Типы предохранителей

Компонент одноразового применения защищает источник тока от излишней нагрузки, и является наиболее слабым звеном электрической цепи. Плавкие предохранители входят в состав практически всех электросетей. Это устройство состоит из отрезка проволоки, сечение которого рассчитано на прохождение тока определенной величины. При возникновении чрезмерной нагрузки в цепи, плавкий элемент расплавляется и разрывает цепь.

Основными свойствами предохранителя являются: номинальное напряжение, номинальный ток, предельно допустимый ток.

Некоторые люди считают, что качество предохранителя зависит от толщины проволоки в нем. Но это не совсем так. Неквалифицированный расчет толщины плавкой вставки легко становится причиной пожара, так как кроме самого предохранителя нагреваются и провода, составляющие цепь. Если поставить предохранитель со слишком тонкой проволокой, то он не обеспечит нормального функционирования и быстро разорвет цепь.

Принцип действия

Плавкие предохранители включают в промежуток электрической цепи таким образом, что по ним проходит общий ток нагрузки этой цепи. До превышения верхней границы тока проволочный элемент теплый, либо холодный. Но, при появлении в цепи значительной нагрузки или возникновения короткого замыкания величина тока значительно повышается, расплавляет плавкий проволочный элемент, что приводит к автоматическому разрыву цепи.

Плавкие предохранители действуют в 2-х режимах, отличающихся между собой:

• Нормальный режим, когда устройство нагревается в установившемся процессе, в котором он весь нагревается до рабочей температуры и выделяет тепло наружу. На каждом предохранителе указана наибольшая величина тока, при которой происходит расплавление проволочного элемента. В корпусе вставки могут находиться плавкие элементы, рассчитанные на разную силу тока.
• Режим перегрузки и короткого замыкания. Устройство выполнено таким образом, что при повышении силы тока до верхней допустимой границы, плавкий элемент очень быстро сгорает. Для достижения такого свойства плавкий элемент в некоторых местах выполняют с меньшим сечением. На них выделяется больше тепла, чем в других местах. Во время замыкания оплавляются и размыкают цепь все узкие участки плавкого элемента. В это время вокруг места оплавления образуется электрическая дуга, которая гаснет в корпусе предохранителя.

Маркировка

Обозначение предохранителей представляют две буквы. Рассмотрим подробнее маркировку плавких предохранителей.

Первая из букв определяет интервал защиты:

• a — частичный интервал (защита от короткого замыкания (КЗ)).
• g — полный интервал (защита от КЗ и перегрузки).

Вторая буква определяет вид защищаемого устройства:

• G — универсальный тип для защиты разного оборудования.
• L — защита проводов и распредустройств.
• B — защита оборудования горного производства.
• F — защита цепей с малым током.
• M — защита отключающих устройств и электромоторов.
• R — защита полупроводниковых приборов.
• S — быстрое срабатывание при КЗ и среднее срабатывание при перегрузке.
• Tr — защита трансформаторов.

виды и устройство

Слаботочные вставки

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

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

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

Вилочные предохранители

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

• Миниатюрные вставки.
• Обычные.

Пробковые вставки

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

• DIAZED.
• NEOZED.

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

Трубчатые вставки

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

1. Колпачки.
2. Кольца.
3. Фибра.
4. Вставка плавкая.

Ножевые предохранители

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

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

Кварцевые

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

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

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

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

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

Газогенерирующие

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

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

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

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

Термопредохранители

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

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

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

Общие особенности

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

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

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

Недостатки плавких предохранителей

• Возможность применения один раз.
• Значительным недостатком плавких вставок является его устройство, позволяющее недобросовестным специалистам производить шунтирование (применять «жучки»). Это может привести к возгоранию проводки.
• В 3-фазных цепях электромоторов при срабатывании одного предохранителя пропадает одна фаза, что приводит чаще всего к неисправностям двигателя. В этом случае целесообразно применять реле контроля фаз.
• Имеется возможность незаконной установки предохранителя на повышенный номинал тока.
• Может произойти перекос фаз в 3-фазных сетях при значительных токах.

Достоинства плавких предохранителей

• В ассимметричных 3-фазных цепях в аварийных случаях на 1-й фазе, электрический ток исчезнет только на этой фазе, другие фазы будут продолжать питание потребителей. При больших токах такую ситуацию нельзя допускать, так как это приведет к перекосу фаз.
• Из-за слабой скорости действия плавкие предохранители можно применять для избирательности.
• Селективность самих вставок при последовательной схеме имеет расчет намного проще, по сравнению с автоматическими предохранителями, так как номинальные токи предохранителей, соединенных последовательно должны иметь отличия между собой в 1,6 раза.
• Конструкция плавкого предохранителя значительно проще, чем у электрического автомата, поэтому поломка механизма исключена. Это дает полную гарантию отключения цепи во время аварии.
• После замены предохранителя с плавким элементом, в цепи снова возобновляется защита со свойствами, удовлетворяющими производителю устройств, в отличие от применения автомата, у которого могут подгореть контакты, тем самым изменятся характеристики защиты.

Похожие темы:

• Автомобильные предохранители. Виды. Проверка и замена

• Блоки защиты ламп. Принцип действия. Особенности. Подключение

• electrosam.ru

  Преимущества и недостатки предохранителей

  Преимуществами предохранителей является: высокая надёжность в работе, малая стоимость, высокая предельная отключающая способность при сравнительно малом номинальном токе.

  Но они имеют и существенные недостатки:

  – плавкие вставки с течением времени окисляются, и уменьшается их сечение и номинальный ток;

  – предохранитель может сработать в одной фазе, что может явиться причиной перегрева включенных асинхронных электродвигателей;

  – трудность защиты от перегрузки, так как вставка надежно плавится при токах, превышающих номинальный ток на 50 – 100%.

  Электротехнической промышленностью выпускается очень много типов предохранителей как общепромышленного, так и специального назначения. Например, специальные быстродействующие предохранители для защиты тиристоров, с указателем срабатывания, с выключателем плавкой вставки, для защиты электрооборудования метрополитена на напряжение 750 В постоянного тока, для применения в быту «пробки», для автомобилей, тепловозов, радиоэлектроники и т. д.

  
  

  К общепромышленным предохранителям низкого напряжения относятся в основном два типа: ПР–2 и ПН–2 на напряжение 500 В и модификация ПН–2 предохранители типа ППН–2 на напряжение

  660 В, которые более экономичны.

  ПР–2 – предохранитель (разборный) трубчатый (рис. 71) имеет изолирующий корпус круглого сечения из фибры 1, контактные ножи 2, которые вставляются в контактные губки 3, бронзовое кольцо с наружной резьбой 4, которое крепится к корпусу, круглую гайку 5, которая может отворачиваться для замены плавкой вставки 6, (показана в увеличенном масштабе), которая имеет несколько сужений. Гашение дуги в закрытом объёме и за счёт газов, выделяемых фиброй.

  Предохранители на малые токи до 60 А типа НПР–2 имеют трубчатый корпус из фарфора, контакты для подключения цилиндрической формы.

  ПН–2 – предохранитель с мелкозернистым наполнителем (кварцевый песок) имеет корпус 1 квадратного сечения из фарфора

  (рис. 72), внутри которого плавкая вставка 2 и мелкозернистый наполнитель 3, контактные ножи 4 и контактные губки 5. Плавкая вставка 2 может быть одно, двух, или трехленточная (тонкая лента). Трехленточная вставка показана в увеличенном масштабе, где обозначено: 6 – тонкая медная лента, 7 – перфорированный участок,

  
  

  8 – наплавленное олово в виде шарика, которое способствует в расплавленном состоянии растворению меди и уменьшает время перегорания вставки при малом объёме олова. При большом объёме олова время перегорания наоборот увеличивается, будет инерционная плавкая вставка.

  Предохранители с жидкометаллическим контактом

  Это высоковольтные предохранители способные отключать токи до 250 кА при напряжении 450 кВ. Конструктивная схема на рис. 73, где обозначено: 1 – электроды (контакты) для подключения, 2 – корпус изолирующий, 3 – изоляционная температуростойкая втулка, 4 – демпфер, 5 – капилляр с жидким металлом.

  При протекании большого тока КЗ металл в капилляре нагревается и испаряется, разрывая тем самым цепь.

  В это время необходимо автоматически отключить обесточенную цепь разъединителем, иначе при охлаждении металла предохранитель восстановит свои свойства и произойдёт повторное включение на КЗ.

  Высоковольтные предохранители бывают различных типов: с мелкозернистым наполнителем, с жидкометаллическим контактом, стреляющие (с пружиной), взрывные и др.

  studopedia.ru

  Характеристика

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

  Виды предохранителей: различие по принципам действия

  Такое устройство как плавкие предохранители устанавливают в цепь электрической сети, но таким образом, чтоб по ним проходил общий ток всей сети.

  Это устройство находится теплым или вовсе холодным до момента достижения максимального напряжения, но, а если в цепи появляется нагрузка или образуется короткое замыкание, то плавкий предохранитель расплавляется, чем и прерывает цепь сети.

  Выполнение своих функции плавкие предохранители могут делать в двух режимах, которые имеют отличия.

  Принцип действий предохранителей может немного отличаться, как и их конструкция

  А именно:

  1. Оптимальный режим. Это режим устройства, выполняет нагрев плавкого предохранителя до рабочей температуры и соответственно выделяет тепло. На каждом плавком предохранителе указано максимальное напряжение, при которой он находится в цепи, а после повышения нагрузки он прерывает сеть так как расплавляется. В корпусе такого предохранителя находятся вставки из плавких элементов, которые рассчитаны на разное напряжение.
  2. Режим при коротком замыкании и перегрузке сети. Это устройство сконструировано таким образом, что при перегрузке или коротком замыкании, перегорает. Для того чтоб предохранитель размыкал цепь при перегрузке, некоторые его части делают с меньшим сечением, на которых выделяется больше тепла, чем в других частях. В случае короткого замыкания эти части перегреваются и расплавляются, чем и прерывают цепь.

  Назначение и типы таких предохранительных установок разные, так же как и принцип работы. Некоторые применяются в качестве пробочного типа, другие нужны как полупроводниковые. Все зависит от того зачем предохранители вам нужны. Для этого перед покупкой всегда рассматривается маркировка со вставкой, чтобы узнать из чего состоит тот или иной пробковый тип, и рассчитать, на какие действия они предназначены, а так же нужен ли он вообще. А как именно работает эта система, вы можете увидеть на фото.

  Устройство предохранителя плавкого типа

  В основные составляющие части таких предохранителей входят корпус, патрон и плавкий элемент.

  Патрон имеет электроизоляционные свойства.

  Плавкая вставка подключается клеммами, они последовательно включают плавкий предохранитель в цепь. Для изготовления плавкой вставки выбирают такой материал, который при высоком напряжение способен расплавиться прежде чем температура провода достигнет риска возгорания.

  Составляющие части плавкого предохранителя :

  • Контактные ножи;
  • Индикаторы;
  • Защитные крышки;
  • Плавкие элементы;
  • Керамические изоляторы;
  • Оловянные припои;
  • Кварцевый песок;
  • Индикаторная проволока.

  Плавкие предохранители не выделяют вредные для здоровья вещества

  В зависимости от конструктивных особенностей, плавкие индикаторы делят на: пластинчатые, пробковые, патронные и трубчатые. Максимальное напряжение сети, которое может предохранитель, может выдержать, указана на предохранителе.

  Типы предохранителей

  Отталкиваясь от сферы применения и назначения предохранителей, все предохранители делят на некоторые группы.

  А именно:

  1. Пробочный предохранитель. В составляющие части такого предохранителя входит керамический корпус и сама пробка, в которую установлена плавкая пластина. Линия питания подсоединяется к предохранителю к контакту, а линия отхода напряжения к резьбе пробки. В случае короткого замыкания происходит плавление плавкой пластины, чем самым и прерывается цепь.
  2. Трубчатые предохранители. В этом типе плавких предохранителей выполняется крепление плавкой пластины к контактным ножам. Крепеж выполняется специальными винтами. Для размещения плавкой пластины используют фибровую трубку, в которую насаживают втулки, которые имеют резьбу. Фиксация контактных ножей выполняется латунными колпаками. В случае перегрузки сети в фибровой трубке образуется газ, который расплавляет пластину и этим действием вызывает прерывание цепи.
  3. Предохранитель насыпного типа. Такие предохранители используют в электрических сетях, где максимальное напряжение не достигает 500 вольт и силы тока 60 ампер. В состав такого предохранителя входят, плавкие проволоки из цветного метала, которые расположены параллельно. Размешены эти проволочки в закрытом патроне, который полностью забит кварцевым песком.

  Также есть еще виды подобных устройств-предохранителей.

  Все виды предохранителей дают разную степень защиты приборов, электроустановок и устройств.

  Предохранитель с плавкой вставкой: плюсы и минусы

  Все предохранители плавкого типа имеют отличия в свойствах срабатывания в случае короткого замыкания или перегрузки электрической сети. Так как плавкие предохранители обладают инертным срабатыванием, то их используют профессионалы для селективной защиты вместе с автоматами.

  Основные недостатки плавких предохранителей такие:

  • Применение предохранителей может быть только один раз;
  • Плавкие части;
  • Если используется трех фазный кабель, в цепи которого на каждой из фаз установлен такой предохранитель, то при перегрузки одной из фаз плавится вставка и соответственно фаза исчезает;
  • Возможность незаконной установки предохранителя на повышенный наминал тока;
  • Перекос фаз в трех фазных кабелях.

  Покупать предохранители лучше в магазинах, имеющих сертификаты качества продукции

  Основные достоинства плавкого предохранителя такие:

  1. Если использовать такой предохранитель в 3х фазных цепях, то в случае выхода из строя одной фазы, 2е остальные фазы продолжают снабжение электричеством. В случае высокого напряжения, такого допускать нельзя, так как это может привести к перекосу фаз.
  2. Пониженная скорость действий. Так как плавление вставки проходит больше минуты, то такие предохранители можно использовать для избирательности.
  3. Схема последовательности плавких предохранителей намного проще, чем схема автоматических предохранителей. А проще она, так как номинальный ток последовательности предохранителей должен отличатся в 2 раза.
  4. Так как конструкция плавкого предохранителя также легче, чем у автоматического предохранителя, то в этом случае снижается вероятность поломки. Именно это и дает гарантию на срабатывание плавкого предохранителя, во время аварийных ситуаций.

  После замены предохранителя в цепи на предохранитель плавкого типа, в сети возобновляется защита со свойствами которые идеально подходят для потребителей, так как у автоматического предохранителя могут подгореть контакты и существенно изменится степень защиты.

  6watt.ru

  Какие виды предохранителей существуют

  Любая электрическая цепь состоит из отдельных элементов. Для каждого из них характерны определённые значения силы тока, при которых данный элемент работоспособен. Увеличение силы тока сверх этих значений может вызвать повреждение элемента. Это происходит из-за недопустимо высокой температуры или по причине довольно-таки быстрого изменения структуры этого элемента от воздействия тока. В таких ситуациях предохранители различных конструкций позволяют избежать порчи элементов электрических цепей.

  Их классификация основана на способе разрыва электрической цепи этими предохранителями, и поэтому можно перечислить те из них, которые наиболее широко применяются следующие виды предохранителей:

  • плавкие,
  • электромеханические,
  • электронные,
  • самовосстанавливающиеся.

  Способ разрыва электрической цепи охватывает всю совокупность процессов, которые происходят в предохранителе при его срабатывании.

  • Плавкие предохранители разрывают электрическую цепь в результате расплавления плавкой вставки.
  • Электромеханические предохранители содержат контакты, которые отключаются деформирующимся биметаллическим элементом.
  • Электронные предохранители содержат электронный ключ, который управляется специальной электронной схемой.
  • Самовосстанавливающиеся предохранители изготовлены с применением особых материалов. Их свойства изменяются при протекании тока, но восстанавливаются после уменьшения или исчезновения тока в электрической цепи. Соответственно сопротивление сначала увеличивается, а затем вновь уменьшается.

  Плавкие

  Самыми дешёвыми и наиболее надёжными являются плавкие предохранители. Плавкая вставка, которая после увеличения силы тока сверх установленной величины плавится, или даже испаряется, гарантированно создаёт разрыв в электрической цепи. Эффективность такого способа защиты определяется главным образом скоростью процесса разрушения плавкой вставки. Для этого она изготавливается из специальных металлов и сплавов. Главным образом это такие металлы как цинк, медь, железо и свинец. Поскольку плавкая вставка по сути своей токопроводящая жила она ведёт себя как проводник, для которого характерны графики, показанные далее.

  

  Поэтому для правильной работы плавкого предохранителя тепло, которое выделяется в плавкой вставке при номинальном токе нагрузки не должно приводить к её перегреву и разрушению. Оно рассеивается в окружающую среду через элементы корпуса предохранителя, нагревая вставку, но без разрушительных последствий для неё.

  

  Но если ток увеличится, баланс тепла нарушится, и температура вставки начнёт возрастать.

  

  При этом произойдёт лавинообразное нарастание температуры из-за увеличения активного сопротивления плавкой вставки. В зависимости от скорости нарастания температуры вставка либо расплавляется, либо испарятся. Испарению способствует вольтова дуга, которая может возникать в предохранителе при значительных величинах напряжения и тока. Дуга на какое-то время заменяет собой разрушенную плавкую вставку, поддерживая ток в электрической цепи. Поэтому её существование также определяет временные характеристики отключения плавкой вставкой.

  

  • Времятоковая характеристика — главный параметр плавкой вставки, по которому делается выбор её для той или иной электрической цепи.

  В аварийном режиме важно наиболее быстро разорвать электрическую цепь. С этой целью для плавких вставок применяются специальные методы, такие как:

  • местное уменьшение её поперечника;
  • «металлургический эффект».

  

  В принципе это похожие методы, которые позволяют, так или иначе, вызвать местный более быстрый нагрев вставки. Переменное сечение при меньшем поперечнике нагревается быстрее, чем при большем сечении. Чтобы дополнительно ускорить разрушение плавкой вставки она делается составной из пачки одинаковых проводников. Как только один из этих проводников перегорит, суммарное сечение уменьшится и перегорит следующий проводник и так далее до полного разрушения всей пачки из проводников.

  Металлургический эффект применяется в тонких вставках. Он основан на получении местного расплава с более высоким сопротивлением и растворении в нём основного материала вставки с малым сопротивлением. В результате местное сопротивление увеличивается, и вставка более быстро расплавляется. Расплав получается из капель олова или свинца, которые наносятся на медную жилку. Такие методы применяются для маломощных предохранителей на токи до нескольких единиц ампер. В основном они применяются для различных бытовых электроприборов и устройств.

  Форма, размеры и материал корпуса может изменяться в зависимости от модели плавкого предохранителя. Стеклянный корпус удобен тем, что позволяет увидеть, в каком состоянии пребывает плавкая вставка. Но зато керамический корпус дешевле и прочнее. Под определённые задачи адаптированы другие конструктивные исполнения. Некоторые из них показаны на изображении далее.

  

  На основе трубчатых керамических корпусов устроены обычные электрические пробки. Собственно пробка – это корпус, который специально сделан под патрон для удобного использования предохранителя. Некоторые конструкции пробок и керамических предохранителей снабжены механическим индикатором состояния плавкой вставки. При перегорании её срабатывает устройство типа семафора.

  При увеличении силы тока сверх 5 – 10 А появляется необходимость гашения вольтовой дуги внутри корпуса плавкого предохранителя. Для этого внутреннее пространство вокруг плавкой вставки заполняется кварцевым песком. Дуга быстро нагревает песок до выделения газов, которые препятствуют дальнейшему развитию вольтовой дуги.

  Несмотря на определённые неудобства, обусловленные необходимостью запаса предохранителей для замены, а также замедленным и недостаточно точным для некоторых электрических цепей срабатыванием, этот тип предохранителей самый надёжный из всех. Надёжность срабатывания тем больше, чем выше скорость нарастания тока через него.

  Электромеханические

  Предохранители электромеханической конструкции принципиально отличаются от плавких предохранителей. В них есть механические контакты и механические элементы для управления ими. Поскольку надёжность любого устройства уменьшается по мере его усложнения, для этих предохранителей хотя бы теоретически, но существует вероятность такой неисправности, при которой установленный ток срабатывания не будет отключён. Многократность срабатывания – существенное преимущество этих устройств перед плавкими предохранителями. Недостатками можно обозначить такие свойства как:

  • появление дуги при выключении и постепенное разрушение контактов из-за её воздействия. Не исключена сварка контактов между собой.
  • Механический привод контактов, который дорого полностью автоматизировать. По этой причине повторное включение приходиться делать вручную;
  • недостаточно быстрое срабатывание, которое не может обеспечить сохранность некоторых «скоропортящихся» потребителей электроэнергии.

  Электромеханический предохранитель часто именуется как «автомат» и присоединяется к электрической цепи либо цоколем, либо клеммами для проводов, зачищенных от изоляции.

  Электронные

  В этих устройствах механика полностью заменена электроникой. У них только один недостаток с его несколькими проявлениями:

  • физические свойства полупроводников.

  Этот недостаток проявляется:

  • в необратимых внутренних повреждениях электронного ключа от нештатных физических воздействий (превышение напряжения, тока, температуры, радиации);
  • ложное срабатывание или поломка схемы управления электронным ключом от нештатных физических воздействий (превышение температуры, радиации, электромагнитного излучения).

  

  Самовосстанавливающиеся

  Из специального полимерного материала сделан брусок и снабжён электродами для присоединения к электрической цепи. Такова конструкция этой разновидности предохранителей. Сопротивление материала в заданном температурном диапазоне мало, но резко увеличивается, начиная с определённой температуры. По мере остывания сопротивление снова уменьшается. Недостатки:

  • зависимость сопротивления от температуры окружающей среды;
  • длительное восстановление после срабатывания;
  • пробой превышенным напряжением и выход из строя по этой причине.

  Правильный выбор предохранителя обеспечивает существенную экономию средств. Дорогостоящее оборудование, своевременно отключенное предохранителем при аварии в электрической цепи, сохраняет свою работоспособность.

  podvi.ru

  
  
  Полезное по теме

  1. Калькулятор проводки
  2. Электрический удар
  3. Разводка проводки в доме
  4. Соединение в распределительной коробке
  5. Правильное соединение проводов в распределительной коробке
  6. Как найти короткое замыкание
  7. Электричество в частном доме