Плавкие предохранители: описание, назначение, типы

Плавкие предохранители — два основных типа

В теории и практике плавкие предохранители разделяются на два основных типа. Такое деление происходит по величине напряжения рабочей сети, для которой предназначен предохранитель. Разделяют низковольтные и плавкие высоковольтные предохранители.

Низковольтные предохранители рассчитаны на напряжение до 1000 Вольт. Маркируются плавкие низковольтные предохранители, как ПН или ПР.

Предохранители ПН это низковольтные предохранители с мелкозернистым наполнителем вокруг плавкой медной вставки. Рассчитаны предохранители ПН до тока 630 Ампер.

Предохранители ПР рассчитаны на токи 15-60 ампер. Они проще предохранителей ПН, но все равно гасят электрическую дугу при коротком замыкании.

Применение предохранителей ПН и ПР

Предохранители ПН и ПР предназначены для защиты кабельных и воздушных линий электропередач и защиты электрических машин. Устанавливаются предохранители во вводных, вводно-распределительных щитах, в различных сборках. С помощью предохранителей защищаются силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения.

В быту вы сталкивались с плавкими предохранителями этого типа, если делали электрику своими руками в доме или на даче. В зависимости от мощности потребления, на вводе электропитания в дом, ставится вводной щит с плавкими предохранителями. Уже после вводного щита, устанавливается распределительный щит для разделения электропроводки на группы и защитой групп розеток и групп освещения автоматами защиты.

Устройство предохранителей

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

 Плавкие предохранители пробочного типа

Отдельно хочется остановиться на предохранителях пробочного типа.

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

Подключение плавкого пробочного предохранителя

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

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

Номиналы плавких предохранителей

Номиналы плавких предохранителей выбираются по наименьшим расчетным токам электросети или отдельных электрических цепей.

Если вы меняете плавкие предохранители на автоматические выключатели (АВ), то номинал АВ должен быть на шаг больше номинала предохранителя. Например, смотрите фото:

Примечания

Все плавкие предохранители, должны быть подписаны с указанием их номиналов и назначения.

©Ehto.ru

Еще статьи

Похожие посты:

Поделиться ссылкой:

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 P_max – 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:

Тема № 1

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Алматинский университет энергетики и связи

Кафедра « Электроснабжение промышленных предприятий»

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

специальность:

050718-«Электроэнергетика»

Алматы

2013

Краткие теоретические сведения

Плавкий предохранитель — аппарат, автоматически отключаю­щий электрическую цепь при коротком замыкании или перегрузке в ней. Отключение цепи осуществляется путем расплавления плав­кой вставки, которая нагревается током защища­емой цепи. Отсюда возникло и название плавкий предохра­нитель. Плавкие предохранители появились одновременно с появлением электрических сетей. Простота устройства и обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность и небольшая стоимость обеспечили им очень широкое применение. Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000А.

Важнейшей характеристикой предохранителя является защитная характеристика, представляющая собою зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока, приведенная на рисунке 1.

Рисунок 1 — Защитная характеристика предохранителя ПН-2

Режимы работы предохранителя

Работа предохранителя протекает в трех резко отличающихся друг от друга режи­мах: при номинальном токе, в условиях перегрузок и КЗ.

В первом случае нагрев вставки имеет характер устано­вившегося процесса, при котором все выделяемое в ней тепло отдается в окружающую среду. При этом кроме вставки, нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Установившаяся температура не должна превышать допустимых значений.

Номинальным током предохранителя называется такой длительный ток, при котором температура контактных частей предохранителя не превышает допустимую для них величину. А номинальным током плавкой вставки называется ток, длительное протекание которого не вызывает перегорание вставки. Он может быть отличным от номинального тока самого предо­хранителя. Обычно в один и тот же предохранитель можно вставлять плавкие вставки на различные номинальные токи. Номиналь­ный ток предохранителя, указанный на нем, равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназна­ченных для данной конструкции предохранителя.

Кроме указанных токов стандартом на предохранители нормируется еще один ток, называемый плавящим током. Плавящим током называется ток, под действием которого плавкая вставка перегорает.

Стандартом задается диапазон, в котором находится плавящий ток.

Величина минимального то­ка равна

,

а величина мак­симального тока — .

где — номинальный ток плавкой вставки.

Нижнее значение тока указанного диапазона определяет ток, при котором вставка гарантированно не расплавится в течение условного времени, а верхнее значение тока определяет ток, при котором вставка гарантированно перегорит за условное время. Условное время зависит от номинального тока вставки и составляет для наиболее распространенных токов 1 или 2 часа.

При токах, превыша­ющих максимальный ток плавления плавкая вставка должна перегорать в кратчайшее время.

Исходя из значения максимального плавящего тока, сечение кабеля по условию защиты его от перегрева можно рекомендовать выбирать из условия:

,

где — допустимый ток кабеля.

Способы сокращения времени плавления плавкой вставки

Чтобы достигнуть резкого сокращения време­ни плавления вставки с рос­том тока, идут по двум на­правлениям:

1. Придают плавкой вста­вке специальную форму;

2. Используют металлургический эффект.

По первому способу вставку выполняют в виде пластинки с вырезами, уменьшающи­ми ее сечение на отдельных участках (рисунок 2).

Рисунок 2.- Фигурная плавкая вставка и распределение температуры вдоль вставки

На этих суженных участ­ках выделяется больше тепла, чем на широких участках. При номиналь­ном токе избыточное тепло вследствие теплопроводности мате­риала вставки успевает распространиться к более широким частям, и вся вставка имеет практически одну температуру.

При пере­грузках нагрев суженных участков идет быстрее, так как только часть тепла успевает отводиться к широким участ­кам. Плавкая вставка плавится в одном самом горячем месте (рисунок 3б).

Рисунок 3.- Места перегорания фигурных плавких вставок

При перегрузках (б) и коротких замыканиях (в)

При коротком замыкании нагрев суженных участков идет настолько интенсивно, что практически отводом тепла от них можно пренебречь. Плавкая вставка перегорает одновре­менно во всех или в нескольких суженных местах (рисунок.3 в).

Второй способ сокращения времени плавления вставки — металлургический эффект заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) способны в расплавленном состоянии растворять некоторые тугоплавкие металлы (медь, серебро и др.). Полученный таким образом раствор обладает иными характеристиками, чем исходные материалы, на­пример, большим электрическим сопротивлением и пониженной температурой лавления. Указанное явление используется в пре­дохранителях с вставками из ряда параллельных проволок. Для ускорения плавления вставки при перегрузках и снижения общей температуры всей вставки при плавлении ее, на проволоки напаиваются небольшие оловянные шарики. При токах перегрузки, когда температура вставки достигает температуры плавления олова, шарик расплавляется и растворяет часть металла, на котором он напаян. Происходит местное увеличение сопротивления вставки и снижение температуры плавления металла в этом месте. Вставка перегорает в том месте, где был наплавлен шарик. При этом тем­пература всей вставки оказывается намного ниже температуры плавления металла, из которого она выполнена. В номинальном режиме шарик практически не влияет на температуру нагрева вставки. Этот способ получения требуемой время — токовой характеристики может применяться при тонких вставках, например, при диаметре шарика в 1 мм для проволок диаметром 0,3 мм и диаметрах шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается.

Плавкие вставки изготовляют из свинца, сплавов свинца с оло­вом, цинка, меди, серебра и др. Вставки из легкоплавких металлов (температура плавления 200—420° С) обладают невысокой электро­проводностью и получаются значительных сечений, особенно при больших номинальных токах. Широкое распространение имеют цинковые вставки. Пары цинка ускоряют процесс рекомбинации ионов и делают его более быстрым, чем даже для чистого воздуха. Вставки из меди и серебра получаются меньшего сечения, но недостатком их является высокая температура плавления, что приводит при токах перегрузки к сильному нагреву и быстрому разрушению деталей предохранителя. Применяются такие вставки на малые токи. Медные плавкие вставки должны обязательно иметь антикоррозий­ное покрытие. В противном случае окисление приведет к постепен­ному уменьшению сечения вставки и несвоевременному перегоранию.

Конструкции предохранителей

Предохранители типа ПР-2

Предохранители типа ПР-2 (П — предохранитель, Р- разборный) изготовляются на напряжение 220 и 500В и токи патронов 15-1000А.

Предельный ток отключения зависит от номинального тока пре­дохранителя и лежит в пределах 1,2 — 1,5 кА.

Плавкая вставка 2 (Рисунок 4) изготавли­вается из цинка путем штамповки.

Применение легкоплавкого металла — цинка, стойкого против коррозии, и фигурная форма плавкой вставки позволяют получить благоприятную защитную характеристику.

Рисунок 4. – Конструкция предохранителя типа ПР-2

Патрон предохранителя ПР-2 выполнен из толстостенной фибровой трубки 1, на которой с обеих сторон плотно насажены латунные втулки 3, предотвращающие разрыв трубки. На втулки навинчиваются колпачки 4, которые закрепляют плавкую вставку 2, привинченную к контактным но­жам 6, до установки ее в патрон. Для предотвращения поворота контакт­ных ножей предусмотрена шайба 5, имеющая паз для контактного ножа.

После перегорания плавкой вставки возникает дуга, под действием температуры которой фибра выделяет газ, содержащий около 40 % водорода. Происходит диссоциация молекул водорода с поглощением тепла. Температура дуги снижается, что приводит к снижению термической ионизации, усилению процесса деионизации дугового пространства и погашению дуги. Кроме снижения температуры повышается до нескольких атмосфер давление газа в патроне. Высокое давление затрудняет ударную ионизацию, способствует деионизации и гаше­нию дуги.

Кроме того при перегорании вставки образуются несколько коротких дуг, количество которых равно числу сужений вставки. На каждом катоде разрыва восстанавливается электрическая прочность около 200 вольт.

В результате электрическая прочность предохранителя будет равна произведению числа дуг на напряжение катода. Например, при наличии у вставки 4 сужений. электрическая прочность предохранителя будет равна 800 вольт. Это гораздо больше величины напряжения сети и дуга после первого же перехода через нуль гаснет.

При коротких замыканиях суженный участок плавкой вставки начи­нает плавиться раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего ус­тановившегося значения в цепи постоянного тока или удар­ного тока в цепи переменного тока (рисунок 5).

Рисунок 5.- Осциллограмма отключения тока КЗ предохранителем

Величина тока коротко­го замыкания в цепи при этом ограничивается в несколько раз. Такие пре­дохранители называются токоограничивающими. Цепи, защищенные токоограничивающими предохранителями, обычно не проверяют на термическое и динамическое действие токов короткого замыкания.

Достоинством предохранителей ПР-2 является простота их переза­рядки, недостатком — несколько большие размеры, чем у насыпных предо­хранителей типа ПН-2

Плавкие предохранители типа ПН-2

Предохранители типа ПН-2 (П — предохранитель, Н — насыпной) применяются для защиты силовых цепей до 500В переменно­го и 440В постоянного тока и изготовляются на номинальные токи до 1000А, предельный отключаемый ток — до 50 кА.

Корпус предохранителя 1 (рисунок 6) изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки 2 и на­полнитель — кварцевый песок 3.

Рисунок 6 — Предохранитель типа ПН-2

Снаружи корпус имеет форму квадрата, внутри — цилиндра. Плавкие вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, связанным с контактным ножом 9. Пластины 5 закрепляются на корпусе с помощью винтов 10, которые ввинчиваются в отверстия с резьбой.

Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1 — 0,2 мм. Для получения эффекта токоограничения вставка имеет суженные се­чения 8. Разбивка плавкой вставки на несколько параллельных ветвей — ленточек (на рисунке 6 их три) позволяет более полно использовать объем наполнителя.

Для снижения температуры плавления вставки при токах перегрузки ис­пользуется металлургический эффект — на полоски меди напаяны шарики олова 7.

В качестве наполнителя используется чистый кварцевый песок. Реч­ной песок для этого не пригоден, т.к. может содержать токопроводящие включения. Размер зерен кварца должен быть в пределах 0,1 — 0,5 мм. Уве­личение размеров зерен уменьшает их общую поверхность, аккумулирую­щую энергию, а уменьшение размеров затрудняет проникновение газов внутрь наполнителя. При коротком замыкании плавкая вставка сгорает и образуется дуга, которая горит в канале, образованном песчинками. Кварцевые песчинки имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую по­верхность. Ускорение гашения дуги происходит за счет быстрого отвода тепла из зоны горения дуги к холодным стенкам предохранителя, снижению температуры горения дуги и термической ионизации и усилению процесса деионизации.

Малые габариты, незначительная затрата дефицитных материалов высокая токоограничивающая способность являются достоинствами пре­дохранителя ПН-2.Предохранители НПН подобны ПН, но имеют не разборный патрон без контактных ножей и изготовляются на токи до 60 А.

В последнее время согласно сообщениям заводов — изготовителей предохранители типа ПН-2 снимаются с производства, и вместо них будут выпускаться предохранители типа ППН-33 (Кореневский завод низковольтной аппаратуры) и предохранители типа ПП-32 (Завод « Электроаппарат, г. Курск)

Предохранители ПНБ-7 с наполнителем в закрытом патроне — быст­родействующие, на токи 40-600А, предназначены для защиты полупровод­никовых устройств. Быстродействие достигается конструкцией плавкой вставки. Она изготавливается из листового серебра с очень большим от­ношением максимального сечения к минимальному (в пределах 10-50).

К недостаткам предохранителей можно отнести однократность их действия и необходимость замены после срабатывания плавкой вставки или всего предохранителя. Кроме того при использовании их для защиты асинхронных двигателей имеется опасность работы двигателя в неполнофазном режиме при перегорании одного из предохранителей. Это приводит к резкому снижению вращающего момента, торможению двигателя росту тока статора и перегреву машины.

В соответствии с современными стандартами предохранители маркируют двумя буквами. Первая буква в обозначении типа плавкой вставки указывает диапазон отключения:

«g» — плавкие вставки с отключающей способностью во всем диапазоне;

«а» — плавкие вставки с отключающей способностью в части диапазона.

Вторая буква указывает категорию применения.

Примеры:

«gG» — плавкие вставки общего назначения с отключающей способностью во всем диапазоне;

«gM» — плавкие вставки для защиты цепей двигателей с отключающей способностью во всем диапазоне;

«aМ» — плавкие вставки для защиты цепей двигателей с отключающей способностью в части диапазона;

Плавкие вставки типа «gG» можно использовать для защиты цепей двигателей, если по своим характеристикам они способны выдержать пусковой ток двигателя. На рисунке 7 приведены защитные характеристики указанных выше категорий применения.

Рисунок 7 – Защитные характеристики плавких предохранителей

В настоящее время в электроустановках до 1000В вместо предохранителей все чаще применяют автоматические выключатели.

Плавкий предохранитель Википедия

Обозначение на схеме

Плавкий предохранитель — компонент силовой электроники одноразового действия, выполняющий защитную функцию. По ГОСТу: «Устройство, которое за счёт расплавления одной или нескольких его деталей, имеющих определённую конструкцию и размеры, размыкает цепь, в которую оно включено, прерывая ток, если он превышает заданное значение в течение определённого времени. Предохранитель включает в себя все детали, образующие готовые изделия»^[1]. Плавкий предохранитель является самым слабым участком защищаемой электрической цепи, срабатывающим в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение более ценных элементов электрической цепи высокой температурой^[2], вызванной чрезмерными значениями силы тока.

Первые плавкие предохранители начали использоваться ещё в конце XIX века. С тех пор их суть не меняется, изменяется лишь технология производства и качество их работы как путём подбора материалов, из которых они сделаны, так и путём изменения конструктивного исполнения.

Необходимо отметить что термины плавкий предохранитель и плавкая вставка имеют существенно различные значения в современных стандартах по электротехнике.

В качестве защитного элемента в плавком предохранителе применяется, т. н. плавкая вставка, которая находится внутри патрона, заполненного дугогасящей средой, интенсивно поглощающей тепло (кварцевым песком), либо без заполнения, иногда в предохранителях используется автогазовый принцип, при термическом действие дуги приводит к выделению дугогасящих газов из конструкционных элементов патрона (например, при действии дуги фибровый корпус предохранителя выделяет газы). Плавкую вставку выполняют у мощных предохранителей в пластины с вырезами, уменьшающими площадь сечения вставки, при этом в номинальном режиме избыточная теплота из зауженных мест благодаря теплопроводности успевает распространиться на широкие части и вся вставка имеют практически одинаковую температуру. При перегрузках теплота не успевает полностью перераспределиться по всему объёму вставки и происходит её плавление в самом горячем месте. При коротком замыкании процесс идёт настолько интенсивно, что перераспределения теплоты практически не происходит и вставка перегорает в нескольких суженных местах.

Для более быстрого срабатывания предохранителя (в быстродействующих предохранителях) используют специальные конструкции (придают плавкой вставке специальную форму), в которых отключение цепи в предохранителе при больших токах происходит не посредством плавления вставки, а её разрывом электродинамическими силами (иногда для ускорения срабатывания плавкая вставка дополнительно нагружается усилием натянутой пружины). Для ускорения плавления вставки также применяют явление металлургического эффекта, данное решение применяют обычно в предохранителях со вставками из ряда параллельных проволок.

В некоторых конструкциях предохранителей используются вставки с переменным сечением проволок: разное время перегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при срабатывании предохранителя.

Важной характеристикой всякой защиты по току, в т. ч. и предохранителя является время-токовая характеристика, описываемая обычно в виде графика, по оси абсцисс откладывается ток, чаще всего в относительных единицах (за единицу принимается номинальный ток плавкой вставки), а по ординате — время срабатывания. При этом надо иметь в виду, что характеристика каждого экземпляра предохранителя (даже из одной партии) имеет свою время-токовую характеристику, что указывается в каталоге на каждый тип предохранителя как «зона разброса характеристик», которая гарантируется производителем.

При этом надо иметь в виду разницу между номинальным током предохранителя и номинальным током плавкой вставки:

• номинальный ток предохранителя — это ток, на который рассчитан патрон предохранителя
• номинальный ток плавкой вставки — это ток, на который рассчитана плавкая вставка.

В данный размер патрон предохранителя может быть установлено несколько вставок на разные номинальные токи, при этом самая наибольшая в номинальном ряду равна обычно номинальному току патрона.

Некоторые типы предохранителей имеют индикатор срабатывания в виде подпружиненного штифта, при перегорании плавкой вставки указательный штифт выбрасывается пружиной из корпуса предохранителя, показывая срабатывание предохранителя. Иногда данный штифт нажимает на специальный сигнальный контакт, подавая сигнал о перегорании предохранителя по цепям телемеханики.

Все плавкие вставки, вне зависимости от конструктивных особенностей, включают в себя два основных элемента:

• плавкий элемент — токопроводящий элемент из металла, сплава нескольких металлов или специально подобранных слоёв нескольких металлов;
• корпус — механизм или систему крепления плавкого элемента к контактам, обеспечивающим включение плавкого предохранителя в целом, как устройства, в электрическую цепь.

Корпуса плавких вставок обычно изготавливаются из высокопрочных сортов специальной керамики (фарфор, стеатит или корундо-муллитовая керамика). Для корпусов плавких вставок с малыми номинальными токами используются специальные стекла. Корпус плавкой вставки обычно выполняет роль базовой детали, на которой укреплен плавкий элемент с контактами плавкой вставки, указатель срабатывания, свободные контакты, устройства для оперирования плавкой вставкой и табличка с номинальными данными. Одновременно корпус выполняет функции камеры гашения электрической дуги.

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

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

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

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

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

Повторно использовать плавкие вставки можно, но осторожно…

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

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

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

Поистине универсальное приспособление

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

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

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

Как правильно выбрать предохранитель

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

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

I_nom = P_max / U

Где:

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

Хотя лучше пользоваться специально созданными для этой цели таблицами.

Приведем некоторые данные из них:

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

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

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

Кулибиным на заметку

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

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

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

Обратимся к справочнику:

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

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

Имеется 3 способа ремонта трубчатого предохранителя:

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

Описанную технологию можно успешно использовать для ремонта любых типов вставок.

Похожие темы:

ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ — это… Что такое ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ?



ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

защитное устройство, содержащее плавкий элемент, к-рый при силе тока, превосходящей допустимое значение, плавится и отключает электрич. цепь от источника питания. П. п. включают последовательно в электрич. цепь. Плавкий элемент представляет собой проволоку, стержень или пластину из легкоплавкого металла (напр., из цинка), к-рая под действием тока разогревается и плавится. С увеличением силы тока время срабатывания П. п. уменьшается. При низком напряжении (до 1 кВ) П. п. выпускаются на номинальную силу тока до 1 кА и предельную силу тока 17 кА, при высоком напряжении (до 110 кВ) — на номинальную силу тока до 400 А.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

• ПЛАВКА В ЖИДКОЙ ВАННЕ
• ПЛАВЛЕНИЕ

Смотреть что такое «ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ» в других словарях:

• плавкий предохранитель — Коммутационный аппарат, который посредством плавления одного или нескольких своих специально спроектированных и калиброванных элементов размыкает цепь, в которую он включен, и отключает ток, когда он превышает заданную величину в течение… …   Справочник технического переводчика

• ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ — (Fuse) предохранитель из свинцовых или серебряных проволочек или пластинок, соединенных с обоих концов в контакт и зажатых в латунных клеммах. П. П. концами включается в линию. Если проходящий по линии ток превысит допустимую величину, то… …   Морской словарь

• ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ — защитное устройство, отключающее электрическую цепь от источника питания, если ток в ней превысит допустимое значение. Основа плавкого предохранителя вставка из легкоплавкого металла (включается последовательно с защищаемой цепью), которая… …   Большой Энциклопедический словарь

• ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ — простейшее защитное устройство, отключающее электрическую цепь от источника (см.), если сила тока в ней превысит допустимое значение. Устройство включается последовательно с защищаемой цепью и представляет собой калиброванную проволоку, стержень …   Большая политехническая энциклопедия

• плавкий предохранитель — 3.1 плавкий предохранитель (fuse): Устройство, которое за счет расплавления одной или нескольких его деталей, имеющих определенную конструкцию и размеры, размыкает цепь, в которую оно включено, прерывая ток, если он превышает заданное значение в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Плавкий предохранитель — обозначение на схеме Плавкий предохранитель  компонент силовой электроники одноразового действия, выполняющий защитную функцию. В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном… …   Википедия

• плавкий предохранитель — защитное устройство, отключающее электрическую цепь от источника питания, если ток в ней превысит допустимое значение. Основа плавкого предохранителя,  вставка из легкоплавкого металла (включается последовательно с защищаемой цепью), которая… …   Энциклопедический словарь

• плавкий предохранитель — lydusis saugiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. fuse; fusible cutout; safety fuse vok. Abschmelzsicherung, f; Schmelzsicherung, f rus. плавкий предохранитель, m pranc. coupe circuit à fusible, m; coupe circuit fusible, m;… …   Automatikos terminų žodynas

• плавкий предохранитель — lydusis saugiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. fuse; fusible cutout vok. Schmelzsicherung, f rus. плавкий предохранитель, m pranc. coupe circuit à fusible, m; fusible, m …   Fizikos terminų žodynas

• Плавкий предохранитель —         простейшее устройство для защиты электрических цепей и потребителей электрической энергии от перегрузок и токов короткого замыкания. П. п. состоит из одной или нескольких плавких вставок, изолирующего корпуса и выводов для присоединения… …   Большая советская энциклопедия

Автомобильные предохранители. Виды. Проверка и замена

Защита электрической проводки автомобиля от перегрузок и коротких замыканий важна не меньше, чем защита бытовых сетей в домах и квартирах. Для питания различных потребителей в автомобиле применяется низкое напряжение величиной от 12 до 24 вольт, но при коротком замыкании в электропроводке возникают большие токи.

Если при коротком замыкании своевременно не обесточить электропроводку автомобиля, то токоведущие жилы проводов сильно нагреются и расплавят изоляцию. В результате этого происходит воспламенение находящейся рядом обшивки салона и других элементов. Пожар быстро распространяется по всему салону, и охватывает всю машину. Скорость распространения огня настолько велика, что при приезде пожарной службы тушить бывает уже нечего.

Для предотвращения пожара в таких ситуациях путем размыкания электрической цепи способом расплавления специального легкоплавкого элемента, служат автомобильные предохранители. Срабатывание предохранителя происходит при возрастании тока выше заданной величины. Это значение плавкой вставки рассчитывается по допустимой нагрузке на электрическую цепь.

Классификация и устройство

Существует несколько видов автомобильных предохранителей, в зависимости от марки автомобиля, его года выпуска и защищаемой цепи.

Цилиндрические автомобильные предохранители

Владельцы отечественных автомобилей времен Советского Союза хорошо помнят такие автомобильные предохранители. Сначала их изготавливали одного цвета, затем для удобства пользования их стали маркировать разными цветами, в зависимости от номинального тока.

При установке или демонтаже цилиндрической вставки есть вероятность попадания под напряжение, хотя это и не так опасно, но можно получить ожог пальцев. Габаритные размеры блока предохранителей занимают много места. В отличие от других видов предохранителей, эти вставки не стандартизированы, поэтому при приобретении приходится довольствоваться надписями на их упаковке.

Ножевые автомобильные предохранители

Такие вставки имеют несколько преимуществ, по сравнению с цилиндрическими моделями. При установке ножевых вставок вы защищены от ожогов, так как при этом беретесь за изолированную часть корпуса, выполненную из цветного пластика. Удобство разных цветов корпуса состоит в том, что номинал предохранителя можно определить по цвету. Кроме этого значение номинала обозначено цифрами.

Обнаружить сгоревшую вставку не составит труда, так как пластиковый корпус выполнен прозрачным, и целостность плавкого элемента можно наблюдать визуально.

Ножевые автомобильные предохранители делятся также по размерам и форме корпуса:

• Мини – маленькие.
• Макси – большие.
• Стандарт – средние.

Термические автомобильные предохранители

Такие вставки обычно включают в себя электромагнитную и тепловую защиту. По конструкции он аналогичен автоматическому выключателю в бытовой сети. При перегрузке или коротком замыкании срабатывает электромагнитная или тепловая защита.

После устранения неисправности в цепи предохранитель включается в работу нажатием кнопки.

Ленточные автомобильные предохранители

Для силовых цепей повышенной мощности в автомобиле применяют ленточные предохранители. Они используются для повышения надежности контактного соединения, выполняются в виде металлической пластины, и зажимаются винтами.

Существуют измененные конструкции ленточных вставок, в которых при нештатных ситуациях брызги расплавленной пластины уже не разлетаются в стороны, а защищены пластиковым корпусом.

Автомобильные предохранители на иномарках

Это интересная конструкция автомобильной вставки. Недостатком является неудобная замена, так как необходимо откручивать крепежный винт. А к достоинству можно отнести то, что нет гаек, а винт всего один, в отличие от ленточных вставок, у которых два винта.

Эта конструкция относится к дорогостоящим моделям. Она внешне похожа на обычную ножевую вставку, но работает по принципу электрического автомата, и называется прерывателем цепи.

На многих японских иномарках применяются ножевые предохранители, но отличающиеся по конструкции от отечественных образцов видом корпуса и расположением ножей.

Порог срабатывания

Правильный подбор предохранителя состоит в определении величины сопротивления его легкоплавкого элемента. Расплавление происходит из-за теплового воздействия электрического тока, в результате цепь обесточивается.

Номинальная величина тока вставки определяется по формуле:

Iном = Pмакс / U, где:

• I ном – номинальное значение тока, А.
• Р макс – наибольшая мощность потребителя, обозначаемая на нем, Вт.
• U – напряжение бортовой сети, В.

Особенности замены

• При установке нового предохранителя следует применять только аналогичный вид такого же номинала по току. Если номинальный ток сделать выше, то он не будет срабатывать при нештатных ситуациях. Например, если на стеклоочистителях заклинит электродвигатель, то вставка не сработает, что приведет к расплавлению электрической проводки и дальнейшим печальным последствиям, рассмотренным нами выше.
• Занижение величины тока вставки также не даст ничего хорошего. При включении нагрузки легкоплавкая часть будет быстро разрушаться и обесточивать цепь, даже при отсутствии аварийных ситуаций.
• При замене следует определять ток не только по обозначению на корпусе предохранителя, но и посмотреть маркировку гнезда, из которого его вытащили. Это актуально для автомобилей, приобретенных у других хозяев, или вышедших из авторемонтной мастерской, так как нет уверенности в том, что другой хозяин или автомастер не установили вместо сгоревшей вставки ту, которая была в наличии, не обращая внимание на ее номинал.

• Если после замены предохранитель снова вышел из строя, не следует повышать его номинал. Даже незначительная попытка увеличения номинала может привести к возгоранию. Чтобы выяснить, в чем проблема в проводке, следует обратиться к специалистам.

• Если вы имеете достаточную квалификацию, и можете своими руками отремонтировать и устранить неисправности в электропроводке, то рекомендуется иметь в машине электрическую схему. В разных модификациях автомобилей одной и той же марки могут иметься существенные отличия в электрических схемах: одни и те же нагрузки могут работать от разных вставок, цвета проводов не всегда совпадают.
• По схеме необходимо определить, какие потребители подключены к вышедшему из строя предохранителю, и имеются ли какие-либо разъемы, с помощью которых возможно их отключение. Устанавливая исправную вставку, поочередно отключая и подключая все потребители, определяют от чего произошло расплавление легкоплавкого элемента.
• Если все питающиеся устройства исправны, то следует проверить сам блок предохранителей, а также жгуты электропроводки, которые отходят от него в салон. Это довольно трудоемкая работа, и требует определенной квалификации.
• Пользоваться «жучками» запрещается. Даже если будет правильно подобрано сечение провода по его току, то он не способен создать необходимую надежность контакта с цепью. Там, где будет установлен «жучок», контакты будут нагреваться, от чего может расплавиться пайка колодок предохранителей, что приведет к непредсказуемым последствиям.

Причины выхода из строя

• Плохая фиксация в гнезде блока.
• Внутри электрического двигателя какого-либо потребителя увеличилась нагрузка по току из-за большой механической нагрузки. Чаще всего такая причина возникает при работе стеклоочистителей.
• Неверный выбор модели (слишком маленький корпус).
• Механические повреждения корпуса предохранителя, вибрационные нагрузки, чрезмерный нагрев.

Проверка исправности

Существует три метода, применяя которые можно проверить автомобильные предохранители.

• Первый метод заключается в извлечении и визуальном осмотре целостности легкоплавкого элемента. Это не дает полной гарантии точного определения.
• Проверка тестером. В этом случае предохранитель проверяют тестером на предмет наличия повреждения его цепи. Если цепь исправна, то стрелка тестера покажет нулевое сопротивление. Цифровой прибор также покажет величину сопротивления, близкого к нулевому значению.
• Проверка пробником. Это наиболее удобный метод, так как нет необходимости вытаскивать вставку из гнезда. Пробник представляет собой любой индикатор напряжения, либо лампочка с проводами. Для проверки необходимо включить неработающую цепь. Один провод пробника подключают на массу автомобиля, а другим касаются сначала одной клеммы предохранителя, а затем другой. Если на одной клемме напряжение есть, а на другой нет, то плавкий элемент расплавился.

Похожие темы: