Для чего и как применяются плавкие предохранители. Для чего применяются плавкие предохранители

Предохранители плавкие. Назначение и принцип работы плавких предохранителей.

Предохранитель — коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

В большей части конструкций отключение цепи осуществляется путем расплавления плавкой вставки, которая нагревается непосредственно током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную.) Эта операция производится вручную либо автоматически. В последнем случае заменяется весь предохранитель.

 

Рис. 5-1. Времятоковая характеристика предохранителей серии ПН-2

Предохранители появились одновременно с электрическими сетями. Простота устройства и обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность, небольшая стоимость обеспечили очень широкое их применение. Предохранители низкого напряжения изготовляются на токи от миллиампер до тысяч ампер и на напряжение до 660 В, а предохранители высокого напряжения — до 35 кВ и выше.

Широкое применение предохранителей в самых различных областях народного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Однако несмотря на это, все они имеют следующие основные [элементы: корпус или несущую деталь, плавкую вставку, контактное присоединительное устройство, дугогасительное устройство или дугогасительную среду.

Важнейшей характеристикой предохранителя является зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока времятоковая характеристика (рис. 5-1).

Предохранитель работает в двух резко отличных режимах: в нормальных условиях ив условиях перегрузок и коротких замыканий. В первом случае нагрев вставки имеет характер установившегося процесса, при котором вся выделяемая в ней теплота отдается в окружающую среду. При этом кроме вставки нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений. Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки 1ном.. Он может быть отличным от номинального тока самого предохранителя.

Обычно в один и тот же предохранитель можно вставлять плавкие вставки на различные номинальные токи. Номинальный ток предохранителя, указанный на нем, равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Защитные свойства предохранителя при перегрузках нормируются. Для предохранителей обычного быстродействия задаются условный ток неплавления - ток, при протекании которого в течение определенного времени плавкая вставка не должна перегореть, и условный ток плавления — ток, при протекании которого в течение скрепленного времени плавкая вставка должна перегореть. Например, для предохранителя с плавкими вставками на номинальные токи 63—100 А плавкие вставки не должны перегореть при протекании тока 1,3 Iном в течение одного часа, а при токе 1,6Iном должны перегореть за время до одного часа.

При токах, превышающих условный ток плавления, предохранитель должен сработать в соответствии с времятоковой характеристикой. С ростом тока степень ускорения перегорания плавкой вставки должна возрастать намного быстрее тока Для получения такой характеристики придают вставке специальную форму или используют металлургический эффект.

Вставку выполняют в виде пластинки с вырезами (рис. 5-2, а), уменьшающими ее сечение на отдельных участках. На этих суженных участках выделяется больше теплоты, чем на широких. При номинальном токе избыточная теплота вследствие теплопроводности материала вставки успевает распространиться к более широким частям, и вся вставка имеет практически одну температуру. При перегрузках (I≈I∞max) нагрев суженных участков идет быстрее; так как только часть теплоты успевает отводиться к широким участкам. Плавкая вставка плавится в одном самом горячем месте (рис. 5-2,б). При коротком замыкании (I>>I∞) нагрев суженных участков идет настолько интенсивно, что практически отводом теплоты от них можно пренебречь. Плавкая вставка перегорает одновременно во всех или в нескольких суженных местах (рис. 5-2, в).

 

 

Рис. 5-2. Распределение температур (а) и места перегорания фигурных плавких вставок при перегрузках (б) и при коротких замыканиях (в).

 

Во многих конструкциях плавкой вставке 1 придается такая форма (рис 5-3 а) при которой электродинамические силы F, возникающие при токах короткого замыкания, разрывают вставку еще до того, как она успевает расплавиться На рисунке место разрыва обозначено кружком. Этот участок выполняется меньшего сечения. При токах перегрузки электродинамические силы малы и плавкая вставка плавится в суженном месте. В конструкции, показанной на рис. 5-3,б ускорение отключения цепи при перегрузках и коротких замыканиях достигается за счет пружины 2, разрывающей вставку; при размягчении-металле на суженных участках до того, как происходит плавление этих участков.

Металлургический эффект заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) способны в расплавленном состоянии растворять некоторые тугоплавкие металлы (медь, серебро и др.). Полученный таким образом раствор обладает иными характеристиками, чем исходные материалы (например большим электрическим сопротивлением и пониженной температурой плавления) Указанное явление используется в предохранителях с вставками из ряда параллельных проволок.

 

 

Рис. 5-3. Примеры форм плавких вставок с ускоренным их разрывом.

 

Для ускорения плавления вставки при перегрузках и снижения общей температуры всей вставки при ее плавлении на проволоки напаиваются небольшие оловянные щарики. При токах перегрузки, когда температура вставки достигает температуры плавления олова, шарик, расплавляется и растворяет, часть металла, на котором он напаян. Происходит местное увеличение сопротивления вставки и снижение температуры плавления-металла, в этом месте. Вставка перегорает в том месте, где был наплавлен шарик. При этом температура всей вставки оказывается намного ниже температуры плавления металла, из которого она выполнена. В номинальном режиме шарик практически не влияет на температуру нагрева вставки.

Этот способ получения требуемой времятоковой характеристики может применяться при тонких вставках, например при диаметре шарика 1 мм для проволок диаметром 0,3 мм и диаметре шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается.

Рассмотренные способы ускорения перегорания вставки при токах перегрузки и коротких замыканиях обусловливают одно весьма существенное достоинство плавких предохранителей - их токоограничивающее действие. Плавкая вставка перегорает много раньше, чем ток в цепи при коротком замыкании успевает достигнуть установившегося значения iуст. Таким образом, ток короткого замыкания ограничивается в 2—5 раз и тем самым снижается разрушительное действие электродинамических сил. Если при возможном установившемся токе короткого замыкания 25 кА плавкая вставка перегорела при 8 кА, то значение электродинамических сил в цепи ограничено более чем в 9 раз. Токоограничивающее действие плавких вставок с использованием металлургического эффекта ниже, чем при других способах токоограничения.

Гашение электрической дуги, возникающей после перегорания плавкой вставки, должно быть осуществлено в возможно короткое время. Время гашения дуги зависит от конструкции предохранителя и принятого способа гашения. Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отключить без каких-либо повреждений или деформаций, препятствующих его дальнейшей исправной работе после смены плавкой вставки, называют предельным током отключения предохранителя.

В современных предохранителях с закрытыми патронами без наполнителя дуга гасится за счет высокого давления, возникающего в патроне вследствие появления дуги, а при наличии наполнителя — за счет интенсивного охлаждения дуги наполнителем и высокого давления, вызываемого дугой в узких каналах наполнителя. При этом гашение дуги происходит в ограниченном объеме патрона предохранителя. За пределы патрона не выбрасываются ни пламя дуги, ни ионизированные газы.

Достаточно совершенная система дугогашения совместно с токоограничивающим действием вставки обусловливают неограниченную отключающую способность плавких предохранителей. Это не значит, что предохранители могут отключать сколь угодно большие токи короткого замыкания. Неограниченную отключающую способность следует понимать так: плавкие предохранители могут применяться для защиты цепей, в которых установившийся ток короткого замыкания мог бы достигнуть очень больших значений (в современных крупных энергоустановках можно предполагать 200-500 кА). Плавкие вставки изготовляют из свинца, сплавов свинца с оловом, цинка, меди, серебра и др. Вставки из легкоплавких металлов (свинец, цинк - температура плавления 200-420 °С) позволяют получить невысокую температуру всего предохранителя, однако они обладают невысокой проводимостью и получаются значительных сечений, особенно при больших номинальных токах. Широко распространены цинковые вставки. Пары цинка имеют относительно высокий потенциал ионизации, что способствует гашению дуги. Вставки из меди и серебра получаются меньшего сечения, но недостатком их является высокая температура плавления, что приводит при токах перегрузки к сильному нагреву и быстрому разрушению деталей предохранителя. Медные плавкие вставки должны обязательно иметь антикоррозионное покрытие. В противном случае окисление приведет к постепенному уменьшению сечения вставки и несвоевременному перегоранию.

Применение параллельных плавких вставок (при больших токах) позволяет при том же суммарном поперечном сечении их получить большую поверхность охлаждения, тем самым улучшить условия охлаждения вставок и лучше использовать объем наполнителя (в предохранителях с наполнителем).

 

 

www.eti.su

как работают и где применяются, достоинства и недостатки приборов

Предохранитель — защитный элемент, который помогает предотвратить развитие какой-либо аварии. Вариантов этого прибора существует несколько: электромеханические, электронные, самовосстанавливающиеся и плавкие. Последние являются одним из самых распространенных вариантов. Чтобы понять, для чего применяются плавкие предохранители, необходимо изучить их свойства и особенности использования.

Общие характеристики

Плавкий предохранитель — это одноразовый компонент, который защищает источник тока от излишней нагрузки, являясь самым слабым звеном в сети. Элементы такого типа используются почти во всех электросетях.

Чтобы понять, как работает плавкий предохранитель, следует изучить его строение и функции.

Этот небольшой прибор состоит из отрезка проволоки, который рассчитан на прохождение тока не выше определенного значения. Если сила тока увеличивается, то специальная плавкая вставка начинает расплавляться или даже испаряется. Таким образом, происходит разрыв в электрической цепи.

Плавкие компоненты — это надежный и дешевый способ защитить свою технику. Конструкция такого защитного элемента включает в себя корпус — базовую деталь, которая обеспечивает подключение предохранителя к электрической цепи. Изготавливается обычно из специальных сортов керамики или стекла. Основа предохранителя — особая плавкая вставка, токопроводящий элемент, который состоит из сплава таких металлов, как цинк, медь, свинец и железо.

Помимо плавкого участка, на корпусе также расположено устройство для управления расплавляющимся элементом, датчик срабатывания, небольшая табличка с указанием модели и типа. Кроме всего прочего, корпус имеет функцию камеры гашения электрической дуги.

Любой предохранительный элемент обладает специальной маркировкой, которая указывает:

1. Степень или интервал защиты. Например, а — защита от короткого замыкания, g — защита от перегрузки.
2. Вид и устройства и основные сферы его применения. Например, G — универсальное устройство, B — для защиты горного оборудования, Tr — для трансформаторов и так далее.

Разновидности приборов

Плавкие предохранители с успехом используются в качестве защитной аппаратуры среди систем электроснабжения. Чаще всего их применяют в домах старого жилищного фонда, а также на производстве.

Главное преимущество этого прибора — низкая стоимость и простота в обслуживании. Классификаций очень много и единой системы не существует.

Но все же плавкие предохранительные элементы различаются:

1. По типу исполнения — разборные и неразборные.
2. По наполнению: наполненные и ненаполненные. Наиболее часто для наполнения используют кварцевый песок, так как он хорошо гасит дугу.
3. По рабочим характеристикам: полупроводниковые, низковольтные, на среднее или высокое напряжение. Полупроводниковые или быстродействующие имеют очень быстрое время срабатывания, поэтому очень популярны. Низковольтные модели используются для контроля цепей с напряжением до 1 кВ. Видами, рассчитанными на низкое напряжение, пользуются для защиты трансформаторов, двигателей и батарей от излишней нагрузки до 30 кВ. Что касается промышленных объектов, то там практикуется эксплуатация предохранителей, которые рассчитаны на высокое напряжение.
4. По виду: вилочные, пробковые, ножевые, кварцевые и т. д. Вид прибора определяется в основном сферой использования. Например, вилочные используют в автомобилях, пробковые — для приборов освещения и маломощных двигателей.

Преимущества и недостатки

Плавкие предохранители, как и все приборы, используемые в нашей жизни, имеют достоинства и недочеты. К положительным характеристикам этого маленького, но такого важного элемента, можно отнести:

1. Простую конструкцию, которая исключает поломку механизма.
2. Слабую скорость действия, поэтому плавкие вставки используют для избирательности.
3. Сохранение свойств после замены предохранителя, в то время как подгоревшие контакты автомата значительно изменяют характеристики защиты.
4. Отключение тока только в одной фазе — аварийной (если в асимметричной цепи имеется 3 фазы). В других фазах питание сохранится.

Что касается недостатков, то они тоже имеются. Например:

1. Одноразовое применение без возможности ремонта.
2. Конструкция предохранителя, позволяющая недобросовестным мастерам производить шунтирование, что повышает вероятность возгорания проводки.
3. Перекос фаз при значительных токах.
4. Возможность незаконной установки предохранителя на повышенное значение тока.

Несмотря на все изъяны данных элементов, плавкие предохранители — это незаменимая деталь многих приборов электрической сети. При правильном выборе элемент обеспечит защиту оборудования не только от короткого замыкания и повреждений, но и от возгорания и пожара.

220v.guru

Устройство и применение плавких предохранителей

Плавкий предохранитель является простейшим устройством для защиты электроустановок от больших перегрузок и коротких замыканий. Во всех случаях, когда предохранители могут обеспечить необходимую чувствительность защиты, рекомендуется использовать их вместо автоматических выключателей. К основным параметрам предохранителей относятся номинальный ток, номинальное напряжение и предельно отключаемый ток.Принцип действия предохранителя прост.

Схемы форм плавких вставок быстродействующих предохранителей.

Его плавкая вставка при протекании по ней тока нагревается. Во время перегрузки или короткого замыкания она перегорает. Цепь тока при этом разрывается. Чтобы при перегорании плавкой вставки не появилась опасная электрическая дуга, которая может повредить оборудование или представить опасность для обслуживающего персонала, она помещается в фарфоровые трубки. Плавкие вставки предохранителей изготавливают из свинца, его сплавов, цинка, алюминия, меди, серебра.

Плавкие вставки из свинца и его сплавов имеют низкую температуру плавления, а также обладают тепловой инерцией ввиду большой удельной теплоемкости этих металлов. Поэтому краткие перегрузки такие плавкие вставки не отключают. Но, с другой стороны, из-за сравнительно высокого удельного сопротивления этих материалов сечение плавких вставок на большие токи получается большим и при их перегорании разбрызгивается большое количество металла. Область применения таких вставок — напряжение до 500 В.

Типы предохранителей.

По своей конструкции предохранители могут быть резьбового типа (пробочные) или трубчатые. Основание  пластмассовое, крепится к несущей конструкции винтом. Внутри трубки  (ВТФ) находится сухой кварцевый песок. Трубка  устанавливается в отверстие  крышки предохранителя.

Для нормальных предохранителей, кроме пробок с плавкими вставками выпускаются пробочные автоматы, которые ввертываются в то же основание вместо пробок. При перегрузке и коротких замыканиях в линии автомат отключает линию своими контактами. Цепь восстанавливается нажатием на кнопку. Кнопка служит, для отключения цепи (вместо выключателя). Широкое применение находят автоматы АБ-25.

Для бытовых нужд выпускаются выключатели со степенями защиты IP 20 для открытых и закрытых электрических проводок. Кроме того для скрытых проводок могут использоваться выключатели IP 54.

Большой диапазон конструктивных особенностей выключателей и переключателей, а также их внешнее и цветовое оформление позволяет осуществить их подбор в соответствии с назначением, интерьером помещения, а также обеспечивает удобство и надежность при эксплуатации. Для переносных и напольных (торшеров) светильников часто применяют выключатели и переключатели, устанавливаемые непосредственно на проводе. Они могут быть рычажными, кнопочными.

При непосредственном размещении на светильнике иногда используют шнуровые выключатели. Клавишные механизмы выключателей чаще используют в качестве настенных. Лучше всего устанавливать выключатели таким образом, чтобы включение происходило нажатием верхней кнопки, воздействия на верхнюю часть клавиши или перевода рычага в верхнее положение (при применении рычажных изделий).

Поделитесь полезной статьей:

Top

fazaa.ru

Плавкие предохранители - Источники электроснабжения

Плавкие предохранители применяются главным образом для защиты электрических установок от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок с помощью плавких предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по пропускной способности — примерно на 25% больше номинального тока плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают в течение 1 ч и более нагрузки, превышающие на 30—50% номинальные токи плавких вставок.

Для оперативных включений и отключений цепей последовательно с плавкими предохранителями включают какие-либо выключатели, например рубильник.

После отключения цепи плавкая вставка должна быть заменена вручную.

У всех плавких предохранителей имеются следующие элементы: корпус, плавкая вставка, контактная часть, дугогасительное устройство или дугогасительная среда.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т. е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы (в один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие вставки на различные номинальные токи). Под номинальным током предохранителя понимают ток, на который рассчитаны его токоведущие и контактные части. Чем больше ток, тем меньше время плавления вставки.

Зависимость времени плавления от тока называется защитной характеристикой предохранителей (смотрите рисунок ниже).

Минимальный ток, при котором срабатывает (плавится) предохранитель, называется пограничным током Iпогр. За пограничный принимается такой ток, при котором время плавления вставки предохранителя превышает 1 ч.

Номинальный ток плавкой вставки (т. е. ток, на который рассчитана сама плавкая вставка) выбирается так, чтобы в нормальном режиме и при кратковременных допускаемых перегрузках отключение не происходило, а при длительных перегрузках и к. з. цепь отключалась возможно быстрее.

Наибольшее распространение получили два типа таких предохранителей: без заполнителя и с заполнителем. Предохранители с патронами без заполнителей серии ПР-2 легко перезаряжаются, что является их достоинством. Но их защитная характеристика нестабильна вследствие того, что контакт плавкой вставки с ножами патрона зависит от степени затяжки болтов. Они изготовляются на 200 и 500 В и токи патронов 15—1000 А. Предельный ток отключения лежит в пределах 1200—2000 А.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Подвесные изоляторы предназначаются для крепления проводов воздушных линий (BЛ). Для BЛ применяются следующие типы изоляторов: при напряжении 6—10 кВ — штыревые фарфоровые и стеклянные ШФ 6-А и ШФ НО-А, ШФ 10-5, ШСС-10 и ШССЛ-10; при напряжении 20—35 кВ — штыревые фарфоровые ШФ 20-А, ШФ 20-Б, ШФ 35-А, ШФ 25-Б, ШФ 35-В, СШ-35; при напряжении от…

Для защиты электрических устройств от перенапряжения применяются молниеотводы и разрядники. При грозовом разряде вблизи воздушной линии электропередачи в проводах линии индуктируется напряжение, измеряемое десятками тысяч и даже миллионами вольт. Волны перенапряжений, распространяясь по проводам линии, могут причинить большой ущерб электроустановкам, с которыми связана ЛЭП. В зависимости от необходимых мер противогрозовой защиты все сооружения разделяются на…

При возникновении на токоведущих частях установки перенапряжения искровые промежутки пробиваются, и перенапряжение оказывается приложенным к вилитовым дискам. При этом сопротивление вилита резко уменьшается, и волна перенапряжения отводится в землю. При восстановлении нормального напряжения восстанавливается диэлектрическая прочность вилита, и ток на землю прекращается. Шины В распределительных устройствах применяются медные, алюминиевые и стальные шины. Медь отличается относительно…

Трансформаторы напряжения рассчитываются на номинальное напряжение вторичной обмотки 100 В (при номинальном напряжении, приложенном к первичной обмотке). На рисунке ниже – а показаны внешний вид одной из конструкций трансформатора напряжения и схема включения (на рисунке ниже б, в). Трехфазный трансформатор напряжения а — общий вид; б и в — схемы включения измерительных приборов. Включение измерительных…

Выключатели бакового типа в последнее время все больше вытесняются масляными выключателями горшкового типа с малым объемом масла (смотрите рисунок ниже), которые значительно компактнее и безопаснее в отношении взрыва. Каждая фаза трехфазного выключателя расположена в отдельном стальном цилиндре (горшке) 3, закрепленном на опорных изоляторах 2, установленных на общей заземленной стальной раме 1. Когда выключатель включен, ток…

www.ktovdome.ru

1.2 Область применения предохранителя.

Предохранители находят самое широкое применение при эксплуатации электрооборудования как бытового, так и промышленного применения. Предохранители могут встраиваться в комплектные устройства. Выпускаемые промышленностью предохранители рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий. Предохранители изготовляются для разных рабочих напряжений, с плавкой вставкой, вставки могут быть неразборными, с различными наполнителями. Плавкие вставки изготовляются из меди, цинка, свинца или серебра. В современных наиболее совершенных предохранителях отдают предпочтение медным вставкам с оловянным растворителем. Широко распространены также цинковые вставки. Медные вставки для предохранителей наиболее удобны, просты и дешевы. Улучшение их характеристик достигается наплавлением оловянного шарика в определенном месте, примерно в середине вставки. Такие вставки применяются, например, в упомянутой серии насыпных предохранителей ПН-2. Олово плавится при температуре 232°, значительно меньшей, чем температура плавления меди, и растворяет медь вставки в месте соприкосновения с нею. Появляющаяся при этом дуга уже расплавляет всю вставку и гасится. Цепь тока оказывается отключенной. Таким образом, наплавление оловянного шарика приводит к следующему. Во-первых, медные вставки начинают реагировать с выдержкой времени на столь малые перегрузки, на которые они при отсутствии растворителя вовсе не реагировали бы. Например, медная проволока диаметром 0,25 мм с растворителем расплавилась при температуре 280° за 120 мин. Во-вторых, при одной и той же достаточно большой температуре (т. е. при одинаковой нагрузке) вставки с растворителем реагируют много быстрее, чем вставки без растворителя. Например, медная проволока диаметром 0,25 мм без растворителя при средней температуре 1 000° расплавилась за 120 мин, а такая же проволока, но с растворителем при средней температуре только 650°, расплавилась всего за 4 мин. Применение оловянного растворителя позволяет иметь надежные и дешевые медные вставки, работающие при сравнительно низкой эксплуатационной температуре, имеющие относительно малый объем и вес металла (что благоприятствует коммутационной способности предохранителя) и в то же время обладающие большим быстродействием при больших перегрузках и реагирующие с выдержкой времени на относительно малые перегрузки. Цинк часто используется для изготовления плавких вставок. В частности, такие вставки применяются в упомянутой серии предохранителей ПР-2. Вставки из цинка более устойчивы против коррозии. Поэтому, несмотря на относительно малую температуру плавления, для них, вообще говоря, можно было бы допустить такую же предельную эксплуатационную температуру, как для меди (250°), и конструировать вставки с меньшим сечением. Однако электрическое сопротивление цинка примерно в 3,4 раза больше, чем у меди. Чтобы сохранить ту же температуру, надо уменьшить потери энергии в ней, соответственно увеличив ее сечение. Вставка получается значительно более массивной. Это при прочих равных условиях приводит к понижению коммутационной способности предохранителя. Кроме того, при массивной вставке с температурой 250° не удалось бы в тех же габаритах удержать на допустимом уровне температуру патрона и контактов.

Все это заставляет снизить предельную температуру цинковых вставок до 200°, а для этого — еще больше увеличивать сечение вставки. В итоге предохранители с цинковыми вставками при тех же размерах обладают значительно меньшей устойчивостью к токам короткого замыкания, чем предохранители с медными вставками и оловянными растворителями. Помимо перечисленных предохранителей тра­диционного исполнения в особую группу можно выделить жидкометаллические предохранители и предохранители инерционного типа. В жидкометаллическом предохранителе в качестве плавкого элемента применяется жидкий металл (галлий, сплав галлий/индий/олово и др.), которым запол­няется канал расчетного по рабочему току сечения в герметизированном и вакуумированном патроне. Предохранитель электрически (последовательно) и механически связан с защитным аппаратом, на­пример, автоматическим выключателем. При сра­батывании такого предохранителя металл из жид­кого состояния переходит в парообразное. Возни­кающее при этом в патроне давление через специальный шток воздействует на расцепитель автоматического выключателя, который и осущест­вляет отключение электрической цепи. Сразу же после этого пары металла вновь переходят в жидкое состояние (через 0,5–2 мс) и предохранитель готов к повторному срабатыванию. Инерционные предо­хранители от обычных отличаются наличием двух вставок разного сечения и исполнения, которые обеспечивают защиту потребителя (наиболее часто – асинхронные двигатели) как при значительных токах короткого замыкания, так и при сравнитель­но небольших токах перегрузки. Следует подчеркнуть, что в настоящее время (и скорее всего в обозримом будущем эта тенденция сохранится ) предохранитель чаще всего применя­ется либо как аппарат защиты от токов короткого замыкания, либо как аппарат защиты от предельно больших токов короткого замыкания при совмест­ном действии с автоматическим выключателем (по схеме: предвключенный предохранитель с автома­тическим выключателем).

studfiles.net

Принцип действия, устройство и назначение предохранителей

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи.

После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически заменой всего предохранителя.

Основными элементами предохранителя являются: корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Предохранители изготовляются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т.е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000 А.

В нормальном режиме теплота, выделяемая током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду и температура всех частей предохранителя не превышает допустимую. При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (времятоковой) характеристикой предохранителя.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока (ГОСТ 17242—79Е). Например, при номинальных токах 10—25 А плавкая вставка не должна расплавляться в течение 1 ч при токах 130% номинального и должна расплавляться в течение того же времени при токах 175% номинального.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются плавкие вставки из разного материала, специальной формы, а также используется металлургический эффект.

Наиболее распространенными материалами плавких вставок являются медь, цинк, алюминий, свинец и серебро.

Источник: Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций

electrichelp.ru

Что такое плавкие предохранители и зачем они нужны?

Устройство, состоящее из плавкого металлического элемента в виде тонкой пластины или проволоки и корпуса с контактным устройством называют предохранителем. Он предназначен для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания.

Длительное протекание тока – нормальный режим работы плавкой вставки. Но при увеличении нагрузки выше номинальной или возникновения короткого замыкания (Iсети>Iвставки) металл нагревается до температуры плавления и, расплавляясь, разрывает цепь. В отличии от автоматического выключателя плавкая вставка является одноразовой и при ее срабатывании подлежит замене на новую.

Изготавливают плавкие вставки, как правило из сплава свинца с медью, с оловом, а также с другими металлами. Медные  вставки перед установкой лудят, чтоб избежать окисления металла и ухудшения его проводящих свойств. Они имеют малое поперечное сечение, так как имеют малое сопротивление. Довольно большое количество предохранителей снабжают дугогасительными средствами внутри их корпуса (например фибра или кварцевый песок). Ток, на который рассчитывается плавкая вставка, называют номинальным током плавкой вставки Iвставки, в отличии от номинального предохранителя Iпредохр., на который рассчитывается токоведущие части устройства, а также контактные и дугогасительные.

Время перегорания плавкой вставки зависит от протекаемого через нее тока, а зависимость этого тока от времени перегорания t=f(I) называют защитной характеристикой. Она показана ниже:

На рисунке показаны характеристики двух различных предохранителей 1 и 2. У них разные номинальные токи и как видим из графика при одном и том же токе перегрузки устройство 1 перегорит быстрее чем 2. Соответственно чем меньше номинал устройства, тем быстрей оно перегорит. Это свойство позволяет обеспечивать селективную защиту электрических цепей.

По конструктивным особенностям можно выделить трубчатые и пробочные предохранители.

Трубчатые – выполняют закрытыми с корпусами из газогенерирующего материала – фибры, при повышении температуры он создает в трубке большое давление за счет чего происходит разрыв цепи. Предохранитель типа ПР:

Где: 1 – контакты замыкающие, 2 – латунные колпаки, 3 – кольца латунные, 4 – плавкая вставка, 5 – трубка фибровая.

Такое устройство состоит из плавкой вставки 4, которая заключается в фибровую трубку разборного типа 5, армированную концевыми латунными кольцами 2, которые замыкают контакты 1.

Пробочные предохранители применяют, как правило, в осветительных установках, для защиты бытовых потребителей (электросчетчики), а также для электродвигателей малой и средней мощности. Способом крепления плавкой вставки они отличаются от трубчатых.

Также существуют самовосстанавливающиеся предохранители. Суть их работы состоит в том, что при нагревании они резко изменяют свое сопротивление в большую сторону, что приводит к разрыву цепи. Как только температура их снижается до рабочей, сопротивление уменьшается и цепь замыкается снова. За основу их конструкции взяты полимерные материалы, которые обладают кристаллической решеткой при нормальном температурном режиме работы и резко переходят в аморфное состояние при нагревании.

Такие предохранители получили широкое распространение в цифровой технике (компьютеры, мобильные телефоны, системы АСУ ТП). В виду большой стоимости в силовых цепях, как правило, не применяются. Они очень удобны, так как не требуют замены после разрыва цепи.

Довольно много электриков во избежание частого перегорания плавких вставок делают так называемые «жучки» — вместо специального сплава плавкой вставки прикрепляют обычную проволоку малого сечения. Этого делать не следует, потому что время перегорания сплава и обычной  проволоки такого же сечения могут сильно разнится, что может привести к печальным последствиям. Поэтому если у вас часто срабатывают предохранители, следует установить причину их срабатывания, а не пытаться загрубить защиту путем установки «жучков».

Также про устройство и работу предохранителей вы можете посмотреть здесь:

elenergi.ru

---

• 
  А ввг
• 
  Химия элементарные частицы
• 
  Потери в проводах напряжения
• 
  Конденсаторы что это такое
• 
  Соединение треугольником и звездой формулы
• 
  Глобальный ядерный удар по земле 200 лет назад версия
• 
  Список аэс россии на карте
• 
  Перерасчет по электроэнергии одн
• 
  Схема светильника аварийного освещения с аккумулятором
• 
  На улицу светильники
• 
  Как найти направление индукционного тока