжением выше 2–3 кВ используются предохранители специальной конструкции. На рис. 10 приведен схематический разрез высоковольтного плавкого предохранителя, рассчитанного на работу в цепях с напряжением до нескольких десятков кВ.

Рис. 10. Устройство высоковольтного плавкого предохранителя с дугогашением

При воздействии тока перегрузки или тока короткого замыкания рабочий элемент (обычно, для стабильности характеристик предохранителя в условиях воздействия коронного разряда и вызываемой им коррозии поверхности, выполняется из чистого серебра) размягчается (или плавится) и усилием разрывной пружины быстро (единицы миллисекунд) удаляется от неподвижной контактной точки. Загорающаяся при этом дуга вытягивается в область, окруженную дугогасящим материалом, в частности, борной кислотой, которая под воздействием высокой температуры дуги моментально разлагается на воду и оксид бора. Разложение дугогасящего материала происходит очень быстро, большое количество водяного пара резко охлаждает дугу и одновременно снижает ее проводимость. При срабатывании предохранителя в течение нескольких миллисекунд дуга вытягивается до длины 5–30 см (в зависимости от конструкции прибора) и гаснет, тем самым обеспечивая токоограничивающие свойства. Поскольку в процессе срабатывания внутри корпуса предохранителя создается значительное избыточное давление, то обычно в выводе неподвижной контактной точки предусматривается клапан для сброса давления. Корпус высоковольтного предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью и малой склонностью к раскалыванию. Это может быть армированный стекловолокном полимер, керамика и стекло специальных сортов. Наличие подвижного элемента позволяет простыми средствами контролировать состояние предохранителя. К таким элементам относятся индикаторы сгорания и специальные микровыключатели, которые непосредственно подают сигнал в диспетчерскую систему о сгорании предохранителя в конкретной цепи. Подобными же устройствами зачастую комплектуются и низковольтные предохранители двойного действия.

Основной функциональной характеристикой любого предохранителя является его времятоковая характеристика, и она всегда приводится в справочных данных производителя на любой тип предохранителей. Эта характеристика показывает зависимость времени полного разрыва цепи от тока через предохранитель. Чем сильнее зависимость времени срабатывания от тока, тем более надежную защиту цепи обеспечит предохранитель в режиме короткого замыкания. С другой стороны, при рабочих перегрузках предохранитель не должен сгорать длительное время. Типичная времятоковая характеристика современного плавкого предохранителя двойного действия приведена на рис. 11.

Рис. 11. Типовая времятоковая характеристика плавкого предохранителя двойного действия

При номинальном токе 200 А предохранитель должен работать неограниченное время. По характеристике видно, что при уменьшении тока время срабатывания в области малых токов быстро растет, кривая зависимости в идеале должна асимптотически стремиться к прямой I = 200 А для времени T = +∞. Обратим внимание на то, что в области рабочих перегрузок, то есть в случае, когда ток через предохранитель находится в пределах (1…5)xI_ном, время срабатывания предохранителя достаточно велико, во всяком случае, превышает единицы секунд. Так, для нашего примера при токе 1000 А время срабатывания равно 10 с. Такой вид зависимости позволяет защищаемому оборудованию свободно работать во всем диапазоне рабочих перегрузочных характеристик.

При дальнейшем увеличении тока крутизна времятоковой характеристики быстро возрастает, и, уже при одиннадцатикратной перегрузке, время срабатывания составляет всего 10 мс. Дальнейший рост тока перегрузки сокращает время срабатывания еще в большей степени, хотя и не так быстро, как на участке между пяти- и десятикратной перегрузкой. Это объясняется конечной скоростью гашения дуги изза конечной теплоемкости материала наполнителя, конечной теплоты плавления материала плавкой перемычки и определенной массы плавящегося и испаряющегося металла перемычки. При дальнейшем увеличении тока (более чем 15–20-кратно относительно номинального) время срабатывания плавкого элемента может составлять 0,02–0,5 мс в зависимости от типа и конструкции предохранителя.

Еще одной важной характеристикой предохранителя, как защитного устройства, является так называемый защитный показатель, в зарубежных источниках именуемый I2t. Для защищаемой электрической цепи защитный показатель — это количество тепла, выделяемое в цепи с момента возникновения аварийной ситуации до момента полного отключения цепи защитным устройством. Величина защитного показателя конкретного устройства, по сути, определяет предел его устойчивости к тепловому разрушению в аварийных режимах. При вычислении величины защитного показателя используется эффективное значение тока в цепи.

Для предохранителей защитный показатель складывается из двух составляющих:

1) Защитный показатель плавления, то есть I²t за время плавления перемычки.

2) Защитный показатель дугообразования, то есть I²t за время существования дуги в предохранителе.

Общий защитный показатель предохранителя вычисляется как сумма указанных выше величин, и его значение обычно приводится в справочных данных.

Информация о величине защитного показателя существенно облегчает выбор предохранителя для защиты полупроводниковых приборов. В общем случае, величина защитного показателя предохранителя должна быть меньше или равной величине защитного показателя полупроводникового прибора.

Классы предохранителей

Сегодня для большинства предохранителей индустриального применения используется система классификации, включающая семь основ-
ных типов приборов: gG, aM, gM, aR, gR, gTr, gB.

• aM — предохранители для защиты электродвигателей и кабелей.
• aR — предохранители для защиты полупроводниковых приборов от коротких замыканий.
• gB — быстродействующие предохранители общего применения, пригодные для эксплуатации в шахтном оборудовании.
• gG — универсальные предохранители широкого применения. Применяются для защиты кабелей, электродвигателей, транформаторов, конденсаторов. Тип соответствует устаревшему типу «gL».
• gR — предохранители для защиты полупроводниковых приборов, в основном, на токи меньше 100 А.
• gRL — предохранители для одновременной защиты полупроводниковых приборов и кабелей. Чаще всего являются предохранителями двойного действия.
• gTr— предохранители для защиты силовых трансформаторов.

Стандарты плавких предохранителей

Исторически сложилось так, что механическое исполнение корпусов и их габаритные и присоединительные размеры различны в той или иной стране. Существует четыре основных национальных стандарта на присоединительные размеры предохранителей: североамериканский, немецкий, британский и французский. Есть также ряд корпусов предохранителей, одинаковых для разных стран и не относящихся к национальным стандартам. Чаще всего такие корпуса относятся к стандартам фирмы-производителя, разработавшей конкретный тип прибора, который оказался удачным и закрепился на рынке. В последние десятилетия, в рамках процессов глобализации экономики, производители постепенно присоединяются к международной системе стандартов корпусов предохранителей для упрощения условий взаимозаменяемости приборов. При разработке новой аппаратуры следует стараться использовать плавкие предохранители международных стандартов: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC60549 и IEC 60644.

При обслуживании находящейся в эксплуатации аппаратуры, в зависимости от страны, где она была произведена, могут встречаться плавких предохранители, выполненные в соответствии с национальными стандартами. Чаще всего аналогичные приборы имеются и в номенклатуре, регламентируемой международными стандартами, но в сомнительных случаях при замене всегда желательна дополнительная идентификация прибора.

Несмотря на то, что плавкие предохранители исторически являются первыми элементами защитных цепей и применяются в электротехнике более сотни лет, они не стали «вымирающим видом», как это прогнозировали некоторые специалисты в 30–50-е годы прошлого века, когда начиналось промышленное внедрение автоматов защиты, а наоборот, существенно расширили область своего применения, являясь надежным средством защиты в аварийных ситуациях и, по сути, «последним рубежом» в защите дорогостоящих и сложных силовых электронных систем.

При подготовке статьи были использованы информационные материалы следующих фирм-производителей плавких предохранителей: Siba, Cooper Bussmann, Ferraz-Shawmut, General Electric, Eaton, а также следующие Интернет-ресурсы:

Литература

1. Чебовский О. Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985.
2. Sicherungseinsätze für kombinierten Halbleiter — und Leitungsschutz Dipl.-Ing. Thorsten Falkenberg, Technischer Projektleiter im Bereich Halbleiterschutz, SIBA LLC.

Высоковольтные предохранители

Обозначение

В обозначении предохранителей указывают: их тип (ПК — с мелкозернистым кварцевым наполнителем), назначение (Т — для защиты силовых трансформаторов, К — конденсаторов, Д — электродвигателей, Н — трансформаторов напряжения), конструктивное исполнение (101 — для предохранителей с номинальным током до 32 А, 102 — для предохранителей напряжением 6 кВ и током от 40 до 80 А, 10 кВ и от 40 до 50 А, 103 — для предохранителей 6 кВ и от 100 до 160 А, 10 кВ и от 80 до 100 А), номинальное напряжение, кВ, номинальный ток, А (он равен току плавкой вставки), номинальный ток отключения, кА, климатическое исполнение и категорию размещения. Например, предохранитель с мелкозернистым кварцевым наполнителем, предназначенный для защиты силового трансформатора, конструктивного исполнения 102, на номинальные напряжение 10 кВ, ток 40 А и ток отключения 20 кА, для размещения в умеренном климате и внутренней установки обозначают ПКТ 102-10-40-20У3.
Для мачтовых трансформаторных подстанций применяют предохранители ПКТ соответствующего климатического исполнения (У, ХЛ, Т) и 1-й категории размещения. Их патроны выполняют водонепроницаемыми во избежание отсыревания внутренних частей.
Для защиты измерительных трансформаторов напряжения на напряжение 3 -10кВ применяют предохранители ПKH-10, не имеющие указательного устройства об их срабатывании.

В предохранителях ПК плавкую вставку изготовляют из нескольких параллельных проволок, что значительно улучшает условия теплоотдачи и уменьшает общее сечение вставки. В результате этого улучшаются условия охлаждения и гашения электрической дуги, которая возникает в нескольких параллельных каналах при плавлении и испарении проволок, что влечет к разрыву электрической цепи. Кроме того, на проволоки плавких вставок напаяны оловянные шарики 13, служащие для снижения температуры плавления проволок за счет «металлургического эффекта». Так как температура плавления олова значительно ниже температуры плавления материала вставки, оно плавится раньше и в расплавленном виде проникает в металл проволоки, снижая тем самым на этом участке температуру плавления вставки предохранителя.
Патрон предохранителя ПК необходимо заполнять сухим, чистым мелкозернистым песком с содержанием кварца около 99%, что обеспечивает быструю деионизацию электрической дуги в пространстве между зернами кварца и проникновение паров металла вставки в песок.
Предохранители ПК допускают многократную перезарядку дугогасящего патрона после его срабатывания, при этом спекшийся кварцевый заполнитель заменяют. При замене плавкой вставки следует точно соблюдать длину проволоки, соответствующую данному типу предохранителя, а также расстояние между отдельными проволоками и стенками патрона. Несоблюдение длины проволоки и расстояний приводят к разрушению предохранителя. Трубки с плавкими предохранителями герметически запаивают.
Предохранитель ПК является токоограничивающим защитным аппаратом, так как ток короткого замыкания обрывается после расплавления и испарения металла не в момент его естественного прохождения через нулевое значение, а значительно раньше, чем он успевает достигнуть своего максимального значения.
Предохранители для внутренней установки снабжены указателем срабатывания 12, который состоит из металлической втулки, пружины, указательной проволоки 11 и головки с крючком. Втулка со вставленной в нее пружиной закреплена на крышке патрона. Один конец пружины прикреплен к головке указателя крючком, а другой присоединен к втулке. В нормальном рабочем состоянии пружина сжата. При перегорании плавкой вставки перегорает и указательная проволока, освобождая пружину, которая выбрасывается вместе с головкой из предохранителя, по чему судят о том, что вставка предохранителя перегорела.
Наибольшая отключаемая мощность предохранителей ПК составляет 300 MBА. Они выпускаются на следующие номинальные токи: 2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 31,5; 40; 50; 80; 100; 160; 200; 315; 400 А.

Конструктивно предохранители, изготовленные на разные номинальные напряжения, отличаются длиной патрона, а на разные номинальные токи — не только длиной патрона, но и диаметрами патронов и колпачков. При номинальном напряжении 6 кВ на номинальный ток 75 А и выше и при напряжении 10 кВ на ток 50 А и выше патроны предохранителей делают спаренными. Предохранители на токи выше 200 А при напряжении 6 кВ и выше 150 А при напряжении 10 кВ имеют по четыре патрона на каждую фразу.

Плавкие предохранители | Эксплуатация электроустановок в сельском хозяйстве | Архивы

Страница 15 из 30

Плавкий предохранитель — это коммутационный аппарат однократного действия, в котором при токе больше заданного значения размыкается электрическая цепь за счет расплавления плавкой вставки, нагреваемой током. Он служит для защиты участка цепи или электрической установки от действия токов короткого замыкания (КЗ) или от длительных перегрузок. В электрических сетях хозяйственного назначения плавкие предохранители применяют на напряжении до 35 кВ. В частности, для защиты силовых трансформаторов на подстанциях напряжением 35 кВ используют предохранители типа ПСН-35.

В электрических сетях до 1 кВ применяются плавкие предохранители следующих видов:

с открытой плавкой вставкой серии П; предохранители этой серии не имеют устройств, ограничивающих объем дуги, выброс пламени и частиц расплавленного металла;

с полузакрытым патроном серии СПО или ПТ; патрон предохранителя этих серий открыт с одной или двух сторон, что несколько ограничивает выбросы пламени и металла;

с закрытым патроном, в котором дуга гасится без выброса ионизированных газов; в предохранителях без наполнителя, плавкая вставка находится в заполненном воздухом патроне (серий Е27, ЕЗЗ, ПР1, ПР2, ПРС), в предохранителях с наполнителем — в патроне, заполненном кварцевым песком (серий НПН, ПН2, ПНБ, ПРТ и др. ). Предохранители серий Е и ПРС — пробочные.

Основными параметрами предохранителей является номинальный ток, номинальное напряжение и предельный ток отключения.

Номинальный ток предохранителя Iном,пр (указан на предохранителе) равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данного предохранителя.

Номинальный ток плавкой вставки Iном.вст — это ток, указанный на плавкой вставке, при котором она работает длительное время и не расплавляется. Номинальный ток плавкой вставки должен быть всегда меньше или равен номинальному току предохранителя (Iном,вст <  Iном,пр).

Номинальное напряжение предохранителя Uном,np указывается на предохранителе и соответствует наибольшему номинальному напряжению сети, в которой допускается установка данного предохранителя.

Предельный ток отключения Iпред.пр — наибольшее значение тока КЗ, при котором гарантируется надежная работа предохранителя, т. е. обеспечивается гашение дуги без, каких-либо повреждений.

Рис. 30. Ампер-секундная характеристика плавкой вставки

Важной характеристикой предохранителя является ампер-секундная или защитная характеристика вставки, представляющая собой зависимость времени t перегорания плавкой вставки от протекающего по ней тока 1 (рис. 30). Как видно из рисунка, время перегорания плавкой вставки быстро уменьшается с увеличением тока.

Предохранители, устанавливаемые в сетях 380 В и ниже, должны выдерживать ток, равный 1,3 Iном.вст, неограниченно длительное время, а ток 1,6 Iном,вст — до 1 ч. При токах (2-г-2,5) Iном,вст время снижается до нескольких минут или секунд в зависимости от типа предохранителя и плавкой вставки. При выборе плавких вставок необходимо учитывать защитные характеристики каждой отдельной вставки. Семейства таких характеристик имеются для каждой серии предохранителей.

В электрических сетях сельского хозяйства наибольшее применение получили предохранители серий Ё, ПРС, ПР, ПН и НПН; технические данные некоторых из них приведены в табл. 3.

Предохранители пробочные серии Е применяются главным образом для защиты участков осветительной сети переменного тока. Они могут также использоваться для защиты пусковых устройств с номинальным напряжением до 500 В электродвигателей в случаях, когда максимальное значение тока короткого замыкания (КЗ) на защищаемом участке не превышает 2000 А.

Предохранитель состоит из фарфорового основания, на котором смонтированы стальная оцинкованная обойма с выдавленной резьбой и плоская контактная пластина с выводными шпильками, фарфоровой крышки и фарфоровой пробки, на которой смонтированы стальная оцинкованная трубка с выдавленной резьбой и контактный колпачок. Между трубкой и колпачком внутри пробки находится плавкий проволочный мостик, концы которого припаяны к трубке и колпачку.

Таблица 3. Технические данные плавких предохранителей

Предохранители серий ПР1 и ПР2 применяются для защиты установок переменного тока с напряжением до 250 В (первый габарит) и с напряжением до 500 В (второй габарит). Они могут использоваться и для защиты установок постоянного тока напряжением до 220 и 440 В. Предохранители серии ПР выпускаются на номинальные токи от 15 до 1000 А в двух исполнениях (по длине) патронов (на 230 и 500 В).

Собственно предохранитель серии ПР2 (рис. 31) состоит из фибрового патрона 1 с концевой металлической обоймой 3, на которой имеется резьба, плавкой вставки 2, крепящейся к контактным ножам 5, и металлических колпачков 4 с резьбой и прорезями для контактных ножей. Предохранитель вставляется в две контактные стойки с пружинящими губками. Необходимое контактное нажатие между контактной стойкой и головкой или ножом патрона осуществляется в предохранителях 6—60 А за счет пружинящих свойств контактных губок стойки, в предохранителях на 100—350 А при помощи стальной кольцевой пружины и в предохранителях на 600— 1000 А с помощью винта с пластмассовой рукояткой, установленного на контактной стойке. Предохранители на 100, 200 и 350 А_ имеют унифицированные контактные стойки, как у рубильников и переключателей единой серии. Предохранители серии ПР1 отличаются от предохранителей ПР2 размерами и конфигурацией отдельных деталей.

Рис. 31. Разборный предохранитель серии ПР

Предохранители серии ПН2 обладают повышенной коммутационной способностью и, начиная с тока 5000 А, работают как токоограничивающие. Поэтому их можно использовать для защиты электроустановок при любой мощности питающей сети с напряжением до 500 В переменного тока и до 400 В постоянного тока. Предохранители серии ПН2 получили наибольшее распространение в распределительных сетях сельскохозяйственного назначения. Благодаря своей высокой механической прочности они могут использоваться в блоке рубильник — предохранитель. Предохранители изготовляются на номинальные токи от 100 до 600 А.

Предохранитель ПН2 (рис. 32) — разборный, состоит из фарфорового патрона 3 квадратного сечения, двух металлических крышек 2, прикрепленных к торцам патрона с круглой внутренней полостью, двух контактных ножей 1 и плавких вставок 4, закрепленных между ножами. Внутренняя полость патрона заполняется сухим

кварцевым песком, который обеспечивает быстрое гашение дуги и охлаждение возникающих при плавлении вставки газов. Для герметизации патрона имеется прокладка 5.

Плавкие вставки штампуются из тонкой медной ленты. В средней части вставки напаивается оловянный шарик, который плавится при более низкой температуре в отличие от ленты. Этим снижается температура плавления ленты и обеспечивается перегорание плавкой вставки при токах перегрузки.

Рис. 32. Предохранитель серии ПН2

Предохранители устанавливаются на контактные стойки с пружинящими губками, которые крепятся на изоляционной панели или на специальных изоляторах, устанавливаемых и на металлических панелях. Контактные стойки предохранителей — штампованные, из твердой меди. Контактные нажатия между губками стоек и ножами патрона осуществляются разрезными пружинящими стальными кольцами. Для безопасности обслуживания на крышках патронов предохранителя имеются Т-образные выступы, за которые при отсутствии нагрузки в цепи патрон предохранителя можно вынуть из контактных стоек при помощи специальной съемной ручки, пригодной для любых патронов серии ПН2.

Эксплуатация предохранителей всех типов сводится к контролю за состоянием и нагревом контактных соединений и к замене перегоревших плавких вставок (пробок). Замену предохранителей (пробок) можно производить без снятия напряжения с установки, но при обязательном отключении нагрузки с защищаемой линии другим аппаратом. Эту работу следует выполнять в защитных очках, стоя на диэлектрическом коврике.

Патроны предохранителей следует извлекать с помощью изоляционных клещей, специальной съемной ручки или рукой, защищенной диэлектрической перчаткой. При обслуживании предохранителей следует помнить о совершенно недопустимом использовании «жучков», что может при случайном их перегорании во время осмотра предохранителя или во время установки в контактные стойки (ввинчивания в гнездо патрона) привести к несчастному случаю.

Особенность предохранителей серий ПР заключается в том, что после трех отключений одним патроном предельных значений тока фибровая трубка должна быть заменена. Необходимо при смене плавкой вставки обращать внимание на надежность контактного соединения между концами плавкой вставки с торцами нажимных колпачков или контактных ножей. Запасные цинковые плавкие вставки для предохранителей ПР при хранении покрываются слоем плохо проводящего окисла, поэтому перед установкой в патрон такую плавкую вставку следует очистить от окисла в тех местах, где она соприкасается с ножом.

Ремонт предохранителей серии Е сводится к замене разбитых фарфоровых элементов и плавких вставок. При этом плавкая вставка должна устанавливаться внутри корпуса пробки, а ее концы надежно припаяны к контактным элементам пробки; при пайке не следует пользоваться кислотой из-за возможности усиленной коррозии.

При ремонте предохранителей серии ПР заменяют запасными вышедшие из строя детали. Некоторые из них (контактные стойки, ножи и плавкие вставки) при отсутствии запасных могут изготавливаться в мастерских. При этом для изготовления плавких вставок можно использовать листовой цинк марки ЦО и Ц1. Конфигурация и толщина плавкой вставки должны быть такими же, как у стандартной вставки. Изготовление в местных условиях фибровых патронов не рекомендуется.

При повреждении фарфоровой трубки патрона предохранителя ПН2 (сколы на торцевых поверхностях, повреждения резьбы, сквозные трещины) ее следует заменить, так как при отключении токов короткого замыкания такой патрон может разрушиться. При отсутствии чистого кварцевого песка можно использовать чистый речной песок с диаметром песчинок 0,2—1 мм. Для этого песок просеивается, а затем многократно промывается водой до тех пор, пока сливаемая вода не станет совершенно прозрачной; промытый песок просушивается при комнатной температуре и прокаливается в фарфоровом сосуде при температуре до 180 °С.

Плавкие вставки выбираются в соответствии с расчетом и результатами опробования защиты отдельных элементов сети.

При эксплуатации необходимо следить, чтобы расстояния между токоведущими частями предохранителей различных фаз и заземленными частями электроустановки были не менее 12 мм для 380 В и не менее 20 мм для 500 В.

Плавкий предохранитель: определение и виды конструкций

Плавкий предохранитель (англ. fuse) – это электрический аппарат, защищающий электрическую цепь от токов короткого замыкания, а также токов перегрузки. Чаще всего плавкие предохранители применяют для защиты от токов короткого замыкания. Для защиты от токов перегрузки используют в основном автоматические выключатели и тепловые реле.

Основная рабочая часть предохранителя – плавкая вставка, разрушающаяся при достижении проходящего по ней тока определенного значения, при этом цепь , в которую включен плавкий предохранитель, размыкается.

Чаще всего для изготовления плавких вставок используют –цинк, алюминий, свинец, медь и серебро. Однако медь хорошо окисляется на воздухе, как следствие увеличивается сопротивление плавкой вставки, что в свою очередь приводит к изменению защитной характеристики плавкого предохранителя. Использование серебра приводит к несоизмеримому увеличению стоимости плавкого предохранителя.

Конструкции плавких предохранителей:

• — открытые — вставка не имеет защиты или размещена в трубке, открытой с торцов;
• — закрытые -вставка находится в закрытом патроне;
• — засыпные — вставка находится в полностью заполненном мелкозернистым наполнителем патроне (мел, кварцевый песок).

В настоящее время в силовых цепях наибольшее распространение получили засыпные предохранители.

В засыпных предохранителях чаще всего используют кварцевый песок с высоким содержанием оксида кремния SiO2. При протекании тока срабатывания через плавкую вставку она плавится с возникновением электрической дуги, которая гасится за счет отвода тепла к наполнителю. Для более эффективного использования наполнителя как теплоотводящей и дугогасящей среды в засыпном предохранителе часто используют конструкцию, представляющую собой несколько параллельно соединенных вставок, суммарное сечение которых сопоставимо с сечением одной вставки предохранителя на тот же рабочий ток.

10 причин использовать предохранитель

Предохранители — это расходные устройства, используемые для защиты гораздо более дорогих электрических компонентов от разрушительного воздействия сверхтока. Они состоят из металла или провода с низким сопротивлением, который используется для замыкания цепи. Когда через элемент с низким сопротивлением предохранителя протекает слишком большой ток, элемент плавится и размыкает цепь.

Зачем нужен предохранитель?

Это предотвращает распространение чрезмерного тока по цепи к более дорогому оборудованию.Предохранители также могут помочь сделать ваши системы управления совместимыми с UL и NEC. Однако это не единственные устройства, которые можно использовать для защиты оборудования от перегрузки по току. Есть много других способов, например автоматические выключатели или защитные реле, и вот 10 причин, по которым вы можете просто подумать о предохранении.

1. Безопасность

Сработавшие устройства защиты от сверхтоков часто сбрасываются без предварительного исследования причины неисправности. Электромеханические устройства могут не иметь резервной способности для безопасного размыкания при возникновении второй или третьей неисправности.Когда предохранитель размыкается, он заменяется новым, поэтому уровень защиты не снижается из-за предыдущих неисправностей. Наши предохранители с ограничением тока соответствуют нормам UL и NEC.

2. Рентабельность

Предохранители

обычно являются наиболее экономичным средством защиты от сверхтоков. Это особенно верно там, где существуют высокие токи короткого замыкания или когда небольшие компоненты, такие как управляющие трансформаторы или источники питания постоянного тока, нуждаются в защите.

3. Высокий рейтинг прерывания

С большинством предохранителей с ограничением тока низкого напряжения (<600 вольт), рассчитанными на отключающую способность 200 000 ампер, вы не платите высокую надбавку за высокую отключающую способность.Токоограничивающие предохранители от AutomationDirect соответствуют нормам UL и NEC.

4. Надежность

У предохранителей

нет движущихся частей, которые могут изнашиваться или загрязняться пылью или маслом.

5. Североамериканские стандарты

Стандарты

Tri-National определяют характеристики предохранителя и максимально допустимые значения Ip и I²t let-thru предохранителя. Пиковый сквозной ток (Ip) и I²t являются двумя показателями степени ограничения тока, обеспечиваемого предохранителем.

6. Защита компонентов

Сильноточные ограничения предохранителя сводят к минимуму или исключают повреждение компонентов.

7. Расширенная защита

Устройства с низкими характеристиками отключения часто становятся устаревшими из-за обновления услуг или увеличения доступного тока короткого замыкания. Обновленные стандарты NEC и UL вызывают необходимость в потенциально дорогостоящих обновлениях системы до систем без предохранителей.

8. Избирательность

Предохранители

можно легко скоординировать для обеспечения селективности как в условиях перегрузки, так и в условиях короткого замыкания.

9. Минимальный уход

Предохранители не требуют периодической калибровки, как некоторые электромеханические устройства защиты от сверхтоков.

10. Долговечность

По мере старения предохранителя скорость срабатывания не снижается и не изменяется. Время не повлияет на его способность обеспечивать защиту.

Обычно используемые термины для предохранителей:

• I²t (Ампер в квадрате секунд): Мера тепловой энергии, связанной с протеканием тока. I²t равно (I _RMS ) ² x t, где t — продолжительность протекания тока в секундах.
• Сброс I²t: Общий I²t, пройденный предохранителем, когда предохранитель устраняет неисправность, при t, равном времени, прошедшему с момента возникновения неисправности до момента устранения неисправности.
• I²t плавления: Минимальный I²t, необходимый для плавления элемента предохранителя.
• Номинальный ток: Допустимая длительная токовая нагрузка предохранителя в определенных лабораторных условиях. Номинальный ток указан на каждом предохранителе.
• Доступный ток повреждения: Максимальный ток короткого замыкания, который может протекать в незащищенной цепи.
• Координация: Использование устройств защиты от сверхтоков, которые изолируют только ту часть электрической системы, которая была перегружена или повреждена.
• Диапазон ограничения тока: Доступные токи неисправности, которые предохранитель отключит менее чем за ½ цикла, тем самым ограничивая фактическую величину протекающего тока.
• Элемент: Калиброванный провод внутри предохранителя, плавящийся при воздействии чрезмерного тока. Элемент заключен в корпус предохранителя и может быть окружен дугогасящей средой, например кварцевым песком. Этот элемент иногда называют ссылкой.
• Быстродействующий предохранитель: Это предохранитель без преднамеренной выдержки времени, рассчитанный на диапазон перегрузки.Иногда его называют «одноэлементным предохранителем» или «предохранителем без задержки».
• Ток короткого замыкания: Ток короткого замыкания, который частично или полностью течет за пределы предполагаемого пути нормального тока нагрузки компонента схемы. Значения могут составлять от сотен до многих тысяч ампер.
• Наконечник: Цилиндрические монтажные клеммы из латуни, бронзы или меди предохранителей с номинальным током до 60 ампер. Цилиндрические выводы на каждом конце предохранителя входят в зажимы предохранителя.
• Токоограничивающий предохранитель: предохранитель А, отвечающий следующим трем условиям:
  • Прекращает все возможные перегрузки по току в пределах своего номинала прерывания.
  • В пределах своего диапазона ограничения тока ограничивает время отключения при номинальном напряжении интервалом, равным или меньшим длительности первой основной или симметричной токовой петли.
  • Ограничивает пропускаемый пиковый ток до значения, меньшего, чем доступный пиковый ток.
• Рейтинг прерывания: Максимальный уровень тока короткого замыкания, безопасное прерывание которого было проверено предохранителем.

Чтобы прочитать больше статей о защите цепей, щелкните здесь.

различных типов предохранителей и их применение

Плавкий предохранитель

, вероятно, является самым простым электрическим устройством, но его функция имеет решающее значение в , защищая электрические цепи от повреждений . Предохранители встречаются в каждой цепи в той или иной форме, в различных формах, размерах и номиналах. В этой статье мы узнаем, как работает предохранитель и о различных типах предохранителя .

Как работает предохранитель?

Основная задача предохранителя — разрывать цепь, если в цепи потребляется ток, превышающий желаемый, таким образом предотвращая повреждение из-за короткого замыкания.

Самый простой тип предохранителя состоит из резистивного элемента , тщательно подобранного по его температуре плавления . Когда через этот элемент проходит ток, на элементе создается небольшое падение напряжения (достаточно небольшое, чтобы не повлиять на цепь ниже по потоку), и некоторая мощность рассеивается в виде тепла .Таким образом, температура элемента увеличивается. Для нормальных токов этого повышения температуры недостаточно, чтобы расплавить нить накала. Однако, если потребляемый ток превышает номинальный ток предохранителя, точка плавления достигается быстро. Резистивный элемент плавится, и электрическая цепь прерывается. Толщина и длина резистивного элемента определяют номинальный ток.

Элементы предохранителя изготовлены из цинка, меди, серебра, алюминия или других сплавов для обеспечения предсказуемых токов срабатывания.Элемент не должен со временем окисляться или подвергаться коррозии.

Обозначение предохранителя

Стандартные символы IEEE / ANSI для предохранителей следующие:

Однако предохранитель IEC немного отличается:

Типы предохранителей

Предохранители можно разделить на две основные категории: предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. На приведенной ниже блок-схеме показаны различные типы предохранителей в каждой категории.Вкратце о каждом предохранителе мы поговорим в нашей статье.

Предохранители постоянного тока

1. КАРТРИЖНЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Это наиболее распространенный тип предохранителей. Плавкий элемент заключен в стеклянную оболочку, оканчивающуюся металлическими колпачками. Предохранитель помещается в соответствующий держатель. Поскольку стеклянная оболочка прозрачная, легко визуально определить, не перегорел ли предохранитель.

Существует множество вариантов этой конструкции, включая плавкий предохранитель с задержкой срабатывания и плавкий предохранитель с быстрым срабатыванием. Медленные предохранители имеют больший элемент, который может выдерживать перегрузку по току в течение относительно короткого периода времени и не подвержен воздействию скачков напряжения в приборе. Быстродействующие предохранители мгновенно реагируют на скачки тока.

Некоторые варианты этого предохранителя имеют керамический корпус, чтобы выдерживать высокие температуры. Предохранители для высоковольтных устройств заполнены песком или маслом. Это необходимо для предотвращения искрения между двумя концами предохранителя после его перегорания. Также существуют SMD-варианты картриджных предохранителей для непосредственного монтажа на печатной плате.

2. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Эти предохранители специально разработаны для автомобильных систем , которые работают до 32 В, а иногда и до 42 В. Они имеют форму «лезвия» (прозрачный пластиковый корпус с плоскими контактами) и имеют цветовую маркировку в соответствии с номинальным током. Некоторые из этих типов также используются в других цепях большой мощности.

3. ПЕРЕЗАГРУЗИТЕЛЬНЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ / ПОЛИФУЗОР

Как следует из названия, эти предохранители самовосстанавливающиеся, .Они содержат частицы технического углерода, встроенные в органические полимеры. Обычно углеродная сажа делает смесь проводящей. Когда протекает большой ток, выделяется тепло, которое расширяет органический полимер. Частицы сажи раздвигаются, и проводимость снижается до точки, при которой ток не течет. Электропроводность восстанавливается при понижении температуры . Таким образом, физическая замена предохранителя не требуется. Этот тип предохранителя также называется PTC, что означает положительный температурный коэффициент, поскольку сопротивление увеличивается с температурой.

PTC Fuse повсеместно используется в компьютерных блоках питания и зарядных устройствах для телефонов. Они здесь особенно удобны, так как замена затруднительна. По той же причине они используются в аэрокосмических устройствах.

PTC

легко идентифицируются по желто-оранжевому цвету и форме диска (а иногда и прямоугольной) в вариантах со сквозным отверстием. Предохранители SMD poly обычно бывают зеленого цвета с белыми отметками или черного цвета с золотыми отметками. PTC доступны практически во всех текущих рейтингах.

4. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКИ

Мощность, рассеиваемая полупроводником, увеличивается экспоненциально с течением тока, поэтому полупроводники используются для сверхбыстрых предохранителей . Эти предохранители обычно используются для защиты полупроводниковых переключающих устройств, чувствительных даже к небольшим всплескам тока.

5. ПОДАВЛЕНИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Иногда скачки напряжения также могут быть вредными для цепей, и часто используется устройство защиты от перенапряжения с предохранителем до для защиты как от скачков напряжения, так и тока.

NTC (отрицательный температурный коэффициент) устанавливаются параллельно источнику питания. При скачках напряжения питания предохранители NTC уменьшают сопротивление из-за более высокого тока и «поглощают» скачки.

Металлооксидные варисторы (MOV) представляют собой полупроводниковые устройства, которые двунаправленно поглощают скачки напряжения. Вы можете узнать больше о MOV и его работе, используя связанную статью.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ :

Эти предохранители используются в высоковольтных линиях электропередачи переменного тока, где напряжение может превышать несколько сотен киловольт.

Предохранители HRC (High Rupture Current) : Предохранители HRC представляют собой предохранители картриджного типа, состоящие из прозрачной оболочки из стеатита (силиката магния). Предохранитель заполнен кварцевым порошком (а в случае плавких предохранителей HRC — непроводящей жидкостью, такой как минеральное масло), который действует как средство гашения дуги.

Эти предохранители используются при очень высоких токах короткого замыкания.

Выталкивающие предохранители: Эти предохранители заполнены химическими веществами, такими как борная кислота, которые выделяют газы при нагревании.Эти газы гасят дугу и выходят из концов предохранителя. Элемент предохранителя изготавливается из меди, олова или серебра.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ:

Эти предохранители используются в распределительных сетях относительно низкого напряжения.

Патронные предохранители: Они очень похожи на патронные предохранители постоянного тока. Они состоят из прозрачной оболочки, окружающей элемент предохранителя. Они могут быть вставлены в розетку (тип лезвия) или ввинчены в приспособление (тип болта).

Выпадающие предохранители: Они содержат подпружиненное плечо рычага, которое убирается при возникновении неисправности, и его необходимо перемонтировать и установить на место для возобновления нормальной работы. Это своего рода выталкивающий предохранитель.

Многоразовые предохранители: Это простые многоразовые предохранители, используемые в домах и офисах. Они состоят из держателя и розетки. Когда предохранитель перегорает, держатель вынимается, подключается заново и снова вставляется в розетку, чтобы возобновить нормальную работу.Они несколько менее надежны, чем предохранители HRC.

Ударный предохранитель: Эти предохранители снабжены подпружиненным ударником, который может действовать как визуальный индикатор сгорания предохранителя, а также активировать другое коммутационное устройство.

Выключатель-предохранитель: Ручка с ручным управлением может подключать или отключать сильноточные предохранители.

Предохранитель

— Energy Education

Рис. 1. Блок предохранителей в подвале ^[1]

Предохранитель — это устройство электробезопасности, которое защищает электрическую цепь от чрезмерного электрического тока.Предохранители выходят из строя в условиях перегрузки. Когда это целесообразно (и экономически целесообразно), вместо них используются автоматические выключатели, потому что они не разрушаются в условиях перегрузки. Устанавливать предохранители дешевле, чем автоматические выключатели, но поскольку предохранители необходимо заменять, а автоматические выключатели нет, предохранители имеют более высокие эксплуатационные расходы.

Практические советы

Дома имеют предохранители в блоках предохранителей (см. Рисунок 1). Вот несколько полезных советов по дому с блоком предохранителей.

• Никогда не заменяйте предохранитель на предохранитель большего размера, так как это приведет к пропусканию слишком большого тока и может вызвать пожар.
• Замена предохранителя на предохранитель меньшего размера также является проблемой, поскольку это препятствует нормальной работе.
• Никогда не используйте для замены предохранителя ничего, кроме предохранителя; это вполне вероятно вызовет пожар.
• Держите в доме запасные предохранители, чтобы быстро заменить перегоревшие предохранители.
• Знайте, где находится ваш блок предохранителей (см. Рисунок 1).
• Выключите или отсоедините используемые предметы перед заменой перегоревшего предохранителя; в противном случае новый предохранитель также будет немедленно уничтожен.

Как работают предохранители

Предохранители

предназначены для пропускания тока через цепь, но в случае, если ток превысит какое-то максимальное значение, он сожжет провод, так что цепь больше не будет. Ток, который приведет к срабатыванию предохранителя, называется номинальным током . Предохранители также имеют номинальное напряжение; это максимальная разница напряжений, которую может заблокировать предохранитель. Как только цепь разомкнута (разомкнута), на концах предохранителя появляется приложенное напряжение, и если это напряжение превышает номинальное напряжение предохранителя, воздух в предохранителе может ионизироваться и снова начать проводить ток, в результате чего цепь останется без защиты. система безопасности.

Типы предохранителей

Предохранители размещены в блоках предохранителей (см. Рисунок 1) и перечислены в таблице ниже. ^[2]

Существуют специальные предохранители, которые справляются с короткими периодами перегрузки за счет преднамеренной медленной реакции, называемые предохранителями с выдержкой времени . Обычно их можно найти в домашней микроволновой печи, которая при включении производит скачок тока. См. Здесь, чтобы узнать больше о предохранителях с выдержкой времени.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Это изображение предоставлено кем-то из команды.
2. ↑ R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 3, сек. 3.6, стр. 98-107.
3. ↑ (2014, 24 ноября). Предохранители и прерыватели [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/bregnd.html
4. ↑ (2014, 24 ноября). Предохранители лезвийного типа [Онлайн]. Доступно: http://www.thefusecompany.net/BladeType.htm
5. ↑ (2014, 24 ноября). Вставные предохранители [Онлайн].Доступно: http://epb.apogee.net/foe/fsgofpf.asp
6. ↑ (2014, 24 ноября). Тип S / переходные предохранители [Online]. Доступно: http://epb.apogee.net/foe/fsgotsf.asp

Инструменты и задачи обслуживания (интерактивные)

В жилых помещениях устройства защиты от сверхтоков состоят из предохранителей или автоматических выключателей. NEC® заявляет, что максимальная токовая защита проводов и оборудования обеспечивается для размыкания цепи, если ток достигает значения, которое вызовет чрезмерную или опасную температуру в проводниках или изоляции проводов.Для этого используются как автоматические выключатели, так и предохранители. Однако автоматические выключатели используются в большинстве электрических систем зданий.

Следующие элементы используются для размещения и организации устройств максимального тока в жилых, коммерческих и промышленных системах электропроводки:

Panelboard- Отдельная панель, которая включает автоматические устройства максимального тока, используемые для защиты световых, тепловых и силовых цепей.

Panelboard от Gwen Arkin имеет лицензию CC BY 4.0

Loadcenter- Тип щитка, который содержит основные средства отключения для служебного входа в жилые помещения, а также предохранители или автоматические выключатели, используемые для защиты цепей и оборудования, такого как водонагреватели, плиты, сушилки и освещение.

Выключатели безопасности- Выключатели безопасности используются в качестве средства отключения для более крупного электрического оборудования. Обычно он устанавливается на поверхности оборудования или рядом с ним и управляется внешней ручкой.Выключатели безопасности могут быть просто устройством включения / выключения или могут иметь устройства защиты от перегрузки, встроенные в их конструкцию. Выключатели безопасности могут быть найдены как в патронных предохранителях, так и в конфигурациях выключателя.

Предохранительный выключатель от Гвен Аркин имеет лицензию CC BY 4.0

Предохранитель

A — это устройство защиты от перегрузки по току, которое размыкает цепь, когда плавкая вставка расплавляется из-за сильного нагрева, вызванного перегрузкой по току. Причины могут включать короткое замыкание или чрезмерную нагрузку.Электрики и специалисты по техническому обслуживанию могут столкнуться с двумя типами схем защиты предохранителей:

Штекерные предохранители — Эти предохранители «ввинчиваются» в розетку устройства, будь то базовая модель Edison или модель типа S. Эти устройства используются редко, так как автоматические выключатели могут быть сброшены и считаются более надежными и устойчивыми к взлому. Некоторые нормы могут ограничивать использование предохранителей вилки в электрических системах здания.

Plug Fuse от Gwen Arkin имеет лицензию CC BY 4.0

Патронные предохранители — Патронные предохранители доступны как в виде наконечников, так и в виде лезвий. Предохранители должны иметь четкую маркировку, напечатанную на цилиндре предохранителя или прикрепленную к цилиндру этикетку с указанием силы тока и номинального напряжения. Часто используются в защитных выключателях оборудования.

Картридж Fuse от Mako Shimada имеет лицензию CC BY 4.0

Автоматические выключатели — доступны как однополюсные устройства для приложений на 120 вольт и как двухполюсные устройства для приложений на 240 вольт.Они также выпускаются в виде сдвоенного или сдвоенного устройства, которое помещается в пространство обычного однополюсного выключателя. Автоматические выключатели спроектированы таким образом, что любая неисправность должна быть устранена до того, как автоматический выключатель можно будет сбросить. Даже если рукоятка удерживается в положении «ON», автоматический выключатель будет оставаться в отключенном состоянии до тех пор, пока в цепи имеется сбой с номинальным срабатыванием. В некоторых случаях требуется время, чтобы выключатель остыл, прежде чем его можно будет перезагрузить.

• Большинство ответвлений — это цепи на 120 В. Они подключены с медными проводниками 14 AWG или 12 AWG и требуют однополюсных автоматических выключателей на 15 или 20 ампер.Однополюсный автоматический выключатель занимает одно место на щитке.
• Многие ответвления обслуживают такие устройства, как электрические водонагреватели, кондиционеры и электрические нагревательные элементы. Эти нагрузки требуют 240 вольт для правильной работы. Поскольку это цепь на 240 В, необходим двухполюсный автоматический выключатель. Двухполюсный автоматический выключатель занимает два места на щитке.

Автоматический выключатель на 20 А производства Mako Shimada имеет лицензию по CC BY 4.0

При замене выключателя важно учитывать производителя и его стиль. Различные производители производят умиротворяющие конструкции, которые могут использоваться только в их собственных панелях и несовместимы с другими.

Требования к цепи ответвления на 240 В

• Автоматический выключатель на 15 А при соединении с проводом 14 AWG
• Автоматический выключатель на 20 А при соединении с проводом 12 AWG
• Автоматический выключатель на 30 А при соединении с проводом 10 AWG

Цепи прибора — Может потребоваться подача напряжения 120/240 вольт на такие приборы, как электрические сушилки для одежды и электрические плиты.Эта установка требует двухполюсного автоматического выключателя, как и в случае применения только 240 вольт. Отличие в том, что используется трехжильный кабель с заземляющим проводом.

Прерыватель цепи защиты от замыкания на землю (GFCI) — Хотя GFCI очень похожи на обычный автоматический выключатель, есть два очень очевидных отличия: выключатель GFCI имеет прикрепленный к нему белый провод, который подключен к нейтральной шине на панели; и выключатель GFCI имеет кнопку «Нажмите для тестирования», расположенную на передней панели.GFCI также доступны в виде розеточных устройств, которые могут быть размещены вместе со стандартными выключателями.

Автоматический выключатель GFCI Бернарда Сулы имеет лицензию CC BY 4.0

Прерыватель цепи при возникновении дугового замыкания (AFCI) — Устройства AFCI предназначены для срабатывания, когда они обнаруживают быстрые колебания тока, типичные для условий возникновения дуги. Защита AFCI обеспечивается автоматическими выключателями AFCI, и новые нормы требуют, чтобы все жилые дома были построены с их использованием.Автоматические выключатели AFCI очень похожи на автоматические выключатели GFCI. Цвет кнопки «Push-to-Test» обычно отличается от цвета выключателя GFCI.

Автоматический выключатель AFCI производства Клиффорда Резерфорда имеет лицензию под CC BY 4.0

Общие ответвительные цепи

• 14 AWG медный проводник и защищен 15-амперным предохранителем или автоматическим выключателем.
• 12 AWG медный провод, защищенный 20-амперным предохранителем или автоматическим выключателем.

Отделение малых устройств — Медные проводники 12 AWG. Провод большего диаметра можно использовать для компенсации падения напряжения, когда расстояние до электрической панели очень велико.

• Шайба — 120 В 20 А
• Вывоз мусора — 120 В 15 А
• Посудомоечная машина- 120 В 15 А

Range Branch — Использует медный кабель 8/3 с заземлением, защищенным 40-амперным автоматическим выключателем, или медный кабель 6/3 с заземлением, защищенный 50-амперным автоматическим выключателем.

Ветвь сушилки для одежды — Обычно это 30-амперная цепь, соединенная кабелем 10/3. Обычно подключаются к электросети в доме с помощью вилочного соединения.

Ветвь водонагревателя — Электрические водонагреватели, используемые в домах, обычно работают от 240 вольт. Обычно для них требуется провод 10 AWG с 30-амперным устройством защиты от перегрузки по току. Некоторым одноэлементным электрическим водонагревателям меньшего размера может потребоваться 120 вольт, и они будут подключены к выделенной ответвленной цепи с проводниками 12 AWG и устройством защиты от перегрузки по току на 20 ампер.

Всегда отключайте питание главным служебным выключателем при работе с панелью главного выключателя, находящейся под напряжением.
• Сторона НАГРУЗКИ панели будет отключена, но сторона ЛИНИИ будет по-прежнему находиться под напряжением.
• Если вы работаете на субпанели, находящейся под напряжением, найдите автоматический выключатель на сервисной панели, выключите его и зафиксируйте в положении ВЫКЛ.

Проверьте панель, с которой вы работаете, с помощью тестера напряжения, чтобы убедиться, что питание отключено.
• НИКОГДА не предполагайте, что панель обесточена.

Автоматические выключатели устанавливаются путем прикрепления их к сборке главной шины в панели. Сборка сборных шин подключается к входным проводникам служебного входа и распределяет электроэнергию на каждый из автоматических выключателей, расположенных в панели. В случае субпанелей, шины подключаются к входным проводам фидера.

Автоматические выключатели прикрепляются к шине с помощью контактов в прерывателях, которые защелкиваются на шине в определенных местах, обычно называемых штырями.
• Однополюсный автоматический выключатель имеет один ножевой контакт.
• Двухполюсный автоматический выключатель имеет два штыревых контакта.

Установка выключателя GFI

Автомобильные блоки питания, предохранители и реле

Энергетические центры

— это сила. Не в лошадиных силах, а в передаче электроэнергии через различные цепи и аксессуары в электрической системе автомобиля. Думайте о Power Center как о блоке предохранителей на стероидах. А поскольку он является сердцем всей электрической системы, вы можете использовать его как удобную точку доступа для проверки напряжений, сопротивления и целостности цепи.

По сравнению со случайным расположением предохранителей и реле в электрической системе старых автомобилей (построенных до середины-конца 1980-х годов) Power Center является долгожданным улучшением. Благодаря тому, что большинство реле и предохранителей сгруппированы вместе внутри одной или двух пластиковых коробок и помечены, чтобы вы могли идентифицировать предохранители и реле внутри, Power Center является отличным местом для начала диагностики электрооборудования.

Многие автомобили могут также иметь одну или несколько отдельных панелей предохранителей внутри автомобиля (обычно под приборной панелью или под боковой панелью), которые содержат предохранители для электрических аксессуаров и цепей с меньшей силой тока, таких как радио, сиденья с электроприводом, окна, электрические розетки, клаксон, освещение салона и т.Но большая часть цепей с высоким током проходит через центр питания, а не через внутреннюю панель предохранителей меньшего размера.

Силовой центр расположен в моторном отсеке. Обычно это большая прямоугольная пластиковая коробка со съемной крышкой. Если вы не можете найти его, обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы узнать его местонахождение.

Когда вы откроете крышку блока питания, вы увидите различные предохранители и реле, которые защищают электрические цепи вашего автомобиля и управляют ими.Плавкие предохранители и реле обычно указаны на внутренней стороне крышки силового центра. В противном случае вам придется обратиться к руководству по эксплуатации или литературе по обслуживанию автомобиля, чтобы выяснить, какие предохранители и реле связаны с какими электрическими цепями в вашем автомобиле.

Это то, что вы найдете внутри центра питания, когда откроете крышку.

Предохранители и реле часто идентифицируются внутри крышки центра питания.
Если вы заменяете перегоревший предохранитель, замените его предохранителем с ТАКИМ УСИЛИЕМ.
рейтинг как оригинал.
НИКОГДА не заменяйте предохранитель с более высоким номинальным током, как
это может увеличить риск повреждения цепи или электрического пожара!

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Предохранители — это устройства защиты цепей. Предохранитель предотвращает электрические перегрузки в цепи, которые могут привести к перегреву и расплавлению проводки, что может вызвать пожар или повреждение проводки или других электрических или электронных компонентов.

Каждый предохранитель имеет определенный ток (ампер). Когда ток в цепи с предохранителем превышает номинальный ток предохранителя, термочувствительный провод или лезвие внутри предохранителя плавятся.Это «перегорает» предохранитель, размыкает цепь и останавливает электрический ток для защиты проводки и других устройств, подключенных к этой цепи.

До 1980-х годов в большинстве автомобилей использовались вставные предохранители с коротким отрезком провода внутри полой стеклянной трубки. В более новых автомобилях (1990-е годы и новее) используются плавкие предохранители из прозрачного пластика (как «мини», так и «макси»).

Мини-предохранители обычно используются в цепях, рассчитанных на ток не более 20–30 ампер.Максимальные предохранители обычно используются в цепях с более высокими нагрузками (от 40 до 120 ампер). Цифра на предохранителе — это его максимальный номинальный ток. Большинство предохранителей — это вставные лопаточные предохранители, но некоторые предохранители большей емкости могут вставляться болтами.

Перегоревший предохранитель можно определить путем визуального осмотра предохранителя. Для этого может потребоваться вынуть предохранитель из держателя. Если провод внутри предохранителя сломан, предохранитель вышел из строя и должен быть заменен на тот, который имеет точно такую ​​же номинальную силу тока, что и оригинал.

Замена перегоревшего предохранителя

Если предохранитель вышел из строя, устройство или цепь, которую защищает предохранитель, не будут работать, пока предохранитель не будет заменен.

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Перед заменой предохранителя убедитесь, что зажигание выключено и цепь / устройство с перегоревшим предохранителем выключено.

В стандартном исполнении с лопаткой и мини-предохранителями предохранитель просто вытаскивается из гнезда. Вы можете использовать пальцы, инструмент для извлечения пластиковых предохранителей или маленькие плоскогубцы, чтобы удалить перегоревший предохранитель.Для ввинчиваемых предохранителей макси вам понадобится гаечный ключ или отвертка в зависимости от того, как предохранитель закреплен внутри центра питания или панели предохранителей.

Инструмент для извлечения пластиковых предохранителей позволяет легко извлечь перегоревший предохранитель из панели предохранителей.
Возьмитесь инструментом за верхнюю часть предохранителя, затем потяните наружу, чтобы извлечь предохранитель.

Запасной предохранитель теперь можно вставить или закрепить болтами, чтобы восстановить питание цепи.

Предупреждение: Никогда не заменяйте предохранитель на более высокий ток, так как это может привести к повреждению цепи или возгоранию! Кроме того, никогда не снимайте и не устанавливайте предохранитель при включенной цепи.

Номиналы ампер предохранителя указаны на предохранителе, чтобы вы могли выбрать правильный предохранитель для замены. Кроме того, предохранители имеют цветовую маркировку, поэтому убедитесь, что новый предохранитель того же цвета, что и оригинал.

После установки нового предохранителя включите зажигание или запустите двигатель, затем включите устройство, в котором был перегоревший предохранитель, чтобы проверить, нормально ли работает цепь. Если сразу перегорает новый предохранитель или устройство по-прежнему не работает, вероятно, возникло короткое замыкание, которое необходимо найти и устранить.Для получения помощи в решении такого рода проблем см. Устранение неполадок с электричеством.

Плавкие предохранители высокого тока такого типа, которые находятся внутри центра питания.

Другие типы защиты цепей

«Плавкая вставка» — это еще один тип устройства защиты цепи, которое работает так же, как предохранитель (плавится, когда нагрузка превышает номинальный ток). Единственное отличие состоит в том, что плавкая вставка — это отрезок специального провода, который постоянно включен в цепь или жгут проводов.В случае выхода из строя секция должна быть вырезана, чтобы можно было вставить новую плавкую перемычку. Обычно неисправную плавкую перемычку можно обнаружить, посмотрев на волдыри на изоляции вокруг провода. В большинстве новых автомобилей плавкие вставки заменены предохранителями большой мощности. Это значительно упрощает доступ и ремонт.

«Автоматический выключатель» — это еще один тип устройства защиты цепи, которое может использоваться в электрических цепях (таких как фары или дворники), которые могут время от времени испытывать перегрузки.Подумайте об автоматическом выключателе как о предохранителе, который может сброситься самостоятельно. Вместо провода, который плавится, если он становится слишком горячим, автоматический выключатель использует термочувствительный биметаллический контактный рычаг и контактные точки для размыкания цепи в случае перегрузки. После того, как автоматический выключатель остынет, контакты снова замыкаются и ток восстанавливается. Существуют также автоматические выключатели, которые необходимо вручную перезапустить, нажав штифт или кнопку на устройстве.

ЧТО ДЕЛАЮТ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ

Реле — это переключающее устройство, которое использует небольшой электрический ток для управления гораздо большим током во второй цепи.Другими словами, реле направляет питание на схему или компонент, когда оно включено.

Реле

обычно используются для компонентов, потребляющих большой ток, таких как фары, обогреватель заднего стекла, топливный насос, муфта компрессора кондиционера, вентилятор (ы) охлаждения, нагреватель и вентилятор вентилятора кондиционера, система ABS, цепь зажигания. , даже электростеклоподъемники, сиденья и клаксон.

Реле представляет собой не что иное, как небольшую прямоугольную коробку (обычно пластиковую, но также может быть металлическую) с магнитной катушкой, якорем и набором точек контакта внутри.Обычно в нижней части реле имеется четыре или пять плоских клемм, а на крышке может быть или нет простая схема подключения или другая идентификация, напечатанная на ней.

Когда на катушку внутри реле подается напряжение, катушка создает сильное магнитное поле и тянет якорь вниз, чтобы замкнуть точки контакта. Это позволяет напряжению проходить через выходную сторону реле на устройство, которым оно управляет.

Существует три основных типа реле:

* Обычно открытый тип.Якорь закрывается, когда на катушку подается питание, чтобы направить питание на цепь или компонент.

* Нормально закрытый. Якорь обычно закрыт и открывается, когда на реле подается питание, чтобы выключить цепь или компонент.

* Двойное реле. Этот тип реле направляет питание в одном направлении, когда оно выключено, и в другом, когда оно включено.

Многие автомобили используют более одного типа реле в конкретной цепи (например, цепь муфты компрессора кондиционера) и могут использовать одно и то же реле для управления более чем одним устройством.

ОТКАЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЛЕ

Реле, которые несут высокие нагрузки и постоянно включаются и выключаются, имеют более высокую интенсивность отказов, чем реле, которые редко используются или выдерживают только низкие нагрузки.

Если реле выходит из строя, оно предотвращает попадание энергии на устройство, которым оно управляет. В случае реле топливного насоса неисправное реле не позволит двигателю запуститься, потому что не будет давления топлива. Если реле вентилятора системы охлаждения выходит из строя, двигатель может перегреться, поскольку электрический вентилятор системы охлаждения никогда не включается.Если реле муфты компрессора кондиционера выходит из строя, компрессор не включается, и из кондиционера не будет поступать холодный воздух.

На большинстве автомобилей Chrysler, например, реле охлаждающего вентилятора должно быть включено, прежде чем на муфту компрессора кондиционера будет подано питание. Если реле вентилятора вышло из строя, это предотвратит работу как вентилятора, так и муфты компрессора.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА РЕЛЕ

Если электрический компонент не работает, первое, что всегда следует проверять, — это электрическая цепь, которая обеспечивает питание компонента.Начните с предохранителя (ов). Если предохранитель перегорел, скорее всего, проблема не только в предохранителе, а в коротком замыкании или электрической перегрузке в цепи или устройстве, которое он защищает. Замена предохранителя может решить проблему только временно — и если новый предохранитель сразу перегорает, это означает, что существует серьезная электрическая проблема, которая потребует дальнейшей диагностики.

Если все предохранители исправны и на компонент не подается питание, следующим элементом следует проверить реле для этого компонента.Во многих случаях подозрительное реле можно обойти с помощью перемычки с предохранителем, чтобы увидеть, восстанавливает ли перенаправление питания правильную работу устройства (например, при обходе реле топливного насоса, чтобы увидеть, будет ли топливный насос работать). Если обход реле восстанавливает нормальную работу, реле неисправно и его необходимо заменить.

Если шунтирование реле ничего не меняет, для поиска неисправности потребуется дальнейшая диагностика цепей питания и заземления, а также жгута проводов и компонентов цепи.Изучите электрическую схему автомобиля. Отследите поток энергии от батареи через любые переключатели или реле к компоненту и заземлению. Затем используйте мультиметр, чтобы проверить цепь между центром питания и заземлением батареи, используя клеммы предохранителя и / или реле в качестве точки доступа.

См. Раздел «Автомобильные электрические цепи» для получения дополнительной информации.

ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПРОВЕРКИ РЕЛЕ

Состояние многих реле можно проверить с помощью диагностического прибора.В зависимости от того, какие данные доступны через диагностический соединитель (DLC), вы можете увидеть «состояние переключателя» рассматриваемой цепи (например, охлаждающего вентилятора). Если PCM подает команду на включение вентилятора, но ничего не происходит, вы должны знать, что командная сторона схемы работает, но напряжение не поступает на вентилятор. Если диагностический прибор и система управления двигателем обеспечивают тесты исполнительных механизмов, вы можете запустить тесты с помощью диагностического прибора, чтобы увидеть, выполняется ли заданная функция или нет.

Реле также можно проверить с помощью омметра, чтобы убедиться, что катушка соответствует техническим характеристикам, а точки контакта обеспечивают непрерывность, когда катушка находится под напряжением. Как правило, большинство катушек реле должны иметь сопротивление от 40 до 80 Ом, но всегда проверяйте технические характеристики, чтобы быть уверенным. Если сопротивление выше нормального, катушка все еще может работать, но выходит из строя, или она может не работать при высоких электрических нагрузках. Если катушка не имеет сопротивления, она закорочена и вышла из строя. Бесконечное значение сопротивления скажет вам, что катушка разомкнута.Заменить реле.

Еще одна быстрая проверка — снять и встряхнуть реле. Если вы слышите что-то дребезжащее внутри, это означает, что якорь сломан и реле необходимо заменить.

Замена «заведомо исправное реле» на рассматриваемое — это еще один метод, который вы можете использовать для определения неисправности реле. Во многих случаях для разных цепей используются одинаковые реле. Таким образом, временная замена реле сообщит вам, работает реле или нет.

Нажатие на реле, которое «заедает», может заставить его работать, но если оно заедает, его следует заменить.

Иногда реле, которое должно открываться, застревает в закрытом положении при выключении зажигания. Это вызовет утечку тока, которая может разрядить аккумулятор за ночь. Один из способов найти такую ​​проблему — измерить паразитный ток утечки в батарее, когда зажигание и все аксессуары выключены. Это можно сделать на аккумуляторной батарее или в центре питания.Если нагрузка «выключенного ключа» превышает спецификации (обычно не более 50 миллиампер), в автомобиле может заедать реле. Вытягивая предохранители один за другим, вы сможете изолировать цепь, в которой протекает ток.

НЕИСПРАВНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОГО РЕЛЕ

* Реле вентилятора охлаждения на минивэнах Chrysler (конец 1980-х — начало 1990-х годов). Они часто выходят из строя в результате перегрева.

* Автомобили Chrysler LH. Эти автомобили имеют два вентилятора и два реле вентилятора (низкоскоростной и высокоскоростной).Реле низкоскоростного вентилятора часто выходит из строя, оставляя только высокоскоростной вентилятор при определенных рабочих условиях.

* Реле топливного насоса на различных моделях автомобилей Saturn может выйти из строя, что приведет к невозможности запуска. Реле обычно расположено на блоке предохранителей внутри автомобиля сбоку от консоли радиоприемника.

* Контроллеры вентилятора охлаждения Ford (Мустанги конца 1980-х — начала 1990-х годов и другие модели). Контроллер содержит реле вентилятора радиатора, реле вентилятора конденсатора кондиционера и реле муфты компрессора кондиционера.Когда оба вентилятора включены, они могут вытащить из контура столько силы тока, что ее не хватит, чтобы полностью задействовать муфту компрессора кондиционера. Решение здесь — добавить отдельное реле для муфты компрессора, чтобы она могла получать полное напряжение от батареи.

* Поздняя модель Ford с «интегрированным модулем управления реле» (IRCM). Этот модуль содержит два реле вентилятора, реле муфты компрессора кондиционера и реле топливного насоса. Из-за нагрева модуль может выйти из строя, что приведет к отключению охлаждающих вентиляторов, отключению кондиционера и / или к отсутствию топлива в зависимости от того, какой внутренний компонент вышел из строя.Реле не могут быть заменены отдельно в этом приложении, поэтому вашему клиенту понадобится совершенно новый модуль.

* 1996 минивэны GM FWD. Используются два реле вентилятора (низкая и высокая скорость). Если у транспортного средства только низкая или высокая скорость вентилятора, причина, вероятно, в неисправном реле вентилятора низкой или высокой скорости, а не в блоке резистора электродвигателя вентилятора.

ЗАМЕНА РЕЛЕ

Если реле вышло из строя, его необходимо заменить правильной деталью. Два разных реле могут выглядеть одинаково снаружи, но иметь разную разводку внутри или быть рассчитаны на работу с разными нагрузками.Установка не того реле для замены может привести к повреждению или преждевременному выходу из строя.

При идентификации реле вам может потребоваться указать номер детали OEM на реле, а также год, марку и модель транспортного средства.

Никогда не снимайте и не устанавливайте реле в цепи, на которую подается питание, так как это может вызвать скачок напряжения, который может повредить реле или другие электрические компоненты. Также рекомендуется нанести немного диэлектрической смазки на клеммы реле для предотвращения коррозии.

Другие электрические статьи:

Безопасность аккумулятора и запуск от внешнего источника (Прочтите в первую очередь !!!)

Проблемы с отключением аккумулятора (прочтите это ПЕРЕД отключением или заменой аккумулятора)

Диагностика разрядившегося аккумулятора

Тестирование аккумулятора

Проверка системы зарядки (проверка генератора)

Устранение неисправностей электрические проблемы

Электрические нагрузки для автомобильных систем, освещения и аксессуаров

Автомобильные электрические цепи

Испытание на падение напряжения

Устранение неполадок с электрическими окнами

Устранение неполадок в электронной приборной панели

Тест самопроверки по основам электрической системы

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше Carley Automotive Технические статьи

Часто задаваемые вопросы Предохранители — Fuseco

Предохранители

в первую очередь предназначены для защиты оборудования от двух опасных электрических событий.Это (1) перегрузки и (2) короткие замыкания (также известные как «сбои»). В случае перегрузки ток превышает нормальный рабочий ток, и если он остается там в течение определенного периода времени, плавкий элемент плавится и предохранитель размыкает цепь. В случае короткого замыкания нарастание тока настолько велико и быстро, что предохранитель обычно очень быстро размыкает цепь. Все качественные предохранители срабатывают при таких событиях и должны размыкать соответствующие цепи. Это традиционное и распространенное применение предохранителя.

Однако в некоторых цепях может произойти другое событие, которое оказалось чрезвычайно опасным… .. повышение температуры.

Во многих случаях применения высоковольтных предохранителей температура может составлять несколько 100 ° C, и обычно она может поглощаться плавкой вставкой и распределительным устройством. Однако в некоторых случаях температура внутренней части предохранителя может повышаться очень медленно. Вот некоторые из причин чрезмерного повышения температуры:

• Предохранители переключают ток короткого замыкания ниже их минимального тока отключения.
• Короткое замыкание между обмотками трансформатора может вызвать длительный ток короткого замыкания.
• Трансформатор работает выше предельной мощности.
• Номинальный ток предохранителя, выбранный для защиты трансформатора, слишком мал.
• Плохая связь.
• Допустимая нагрузка на плавкий предохранитель может быть снижена из-за переходных воздействий, повреждающих отдельные элементы системы плавких элементов.
• Отсутствие конвекции воздуха или плохой отвод тепла распределительным устройством.
• Другие факторы, вызывающие очень медленное увеличение тока в цепи в течение длительного периода времени.

Эта ситуация может быть катастрофической, поскольку плавкий элемент плавкого предохранителя может медленно расплавиться, не разделившись (дуга), чтобы разомкнуть цепь. Расплавленный металл все еще может проводить электричество, поэтому предохранитель останется проводящим, но элемент расплавился и искривился по сравнению с исходной конструкцией, поэтому он не может работать как термочувствительное устройство защиты цепи. Если ток продолжает медленно расти, оборудование не защищено предохранителем, что может привести к катастрофической ситуации.В качестве альтернативы, если в цепи действительно возникает перегрузка по току после того, как плавкий элемент плавкого предохранителя расплавился, его работа будет непредсказуемой и ненадежной. Кроме того, продолжающийся тепловой стресс вызывает значительную нагрузку на распределительное оборудование и приводит к его старению.

Во время тестирования IEC420, SIBA сочло, что было бы очень выгодно снизить температуру во время и после прерывания тока для защиты распределительного устройства. SIBA сделала две вещи, чтобы справиться с этой потенциальной ситуацией.

(1) SIBA разработала активатор плавления, который снизил внутреннюю рабочую температуру разрыва предохранителя с 960 ° C до гораздо более низких 230 ° C.Теперь размыкание распределительного устройства больше не происходит из-за дуги в плавильном элементе, а запускается механизм ударного штифта активатором плавления, который, в свою очередь, воздействует на 3-полюсный расцепитель без срабатывания распределительного устройства.

(2) Разработка активатора плавления позволила использовать новый тип устройства ограничения температуры в предохранителе для активации ударного штифта, который, в свою очередь, приводит в действие реле, защищающее объект. Этот механизм ограничителя температуры является уникальной технологией бренда SIBA и быстро стал предпочтительным выбором для инженеров-электриков во всем мире.Рабочие точки ограничителя температуры находятся в диапазоне, в котором повышение температуры продолжается более 10 минут.

Между прочим, некоторые производители высоковольтных предохранителей все еще используют старую технологию пиротехнических устройств для приведения в действие ударника предохранителя. Компания SIBA считает, что система механического подпружиненного ударного пальца является гораздо более надежной и эффективной системой, и в эту систему включен механизм ограничения температуры.

Функция ограничения температуры в сочетании с тем фактом, что все предохранители SIBA производятся в Германии в соответствии с высочайшими стандартами, означает, что высоковольтные предохранители SIBA представляют собой отличную ценность и надежность.

Что нужно знать

В то время как автоматические выключатели становятся все более заметными в конструкции 12-вольтовых систем, предохранители остаются распространенной и полезной технологией. Если вы не уверены в своих предохранителях, вот обзор того, где они подходят для защиты автомобильных цепей.

Использование и типы

Согласно «Fuseology» от Littelfuse «, предохранитель служит жертвенным устройством. Внутри предохранителя находится проводящая полоса материала, которая плавится при перегрузке предохранителя, что также называется его отключающей способностью.«Если система перегружается или закорачивается, предохранитель размыкает цепь или« размыкается »для защиты более крупной системы.

В автомобильной электротехнике подавляющее большинство предохранителей представляют собой плавкие предохранители «ножевого» типа, состоящие из двух штырей, которые вставляются в небольшую вилку. Однако использование предохранителей с болтовым креплением расширилось, поскольку все больше автомобилей оснащаются аксессуарами, требующими более высокой пропускной способности по току, а картриджные предохранители стали популярными в ситуациях, когда для оптимального использования пространства требуются меньшие размеры.

Предохранители ножевого типа ATO / ATC

Размеры и сила тока

Blade-предохранители (показаны справа) бывают шести размеров, от самых маленьких до самых больших: Micro2 ^® , Micro3 ^® , Low Profile MINI ^® , MINI ^® , ATO ^® / ATC ^® (также называемый «обычным») и MAXI ^® или MAX. Плавкие предохранители обеспечивают защиту при номинальном токе до 80 А.

Предохранители с болтовым креплением (показаны слева) обеспечивают защиту от 30 до 600 А и идеально подходят для защиты аккумуляторной батареи и цепи генератора.Их называют «болтами вниз», потому что они должны быть прикреплены к держателю предохранителя с помощью винта, гайки или болта.

Картриджные предохранители

(показаны справа) обеспечивают увеличенную временную задержку и защиту от падения напряжения и обычно имеют компактные размеры для экономии места и веса. Они обеспечивают защиту от 15А до 70А.

Сила тока всех автомобильных предохранителей указана на верхней части предохранителя. Если вы снимете крышку автомобильного блока предохранителей, это будет первое, что вы увидите. Каждому уровню силы тока соответствует определенный цвет.Предохранители лезвийного типа используют универсальную цветовую схему для всех производителей. Однако для предохранителей с болтовым креплением и картриджных предохранителей цветовая схема может варьироваться в зависимости от производителя. Например, чистый предохранитель MINI означает 25 А, а чистый предохранитель MAXI означает 80 А.

Как ни странно, номинальный ток не обязательно соответствует размеру предохранителя. Предохранители стандартного размера начинаются с 0,5 А и доходят до 40 А, а предохранители Micro2 имеют диапазон от 5 до 30 А. Чтобы избежать проблем, любой, кто обслуживает транспортные средства, включая водителей, которые могут быть вынуждены сделать срочный ремонт, должен следить за тем, чтобы они соответствовали как размеру, так и цвету.

Чтобы выбрать правильную силу тока предохранителя в пределах диапазона, начните с расчета максимальной и минимальной силы тока предохранителя и взятия числа, близкого к середине диапазона. Также могут помочь таблицы выбора предохранителей, подобные приведенным ниже, от Littelfuse и Eaton.

( Щелкните изображение, чтобы увеличить )

Рабочая температура

Номинальный ток предохранителя обычно снижается на 25% для работы при 25 ° C (77 ° F), чтобы избежать неприятного сгорания.Например, предохранитель с номинальным током 10 А обычно не рекомендуется для работы при токе более 7,5 А в окружающей среде 25 ° C. Имейте в виду, что при повышении рабочей температуры выше 25 ° C (77 ° F) предохранители будут реагировать быстрее, а при понижении температуры предохранители будут реагировать медленнее, как подробно описано на стр. 61 «Fuseology».

Установка и замена предохранителей

После того, как плавкий элемент сломался, его нельзя использовать повторно. Перерыв предохранителя может произойти по разным причинам, таким как короткое замыкание в электрической системе, изношенная проводка, контакт проводника с элементами или неисправность электрического устройства и перегрузка цепи.Если перерыв предохранителя повторяется, это признак того, что вам, возможно, придется проверить его на короткое замыкание или перегрузку.

Самое важное, что нужно помнить при включении автомобильного предохранителя, — это убедиться, что автомобиль выключен, иначе может возникнуть дуга. Также имейте в виду, что предохранители бывают из самых разных материалов и имеют разную силу тока. Если вы не уверены, какой предохранитель требуется, обратитесь к руководству пользователя или к специалисту по автомобилестроению.

Срок службы предохранителя

Не все предохранители созданы одинаковыми, но на все влияет ток перегрузки и продолжительность их работы.Никакой предохранитель не вечен. Даже идеальная электрическая система, которая никогда не перегружается, в конечном итоге изнашивает предохранитель. Другие факторы включают:

• Среды с высокими или низкими температурами.
• Pulse: Электрические подстанции, например, вырабатывают электрические импульсы низкого уровня, которые могут ослабить предохранители в транспортных средствах, обычно припаркованных поблизости.
• Пусковой ток, превышающий значение, на которое рассчитаны провода или оборудование.
• Непрерывные падения напряжения, которые часто возникают из-за неправильного спаривания предохранителя и сечения провода (для правильного сопряжения обратитесь к таблице сечения проводов при выборе предохранителя).

Если часть оборудования начинает перегорать предохранители с большей скоростью, но короткое замыкание или перегрузка не обнаруживаются, виноваты один или несколько из этих факторов.

Надлежащая защита цепей часто является разницей между оборудованием, которое продолжает работать, и оборудованием, которое постоянно не работает.