Плавкий предохранитель: Плавкий предохранитель

Содержание

Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель – это элемент электрической цепи, основное назначение которого – защита её от повреждения.

Принцип действия


Предохранитель устроен таким образом, что сгорает раньше, чем повреждаются другие элементы. Ведь проще вставить новый предохранитель, чем заменить провода, микросхемы и другие элементы которые могут сгореть при скачке тока в цепи.

Плавким предохранитель называется потому, что в его основе лежит плавкая вставка. Эта плавкая вставка  состоит из сплава, который имеет низкую температуру плавления и при возникновении тока опасного для цепи, количества теплоты которое выделяется при протекании такого тока через эту вставку достаточно, чтобы её расплавить. Когда вставка расплавляется — “перегорает”, то цепь оказывается разомкнутой.

Причинами перегорания предохранителя могут быть короткое замыкание, перегрузка и резкие скачки тока.

Мало того, что предохранитель предохраняет цепь от повреждений, так он еще и служит защитой от пожаров и возгораний, так как плавкая вставка перегорает в корпусе предохранителя, в отличие от провода, который может соприкасаться в момент сгорания с горючими материалами.

Случается так, что люди изготавливают так называемый жучок. Обычно это обыкновенный кусочек проволоки, который вставляется взамен предохранителя. Делается это потому, что под рукой нету, предохранителя нужного номинала или с целью обхода защиты. Зачастую, такие жучки приводят к пожарам, так как неизвестно при каком токе такой жучек перегорит и перегорит ли вообще.

Устройство предохранителя

Как было сказано выше, простейший плавкий предохранитель  состоит из основной своей части – плавкой вставки (проволока) и корпуса, который предназначен для соединения с электрической цепью и служащий крепежом для вставки.

Преимущества и недостатки

К плюсам плавких предохранителей можно отнести относительно невысокую стоимость.

Основным недостатком плавкого предохранителя является относительно долгое срабатывание по сравнению с автоматическими предохранителями. За время перегорания предохранителя в высоковольтных сетях может выйти из строя оборудование. Кроме того, плавкий предохранитель является одноразовым элементом, то есть, однажды сгорев, дальнейшему использованию он не подлежит, в то время как автоматические предохранители могут довольно долго служить, так как принцип их работы основан на размыкании цепи без повреждения конструкции самого предохранителя.

Основные параметры

Параметры, которые характеризуют плавкий предохранитель – это номинальный ток, номинальное напряжение, мощность, скорость срабатывания.

Рассчитать номинальный ток срабатывания предохранителя можно по формуле 

Где U – напряжение в сети, а Pmax – максимальная мощность нагрузки с запасом около 20 %.

Скорость срабатывания плавких предохранителей различна. Например, в схемах, где присутствуют полупроводниковые приборы, лучше если предохранитель сгорит быстрее, чтобы не повредить приборы, но если это мощный предохранитель который используется в цепи электродвигателя, то намного полезнее будет, если он не будет каждый раз разрывать цепь в момент броска пусковых токов.

Замена предохранителя

Заменить предохранитель, например, в автомобиле не составит труда обычному человеку. Но для того чтобы заменить предохранитель в силовой цепи, нужно обязательно снять напряжение, иначе при вставке предохранителя в держатель, может появиться электрическая дуга, которая может вызвать электрический ожог и другие травмы человека. В особых случаях в высоковольтных установках замену предохранителя следует проводить при закороченном на землю питании сети и только квалифицированным персоналом.

  • Просмотров:
  • Как работает плавкий предохранитель. Принцип действия плавкого предохранителя

    Современные электрические сети и устройства отличаются сложностью и нуждаются в защите от перегрузок и коротких замыканий, которые могут случаться по самым разным причинам. Для того чтобы обеспечить защиту используют предохранители разного типа и дополнительные устройства.

    Современный рынок предлагает большой выбор самого разного оборудования, но потребитель предпочитает использовать плавкие предохранители. Это связано с тем, что устройство обладает высокой степенью надежности, и отличается простотой в использовании. К тому же доступная цена радует каждого потребителя. Разумеется, для начала нужно узнать,

    как работает плавкий предохранитель.

    Даже не смотря на то, что сегодня широко используются автоматические выключатели, плавкие предохранители все также привлекают внимание и сохраняют актуальность. Часто используется устройство для защиты автомобильной электросети, системы энергосбережения, электрической аппаратуры, промышленных электрических установок.

    Во многих жилых домах можно до сих пор встретить подобное устройство. Интерес сохранится в первую очередь благодаря надежной работе, также немаловажную роль играет компактность изделия и стабильные характеристики.

    При необходимости произвести замену можно в самые сжатые сроки. И все же как работает плавкий предохранитель и для чего он нужен?

    Для чего применяются плавкие предохранители

    Назначение плавких предохранителей заключается в защите элементов и дополнительных устройств электроустановок, для этих же целей используется автоматические выключатели. При ненормальном режиме работы электрооборудования часто наблюдаются повреждения отельных узлов оборудования или всей системы. Часто плавкий предохранитель используют для защиты электрических кабелей и проводки, для того чтобы избежать перегрузок и короткого замыкания.

    Принцип действия плавкого предохранителя заключается в том, что он сгорает ранее, чем успевают повреждаться другие элементы системы вследствие перегрузок. И это, несомненно, преимущество, так как намного проще произвести замену небольшого элемента, чем заниматься заменой электрической проводки, микросхем и дополнительных устройств. Нужно сказать, что ни один элемент не застрахован от перегрузок, и как следствие перегорания.

    Плавким устройство называют потому, что в основе имеется плавкий элемент – специальная вставка. Она состоит из сплава с низкой температурой возгорания, и при незначительном замыкании теплоты хватает, чтобы расплавить данный элемент. Таким образом, цепь является разомкнутой и больше ничего не угрожает целостности всей системы.

    Перегорание может происходить по самым разным причинам, это и просто короткое замыкание, и перегрузка, и скачки напряжения, что наблюдается весьма часто.

    Помимо того что данный элемент защищает систему от повреждения, он еще и является защитой от возникновения возгорания и пожара. Плавкий предохранитель перегорает непосредственно в корпусе, в то время как электрическая проводка может соприкасаться с горючими и легковоспламеняющимися элементами.

    Некоторые умельцы изготавливают жучок, чаще всего это просто кусок проволоки, который используется в качестве предохранителя. Это делается потому, что под рукой нет предохранителя, который будет соответствовать всем требованиям, а защиту каким-либо образом нужно обойти. Но специалисты не рекомендуют такой метод, потому как такой жучок может и вовсе не перегореть, а это повлечет за собой поломку системы и может довольно серьезную, или вовсе возникнет возгорание.

    Принцип работы плавкий предохранителей

    Перед приобретением нужно более детально узнать, как работает плавкий предохранитель. Великие ученые Ленц и Джоуль установили законы взаимных связей между величиной проходящего тока в проводнике и выделением теплоты. Зависимость сопротивления цепи при определенном промежутке времени помогла создать наиболее простые, но невероятно эффективные способы защиты. Принцип данного предохранителя заключается в тепловом воздействии тока на металл электрического провода. Через довольно тонкую вставку из металла проводится полный эклектический ток всей схемы.

    При нормальном режиме работы специальная вставка удачно справляется со своим предназначением, но если же норма превышается, то проволока перегорает, тем самым цепь разрывается и напряжение снимается с потребителя. Заменив перегоревший элемент можно восстановить работоспособность всей системы при минимальных затратах как денежных средств, так и времени.

    Изделие можно увидеть на конструкции радио или телеаппаратуры, где часто стеклянный и прозрачный корпус.

    На концах изделия предусмотрены специальные металлические площадки, они в свою очередь создают контакт при монтаже в гнездо. Подобный принцип работы наблюдается в электрических пробках с плавкими вставками. Многолетняя практика показывает, что подобный метод действительно является невероятно эффективным и действенным.

    Как работает плавкий предохранитель

    Как известно, по принципу действия предохранители разделяют на автоматические и плавкие. Последний вариант – это обыкновенные пробки, и в быту они встречаются довольно часто. Это наиболее эффективный способ защиты и тут нет никаких причин для монтажа другого оборудования. Вкручивают их непосредственно возле счетчика, особенность изделия состоит в том, что цоколь такой же как и на обычной лампочке.

    Уже после счетчика электрический ток расходится по всей квартире. Но стоит знать, что не только главный ввод, но и каждый отдельный контур следует защитить от короткого замыкания. Если речь идет о старых постройках, то тут зачастую используются пробки с тонкими токопроводящими вставками. И если нет никаких перепадов, и все работает в нормальном режиме, то данная вставка успешно работает и выполняет свои функции.

    Если значение превышает номинал, то вставка просто перегорает, тем самым разрывается цепь. Для того чтобы восстановить нормальную работу, стоит просто произвести замену перегоревшего элемента. Для этого не нужно обращаться к специалисту, даже человек без особых навыков в состоянии произвести замену.

    Что касается автоматики, то они сделаны в аналогичной форме. Но отличие заключается в том, что если наблюдаются скачки напряжения, то пробки отключаются в автоматическом режиме, и для восстановления работоспособности следует просто нажать кнопку.

    Автоматический предохранитель типа ПАР изготовлен по аналогии с классическими пробками, и ввинчивается в патрон вместо плавкой модели. Наиболее популярная модель предохранителя ПАР в активном состоянии замыкает цепь центральным контактом и резьбовой гильзой посредствам электрического провода.

    Проводка навивается на катушку электромагнита и связывается с биметаллической пластиной. Если наблюдается перегруз, и как следствие повышение температуры, пластина изгибается, а провод освобождается, тем самым происходит отключение. Кнопка автомата поднимается вверх, и это говорит о том, что механизм сработал и выполнил свою защитную функцию.

    Устройство предохранителей

    В составе изделия имеется патрон или корпус, который в обязательном порядке отличается электроизоляционными характеристиками. И дополнительно присутствует плавкая вставка. Концы последнего элемента соединяются с клеммами, а они в свою очередь отвечают за последовательное включение предохранителя в электрическую цепь.

    Отталкиваясь от особенностей конструкции, плавкие предохранители разделяют на трубочные, патронные, пробочные, пластичные. На корпусе устройства имеется расчетная сила тока, которое может выдержать изделие.

    Конструкция оснащается керамическим изолятором, иногда в качестве материала используется стекло, этот элемент предотвращает попадание газа и жидкого металла в окружающую среду. Корпус устойчив к высоким температурам и высокому давлению. Замена неисправных плавких вставок осуществляется весьма быстро, это предусмотрено особенностью конструкции.

    Иногда предохранитель заполняют кварцевым песком, который предназначен для того чтобы в короткое время погасить дугу. В процессе перегорания плавкой вставки между проводниками возникает дополнительный разряд. Он в свою очередь ионизирует воздух, что поддерживает дугу. Кварцевый песок предотвращает возгорание.

    Похожие материалы на сайте:

    Понравилась статья — поделись с друзьями!

     

    Плавкий предохранитель: определение и виды конструкций

    Плавкий предохранитель (англ. fuse) – это электрический аппарат, защищающий электрическую цепь от токов короткого замыкания, а также токов перегрузки. Чаще всего плавкие предохранители применяют для защиты от токов короткого замыкания. Для защиты от токов перегрузки используют в основном автоматические выключатели и тепловые реле.

    Основная рабочая часть предохранителя – плавкая вставка, разрушающаяся при достижении проходящего по ней тока определенного значения, при этом цепь , в которую включен плавкий предохранитель, размыкается.

    Чаще всего для изготовления плавких вставок используют –цинк, алюминий, свинец, медь и серебро. Однако медь хорошо окисляется на воздухе, как следствие увеличивается сопротивление плавкой вставки, что в свою очередь приводит к изменению защитной характеристики плавкого предохранителя. Использование серебра приводит к несоизмеримому увеличению стоимости плавкого предохранителя.

    Конструкции плавких предохранителей:

    • — открытые — вставка не имеет защиты или размещена в трубке, открытой с торцов;
    • — закрытые -вставка находится в закрытом патроне;
    • — засыпные — вставка находится в полностью заполненном мелкозернистым наполнителем патроне (мел, кварцевый песок).

    В настоящее время в силовых цепях наибольшее распространение получили засыпные предохранители.

    В засыпных предохранителях чаще всего используют кварцевый песок с высоким содержанием оксида кремния SiO2. При протекании тока срабатывания через плавкую вставку она плавится с возникновением электрической дуги, которая гасится за счет отвода тепла к наполнителю. Для более эффективного использования наполнителя как теплоотводящей и дугогасящей среды в засыпном предохранителе часто используют конструкцию, представляющую собой несколько параллельно соединенных вставок, суммарное сечение которых сопоставимо с сечением одной вставки предохранителя на тот же рабочий ток.

    Плавкий предохранитель. Немного истории.

    ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ. НЕМНОГО ИСТОРИИ.

    Определение …

    Плавкий предохранитель простыми словами представляет из себя стеклянный или керамический цилиндр с контактами на концах. Внутри него размещается тонкая проволочка из легкоплавкого металла. В стандартных условиях работы через эту проволочку проходит ток для питания защищаемого участка цепи условного потребителя. Как только происходит быстрый рост тока в следствии перегрузки или короткого замыкания, проволочка расплавляется и разрывает сеть. Разрыв сети в свою очередь защищает проводку от перегрева и возможного возникновения пожара. Также разрыв сети защищает от выхода из строя различные электроприборы, подключенные в сеть.

    История плавких предохранителей началась с того, как еще в середине XIX века физики Джеймс Джоуль и Эмилий Ленц независимо друг от друга заметили зависимость степени нагрева проводника от величины протекающего по нему тока.

    В современном мире нас окружает множество таких устройств в различных своих воплощениях. Начиная от зарядного устройства вашего сотового телефона и заканчивая электронным блоком вашего автомобиля.

    К сожалению, выход из строя электроприборов и пожаров по причине короткого замыкания, по-прежнему не редкость. Однако это происходит вовсе не из-за плавких предохранителей. Скорее из-за их отсутствия в самый нужный момент. Вспомните, как часто на Вашей памяти после очередного “выбивания пробок” Ваш знакомый или родственник вставлял вместо предохранителя отвертку. Но бывало ведь такое, правда же?

    Все началось с научных открытий …

    Сама история плавких предохранителей началась с научного открытия. В середине XIX века физики Джеймс Джоуль и Эмилий Ленц независимо друг от друга заметили зависимость степени нагрева проводника от величины протекающего по нему тока.

    Английский физик Джеймс Джоуль в 1840 году описал эту зависимость в своей работе «Об образовании теплоты при помощи электрического тока». В статье говорилось о существовании прямо пропорциональной зависимости между количеством теплоты, выделяемой проводником, и сопротивлением проводника, квадратом силы и времени прохождения тока.

    Русский физик Эмилий Ленц эту замечательную зависимость обнаружил примерно в то же время, а именно в 1832 году. Он погружал металлическую проволку в спирт и отслеживал время его нагрева. Он продолжил свои исследования. И только в 1843 опубликовал результаты своих трудов. В них присутствовал больший, чем у Джоуля, объемом точных математических обоснований.

    Сейчас этот закон носит название Джоуля-Ленца и звучит так:

    “Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, равна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля.”

    Проще говоря в контексте плавких предохранителей:

         “Чем больше ток в проводнике, тем быстрее плавится металлическая проволочка, разрывая цепь.”

    При больших токах плавкий элемент может расплавляться невероятно быстро. При этом скачок температуры имеет взрывной характер. Именно поэтому силовые плавкие вставки выполняются в керамическом, а не стеклянном корпусе.

    В качестве заключения …

    Термины плавкий предохранитель и плавкая вставка обладают различными значениями в современных стандартах электротехники. Однако они очень применяются в одном и том же значении. Конструктивно плавкий предохранитель – это защитное устройство, состоящее из плавкой вставки и держателя плавкой вставки.

    В настоящее время выпускается множество различных вариаций плавких предохранителей, применяемых в различных сферах современной промышленности. Наша компания рада предложить Вашему вниманию предохранительные системы Varius компании OEZ.

    принцип действия, устройство, виды, назначение

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

    Назначение и принцип действия

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

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

    Устройство и принцип защиты

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

    Рис. 1. Конструкция плавкого предохранителя

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

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

    Рис. 2. Керамические плавкие вставки

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

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

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

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

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

    Рис. 3. Строение плавкой вставки

    Цифрами на рисунке обозначено:

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

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

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

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

    Маркировка

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

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

    На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

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

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

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

    Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

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

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

    Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

    Виды и устройство

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

    • ножевые предохранители;
    • слаботочные плавкие вставки;
    • вилочные предохранители;
    • кварцевые;
    • пробочного типа
    • газогенерирующие.
    Рис. 5. Виды плавких предохранителей

    Существуют также самовосстанавливающиеся предохранители, инерционные и откидывающиеся (рис. 6). Изделия инерционного типа предназначены для защиты электромоторов, которые при запуске создают большие нагрузки. Плавкие элементы нагреваются, но не перегорают. После того, как двигатель запустится, инерционный предохранитель переходит в режим ожидания.

    Откидывающиеся вставки применяют в защите линий электропередач. В аварийных ситуациях плавкий элемент размыкает цепь. Под действием высокой температуры вставка удлиняется, в результате чего происходит давление на спусковой механизм, который отбрасывает предохранитель из его гнезда. Таким образом, обеспечивается надёжное отключение аварийного участка.

    Рис. 6. Откидывающиеся плавкие предохранители

    Устройство самовосстанавливающегося предохранителя отличается от других типов электрических аппаратов. Рабочим элементом изделия является полимер с положительным температурным коэффициентом расширения. Полимер содержит углеродистые включения, которые проводят ток.

    При нагревании углеродные связи разрываются, в результате чего растёт электрическое сопротивление. При достижении температуры плавления полимера сопротивление стремится к бесконечности, то есть, цепь размыкается. При остывании возобновляется электропроводность полимера. Предохранитель самовосстанавливается.

    Технические характеристики

    Плавкие вставки идентифицируются двумя характеристиками: номинальным напряжением и величиной номинального тока. В промышленном оборудовании эти показатели могут достигать десятков киловольт и тысяч ампер.

    В бытовых приборах применяются плавкие вставки, номинальное напряжение свободных контактах которых составляет:

    • 110, 220 В – для постоянных токов;
    • 220; 380 В – для переменного тока.

    На контактах распространённых моделей номинальные токи составляют от 10 до 2500 А, а на концах плавких вставок – от 2 до 2500 А.

    Преимущества и недостатки

    К достоинствам плавких предохранителей относятся:

      • полная гарантия отключения аварийного участка цепи;
      • стабильность технических характеристик защиты;
      • можно применять для избирательности;
      • быстродействие;
      • безотказность;
      • простота конструкции.

    Основные недостатки:

    • в трёхфазных сетях возможен перекос фаз;
    • вероятность длительного горения дуги;
    • влияние окружающей среды (температуры) на характеристики плавких вставок;
    • сложность в настройках селективной защиты;
    • необходимость замены вставки после каждого срабатывания защиты.

    Видео в развитие темы

    Плавкий предохранитель. Что это такое?

    Плавкий предохранитель (плавкая вставка, фьюз и т.д.) — это прибор представляет собой отрезок проволоки, толщина которой рассчитана на пропускание тока некоторого определенного значения, например 0,25 А. Он предохраняет источник тока от перегрузки. Предохранители имеют все электросети, иногда штепсельные розетки, радиоконструкции, питающиеся от электроосветительной сети.

    Плавкий предохранитель вставляют в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь ток, потребляемый цепью. Пока ток не превышает допустимой нормы, проволока предохранителя чуть теплая или совсем холодная. Но как только в цепи появится недопустимо большая нагрузка или произойдет короткое замыкание, ток резко возрастет, расплавит проволоку и цепь автоматически разорвется. Патрон плавкого предохранителя, используемого в осветительной электросети, устроен так же, как патрон электролампы. В него ввертывают фарфоровую «пробку», внутри которой имеется свинцовая проволока. Один конец ее припаян к металлическому донышку пробки, а другой — к металлическому цилиндру с резьбой, которым предохранитель ввертывают в патрон.

    Рис. 1. Плавкие предохранители

    Проволока плавкого предохранителя радиоконструкции заключена в стеклянную трубочку и концами припаяна к металлическим колпачкам, выполняющим роль контактов. Этими контактами предохранитель вставляют в специальный патрон (держатель) или между двумя металлическими стоечками, к которым подведены провода защищаемой от перегрузок сети.

    Причину, вызвавшую перегорание предохранителя, надо найти, устранить, и только после этого, соблюдая осторожность, можно вставлять в электрическую цепь новый предохранитель.

    Условное графическое обозначение плавкого предохранителя на схемах похоже на обозначения сопротивления, и отличается только тем, что через середину прямоугольника линия проходит не разрываясь. Рядом с условным обозначением обычно пишется и буквенное обозначение Пр. или F. Иногда на схемах просто пишут thermal fuse или fuse. После буквы часто указывают ток защиты предохранителя, например F 1 А, обозначает, что в схеме установлен предохранитель на ток защиты 1 ампер.

    Расчет диаметра проволоки плавкого предохранителя

    Расчет диаметра проволоки плавкого предохранителя

    Для ремонта предохранителя необходимо заменить перегоревшую проволоку. При производстве предохранителей на заводах используют, в зависимости от величины тока и быстродействия, калиброванные серебряные, медные, алюминиевые, никелиновые, оловянные, свинцовые и проволоки из других металлов. Для изготовления предохранителя в домашних условиях доступна только красная медь калиброванного диаметра, поэтому в таблице приведены данные только для медных проводов

    Ток, AДиаметр, мм
    0.50.03
    10,05
    20,09
    30,11
    40,14
    50,16
    60,18
    70,2
    80,22
    90,24
    100,25
    150,32
    200,39
    300,46
    400,77

    Плавкий предохранитель — элемент силовой электроники

    Для лучшего понимания средств и методов защиты электрических и электронных устройств в аварийных и близких к таковым режимах рассмотрим наиболее характерные режимы перегрузок электрических цепей. В большинстве случаев все электрические аварийные режимы могут быть отнесены к одной из двух категорий — перенапряжения и экстратоки. Первые происходят при воздействии на линии электропередачи и оборудование грозовых разрядов, при резкой коммутации тока в линиях и устройствах со значительной индуктивностью, при неправильном функционировании преобразовательных систем и т. д. Вторые могут быть вызваны короткими замыканиями, механическими перегрузками электроприводов, неисправностями в электронных силовых блоках и т. п.

    В общем случае, экстратоком называют любой ток в цепи, превосходящий по значению ток в цепи при нормальных рабочих условиях. Существует два типа экстратоков — токи перегрузки и токи короткого замыкания. Током перегрузки обычно считают ток, превышающий ток в рабочих условиях, но протекающий через проводимости элементов цепи и нагрузки, которые имеют существенную (с учетом значения рабочего тока) величину. Зачастую токи перегрузки превышают номинальный рабочий ток в 1,5–6 раз. Обычно они вызваны пусковыми токами электродвигателей в момент запуска, токами намагничивания сердечников трансформаторов, зарядом конденсаторов фильтров и т. п. Такие токовые перегрузки безопасны и называются рабочими перегрузками. Длительности рабочих перегрузок относительно невелики, и, соответственно, перегрев устройств за их счет очень незначителен. Перегрузки, длительные по времени, обычно происходят изза механических повреждений электродвигателей приводов, нагрузки на оборудование, превышающей расчетную, подключения к одной цепи большого количества потребителей электроэнергии. Перегрузки по току такого характера могут вызывать существенное повышение температуры проводников, преобразователей, трансформаторов и выход их из строя. Однако из-за относительно небольшой величины тока в цепи (по сравнению с коротким замыканием) повреждения оборудования носят не мгновенный характер, а требуют достаточно длительного времени и могут быть легко предотвращены. Током короткого замыкания (КЗ) называют ток, протекающей в цепи, проводимость которой существенно выше, чем проводимость в нормальных условиях. При коротком замыкании ток в цепи может превышать рабочий ток в сотни и тысячи раз. Если цепь с таким током не разорвать в течение разумного времени (максимально — единицы секунд, обычно — гораздо меньше), то повреждения оборудования, вызванные столь большими токами, могут быть фатальными — это разрушение изоляторов, расплавление и испарение проводников, дугообразование, воспламенение горючих материалов. Кроме того, большие значения токов короткого замыкания вызывают значительные силы магнитного взаимодействия токонесущих проводников, приводящих их к деформации и разрушению. Короткие замыкания являются одной из важных причин пожаров в быту и на производстве, приносящих огромные убытки.

    Рис. 1. Упрощенная схема типового подключения потребителей

    Наиболее надежным средством защиты от экстратоков, не зависящим от внешних условий, механического состояния и т. п., являются плавкие предохранители. Работа этих приборов основана на свойствах «плавкой перемычки», помещенной в корпус и подключенной к выводам. Электрическое сопротивление перемычки достаточно мало, поэтому в нормальных условиях она играет роль обычного проводника. При превышении тока в цепи номинального значения, на которое рассчитана перемычка, количество тепла, выделяемое в ней, растет. Это приводит к увеличению ее сопротивления и, соответственно, к дополнительному разогреву. Процесс развивается лавинообразно и, в конечном итоге, приводит к расплавлению перемычки, тем самым разрывая защищаемую от экстратоков цепь. Чем больше величина экстратока, тем быстрее плавится перемычка. Это фундаментальное свойство позволяет использовать плавкие предохранители для надежной защиты цепей даже от токов короткого замыкания. Несмотря на то, что плавкие предохранители как устройства защиты электрических цепей известны и применяются уже почти полторы сотни лет, ряд их характеристик остается непревзойденными другими системами токовой защиты. В частности, плавкие предохранители:

    • отличаются очень высокой стабильностью времятоковых характеристик и не требуют периодического обслуживания и ремонта;
    • обладают очень высокой разрывной способностью, то есть могут выдерживать очень большие токи без физического разрушения конструкции;
    • не дают «лавинных» сгораний: при правильном выборе, в аварийном режиме сгорает только ближайший к аварийному участку предохранитель, таким образом обеспечивается выборочная защита и обесточивание цепей;
    • обеспечивают оптимальную токоограничивающую защиту цепей — в силу своих рабочих характеристик.

    Современный плавкий предохранитель представляет собой достаточно сложное электротепломеханическое устройство со стабильными характеристиками и свойствами, знание которых является необходимым условием успешного применения предохранителей и надежной защиты силовых систем в аварийных режимах. И если еще 40–50 лет назад во многих случаях считалось допустимым применение вместо плавких предохранителей обыкновенных железных гвоздей (в некоторых справочниках по электротехнике издания 50–60-х годов прошлого века даже приводились данные по току плавления гвоздей различных диаметров и длин), то сегодня в условиях массового применения полупроводниковых преобразователей, трансформаторов и конденсаторов с большой удельной мощностью, такой подход не просто неприемлем, а недопустим в принципе, поскольку может привести к очень серьезным авариям.

    Обратимся к основным характеристикам, определяющим типы плавких предохранителей.

    Номинальное напряжение. Его значение для предохранителя должно быть равно или выше напряжения в защищаемой цепи. Предохранитель на напряжение 600 В может быть использован для защиты цепей с напряжением 220 В, но не наоборот. Номинальное напряжение характеризует способность плавкого предохранителя разрывать цепь, находящуюся под напряжением в условиях перегрузки, в частности, гашение вольтовой дуги, возникающей при плавлении перемычки. Предохранитель с номинальным напряжением, меньшим, чем напряжение в цепи, в ряде случаев может не погасить дугу за требуемое время, в результате чего цепь не будет разорвана больше времени, чем это допустимо. Это особенно важно для предохранителей, защищающих полупроводниковые преобразователи, поскольку именно для таких устройств очень важно разорвать цепь за минимально возможное время.

    Номинальный ток. Это основная характеристика любого предохранителя. При выборе прибора по его номинальному току необходимо учитывать конкретные условия работы предохранителя, в частности, вид нагрузки цепи. Номинальный ток предохранителя не должен превышать допустимую величину тока цепи. Например, если проводник рассчитан на пропускание тока в 20 А, то максимальная величина номинального тока плавкого предохранителя для данной цепи равна 20 А.

    Однако из этого правила есть и исключения (как обычно, лишь подтверждающие правило). Типичный случай — цепи питания электродвигателей. Для того чтобы при пуске двигателя под нагрузкой не произошло сгорание предохранителя, допустимо выбирать быстродействующие предохранители на номинальный ток в 3 раза выше долговременного тока, потребляемого двигателем при полной нагрузке, а предохранители с медленным срабатыванием — на ток, в 1,75 раза превышающий указанный ток двигателя.

    Разрывная способность. Любое устройство токовой защиты электрической цепи должно выдерживать без физического разрушения передачу энергии короткого замыкания. Если ток короткого замыкания будет больше, чем ток, который способно выдержать устройство защиты, то оно может разрушиться, усугубляя тем самым аварийную ситуацию. Таким образом, применяемое устройство защиты (в частности, предохранитель) должно быть способно выдержать любой теоретически возможный аварийный ток. Наибольшая величина этого тока называется максимальным разрывным током или разрывной способностью предохранителя.

    С точки зрения величины разрывной способности современные плавкие предохранители существенно превосходят своих конкурентов — термоэлектрические и электромагнитные автоматы. Так, типовое значение разрывной способности автоматов широкого применения превышает 10–12 кА, в гораздо более дорогих автоматах специальных конструкций — 18–25 кА, в то время как для большинства предохранителей типовое значение составляет 40–50 кА, а для ряда приборов разрывная способность может достигать 200–400 кА. Поэтому именно плавкие предохранители используются для защиты автоматов защиты как менее надежных устройств.

    Рассмотрим две важные особенности применения плавких предохранителей.

    Последовательная защита и предотвращение лавинных сгораний. Правильно выбранные величины номинального тока предохранителей в различных участках цепи позволяют в случае аварии в какой-либо одной ветви обесточить только эту ветвь, без обесточивания других устройств, расположенных ближе к источнику энергии, чем аварийное. Это свойство хорошо иллюстрирует упрощенная схема куста потребителей электроэнергии, приведенная на рис. 1.

    При аварии в ветви «C» сгорает лишь предохранитель FU3, таким образом, другие потребители, подключенные к ветви B, не обесточиваются и продолжают функционировать. Аналогично, потребители, подключенные к ветви «А», продолжают функционировать независимо от аварийной ситуации в ветви «B». Такое выборочное отключение и локализация аварийных участков цепей с помощью плавких предохранителей легко реализовать, выбрав соотношение рабочих токов 2:1 (или более) для каждой нисходящей ветви.

    Ограничение тока цепи и защита ее элементов. Защитные устройства, не ограничивающие ток короткого замыкания цепи (в частности, автоматы и контакторы) до момента отключения цепи, пропускают импульсы тока значительной величины, способные вывести из строя полупроводниковые приборы, либо повредить другие элементы защищаемой цепи. Указанный недостаток работы устройств автоматической защиты демонстрирует рис. 2.

    Рис. 2. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной тепловым автоматом

    Плавкие предохранители как устройства, ограничивающие максимальный импульс тока короткого замыкания цепи, определяют существенно меньшую величину энергии, выделяющуюся в аварийной цепи. Это хорошо видно на диаграмме (рис. 3).

    Рис. 3. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной плавким предохранителем

    Устройство защиты является токоограничивающим, если оно обеспечивает спад тока короткого замыкания менее чем за четверть периода переменного тока первичной сети, тем самым не позволяя току короткого замыкания достичь своего максимального значения. Большинство современных плавких предохранителей отвечают данному условию и ограничивают токи КЗ на таком уровне, который позволяет избежать серьезных повреждений элементов цепей даже при тяжелых авариях. Это дает возможность:

    • применять автоматы с меньшими установками тока;
    • облегчить и упростить системы крепления и изоляторы токоведущих шин;
    • снизить требования по устойчивости к большим значениям токов к остальным элементам силовых цепей.

    Не будучи ограничены по времени и величине, токи КЗ многих электрических цепей могут достигать 30–50 кА (и более) за четверть периода первичной сети (5 мс для цепей переменного тока промышленной частоты 50 Гц) с момента короткого замыкания. Огромное количество тепла, выделяемое в режиме КЗ в цепи, может нанести серьезные повреждения изоляции, расплавить токоведущие шины, а в ряде случаев привести к взрыву силовых устройств (в частности, маслонаполненных трансформаторов). Существенные магнитодинамические силы между проводниками со столь большими токами способны разрушить крепления и изоляторы, исказить структуру обмоток трансформаторов и т. п. Избежать всех этих неприятностей позволяет защита электрических цепей с помощью плавких предохранителей.

    Проанализируем особенности конструкции и работу современных низковольтных (до 1–2 кВ) плавких предохранителей.

     

    Предохранители одиночного действия (одноэлементные)

    На рис. 4 представлен разрез современного цилиндрического одноэлементного предохранителя:

    Рис. 4. Цилиндрический плавкий предохранитель в разрезе

    Основным элементом предохранителя является плавкая перемычка. В зависимости от номинального тока в одном предохранителе перемычек может быть от одной до десяти. Вид, геометрические размеры и профиль перемычки проектируется исходя из требуемых свойств предохранителя. Для уменьшения потерь в приборе перемычки обычно изготавливаются из меди, серебра и их сплавов с другими металлами, которые характеризуются малым удельным сопротивлением. Концы перемычек привариваются или припаиваются к выводам предохранителя, которые, в зависимости от типа и назначения, могут быть ножевыми, цилиндрическими, плоскими шинами и контактными плоскостями. Корпус предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью, чаще всего из керамики специальных типов. Внутрь корпуса обычно засыпают дугогасящий наполнитель — чистый кварцевый песок или тонкую крошку оксида алюминия.

    В нормальных условиях, когда ток, идущий через предохранитель, меньше или равен номинальному, прибор работает, как проводник электрического тока. При превышении током номинального значения более–менее длительное время, тонкие участки перемычки быстро нагреваются, их температура достигает температуры плавления материала, и перемычка плавится, разрывая защищаемую цепь (рис. 5).

    Рис. 5. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока перегрузки

    При этом ток в цепи разрывается не сразу, поскольку в образовавшемся разрыве возникает электрическая дуга. Высокая температура дуги вызывает быстрое плавление металла перемычки и увеличение длины разрыва. Наполнитель способствует быстрому охлаждению дуги, ее разветвлению и удлинению, что существенно уменьшает время ее горения. Длина дуги и ее сопротивление растут и в результате достигают таких значений, при которых дуга гаснет. В этот момент предохранитель полностью разрывает электрическую цепь.

    Современные одноэлементные предохранители обладают очень малым временем реакции на возникновение экстратока, обеспечивая надежную и быстродействующую защиту от коротких замыканий. Однако длительно протекающие токи рабочих перегрузок могут вызывать нежелательные срабатывания таких предохранителей, если их номинальный ток был выбран без соответствующего запаса. Предохранители такого типа лучше применять для защиты цепей с активной нагрузкой (нагревательные элементы, резисторы, гальванические ванны и т. д.), для которых не характерны значительные токи рабочих перегрузок.

    Токи коротких замыканий обычно многократно превосходят токи в нормальных условиях и токи рабочих перегрузок, достигая десятков–сотен кА. При столь высоких значениях тока плавкий предохранитель срабатывает очень быстро.

    В показанном на рис. 6 предохранителе под воздействием тока КЗ плавятся одновременно все тонкие участки перемычки, поскольку тепло от участков, расположенных ближе к выводам, не успевает отводиться к ним за время порядка 1–10 мс. Это существенно уменьшает время горения дуги и, соответственно, время полного разрыва цепи, которое, в результате, не превышает даже четверти периода тока питающей сети.

    Рис. 6. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока короткого замыкания

     

    Предохранители двойного действия (двухэлементные, с задержкой срабатывания)

    Рассмотренные выше одноэлементные предохранители оптимальны для защиты цепей с постоянным током потребления или с небольшими его колебаниями. Для защиты цепей с большими колебаниями потребляемого тока и частыми его превышениями значений, характерных для установившегося режима, (электропривод, трансформаторы и т. д.) одноэлементные предохранители приходится выбирать с 3–4-кратным запасом, что может снизить надежность защиты в аварийных перегрузочных режимах. Предохранители двойного действия (иначе — двухэлементные, или с задержкой срабатывания) позволяют обеспечить более надежную защиту потребителей сетей с большим диапазоном токов рабочих перегрузок. Действие предохранителей основано на том, что при перегрузочном токе срабатывает элемент одного типа, а при коротком замыкании — другого, аналогичный элементу рассмотренных выше предохранителей. Оба элемента выполнены в единой конструкции и электрически соединены последовательно. Вид части такой конструкции представлен на рис. 7.

    Рис. 7. Упрощенная структура элемента плавкого предохранителя двойного действия

    Рис. 8 демонстрирует работу двухэлементного предохранителя в случае возникновения в цепи тока перегрузки. Под воздействием тока перегрузки разогревается пайка, выполненная специальным сплавом с калиброванной теплоемкостью, теплопроводностью и температурой плавления. При достижении температуры плавления сплава пайки он размягчается, и специальная разрывная пружина резко разрывает контакт. Возникающая при этом электрическая дуга быстро гаснет из-за расстояния, на которое разводятся элементы. Из-за значительной массы припоя и держателя этот элемент защиты обладает большой тепловой постоянной времени и не является токоограничивающим, соответственно, не может использоваться для быстродействующей защиты от тока короткого замыкания. В случае воздействия тока короткого замыкания защитные функции в предохранителях двойного действия выполняют расплавляемые участки перемычки (рис. 9).

    Рис. 8. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока перегрузки

    Рис. 9. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока короткого замыкания

    Дуга, загорающаяся в местах плавления перемычек, быстро гаснет, как за счет быстрого испарения металла перемычки и увеличения длины дуги с соответствующим ростом сопротивления, так и за счет действия сыпучего наполнителя, который быстро поглощает тепло, выделяемое дугой, тем самым снижая степень ионизации и проводимость дуги. Проникая в образовавшееся за счет разрыва перемычек пространство, частицы наполнителя увеличивают длину дуги и при плавлении способствуют изоляции поверхностей элементов перемычки друг от друга. Процессы, происходящие в данном элементе при воздействии тока короткого замыкания, полностью аналогичны процессам в одноэлементных предохранителях.

    Рассмотренные выше конструкции плавких предохранителей используются лишь при невысоких напряжениях в защищаемых цепях (максимально — единицы киловольт). Если же напряжение в цепи имеет сколько-нибудь существенную величину, ориентировочно выше 1500–2000 В, то дугогасящей способности сыпучего наполнителя недостаточно для гашения дуги в небольших промежутках плавкой перемычки. Для работы в цепях с напряжением выше 2–3 кВ используются предохранители специальной конструкции. На рис. 10 приведен схематический разрез высоковольтного плавкого предохранителя, рассчитанного на работу в цепях с напряжением до нескольких десятков кВ.

    Рис. 10. Устройство высоковольтного плавкого предохранителя с дугогашением

    При воздействии тока перегрузки или тока короткого замыкания рабочий элемент (обычно, для стабильности характеристик предохранителя в условиях воздействия коронного разряда и вызываемой им коррозии поверхности, выполняется из чистого серебра) размягчается (или плавится) и усилием разрывной пружины быстро (единицы миллисекунд) удаляется от неподвижной контактной точки. Загорающаяся при этом дуга вытягивается в область, окруженную дугогасящим материалом, в частности, борной кислотой, которая под воздействием высокой температуры дуги моментально разлагается на воду и оксид бора. Разложение дугогасящего материала происходит очень быстро, большое количество водяного пара резко охлаждает дугу и одновременно снижает ее проводимость. При срабатывании предохранителя в течение нескольких миллисекунд дуга вытягивается до длины 5–30 см (в зависимости от конструкции прибора) и гаснет, тем самым обеспечивая токоограничивающие свойства. Поскольку в процессе срабатывания внутри корпуса предохранителя создается значительное избыточное давление, то обычно в выводе неподвижной контактной точки предусматривается клапан для сброса давления. Корпус высоковольтного предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью и малой склонностью к раскалыванию. Это может быть армированный стекловолокном полимер, керамика и стекло специальных сортов. Наличие подвижного элемента позволяет простыми средствами контролировать состояние предохранителя. К таким элементам относятся индикаторы сгорания и специальные микровыключатели, которые непосредственно подают сигнал в диспетчерскую систему о сгорании предохранителя в конкретной цепи. Подобными же устройствами зачастую комплектуются и низковольтные предохранители двойного действия.

    Основной функциональной характеристикой любого предохранителя является его времятоковая характеристика, и она всегда приводится в справочных данных производителя на любой тип предохранителей. Эта характеристика показывает зависимость времени полного разрыва цепи от тока через предохранитель. Чем сильнее зависимость времени срабатывания от тока, тем более надежную защиту цепи обеспечит предохранитель в режиме короткого замыкания. С другой стороны, при рабочих перегрузках предохранитель не должен сгорать длительное время. Типичная времятоковая характеристика современного плавкого предохранителя двойного действия приведена на рис. 11.

    Рис. 11. Типовая времятоковая характеристика плавкого предохранителя двойного действия

    При номинальном токе 200 А предохранитель должен работать неограниченное время. По характеристике видно, что при уменьшении тока время срабатывания в области малых токов быстро растет, кривая зависимости в идеале должна асимптотически стремиться к прямой I = 200 А для времени T = +∞. Обратим внимание на то, что в области рабочих перегрузок, то есть в случае, когда ток через предохранитель находится в пределах (1…5)xIном, время срабатывания предохранителя достаточно велико, во всяком случае, превышает единицы секунд. Так, для нашего примера при токе 1000 А время срабатывания равно 10 с. Такой вид зависимости позволяет защищаемому оборудованию свободно работать во всем диапазоне рабочих перегрузочных характеристик.

    При дальнейшем увеличении тока крутизна времятоковой характеристики быстро возрастает, и, уже при одиннадцатикратной перегрузке, время срабатывания составляет всего 10 мс. Дальнейший рост тока перегрузки сокращает время срабатывания еще в большей степени, хотя и не так быстро, как на участке между пяти- и десятикратной перегрузкой. Это объясняется конечной скоростью гашения дуги из-за конечной теплоемкости материала наполнителя, конечной теплоты плавления материала плавкой перемычки и определенной массы плавящегося и испаряющегося металла перемычки. При дальнейшем увеличении тока (более чем 15–20-кратно относительно номинального) время срабатывания плавкого элемента может составлять 0,02–0,5 мс в зависимости от типа и конструкции предохранителя.

    Еще одной важной характеристикой предохранителя, как защитного устройства, является так называемый защитный показатель, в зарубежных источниках именуемый I2t. Для защищаемой электрической цепи защитный показатель — это количество тепла, выделяемое в цепи с момента возникновения аварийной ситуации до момента полного отключения цепи защитным устройством. Величина защитного показателя конкретного устройства, по сути, определяет предел его устойчивости к тепловому разрушению в аварийных режимах. При вычислении величины защитного показателя используется эффективное значение тока в цепи.

    Для предохранителей защитный показатель складывается из двух составляющих:

    1. Защитный показатель плавления, то есть I2t за время плавления перемычки.
    2. Защитный показатель дугообразования, то есть I2t за время существования дуги в предохранителе.

    Общий защитный показатель предохранителя вычисляется как сумма указанных выше величин, и его значение обычно приводится в справочных данных.

    Информация о величине защитного показателя существенно облегчает выбор предохранителя для защиты полупроводниковых приборов. В общем случае, величина защитного показателя предохранителя должна быть меньше или равной величине защитного показателя полупроводникового прибора.

     

    Классы предохранителей

    Сегодня для большинства предохранителей индустриального применения используется система классификации, включающая семь основ- ных типов приборов: gG, aM, gM, aR, gR, gTr, gB.

    • aM — предохранители для защиты электродвигателей и кабелей.
    • aR — предохранители для защиты полупроводниковых приборов от коротких замыканий.
    • gB — быстродействующие предохранители общего применения, пригодные для эксплуатации в шахтном оборудовании.
    • gG — универсальные предохранители широкого применения. Применяются для защиты кабелей, электродвигателей, трансформаторов, конденсаторов. Тип соответствует устаревшему типу «gL».
    • gR — предохранители для защиты полупроводниковых приборов, в основном, на токи меньше 100 А.
    • gRL — предохранители для одновременной защиты полупроводниковых приборов и кабелей. Чаще всего являются предохранителями двойного действия.
    • gTr— предохранители для защиты силовых трансформаторов.

     

    Стандарты плавких предохранителей

    Исторически сложилось так, что механическое исполнение корпусов и их габаритные и присоединительные размеры различны в той или иной стране. Существует четыре основных национальных стандарта на присоединительные размеры предохранителей: североамериканский, немецкий, британский и французский. Есть также ряд корпусов предохранителей, одинаковых для разных стран и не относящихся к национальным стандартам. Чаще всего такие корпуса относятся к стандартам фирмы-производителя, разработавшей конкретный тип прибора, который оказался удачным и закрепился на рынке. В последние десятилетия, в рамках процессов глобализации экономики, производители постепенно присоединяются к международной системе стандартов корпусов предохранителей для упрощения условий взаимозаменяемости приборов. При разработке новой аппаратуры следует стараться использовать плавкие предохранители международных стандартов: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC60549 и IEC 60644.

    При обслуживании находящейся в эксплуатации аппаратуры, в зависимости от страны, где она была произведена, могут встречаться плавких предохранители, выполненные в соответствии с национальными стандартами. Чаще всего аналогичные приборы имеются и в номенклатуре, регламентируемой международными стандартами, но в сомнительных случаях при замене всегда желательна дополнительная идентификация прибора.

    Несмотря на то, что плавкие предохранители исторически являются первыми элементами защитных цепей и применяются в электротехнике более сотни лет, они не стали «вымирающим видом», как это прогнозировали некоторые специалисты в 30–50-е годы прошлого века, когда начиналось промышленное внедрение автоматов защиты, а наоборот, существенно расширили область своего применения, являясь надежным средством защиты в аварийных ситуациях и, по сути, «последним рубежом» в защите дорогостоящих и сложных силовых электронных систем.

    При подготовке статьи были использованы информационные материалы следующих фирм-производителей плавких предохранителей: Siba, Cooper Bussmann, Ferraz-Shawmut, General Electric, Eaton, а также следующие Интернет-ресурсы:

    1. Официальный сайт Международной Электротехнической Комиссии.
    2. Официальный сайт Underwriter Laboratories (UL).
    3. Официальный сайт SIBA.
    4. Официальный сайт Cooper Bussmann.
    5. Официальный сайт General Electric (раздел «энергетика»).
    6. Официальный сайт Eaton.
    7. Официальный сайт Ferraz-Shawmut.
    Литература
    1. Чебовский О. Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985.
    2. Sicherungseinsätze für kombinierten Halbleiter — und Leitungsschutz Dipl.-Ing. Thorsten Falkenberg, Technischer Projektleiter im Bereich Halbleiterschutz, SIBA LLC.

    Определение предохранителя от Merriam-Webster

    \ ˈFyüz \

    переходный глагол

    1 : для превращения в жидкое или пластичное состояние при нагревании гроза перегорела электросети — С.К. Финли

    2 : для тщательного перемешивания путем или как если бы путем плавления вместе : комбайн Частицы сливаются с , образуя новое соединение.

    3 : для сшивания путем приложения тепла и давления с использованием клея или без него.

    непереходный глагол

    : , чтобы стать жидким при нагревании ацетатная вискоза имеет тенденцию плавиться при нажатии при слишком высокой температуре — W.Л. Кармайкл

    б Британский : выйти из строя из-за перегорания предохранителя

    2 : , чтобы стать смешанными или соединенными посредством или как если бы путем плавления вместе В ее последнем фильме мечты сливаются с реальностью.

    : Электробезопасное устройство, состоящее из проволоки или ленты из легкоплавкого металла или включающее в себя их, плавится и прерывает цепь, когда ток превышает определенную силу тока.

    1 : Непрерывная цепь горючего вещества, заключенная в шнур или кабель для подрыва заряда взрывчатого вещества путем передачи ему огня.

    2 или реже взрыватель : механическое или электрическое детонирующее устройство для взрыва разрывного заряда снаряда, бомбы или торпеды.

    \ ˈFyüz \ варианты: или реже взрыватель

    переплавляется и заплавляется; взрыватель также взрыватель

    FUSE STEAM Education: история программы, образовательные исследования и средства массовой информации

    ПАРТНЕРСТВО SIEMENS

    Компания Siemens предоставляет гранты STEAM школам по всей стране, в том числе средней школе Саут-Вэлли в Фениксе, штат Аризона — , чтобы поощрять и развивать любопытство и исследования в нашем мире.

    НОВОСТИ WMBD

    Эта интерактивная учебная лаборатория показывает будущее образования, и эти студенты Manual Academy опережают технический прогресс Мелисса Роуз. Группа студентов Manual Academy в Пеории является частью чего-то особенного.

    СОЗДАВАЯ БУДУЩЕЕ

    Наставники CompTIA помогают детям увлекаться дизайном и технологиями Мишель Ланге. В классе компьютерных технологий госпожи Келли появился вызов по физике под названием Coaster Boss.Ученики восьмого класса создали дорожку для американских горок из черного пенопласта и разноцветных резиновых трубок и приклеили ее от потолка до пола в виде тупой петли по комнате.

    PEORIA JOURNAL-STAR

    FUSE Studio вдохновляет изучение STEM в Manual Academy Пэм Адамс. Джакайла Райт отступает и смотрит на только что построенную мельницу. Предполагается, что для подъема небольшого ведра используется энергия ветра. Но мельница почти не вращается, а тем более вырабатывает энергию ветра. «Я могу сказать вам, что я сделала не так», — говорит она учителю Грегу Гилсону, а затем начинает исправлять свою ошибку.

    ОБЪЯВЛЕНИЕ БОЛЬШОЙ ДЕСЯТКИ СЕТИ

    На Северо-западе исследователи занимаются забавными задачами FUSE с обучением в STEAM: BTN LiveBNIG Автор: Джон Толли, если вы не были большим поклонником естественных и математических дисциплин в начальной школе, будьте уверены, вы не одиноки.

    ЧИКАГО ТРИБУНА

    Доводы в пользу производственного класса: как профессионально-технические училища и учебные годы могут помочь уменьшить академическую тревогу Карен Энн Каллотта, Карен Берковиц, Кимберли Форнек и Сюзанна Бейкер. Свяжитесь с репортерами Pioneer Press.Когда ученик средней школы Нью-Трира Бен Матейка получил свои результаты по тесту ACT, он был доволен своим результатом — 27, что значительно выше среднего показателя по стране, равного примерно 21. Но когда Бен рассказал своим друзьям, некоторые из их ответов привели его в замешательство. Он получил соболезнования.

    EDWEEK

    Общий знаменатель «Улицы Сезам» и Интернета? Обучение. Сана Н. Джафри. Элмо, Большая Птица и другие жители Улицы Сезам остаются нарицательными даже после 40 с лишним лет в эфире.Несколько недель назад я смотрел серию «Улицы Сезам» со своей племянницей Аишей, и мне напомнили, что эта плодотворная телевизионная программа предлагает жизненно важные возможности для обучения детей.

    ЖУРНАЛ ЗАПРОСОВ SESP

    ЯВЛЕНИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ Джулианна Бек. Образование «повышается» в студиях FUSE от Чикаго до Хельсинки, побуждая студентов развивать собственное обучение и создавать собственные решения. С помощью тщательно разработанных компьютерных и практических задач, от создания модели американских горок до проектирования и печати трехмерной связки ключей, участники учатся, создавая, сотрудничая и внедряя инновации.

    Определение Fuse на Dictionary.com

    Fuse означает объединение или смешение. Предохранитель также относится к защитному устройству от электрического тока и к трубке или шнуру, используемым для зажигания взрывчатых веществ.

    Предохранитель используется в металлообработке и аналогичных отраслях промышленности для обозначения соединения металлов путем плавления их в жидкости. В повседневном использовании предохранитель в переносном смысле используется для обозначения объединения или объединения чего-либо, как если бы они были сплавлены вместе.Например, группа может объединить металл и электронную музыку, чтобы создать уникальный звук. То, что было создано путем слияния элементов вместе, называется слиянием .

    • Примеры из реальной жизни : Медные отходы можно сплавить вместе, чтобы сделать провода. Научная фантастика часто соединяет реальной науки с вымышленными идеями. Сумасшедший ученый может объединить животных, чтобы создать монстров.
    • Используется в предложении : Два королевства слились вместе, чтобы создать могущественную нацию.

    Как существительное, предохранитель относится к предохранительному устройству, предназначенному для защиты электрического оборудования от плавления или возгорания. Предохранитель обычно похож на небольшой стержень или проволоку, предназначенную для плавления от тепла электрического тока, который движется слишком быстро. Как только плавкий предохранитель плавится, электрическая цепь разрывается. Это останавливает движение тока и защищает более дорогое или опасное оборудование от плавления или возгорания.

    Предохранители являются чрезвычайно распространенным устройством безопасности (наряду с автоматическими выключателями) и обычно хранятся в коробке с предохранителями, расположенной в удаленной части дома или здания. Фраза перегоревшая предохранитель происходит от этого смысла предохранителя .

    • Примеры из реальной жизни : В вашем доме может быть блок предохранителей , который вы можете открыть для замены поврежденных предохранителей . Электронные устройства, такие как телевизоры и компьютеры, почти всегда имеют предохранители для предотвращения пожаров или взрывов, вызванных электричеством.
    • Используется в предложении : Компьютерному специалисту пришлось заменить несколько перегоревших предохранителей на материнской плате.

    Слово предохранитель также относится к шнуру, проволоке, веревке или подобному объекту, который загорается для воспламенения взрывчатого вещества. Предохранитель предназначен для задержки взрыва.

    • Примеры из реальной жизни : Почти все фейерверки имеют предохранители для предотвращения их немедленного взрыва, например, в руке человека.Взрывное оружие, такое как бомба, может иметь предохранитель , чтобы пользователь мог убежать, прежде чем оно взорвется. Взрывчатые вещества, используемые в производстве или добыче полезных ископаемых, такие как динамит, также могут иметь предохранители по той же причине.
    • Используется в предложении : Она зажгла запал гигантского фейерверка.

    libfuse / libfuse: эталонная реализация интерфейса Linux FUSE (файловая система в пользовательском пространстве)

    Около

    FUSE (Filesystem in Userspace) — интерфейс для программ пользовательского пространства. для экспорта файловой системы в ядро ​​Linux.Проект FUSE состоит из двух компонентов: модуль ядра fuse (поддерживается в обычном репозитории ядра) и библиотека пользовательского пространства libfuse (поддерживается в этом репозитории). libfuse предоставляет эталонную реализацию для связи с модулем ядра FUSE.

    Файловая система FUSE обычно реализуется как отдельная приложение, которое связывается с libfuse. libfuse предоставляет функции для смонтировать файловую систему, размонтировать ее, прочитать запросы от ядра и отправить ответы обратно.libfuse предлагает два API: «высокоуровневый», синхронный API и «низкоуровневый» асинхронный API. В обоих случаях, входящие запросы от ядра передаются в основную программу с использованием обратные вызовы. При использовании высокоуровневого API обратные вызовы могут работать с имена файлов и пути вместо inodes и обработка запроса завершается, когда функция обратного вызова возвращается. При использовании низкоуровневого API, обратные вызовы должны работать с индексными дескрипторами, а ответы должны быть отправлены явно используя отдельный набор функций API.

    Статус разработки

    libfuse входит в состав всех основных дистрибутивов Linux и входит в производственное использование в широком спектре систем в течение многих лет. Тем не мение, в настоящее время libfuse не имеет активных постоянных участников. В текущий сопровождающий продолжает применять запросы на вытягивание и регулярно выпускает, но, к сожалению, не имеет возможности заниматься разработкой помимо решения серьезных проблем. Сообщая об ошибках, пожалуйста поймите, что если вы не включаете запрос на перенос или сообщив о критической проблеме, вы, вероятно, не получите ответа.Если вы используете libfuse, рассмотрите возможность участия в проекте.

    Поддерживаемые платформы

    • Linux (полностью)
    • BSD (в основном / максимально возможное)
    • Для OS-X используйте OSXFUSE

    Установка

    Вы можете загрузить libfuse из https://github.com/libfuse/libfuse/releases. Для сборки и установки вы должен использовать Meson и Ниндзя. После распаковки libfuse tarball, создайте (временный) каталог сборки и запустите Meson:

      $ mkdir build; cd build
    $ мезон..
      

    Обычно параметры сборки по умолчанию работают нормально. если ты тем не менее, вы хотите настроить их, вы можете сделать это с помощью meson configure команда:

      $ meson configure # list options
    $ meson configure -D disable-mtab = true # установить параметр
      

    Для сборки, тестирования и установки libfuse используйте Ninja:

      $ ниндзя
    $ sudo python3 -m pytest test /
    $ sudo ninja установить
      

    Для запуска тестов требуется файл py.контрольная работа Модуль Python. Вместо того, чтобы запускать тесты от имени пользователя root, большинство тесты также можно запускать от имени обычного пользователя, если выполнено util / fusermount3 сначала setuid root:

      $ sudo chown root: root util / fusermount3
    $ sudo chmod 4755 утилит / fusermount3
    $ python3 -m pytest test /
      

    Последствия для безопасности

    Установлена ​​программа fusermount3 setuid root. Это сделано для позволяют обычным пользователям монтировать свои собственные реализации файловой системы.

    Чтобы ограничить вред, который злоумышленники могут нанести таким образом, fusermount3 вводит следующие ограничения:

    • Пользователь может монтировать только на точку монтирования, для которой у него есть запись разрешение

    • Точка монтирования не должна быть прикрепленным каталогом, который не принадлежит пользователь (как обычно / tmp)

    • Ни один другой пользователь (включая root) не может получить доступ к содержимому смонтированная файловая система (хотя это можно ослабить, разрешив использование из allow_other и allow_root опций монтирования в / etc / fuse.conf )

    Если вы собираетесь использовать параметры монтирования allow_other , имейте в виду, что FUSE имеет неразрешенную безопасность ошибка: если default_permissions Параметр монтирования не используется, результаты первая проверка разрешений, выполняемая файловой системой для каталога запись будет повторно использоваться для последующих обращений, пока индексный дескриптор доступная запись присутствует в кэше ядра — даже если разрешения с тех пор изменились, и даже если последующий доступ сделано другим пользователем.Это не вызывает особого беспокойства, если файловая система доступен только монтирующему пользователю (который имеет полный доступ к файловая система в любом случае), но становится проблемой безопасности, когда другие пользователи разрешен доступ к файловой системе (поскольку они могут использовать это для выполнять операции с файловой системой, которых на самом деле нет разрешения для).

    Эта ошибка должна быть исправлена ​​в ядре Linux и известна с 2006 года, но, к сожалению, никаких исправлений не применялось. если ты зависят от правильной обработки разрешений для файловых систем FUSE, единственное обходной путь — использовать default_permissions (который в настоящее время не поддержка ACL) или полностью отключить кеширование записи в каталоге атрибуты.

    Создание собственной файловой системы

    FUSE поставляется с несколькими примерами файловых систем в примере каталог. Например, примеры passthrough отражают содержимое корневого каталога под точкой монтирования. Начни с этого и адаптируйся код!

    Документация по функциям API и необходимым обратным вызовам есть в основном содержится в файлах include / fuse.h (для высокоуровневых API) и include / fuse_lowlevel.h (для низкоуровневого API).An автоматически сгенерированная html-версия API доступна в doc / html каталог и http://libfuse.github.io/doxygen.

    Получение помощи

    Если вам нужна помощь, обращайтесь по адресу [email protected] список рассылки (подпишитесь на https://lists.sourceforge.net/lists/listinfo/fuse-devel).

    Сообщайте о любых ошибках в системе отслеживания проблем GitHub по адресу https://github.com/libfuse/libfuse/issues.

    Платформа для веб-конференций, совместной работы и корпоративного облака

    Fuze — это самая полная и простая в управлении платформа унифицированных коммуникаций, которую я когда-либо видел, Кроме того, он облачный, поэтому нет необходимости управлять серверным оборудованием!

    Джейсон Монтвилл Директор по технологиям Spectrum Health Systems, Inc.

    Мы хотели создать современное рабочее место, которое позволило бы нам поддерживать все наши удаленные места вместе с удаленными сотрудниками, и объединить организацию через единую платформу.

    Мишель Бушман Вице-президент по информационным услугам, American Pacific Mortgage

    Fuze станет моим незаменимым помощником для любого бизнеса, будь то 5 сотрудников. или 50 000 сотрудников. Они объединяют всех ваших пользователей на единой коммуникационной платформе, которая имеет чат, голос и видео, совместное использование рабочего стола, голосовая почта, функции потока вызовов, расширенная маршрутизация вызовов, организация очередей и распределение.

    Д. Ски Ходжес ИТ-специалист, Micro Focus

    Fuze помог нам сократить расходы на телефонию и конференц-связь, упростить внутренняя инфраструктура унифицированных коммуникаций и обеспечивает более рациональную опыт сотрудничества.

    Игорь Пелипенко Сетевой инженер, Kronos Решения

    UCaaS находятся на переднем крае телефонии. Любая организация, которая не рассматривает UCaaS как замену традиционной «цифровой» платформе АТС, останется за.Fuze предлагает множество функций на одной простой в использовании платформе по хорошей цене. точка.

    Энтони Каммингс Директор по инфраструктуре и операциям, Frank Recruitment Group

    Нас очень хорошо поддерживают в этом проекте. Что касается разных предметов обсуждали во время наших встреч они были очень полезны при составлении нашего плана коммуникации.

    Валери Арну Менеджер по маркетингу, Saretec

    Главная — macFUSE

    Что такое macFUSE?

    macFUSE позволяет расширить собственные возможности macOS по обработке файлов с помощью сторонних файловых систем.

    Характеристики

    Как пользователь, установка программного пакета macFUSE позволит вам использовать любую стороннюю файловую систему FUSE. Устаревшие файловые системы MacFUSE поддерживаются через дополнительный уровень совместимости MacFUSE.

    Как разработчик, вы можете использовать FUSE SDK для написания множества типов новых файловых систем в виде обычных программ пользовательского пространства. Содержимое этих файловых систем может поступать откуда угодно: с локального диска, из сети, из памяти или из любой другой комбинации источников.Написание файловой системы с использованием FUSE на порядки проще и быстрее, чем традиционный подход к написанию файловых систем в ядре. Поскольку файловые системы FUSE представляют собой обычные приложения (в отличие от расширений ядра), у вас есть такая же гибкость и выбор в инструментах программирования, отладчиках и библиотеках, как если бы вы разрабатывали стандартные приложения для macOS.

    Как это работает

    Говоря более техническим языком, FUSE реализует механизм, который позволяет реализовать полнофункциональную файловую систему в программе пользовательского пространства на macOS.Он предоставляет несколько API-интерфейсов, один из которых является надмножеством FUSE API (файловая система в пользовательском пространстве), созданного в Linux. Таким образом, многие существующие файловые системы FUSE можно легко использовать в macOS.

    Программное обеспечение macFUSE состоит из расширения ядра и различных пользовательских библиотек и инструментов. Он поставляется с SDK на основе C и Objective-C. Если вы предпочитаете другой язык (например, Python или Java), вы сможете создавать файловые системы на этих языках после того, как сами установите соответствующие языковые привязки.

    Репозиторий файловых систем содержит исходный код для нескольких интересных и полезных файловых систем, которые вы можете просматривать, компилировать и использовать, например sshfs, procfs, AccessibilityFS, GrabFS, LoopbackFS, SpotlightFS и YouTubeFS.

    FUSE — Документация ядра Linux

    Определения

    Файловая система пространства пользователя:

    Файловая система, в которой данные и метаданные предоставляются обычным пользовательский процесс. К файловой системе можно получить доступ через интерфейс ядра.

    Демон файловой системы:

    Процесс (ы), предоставляющий данные и метаданные файловой системы.

    Непривилегированное монтирование (или пользовательское монтирование):

    Файловая система пользовательского пространства, смонтированная непривилегированным (не root) пользователем. Демон файловой системы работает с привилегиями монтирования. Пользователь. ПРИМЕЧАНИЕ: это не то же самое, что монтирование, разрешенное для «пользователя». параметр в / etc / fstab, который здесь не обсуждается.

    Соединение с файловой системой:

    Соединение между демоном файловой системы и ядром.В соединение существует до тех пор, пока либо демон не умрет, либо файловая система не будет размонтирован. Обратите внимание, что отсоединение (или ленивое размонтирование) файловой системы не разрывает соединение , в этом случае оно будет существовать до тех пор, пока освобождается последняя ссылка на файловую систему.

    Владелец крепления:

    Пользователь, выполняющий монтаж.

    Пользователь:

    Пользователь, выполняющий операции файловой системы.

    Что такое ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ?

    FUSE — это фреймворк файловой системы в пространстве пользователя.Он состоит из ядра модуль (fuse.ko), библиотека пользовательского пространства (libfuse. *) и утилита монтирования (крепление фьюзера).

    Одной из наиболее важных функций FUSE является обеспечение безопасности, непривилегированные монтирования. Это открывает новые возможности использования файловые системы. Хороший пример — sshfs: безопасная сетевая файловая система. используя протокол sftp.

    Библиотека пользовательского пространства и служебные программы доступны на Домашняя страница FUSE:

    Тип файловой системы

    Тип файловой системы, заданный для mount (2), может быть одним из следующих:

    fuse

    Это обычный способ монтирования файловой системы FUSE.Первое аргумент системного вызова mount может содержать произвольную строку, который не интерпретируется ядром.

    fuseblk

    Файловая система основана на блочном устройстве. Первый аргумент Системный вызов mount интерпретируется как имя устройства.

    Варианты крепления

    fd = N

    Дескриптор файла, используемый для взаимодействия между пользовательским пространством файловая система и ядро. Дескриптор файла должен быть получается при открытии устройства FUSE («/ dev / fuse»).

    rootmode = M

    Файловый режим корня файловой системы в восьмеричном представлении.

    user_id = N

    Числовой идентификатор пользователя владельца монтирования.

    group_id = N

    Числовой идентификатор группы владельца монтирования.

    default_permissions

    По умолчанию FUSE не проверяет права доступа к файлам, файловая система может реализовать свою политику доступа или оставить ее базовый механизм доступа к файлам (например,грамм. в случае сети файловые системы). Эта опция включает проверку разрешений, ограничивая доступ на основе файлового режима. Обычно это полезно вместе с Опция монтирования «allow_other».

    allow_other

    Этот параметр отменяет меры безопасности, ограничивающие доступ к файлам. пользователю, монтирующему файловую систему. Эта опция только по умолчанию разрешен root, но это ограничение можно снять с помощью (пользовательское пространство) вариант конфигурации.

    max_read = N

    С помощью этой опции можно установить максимальный размер операций чтения.По умолчанию бесконечно. Обратите внимание, что размер запросов на чтение в любом случае ограничен 32 страницами (что составляет 128 Кбайт на i386).

    blksize = N

    Установите размер блока для файловой системы. По умолчанию 512. Это опция действительна только для креплений типа «fuseblk».

    Управляющая файловая система

    Существует управляющая файловая система для FUSE, которую можно смонтировать с помощью:

     крепление -t fusectl none / sys / fs / fuse / connections
     

    При установке в каталог «/ sys / fs / fuse / connections» он обратно совместим с более ранними версиями.

    В файловой системе управления предохранителями каждое соединение имеет каталог назван уникальным номером.

    Для каждого соединения в этом каталоге существуют следующие файлы:

    ожидание

    Количество запросов, ожидающих передачи на пользовательское пространство или обрабатывается демоном файловой системы. Если там есть нет активности файловой системы и «ожидание» не равно нулю, тогда файловая система зависла или заблокирована.

    abort

    Запись чего-либо в этот файл прервет файловую систему связь.Это означает, что все ожидающие запросы будут прерваны ошибка возвращается для всех прерванных и новых запросов.

    Только владелец монтирования может читать или записывать эти файлы.

    Прерывание операций файловой системы

    Если процесс, выдающий запрос файловой системы FUSE, прерывается, произойдет следующее:

    • Если запрос еще не отправлен в пользовательское пространство, И сигнал фатальный (SIGKILL или необработанный фатальный сигнал), то запрос исключен из очереди и немедленно возвращается.

    • Если запрос еще не отправлен в пользовательское пространство И сигнал не фатальный, то для запроса устанавливается флаг прерывания. Когда запрос был успешно перенесен в пользовательское пространство и этот флаг установлен, запрос ПРЕРЫВАНИЯ поставлен в очередь.

    • Если запрос уже отправлен в пользовательское пространство, то ПРЕРЫВАНИЕ запрос поставлен в очередь.

    запросов INTERRUPT имеют приоритет над другими запросами, поэтому Файловая система пользовательского пространства будет получать прерывания в очереди раньше всех остальных.

    Файловая система пользовательского пространства может полностью игнорировать запросы ПРЕРЫВАНИЯ, или может удовлетворить их, отправив ответ на исходный запрос с ошибка установлена ​​на EINTR.

    Также возможно, что существует гонка между обработкой исходный запрос и его запрос ПРЕРЫВАНИЯ. Есть две возможности:

    1. Запрос ПРЕРЫВАНИЯ обрабатывается до обработки исходного запроса. обработано

    2. Запрос ПРЕРЫВАНИЯ обрабатывается после того, как исходный запрос ответил

    Если файловая система не может найти исходный запрос, она должна подождать некоторый тайм-аут и / или поступление нескольких новых запросов, по истечении которых он должен ответить на запрос ПРЕРЫВАНИЯ с ошибкой EAGAIN.В случае 1) запрос ПРЕРЫВАНИЯ будет повторно поставлен в очередь. В случае 2) ПРЕРЫВАНИЕ ответ будет проигнорирован.

    Прерывание подключения к файловой системе

    Можно попасть в определенные ситуации, когда файловая система не отвечает. Причины этого могут быть:

    1. Реализация файловой системы в пользовательском пространстве нарушена

    2. Нет подключения к сети

    3. Случайный тупик

    4. Вредоносный тупик

    (Подробнее о c) и d) см. В следующих разделах)

    В любом из этих случаев может оказаться полезным прервать соединение с файловая система.Сделать это можно несколькими способами:

    • Убить демон файловой системы. Работает в случае а) и б)

    • Убить демон файловой системы и всех пользователей файловой системы. Работает во всех случаях, кроме некоторых вредоносных тупиков

    • Используйте принудительное отключение (umount -f). Работает во всех случаях, но только если файловая система все еще прикреплена (не ленивый размонтировал)

    • Прервать файловую систему через файловую систему управления FUSE.Большинство мощный метод, всегда работает.

    Как работают непривилегированные монтирования?

    Поскольку системный вызов mount () является привилегированной операцией, вспомогательный Нужна программа (fusermount), в которой установлен setuid root.

    Предоставление непривилегированных монтирований означает, что монтирование владелец не должен иметь возможность использовать эту возможность для компрометации система. Очевидные требования, вытекающие из этого:

    1. владелец монтирования не должен иметь повышенных привилегий с помощь смонтированной файловой системы

    2. владелец монтировки не должен получать незаконный доступ к информации из процессы других пользователей и суперпользователя

    3. владелец маунта не должен вызывать нежелательное поведение в процессы других пользователей или суперпользователя

    Как выполняются требования?

    1. Владелец маунта может получить повышенные привилегии одним из следующих способов:

      1. создание файловой системы, содержащей файл устройства, затем открытие этого устройства

      2. создание файловой системы, содержащей приложение suid или sgid, а затем выполнение этого приложения

      Решение — не разрешать открывать файлы устройства и игнорировать биты setuid и setgid при выполнении программ.Чтобы обеспечить это fusermount всегда добавляет «nosuid» и «nodev» к параметрам монтирования. для непривилегированных монтирований.

    2. Если другой пользователь обращается к файлам или каталогам в файловая система, демон файловой системы, обслуживающий запросы, может записывать точная последовательность и сроки выполняемых операций. Этот в противном случае информация недоступна для владельца маунта, поэтому это считается утечкой информации.

      Решение этой проблемы будет представлено в пункте 2) C).

    3. Есть несколько способов, которыми владелец маунта может побудить нежелательное поведение в процессах других пользователей, например:

      1. монтирование файловой системы над файлом или каталогом, который монтируется в противном случае владелец не мог бы изменить (или мог только сделать ограниченные модификации).

        Это решается в fusermount, проверяя доступ разрешения на точку монтирования и разрешить монтирование только в том случае, если владелец монтировки может вносить неограниченные изменения (имеет запись доступ к точке монтирования, и точка монтирования не является «липкой» справочник)

      2. Даже если 1) решена, владелец монтировки может изменить поведение процессов других пользователей.

        1. Может замедлить или на неопределенное время отложить выполнение операция файловой системы, создающая DoS против пользователя или целая система.Например, приложение suid, блокирующее системный файл, а затем доступ к файлу на монтировании владельца файловая система могла быть остановлена, что привело к тому, что система файл будет заблокирован навсегда.

        2. Он может представлять файлы или каталоги неограниченной длины, или структуры каталогов неограниченной глубины, что может вызвать системный процесс, съедающий дисковое пространство, память или другие ресурсов, снова вызывая DoS .

        Решение этого, а также B) состоит в том, чтобы не разрешать процессы для доступа к файловой системе, которая иначе не могла бы быть контролируется или манипулируется владельцем маунта.Поскольку если владелец монтирования может отслеживать процесс, он может делать все вышеперечисленное без использования крепления FUSE, те же критерии, что и ptrace может использоваться, чтобы проверить, разрешен ли процессу доступ файловая система или нет.

        Обратите внимание, что проверка ptrace не является строго необходимой для предотвратить B / 2 / i, достаточно проверить, достаточно ли у владельца маунта право посылать сигнал процессу, обращающемуся к файловая система, поскольку SIGSTOP может использоваться для получения аналогичного эффекта.

    Я считаю эти ограничения неприемлемыми?

    Если системный администратор достаточно доверяет пользователям или может гарантировать через другие меры, чтобы системные процессы никогда не входили в непривилегированные mounts, последнее ограничение можно снять с помощью параметра user_allow_other вариант конфигурации.Если этот параметр конфигурации установлен, пользователь монтирования может добавить параметр монтирования «allow_other», который отключает проверку других пользовательские процессы.

    Ядро — интерфейс пользовательского пространства

    На следующей диаграмме показано, как работает файловая система (в этом пример разъединения) выполняется в FUSE.

     | "рм / мнт / предохранитель / файл" | Демон файловой системы FUSE
    | |
    | | > sys_read ()
    | | > fuse_dev_read ()
    | | > request_wait ()
    | | [спать на fc-> waitq]
    | |
    | > sys_unlink () |
    | > fuse_unlink () |
    | [получить запрос от |
    | fc-> unused_list] |
    | > request_send () |
    | [запрос очереди на fc-> ожидает] |
    | [просыпайся fc-> waitq] | [проснувшийся]
    | > request_wait_answer () |
    | [спать по req-> waitq] |
    | |  ожидает]
    | | [запрос копирования в буфер чтения]
    | | [добавить запрос к fc-> processing]
    | |  sys_write ()
    | | > fuse_dev_write ()
    | | [искать запрос в fc-> processing]
    | | [удалить из fc-> обработка]
    | | [копировать буфер записи в req]
    | [проснулся] | [просыпаться req-> waitq]
    | |  unused_list] |
    | 
    
    
     

    Примечание

    Все в описании выше сильно упрощено

    Есть несколько способов заблокировать файловую систему FUSE.Поскольку мы говорим о непривилегированных программах пользовательского пространства, с этим нужно что-то делать.

    Сценарий 1 - Простой тупик :

     | "рм / мнт / предохранитель / файл" | Демон файловой системы FUSE
    | |
    | > sys_unlink ("/ mnt / fuse / file") |
    | [получить семафор inode |
    | для "файла"] |
    | > fuse_unlink () |
    | [спать по req-> waitq] |
    | |  sys_unlink ("/ mnt / fuse / file")
    | | [получить семафор inode
    | | для "файла"]
    | | * DEADLOCK *
     

    Решение этой проблемы - разрешить прерывание файловой системы.

    Сценарий 2 - Хитрый тупик

    Для этого нужна тщательно созданная файловая система. Это вариант выше, только обратный вызов файловой системы не является явным, но вызвано ошибкой страницы.

     | Поток файловой системы Kamikaze 1 | Поток файловой системы Kamikaze 2
    | |
    | [fd = open ("/ mnt / fuse / file")] | [запрос обслуживается нормально]
    | [mmap fd to 'addr'] |
    | [закрыть fd] | [FLUSH активирует «волшебный» флаг]
    | [прочитать байт из адреса] |
    | > do_page_fault () |
    | [найти или создать страницу] |
    | [заблокировать страницу] |
    | > fuse_readpage () |
    | [запрос READ очереди] |
    | [спать по req-> waitq] |
    | | [запрос на чтение в буфер]
    | | [создать заголовок ответа перед адресом]
    | | > sys_write (адрес - длина заголовка)
    | | > fuse_dev_write ()
    | | [искать запрос в fc-> processing]
    | | [удалить из fc-> обработка]
    | | [копировать буфер записи в req]
    | | > do_page_fault ()
    | | [найти или создать страницу]
    | | [заблокировать страницу]
    | | * DEADLOCK *
     

    Решение в основном такое же, как указано выше.

    Дополнительная проблема заключается в том, что при копировании буфера записи к запросу, запрос не может быть прерван / прерван. Это потому что адрес назначения копии может быть недействительным после запрос вернулся.

    Это решается атомарным копированием и возможностью прерывания в то время как страницы, принадлежащие буферу записи, неисправны с get_user_pages (). Флаг «req-> locked» указывает, когда копия происходит, и прерывание откладывается до тех пор, пока этот флаг не будет снят.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *