Предохранитель электрический


Типоразмеры электрических предохранителей выполняются по ГОСТ Р МЭК 60269-3-1. В частности, названия «пробки» в документах нет. Вместо этого применяется словосочетание — плавкие предохранители с ламповым цоколем. Это означает, что держатель, как правило, из керамики вкручивается. А резьба соответствует эдисоновой. А теперь, отталкиваясь от приведённой информации, попробуем рассмотреть, какие бывают электрические предохранители, или пробки.

Как работает плавкий электрический предохранитель

Внутри любого плавкого предохранителя стоит заменяемая часть. Порой смонтирована в керамический корпус либо проходит внутри герметичной стеклянной колбы. Смысл одинаков: при повышении тока до определённого значения и удержания, в считаные доли секунды жилка сгорает. Обычно держатель продаётся прямо вместе с плавкой вставкой, маркировка наносится на нем. Допустим:

  1. Вольтаж.
  2. Номинальный ток. Значение, которое пробка способна выдержать в течение длительного времени.
  3. Цена. В последнее время указанная часть маркировки утратила значимость, применяется все реже.
  4. Год изготовления порой отсутствует.
  5. Климатическое исполнение по ГОСТ 15150.

Когда ток значительно превышает номинальный, плавкая вставка в течение короткого времени сгорает. Подача энергии через щиток обрывается. Конструкция плавких предохранителей различна. Отдельные ставятся на контактные захваты, прочие помещаются внутрь держателей. Последний вариант большинство читателей видит в подъездном щитке. Посмотрим на разновидности электрических плавких предохранителей.

Разновидности электрических плавких предохранителей

Устройство электрического предохранителя сильно зависит от типа, а различают таковых 6 штук, согласно ГОСТ Р МЭК 60269-3-1. Начнём с первого, а известный большинству по временам СССР стоит на 6-м месте (если не указано отдельно в тексте стандарта, токи срабатывания определяются по таблице 6 ГОСТ Р 50339.0).

Первый типоразмер D

Обнаруживает резьбу под E14, Е18, Е27, Е33 и обычную метрическую. Отличительной особенностью считаются плавкие вставки с керамическим корпусом и наполнителем из кварцевого песка. Далеко не всегда форма цилиндрическая, обеспечивается взаимная невзаимозаменяемость путём применения втулок. На ток до 10 А подобные меры не используются. Каждое из шести исполнений типоразмера D показывает собственный тип корпуса держателя, номинальный ток. Перепутать случайно не получится. В маркировке используется сечение плавкой жилы из медно-никелевого сплава. Особенностью конструкции ряда из типоразмеров D признано углубление в середине крышки, куда опирается прижимной винт. Подобные предохранители дополнительно защищены от действия вибраций. Нет шансов, что пробка самостоятельно вывернется и контакт потеряется. В остальном типоразмер D II на Е27 вполне применяется взамен обычных пробок.

Цилиндрические плавкие предохранители (II)


  1. Типа А выпускаются для номинальных токов 6, 10, 16, 20, 25, 32 и 63 А. Последние два значения в ряду для напряжения 380 В. Это обычные цилиндрические плавкие вставки без держателя. Типоразмеры на диаметр от 23 до 38 мм. Корпус керамический, наполнителем служит ряд диэлектриков. Значения тока срабатывания выбирается согласно таблице 6 ГОСТ Р 50339.0. За исключением двух номиналов, указанных тут же (в ГОСТ Р МЭК 60269-3-1): 6А номинальный – 24А срабатывание, 10А номинальный – 110А срабатывание. Эти предохранители, как понятно из внешнего вида, вставляются в любые патроны и упругие клеммы, подходящие по диаметру контактных площадок, но предназначены целенаправленно для оснований с двумя контактными площадками по торцам. В тексте проскальзывает замечание, что в качестве проводящего материала используется медь. Если это играет решающую роль, проявите аккуратность в выборе зажимов для цилиндрических плавких предохранителей типа А.
  2. Цилиндрические плавкие предохранители типа В отличаются типоразмерами (диаметр, длина), номинальными токами и способом крепления: в данном случае подразумеваются зажимные клеммы. Прочие держатели также используются. К примеру, в форме параллелепипеда с цилиндрическим отверстием по центру, на обоих концах которого располагается по контактной площадке. Предохранитель вставляется с торца.

  3. Цилиндрические плавкие предохранители типа С обнаруживают отличительную особенность в виде цветового маркера, выступающего над одной из контактных площадок. По указанной детали немедленно судят о номинальном токе. Полная таблица приведена в ГОСТ Р МЭК 60269-3-1, кратко перечислим основные: 10А – красный, 16А – серый, 25А – жёлтый. Выделяют 5 типоразмеров, с нулевого по четвёртый. Причём последние два (3 и 4) на цилиндрической части имеют круговой выступ. Впрочем, и по диаметру сложно перепутать. Для указанных выше «особенных» типоразмеров это 13,7 и 22 мм. Держателями становятся любые клеммы, где оставлено место под цветовой маркер (в виде ямки, углубления круглой формы под торец). Направление включения цилиндрического предохранителя типа С в цепь значения не имеет.

Плавкие предохранители со штырьковыми выводами (III)

По виду напоминают прямоугольный конденсатор на толстых ножках. Конструкция состоит из корпуса с двумя ножками (держателя) и непосредственно плавкой вставки. Номинальный ток калибруется втулками. Кто сталкивался с разъёмами типа «банан» (banana) для измерительной техники, отметит определённо сходство. Ножки предохранителей со штырьковыми выводами демонстрируют разрез по центру. Градация по току ведётся при помощи изменения типоразмеров (в том числе держателей). Калибровочные втулки выполняются трудно извлекаемыми, чтобы не перепутать номиналы.


Цилиндрические плавкие предохранителя

Для применения в предохранителях штепсельного типа особенностями не отличаются. Типоразмер таков, чтобы удавалось поставить в держатель из керамики или другого материала (диаметр контакта 6 мм, длина 26 мм).

В указанных электрических предохранителях применяются плавкие вставки gG – общего назначения, срабатывающие во всем диапазоне. Корпус здесь исключительно керамический, отдельные варианты предохранителей отсутствуют. К примеру, распространённые сегодня прямоугольные ПН-2 с торцевым расположением плоских ножек. Прежде речь шла про виды электрических предохранителей для низкого вольтажа. По правилам это до 1 кВ, но в действительности 220 – 380 В. Не всегда возможна защита электрических сетей предохранителями подобного типа. Вдобавок на избранные типы изделий разработаны лишь технические условия (как в случае с ПР-2), стоящие денег (для предприятий), и достать такой документ в простом обиходе не представляется возможным.

Высоковольтные плавкие предохранители

Требования к высоковольтным предохранителям излагает ГОСТ 2213. Сюда относятся, к примеру, ПКТ (с мелкозернистым наполнением для защиты трансформаторных линий), с корпусом из керамики в виде параллелепипеда и штыревые плоские выводы по торцам. Высоковольтные предохранители маркируются более скрупулёзно.

В ряд обозначений входят, к примеру:


  1. Номинальные ток, частота и напряжение (могут указываться наибольшие значения).
  2. Номинальная отключающая способность. Максимальные значения параметров сети, при которых предохранитель способен выполнить функцию (не рассыплется, не отвалятся контактные площадки и пр.).
  3. Рассеиваемая мощность в номинальном режиме.
  4. Времятоковые характеристики.
  5. Значение тока возникновения дуги. Иначе — цифра в амперах, при которой наступает срабатывание и прочие специфические параметры.
  6. Климатическое исполнение по ГОСТ 15150.

Принцип работы электрического предохранителя остаётся прежним, но мощность значительно выше (достигает 150 Вт), поэтому корпус побольше, нежели у цилиндрических моделей — для улучшения условий охлаждения. Допустим, номинальный ток 2,5 А, а отключающий – на три порядка выше (в тысячу раз больше). В связи с этим нормируется температура изоляции, указываются сопутствующие параметры. Выходит, на предохранитель нужно стремиться достать документацию, и не всегда это ГОСТ. А если на предохранитель идут ТУ?

Ответ прост: назначение электрического предохранителя, его характеристики и размеры нетрудно посмотреть на сайте толкового производителя. К примеру, по ПН неплохая документация у ОАО Кореневский завод низковольтной аппаратуры. В технических данных от предприятия указываются обычные для любой нормативной документации параметры: номинальный ток, напряжение, климатическое исполнение. Разница в том, что ГОСТ даёт общую и полную информацию, а производитель – конкретную и выборочную. В других случаях применение предохранителей ограничено по отраслям. Редкому обывателю, к примеру, понадобятся изделия для применения на железных дорогах, описываемые по ГОСТ 55882.5.

Автоматические выключатели: стоит ли менять предохранители


При цене пробки для щитка по ГОСТ Р МЭК 60269-3-1 в размере 10-ти рублей, понятно, почему не любой человек хочет ставить в дом «автоматический предохранитель» (выключатель). Впрочем, задумайтесь: линий на стандартную квартиру обычно две, номиналы невысоки (см. фото), зато не нужно постоянно покупать новое оборудование либо ставить «жучки». Автоматический выключатель надёжно и точно выполнит предписанные функции, тогда как предохранитель в электрической цепи одноразовый.

Сложность в правильном подсчёте номинала. Не любой мастер спаяет работающий «жучок». Для проверки понадобятся как минимум токовые клещи, но читатели видели номиналы по таблице 6 ГОСТ Р 50339.0 – где обычному человеку взять подобные значения? Ответ прост: нужно либо верит на слово энтузиастам, либо раскошелиться на… целых 88 рублей. Это в 8 раз дороже, нежели пробка из керамики. Обращаем внимание читателей, что по правилам отдельные линии обязаны включаться через дифференциальный автомат защиты. Это:

  1. Ванная.
  2. Посудомоечная машина.
  3. Водонагреватели.

Электрические предохранители в квартире годятся далеко не везде. А современные автоматы обычно плавких вставок лишены. Это попросту не требуется. Суммируя, скажем, бессмысленно экономить 150 рублей ради удобства. Это способствует выполнению законов и добавляет удобства процессу эксплуатации. Дополнительное преимущество – безопасность. Когда выкручиваешь пробку, чрезвычайно легко зацепить токонесущие части. Учитывая факт, что щиток находится под потенциалом земли, действие способно привести к летальному исходу. Допустимо ставить электрические предохранители, автоматы, дифференциальные устройства защиты, потому что проверки бывают нечасто. Для демонтажа старого оборудования и установки нового зовите электрика.

Теперь читатели знают, что делать, когда перегорают электрические предохранители. Надеемся, что большинство поставит себе автоматические выключатели. Те – ещё советские – что представлены на фото, служат уже более 30 лет без единого отказа. Полагаем, многие уже оценили, сколько за это время поменяно плавких предохранителей.

vashtehnik.ru

Характеристика

Предохранитель – это общий термин, который достаточно устойчиво используется в области электрики.


а деталь предполагает защиту для проводов, оборудования и электрических сетей. Предохранитель представляет собой коммутационное изделие. В чем его назначение? Предохранитель призван защитить электрическую сеть от высоких токов и коротких замыканий. Принцип действия детали очень простой – в случае образования сверхтоков разрушается специально предназначенный для этого элемент. Зачастую это плавкая вставка. Так устроены все виды стеклянных предохранителей.

Эти вставки – обязательный элемент, без которого невозможен ни один вид предохранительных элементов. Внутри нее также имеется и специальное дугогасительное устройство. Вставки в предохранителях изготавливаются из фарфоровых или фибровых корпусов и закрепляются в специальные части, что проводят электрический ток. Элементы, предназначенные под малые токи, могут и вовсе не иметь корпуса.

Плавкий

Это наиболее распространенные виды предохранителей для использования в быту. Наверное, это единственный элемент, который проще всего диагностировать на предмет исправности. Для этого нужно просто посмотреть деталь на просвет – будет видно, цела плавка вставки или нет. Изготавливают данные детали в стеклянном корпусе.

Плавкий трубчатый керамический

Этот элемент практически ничем не отличается от стеклянного изделия. Единственное различие в материале, из которого изготовлен корпус. Но в эксплуатации эти детали не так комфортны – диагностировать «на свет» уже не выйдет. Для проверки необходимо использовать тестеры или мультиметры.

Плавкая вставка ПВД


Эти типы предохранителей функционируют на базе такого же принципа. Но здесь конструкция модифицирована таким образом, чтобы видеть состояние детали. Так, если элемент перегорел, то в задней части изделия появится специальный флажок.

Элементы с кварцевым песком

Эти предохранители отличаются высокими дугогасящими характеристиками. Производят их в двух исполнениях: в корпусе из керамических материалов или в стеклянных корпусах. Зачастую изделие рассчитано на работу с большими токами. Существуют и еще усовершенствованные модели. Устройство предохранителя предусматривает еще одну деталь, по конструкции подобную ПВД. Он необходим, чтобы можно было узнать, какой из предохранителей перегорел.

Быстродействующие предохранители

Эти изделия ничем особенным от остальных не отличаются. Различие только в том, что при возникновении короткого замыкания плавкая часть сгорает очень быстро.

SMD

Данные изделия можно встретить в электронных устройствах. Они очень миниатюрны. Принцип действия и назначения предохранителей – защитить технику от высоких токов, с чем они отлично справляются.

Самовосстанавливающиеся

Это достаточно интересные решения. Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой деталь, внутри которой находится специальный пластик.


ка пластиковая вставка холодная, она может проводить электричество. Как только вставка разогреется до определенной температуры, ее токопроводящие свойства теряются за счет увеличения сопротивления. После остывания ток снова сможет проходить через изделие. Плюс данных деталей в том, что после перегорания нет никакой нужды в замене элемента. Промышленность выпускает эти изделия в различных видах. Они подходят для пайки по технологии навесного или поверхностного монтажа. В основном эти виды предохранителей используют в маломощных схемах.

Взрывные

Если все вышеперечисленные изделия знает каждый, то взрывной предохранитель – это редкая группа. Процесс перегорания детали обеспечивается достаточно эффектным звуком. Специальное взрывное устройство, которое закрепляется на токопроводящей детали, взрывается. За это отвечают специальные датчики. Последние следят за током в электрической цепи. Это очень точные предохранители, так как они практически не зависят от характеристик металла на токопроводящей детали. Данный элемент зависит от точности датчика тока.

Другие типы предохранителей

Для работы в цепях высокого напряжения используют специальные автогазовые, газовые изделия, а также элементы жидкостного типа. Существуют даже стреляющие предохранители. В обыденной жизни их увидеть нельзя – это профессиональное мощное оборудование.

Маркировка и обозначения

Каждый производитель изготавливает предохранители под определенным кодом или артикулом. Номер предохранителя позволяет в каталогах найти и уточнить технические характеристики. Зачастую эти коды можно найти на корпусах изделий. Также код может наноситься на металлическую часть. Кроме кодов, на корпусе также могут указываться основные данные – это номинальный ток в А, номинальные напряжения в В, отключающие характеристики либо особенности конструкции. По этим данным можно определить назначение предохранителей.

Итак, величина номинального тока – это максимально допустимое значение, при котором деталь может нормально функционировать в течение длительного срока.

Номинальные напряжения – это максимально допустимое напряжение, при котором деталь безопасно разрывает цепь в случае короткого замыкания или при перегрузке в сети.

Отключающей способностью называют максимальные токи. При них предохранитель сработает, но корпус его не будет разрушен.

Характеристиками называют зависимость времени, при котором рушится плавкий элемент от тока, что протекает через деталь. Разные виды предохранителей по характеристикам объединены в группы по особенностям применения и скорости срабатывания. Обычно эти характеристики указывают на силовых деталях. Для обозначения используются буквы латинского алфавита. Первой обозначается отключающая способность. Так, G – это полный диапазон, деталь способна защитить цепь и от перегрузки, и от короткого замыкания. А – диапазон частичный, а такие виды предохранителей защищают только от коротких замыканий.

Второй буквой обозначаются типы цепи:

  • G – цепь общего назначения.
  • L – защита кабелей, а также распределительных систем.
  • M – защита цепей в электродвигателях.
  • Tr – предохранитель, способный защитить трансформаторную сеть.

Элементы с буквой R используются вместе с силовым полупроводниковым оборудованием. А PV сможет обеспечивать защиту солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели, какие бывают виды предохранителей и какую они имеют маркировку.

fb.ru

Какие защитные устройства лучше: плавкие предохранители или автоматические выключатели?При эксплуатации бытовой и промышленной электрической сети всегда существуют риски получения электротравм или повреждения оборудования. Они могут возникнуть в любой момент при появлении критических режимов. Снизить такие последствия позволяют защитные устройства. Их применение значительно повышает безопасность пользования электроэнергией.

Защиты электрической схемы работают на основе:

  • предохранителя;

  • механического автоматического выключателя.

Принцип работы и устройство предохранителя

Два гениальных ученых Джоуль и Ленц одновременно установили законы взаимных связей между величиной проходящего тока в проводнике и выделением теплоты из него, выявив зависимости от сопротивления цепи и длительности промежутка времени.

Закон Джоуля Ленца

Их выводы позволили создать самые простые защитные конструкции, основанные на тепловом воздействии тока на металл провода. У электрических предохранителей используется тонкая металлическая вставка, через которую пропускается полный ток схемы.

При номинальных параметрах передачи электроэнергии эта «проволочка» надежно выдерживает тепловую нагрузку, а с превышением ее значений сверх нормы — перегорает, разрывая цепь и снимая напряжение с потребителей. Чтобы восстановить работоспособность схемы необходимо заменить перегоревший элемент: плавкую вставку.

Она хорошо видна на конструкциях предохранителей для бытовой теле и радиоаппаратуры со стеклянными, прозрачными корпусами вставок.

Предохранители для бытовой радиоаппаратуры

На ее концах смонтированы специальные металлические площадки, создающие электрический контакт при установке в гнезда. Этот принцип воплощен в электрических пробках с плавкими вставками, много десятилетий защищавших наших родителей и старшие поколения от повреждений в электрической проводке.

Обыкновенные и автоматические предохранители для старой проводки

По такой же форме были разработаны автоматические конструкции, которые вкручивались в гнезда вместо пробок. Но они при срабатывании не нуждались в замене составных частей. Для восстановления электроснабжения достаточно утопить кнопку внутрь корпуса.

Такими способами защищались старые электрические ввода в квартиру. Затем наряду с предохранителями стали появляться автоматические выключатели.

Защита ввода в квартиру

Выбор предохранителя основан на учете:

  • номинальных величин токов самого предохранителя и его вставки;

  • коэффициентов минимальной/максимальной кратности испытательного тока;

  • предельного отключаемого электротока и возможности разрыва транспортируемой мощности;

  • защитной характеристики плавкой вставки;

  • номинального напряжения предохранителя;

  • соблюдения принципов селективности.

Электрические характеристики предохранителя

Предохранители обладают простой конструкцией. Они широко используются в электроустановках, включая высоковольтное оборудование до 10 кВ, например, в защитах измерительных трансформаторов напряжения.

Промышленные высоковольтные предохранители

Принцип работы и устройство автоматического выключателя

Назначением механического коммутационного аппарата, называемого автоматическим выключателем, является:

  • включение, пропускание, отключение токов при нормальном режиме цепи;

  • автоматическое снятие напряжения с электроустановки при аварийных режимах, например, токах металлических коротких замыканий. Автоматические выключатели работают в режимах многоразовых защит от КЗ и перегрузок. Возможность многократного использования считается их основным отличием от предохранителя.

Во времена СССР в энергетике широко использовались автоматические выключатели серий АП-50, АК-50, АК-63, АО-15.

Выключатели серии АП-50

Автоматические выключатели на панелях РЗА

Читайте также: Как работает релейная защита и автоматика (РЗА)

В современных электрических схемах работают усовершенствованные конструкции зарубежных и отечественных производителей.

Современные автоматические выключатели

Все они заключены в диэлектрические корпуса, имеют общие исполнительные органы, обеспечивающие:

1. тепловое расцепление цепи при небольшом превышении допустимого значения тока;

2. электромагнитную отсечку при резких бросках нагрузки;

3. дугогасящие камеры;

4. контактные системы.

В случае нагрева энергией выделяемого тепла работает биметаллическая пластина, изгибающаяся от температурного воздействия до приведения в работу механизма расцепления. Эта функция зависит от количества выделенной теплоты и растянута по времени до определенного момента.

Отсечка действует максимально быстро от срабатывания электромагнитного соленоида с возникновением электрической дуги. Для ее гашения применяются специальные меры.

Усиленные контакты рассчитаны на многократные разрывы максимальных токов КЗ в цепи.

Эксплуатационные отличия автоматических выключателей от предохранителей

Защитные свойства обоих методов проверены временем, причем каждый способ требует анализа конкретных условий эксплуатации при оценке стоимости конструкции с учетом длительности и надежности работы.

Предохранители проще устроены, отключают схему одноразово, дешевле. Ими можно снимать напряжение вручную, но это, как правило, не очень удобно. К тому же при незначительных превышающих токах они долго отключают нагрузку. Этот фактор может служить поводом повышенной пожарной опасности.

Любой предохранитель защищает всего одну фазу сети.

Автоматические выключатели сложнее, дороже, более функциональны. Зато они точнее настраиваются под уставки защищаемой электросхемы, подбираются по рабочему расчетному току с учетом коммутируемых мощностей.

Корпуса современных автоматов из реактопластов обладают повышенной устойчивостью к термическому воздействию. Они не плавятся, стойки к воспламенению. Для сравнения: полистирольный корпус старых выключателей мог противостоять температурам не выше 70 градусов.

Конструктивное исполнение позволяет подбирать модели для одновременного размыкания от одной до четырех электрических цепей. Если в трехфазной цепи использовать предохранители, то они будут снимать напряжение со схемы с разными выдержками времени, что может стать дополнительной причиной развития аварии.

Предохранители работают от тока, без учета его характеристик. Автоматические выключатели подбирают под нагрузку и классифицируют буквами:

  • А — электросети увеличенной протяженности;

  • В — освещение коридоров и площадок;

  • С — силовые и осветительные системы с умеренными пусковыми токами;

  • D — преобладающие нагрузки от включения электродвигателей с большими пусковыми параметрами;

  • К — индуктивные печи и электрические сушилки;

  • Z — электроника.

Смотрите также: Характеристики автоматических выключателей

Преимущества выключателей очевидны:

  • надежность;

  • быстрое время отключения аварий;

  • разнообразие конструкций;

  • большее количество защитных функций;

  • способность коммутации нескольких участков;

  • снижение пожарной опасности;

  • простота ручных коммутаций;

  • удобный монтаж.

Именно поэтому автоматические устройства популярны.

Однако наука постоянно развивается и преподносит новые технические решения. Например, компания Murller стала массово выпускать современные предохранители-выключатели-разъединители с большим набором возможностей.

Современные предохранители-выключатели-разъединители компании Murller

Даже их название говорит о многообразии функций новых устройств.

Поэтому выбирая защиту для электросхемы, анализируйте конструкцию понравившейся модели и ее возможности с учетом индивидуальных особенностей ваших электрических потребителей при минимальных издержках.

electrik.info

Принцип действия

Базовая особенность предохранителя состоит в том, что его сгорание в электрической цепи происходит гораздо раньше, нежели других элементов. В случае скачка тока электрической цепи, предохранитель гораздо легче и быстрее заменить, нежели менять токоведущие провода, микросхемы и т.п.

Название плавкий данный элемент получил, поскольку основным элементом его конструкции является плавкая вставка. Этот компонент имеет низкую величину температуры плавления, по закону Джоуля-Ленца при прохождении  тока через проводник в нем выделяется тепловая энергия, и предохранитель при высокой величине тока, являющейся опасной для остальных компонентов, сгорает. Это приводит к размыканию электрической цепи. Таким образом, предохранитель защищает от повреждения остальные элементы электрической схемы.

Режимы работы плавкого предохранителя:

  • Короткое замыкание:
    • Сгорание плавкой вставки предохранителя происходит за максимально короткое время;
  • Перегрузки:
    • Сгорание плавкой вставки происходит за определенное время, которое зависит от величины тока в этом режиме. Чем больше ток перегрузки, тем быстрее сгорает предохранитель.
  • Нормальны режим. Нагревание устройства, является установившимся процессом, в котором:
    • Происходит полный нагрев до конкретной температуры и отдача количества выделенной теплоты;
    • Каждый предохранитель имеет обозначение с номинальным значением тока;
    • Необходим выбор плавящегося элемента с определенным током номинального режима.

При выборе необходимого предохранителя, нужно руководствоваться не только показанием величины тока, указанной на корпусе. Но также допустимое рабочее напряжение и времятоковую характеристику.

Времятоковая характеристика необходима для показания величины изменения времени полного разрыва цепи при подаче тока определенного значения.

Конструкция

Основным элементом, входящим в состав предохранителя является – плавкая вставка. Данные вставки имеют множество конфигураций, но тем не менее имеют два базовых элемента:

  • Плавкий элемент – выполнен из сплава различных металлов либо выполняется со специально подобранными сплавами металла.

Плавкие вставки выполняются из различных материалов:

  1. цинк;
  2. свинец;
  3. медь;
  4. олово;
  5. серебро.
  • Корпус – блок, содержащий комплекс крепежных элементов, позволяющих подключение коммутационного элемента к электрической цепи.

Корпуса выполняются из разновидностей прочной керамики такие как:

  1. фарфор;
  2. корундо-муллитовая керамика;
  3. стеатит.

При использовании электропредохранителей с малым током номинального режима корпус выполняется из специальных стекол.

К основным параметрам, характеризующие плавкие предохранители относятся:

  1. номинальное напряжение;
  2. номинальный ток;
  3. максимальная мощность;
  4. скорость срабатывания.

Все эти факторы необходимо учитывать при расчете плавкой вставки.

Расчет плавких значений номинального тока производится согласно формулы 1:

Формула 1.

Из формулы, для расчета, необходимо знать U – напряжение, Pmax – максимальная нагрузочная мощность.

Виды предохранителей

Основным и наиболее важным этапом является выбор плавких вставок предохранителей. Это необходимо, учитывая различные условия в которых применяются следующие разновидности электропредохранителей:

  • Электропредохранители вилочные. Данный тип токопроводящих устройств зачастую работает в цепи постоянного тока. Конструкция выполнена в виде расположения электроконтактов с одной стороны, а плавкой части с обратной.

Вилочные плавкие предохранители.

Вилочные предохранительные элементы подразделяются на:

  1. вилочные обычные;
  2. вилочные миниатюрных размеров.
  • Электропредохранители пробковые. Один из самых часто встречающихся видов. В основе конструкции лежит корпус, изготовленный из фарфора. Во внутренней части корпуса располагается тонкая проволока, которая сгорает в случае аварийного режима. В блок корпуса входит грузик, определяющий состояние предохранительного компонента. Каждый грузик имеет определённый цвет, соответствующий необходимой силе тока. В случае его свисания на участке проволоки, требуется его замена.

Изображение пробковых предохранителей.

Разновидности конфигураций и назначение:

  1. DIAZED – применим в системе, элементы которой выполнены для самых различных требований методов установки.
  2. NEOZED – такой тип позволяет безопасно произвести замену плавких элементов при обесточенном состоянии.

Номинальный ток плавкой вставки выбирается исходя из максимальной мощности сети.

  • Электропредохранители ножевые. Данная разновидность применяется на линиях электроустановок, с рабочей величиной тока порядка 1200 – 1300 А. В свою очередь являются очень опасными для здоровья человека. Использование таких разновидностей компонента токопроводящей системе ведет к очень жесткому выполнению всех требований техники безопасности. На таких объектах работают только персонал, имеющий соответствующую квалификацию.

Ножевой предохранитель.

Ножевой электрический предохранитель по значению тока делится:

  1. 000 ( ˂ 100 А);
  2. 00 ( ˂ 160 А);
  3. 0 (˂ 250 А);
  4. 1 ( ˂ 355 А);
  5. 2 ( ˂ 500 А);
  6. 3 ( ˂ 800 А);
  7. 4а ( ˂ 1250 А).
  • Вставки слаботочные. Основное их назначение это — защита маломощных электрических цепей. Конструкция имеет стеклянный корпус, выполненный в виде цилиндра с металлическими элементами, соединенными токопроводящей проволокой. При коротком замыкании происходит сгорание проволоки, которая в свою очередь размыкает цепь и сохраняет неповрежденными остальные элементы схемы.

Предохранитель с плавкой вставкой в виде проволоки для устройств малой мощности

Такие корпуса выполняются с различными габаритными размерами (в мм):

  1. 3 х 15;
  2. 5 х 20;
  3. 7 х 15;
  4. 10 х 38.

Подведя итог рассмотрения плавких предохранителей, стоит отметить что предохранители должны применяться во многих электрических устройствах во избежание повреждения их элементов. Кроме вышесказанного имеет смысл обратить внимание на их достоинства и недостатки.

Достоинства:

  1. невысокая стоимость;
  2. в случае высокого скачка тока, электропредохранитель полностью размыкает электрическую цепь.
  3. в случае выхода из строя предохранителя, имеется возможность простой замены токопроводящего элемента.

Недостатки:

  1. использование предохранителя лишь один раз, потом выполняется его замена;
  2. замена токопроводящего элемента на электропредохранитель большего номинала;
  3. при использовании трехфазных электродвигателей, рекомендуется использовать реле фаз, во избежание сгорания одного из предохранителей.

В последнее время многие производители применяют для разработки современные стандарты качества, для того чтобы блок каждого токопроводящего элемента мог достойно конкурировать с европейскими и мировыми аналогами.

Таким образом, защита электрических цепей с помощью различных предохранителей является одним из самых простых, надежных и дешевых способов.

amperof.ru

Разновидности предохранителей

Вставка предохранителя обычно одноразовая. Для защиты электрических цепей устройствами неоднократного срабатывания (неразрушающийся элемент) обычно применяются автоматические включатели. В низковольтных цепях также применяются самовосстанавливающиеся предохранители.

Одноразовый предохранитель

В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение высокой температурой.[3] Плавкие предохранители делятся на следующие типы:

  • слаботочные вставки (для защиты небольших электроприборов до 6 ампер)
    • 3х15
    • 4х15
    • 5×20
    • 6×32
    • 7х15
    • 10х30
  • вилочные (для защиты электрических цепей автомобилей)
    • миниатюрные
    • обычные вилочные
  • пробковые (встречаются в жилом секторе, до 63 ампер)
    • DIAZED (самые распространённые в СССР)
    • NEOZED
  • ножевые (до 1250 ампер)
    • 000 (до 100 ампер)
    • 00 (до 160 ампер)
    • 0 (до 250 ампер)
    • 1 (до 355 ампер)
    • 2 (до 500 ампер)
    • 3 (до 800 ампер)
    • 4а (до 1250 ампер)
  • кварцевые
  • газогенерирующие

Так же плавкие предохранители различаются по характеристике срабатывания относительно номинального тока.[4]. Из-за инертности срабатывания плавких предохранителей, в профессиональной среде электриков они довольно часто используются в качестве селективной защиты в паре с автоматическими выключателями.[5] Селективности между самими плавкими вставками добиваются соотношением 1:1,6 [там же], время-токовая характеристика плавких предохранителей устанавливается зависимостью соответственно I²t [3]; ПУЭ регулирует защиту воздушных проводящих линий таким образом, чтобы предохранитель срабатывал за 15 секунд (ток короткого замыкания в конце линии должен быть равен трём номинальным токам предохранителя). 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.

Конструкция плавкого предохранителя

  • плавкую вставку — элемент содержащий разрывную часть электрической цепи (например проволоку, перегорающую при превышении определённого уровня тока)
  • механизм крепления плавкой вставки к контактам, обеспечивающим включение предохранителя в электрическую цепь и монтаж предохранителя в целом.

Исполнительный механизм плавкого предохранителя

Плавкая вставка предохранителя обычно представляет собой 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 вставки используемых в домашнем хозяйстве пробковых предохранителей имеют следующую маркировку (DIN 18015-1):

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

Наибольшее распространение получили кварцевые и газогенерирующие предохранители.

В кварцевых предохранителях (ПК) патрон заполнен кварцевым песком, и дуга гасится путем удлинения, дробления и соприкосновения с твердым диэлектриком.

В газогенерирующих предохранителях для гашения дуги используются твердые газогенерирующие материалы (фибра, винипласт и др.). Газогенерирующие предохранители выполняются с выхлопом и без выхлопа газа из патрона при срабатывании. Предохранители с выхлопом газа из патрона называют также стреляющими (ПСН—10 и ПС—35), поскольку срабатывание их сопровождается звуком, похожим на оружейный выстрел. Предохранители напряжением выше 1 кВ выполняются как для внутренней, так и для наружной установки.

Защита в лампах накаливания

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.

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.

Конструкция автоматического предохранителя

  • 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 1,3 от номинального тока предохранителя до 63 ампер и свыше 63 ампер 1,45 от номинального тока предохранителя. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Тем не менее, параметры автоматического предохранителя могут изменяться при каждом срабатывании из-за обгорания контактов [5]. Эту особенность следует учитывать в промышленных установках.

  • 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 6 и более раз от номинального тока, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы A, B, C, D, E и K 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

Расчёт предохранителя ведётся с учётом тока короткого замыкания в конце линии, нагреванием проводников, проседанием напряжения (не более 4-5%), а также с учётом потребностей самого потребителя. Выделенная в ходе протекания электрического тока через проводники теплота должна рассеиваться в окружающую среду, не повреждая при этом каких-либо частей и/или составляющих проводящих частей электрооборудования.[6]

Расчёт нужд потребителя рассчитывается по формуле: I_{nom}=frac {P_{max}}{U}, где

Inom — номинальный ток срабатывания предохранителя, А;
Pmax — 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. Так же должны учитываться пусковые токи нагрузки потребителя при выборе характеристики.

Условия выбора предохранителя в трёхфазных цепях (нагрузки):

  • Для трёхфазного эл. приёмника без пусковых токов (нагреватель и др.)

Iвст. ≥ Iдл.расч. ,

  • Для трёхфазного эл. приёмника c пусковым током (Электрический двигатель)

Iвст. =Кп∙Iном/α.
где: Кп =5…8 (обычно 7) – коэффициент пуска ЭД (Iпуска =Кп∙Iном),
α – коэффициент тяжести пуска: 1,6 – тяжёлый, 2 – средний, 2,5 – лёгкий пуск.

Приэтом должно выполняться неравенство: IК.З. ≥ 3∙Iвст. Где: IК.З. – ток короткого замыкания (в защищаемом участке цепи)

Техника безопасности

Каждый тип предохранителей требует свой подход к обслуживанию и замене.

  • Некоторые типы предохранителей (особенно для больших токов) могут представлять опасность для простого потребителя и требуют обслуживания со стороны квалифицированного персонала.
  • Самовольное увеличение номиналов может повлечь за собой повреждение электропроводки высокой температурой вплоть до пожара.

Замена предохранителей

  • Замена предохранителей бытовым пользователем может производиться только при снятом напряжении и нагрузке. Замена предохранителя под нагрузкой может привести к возникновению электрической дуги и, как следствие, – повреждению глаз, ожогам рук, порче держателя предохранителя. Однако конструкция многих советских потребительских щитов не предусматривает предварительного отключения перед заменой предохранителя; это объясняется тем, что при откручивании пробки в момент отсоединения корпус находится всё ещё в патроне и, следовательно, потребитель не имеет доступа к дуге. Однако, после снятия предохранителя потребитель имеет доступ к находящимся под опасным напряжением токоведущим частям. В странах Европы для устранения этого недостатка используется более безопасный разъединитель предохранителей с номиналами пробковых предохранителей.
  • В электроустановках до 1000 вольт замена предохранителей с открытыми токоведущими частями должна производиться квалифицированным персоналом с использованием средств защиты лица и глаз, специальными клещами, рука меняющего работника должна быть защищена диэлектрической перчаткой. Так же можно встретить диэлектрическую перчатку со вшитыми клещами для замены предохранителей.
  • Замена высоковольтных предохранителей может производиться только при закороченном на землю питании.

Использование предохранителя в качестве коммутационного аппарата

Почти всегда при работах в электроустановке существует необходимость снять напряжение для безопасного проведения тех или иных работ в электроустановке. Если в щитах производственных электроустановок коммутационные аппараты имеют короткозамыкатель на землю; то аппараты в щитах простых бытовых потребителей ограничиваются более простыми конструкциями, всего лишь разрывающими цепь в случае аварийной ситуации. Зачастую, при проведении электроработ в жилом секторе ограничиваются только отключением предохранителя, причём отключенный на время проведения электроработ предохранитель никак не помечается – при случайном включении кем-то посторонним, производящие в отключённом сегменте электроработы люди окажутся под опасным напряжением. На время проведения электроработ необходимо вынимать фазный(-е) провод(а) из предохранителя на стороне потребителя, чтобы случайное включение посторонними лицами не поставило под угрозу жизни производящих в данном сегменте электроработы людей и не вызвало их электротравмы.

Выбор предохранителей

Выбор должен происходить исходя из технических возможностей проводки/защищаемого электрооборудования.

  • При проектировании электроустановки, следует учитывать токи короткого замыкания в проектируемых участках цепей электроустановки.[6] Так же тип предохранителя должен соответствовать среде эксплуатации: к примеру, нежелательно устанавливать ножевые предохранители в групповом щите домашнего хозяйства во избежании сложностей при его обслуживании.
  • При добавлении новой цепи в уже имеющейся установки, измеряют сопротивление петли и делят напряжение на получившееся значение (чаще всего процесс замера сопротивления петли игнорируется); при этом 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 моторы компрессоров в холодильниках), 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 между контактами — «жучок». Однако следует иметь в виду, что, выгорание предохранителя свидетельствует о наличии более серьёзных проблем в электрической цепи, в частности, о коротком замыкании. Замена штатного предохранителя «жучком» может привести к выходу из строя более дорогих комплектующих и/или к возгоранию. Последнее 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

Примечания

  1. “Электрические аппараты защиты для “чайников”: плавкие предохранители
  2. Условные обозначения предохранителей (по ГОСТ 2.727-68)
  3. 1 2 Плавкий предохранитель – элемент силовой электроники
  4. Классификация, маркировка и характеристики плавких предохранителей
  5. 1 2 смотри параграф “селективность”
  6. 1 2 Расчёт тока короткого замыкания

См. также

  • Щит (электричество)
  • Устройство защитного отключения
  • Реле контроля фаз

dic.academic.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.