Плавкие предохранители это: виды и типы, выбор плавкой вставки, маркировка и обозначение

Как устроен плавкий предохранитель и для чего используется

Плавкий предохранитель необходим для того, чтобы обеспечить безопасность и защиту различным элекроцепям, от возможно возникших в них замыканий или опасных перегрузок. Такие предохранители очень дешевые, так как имеют самую простейшую конструкцию своего строения. Также они являются самыми популярными защитными устройствами, придуманные для защиты электрооборудования.

Он состоит из корпуса, обычно из металла или керамики и проволоки из плавкого металла. Ее выводы соединены с контактами, то есть имеет последовательное включение в электроцепь. При возрастании тока до критического уровня, проволока расплавляется, тем самым размыкая цепь. В статье будет рассмотрено устройство этих предохранителей и как их использовать на практике. В качестве бонуса, статья содержит несколько видеороликов и одну подробную статью по электротехнике.

Плавкие предохранители с керамическим корпусом

Два основных типа

В теории и практике плавкие предохранители разделяются на два основных типа. Такое деление происходит по величине напряжения рабочей сети, для которой предназначен предохранитель. Разделяют низковольтные и плавкие высоковольтные предохранители. Низковольтные предохранители рассчитаны на напряжение до 1000 Вольт. Маркируются плавкие низковольтные предохранители, как ПН или ПР. Материал плавких вставок предохранителей представлен в таблице ниже.

Предохранители ПН это низковольтные предохранители с мелкозернистым наполнителем вокруг плавкой медной вставки. Рассчитаны предохранители ПН до тока 630 Ампер. Предохранители ПР рассчитаны на токи 15-60 ампер. Они проще предохранителей ПН, но все равно гасят электрическую дугу при коротком замыкании.

Применение предохранителей ПН и ПР

Предохранители ПН и ПР предназначены для защиты кабельных и воздушных линий электропередач и защиты электрических машин. Устанавливаются предохранители во вводных, вводно-распределительных щитах, в различных сборках. С помощью предохранителей защищаются силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения. В быту вы сталкивались с плавкими предохранителями этого типа, если делали электрику своими руками в доме или на даче.

В зависимости от мощности потребления, на вводе электропитания в дом, ставится вводной щит с плавкими предохранителями. Уже после вводного щита, устанавливается распределительный щит для разделения электропроводки на группы и защитой групп розеток и групп освещения автоматами защиты.

Предохранитель со стеклянным корпусом

Устройство предохранителей

Основой предохранителя является так называемая плавкая вставка. Именно она перегорает при перегрузке или коротком замыкании. Для погашения дуги, образующейся при перегорании вставки, вставку окружают дугогасящим приспособлением. В предохранители ПН это камера с мелкозернистым кварцевым песком. В предохранители ПР это фибровый трубчатый патрон.

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги.

Предохранители пробочного типа

Отдельно хочется остановиться на предохранителях пробочного типа. Вы их могли встречать, в старых, да и не очень старых, квартирах и домах. По конструкции это стационарно установленный патрон, в который вворачивается плавкий предохранитель с цоколем. При аварийной ситуации пробка перегорает. В современном исполнении пробка может быть с кнопкой, которая является аналогом выключателя. После аварии, кнопка взводит предохранитель в рабочее положение.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Подключение пробочного предохранителя

В подключении пробочного предохранителя своими руками нет ничего сложного. У предохранителя две клеммы. На вводную клемму подключается фазный провод питания, на вторую фазный провод подающий питание в квартиру или дом.

Важно! Особенностью подключения плавкого пробочного предохранителя, является следующее. Если вы вывинтите пробку предохранителя, на рубашке патрона не должно быть напряжения.

Номиналы устройства

Номиналы плавких предохранителей выбираются по наименьшим расчетным токам электросети или отдельных электрических цепей. Если вы меняете плавкие предохранители на автоматические выключатели (АВ), то номинал АВ должен быть на шаг больше номинала предохранителя. Все плавкие предохранители, должны быть подписаны с указанием их номиналов и назначения.

Предохранители с проволокой из плавкого металла.

Классификация аппаратов

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги. Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

• простота устройства и, следовательно, низкая стоимость;
• исключительно быстрое отключение цепи при КЗ;
• способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток КЗ.
• Следует, однако, указать, что:
• характеристики предохранителей таковы, что они не могут быть использованы для защиты цепей при перегрузках;
• избирательность отключения участков цепи при защите ее предохранителями может быть обеспечена только в радиальных сетях;
• автоматическое повторное включение цепи после ее отключения предохранителем возможно только при применении предохранителей многократного действия более сложной конструкции;
• отключение цепей плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжениями;
• возможны однополюсные отключения и последующая ненормальная работа участков системы.

Поэтому в электроустановках свыше 1 кВ предохранители имеют ограниченное применение; их используют в основном для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения и статических конденсаторов. Плавкий предохранитель состоит из следующих основных частей: изолирующего основания или металлического основания с изоляторами, контактной системы с зажимами для присоединения проводников, патрона с плавкой вставкой. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания той или иной конструкции.

Предохранители различного номинала.

Предохранители характеризуют номинальным напряжением, номинальным током и номинальным током отключения. Следует различать номинальный ток плавкой вставки и номинальный ток предохранителя (контактной системы и патрона). Последний равен номинальному току наибольшей из предназначенных к нему вставок. Для предохранителей переменного тока с номинальным напряжением от 3 до 220 кВ включительно установлены следующие значения номинальных токов:

• Номинальные токи предохранителей, А……8; 10; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
• Номинальные токи плавких вставок, А……2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
• Номинальные токи отключения, кА……2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40

Под номинальным током отключения следует понимать наибольшее допускаемое действующее значение периодической составляющей тока КЗ, отключаемого предохранителем при определенных условиях. Отечественные аппаратные заводы выпускают плавкие предохранители для напряжений до 110 кВ включительно. Наибольшая температура частей предохранителя, заряженного любой из предназначенных для него плавких вставок, не должна превышать значений, указанных в табл.1 при температуре воздуха +40°С.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Расчет мощности

Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя. По конструктивным особенностям различают пластинчатые, патронные, трубочные и пробочные предохранители. Сила тока, на который рассчитана плавкая вставка, указывается на ее корпусе. Оговаривается также максимально допустимое напряжение, при котором может использоваться предохранитель.

Данная кривая снимается экспериментально: берется партия одинаковых предохранителей, которые последовательно пережигаются при разных токах. Замеряются время, по истечении которого вставка перегорает, и ток, проходящий через вставку. Каждому току соответствует определенное время перегорания вставки. По этим данным и строится временная характеристика.

Наверное, все из нас видели керамические «пробки», которые заворачиваются в щиток электросчётчика. До недавнего времени, а иногда и сейчас они ещё служат в качестве устройств защиты. По личному опыту – неоднократно сталкивался с такой схемой включения – в щитке две пробки, одна стоит в фазном проводе, вторая – в нулевом. Но какая схема включения категорически неправильна! Ни в коем случае нельзя включать предохранитель в нулевой провод. Ведь что происходит, если именно он выйдет из строя – цепь разоврётся и будет защищена, но потребители всё равно будут под потенциалом сети – фаза-то присутствует. А это уже вопросы электробезопасности.

Плавкий предохранитель, изготовленный в СССР.

Несмотря на то, что плавкие предохранители отслужили свой срок и морально устарели в качестве устройств защиты во вводах бытового сектора, на протяжении всего времени существования они достойно выполняли данную функцию. Плавкие предохранители, конечно справляются со своими функциями защиты от превышения потребляемого тока или короткого замыкания. Однако, на сегодняшний день, особенно в бытовом секторе, плавкие вставки становятся раритетом.

Плюс ко всему – это довольно опасные в пожарном плане устройства. Ведь сегодня многие считают себя электриками и при перегорании «пробки» некоторые «специалисты» устанавливают «жучки» из некалиброванной проволоки. Причём, иногда, довольно экзотические. Характерный пример я описывал в предыдущем обзоре. А чем всё это чревато – далеко ходить не нужно – посмотрите хронику ЧП по любому телеканалу. Поэтому вполне закономерно, что на смену плавким вставкам пришли более надёжные устройства – автоматические выключатели.

Кварцевые предохранители

Кварцевые предохранители изготовляют для напряжений 6, 10 и 35 кВ для внутренней и наружной установки. Они относятся к группе токоограничивающих предохранителей. Патрон предохранителя типа ПКТ для напряжений 3-35 кВ (рис.4) представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 1, плотно закрытую металлическими колпачками 2. Внутри трубки помещена плавкая вставка 3 в виде одной или нескольких параллельно включенных тонких медных проволок. В нижнем колпачке предусмотрен указатель срабатывания предохранителя 4. Патрон заполнен мелким кварцевым песком.

Длина проволок и, следовательно, длина патрона определяются номинальным напряжением. Поскольку градиент восстанавливающейся электрической прочности промежутка в кварцевом песке относительно невелик, длина проволоки должна быть велика. Чтобы поместить ее в патроне, приходится навивать проволоку винтообразно.

Характеристики тугоплавких вставок из меди (температура плавления 1080°С) могут быть улучшены напайкой капель олова или свинца, температура плавления которых значительно ниже (соответственно 200 и 327°С). При расплавлении металла напайки он растворяет в себе медь, вследствие чего вставка быстро разрушается при температуре значительно более низкой, чем температура плавления основного материала вставки.

Свойства материала, наполняющего патрон токоограничивающего предохранителя, существенно влияет на работу последнего. Наполнитель должен удовлетворять следующим требованиям:

• отводить тепло от плавкой вставки в нормальном рабочем режиме;
• не выделять газа под действием высокой температуры дуги;
• обладать достаточной электрической прочностью после разрыва цепи.

Как показал опыт, этим требованиям в наибольшей мере отвечает кварцевый песок. Процесс отключения цепи токоограничивающим предохранителем при КЗ протекает следующим образом. При большом токе тонкая проволока плавится и испаряется в течение долей полупериода почти одновременно по всей длине. Зажигается дуга. Вследствие высокой температуры газа в канале дуги образуется местное давление (давление в патроне практически не повышается). Ионизованные частички металла выбрасываются в радиальном направлении в зазоры между песчинками кварца. Здесь они быстро охлаждаются и деионизуются.

Как видно из осциллограммы, напряжение у зажимов предохранителя превышает напряжение сети вследствие появления ЭДС самоиндукции, направленной согласно с напряжением сети. Коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении цепи плавкими предохранителями, не должны превышать следующих значений:

Номинальное напряжение, кВ……3..6..10..20..35

Наибольшее допустимое перенапряжение по отношению к земле, кВ……16..26..40..82..126

Плавкие предохранители с корпусом из стекла и керамики

Для ограничения перенапряжения принимают различные меры: применяют вставки ступенчатого сечения по длине, что затягивает процесс их плавления и удлинения дуги; параллельно основным рабочим вставкам включают вспомогательные вставки с искровым промежутком. В последнем случае при расплавлении рабочих вставок и резком повышении напряжения пробивается искровой промежуток вспомогательной вставки, которая также сгорает. Максимальное напряжение при этом уменьшается.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Принцип работы плавкого предохранителя крайне прост – повышается мощность тока, происходит размыкание контакта путем плавки проволоки, рассчитанной на определенный номинал. Подробнее о работе таких предохранителей можно узнать из статьи Вся информация о плавких предохранителях.

Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.electrik.info

www.gigavat.com

www.ehto.ru

www.electrono.ru

Следующая

ПредохранителиПринцип работы самовосстанавливающегося предохранителя

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 (I_сети>I_{вставки}) 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 I_{вставки}, в отличии от номинального предохранителя I_{предохр.}, 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:

Плавкие предохранители. Выбор, расчет предохранителя.

Плавкие предохранители

Назначение

При возникновении эксплуатационных (технологических) перегрузок и аварийных режимов, являющихся следствием нарушений работы схемы, по электрическим цепям аварийного контура протекают токи, превосходящие номинальные значения, на которые рассчитано электрооборудование.

В результате воздействия аварийных токов и перегрева токопроводов нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности соединительных шин и электрических аппаратов. Электродинамические удары при переходных процессах вызывают повреждение шин, изоляторов и обмоток реакторов.

Для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания применяются специальные устройства и системы защиты электрооборудования.

Примечание. Устройства защиты должны отключить аварийную цепь раньше, чем могут выйти из строя отдельные ее элементы.

При больших перегрузках или коротких замыканиях устройства защиты должны сразу отключить всю электроустановку или часть ее с максимальным быстродействием для обеспечения дальнейшей работоспособности или, если авария является следствием выхода из строя одного из элементов цепи, предотвратить выход из строя другого электрооборудования.

В случае небольших перегрузок, не опасных для оборудования в течение определенного времени, система защиты может воздействовать на предупреждающую сигнализацию для сведения обслуживающего персонала или на систему автоматического регулирования для снижения тока.

Виды защиты и требования к ней

Поскольку основным фактором, приводящим к выходу из строя электрооборудования, является тепловое действие аварийного тока, то по принципу построения защитные устройства делятся на токовые и тепловые.

Токовые защитные устройства контролируют значения или отношения значений протекающих через оборудование токов.

Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите.

Быстродействие — обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого.

Селективность. Аварийное отключение должно производиться только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи должны оставаться в работе.

Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости.

Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов. Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов. Они обеспечивают возможность быстрого

восстановления электрической цепи при устранении неисправности.

Помехоустойчивость. При появлении помех в сети и в цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать.

Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для элеменов схемы, независимо от места и характера аварии.

Плавкие предохранители

Определение. Плавкие предохранители — это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания.

Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство (это не обязательный атрибут, а вспомогательный, без него предохранитель все равно работать будет), гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

— времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта;

— время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимальным, особенно при защите полупроводниковых приборов;

— характеристики предохранителя должны быть стабильными;

— в связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность;

— замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна занимать много времени.

Выбор предохранителей

для защиты асинхронных электродвигателей

Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока.

Правило. Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.

Все электродвигатели разбиты на две группы: по времени; по частоте пуска.

Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3–5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч.

К двигателям с тяжелым пуском относятся двигатели подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, пуск которых продолжается более 10 с, а также двигатели, которые пускаются очень часто — более 15 раз в 1 ч.

Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по формуле:

I_вс ≥ I_пд/К,

где I_пд — пусковой ток двигателя; К — коэффициент, определяемый условиями пуска и равный для двигателей с легким пуском 2,5, а для двигателей с тяжелым пуском 1,6–2.

Примечание. Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она со временем может перегореть и при нормальной работе двигателя.

Вставка, выбранная в соответствии с приведенной выше формулой, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя. Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска.

Сгорание вставок при пуске может повлечь работу двигателя на двух фазах и его повреждение.

Примечание. Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи питания каждого двигателя.

Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателей

Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током, и самозапуск двигателей. Если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

При расчете уровня защиты необходимо точно определить, какие двигатели:

— отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения;

— остаются включенными;

— повторно включаются при появлении напряжения.

Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по формуле:

I_вс ≥ ∑I_пд/К,

где ∑I_пд — сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.

Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей

Плавкие вставки предохранителей выбираются по следующему соотношению:

Iном. вст. ≥ Iкр/К,

где I_кр = I_пуск + I_длит — максимальный кратковременный ток линии; I_пуск — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения; I_длит — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей) — это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, подключенными через плавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки

Поскольку пусковой ток в 5–7 раз превышает номинальный ток двигателя, плавкая вставка, выбранная по выражению I_вс ≥ I_пд/К будет иметь номинальный ток в 2–3 раза больше номинального тока двигателя. Выдерживая этот ток неограниченное время, она не может защитить двигатель от перегрузки.

Для защиты двигателей от перегрузки обычно применяют тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели или в автоматические выключатели.

Примечание. Если для защиты двигателя от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учитывать также возможность повреждения контактов пускателя.

Дело в том, что при коротких замыканиях в двигателе снижается напряжение на удерживающем электромагните пускателя. Он разрывает ток короткого замыкания своими контактами, которые, как правило, разрушаются. Для предотвращения короткого замыкания двигатели должны отключаться предохранителем раньше, чем разомкнутся контакты пускателя.

Это условие обеспечивается, если время отключения тока короткого замыкания предохранителем не превышает 0,15–0,2 с. Для этого ток короткого замыкания должен быть в 10–15 раз больше номинального тока вставки предохранителя, защищающего электродвигатель.

Обеспечение селективности срабатывания плавких предохранителей

Избирательность (селективность) защиты плавкими предохранителями обеспечивается подбором плавких вставок таким образом, чтобы при возникновении короткого замыкания, например, на ответвлении к электроприемнику, срабатывал ближайший плавкий предохранитель, защищающий этот электроприемник, но не срабатывал предохранитель, защищающий головной участок сети.

Выбор плавких предохранителей по условию селективности следует производить, пользуясь типовыми время-токовыми характеристиками t=f(I) предохранителей с учетом возможного разброса реальных характеристик по данным завода-изготовителя.

При защите сетей предохранителями типов ПН, НПН и НПР с типовыми характеристиками (рис. 20 и рис. 21) селективность действия защиты будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки, защищающей головной участок сети I_г, и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю I_o выдерживаются определенные соотношения.

Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180–250 %) селективность будет выдерживаться, если I_г больше I_o хотя бы на одну ступень стандартной шкалы номинальных токов плавких вставок.

Рис. 20. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа ПН-2

Рис. 21. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа НПР и НПН

При коротком замыкании селективность защиты предохранителями типа НПН будет обеспечиваться, если будут выдерживаться следующие соотношения:

где I_к — ток короткого замыкания ответвления, А; I_г — номинальный ток плавкой вставки плавкого предохранителя головного участка сети, А; I_о — номинальный ток плавкой вставки на ответвлении, А.

Соотношения между номинальными токами плавких вставок I_г и I_о для предохранителей типа ПН2, обеспечивающие надежную селективность, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Номинальные токи последовательно включенных плавких вставок предохранителей ПН2, обеспечивающих надежную селективность

Примечание. Iк — ток короткого замыкания в начале защищаемого участка сети.

Для выбора плавких предохранителей по условию селективности можно использовать метод согласования характеристик предохранителей, в основу которого положен принцип сопоставления сечений плавких вставок по формуле:

,

где а — коэфициент селективности; F₁ — сечение плавкой вставки, расположенной ближе к источнику питания; F₂ — сечение плавкой вставки, расположенной дальше от источника питания, т. е. ближе к нагрузке.

Полученное значение а сравнивают с данными табл. 3, где приведены наименьшие значения а, при которых обеспечивается селективность. Селективность защиты будет обеспечена, если расчетное значение а равно табличному или больше него.

Наименьшие значения а, при которых обеспечивается селективность защиты Таблица 3

Выбор плавких предохранителей для защиты цепей управления

Выбор плавких вставок для цепи управления с напряжением U_н можно произвести по формуле

I_н.вст. ≥ (∑P_р + 0,1∑P_в)/U_н,

где ∑P_р — наибольшая суммарная мощность, потребляемая катушками электрических аппаратов (электромагнитными пускателями, промежуточными реле, реле времени, исполнительными электромагнитами) и сигнальными лампами и т. д. при одновременной работе, ВА или Вт;

∑P_в — наибольшая суммарная мощность, потребляемая при включении катушек одновременно включаемых аппаратов (пусковая мощность), ВА или Вт.

Если известны не мощности, а токи, то это формула может быть записана в виде

I_н.вст. ≥ ∑I_р + 0,1∑I_в

Плавкие предохранители



Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги.

Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

• простота устройства и, следовательно, низкая стоимость;
• исключительно быстрое отключение цепи при КЗ;
• способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток КЗ.

Следует, однако, указать, что:

• характеристики предохранителей таковы, что они не могут быть использованы для защиты цепей при перегрузках;
• избирательность отключения участков цепи при защите ее предохранителями может быть обеспечена только в радиальных сетях;
• автоматическое повторное включение цепи после ее отключения предохранителем возможно только при применении предохранителей многократного действия более сложной конструкции;
• отключение цепей плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжениями;
• возможны однополюсные отключения и последующая ненормальная работа участков системы.

Поэтому в электроустановках свыше 1 кВ предохранители имеют ограниченное применение; их используют в основном для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения и статических конденсаторов.

Плавкий предохранитель состоит из следующих основных частей: изолирующего основания или металлического основания с изоляторами, контактной системы с зажимами для присоединения проводников, патрона с плавкой вставкой. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания той или иной конструкции.

Предохранители характеризуют номинальным напряжением, номинальным током и номинальным током отключения. Следует различать номинальный ток плавкой вставки и номинальный ток предохранителя (контактной системы и патрона). Последний равен номинальному току наибольшей из предназначенных к нему вставок. Для предохранителей переменного тока с номинальным напряжением от 3 до 220 кВ включительно установлены следующие значения номинальных токов:

Номинальные токи предохранителей, А……8; 10; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400

Номинальные токи плавких вставок, А……2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400

Номинальные токи отключения, кА……2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40

Под номинальным током отключения следует понимать наибольшее допускаемое действующее значение периодической составляющей тока КЗ, отключаемого предохранителем при определенных условиях. Отечественные аппаратные заводы выпускают плавкие предохранители для напряжений до 110 кВ включительно.

Наибольшая температура частей предохранителя, заряженного любой из предназначенных для него плавких вставок, не должна превышать значений, указанных в табл.1 при температуре воздуха +40°С.

Таблица 1

Наибольшие допустимые температуры частей предохранителей

Защитные характеристики плавких предохранителей

Защитные характеристики представляют собой зависимости времени плавления t_пл или времени отключения цени t_от от соответствующих значений тока, неизменного во времени (рис.1).

Рис.1. Примерный вид защитных характеристик плавких предохранителей

Интервалы времени установлены в пределах от 0,01 с до 1 ч. Защитные характеристики предохранителей необходимы для координации их действия с действием других предохранителей и выключателей. Они могут быть получены только при испытании и сообщаются заводами-изготовителями по запросам. Как видно из рисунка, по мере увеличения номинального тока плавкой вставки характеристики смещаются вправо. Значение тока, при котором плавкая вставка предохранителя плавится в течение 1 ч, должно быть более 130% и менее 200% номинального тока вставки.

Коммутационная способность предохранителей

Предохранитель должен отключать при наибольшем рабочем напряжении любой ток в пределах от тока, плавящею вставку в течение 1 ч, до номинального тока отключения независимо от момента начала КЗ, т.е. при любой асимметрии тока. При этом не должны иметь место разрушения патрона или повреждения частей предохранителя.

Газогенерирующие плавкие предохранители

Газогенерирующие плавкие предохранители (их называют также стреляющими предохранителями) предназначены для наружной установки в устройствах 35 и 110 кВ.

Рис.2. Патрон газогенерирующего плавкого предохранителя типа ПВТ-35

На рис.2 показан патрон предохранителя типа ПВТ-35 (предохранитель выхлопной для защиты силовых трансформаторов и линий напряжением 35 кВ). В корпус патрона 1 помещены трубки 2 и 3 из винипласта, соединенные между собой стальным патрубком 4, а также плавкая вставка 5, прикрепленная одним концом к токоведущему стержню 6, а вторым — к гибкому проводнику 7 с наконечником 8.

Рис.3. Газогенерирующий плавкий предохранитель типа ПВТ-35

Патрон устанавливается на основании предохранителя (рис.3), состоящем из цоколя 1, двух опорных изоляторов 2 с головками — верхней 3 и нижней 4 с зажимами для крепления проводников. На нижней головке укреплен контактный нож 5, снабженный пружиной и сцепленный с наконечником патрона. При перегорании плавкой вставки контактный нож освобождается и, откидываясь под действием пружины, тянет за собой гибкий проводник. Под действием дуги стенки винипластовых трубок выделяют газ, давление в патроне повышается и дуга гасится в потоке газа, вытекающего из патрона через нижнее отверстие, а также через клапан бокового отверстия патрубка. Срабатывание предохранителя сопровождается звуковым эффектом, похожим на ружейный выстрел. Гибкий проводник выбрасывается из патрона. Между контактным ножом и концом трубки образуется воздушный промежуток, обеспечивающий изоляцию в месте разрыва. Номинальный ток отключения предохранителя типа ПВТ-35 составляет 3,2 кА.

Кварцевые предохранители

Кварцевые предохранители изготовляют для напряжений 6, 10 и 35 кВ для внутренней и наружной установки. Они относятся к группе токоограничивающих предохранителей.

Рис.4. Патрон кварцевого предохранителя типа ПКТ-10

Патрон предохранителя типа ПКТ для напряжений 3-35 кВ (рис.4) представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 1, плотно закрытую металлическими колпачками 2. Внутри трубки помещена плавкая вставка 3 в виде одной или нескольких параллельно включенных тонких медных проволок. В нижнем колпачке предусмотрен указатель срабатывания предохранителя 4. Патрон заполнен мелким кварцевым песком.

Длина проволок и, следовательно, длина патрона определяются номинальным напряжением. Поскольку градиент восстанавливающейся электрической прочности промежутка в кварцевом песке относительно невелик, длина проволоки должна быть велика. Чтобы поместить ее в патроне, приходится навивать проволоку винтообразно.

Характеристики тугоплавких вставок из меди (температура плавления 1080°С) могут быть улучшены напайкой капель олова или свинца, температура плавления которых значительно ниже (соответственно 200 и 327°С). При расплавлении металла напайки он растворяет в себе медь, вследствие чего вставка быстро разрушается при температуре значительно более низкой, чем температура плавления основного материала вставки.

Свойства материала, наполняющего патрон токоограничивающего предохранителя, существенно влияет на работу последнего.

Наполнитель должен удовлетворять следующим требованиям:

• отводить тепло от плавкой вставки в нормальном рабочем режиме;
• не выделять газа под действием высокой температуры дуги;
• обладать достаточной электрической прочностью после разрыва цепи.

Как показал опыт, этим требованиям в наибольшей мере отвечает кварцевый песок.

Процесс отключения цепи токоограничивающим предохранителем при КЗ протекает следующим образом. При большом токе тонкая проволока плавится и испаряется в течение долей полупериода почти одновременно по всей длине. Зажигается дуга. Вследствие высокой температуры газа в канале дуги образуется местное давление (давление в патроне практически не повышается).

Ионизованные частички металла выбрасываются в радиальном направлении в зазоры между песчинками кварца. Здесь они быстро охлаждаются и деионизуются. Сопротивление дуги увеличивается настолько быстро, что ток резко снижается, не достигнув своего максимального значения, а напряжение на дуговом промежутке повышается (рис.5).

Рис.5. Осциллограммы тока и напряжения

при отключении предохранителем типа ПКТ

тока 20 кА при напряжении 6 кВ

Как видно из осциллограммы, напряжение у зажимов предохранителя превышает напряжение сети вследствие появления ЭДС самоиндукции, направленной согласно с напряжением сети. Коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении цепи плавкими предохранителями, не должны превышать следующих значений:

Номинальное напряжение, кВ……3..6..10..20..35

Наибольшее допустимое перенапряжение по отношению к земле, кВ……16..26..40..82..126

Для ограничения перенапряжений принимают различные меры: применяют вставки ступенчатого сечения по длине, что затягивает процесс их плавления и удлинения дуги; параллельно основным рабочим вставкам включают вспомогательные вставки с искровым промежутком. В последнем случае при расплавлении рабочих вставок и резком повышении напряжения пробивается искровой промежуток вспомогательной вставки, которая также сгорает. Максимальное напряжение при этом уменьшается.

Токоограничивающая способность кварцевых предохранителей

Токоограничивающая способность кварцевых предохранителей характеризуется зависимостью наибольшего мгновенного значения пропускаемого предохранителем тока от периодической составляющей тока КЗ. Характер этой зависимости показал на рис.6.

Рис.6. Характеристики токоограничения кварцевых предохранителей

Наклонная прямая i_уд дает значение ударного тока, соответствующего току I_п0 при отношении X/R=15,7 (Т_a=0,05с). Наклонные прямые, обозначенные i_max, определяют наибольшие мгновенные значения тока, пропускаемого предохранителями с номинальными токами плавких вставок I_ном1, I_ном2, I_ном3 и т.д. Как видно из рисунка, ограничение тока имеет место при отключаемом токе I_п0, превышающем некоторое минимальное значение, зависящее от номинального тока вставки. Чем меньше последний, тем заметнее токоограничивающее действие предохранителя.

Кварцевые предохранители для защиты измерительных трансформаторов напряжения типа ПКН имеют неограниченную отключающую способность и могут быть установлены в РУ 6, 10, 35 кВ станций, подстанций большой мощности. Они отличаются от обычных кварцевых предохранителей типа ПК материалом плавкой вставки, изготовляемой из константановой проволоки с четырехступенчатым сечением. При КЗ плавление проволоки происходит ступенями. При этом сопротивление четвертой ступени (относительно большого сечения) служит в основном для ограничения тока КЗ до значений, соответствующих номинальному току отключения предохранителей типа ПК.

Выбор плавких предохранителей

При выборе плавких предохранителей руководствуются следующими условиями.

1) Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать поминальному напряжению установки.

2) Номинальный ток вставки должен быть выбран так, чтобы она не расплавлялась в утяжеленном режиме, когда рабочий ток имеет наибольшее значение. Вставка не должна также плавиться в переходных режимах, например при включении силового трансформатора, когда броски намагничивающего тока достигают 8-10-кратного значения номинального тока трансформатора. У измерительных трансформаторов напряжения бросок намагничивающею тока достигает 150I_ном. Наконец, номинальный ток вставки должен быть выбран так, чтобы обеспечить избирательности отключения при КЗ.

3) Номинальный ток отключена предохранителя не должен быть меньше периодической составляющей тока КЗ (действующего значения за первый период), т.е.
I_{откл.ном}≥I_п0

Значение наибольшего мгновенного тока, пропускаемого токоограничивающими предохранителями, не должно превышать допустимых токов аппаратов в защищаемой части сети.



Плавкие вставки. Как выбрать и расчет тока. Работа и применение

Плавкие вставки – электротехнические элементы для защиты аппаратуры от короткого замыкания и перенапряжения посредством отключения электроэнергии при превышении предельных значений токовых нагрузок. Размыкание цепи происходит вследствие расплавления предохранительной проволоки определенной толщины. Промышленности известны несколько типов данных устройств. Все они различаются внутренними и внешними конструктивными особенностями, а функционируют по единому принципу.

Сейчас с целью защиты квартирного электрооборудования используют более практичные многоразовые автоматы, однако до сих пор встречаются одноразовые плавкие вставки в пробках. Особенно они актуальны для помещений временных и старых построек, где установка эффективных современных щитков экономически неоправданна. В бытовых приборах же альтернативы классическому предохранителю по-прежнему нет.

Плавкие вставки активно используются и в промышленности. От них может зависеть работоспособность целого завода или инженерной сети. Промышленные предохранители лучше не покупать с рук, на рынке или в непроверенных организациях. Мудрое решение — обратиться к профессионалам в области электроники, например, в интернет-магазин Conrad.ru. В подобных вопросах скупой платит не дважды, а трижды

На принципиальных электросхемах графический символ вставки сродни символу резистора, но со сплошной линией, идущей посредине прямоугольника. Обозначается преимущественно как F либо Пр. За литерой обычно идет показатель величины тока защиты. Допустим, F1A указывает, что в схему вмонтирован предохранитель, рассчитанный на допустимую силу тока в 1 ампер. В некоторых случаях делают международное обозначение «fuse» («thermal fuse»).

Повторно использовать плавкие вставки можно, но осторожно…

Плавкие вставки имеют естественное свойство перегорать, и считается, что подобная продукция не ремонтируется. Это не так: если к делу подойти творчески, то потенциально каждая деталь успешно восстанавливается с последующим вторичным применением.

Дело в том, что корпус вставки не повреждается, в негодность приходит лишь калиброванный металлический волосок внутри него. Таким образом, если отслуживший свой срок волосок заменить, предохранитель вновь готов к употреблению. Однако такой вариант годится в крайнем случае, когда, например, запасного предохранителя в наличии не имеется, магазин закрыт, а музыкальное оформление торжества находится под угрозой.

В нормальной же ситуации надлежит использовать только заводское изделие. То есть рациональное решение состоит в том, чтобы временно восстановить вставку до замены новым аналогом, сохранив защитные функции. Акцентируем на этом внимание потому что, увы, нередко сограждане просто замыкают контакты первой попавшейся под руку проволокой, или того хуже, вставляют в пробку вместо предохранителя стальной штырек. Такого рода «изобретение» – вопиющее нарушение техники безопасности, способствующее перегреву контактов и возгоранию.

Поистине универсальное приспособление

Предохранитель приходит в негодность по 2 причинам: из-за колебаний сетевых параметров или неисправностей в самих электроприборах. Бывают технологические отказы и вследствие неудовлетворительного качества той или иной партии продукции. Причем величина напряжения питающей сети, в которой находятся плавкие вставки, принципиально роли не играет. Так, допускается устанавливать образец номиналом 1A и в панели предохранителей автомашины, и в переносной светильник, и в распредустройство на 380V.

Как правило, в процессе эксплуатации волосок, соединяющий противоположные концы корпуса предохранителя, может греться до t ~ +70˚С, и это нормальное явление. Однако если токовая нагрузка увеличивается, t соответственно также растет. При достижении точки плавления материала, из которого проводник выполнен, происходит его мгновенное перегорание, цепь надежно размыкается и электропитание прекращается.

Совершенно ясно, что, скажем, при возникновении КЗ металл плавится, а не горит. Поэтому предохранитель и назвали плавким элементом, а если в обиходе говорят «лампочка перегорела», это вовсе не значит, что вольфрамовую нить накаливания уничтожил огонь – просто она расплавилась, не выдержав скачка электричества при включении. То же происходит и с предохранителем.

Как правильно выбрать предохранитель

Самый распространенный на рынке – трубчатый предохранитель. Он изготавливается в виде полого керамического либо стеклянного цилиндра, с торцов заглушенного металлическими крышками, соединенными между собой волоском, расположенным внутри корпуса. В плавкие вставки для сверхбольших токов в полость цилиндра помещают наполнитель, в основном, кварцевый песок.

Если потребляемая мощность известна, номинальный ток предохранителя легко вычисляется по следующей формуле:

I_nom = P_max / U

Где:

• I _nom – номинальный ток защиты, A.
• P _max – максимальная мощность, W.
• U – напряжение питания, V.

Хотя лучше пользоваться специально созданными для этой цели таблицами.

Приведем некоторые данные из них:

• Максимальной потребляемой мощности в 10W соответствует номинал стандартного напряжения в 0,1A.
• 50W – 0,25A.
• 100W – 0,5A.
• 150W – 1A.
• 250W – 2A.
• 500W – 3A.
• 800W – 4A.
• 1kW – 5A.
• 1,2kW – 6A.
• 1,6kW – 8A.
• 2kW – 10A.
• 2,5kW – 12A.
• 3kW – 15A.
• 4kW – 20A.
• 6kW – 30A.
• 8kW – 40A.
• 10kW – 50A.

Рассмотрим ситуацию, при которой телевизор после грозы перестал включаться. Оказалось, перегорела вставка неопределенного номинала. Мощность телевизора – 120W. По справочнику находим: для аппаратуры с данной установленной мощностью ближайшее значение 150W, которому соответствует изделие, рассчитанное на 1A.

Если предохранитель всякий раз после очередной замены выходит из строя, то причина неисправности кроется не в нем, а в аппаратуре, нуждающейся в ремонте. Использование предохранителя, рассчитанного на больший ток, лишь усугубит положение вплоть до ее ремонтонепригодности.

Кулибиным на заметку

При выпуске предохранителей в зависимости от быстродействия и силы тока применяется калиброванная нить из алюминиевых, медных, нихромовых, оловянных, серебряных, свинцовых сплавов. Чтобы изготовить плавкие вставки в кустарных условиях доступны лишь медь да алюминий, но и этого вполне достаточно.

Создатели деталей электротехнической защиты руководствуются хорошо известным правилом: значение тока разрабатываемого устройства должно быть выше потребляемого оборудованием. Грубо говоря, если усилитель работает на 5A, то ток защиты предохранителя определяется в 10A. На колпачке или теле предохранителя выбивается маркировка, являющаяся его технической характеристикой. Наряду с этим, функциональные электрические показатели наносят и на крышку электроприбора возле точки монтажа предохранителя.

Толщину проволоки определяют микрометром. Если он отсутствует, подойдет и ученическая линейка. Сделайте 10-20 сплошных витков на линейку (чем больше намотаете – тем точнее окажется результат), поделите число закрытых миллиметровых делений на число витков и узнаете искомую толщину. Намотаем 10 витков, покрывших 6,5 мм. Расстояние поделим на количество и получим диаметр провода – 0,65 мм, из которых приблизительно 0,05 мм занимает электроизоляционный лак. В итоге истинный диаметр равен 0,6 мм.

Обратимся к справочнику:

• Току защиты предохранителя в 1A подходит соответственно толщина медного провода – 0,05 мм и алюминиевого – 0,07 мм.
• 2A – 0,09 мм – 0,10 мм.
• 3A – 0,11 мм – 0,14 мм.
• 5A – 0,16 мм – 0,19 мм.
• 7A – 0,20 мм – 0,25 мм.
• 10A – 0,25 мм – 0,30 мм.
• 15A – 0,33 мм – 0,40 мм.
• 20A – 0,40 мм – 0,48 мм.
• 25A – 0,46 мм – 0,56 мм.
• 30A – 0,52 мм – 0,64 мм.
• 35A – 0,58 мм – 0,70 мм.
• 40A – 0.63 мм – 0,77 мм.
• 45A – 0,68 мм – 0,83 мм.
• 50A – 0,73 мм – 0,89 мм.

Таким образом, данная проволока сгодится для предохранителя на 30A.

Имеется 3 способа ремонта трубчатого предохранителя:

1. Провод зачищается и завязывается на обоих колпачках на ряд витков. Указанный способ довольно рискованный, и прибегнуть к нему можно исключительно в качестве временной меры.
2. Пайка также не требуется. Колпачки по очереди прогреваются на открытом огне, после чего снимаются и зачищаются ради хорошего контакта. Очищенный провод пропускается через цилиндр, концы загибаются на кромках, после чего колпачки надеваются на место. Но все равно это такой же «жучок», как и в первом случае, только менее примитивный.
3. Напоминает оба предыдущих, и радикально отличается от них. Отремонтированный в результате предохранитель фактически невозможно отличить от нового, ибо восстанавливается он согласно заводской технологии, с пайкой.

Описанную технологию можно успешно использовать для ремонта любых типов вставок.

Похожие темы:

Для чего применяются плавкие предохранители

Что такое плавкие предохранители и для чего они необходимы?

Защита электрических цепей от КЗ и перегрузок является одной из самых важных задач в электротехнике. С этой целью изобретено множество защитных аппаратов, которые сегодня применяются как в силовых цепях, так и для защиты электрических схем в различных устройствах. Практически в каждом сложном электроприборе можно встретить плавкие предохранители – одноразовые коммутационные устройства, разъединяющие цепь в аварийной ситуации.

Назначение и принцип действия

Основная задача плавких предохранителей – защита электрической сети и электрооборудования от сверхтоков, возникающих при коротком замыкании или в результате критических перегрузок. При этом они обеспечивают бесперебойную работу защищаемых цепей в номинальном режиме.

В отличие от автоматического выключателя, часто применяемого в электротехнике, плавкая вставка срабатывает только один раз, после чего он подлежит замене. Однако срабатывает такое устройство со стопроцентной вероятностью, в то время как автоматика после многократного отключения может подвести. Именно поэтому для защиты дорогостоящего оборудования используют плавкие вставки. Не отказываются от применения этих защитных устройств и в силовых цепях.

Устройство и принцип защиты

В конструкции плавкого предохранителя есть два основных элемента: корпус (держатель) с контактами и плавкую вставку (рисунок 1). Строго говоря, только сочетание этих элементов можно называть предохранителем. Очень часто деталь плавкой вставки (особенно если она заменяемая) называют плавким предохранителем. В данной статье мы тоже иногда будем придерживаться этой традиции.

Рис. 1. Конструкция плавкого предохранителя

Рабочим элементом вставки является проводник из меди или сплава металлов. Благодаря этому плавкому элементу происходят отключения цепи в критических ситуациях.

В качестве плавкого элемента может быть одна или несколько медных проволок, пластина либо фигурная деталь. Эти проводники помещаются в жаропрочный корпус: стеклянный, керамический (рис. 2) или пластиковый. В зависимости от назначения, пространство вокруг плавкого элемента может быть заполнено кварцевым песком или окружено легкоиспаряющимся веществом, предназначенным для гашения электрической дуги.

Рис. 2. Керамические плавкие вставки

При прохождении номинальных токов через проволоку вставки, она незначительно нагревается, не достигая температуры плавления. Но в режиме короткого замыкания резко возрастает величина тока, что приводит к плавлению вставок. Это приводит к разрыву цепи.

Нагревание предохранителя происходит также при перегрузках, то есть в результате превышения номинального напряжения на защищаемом участке цепи. При достижении рабочих напряжений величины, называемой током отключения, температура плавкого элемента возрастает до точки плавления и цепь разрывается. После восстановления параметров цепи плавкую вставку необходимо заменить.

Плавкие вставки имеют некую инерционность срабатывания. При КЗ задержка незаметна, так как в этом случае плавкий элемент нагревается молниеносно.

Иначе обстоит дело в случаях с перегрузками. Для достижения температуры плавления требуется больше времени. Поэтому, чтобы повысить скорость срабатывания, элементам вставок придают специальную форму и нагружают их силами упругости (один конец пластины соединяют с растянутой пружиной).

В некоторых моделях под действием пружины наружу выходит штифт, называемый индикатором срабатывания (рисунок 3). Он выступает в роли указателя срабатывания и свидетельствует о том, что вставку надо менять.

Рис. 3. Строение плавкой вставки

Цифрами на рисунке обозначено:

• I – патрон;
• 2 – плавкая пластина;
• 3 – шарики из олова;
• 4 – плавкая вставка;
• 5 – кварцевый песок;
• 6 – пружина;
• 7 – текстолитовая шайба;
• 8 – спусковой механизм указателя срабатывания;
• 9 – колпачок;
• 10 – ободок колпачка;
• 11 – указатель срабатывания;
• 12 – асбоцементная прокладка;
• 13 – цементная заливка.

В ряде случаев для увеличения скорости срабатывания используют вставки с параллельно натянутыми проволоками разных диаметров. Перегорание самой тонкой проволоки увеличивает нагрузку на остальные элементы, ускоряя их плавление.

С целью снижения перенапряжений в некоторых конструкциях вставок применяют проволоки с разными сечениями отдельных участков. При срабатывании такого предохранителя, первым перегорает участок с наименьшим сечением вставки. Если пары расплавленного металла спровоцируют в точке разрыва электрическую дугу, то перегорит участок с большим сечением.

Конструктивные особенности предохранителей можно узнать по их маркировке. К сожалению, время-токовые характеристики наносятся не на все типы изделий. Но модели, на которые нанесены буквенно-цифровые коды, можно легко классифицировать по их назначению.

Маркировка

При выборе предохранителей важно знать диапазон защиты. Их всего 2: частичный и полный. При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ. Полная защита включает также срабатывание от перегрузок.

В кодовой маркировке диапазоны защиты обозначены буквами «a» (частичный) и «g» (полный). Эти буквы стоят первыми перед цифрами, обозначающими номинальный ток.

На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

• G — универсальный предохранитель. Применяется для защиты оборудования: трансформаторов, кабелей, электродвигателей;
• L — для кабелей и распределительных устройств;
• B — защита горнодобывающего оборудования;
• F — устройство для маломощных цепей;
• M — прибор для защиты цепей электромоторов и коммутирующих устройств;
• R — устройства для защиты полупроводниковых схем;
• S — моментальное сгорание при КЗ и среднее время срабатывания при перегрузках;
• Tr —трансформаторные предохранители.

Иногда на вставках проставляют только значения номинального тока. Такие предохранители применяются для защиты лишь от коротких замыканий.

Миниатюрные плавкие вставки маркируются в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005. Согласно этому стандарту указывается номинальный ток и номинальное напряжение.

Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

• FF – сверхбыстродействующие предохранители;
• F – быстродействующие плавкие вставки;
• М – полузамедленные;
• Т – замедленные;
• ТТ – сверхзамедленные.

Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.

Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

Виды и устройство

В зависимости от решаемых задач классификация предохранителей может быть следующей (рисунок 5):

• ножевые предохранители;
• слаботочные плавкие вставки;
• вилочные предохранители;
• кварцевые;
• пробочного типа
• газогенерирующие.

Эти предохранители служат для защиты электрических устройств небольшой мощности с потреблением тока до 6 А.

Первая цифра – наружный диаметр, 2-я – длина предохранителя.

• 3 х 15.
• 4 х 15.
• 5 x 20.
• 6 x 32.
• 7 х 15.
• 10 х 30.

Вилочные предохранители

Служат для использования в автомобилях, и защищают их цепи от перегрузок. Вилочные вставки изготавливаются на напряжение до 32 В. Внешний вид их конструкции сдвинут в сторону, так как контакты находятся с одной стороны, а плавкая часть с другой.

• Миниатюрные вставки.
• Обычные.

Пробковые вставки

Применяются в жилых домах, работают при токе до 63 А.

Такие плавкие предохранители используют для приборов освещения, защиты бытовых устройств, счетчиков, маломощных электродвигателей. Они отличаются от трубчатых вставок методом крепления.

Трубчатые вставки

Такие вставки изготавливают в закрытом виде с корпусами из материала – фибры, которая образует газ, создающий большое давление, разрывающее цепь.Контакты.

Ножевые предохранители

Рабочий ток достигает 1,25 кА. Типоразмеры ножевых видов:

• 000 – до 100 А.
• 00 – до 160 А.
• 0 – до 250 А.
• 1 – до 355 А.
• 2 – до 500 А.
• 3 – до 800 А.
• 4 – до 1250 А.

Кварцевые

Этот вид вставок является токоограничивающим, не образующим газов, служит для внутреннего монтажа. Предохранители кварцевого вида выполняются на напряжение до 36 киловольт.

1 – Патрон (керамика, стекло).
2 – Вставка плавкая.
3 – Колпачки (металл).
4 — Наполнитель.
5 – Указатель.

Патрон закрывается с помощью колпачков, обеспечивая герметичность. К наполнителю предъявляются определенные требования:

• Прочность (электрическая).
• Высокая теплопроводность.
• Не должен образовывать газы.
• Не должен впитывать влагу.
• Частицы наполнителя должны быть строго необходимого размера, во избежание их спекания, либо невозможности погасить дугу.

Таким требованиям отвечает песок из кварца. Плавкий элемент выполняется из меди с покрытием серебром. Из-за значительной длины плавкий элемент навивают в виде спирали.

Газогенерирующие

К такому виду относятся разборные предохранители ПР, стреляющие вставки для внешней установки ПСН, выхлопные ПВТ для трансформаторов.

Вставка ПР служит для монтажа внутри помещений в устройствах до 1000 вольт. Она состоит из:

1. Патрон, сделан из фибры с латунными кольцами по краям. На конце накручены колпачки из латуни.
2. Колпачки.
3. Плавкий элемент в виде цинковой пластины.
4. Контакты.

При сгорании вставки под воздействием электрической дуги образуется значительное количество газа. Его давление возрастает, дуга гаснет в потоке газа. Вставка выполняется V-образной формы, так как во время сгорания узкого места образуется меньшее количество паров металла, препятствующего погашению дуги.

Термопредохранители

Этот вид вставок является одноразовым устройством. Он служит для защиты дорогих элементов оборудования от перегрева выше границы установленной температуры. Внутри корпуса размещены термочувствительные материалы, что обеспечивает установку вставок в цепях с большим током.

Принцип работы заключается в следующем. В нормальном режиме вставка имеет сопротивление, равное нулю. При нагревании корпуса от защищаемого устройства до температуры сработки повреждается термочувствительная перемычка, которая разрывает цепь питания устройства. После сработки нужно произвести замену термопредохранителя и устранить причину поломки.

Такие плавкие предохранители стали популярными в бытовых электрических устройствах: тостерах, кофеварках, утюгах, а также в климатическом оборудовании.

Общие особенности

Плавкие предохранители отличаются по свойствам срабатывания от номинального тока. Плавкие предохранители имеют инертность срабатывания, поэтому у профессионалов они часто применяются для селективной защиты вместе с электрическими автоматами.

Правила регулируют защиту воздушных линий так, чтобы вставка срабатывала за 15 с. Важной величиной служит время разрушения проводника при работе с током, превышающим установленное значение. Чтобы снизить это время, некоторые конструкции предохранителей имеют предварительно натянутую пружину. Она разводит края разрушенного проводника, во избежание возникновения электрической дуги.

Корпуса предохранителей производят из прочных сортов керамики. Для малых токов применяют вставки с корпусами из стекла. Корпус вставки играет роль основной детали. На ней закреплен плавкий элемент, указатель срабатывания, контакты, таблица с данными. Также корпус выступает в качестве камеры погашения электрической дуги.

Плавкие предохранители

Современные электрические сети и устройства очень сложные и требуют надежной защиты от возможных перегрузок и коротких замыканий. Основную защитную роль в таких случаях играют различные предохранительные устройства. Среди всего разнообразия этих устройств, наиболее распространенными считаются плавкие предохранители, обладающие высокой степенью надежности, простотой в эксплуатации и сравнительно невысокой стоимостью.

Несмотря на широкое использование автоматических защитных устройств, плавкие вставки сохраняют свою актуальность при защите электронной аппаратуры, автомобильных электросетей, промышленных электроустановок и систем энергоснабжения. Они до сих пор применяются в распределительных щитах многих жилых домов, благодаря надежной работе, небольшим размерам, стабильным характеристикам и возможности быстрой замены.

Для чего применяются плавкие предохранители

В случае соединения двух проводов, подключенных к источнику тока, наступит всем известный эффект короткого замыкания. Причиной может стать испорченная изоляция, неправильное подключение потребителей и т.д. При сравнительно небольшом сопротивлении проводов, в этот момент по ним будет протекать очень высокий ток. В результате перегрева проводов загорается изоляция, что может привести к пожару.

Избежать негативных последствий вполне возможно путем включения в электрическую цепь плавких предохранителей, известных также под наименованием пробок. В случае превышения током допустимой величины, проволочка внутри предохранителя сильно нагревается и быстро расплавляется, разрывая в этом месте электрическую цепь.

Конструкция предохранителей может быть трубчатой или пробочной. Трубочные элементы изготавливаются в закрытом фибровом корпусе, обладающим свойствами газогенерации. В случае повышения температуры внутри трубки создается высокое давление, вызывающее разрыв цепи. Пробочные предохранители имеют стандартную конструкцию, оборудованную проволокой, расплавляющейся под действием высокого электрического тока.

Существует еще одна разновидность так называемых самовосстанавливающихся предохранителей, изготовленных из полимерных материалов, изменяющих свою структуру при разных температурах. Существенный нагрев приводит к резкому изменению сопротивления в сторону увеличения, в результате чего цепь разрывается. Дальнейшее остывание вызывает уменьшение сопротивления, поэтому цепь вновь замыкается. В основном такие предохранители используются в сложных цифровых устройствах. В обычных силовых сетях они не применяются из-за высокой стоимости.

Иногда некоторые умельцы пытаются заменить сгоревший предохранитель, используя вместо него так называемые жучки, представляющие собой кусок толстого провода или тонких проволочек, скрученных в общий пучок. Такие самодельные устройства категорически запрещается использовать, поскольку ток при коротком замыкании будет недопустимо высоким. Сильный нагрев проводки вызовет ее повреждение, возгорание и пожар.

Устройство плавкого предохранителя

В состав входит корпус или патрон, обладающий электроизоляционными свойствами, и сама плавкая вставка. Ее концы соединяются с клеммами, которые последовательно включают предохранитель в электрическую цепь, совместно с защищаемым устройством или электрической линией. Материал плавкой вставки выбирается с таким расчетом, чтобы он мог расплавиться раньше, чем температурный показатель проводов выйдет на опасный уровень, либо потребитель в результате перегрузки выйдет из строя.

Исходя из конструктивных особенностей, плавкие предохранители могут быть патронными, пластинчатыми, пробочными и трубочными. Расчетная сила тока, которую способна выдержать плавкая вставка, указывается на корпусе устройства.

Довольно простая конструкция у низковольтных предохранителей. Под воздействием высокого тока плавкая вставка или токопроводящий элемент подвергается сильному нагреву, после чего при достижении определенной температуры плавится в дугогасящей среде и испаряется, разрывая защищаемую цепь. Именно так работает плавкий предохранитель в электрической цепи.

Для того чтобы горячие газы и жидкий металл не попадали в окружающую среду применяется керамический изолятор, он же корпус устройства, устойчивый к воздействию высоких температур и значительного внутреннего давления. Защитные крышки, расположенные по краям предохранителя, оборудованы специальными планками под унифицированные рукоятки, захватывающие плавкие вставки при замене негодных элементов. С помощью защитных крышек и керамического корпуса создается взрывонепроницаемая оболочка, ограничивающая коммутационную электрическую дугу.

Песок, заполняющий внутреннее пространство, ограничивает силу тока. Материал выбирается с определенными размерами кристаллов, после чего он уплотняется надлежащим образом. Как правило предохранители заполняются кварцевым кристаллическим песком, имеющим высокую химическую и минералогическую чистоту. Соединение плавкой вставки с основанием-держателем осуществляется механическим способом, при помощи контактных ножей. Для их изготовления используется медь или медные сплавы, покрытые оловом или серебром.

Характеристики плавких предохранителей

Основная характеристика заключается в прямой зависимости времени плавления от силы тока. Поэтому, то время, за которое плавкая вставка предохранителя перегорает, соответствует определенному току. Данный параметр больше известен, как времятоковая характеристика.

Кроме временного показателя существуют и другие характеристики, с помощью которых производится определение типов плавких предохранителей. Среди них, в первую очередь, следует отметить номинальный ток. Это наиболее допустимый ток нагрузки по условиям нагрева корпуса предохранителя в течение продолжительного времени. Выбирая устройство по этому показателю, должна учитываться нагрузка электрической цепи, а также условия работы предохранителя.

В некоторых случаях, номинальный ток может быть выше, чем ток в самой электрической цепи. Например, в пусковых устройствах электродвигателей, чтобы избежать перегорания предохранителя во время пуска. Следует учитывать, номинальный ток предохранителя должен соответствовать номинальному току заменяемого элемента.

В свою очередь, номинальный ток заменяемого элемента представляет собой максимально допустимый ток нагрузки в течение длительного времени, когда этот элемент установлен в держателе или в контактах. Кроме того, существуют номинальные токи основания и патрона предохранителя, которые нужно учитывать при выборе защитного устройства. Кроме того, используется такой показатель, как номинальное напряжение. Данный параметр представляет собой межполюсное напряжение, совпадающее с номинальным междуфазным напряжением защищаемых электрических сетей.

Для того, чтобы плавкие предохранители обеспечивали надежную защиту, значение данной величины должно быть больше или равно напряжению защищаемого объекта. Например, предохранитель с номинальным напряжением 400 вольт может использоваться для защиты цепей на 220 вольт, но ни в коем случае, не наоборот. Таким образом, эта величина характеризует возможность предохранителя своевременно разрывать электрическую цепь и гасить дугу.

Поэтому, при выборе предохранителя в качестве защитного средства, необходимо в обязательном порядке учитывать параметры, которые позволяют обеспечить надежную защиту объекта.

Виды плавких предохранителей

Для всех устройств этого типа существуют общая классификация в соответствии с их основными свойствами.

Плавкие вставки могут закрываться по-разному, в связи с этим отличаются и внешние эффекты, возникающие при отключении тока. Такие предохранители разделяются на следующие виды:

• Открытая плавкая вставка, в которой отсутствуют устройства для ограничения объема дуги, выброса расплавленных металлических частиц и пламени.
• Полузакрытый патрон с оболочкой, открытой с одной или двух сторон. Он создает определенную опасность для людей, находящихся поблизости.
• Закрытый патрон. Является наиболее надежным, поскольку у него отсутствуют все вышеперечисленные недостатки. Практически все современные предохранители выпускаются именно с закрытым патроном.

Гашение дуги может выполняться разными способами. В зависимости от этого предохранители бывают с наполнителем или без наполнителя. В первом случае применяются порошкообразные, волокнистые или зернистые компоненты, а во втором – за счет движения газов или высокого давления в патроне. Конструкции самих патронов разделяются на разборные и неразборные. Первый вариант предполагает замену расплавленной вставки, а во втором случае придется менять весь элемент. В некоторых случая неразборные патроны могут быть перезаряжены в специальных мастерских.

Предохранители могут быть заменены или не заменены будучи под напряжением. В первом случае замена может быть произведена прямо руками, не касаясь частей, находящихся под напряжением. Во втором случае устройство в обязательном порядке отключается от напряжения.

Маркировка плавких предохранителей

Каждый плавкий предохранитель на схеме обозначается определенной символикой. Стандартная маркировка состоит из двух буквенных символов. Первые буквы определяют защитный интервал: a – частичный (защита лишь от коротких замыканий) и g – полный (обеспечивается защита от коротких замыканий и перегрузок).

Вторая буква означает типы защищаемых устройств:

• G – защищает любое оборудование.
• F – защищаются только цепи с малым током.
• Tr – защита трансформаторов.
• М – электродвигатели и отключающие устройства.

Более подробную информацию о маркировке предохранителей можно получить в справочниках, предназначенных для специалистов-электротехников.

{SOURCE}

Виды предохранителей. Тип, устройство и конструкция

Здравствуйте, дорогие читатели. В данной статье рассмотрим что такое предохранитель, его устройство, виды предохранителей и разные конструкции.

Любая электрическая система работает на балансе подводимой и потребляемой энергий. Когда в схему электрооборудования подается напряжение, то оно прикладывается к определенному сопротивлению цепи. В итоге на основании закона Ома вырабатывается ток, благодаря действию которого совершается работа.

При нарушениях изоляции, ошибках монтажа, аварийном режиме сопротивление электрической цепи плавно снижается или резко падает. Это ведет к соответствующему возрастанию тока, который при достижении величины, превышающей номинальное значение, причиняет вред оборудованию и человеку.

Вопросы безопасности всегда были и будут актуальны при использовании электрической энергии. Поэтому защитным устройствам постоянно придается повышенное внимание. Первые такие конструкции, названные предохранителями, широко используются до настоящего времени.

   Виды предохранителей

Электрический предохранитель является частью рабочей цепи, врезается в рассечку питающего провода, должен надежно выдерживать рабочую нагрузку и защищать схему от появления сверхнормативных токов. Эта функция заложена в основу его классификации по номинальному току.

По применяемому принципу действия и способу разрыва схемы все предохранители подразделяют на 4 группы:

1. с плавкой вставкой
2. электромеханической конструкции
3. на основе электронных компонентов
4. самовосстанавливающиеся модели с нелинейными обратимыми свойствами после действия сверхтоков

Плавкая вставка

Предохранители этой конструкции имеют в своем составе токопроводящий элемент, который под действием тока с величиной, превышающей номинальное установленное значение, расплавляется от перегрева и испаряется. Этим обеспечивается снятие напряжения со схемы и защита ее.

Плавкие вставки могут быть изготовлены из металлов, например, меди, свинца, железа, цинка или отдельных сплавов, обладающих таким коэффициентом термического расширения, который обеспечивает защитные свойства электрооборудования.

Работа плавкой вставки под расчетной нагрузкой обеспечивается созданием надежного баланса температур между теплом, выделяемым на металле от прохождения по нему рабочего электрического тока, и отводом тепла в окружающую среду за счет рассеивания.

При возникновении аварийных режимов это равновесие быстро нарушается. Металлическая часть плавкой вставки при нагреве увеличивает значение своего активного сопротивления. Это вызывает больший разогрев, поскольку выделяемое тепло прямо пропорционально величине I2R. При этом снова возрастает сопротивление и выделение тепла. Процесс продолжается лавинообразно до тех пор, пока не наступает расплавление, закипание и механическое разрушение плавкой вставки.

   Виды предохранителей, плавкая вставка

Основным эксплуатационным параметром плавкой вставки является его времятоковая характеристика, определяющая зависимость кратности аварийного тока (относительно номинального значения) ко времени срабатывания.

Для ускорения работы плавкой вставки при малых кратностях аварийных токов используются специальные технические приемы:

• создание форм переменного сечения с зонами уменьшенной площади
• применением металлургического эффекта

Изменение сечения

На сужениях пластин увеличивается сопротивление и создается большее выделение тепла. В нормальном режиме работы эта энергия успевает равномерно распространиться по всей поверхности, а при перегрузках создаются критические зоны на узких местах. Их температура быстро достигает состояния, при котором металл плавится и разрывает электрическую цепь.

Для увеличения быстродействия пластины делают из тонкой фольги и применяют их в несколько слоев, включенных параллельно. Перегорание любого участка на одном из слоев ускоряет срабатывание защиты.

Принцип металлургического эффекта

Он основан на свойстве отдельных легкоплавких металлов, например, свинца или олова, растворять в своей структуре более тугоплавкие медь, серебро и отдельные сплавы.

Для этого на многожильные проволочки, из которых делают плавкую вставку, наносят капли олова. При допустимой температуре металла проводов эти добавки не создают никакого эффекта, но в аварийном режиме они быстро расплавляются, растворяют часть основного металла и обеспечивают ускорение срабатывания предохранителя.

Эффективность этого способа проявляется только на тонких проводниках и значительно снижается при увеличении их поперечного сечения.

Основной недостаток плавкой вставки состоит в том, что при срабатывании ее необходимо вручную заменять новой. Для этого требуется поддерживать их запас.

Предохранители электромеханической конструкции

Принцип врезания защитного устройства в питающий провод и обеспечение его разрыва с целью снятия напряжения позволяет отнести созданные для этого электромеханические изделия к предохранителям. Однако, большинство электриков выделяет их в отдельный класс и называет автоматическими выключателями или сокращенно автоматами.

   Виды предохранителей

При их работе специальный датчик постоянно контролирует величину проходящего тока. После достижения критического значения подается управляющий сигнал на исполнительный механизм – взведенную пружину от теплового или магнитного расцепителя.

Предохранители на электронных компонентах

У этих конструкций функцией защиты электрической схемы занимаются бесконтактные электронные ключи на основе силовых полупроводниковых приборов из диодов, транзисторов или тиристоров. Их называют электронными предохранителями (ЭП) или модулями контроля и коммутации тока (МККТ).

В качестве примера на видео ниже рассказывается принцип работы предохранителя на транзисторах.

Такие электронные предохранители отличаются быстродействием, их время срабатывания не превышает 30 миллисекунд.

Рассмотренная выше схема считается простой, она может быть значительно расширена новыми дополнительными функциями:

• непрерывного контроля тока в цепи нагрузки с формированием команд на отключение при превышениях тока более 30% номинальной величины
• отключения защищаемого участка в случаях возникновения коротких замыканий или перегрузок с выдачей сигнала при увеличении тока в нагрузке выше 10% от установленной уставки
• защит силового элемента транзистора при возникновении температур более 100 градусов

У таких схем используемые модули МККТ по времени срабатывания делятся на 4 группы. Самые быстродействующие устройства относят к классу «0». Они отключают превышающие уставку токи на 50% за время до 5 мс, на 300% — за 1,5 мс, на 400% — за 10мкс.

Само-восстанавливающиеся предохранители

Эти защитные устройства отличаются от плавких вставок тем, что после отключения аварийной нагрузки они сохраняют свою работоспособность для дальнейшего многократного использования. Поэтому их назвали само-восстанавливающимися.

За основу конструкции взяты полимерные материалы, обладающие положительным температурным коэффициентом для электрического сопротивления. Они обладают кристаллической структурой решетки при обычных, нормальных условиях и резко переходят в аморфное состояние при нагреве. Характеристика срабатывания такого предохранителя обычно приводится в форме логарифма сопротивления в зависимости от температуры материала.

Когда полимер имеет кристаллическую решетку, то он хорошо, как металл, пропускает электрический ток. В аморфном состоянии проводимость значительно ухудшается, чем обеспечивается отключение нагрузки при возникновении ненормального режима.

Такие предохранители используются в защитных устройствах для ликвидации возникающих многократных перегрузок там, где замена плавкой вставки или ручные действия оператора затруднительны. Это сфера автоматических электронных устройств, широко используемых в компьютерных технологиях, мобильных гаджетах, измерительной и медицинской технике, транспортных средствах.

На надежную работу само-восстанавливающихся предохранителей оказывает влияние температура окружающей среды и величина протекающего сквозь него тока. Для их учета введены технические термины:

• ток пропускания, определяемый как максимальное значение при температуре +23 градуса Цельсия, которое не приводит к срабатыванию устройства
• ток срабатывания, как минимальная величина, которая при той же температуре приводит к переходу полимера в аморфное состояние
• максимальное значение приложенного рабочего напряжения
• время срабатывания, измеряемое от момента возникновения аварийного тока до отключения нагрузки
• мощность рассеивания, определяющая способность предохранителя при +23 градусах передавать тепло в окружающую среду
• первоначальное сопротивление до подключения в работу
• сопротивление, достигаемое через 1 час после окончания срабатывания.

Само-восстанавливающиеся предохранители обладают:

• небольшими габаритами
• быстрым срабатыванием
• стабильной работой
• комбинированной защитой устройств от превышений токов и перегрева
• отсутствием необходимости в обслуживании

Виды предохранителей, разновидности конструкций предохранителей

В зависимости от задач предохранители создают для работы в цепях:

• промышленных установок
• бытовых электроприборов общего назначения

Поскольку они работают в цепях разного напряжения, то корпуса изготавливают с отличительными диэлектрическими свойствами. По этому принципу предохранители подразделяют на конструкции, работающие:

• с низковольтными устройствами
• в цепях до 1000 вольт включительно
• в схемах высоковольтного промышленного оборудования

К специальным конструкциям относят предохранители:

• взрывные
• пробивные
• с погашением дуги при размыкании цепи в узких каналах мелкозернистых наполнителей или образования автогазового либо жидкостного дутья
• для транспортных средств

Ограничиваемый предохранителями аварийный ток может составлять от долей ампера до килоампера.

Иногда электрики вместо плавкой вставки в корпус устанавливают калиброванную проволоку. Этот способ не рекомендуется применять потому, что даже при точном подборе поперечного сечения электрическое сопротивление проволоки может отличаться от рекомендованного из-за свойств самого металла или сплава. Такой предохранитель не будет точно работать.

Еще большей ошибкой считается применение самодельных «жучков» наудачу. Они чаще всего бывают причиной несчастий и пожаров, возникающих в электропроводке.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Работа и строительство в электротехнике и электронике

В прежние времена телеграфии более популярным благодаря своим усилиям стал француз «Бреге». Именно он предложил использовать уменьшенную часть проводов для защиты телеграфных станций от ударов молнии с разжижением, более тонкие провода будут охранять оборудование вместе с проводкой в ​​здании. В 1864 году осветительные установки и телеграфные кабели могут быть защищены с помощью различных фольговых плавких элементов и проводов.В конце концов, Томас Альва Эдисон получил права на предохранитель, который является элементом его системы распределения электроэнергии в 1890 году. А теперь в этой статье обсуждаются предохранители, типы предохранителей и их применение в различных областях.

Что такое предохранитель?

В области электроники или электротехники плавкий предохранитель считается наиболее важным устройством, которое используется в различных электрических цепях, обеспечивающих защиту от условий перегрузки по току. Устройство снабжено металлической полосой, которая растворяется при прохождении расширенного диапазона значений тока.Из-за растворения металла цепь становится разомкнутой и прекращает подачу питания через устройство.

Это также называется автоматическим отключением питания, которое часто сокращается до ADS. Это дешевое устройство, которое используется для защиты электрических цепей в условиях короткого замыкания или большого диапазона значений тока.

Принцип работы предохранителя

Почему нам нужен предохранитель?

Используются для предотвращения повреждения бытовой техники сильным током или перегрузкой.Если мы используем предохранитель в домах, электрические неисправности не могут произойти в проводке, и это не повредит приборы от огня горящей проволоки. Когда предохранитель выходит из строя или выходит из строя, возникает резкое искрение, которое может напрямую повредить вашу бытовую технику. Это основная причина, по которой нам требуются различные типы предохранителей для защиты бытовой техники от повреждений. Существует множество предохранителей типа , используемых для защиты цепей .

Предохранители обычно рассчитываются в амперах. Хотя их функциональность основана на самовыделении тепла в сценариях дополнительного тока за счет собственного выработанного электрического сопротивления.Как правило, этого можно добиться, сделав плавкий провод как можно короче. Поскольку длина провода не зависит от номинальных значений тока, минимальная длина провода предполагает минимальное значение сопротивления.

Характеристики предохранителей

Существует несколько характеристик предохранителей в электрической области, и они объясняются следующим образом:

• Номинальное значение тока — Частая проводимость максимального количества тока, на котором находится устройство без превращения его в расплав — это текущее номинальное значение.Значение измерения выражается в амперах и имеет тепловые характеристики.
• Номинальное значение напряжения — Здесь напряжение последовательно соединено с предохранителем, что не увеличивает номинальное значение напряжения.
• Температура — Здесь рабочая температура предохранителя больше, поэтому номинальный ток падает. Это заставляет предохранитель линять.
• Падение напряжения — Когда через устройство протекает дополнительный ток, предохранитель оплавляется и замыкается в цепи.Так как из-за этого произойдет изменение сопротивления и падение напряжения станет минимальным.

Принцип работы предохранителя

Принцип работы предохранителя — «нагревание вследствие тока». Он изготавливается из тонкой полосы или нити металлической проволоки. Предохранитель в электрической цепи всегда подключается последовательно. Когда происходит образование электрических цепей с высоким уровнем тока, предохранитель размягчается, и цепь оказывается в разомкнутом состоянии.Сильный ток может привести к обрушению провода и предотвратить подачу питания.

Сценарий работы этого устройства в основном зависит от условий нагрева тока. При общем функционировании тока будет нормальное протекание тока через предохранитель. Из-за протекания тока в элементе предохранителя будет выделяться тепло, и выделяемое тепло будет рассеиваться в атмосферу. За счет этого уровень температуры нагрева поддерживается ниже значений точки плавления.

В то время как в условиях неисправности через устройство будет протекать ток короткого замыкания. Величина этого значения тока больше по сравнению с нормальными уровнями величины тока. Это вызывает появление в предохранителе большого диапазона температур. Итак, устройство начинает плавиться и ломаться. В этом случае предохранитель выступает в качестве защитного элемента от перегрузки или короткого замыкания.

Конструкция предохранителя

Поскольку плавкий элемент изготовлен из тщательно подобранного металлического проводника, он удерживает предохранитель.Таким образом, основная работа этого устройства — пропускать через устройство только ограниченные значения тока. В противном случае он разрывает электрическую цепь и имеет способность подавления перенапряжения . Базовая конструкция предохранителя показана ниже:

Предохранитель

А в электрической цепи можно заменить, установив новый предохранитель с аналогичными уровнями номинальной мощности. Он может быть разработан с такими элементами, как Cu (медь), Zn (цинк), Al (алюминий) и Ag (серебро). Они также действуют как автоматический выключатель для размыкания цепи, когда в цепи происходит внезапное повреждение.Это работает как мера безопасности или защита людей от рисков. Вот так предохранитель работает.

Номинал предохранителя = (мощность (ватт) / напряжение (вольт)) x 1,25

Выбор предохранителя может быть выполнен путем расчета номинала предохранителя по приведенной выше формуле.

• Выберите предохранитель.
• Запишите напряжение (вольты) и мощность (ватты) прибора.
• Рассчитайте номинал предохранителя.

После получения результата используйте предохранитель максимального номинала.Например, если рассчитанный номинал предохранителя является максимальным номиналом предохранителя. Это означает, что если расчетный номинал предохранителя составляет 7,689 ампер, то в электрическую цепь необходимо установить предохранитель на 8 ампер.

Различные типы предохранителей

Предохранители в основном подразделяются на несколько типов в зависимости от области применения, а именно: предохранитель переменного тока и предохранитель постоянного тока . И снова они подразделяются на различные типы в зависимости от уровней напряжения. На следующей схеме наглядно представлена ​​таблица типов электрических предохранителей в зависимости от предохранителя переменного тока и предохранителя постоянного тока.

Типы предохранителей Предохранители

постоянного тока имеют больший размер и имеют постоянное значение свыше «0» вольт, и из-за этого довольно сложно удалить и отключить цепь. Кроме того, между расплавленными проводами может возникать электрический разряд. Чтобы избавиться от этого, несколько электродов расположены на больших расстояниях, и из-за этого появляются предохранители постоянного тока огромных размеров, и их конструкция усложняется. Базовый предохранитель постоянного тока показан как:

Типы предохранителей переменного тока

Предохранитель переменного тока меньше по размеру по сравнению с предохранителями постоянного тока, и они колеблются почти 50-60 раз в каждую секунду от наименьшего к наибольшему.В результате исключается возможность возникновения электрической дуги между расплавленными проволоками. По этой причине их можно забить небольшими размерами. Кроме того, предохранители переменного тока подразделяются на две части: предохранители высокого напряжения и предохранители низкого напряжения. Здесь LV & HV обозначает низкое и высокое напряжение.

Низковольтные предохранители

Низковольтные предохранители делятся на пять типов: вставные, патронные, выпадающие, ударные и переключающие.

Вторичные типы предохранителей

Вторичные предохранители относятся к категории предохранителей низкого напряжения, и они почти используются в небольших приложениях, таких как электропроводка в доме, малых производствах и других приложениях с малым током.Эти типы предохранителей включают две основные части, в том числе основание предохранителя с двумя выводами, такими как вход и выход. Как правило, этот элемент изготавливается из фарфора. Другая часть этого предохранителя — держатель предохранителя, который захватывает элемент предохранителя.

Этот элемент изготовлен из алюминия, луженой меди и свинца. Основное преимущество держателя предохранителя заключается в том, что его можно просто вставить и извлечь из основания предохранителя без риска поражения электрическим током. Поскольку предохранитель поврежден из-за сильного тока, мы можем просто удалить держатель предохранителя, а также вставить обратно провод предохранителя.

Встраиваемый предохранитель

Типы предохранителей патронного типа

Предохранители патронного типа имеют полностью закрытые контейнеры и металлический контакт. Применения этого предохранителя в основном включают низкое напряжение (LV), высокое напряжение (HV) и небольшие предохранители. Опять же, эти типы предохранителей подразделяются на два типа: предохранители D-типа и Link-type.

Этот тип предохранителя состоит из патрона, основания предохранителя, переходного кольца и крышки. Основание предохранителя состоит из колпачка предохранителя, который набивается ингредиентом предохранителя картриджем с помощью переходного кольца.

Состоит из патрона, основания предохранителя, крышки и переходного кольца. В основании предохранителя имеется крышка предохранителя, которая через переходное кольцо соединяется с плавким элементом с патроном. Подключение схемы завершено, когда при наклоне картриджа устанавливается контакт через проводник.

Предохранитель перемычки также известен как предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC) или предохранитель типа BS. В предохранителях этого типа ток, протекающий через плавкий элемент, определяется при стандартных условиях.

В этом предохранителе типа BS ток через плавкий элемент задается при нормальных условиях. Дуга, которая возникает в результате перегорания предохранителя, изготавливается из фарфора, керамики и серебра. Емкость плавкого элемента набита кварцевым песком. Этот тип предохранителя снова подразделяется на две части, включая лезвийный и болтовый.

• Ножевые и болтовые предохранители

Предохранители ножевого или вставного типа выполнены из пластика.Этот тип предохранителя можно просто заменить в электрической цепи вне зависимости от нагрузки.

В предохранителях с болтовым креплением пластины этого предохранителя токопроводящие устанавливаются на основание предохранителя.

Ударник Типы предохранителей

Предохранитель ударного типа используется для отключения и замыкания электрической цепи. Эти предохранители обладают большой силой, а также смещением.

Предохранитель переключающего типа

Обычно предохранитель переключаемого типа снабжен металлическим выключателем, а также предохранителем.Эти предохранители в основном используются при низком и среднем уровнях напряжения.

Отключаемые типы предохранителей

В предохранителях этого типа плавление предохранителя приводит к тому, что элемент падает ниже силы тяжести в связи с его минимальной поддержкой. Эти типы предохранителей используются для защиты внешних трансформаторов.

DropOut Type

Это основные типы низковольтных предохранителей .

Типы предохранителей высокого напряжения (высокого напряжения)

Обычно высоковольтные предохранители используются для защиты трансформаторов, таких как измерительные трансформаторы, трансформаторы малой мощности, а также используются в энергосистемах.Эти предохранители обычно заряжаются при напряжении от 1500 до 138000 В.

Плавленая часть высоковольтных предохранителей изготавливается из меди, серебра или, в некоторых случаях, используется олово, чтобы обеспечить стабильную и стабильную работу. Эти предохранители подразделяются на три типа, включая следующие.

Картридж типа HRC Предохранитель

Плавкий элемент HRC имеет спиральную форму, что позволяет избежать воздействия короны при высоких напряжениях. Он включает в себя два плавленых элемента с низким сопротивлением и высоким сопротивлением, которые расположены параллельно друг другу.Провода с низким сопротивлением принимают обычный ток, который перегорает, а также снижает ток короткого замыкания на протяжении всего состояния повреждения.

Картридж HRC Тип

Жидкий Тип Предохранитель HRC

Этот тип предохранителя набит тетрахлоридом углерода, который также сохраняется на обоих верхних частях крышек. Однажды ошибка возникает, когда протекающий ток выходит за допустимый предел, и элемент предохранителя перегорает. Жидкость предохранителя действует как стандарт гашения дуги для предохранителей типа HRC.Они могут быть использованы для защиты трансформатора, а также защиты поддержки для автоматического выключателя.

Жидкий предохранитель HRC Тип

Выталкивающие высоковольтные предохранители

Эти типы предохранителей широко используются для защиты фидеров, а также трансформатора из-за их низкой стоимости. Он рассчитан на 11кВ; также их способность к взлому до 250 МВА. Этот тип предохранителя включает в себя незаполненный цилиндр с открытым концом, изготовленный из бумаги на синтетической смоле.

Элементы предохранителя расположены в цилиндре, а верхние части трубок соединены с соответствующим оборудованием на каждой отделке.Возникающая дуга отводится от внутреннего покрытия цилиндра, и образованные таким образом газы разрушают дугу.

В зависимости от технических характеристик, требований и применения существует несколько типов предохранителей. Люди могут найти несколько типов предохранителей в области электротехники , типы предохранителей , используемые для защиты цепей, типы предохранителей в энергосистеме, типы предохранителей среднего напряжения, предохранители типа AM, предохранители с наконечником, типы предохранителей mcb, gg предохранитель типа, предохранитель коробчатого типа, и многие другие.

Другой важный тип предохранителей, который чаще всего используется, — это стеклянный предохранитель. Преимущество стеклянных предохранителей заключается в том, что они видны, поэтому их легко определить, работает он или нет. Кроме того, эти стеклянные предохранители обладают минимальной тормозной способностью, которая обычно ограничивает использование приложений до 15 ампер. Некоторые из различных типов стеклянных предохранителей :

• Серия AGC, имеющая стеклянный корпус размером 3 дюйма
• Серия AGU, имеющая стеклянный корпус размером 5 дюймов
• Серия AGW, имеющая стеклянный корпус размером 7 дюймов
• Серия AGX, имеющая 3 дюйма размер стеклянного корпуса
• SFE тип стеклянного предохранителя

Какие типы предохранителей используются для защиты двигателя?

В основном, предохранители с выдержкой времени применяются в системах ответвлений двигателей.Этот тип предохранителя можно легко подобрать по размеру, равному току всей нагрузки двигателя, чтобы предотвратить возникновение условий цепи и короткое замыкание в электрической сети.

Преимущества и недостатки электрического предохранителя

Некоторые из преимуществ и недостатков электрического предохранителя упоминаются следующим образом:

Преимущества

Преимущества электрического предохранителя:

• Это недорогое и не имеет никаких дополнительный уход и техническое обслуживание
• Устройства полностью состоят из автомобильных предохранителей и требуют минимального времени по сравнению с автоматическими выключателями
• Поскольку предохранители доступны меньшего размера, они вызывают ограничивающий ток удар в ненормальных условиях
• Особенности обратимого время-токового разрешить использование устройства для защиты от перегрузки

Недостатки

Недостатки электрического предохранителя:

• Требуется некоторое время во время замены предохранителя
• Время-ток не будет каждый раз синхронизирован с что из защитного элемента

Применения различных типов Предохранители

Обсуждаемые различные типы предохранителей и способы их использования являются важными компонентами всех электрических цепей.Некоторые из основных применений предохранителей в области электротехники и электроники включают следующее.

• Силовые трансформаторы
• Электрические приборы, такие как кондиционеры (кондиционеры), телевизоры, стиральные машины, музыкальные системы, а также
• и многие другие.
• Электрические кабели в доме
• Мобильные телефоны
• Пускатели двигателей
• Ноутбуки
• Зарядные устройства
• Камеры, сканеры, принтеры и копировальные аппараты
• Автомобили, электронные устройства и игровые автоматы

Из приведенной выше информации, наконец, мы Можно сделать вывод, что предохранители и их типы объяснены.Основная функция предохранителя — защита электрических цепей от перелива тока. В реальном времени ток по проводам может не быть постоянным. В таких ситуациях устройство может выйти из строя из-за перегрева. Несмотря на то, что оборудование хорошо развито с точки зрения обращения с автоматическим выключателем, эти типы предохранителей все еще используются в различных местах, например, в основных электрических компонентах. Вот вам вопрос, что называют полупроводниковыми предохранителями?

Авторы фото : CircuitDigest

.

Какие бывают типы предохранителей?

Предохранитель — это устройство прерывания тока, которое размыкает или размыкает цепь путем плавления элемента и, таким образом, удаляет неисправное устройство из основной цепи питания. Предохранители в основном делятся на два типа, в зависимости от входного напряжения питания это предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. На рисунке ниже показаны различные типы предохранителей.

Предохранитель постоянного тока

Предохранитель постоянного тока размыкает или размыкает цепь, когда через него протекает чрезмерный ток.Единственная трудность с предохранителем постоянного тока заключается в том, что дугу, создаваемую постоянным током, очень трудно погасить, поскольку в цепи нет нулевого тока. Для уменьшения дуги предохранителя постоянного тока электроды размещены на большем расстоянии друг от друга, из-за чего размер предохранителя увеличивается по сравнению с предохранителем переменного тока.

Предохранители переменного тока

Предохранители переменного тока делятся на два типа: предохранители низкого напряжения и предохранители высокого напряжения. Частота предохранителей переменного тока изменяет свою амплитуду от 0º до 60º всего за одну секунду.Таким образом, гашение дуги в цепи переменного тока может быть легко выполнено по сравнению с цепью постоянного тока.

Плавкие предохранители низкого напряжения можно разделить на четыре класса, показанные ниже на изображении. Полузакрытые или переключаемые типы и полностью закрытые, или переключатели картриджного типа являются наиболее часто используемыми переключателями.

Встраиваемые предохранители

Цепи этого типа чаще всего используются в цепях малых токов или в домашней электропроводке. Корпус предохранителя и держатель предохранителя являются двумя основными частями сменного предохранителя.Основание плавкого предохранителя сделано из фарфора и удерживает провода, которые могут быть изготовлены из свинца, луженой меди, алюминия или сплава олово-свинец. Держатель предохранителя можно легко вставить или вынуть в основание, не открывая главный выключатель.

Предохранители полностью закрытого типа или картриджного типа

Элемент предохранителя полностью заключен в закрытый контейнер и имеет металлические контакты с обеих сторон. Эти предохранители далее классифицируются как предохранители патронного типа D и патронные предохранители типа Link.

Картриджные предохранители типа D

Основными частями предохранителя типа D являются основание, переходное кольцо, патрон и крышка предохранителя. Патрон находится в крышке предохранителя, а крышка предохранителя прикреплена к основанию предохранителя. Наконечник картриджа касается проводника, когда он полностью прикручен к основанию, и замыкает цепь через плавкие вставки.

Соединительный картридж или высокая разрывная способность

В предохранителях такого типа предохранительный элемент длительное время проводит ток повреждения.Если неисправность не устранена, то плавкий элемент плавится и размыкает цепь. Основным преимуществом предохранителя HRC является то, что он очищает как низкий, так и высокий ток короткого замыкания.

Предохранитель

HRC работает на высоких скоростях и не требует обслуживания. Но плавкий элемент предохранителей HRC необходимо заменять после каждой операции, и он также выделяет тепло во время неисправностей, что влияет на работу близлежащих переключателей.

Корпус предохранителя HRC заполнен порошком чистого кварца, который действует как среда для гашения дуги.Серебряная и медная проволока используются для изготовления плавкой проволоки. Плавкий провод состоит из двух или более участков, соединенных оловянным соединением. Жестяное соединение снижает температуру в условиях перегрузки.

Для увеличения отключающей способности предохранителей две или более серебряных проволоки соединяются параллельно друг с другом. Эти проволоки отрегулированы таким образом, чтобы плавиться только одна проволока. Предохранитель HRC бывает двух типов

В выключателях ножевого типа провод предохранителя заменяется на цепь под напряжением с помощью съемника предохранителя.Предохранители HRC болтового типа имеют две токопроводящие пластины, которые прикреплены болтами к основанию предохранителя. Этот предохранитель требует дополнительной цепи для извлечения переключателя без поражения электрическим током.

Плавкий предохранитель

При плавлении предохранителя элемент предохранителя выпадает под действием силы тяжести о его нижнюю опору. Предохранители такого типа используются для защиты трансформаторов наружной установки.

Запорный предохранитель

Это механическое устройство, обладающее достаточной силой и перемещением, которое может использоваться для замыкания цепей отключения / индикации.

Переключатель предохранитель

Выключатели такого типа используются для цепей низкого и среднего напряжения. Номинал предохранителя находится в диапазоне 30, 60, 100, 200, 400, 600 и 800 ампер. Блок предохранителей доступен как 3-полюсный, так и 4-полюсный. Включающая способность предохранителей такого типа — до 46 кА. Они могут безопасно отключаться в зависимости от номинальных токов, в три раза превышающих ток нагрузки.

Высоковольтные предохранители HRC

Основная проблема высоковольтных предохранителей — коронация.Поэтому предохранители высокого напряжения имеют особую конструкцию. В основном они делятся на три типа.

Картридж типа HV HRC Предохранитель

Плавкий элемент предохранителя HRC намотан в форме спирали, что позволяет избежать эффекта коронного разряда при более высоких напряжениях. Он имеет два плавленых элемента, расположенных параллельно друг другу, один с низким сопротивлением, а другой с высоким сопротивлением. Провод с низким сопротивлением пропускает нормальный ток, который перегорает и снижает ток короткого замыкания при возникновении неисправности.

Жидкостный предохранитель HV HRC

Плавкие предохранители такого типа заполнены четыреххлористым углеродом и закрыты с обоих концов крышек. При возникновении неисправности ток превышает допустимый предел, и плавкий элемент перегорает. Жидкость плавкого предохранителя действует как средство гашения дуги для предохранителей HRC. Их можно использовать для защиты трансформатора и резервной защиты автоматического выключателя.

Высоковольтный предохранитель вытяжного типа

Предохранители выталкивающего типа

широко используются для защиты фидеров и трансформаторов из-за их низкой стоимости.Он разработан на 11 кВ, а их отключающая способность до 250 МВА. Такой тип предохранителей представляет собой полую трубку с открытым концом, изготовленную из бумаги, склеенной синтетической смолой.

Элементы предохранителей помещаются в трубки, и концы трубок соединяются с соответствующими фитингами на каждом конце. Возникающая дуга гасится во внутреннем покрытии трубки, и образующиеся при этом газы гасят дугу.

.Предохранитель

и типы предохранителей

Различные типы предохранителей — сужение, работа и использование

Что такое предохранитель?

A Предохранитель — это электрическое или механическое устройство / /, которое используется для защиты цепей от перегрузки по току, перегрузки и обеспечения защиты цепи. Электрический предохранитель был изобретен Томасом Альва Эдисоном в 1890 году. Есть много типов предохранителей, но функция всех этих предохранителей одинакова.В этой статье мы обсудим различные типы предохранителей, их конструкцию, работу и работу, а также их применение в различных электронных и электрических системах.

Символы предохранителей IEC и IEEE / ANSI

Конструкция и работа предохранителя

Предохранитель общего назначения состоит из металлического провода с низким сопротивлением, заключенного в негорючий материал. Он используется для подключения и установки последовательно с цепью и устройством, которые необходимо защитить от короткого замыкания и перегрузки по току, иначе электрическое устройство может быть повреждено в случае отсутствия предохранителя и автоматического выключателя, поскольку они не могут справиться чрезмерный ток в соответствии с их номинальными пределами.

Принцип действия предохранителя основан на «эффекте нагрева от тока » i.е. При возникновении короткого замыкания, перегрузки по току или несоответствия подключения нагрузки тонкий провод внутри предохранителя плавится из-за тепла, выделяемого сильным током, протекающим через него. Таким образом, он отключает питание от подключенной системы. При нормальной работе схемы плавкий предохранитель является компонентом с очень низким сопротивлением и не влияет на нормальную работу системы, подключенной к источнику питания.

Работа предохранителя

Связанная статья: Воздушный автоматический выключатель (ACB): конструкция, работа, типы и применение

Как выбрать предохранитель правильного номинального размера?

Выбор правильного предохранителя и его номинального размера для электроприборов зависит от различных факторов и условий окружающей среды.но следующая основная формула показывает, что , как правильно выбрать предохранитель размера?

Номинал предохранителя = (мощность / напряжение) x 1,25

Например, вам нужно найти предохранитель подходящего размера для двухконтактной розетки 10А.

(1000 Вт / 230 В) x 1,25 = 5,4 А

в приведенном выше примере 1 кВт — это номинальная мощность, которой можно управлять через 2-контактную розетку, а основное напряжение питания — однофазное 230 В переменного тока (120 В переменного тока в США. ).

Но вы должны выбрать max i.е. Номинал предохранителя 6А вместо 5,4А для безопасной и надежной работы цепи.

Характеристики предохранителя

Различные типы предохранителей могут быть разделены на категории по следующим характеристикам.

• Номинальный ток и допустимая нагрузка предохранителя
• Номинальное напряжение предохранителя
• Отключающая способность предохранителя
• I ² т Значение предохранителя
• Характеристики срабатывания
• Номинальное напряжение предохранителя
• Размер упаковки

ниже является кратким объяснением вышеуказанных категорий.

Допустимая нагрузка по току предохранителя

Допустимая нагрузка по току — это величина тока, которую предохранитель может легко проводить, не прерывая цепь.

Отключающая способность:

Значение максимального тока, который может быть безопасно прерван предохранителем, называется отключающей способностью и должно быть выше предполагаемого тока короткого замыкания.

Номинальное напряжение предохранителя

Ожидайте допустимого тока по току, есть максимальное номинальное напряжение, с которым предохранитель может безопасно работать.Каждый предохранитель имеет максимально допустимое номинальное напряжение, например, если предохранитель рассчитан на 32 В, его нельзя использовать с 220 В, разная степень изоляции требуется в разных предохранителях, работающих на разных уровнях напряжения. В зависимости от номинального напряжения предохранитель может быть высоковольтным (высоковольтным), низковольтным (низковольтным) и миниатюрными предохранителями.

I ² т Значение предохранителя

Термины I ² т, относящиеся к предохранителю, обычно используемому в условиях короткого замыкания. это количество энергии, которое переносит плавкий элемент, когда электрическая неисправность устраняется плавким элементом.

Характеристики срабатывания предохранителя

Скорость срабатывания предохранителя зависит от силы тока, протекающего по его проводу. Чем выше ток, протекающий по проводу, тем быстрее будет время отклика.

Характеристика отклика показывает время отклика на событие перегрузки по току. Предохранители, которые быстро реагируют на перегрузки по току, называются сверхбыстрыми предохранителями или быстрыми предохранителями. Они используются во многих полупроводниковых устройствах, потому что полупроводниковые устройства очень быстро повреждаются перегрузкой по току.

Существует еще один предохранитель, который называется , плавкий предохранитель , переключающие предохранители не реагируют быстро на событие перегрузки по току, а перегорают после нескольких секунд возникновения перегрузки по току. Такие предохранители нашли свое применение в электронных системах управления двигателем, поскольку двигатель потребляет намного больше тока при запуске, чем при работе.

Размер упаковки

Как мы уже упоминали выше, предохранители переменного и постоянного тока имеют немного разный тип упаковки, так же, как и в разных приложениях, для точного использования разных корпусов в цепи.

другие факторы и параметры: маркировка , температура снижение номинальных характеристик , падение напряжения и скорость и т. Д.

Классификация предохранителей

Предохранители могут быть классифицированы как «одноразовые предохранители», « Восстанавливаемый предохранитель »,« Токоограничивающие и не ограничивающие ток предохранители »на основе использования для различных приложений.

Одноразовые предохранители содержат металлический провод, который перегорает, когда происходит событие перегрузки по току, перегрузки или несоответствия нагрузки, пользователь должен вручную заменить эти предохранители, переключающие предохранители дешевы и широко используются почти во всей электронике и электрические системы.

, с другой стороны, сбрасываемый предохранитель автоматически сбрасывается после срабатывания при возникновении неисправности в системе.

В предохранителе с ограничением тока они создают высокое сопротивление в течение очень короткого периода времени, в то время как предохранитель без ограничения тока создает дугу в случае протекания большого тока для прерывания и ограничения тока в связанной и подключенной цепи.

Различные типы предохранителей

Типы предохранителей

На рынке доступно различных типов предохранителей , и они могут быть разделены на категории на основе различных аспектов.

Полезно знать: предохранители используются в цепях переменного и постоянного тока.

Щелкните изображение для увеличения

Типы и классификация низковольтных и высоковольтных предохранителей Предохранители

можно разделить на две основные категории в зависимости от типа входного напряжения питания.

Есть небольшая разница между предохранителями переменного и постоянного тока, используемыми в системах переменного и постоянного тока, которая обсуждалась ниже.

Предохранители постоянного тока

В системе постоянного тока, когда металлическая проволока плавится из-за тепла, выделяемого избыточным током, возникает дуга, и очень сложно погасить эту дугу из-за постоянного значения постоянного тока.Таким образом, чтобы свести к минимуму искрение предохранителя, предохранитель постоянного тока немного больше предохранителя переменного тока, что увеличивает расстояние между электродами, чтобы уменьшить дугу в предохранителе.

Предохранители переменного тока

С другой стороны, то есть в системе переменного тока напряжение с частотой 60 Гц или 50 Гц изменяет свою амплитуду от нуля до 60 раз в секунду, поэтому дугу можно легко погаснуть по сравнению с постоянным током. Следовательно, предохранители переменного тока немного меньше по размеру по сравнению с предохранителями постоянного тока.

Предохранители также можно разделить на категории на основе одноразовых или многократных операций.

Патронные предохранители

Патронные предохранители используются для защиты электроприборов, таких как двигатели, кондиционеры, холодильники, насосы и т. Д., Где требуются высокое напряжение и токи. Они доступны до 600 А и 600 В переменного тока и широко используются в промышленных, коммерческих и домашних распределительных щитах.

Есть два типа картриджных предохранителей. 1. Предохранитель общего назначения без выдержки времени и 2. Патронный предохранитель повышенной прочности с выдержкой времени.Оба доступны в диапазоне от 250 В до 600 В переменного тока, и их номинал можно найти на торцевой крышке или лезвии ножа.

Предохранители картриджа

заключены в основание и могут быть разделены на предохранители картриджного типа Link и картриджные предохранители типа D.

Патронный предохранитель типа D

Предохранитель типа D находится на переходном кольце, основании, крышке и патроне. Основание предохранителя соединено с крышкой предохранителя, где патрон находится внутри крышки предохранителя. Цепь замыкается, когда наконечник патрона входит в контакт через провод плавкой вставки.

Патронные предохранители

HRC (высокая разрывная способность) Предохранитель или перемычка картриджного типа

Мы уже очень подробно отказались от конструкции, работы и их применения предохранителей HRC (высокая разрывная способность). Он также охватывает различные типы предохранителей HRC, такие как тип DIN, тип NH, тип лезвия, жидкостный предохранитель HRC, высоковольтный предохранитель вытяжного типа, преимущества и недостатки и т. Д.

Типы предохранителей HRC

Связанная публикация:

Высоковольтные предохранители

Высоковольтные предохранители (HV) используются в энергосистеме для защиты силового трансформатора, распределительных трансформаторов, измерительного трансформатора и т. Д., Где автоматические выключатели не могут защитить систему.Предохранители высокого напряжения рассчитаны на напряжение от 1500 В до 13 кВ.

Элемент высоковольтного предохранителя обычно изготавливается из меди, серебра или олова. Камера плавкой вставки может быть заполнена борной кислотой в случае высоковольтных предохранителей выталкивающего типа

Автомобильные, ножевые и болтовые предохранители

Предохранители этого типа (также известные как лопаточные или вставные предохранители ) поставляется в пластиковом корпусе и двух металлических заглушках для установки в розетку. В основном они использовались в автомобилях для защиты электропроводки и короткого замыкания.Ожидайте этого, ограничители предохранителей, стеклянные трубки (также известные как предохранители Bosch) широко используются в автомобильной промышленности. Рейтинг автомобильных предохранителей составляет от 12 В до 42 В.

В предохранителях с болтовым креплением основание предохранителя контактировало непосредственно с основанием предохранителя, как и предохранители HRC. Чтобы узнать больше о типах лезвий и типах предохранителей с болтовым креплением, связанных с предохранителями HRC, проверьте сообщение. Типы предохранителей HRC.

Предохранители лезвийного типа: используются в автомобилях

Предохранители SMD (предохранители для поверхностного монтажа), микросхемы, радиальные и свинцовые предохранители

Предохранители SMD (Surface Mont Device и название, полученное от SMT = Surface Mount Technology) являются типами микросхем предохранителей (также известных как электронные предохранители) используются в устройствах питания постоянного тока, таких как жесткий диск, DVD-плееры, камеры, сотовые телефоны и т. д., где пространство играет важную роль, поскольку предохранители SMD очень жесткие по размеру и их трудно заменить.

Ниже приведены некоторые дополнительные типы предохранителей SMD и предохранителей с выводами.

• Медленные предохранители для стружки
• Быстродействующие предохранители для стружки
• Быстродействующие предохранители для стружки
• Импульсные предохранители для стружки
• Сильноточные предохранители для стружки
• Предохранители для телекоммуникационных сетей
• Предохранители для сквозных отверстий
• Радиальный предохранитель
• Свинцовый предохранитель
• Осевой предохранитель

Предохранитель SMD и осевой предохранитель

Сменные предохранители

Самый известный предохранитель kit-kat (также известный как предохранитель с возможностью перенастройки), который в основном используется в промышленности и домашней электропроводке для малых токов. применения в системах низкого напряжения (LV).

Повторно заменяемый предохранитель состоит из 2 основных частей. Внутренний элемент предохранителя в качестве держателя предохранителя изготовлен из луженой меди, алюминия, свинца и т. Д., А основание — из фарфора с выводами IN и OUT, которые используются последовательно с цепью для защиты.

Основным преимуществом предохранителя с возможностью перенастройки является то, что его можно легко перемонтировать в случае его перегорания из-за короткого замыкания или перегрузки по току, при котором плавятся элементы предохранителя. Просто вставьте еще один провод предохранителей с таким же номиналом, что и раньше.

Термопредохранители

Как упоминалось выше, термический предохранитель — это одноразовый предохранитель. Это термочувствительные предохранители, а плавкий элемент изготовлен из термочувствительного сплава. Они известны как термические выключатели (TCO) или термические ссылки.

В тепловом предохранителе плавкий элемент удерживает механический пружинный контакт, который обычно замкнут. Когда через элементы предохранителя протекают высокие токи из-за перегрузки по току и короткого замыкания, элементы предохранителя плавятся, что приводит к освобождению пружинного механизма и предотвращению возникновения дуги и возгорания, а также к защите подключенной цепи.

Статьи по теме:

Восстанавливаемые предохранители

Восстанавливаемый предохранитель — это устройство, которое можно использовать несколько раз без замены. Они размыкают цепь, когда происходит событие перегрузки по току, и через определенное время снова подключают цепь. Полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом (PPTC, широко известное как самовосстанавливающийся предохранитель, поливыключатель или полидредохранитель) — это пассивный электронный компонент, используемый для защиты от коротких замыканий в электронных схемах.

Применение самовосстанавливающихся предохранителей преодолено там, где замена предохранителей вручную затруднена или почти невозможна, например взрыватель в ядерной системе или в аэрокосмической системе.

Восстанавливаемые предохранители | Изображение предоставлено Википедией

Использование и применение предохранителей

Различные типы электрических и электронных предохранителей могут использоваться во всех типах электрических и электронных систем и приложений , включая:

• Двигатели и трансформаторы
• Условия воздуха
• Домашние распределительные щиты
• Электрооборудование общего назначения и устройства
• Ноутбуки
• Мобильные телефоны
• Игровые системы
• Принтеры
• Цифровые камеры
• DVD-плееры
• Портативная электроника
• ЖК-мониторы
• Сканеры
• Аккумуляторы
• Жесткие диски
• Преобразователи питания

Вы также можете прочитать

.

Что такое электрический предохранитель? — Описание, преимущества и недостатки электрического предохранителя

Предохранитель — это устройство, используемое в электрической цепи для защиты электрических устройств от перегрузок и короткого замыкания. Это самые простые и дешевые устройства, используемые для прерывания электрической цепи при коротком замыкании или чрезмерных величинах тока перегрузки.

Используется для защиты от перегрузки или короткого замыкания при высоком напряжении до 66 кВ и низком напряжении до 400 кВ.В некоторых местах их использование ограничено теми приложениями, где их рабочие характеристики особенно подходят для прерывания тока.

Срабатывание предохранителя зависит от нагревающего эффекта тока. В нормальном рабочем состоянии нормальный ток проходит через предохранитель. Из-за нормального тока в элементе предохранителя выделяется тепло, которое рассеивается с помощью окружающего воздуха. Таким образом, температура плавкого предохранителя поддерживается ниже точки плавления.

При возникновении неисправности ток короткого замыкания проходит через плавкий элемент. Величина тока намного больше по сравнению с нормальным током. Ток короткого замыкания вызывает чрезмерное нагревание плавкого элемента. Тем самым элемент плавится и ломается. Предохранитель защищает машину или оборудование от короткого замыкания или перегрузки.

Предохранитель изготовлен из тщательно подобранного металлического проводника. Патрон удерживает плавкий элемент. Основная функция предохранителя элемента — позволить нормальному току проходить через предохранитель и разрывать цепь, когда через него проходит ток большой величины.

Преимущества электрического предохранителя

• Это самая дешевая форма защиты, и она не требует ухода.
• Его работа полностью автоматическая и требует меньше времени по сравнению с автоматическими выключателями.
• Плавкий элемент меньшего размера создает эффект ограничения тока в условиях короткого замыкания.
• Его обратнозависимая время-токовая характеристика позволяет использовать его для защиты от перегрузки.

Недостатки предохранителя

• Замена предохранителя после эксплуатации требует значительного времени.
• Тока-временная характеристика предохранителя не всегда может быть коррелирована с характеристикой защитного устройства.

Предохранители используются для защиты кабелей от источников света низкого напряжения, силовых цепей и трансформаторов мощностью не более 200 кВА в системе первичного распределения. Предохранители используются в системах с низким и средним напряжением, где частая срабатывание не ожидается или где использование автоматического выключателя неэкономично.

.