Какие бывают предохранители


Для начала разберемся с названиями и понятиями.

    • Предохранитель — это название общее, но стало устойчиво применяться в области электричества. Предполагает защиту провода. Но так повелось, что под ним стали понимать плавкие предохранители. В случае превышения протекающего через них тока они просто перегорают. Перегоревшие предохранители следует заменить на заводские соответствующего номинала. Очень не рекомендуется устанавливать большего номинала или ставить «жучки».
  • Пробка. Существуют два вида. Первые включают в себя плавкий предохранитель. Вторые явились прототипом автоматического выключателя. В таких пробках имеется уже два типа защиты: электромагнитная и тепловая.
  • Автоматический выключатель или автомат. Усовершенствованная автоматическая пробка. Можно выделить главные достоинства: просто смонтировать на DIN-рейку, удобное подключение проводов, использование вспомогательных модулей автоматики, возможность отключения сразу нескольких автоматов одновременно, различные комплектующие для удобства монтажа.

Назначение предохранителей.

Из всего сказанного можно понять, что основное назначение этих устройств — защита. Защиту можно разделить на два вида: защита устройства (номинал защиты подбирается по току устройства) и защита провода или линии (номинал защиты подбирается по току, который может длительно пропускать через себя провод).

Некоторые нюансы. Правильная установка предохранителей.

В других статьях о них тоже упоминается, но для полноты картины вам следует знать: пробка, автомат, предохранитель никогда не устанавливается в нулевой провод, если не обеспечено одновременное срабатывание автоматов или пробок в фазных (питающих) проводах. Поясню. Допустим ситуацию: первым в силу каких-то причин сработал отдельный автомат в нулевом проводе. Вы думаете, что напряжения нет и лезете «заодно» посмотреть розетку, до которой всё никак не доходили руки. Вот тут вас и ударит током. Поэтому в случае, если ставится автомат в нулевую жилу, он обязательно должен быть двойным (в него подключается фаза и ноль) для однофазного напряжения, и на четыре модуля, если напряжение трехфазное. В заземляющий провод НИКОГДА не устанавливается никаких видов защиты. Это связано с тем, что все металлические корпуса приборов всегда должны быть заземлены.

Устройство

Предохранитель стеклянный (керамический).


предохранитель плавкийСуществует невообразимое количество видов и размеров, но все их характеризует одно — внутри них находится провод (в больших специальная пластина), который перегорает, если превысить допустимый ток или устроить короткое замыкание. Несмотря на основное неудобство (в случае перегорания их требуется менять) самое большое достоинство заключается в том, что предохранители ВСЕГДА разорвут цепь, если правильно подобран номинал. Для всех защитных устройств есть такое понятие, как время-токовая характеристика. Она показывает как долго будет отключаться предохраняющее устройство при токах близких к номинальным. Плавкие предохранители относятся к самому точному срабатыванию по току нагрузки. Например при превышении тока на 1-2% срабатывание может произойти уже через 10-30 секунд.

Пробки электрические автоматические.

пробки электрические автоматПришли на смену пробкам с плавкими предохранителями и явились прототипом современных автоматов. В ней предусмотрено два вида защиты: электромеханическая и тепловая. К ним мы вернемся чуть позже. Устанавливается вместо пробок с плавким предохранителем без каких либо доработок. Главное — правильно подобрать номинал

 

 

Модульный автоматический выключатель.


автоматический выключатель видыАвтоматический выключатель или более привычное название — автомат. Как я писал это более усовершенствованный вариант автоматических пробок. Существует невообразимое количество модификаций и спецификаций автоматов. В зависимости от моделей можно регулировать время срабатывания, дополнять различными автоматическими устройствами, позволяющими включать, выключать, сигнализировать положение автомата и на основе этого делать оповещающие элементы и пр. Поскольку это наиболее совершенный из распространенных вариантов вид защиты, остановимся на нем подробнее.

 

Характеристики автоматических выключателей.

Наверняка вы замечали что перед цифрой номинала стоит буква B, C или D. Так характеристика срабатывания автомата в режиме короткого замыкания. Например лампочка почти не создает пускового тока. Но электродвигатели, особенно мощные и с нагрузкой на валу могут создавать пусковой ток в разы (3-8) больше, чем ток, который создается после выхода двигателя на рабочий режим, а процесс запуска может растягиваться на довольно длительное время. Из-за этого становится проблемным применение плавких предохранителей. Они попросту сгорают за время разгона двигателя.


связи с этим приходится повышать их номинал, что уже не удовлетворяет требованиям защиты. С автоматами от такой проблемы избавились, сделав градацию по току короткого замыкания: В — 3-5 Iном (например, если автомат 16 ампер, то мгновенное отключение произойдет в диапазоне 48-80 ампер), С — 5-10 Iном и D — 10-20 Iном. Для квартир вполне подойдет автомат с буквой В, даже предпочтительнее, чтобы был именно такой буквы. В квартирах нет устройств, способных создать 3-5 кратную перегрузку, а в случае короткого замыкания такой автомат отключится быстрее.

Маркировка автоматических выключателей

Рассмотрим другие обозначения бытовых автоматов (промышленные рассматривать не будем, поскольку это очень обширная тема). Мы увидим надпись 230/400 В. Это означает, что автомат можно применять как в сетях 230 вольт, так и в сетях 400 вольт (220/380 это устаревшие значения). Значок «~» указывает что автомат рассчитан на работу в сетях переменного напряжения (поэтому применять в сетях постоянного его не рекомендуется, хотя в некоторых случаях это возможно). В правой части видим небольшую схему. Она показывает, какие типы защиты предусмотрены в автомате: тепловая, электромагнитная и дугогасительная камера. Еще при выборе автомата нужно обратить на такой момент, как защитные шторки на клеммах — основное назначение заключается в том, что их можно опломбировать.

Схема автоматического выключателя

Ну а теперь можно приступить к устройству автомата и рассмотреть каждый тип защиты по отдельности.


схема автомата электрического

Электромагнитный расцепитель

Выполнен в виде электромагнитной катушки. При протекании токов свыше 3-кратного (и более в зависимости от характеристики) сердечник катушки втягивается и приводит в действие механизм расцепления. Редко, но все же иногда слышно небольшой жужжащий звук в автоматах — его как раз создает катушка, когда сердечник начинает «дрожать». Нельзя сказать, что это нормальное явление, однако на работоспособность это не влияет.

Тепловой расцепитель.

Вот здесь следует немного остановиться. Это биметаллическая пластина (пластина из двух металлов с разным коэффициентом линейного расширения). Когда по ней протекает ток близкий к номинальному значению, пластина начинает нагреваться. За счет того, что один металл при этом расширяется сильнее другого, пластина деформируется (изгибается) и как только достигнет критической точки приводит в действие механизм расцепления. Почему нужно остановиться. В интернете бушуют споры, что автоматы нужно брать на порядок меньше (вместо 16 ампер  на 10 ампер). А связано это с тем, что при токе 1,13-1,45 Iном автомат может проработать от вечности до нескольких часов. Помните, я говорил про время-токовую характеристику? Следовательно, если автомат на 16 ампер, то отключится он при токе 18,08-23,2 ампера.


ло в том, что линейный ряд автоматов по номиналу подобран по сечению проводов. То есть, проводу сечением 1,5 мм² соответствует автомат на 16 ампер (вернее это максимальный номинал автомата, который можно установить на такой провод). В то же время, максимальный длительный ток для такого кабеля в зависимости от условий прокладки и количества жил в кабеле от 15 до 23 ампер. Максимальный длительный ток определяет значение, при превышении которого начнется усиленное старение изоляции провода и, возможно, расплавление изоляции и короткое замыкание. Поэтому к выбору автомата нужно отнестись ответственно, а еще лучше доверить эту работу специалисту. Итак, при токе близком к номинальному автомат может проработать очень длительное время. Время срабатывания и вообще срабатывание может определяться также и температурой окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее и чаще будет срабатывать автомат при токах близких к номинальным. Обычно за то время, пока вы дойдете до автомата и снова его взведете проходит достаточно времени, чтобы пластина разблокировала механизм расцепления, в противном случае нужно подождать минуту-две и включить автомат. После срабатывания электромагнитной защиты автомат можно взводить сразу.

Дугогасительная камера.

Её назначение можно понять из названия. В момент размыкания (особенно при срабатывании от короткого замыкания) возникает дуга и если ее быстро не погасить, она может выжечь контакты и сделать много вредных вещей в автомате, после которых его придется менять. Дугогасительная камера выполнена в виде набора металлических пластин, в которые затягивается дуга, делится на секторы, охлаждается и за счет этого гасится.


Регулировочный винт.

Его лучше не трогать. С помощью этого винта увеличивается или уменьшается предел срабатывания биметаллической пластины. Калибруется он на заводе и бездумная регулировка может привести к плачевному результату.

Постоянно на просторах интернета и в личных разговорах задаются вопросы. Я отвечу на самые распространенные:

можно ли поставить автомат вверх ногами?

  • Нежелательно, но никаких критичных последствий не возникнет. Есть правило, по которому положение «включено» — вверх, а «выключено» вниз. При неправильной установке автомата может появиться ошибка, которая называется — человеческий фактор — вроде автомат выключен, а на самом деле он стоит вверх ногами…

можно ли подать питание снизу?

  • Можно, но делать это крайне не рекомендуется. Уж лучше тогда перевернуть автомат. Верхний контакт неподвижен. В случае повреждения подвижной части в любом случае произойдет размыкание контактов. Если на них будет подано напряжение, то может произойти все, что угодно. Поэтому и НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуют подавать фазу на верхнюю клемму. В общем, лучше этого избегать.

Нужно ли как-то оконцовывать многопроволочную (мягкие провода) жилу перед тем, как зажимать ее в клемме?

  • Желательно это делать всегда, но существуют автоматы у которых клемма выполнена под зажим многопроволочного провода, тогда можно не делать никаких манипуляций с ним.

Можно ли заводить несколько проводов в одну клемму?

  • Да, можно, но при этом желательно, чтобы однопроволочные жилы были одинакового сечения. Если сечения разные, желательно их обжать прессом в один наконечник. В домашних условиях без специального инструмента предпочтительнее соединить провода посредством сжима У731М (или любого другого типоразмера), которые часто называют «орехи»  и затем отдельным проводом завести в автомат. Несколько жил мягкого провода можно просто аккуратно скрутить и завести в клемму, но более предпочтительно применить «орех».

Почему в жару начинают срабатывать автоматы?

  • Наиболее вероятно, что нагрузка на автомате близка к номинальной. При нормальной температуре биметаллическая пластина успевает отдавать тепло в окружающую среду. В данном случае нужно посмотреть, что именно создает нагрузку, возможно ли распределить нагрузку или возможно ли увеличить номинал автомата.

На этом пожалуй, всё.

С наилучшими пожеланиями, Я!

Назад

Источник: potomstvennyjmaster.100ms.ru

В настоящее время основными способами защиты электрических цепей напряжением 380/220 В от токов короткого замыкания и перегрузок является применение плавких предохранителей или автоматических выключателей.


Какие бывают предохранители

Применение плавких предохранителей обосновано в таких электрических схемах, когда необходимо обеспечить только защиту от токов КЗ и перегрузки при обеспечении высокой отключающей способности (до 120 кА). Такая схема будет значительно дешевле схемы, в которой защиту возлагают исключительно на автоматические выключатели. Для сравнения: комплект из трех предохранителей с номинальным током плавкой вставки 125 А с отключающей способностью 120 кА марки 125NH00B-400 установленных в держателе EBH00O3TS5 фирмы Bussmann более чем в 5 раз дешевле автоматического выключателя с номинальным током расцепителя 125 А и отключающей способностью 36 кА марки SACE TmaxXT1 160 TMD фирмы ABB.

Защитная функция плавких предохранителей основана на термическом воздействии электрического тока на проводник (плавкую вставку). В случае превышения значения тока в защищаемой цепи определенных значений плавкая вставка расплавляется (перегорает) и при этом возникает разрыв электрической цепи.

Как правило, предохранители характеризуются следующими параметрами:


  • номинальным напряжением Uном.пр. , что соответствует максимальному номинальному напряжению цепи, в которой допускается установка конкретного предохранителя;
  • номинальный ток плавкой вставки Iном.вс. , сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий расплавление плавкой вставки ток;
  • номинальный ток предохранителя Iном.пр., сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий изменений в его конструкции электрический ток;
  • предельно отключаемый ток предохранителя (ток короткого замыкания) Iпр.откл., наибольший ток, при протекании которого происходит расплавление плавкой вставки предохранителя и гашение электрической дуги без каких-либо повреждений его конструкции.

Примечание: номинальное напряжение постоянного тока, как правило, ниже номинального напряжения переменного тока. Исходя из практики, за значение напряжения постоянного тока может быть принята как минимум половина значения переменного тока. Держатели предохранителей, промаркированные для переменного напряжения, могут также применяться при постоянном напряжении.

Важной характеристикой предохранителя является время-токовая характеристика, описываемая в виде графика, где по одной оси откладывается ток, чаще всего в относительных единицах (за единицу принимается номинальный ток плавкой вставки), а по другой оси — время срабатывания. При этом надо иметь в виду, что характеристика каждого экземпляра предохранителя (даже из одной партии) уникальна, указывается в каталоге на каждый тип предохранителя как «зона разброса характеристик».

Обозначения характеристики (класса) предохранителя:

— первая буква означает диапазон защиты:

  • a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания);
  • g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки);

— вторая буква означает тип защищаемого оборудования:

  • G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов;
  • L — защита кабелей и распределительных устройств;
  • B — защита горного оборудования;
  • F — защита маломощных цепей;
  • M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств;
  • R — защита полупроводников;
  • S — быстрая реакция при коротком замыкании и среднее время реакции при перегрузке;
  • Tr — защита трансформаторов.

Примеры характеристик ножевых предохранителей с характеристикой gL/gG:

Какие бывают предохранители

Какие бывают предохранители

Особенности конструкции быстродействующих предохранителей

Полупроводники имеют совсем небольшую теплоемкость и жесткую верхнюю границу температуры запирающего слоя, около 125°С. То есть, при защите термочувствительных полупроводников необходимо согласовать характеристики плавкого металлического элемента с допустимой тепловой перегрузкой полупроводника. Таким образом, эффективная защита должна отключать очень быстро все токи, превышающие номинальный ток полупроводника. Ради достижения этой цели были разработаны быстродействующие предохранители с крайне малым сечением сужений плавкой вставки.

Какие бывают предохранители

Плавкая вставка предохранителя защиты полупроводниковых приборов

Материалом плавкой вставки служит стойкое к окислению и хорошо проводящее тепло и электрический ток серебро. За счет высокой теплопроводности тепловая энергия, выделяемая в местах сужений при протекании номинального тока, быстро отводится на сплошные участки плавкой вставки и расплавления токоведущих суженых участков не происходит. При больших токах выделяемой тепловой энергии достаточно, чтобы быстро расплавить сужения плавкой вставки. Утилизация тепловой энергии происходит в наполнителе предохранителя и, соответственно, на его корпусе. Корпус предохранителя изготавливается из корундовой керамики, стойкой к изменениям температуры.

Выбирая предохранители необходимо учитывать следующие факторы:

  • род тока (переменный –AC, постоянный – DС);
  • номинальное напряжение;
  • номинальный ток, протекающий в цепи защищаемой предохранителем;
  • возможный ток короткого замыкания;
  • характер защищаемого объекта (двигатель, кабельная линия, полупроводниковый прибор и т.д.) или время-токовая характеристика (класс предохранителя);
  • конструктивные особенности предохранителей;
  • конструктивные особенности держателей предохранителей.

Цилиндрические предохранители (плавкие вставки)

Какие бывают предохранители

Краткие технические характеристики
Стандарт IEC 60269
Напряжение 400, 500, 690 VAC
Номинальный ток от 0.5 до 125 A
Ток короткого замыкания от 20 до 120 kA
Характеристики gG, aM
Размеры (диаметр, длина),мм 8 x 31,
10 x 38,
14 x 51,
22 x 58

Держатели цилиндрических предохранителей

Какие бывают предохранители

Подобные держатели могут выполнять две функции:

  • функцию защиты от токов к.з. и перегрузки;
  • функцию разъединителя электрической цепи.<

Такие держатели называют предохранители-разъединители, они выполнены из прочного диэлектрического материала, что полностью исключает случайное прикосновение к токоведущим частям, разъединение электрической цепи происходит в двух точках каждого полюса. Конструкция подобных предохранителей-разъединителей предусматривает наличие отсеков для запасных плавких вставок. Варианты исполнения: одно, двух и трехполюсные. Предохранители-разъединители, снабженные дугогасительными камерами, выполняют функцию выключателей нагрузки.

Ножевые предохранители серии NH

Какие бывают предохранители

 

Краткие технические характеристики
Стандарт IEC 60269
Напряжение 400, 500, 690 VAC
Номинальный ток 2 до 1250 A
Ток короткого замыкания 120 kA
Характеристики gG и aM
Исполнение (размер) от 000 до 4а*

*

  • 000 — до 100 ампер;
  • 00 — до 160 ампер;
  • 0 — до 250 ампер;
  • 1- до 355 ампер;
  • 2 — до 500 ампер;
  • 3 — до 800 ампер;
  • 4 — до 1250 ампер.
Держатели ножевых предохранителей – выключатели нагрузки

Какие бывают предохранители

Выключатели нагрузки для плавких предохранителей NH имеют ручной привод, механизм двойного размыкания, компактные габаритные размеры. Токоведущие поверхности полностью защищены от случайного прикосновения. Возможны исполнения для установки на монтажной поверхности или на шинных системах.

Резьбовые предохранители

Резьбовые предохранители были изобретены в начале 20 века в Германии братьями Сименс и начали продаваться по всему миру под торговой маркой «Diazed» (Резьбовые предохранители с калиброванной плавкой вставкой). 

Круглые предохранители серии D и D0

Какие бывают предохранители

Краткие технические характеристики
Стандарт EC 60269
Напряжение 400, 500 VAC
Номинальный ток от 2 до 100 A
Ток короткого замыкания 50 kA
Характеристики с задержкой срабатывания, быстродействующие, сверхбыстродействующие
Размеры  DI до DIV, D01 до D03 

Держатели резьбовых предохранителей

Какие бывают предохранители

Какие бывают предохранители

Основание резьбовых держателей предохранителей

Несущая крышка предохранителя

Недостатки использования предохранителей

  • Однократное использование плавкой вставки.
  • Большим недостатком плавких предохранителей является конструкция, дающая возможность шунтирования, то есть использования «жучков», приводящих к пожарам.
  • Возможность необоснованной замены на предохранитель номиналом выше, что может привести к пожару.
  • При перегорании одного из предохранителей в трёхфазных сетях происходит перекос фаз при больших токах потребления и выход из строя асинхронных двигателей ( обязательно требуется дополнительное оборудование защиты ).

Источник: www.mege.ru

Принцип работы и назначение плавких предохранителей

Внутри вставки предохранителя находится проводник из чистого металла (меди, цинка и пр.) или сплава (стали). Защита цепей основана на физическом свойстве металлов нагреваться при прохождении тока. Многие сплавы обладают и положительным коэффициентом термического сопротивления. Его эффект заключается в следующем:

  • когда ток ниже номинального значения, предусмотренного для проводника, металл равномерно нагревается, успевая рассеивать тепло, и не перегревается;
  • большая сила тока приведёт к нагреву проводника, при этом, рассчитанный на определённое значение силы тока предохранитель, разрушится.

Какие бывают предохранители

На этом свойстве основана расплавление тонкой проволочины, помещенной в электрический предохранитель. В зависимости от сферы применения форма и сечение проводника могут быть разными: от тонкой проволоки в бытовых и автомобильных приборах до толстых пластин, рассчитанных на силу тока в несколько тысяч ампер (А).

Компактная деталь защищает электрическую цепь от перегрузки и короткого замыкания. При превышении допустимого для сети (т. е. номинального) тока происходит разрушение вставки и разрыв цепи. Восстановить её работу можно только после замены элемента. Когда есть дефект в подключенном оборудовании, предохранители сгорают сразу после включения неисправного прибора, позволяя сохранить целостность прибора и указать на наличие проблемы. Если в сети произошло короткое замыкание, защитное устройство срабатывает так же.

Условное графическое обозначение на схеме

Согласно Единой системе конструкторской документации России, на графических схемах электроцепей плавкие предохранители обозначают прямоугольником, внутри которого проходит прямая линия. Её концы соединяются с 2 частями цепи до и после защитного устройства.

Какие бывают предохранители

В документации к приборам импортного производства можно встретить и другие обозначения:

  • прямоугольник с отделёнными частями в торцах (стандарт IEC);
  • волнистая линия (IEEE/ANSI).

Виды и типы плавких предохранителей

Для применения в электроцепях используют разные типы и разновидности ПП. Выпускаемые в России изделия отличаются по типу конструкции:

  • наполненные с маркировкой ПН-2; ППН, НПН и т. п.; Какие бывают предохранители
  • ненаполненные (ПР-2). Какие бывают предохранители

Понятие наполненности связано с наличием внутри отдельных видов вставок вещества, гасящего электродугу, возникающую в момент перегорания проводника. Цепь будет разомкнута только после её исчезновения. Поэтому в колбах, наполненных ПП, находится кварцевый песок. Ненаполненные способны выделять газы, гасящие дугу. Это происходит при нагреве материала корпуса вставки.

Кроме типов, различают виды ПП:

  1. Слаботочные применяют в маломощных бытовых приборах с потребляемым током силой до 6 А. Это цилиндрические вставки с контактами на торцах.
  2. Вилочные ПП часто ставят в автомобили. Название обусловлено внешним видом: контакты находятся на одной стороне корпуса и вставляются в разъемы, как вилка в розетку.
  3. Пробковые — распространенные в однофазных сетях электрические пробки для счетчика. Номинальный ток таких вставок составляет 63 А, они рассчитаны на единовременное включение нескольких бытовых приборов. Перегорающая вставка в таком предохранителе находится внутри керамического корпуса с патроном, снаружи остается 1 контакт, а другой соединяется с контактами пробки. При превышении нагрузки деталь сгорает, полностью обесточивая квартиру. Восстановить электроснабжение можно, заменив вставку на новую.
  4. Трубчатый ПП по строению напоминает вставку для пробок, но его крепление выполнено между 2 контактами. Тип такого предохранителя — ненаполненный, а корпус сделан из фибры, которая при сильном нагреве выделяет газ.
  5. Ножевые предохранители рассчитаны на величину тока 100-1250 А и применяются в сетях, где нужна высокая нагрузка (например, при подключении прибора с мощным двигателем).
  6. Кварцевые, с наполнением кварцевым песком, применяются в сетях с напряжением до 36 кВ.
  7. Газогенерирующие, разборные и неразборные. При сгорании разновидностей ПСН, ПВТ происходит мощное выделение газа, сопровождающееся хлопком. ПП применяют для сетей с напряжением 35-110 кВ. Номинальный ток такого ПП — до 100А.

В зависимости от общей нагрузки на сеть устанавливают разные виды ПП — более мощные ставят в специальных трансформаторных будках, они могут выдерживать ток, обеспечивающий потребности жилого массива иди предприятия. Маломощные монтируют в счетчиках: они защищают отдельные квартиры. В старых бытовых приборах тоже может быть установлен ПП (слаботочный), но современная техника содержит эти элементы редко.

Выбор плавкой вставки предохранителя

Выбор предохранителей производят с учетом их номиналов, времятоковой характеристики и общей нагрузки на сеть (суммарной мощности всех работающих элементов). Номинальным током ПП называют тот, который плавкая вставка сможет выдержать до разрушения. Эта величина указана на корпусе предохранителя (например, маркировка 63 А для пробковых бытовых предохранителей).

Времятоковые характеристики вычисляют по специальным графикам. Их необходимо учитывать при включении в сеть электродвигателей, пусковой ток которых превышает рабочий в несколько раз. При использовании нескольких электродвигателей (на предприятии) вычисляют пусковой ток самого мощного.

Общая (максимальная) мощность нагрузки сети складывается из всех рабочих токов приборов (указаны в инструкциях и на корпусе). Если в сеть включен электродвигатель, то учитывают и его пусковой ток, разделенный на коэффициент k =2,5 (для легкого пуска и короткозамкнутого ротора) или 2-1,6 (для тяжело запускающихся или фазных роторов).

Рассчитать нужный номинал можно по формуле: I пп>1/k (I общ.+ I пуск.). При вычислениях нужно учесть, что номинал ПП должен быть всегда больше значения, полученного при расчете по току.

Чтобы не тратить время на вычисления, подберите номинальный ток плавкой вставки по таблице.

Первая строка (Вт) обозначает мощность прибора, указанную на его корпусе, а вторая (А) — номинал предохранителя. Для квартирной сети придется сложить значения в Вт всех домашних приборов и найти в таблице подходящее число, но лучше будет использовать автоматические выключатели.

Расчёт диаметра проволоки плавкого предохранителя

Сложные расчеты производят для того, чтобы временно отремонтировать сгоревшую вставку, если нет возможности ее заменить. Чтобы сеть была защищена от перегрузки, толщина проволоки, используемой для установки «жучка», должна соответствовать номиналу разрушенной вставки. Для сети городской квартиры, где устанавливают ПП номиналом 63 А, можно использовать медную проволоку диаметром 0,9 мм.

Если требуется ремонт другого защитного устройства, то нужно определить номинал ПП (указан на корпусе), а затем определить соответствие имеющейся медной проволоки:

  • измерить ее диаметр;
  • возвести это число в куб и из значения извлечь квадратный корень;
  • полученную цифру умножить на 80.

Итог должен быть примерно равен указанному на корпусе номиналу ПП.

При ремонте выбранная проволока наматывается на контакты сгоревшей вставки, соединяя их. Жучок вставляют в гнездо на корпусе предохранителя.

Если проволока плавится снова, значит, неисправность находится в защищаемом приборе или в сети квартиры, и они подлежат ремонту. Использовать более толстую проволоку нельзя, т. к. это может привести к возгоранию.

Проверка работоспособности

Современные автомобильные предохранители иногда имеют встроенный индикатор перегорания. Он сообщает владельцу, что деталь нужно заменить. В слаботочных ПП через прозрачный корпус видно проволоку. Но часть ПП непрозрачна и не имеет индикаторов.

Какие бывают предохранители

Если визуально определить разрыв проводника внутри ПП невозможно, то определить его работоспособность можно мультиметром. Перед тем как проверить предохранитель тестером, нужно выбрать минимальное значение сопротивления (Ом). Щупы тестера приложить к контактам ПП и определить показания прибора:

  • при нулевом или близком к 0 значению сопротивления делают вывод о работоспособности вставки;
  • если тестер показывает 1 или знак бесконечности, то ПП сгорел.

Если у тестера есть звуковое устройство, можно просто прозвонить предохранитель, приложив щупы к контактам. Писк тестера свидетельствует об исправности элемента.

Похожие статьи

Источник: odinelectric.ru

Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель обычно представляет из себя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепь со всеми её элементами от перегрева и возгорания.

Плавкие предохранители имеют следующую маркировку:

Сила тока Цвет чеки Максимальная мощность (сеть 220 В)
Зелёный 1200 Ватт
10А Красный 2000 Ватт
16А Серый 3200 Ватт
20А Синий 4000 Ватт
26А Жёлтый 5200 Ватт

Лампы накаливания снабжают плавкими предохранителями для предотвращения перегрузки питающей цепи в случае возникновения электрической дуги в момент перегорания лампы. Предохранителем в лампе служит участок одного из вводных проводников, расположенных в цоколе лампы. Этот участок имеет меньшее сечение по сравнению с остальной длиной провода; в лампах с прозрачной колбой это можно заметить, рассматривая лампу на просвет. Для 220-вольтовых бытовых ламп предохранитель обычно рассчитан на ток 7 А.

Существенной величиной является время, за которое происходит разрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этого времени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительного натяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника, предотвращая возникновение дуги.

Автоматический предохранитель

Автоматический предохранитель (правильное название: Автоматический выключатель, также называется «автомат защиты», «защитный автомат» или же просто «автомат») состоит из диэлектрического корпуса, внутри которого располагаются подвижный и неподвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или электромагнитным.

  • Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие пружину, отводящую подвижный контакт, разрывая тем самым электрическую цепь. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.
  • Магнитный (мгновенный) расцепитель представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого приводит в действие пружину, отводящую подвижный контакт. Ток, проходящий через автоматический выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в от 6 и более раз от номинального тока, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы A, B, C и D в зависимости от характеристики срабатывания расцепителей).

Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере.

Расчёт необходимого предела срабатывания

Рассчитать ток можно по следующей формуле: I_{nom}=frac {W_{max}}{U}, где

Inom — номинальный ток срабатывания предохранителя, А;
Wmax — максимальная мощность нагрузки, Вт (с запасом примерно 20 %);
U — напряжение сети, В.

Предохранитель выбирается из стандартного ряда, с ближайшим номинальным током срабатывания, превышающим полученное значение.

Техника безопасности

Замену предохранителя следует производить только при снятой нагрузке. Замена предохранителя под нагрузкой может привести к возникновению электрической дуги, и, как следствие, повреждению глаз, ожогам рук, порче держателя предохранителя. В электроустановках до 1000 вольт замена производится в срествах защиты лица и глаз специальными клещами либо рукой в диэлектрических перчатках.

Советы по выбору предохранителей

Номинал предохранителя в электроустановках не должен превышать допустимого длительного тока для проводов в сегменте электропроводки ниже предохранителя по ходу распределения энергии. Допустимый ток зависит от характеристик провода и определяется в соответствии с пунктом 1.3.10 ПУЭ. Если в защищаемом сегменте есть элементы с ещё меньшим допустимым током, то номинал предохранителя ограничен их номиналом тока. Например, если провода допускают 25 А, а розетки — только 16, то предохранитель следует брать не более 16 А. При нарушении этих условий чрезмерный ток может повредить розетки и другие элементы электроустановки, а также привести к пожару. Форма патрона для плавких предохранителей может быть такой, что установить в него предохранитель большего номинала невозможно.

При необходимости подключения очень мощного электроприбора сто́ит позаботится о предварительном отключении всех не нужных в данный момент электроприборов, это часто предотвращает срабатывание предохранителя.

Следует также обратить внимание на приборы, способные выйти из строя при неожиданных включениях/выключениях и при больших колебаниях напряжения в сети: электромоторы (в том числе холодильники), компьютеры, цветные телевизоры (с катушкой размагничивания на кинескопе) и видеомагнитофоны.

Жучок

Иногда при отсутствии в наличии необходимого предохранителя, или с целью сознательного обхода защиты, используют металлическую перемычку — «жучок». Это недопустимо и часто является причиной пожаров.

Источники

Корякин-Черняк С. Л. Краткий справочник домашнего электрика. Изд. 2-е — СПб.: Наука и Техника, 2006. С. 272. ISBN 5-94387-176-4

См. также

  • Щит (электричество)

Источник: dic.academic.ru

Устройство элемента

Сетевые электропредохранители применяются не только в электронике, но и в системах электросети. Любой тип конструкции имеет три составные части:

  • Корпус.
  • Контакты.
  • Непосредственно плавкий элемент, благодаря которому функционирует устройство.

Плавкий элемент — это материал, проводящий электрический ток, который выполнен из легкоплавкого сплава. Этот проводник имеет определённое электрическое сопротивление, из-за чего происходит выделение тепла во время прохождения по нему тока. Если значение ниже предусмотренного характеристиками, то температуры будет недостаточно для того, чтобы проволока расплавилась. Назначение и типы устройств плавких предохранителей могут быть разными.

Когда значение превышает номинальный порог срабатывания, плавкий элемент расплавляется, что ведёт за собой разрыв цепи. Скорость этого процесса обусловливается силой тока, проходящего через проводник. По маркировке предохранителя можно понять, какие характеристики были заданы заводом во время производства. Это позволит определить время, через которое сработает аварийное отключение при определённом показателе нагрузки. Такая информация необходима людям, проектирующим защитное оборудование.

Роль предохранителяКорпус предназначается не только для соединения элемента в устройстве. Во время срабатывания часто может появиться электрическая дуга. Корпус выполняет задачу по её гашению. Контакты необходимы для подсоединения защитного оборудования к элементам, через которые подаётся электричество на электроустановки. Чем больше площадь самого контакта, тем меньше вероятность, что произойдёт нагрев на соединении. Зачастую они выполнены из меди или латуни со специальным анодированным покрытием.

Принцип работы

Проводник, размещённый внутри корпуса, зачастую делается из какого-либо чистого металла, например, цинка или же меди. Защита оборудования основана на том, что токопроводящие металлы благодаря сопротивлению нагреваются во время подключения к электричеству. Этот эффект работает по такой схеме:

  1. Что такое предохранительПри недостаточном значении тока проволока или пластина успевает равномерно распределить тепло. Это позволяет сохранить целостность.
  2. Чрезмерная сила тока очень быстро нагревает проводник. Повышение температуры этого элемента устройства способствует возрастанию сопротивления.
  3. Большее сопротивление приводит к ещё большему нагреву. При достижении температурного порога проводник разрушается и цепь обрывается.

Благодаря такому свойству происходит расплавление вставки, расположенной внутри предохраняющего устройства. В зависимости от типа предохранителей и сферы использования размер, форма и сечение проводящего элемента различаются. Для бытовых нужд применяется очень тонкая проволока. В приборах, рассчитанных на огромную силу тока, используются толстые пластины.

Классификация основных видов и типов

Плавкие проводники имеют разные типы и виды конструкции. Каждый из них предназначен для выполнения защитных функций для определённых приборов. По типу конструкции они подразделяются на такие:

  • наполненные;
  • ненаполненные.

Под наполнением подразумевается, что внутри корпуса будет какое-либо вещество, способное погасить электродугу. Размыкание цепи происходит только после полного гашения. Поэтому корпус обычно наполняется кварцевым песком

В ненаполненных происходит выделение газов, благодаря которым тухнет дуга. Этот процесс запускается во время нагрева корпуса. Также есть и дополнительные виды защитных конструкций. Список разновидностей:

  1. Виды предохранителейСлаботочные. Их используют только в приборах с низкими показателями мощности, которые потребляют ток до 6 ампер. Это цилиндры, имеющие на концах контакты.
  2. Вилочные. Их применяют, чтобы предохранить оборудование в автомобилях. Название они получили из-за своего внешнего вида.
  3. Пробковые. Они выполняют свои действия в однофазных сетях. Самым простым примером будут электрические пробки. Всё ещё бывает, что вместо автоматических выключателей применяются аналоговые устройства, сделанные из керамики. Внутри корпуса устанавливается такой предохранитель. Он способен разрывать цепь для всего дома. После срабатывания отключается электроснабжение всех приборов.
  4. Трубчатый предохранитель состоит из двух контактов, между которыми располагается крепление. Это ненаполненное устройство, где корпус выполнен из фибры. В случае перегрева происходит выделение газа.
  5. Ножевые. Такие устройство рассчитаны на ток силой от 100 до 1200 А. Их применяют там, где необходима большая нагрузка. Наиболее распространённым примером является предохранитель fu1.
  6. Кварцевые. Внутрь корпуса помещают кварцевый песок. Такие защитные механизмы используется в сетях, где показатели напряжения достигают 36 кВт.
  7. Газогенерирующие, разборные, а также неразборные.

Подбирается предохранитель с учётом нагрузки на сеть. Мощные устройства устанавливают в трансформаторных будках. Они не сгорают при показателях тока, способных обеспечить весь жилой массив электропитанием. Устройства со слабой мощностью ставят на отдельные дома или квартиры. В некоторых бытовых приборах также может использоваться слаботочный предохранитель.

Гашение дуги в корпусе

Где используются предохранителиМногие не знают, для чего нужен предохранитель, у которого внутри ничего нет. Их используют только для небольших токов. При разрыве соединения на таких показателях не возникает дуга, которая может нанести вред электрооборудованию. Когда вставка расплавляется, затухание происходит самостоятельно.

С увеличением нагрузки появляется потребность в принудительном гашении. Если этого не будет, она не погаснет, а короткое замыкание никуда не исчезнет. В случае аварии цепь не отключится. Дуга расплавит контакты, распылит при этом микрочастицы металла по всему корпусу, из-за чего получится контактный мостик. Аварийная сеть будет подпитываться по нему до тех пор, пока не сработает следующий этап защиты оборудования.

Чем дольше компенсируется короткое замыкание, тем пагубней будут его последствия. Поэтому на погашение дуги необходимо обращать особое внимание. Существует два основных способа, благодаря которым этот процесс происходит быстро:

  1. Изготовление корпуса из фибры.
  2. Заполнение кварцевым песком.

Как применить предохранительВ первом способе используется слоистый материал. Фибра — это спрессованный картон, который на первом этапе изготовления пропитывается хлористым цинком. Такие изделия отлично переносят воздействие ацетона, бензина, спирта и имеют высокие изоляционные свойства.

Главным достоинством такого материала для применения в предохранителях является то, что он во время возгорания выделяет газы, которые способны заблокировать горение. Они смешиваются с плазмой дуги, чем сильно усложняют движения электронов. Происходит резкое увеличение сопротивления, благодаря чему процесс прекращается. Эти предохранители называются газогенерирующими. Помимо фибры, может применяться и винипласт.

Следующий метод основывается на заполнении корпуса защитного устройства кварцевым песком. Этот материал имеет температуру плавления в 1700 градусов по Цельсию. Также он является хорошим диэлектриком. После того как проводник перегорит, дуге придётся проходить между песчинками, что значительно увеличит её длину. Также песок забирает тепло. Кварцевая защита получила широкое распространение. Её используют до сих пор. Предохранители из фибры можно встретить только в устаревших устройствах.

Высоковольтные предохранители

Сфера использования предохранителяИспользование защиты для электрических установок с высоким напряжением позволяет значительно упростить и снизить стоимость конструкции. В качестве альтернативы могут применяться релейные устройства. Но это намного дороже, чем монтаж предохранителя. На высоковольтных установках к быстродействию предохранителей предъявляют очень высокие требования. Чтобы они срабатывали быстрее, металлический элемент соединяется с пружиной. В корпус помещают кварцевый песок.

Когда плавкая вставка перегорает, пружина отпускается и быстро сокращается. Это в короткие сроки увеличивает длину дуги. Так процесс гашения ускоряется в несколько раз. Также обязательным элементом в конструкции является узел, который осуществляет контроль исправности. Когда на низковольтных предохранителях осуществляется проверка, просто берётся индикатор или тестер. Проверить работоспособность высоковольтного предохранителя таким способом не выйдет. Возле него нельзя находиться близко, а указатели напряжения не могут дать корректные результаты.

Для того чтобы понять, исправен ли предохранитель, в его корпусе есть специальный индикатор, который выскакивает при перегорании. Его можно увидеть на безопасном расстоянии. На низковольтных устройствах индикация сделана только для удобства эксплуатации.

Также существует ещё одна проблема в сетях, показатели которых превышают 1000 В. Она заключается в том, что появляется неполнофазный режим, когда происходит расплавление элемента на одной фазе. Трансформаторы остаются работать на двух фазах. При этом выдаётся несимметричное напряжение, которое способно привести в негодность электроприборы потребителей.

Чтобы такой проблемы не возникало, применяют специальные предохранители, в конструкции которых есть бойки на каком-либо торце. Этот элемент находится на напряжённой пружине. Он освобождается в то же время, когда перегорает вставка. Эти устройства дополнены отключающими планками. В работающем состоянии контакты удерживаются специальной защёлкой. Благодаря отключающей планке во время удара она выбивается. Такая система отбрасывает контакт в отключённое положение.

Полупроводниковые приборы

Полупроводники в электроникеИз-за развития полупроводникового оборудования возникла дополнительная проблема. Никакое устройство, работающее по механическому принципу, не может вовремя отключить подачу электричества. Это касается и плавких предохранителей. В современной технике довольно часто применяются диоды и транзисторы. Такие приборы можно перегружать только несколько десятков миллисекунд. После превышения этого порога оборудование выйдет из строя.

Полупроводниковые предохранители предназначены для того, чтобы минимизировать пагубное воздействие перегрузок на электронику в инверторах, преобразователях, а также различных устройствах с плавным пуском.

Такие предохранители перегреваются значительно быстрее, чем плавкие металлы. Но у них есть и недостаток. Во время срабатывания такая защита не может гарантировать разъединение цепи. Подача электричества на устройство прекращается, но не до конца. Поэтому необходимо в комплексе применять ещё и автоматический выключатель. Он монтируется перед полупроводниковым предохранителем.

Самовосстанавливающиеся проводники

Бывает, что после перегрузки в электросети цепь можно снова подключить без какого-либо вреда через определённое время. Это довольно важно для различных микропроцессоров и микроконтроллерного оборудования. Для этих цепей применяют предохранители с самовосстановлением.

В основе лежит состав, в который входит углерод и полимер. С помощью углерода возможно обеспечить необходимую степень проводимости, но сам предохранитель имеет сопротивление. Если сила тока превышает номинальные показатели, то самовосстанавливающиеся элементы нагреваются, из-за чего полимер переходит в газообразный вид. При этом происходит значительное расширение. Связь между частицами углерода разрывается. Электричество уже не может проходить через предохранитель. После остывания весь состав переходит в базовую форму. Частицы углерода снова восстанавливают контакт, и предохранитель можно использовать.

Создание индикатора перегорания

Создание индикатора перегоранияНа рынке есть специальные предохранители, которые предназначаются для автомобилей. Они оборудованы индикатором неисправности. Непосредственно в корпусе устройства установлена маленькая лампа накаливания или же светодиод. Индикация начинается тогда, когда происходит перегорание предохранителя. Такое устройство можно сделать и самостоятельно.

Чтобы это выполнить, необходимо подключить через параллельное соединение к контактам защитного устройства какой-либо светодиод. Делать это нужно через миниатюрную лампочку, которая должна работать от напряжения в 12 вольт. Также можно применять токоограничивающий резистор.

Индикатор устанавливается непосредственно в корпусе или же сбоку, на колодке держателя. Лучше выбирать второй вариант, потому что во время замены отсекающего устройства сам индикатор не нужно будет перемещать. Следует помнить, что он не будет гореть при испорченном предохранителе, если к нему не подведена нагрузка.

Индикация может работать и на устройствах, функционирующих от бытовой электрической сети в 220 вольт. Для этого необходимо использовать резистор со значениями сопротивления до 500 кОм. Также, чтобы защитить светодиод, нужно в схему добавить любой диод, который рассчитан на обратное напряжение со значениями от 300 вольт. В этом случае отлично подходит устройство от отечественного производителя КД109Б.

Источник: rusenergetics.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.