Виды предохранители: Электрический предохранитель — Википедия – Виды предохранителей, устройство и принцип действия — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Предохранители в автомобилях

Предохранитель — деталь в электрической цепи, защищающая её от теплового повреждения. Необходимость использования предохранителей вызвана тем, что при прохождении электрического тока через электрическую цепь возникает нагрев элементов цепи (проводов, выключателей и др.). При возникновении короткого замыкания электрической цепи или при чрезмерном увеличении потребляемой мощности возникает перегрев элементов цепи, который может вызвать повреждение изоляции и возгорание. Для предотвращения такого развития событий в электрическую цепь встраиваются предохранители. Предохранители различаются по конструкции и по мощности. Конструкция предохранителя зависит от фантазии изобретателя (производителя), а его мощность рассчитывается в зависимости от конкретной электрической цепи.

Где находятся предохранители в автомобиле?

В автомобилях имеется несколько блоков предохранителей. Один или несколько блоков находится в моторном отсеке (рис.1) и один или несколько в салоне автомобиля (рис.2). В моторном отсеке находятся предохранители, защищающие электрические цепи двигателя, а в салоне — защищающие электрические цепи салона.


Рис.1	Рис.2

На крышке блока предохранителей имеется схема с указанием названия электрических цепей и мощности используемого предохранителя. Так же имеется пинцет для извлечения предохранителей из разъемов.

Срабатывание (перегорание) предохранителя — тревожный сигнал, требующий внимания. Если новый предохранитель, установленный вместо перегоревшего снова перегорел — нужно обратиться в автосервис для выяснения причины перегорания предохранителей и её устранения. Не допускается кустарный ремонт предохранителей или установка самодельных перемычек — это грозит пожаром (рис.3). Нельзя использовать более мощные, чем штатные предохранители. Нельзя использовать предохранители сомнительных производителей.

Рис.3

Ассортимент автомобильных предохранителей довольно обширен. В этой статье мы рассмотрим основные виды автомобильных предохранителей. Так как ни один производитель автозапчастей не выпускает всеобъемлющего ассортимента предохранителей, то и не существует их единой классификации.

Классификация предохранителей.

По принципу срабатывания:

1. Плавкие (при прохождении тока с мощностью, превышающей номинал предохранителя происходит расплавление токопроводящей части предохранителя и размыкание электрической цепи). После срабатывания (перегорания) такого предохранителя требуется его замена на новый.
2. Неплавкие (автоматы) — при прохождении тока с мощностью, превышающей номинал предохранителя происходит (электро-механическое или электронное) размыкание токопроводящей части предохранителя). После срабатывания такого предохранителя не требуется его замена на новый.

По мощности:
разброс мощности автомобильных предохранителей от 3A до 300A
По дизайну:

1. Керамические (рис.4) — устаревший тип предохранителей.

Рис.4

По фирме
Bosch — torpedo fuse (рис.4a)
По фирме Bussman GBC fuse (рис.4b).


Рис.4a	Рис.4b

2. Стеклянные (рис.5) — устаревший тип предохранителей.
По фирме Bosch — glass fuses (рис.5a)
По фирме Bussman — glass tube fuse (рис.5b)


Рис.5	Рис.5a	Рис.5b

3. Перемычки (рис.6). — имеют вид пластины под крепеж болтами.
По фирме Bosch — Fuse stripes (рис.6)

Рис.6

4. Перемычки с пластиковым корпусом среднего размера

(устанавливаются между аккумуляторной батареей и например стартером или генератором).
По фирме Bussman — AMI fuse (рис.7а).

По фирме Bosch — Screw locking element midi (рис.7b)


Рис.7a	Рис.7b

5. Перемычки с пластиковым корпусом крупного размера (устанавливаются между аккумуляторной батареей и например стартером или генератором).
По фирме Bussman — AMG fuse (рис.8а).

По фирме Bosch — Screw locking element mega (рис.8b)

Рис.8a

Рис.8b

6. Низкопрофильные предохранители (широко используются в легковых автомобилях выпущенных после 2010 года).
По фирме Bussman — Low-Profile ATM fuse (рис.9а).

По фирме Bosch — low-profile mini fuses (рис.9b)


Рис.9a	Рис.9b

7. Миниатюрные плоские предохранители (широко используются в легковых автомобилях выпущенных после 2000 года).

По фирме Bussman — ATM blade-type fuse (рис.10а).

По фирме Bosch — mini flat connection fuses (рис.10b)


Рис.10a	Рис.10b

8. Стандартные плоские предохранители (широко используются в легковых автомобилях выпущенных с 1980 по 2000 года).
По фирме Bussman — ATC blade-type fuse (рис.11а).

По фирме Bosch — standard flat connection fuses (рис.11b)


Рис.11b

9. Большие плоские предохранители.

По фирме Bussman — maxi blade-type fuse (рис.12а).

По фирме Bosch — flat connection fuses (рис.12b)


Рис.12a	Рис.12b

10. FLF предохранители.
По фирме Bussman — FLF fuse (рис.13а).

По фирме Bosch — AS fuses (рис.13b)


Рис.13a	Рис.13b

11. FLN предохранители.
По фирме Bussman — FLN fuse (рис.14).

12. FLS предохранители.

По фирме Bussman — FLS fuse (рис.15).


Рис.14	Рис.15

13. FMX предохранители.
По фирме Bussman — FMX fuse (рис.16a).

По фирме Bosch

— J series fuses (рис.16b)


Рис.16a	Рис.16b

14. FMX_LP предохранители.

По фирме Bussman — FMX_LP fuse (рис.17a).

По фирме Bosch — low profile J series fuses (рис.17b)


Рис.17a	Рис.17b

15. FLD предохранители.
По фирме Bussman

— FLD fuse (рис.18).

16. FLM предохранители.

По фирме Bussman — FLM fuse (рис.19a).

По фирме Bosch — B series fuses (рис.19b)


Рис.18	Рис.19a	Рис.19b

17. Многоконтурные предохранители.

Рис.20

Рис.20a

Как выбрать предохранители для автомобиля

Несмотря на свой достаточно маленький размер, автомобильный предохранитель имеет огромное значение в работоспособности автомобиля и каждой отдельно взятой его системы. Надёжность и состояние предохранителя напрямую влияет на целостность и сохранность всего транспортного средства. Каждый автомобилист обязан знать, какими бывают предохранители и где они находятся. Это позволит при необходимости заменить их своими руками, не обращаясь за помощью к специалистам. Предохранители необходимы для защиты бортовой электросети от резких скачков напряжения, которые возникают в случае короткого замыкания. Благодаря легкоплавкому элементу, при опасности она плавится, тем самым разрывая контакт между оборудованием и питанием, идущим на него. Размыкая сеть, сгорает только предохранитель, но остаётся целым и невредимым узел, система или агрегат, которые были под его защитой. В выходе из строя этих элементов нет ничего страшного. Замена легко выполняется своими руками, а сами они достаточно дешёвые. Их стоимость в десятки, а порой и сотни раз меньше, нежели цена оборудования, которое защищает предохранитель.

Рекомендации по выборы автомобильных предохранителей.

Разновидности

Для начала разберёмся в существующих типах автомобильных предохранителей. Их можно классифицировать в зависимости от используемых материалов и самой конструкции. Поскольку теперь каждый знает, что чего в автомобиле нужны эти самые предохранители, стоит изучить их разновидности. Теперь к вопросу о том, какие бывают предохранители, использующиеся в авто. Начнём с материалов изготовления. Тут ключевую роль играет то, из чего сделана именно легкоплавкая составляющая. Потому элементы делят на:

алюминиевые;
оловянные;
свинцовые;
сплавные (сочетание из свинца и олова).

Важнейшей характеристикой изделия является скорость или время срабатывания. То есть промежуток времени, за который плавкий элемент успевает расплавиться и разъединить цепь. Чем быстрее вставка сможет расплавиться, тем меньше вероятность, что пострадает защищаемое оборудование. Чтобы добиться желаемого результата, эти вставки изготавливаются из специальных сплавов и металлов, которые характеризуются низкой температурой плавления. Они способны быстро переходить из твёрдого в жидкое состояние. Для увеличения скорости срабатывания, в конструкциях некоторых предохранителей дополнительно предусматривается наличие системы подпружинивания. Конструктивно предохранители, используемые для авто, можно разделить на пальчиковые и флажковые.

Пальчиковые изделия получили широкое распространение на классических моделях автомобилей отечественного автопроизводителя в лице АвтоВАЗ. Это стержни, на которые надевается специальная плавкая перемычка. При этом пальчиковые защитные конструкции для авто делятся на пластиковые и керамические предохранители. Учитывая некоторые особенности предохранительных блоков, которыми оснащаются автомобили Жигули, наиболее предпочтительным вариантом считается именно керамический элемент. Он обладает большей устойчивостью по отношению к высокой температуре, считаются надёжнее и не способствуют ложному срабатыванию, если предохранитель начинает греться.

Блок предохранителей

Но на современных автомобилях от пальчиковых конструкций отказались. Теперь основную массу предохранителей представляют флажковые защитные элементы. Они превосходят пальчиковые аналоги по удобству применения, а также опережают в плане надёжности. Флажковые также часто называют ножевыми, поскольку их конструкция предусматривает наличие пары ножек, необходимых для контакта при установке в своё гнездо внутри предохранительного блока. Наименование флажковых предохранителей можно объяснить прямоугольной или квадратной верхней частью, где и располагается непосредственно сам легкоплавкий элемент или перемычка. Головки на флажках делают разного цвета, который напрямую зависит от номинала. Визуально действительно напоминает флаг, откуда и пошло соответствующее название. Флажковые элементы в предохранительном блоке ценятся за хороший и крепкий контакт в посадочном гнезде. Но для извлечения устройства требуется использовать специальное приспособление.

Автопроизводители предусматривают этот момент, и размещают щипцы из пластика на крышке предохранительного блока с его внутренней стороны. При необходимости такой инструмент легко найти в любом магазине автомобильных товаров. Если действуете в экстремальных условиях, либо просто некогда искать и покупать щипцы, можно ухватиться на флажок с помощью плоскогубцев. Но здесь крайне важно быть аккуратным, чтобы случайно не спровоцировать замыкание выводов. Лучше всё же взять специализированное приспособление.

Понятие номинала

Чтобы изучить все существующие виды предохранителей, используемых для авто, недостаточно знать про конструкцию и материал. Здесь большое значение играют номиналы, то есть размеры силы тока, который элемент способен через себя пропустить. При выборе предохранителей для авто, которые нужны в качестве замены сгоревшим, всегда и обязательно необходимо смотреть на эту характеристику. Дело всё в том, что на различные электролинии в транспортном средстве подключается разное количество электрозависимого оборудования. У каждого энергопотребителя есть своя определённая мощность. Вполне логично и закономерно, что для цепи питания головной оптики нужна пропускная способность значительно выше, чем в случае с цепью для питания подсветки салона. Это означает, что предохранитель фар обязан иметь большую мощность, чем защитный элемент для салонной подсветки. Номинал, означающий силу тока, способную проходить через предохранитель, измеряют в Амперах. Номинал во многом зависит от того, какой тип предохранителя используется. Флажковые значительно разнообразнее в этом компоненте, и представлены с разными номинальными значениями. А уже достаточно устаревшие пальчиковые конструкции имеют всего 2 вида номиналов. Это 16 и 8 Ампер.

Зависимость цвета от номинала

Опытные автомобилисты могут просто по цвету флажкового предохранителя точно сказать, какой номинал у того или иного предохранителя. Не лишним будет изучить все виды номиналов и типы их цветового обозначения. Представленные разновидности защитных элементов стандартизированы, а потому применяются на всех современных автомобилях. То есть автомобильные предохранители разных марок и моделей всё равно примерно имеют одинаковые цветовые оформления в зависимости от значения номинала. Могут отличаться по оттенкам. Предлагаем вам также ознакомиться с этой характеристикой и узнать, при каком цвете какое номинальное значение силы тока будет у защитного компонента.

предохранители на 1 Ампер всего окрашиваются чёрным цветом;
если цвет серый, то сила тока, проходящего через элемент, будет 2 А;
фиолетовым окрашивают девайсы с номиналом 3 А;
5 А определяются по коричнево-жёлтому цвету;
чисто коричневый цвет соответствует 7,5 А;
если видите флажок красного цвета, это 10 Ампер;
для 15 А используют голубую краску;
все жёлтые предохранители идут на 20 А;
25-амперные предохранители делают белыми;
зелёные элементы означают, что номинал здесь 30 А;
оранжевые флажки предусматривают 40 А;
синим цветом идентифицируют предохранители на 60 А;
светло-коричневые элементы означают 70 А;
80 А можно узнать по светло-жёлтому цвету;
все сиреневые устройства идут на 100 А.

Важно учитывать, что оттенки девайсов могут несколько отличаться. Потому лучше предварительно заглянуть в руководство по эксплуатации конкретно вашего автомобиля, а также внимательно изучить информацию на крышке предохранительного блока и цифровые обозначения на самих предохранителях. Значение номинала рассчитывают исходя из того, какая нагрузка ложится на электроцепь, когда включаются все запитанные через предохранитель потребители, плюс даётся небольшой запас по прочности. Все эти параметры просчитывают ещё на этапе производства. Информация о расположении и назначении каждого отдельно взятого предохранителя детально описывается в руководстве по эксплуатации и в инструкциях по ремонту. Плюс сама крышка блока с предохранителями также содержит полезную и необходимую автомобилисту информацию. Прежде чем менять сгоревший элемент, нужно проверить, какое у него значение номинала, купить такой же флажок, и установить его на место старого элемента защиты.

Почему важно не перепутать предохранители

Каждый из вас уже прекрасно знает и понимает, что для всех предохранителей предусмотрен определённый номинал, и он адаптирован под конкретные посадочные гнёзда. Каждое гнездо ведёт к той или иной электрической линии автотранспортного средства. Если автомобилист по ошибке или из-за отсутствия соответствующих знаний перепутает места посадки предохранителей, которые отличаются по номиналу, могут возникнуть достаточно серьёзные проблемы. Когда номинал оказывается чрезмерно маленьким, то плавкий элемент будет разрушаться очень быстро при сравнительно небольших нагрузках. Само электрозависимое оборудование, к которому подведён этот предохранитель, может работать в штатном режиме и при стандартных нагрузках. Но сам защитный элемент адаптирован под меньшую силу тока. И если он сталкивается со значением, превышающим его порог плавления, легкоплавкая составляющая разрушается, цепь размывается и оборудование отключается. Здесь не обязательно нужно, чтобы произошло короткое замыкание. Предохранитель сгорит и без него.

Есть и другая ситуация, когда на место легкоплавкого флажка с маленьким номиналом устанавливают предохранители, рассчитанные на большую нагрузку. Тогда с защитным элементом может ничего не произойти даже при значительном повышении силы тока, вплоть до короткого замыкания. Плавкий компонент не воспринимают нагрузку как высокую, но для подзащитного оборудования значения превысили допустимую норму. Происходит короткое замыкание, а цепь не размыкается. Поскольку защитный элемент не сработал, начинает гореть электропроводка автомобиля, может выйти из строя всё оборудование. Как вы можете наглядно видеть, крайне нежелательно путать между собой предохранители, которые обладают разными номинальными значениями. Нужно использовать исключительно те легкоплавкие элементы, которые предусмотрел автопроизводитель для каждого конкретного посадочного гнезда в предохранительном блоке. Этот же фактор запрещает и настоятельно не рекомендует использовать при замене предохранителей подручные средства, такие как проволока, монета и прочие инструменты. Обычно подобным образом поступают в ситуациях, когда специальные щипцы отсутствуют, а нужно срочно поменять сгоревший элемент. Но вы сильно рискуете, используя подручные инструменты. Особенно это касается любых металлических предметов.

Тут важно понимать, что предохранитель вряд ли будет просто так перегорать, если он установлен в правильное гнездо и имеет соответствующий номинал. С помощью проволоки или монеты разомкнуть цепь, когда в электрооборудовании произошло короткое замыкание, не удастся. Вы лишь спровоцируете ещё большие проблемы. Ваши попытки воспользоваться металлическим предметом могут привести к возгоранию и пожару. Потому только специальные щипцы. Если вы потеряли заводской инструмент, который обычно находится на внутренней стороне крышки предохранительного блока, купите новые щипцы в автомагазине.

Выбор номинала

Предохранители автомобильные: виды, типы, номинал

Электрика и электроника остается той областью, в которой свободно себя чувствует наименьшее количество автомобилистов. В статье рассмотрим предохранители автомобильные, виды плавких вставок, как их правильно менять, а также основные правила подключения дополнительного оборудования.

Роль в электрической цепи

Многочисленные случаи перегорания электронной составляющей целых систем, возгорания автомобилей подтверждают тот факт, что к электричеству необходимо относиться если не с опаской, то с большой осторожностью.

Предохранитель предназначен для размыкания защищаемой цепи методом разрушения специально предусмотренной для этого токопроводящей части. Разрушение происходит при превышении номинального тока, на который рассчитан предохранитель. Номинальная сила тока плавкой вставки подбирается в соответствии с допустимой нагрузкой на защищаемую цепь, а также с учетом расчетного потребления тока электроприборами, включенными в цепь.

В случае нештатной ситуации первой обязана сгореть плавкая вставка, разомкнув при этом цепь и сохранив автомобиль от возгорания. К чрезмерному нагреву элементов цепи, что является потенциально опасной ситуацией, приводит:

короткое замыкание (не предусмотренное конструкцией соединение двух точек цепи, провоцирующее значительное превышение силы тока в цепи). КЗ может возникнуть вследствие нарушения изоляции токопроводящих элементов, неправильного подключения приборов. Скорее всего, вы и сами не раз сталкивались с перетиранием изоляции проводов в авто;
несоответствие мощности потребителя и номинальной силы тока, которая может пройти в цепи без разрушения ее составляющих. Такое сплошь и рядом встречается при неквалифицированной установке в автомобили дополнительного электрооборудования (к примеру, освещения). Мощные потребители запитываются от штатной электропроводки, которая рассчитана на куда меньшую величину тока. В итоге провода в цепи будут перегреваться, провоцируя оплавление изоляции, что приведет к КЗ и возгоранию автомобиля.

Порог срабатывания

Как вы уже могли догадаться из описания предназначения автомобильных предохранителей, суть правильного выбора предохранителя заключается в подборе уровня сопротивления плавкой части. Разрушение происходит вследствие теплового действия тока. Превышение номинального значения ведет к чрезмерному нагреву плавкой части, что провоцирует ее расплавление (перегорание) и разрыв цепи.

Номинальный ток предохранителя рассчитывается по формуле: Inom=Pmax/U, где

Inom – номинальная величина тока, измеряется в Амперах (А)
Pmax – максимальная мощность нагрузки потребителя, которая должна быть указана на приборе; измеряется в Ваттах (Вт, W)
U – напряжение сети, измеряется в Вольтах (V). Напомним, что напряжение питающей сети легкового авто составляет 12 V

Гораздо удобней использовать готовые таблицы, в которых указаны допуски по мощности для каждого типа предохранителя.

Типы

Согласно классификации по типу срабатывания, в авто применяются плавкие предохранители. Существует 3 типоразмера:

микро;
мини;
норма;
макси.

Но главное разделение, разумеется, идет по величине номинальной силы тока. Для удобства пользователей за определенной величиной номинального тока закреплен цвет корпуса. Но ориентироваться только на цвет не стоит, так как производителю никто не запрещает изменить цветовую гамму своих изделий.

1А – черные	10А – красные	40А – оранжевые
2А – серые	15А – голубые	60А – голубые
3А – фиолетовые	20А – желтые	70А – коричневые
4А – розовые	25А – белые	80А – светло-желтые
5А – желто-оранжевые	30А – зеленые	100А – сиреневые
7,5А – коричневые	35А – светло-фиолетовые

Замена, защита цепей при установке доп. оборудования

Менять штатные предохранители необходимо на изделия точно такого же номинала. Вся необходимая информация представлена в руководстве по ремонту и эксплуатации вашего авто. Если предохранитель перегорел 2-3 раза подряд, ищите неисправность в цепи. Ни в коем случае не устанавливайте плавкую вставку большего номинала. Также не следует менять электропредохранитель на «жука». Починить плавкую вставку в дороге с помощью проволоки можно, но длину и сечение проводника следует подобрать таким образом, чтобы проволока имела такой же номинальный ток, как и штатный предохранитель. Для этого в сети имеются все необходимые формулы и таблицы с готовыми переменными.

Для того чтобы понять, какой именно элемент следует менять, вам нужно просто проверить работоспособность определенной системы питания авто. Включите, например, дворники и проверьте контролькой наличие напряжения на ножках между перемычкой предохранителя, защищающего эту цепь. Также для этих целей подойдет мультиметр.

При установке дополнительных потребителей сначала рассчитайте, выдержит ли штатная проводка автомобиля возросшую нагрузку, и только потом рассчитывайте ток для установки предохранителя большего номинала. Для мощных потребителей следует прокладывать проводку отдельно, номинальный ток предохранителя должен быть в 1.5 раза больше, чем номинальный ток в цепи. Для расчета нагрузки на автомобильные провода используйте закон Ома, можете воспользоваться специальными таблицами, в которых для основных видов проводников указаны площадь поперечного сечения и допустимый ток.

Как выбрать

Предохранители для своего авто следует покупать только от проверенных производителей. Нередки случаи, когда предохранители плохого качества расплавляли изоляцию проводов цепи, посадочное место в монтажном блоке, но сами не перегорали. Скорее всего, расплавится вставка уже в процессе горения авто. Если говорить о фирмах, хорошо зарекомендовавших себя на практике, то можно выделить предохранители AVAR и TESLA.

Если вы не уверены в качестве купленных изделий, проверьте 1-2 плавкие вставки, специально пустив через них ток, при котором они должны перегореть. Для теста вам необходимо собрать цепь с электроприбором, потребление которого больше номинальной силы тока предохранителя. Величину тока в цепи можно рассчитать по формуле: I=P/U, где

P – мощность потребителя;
U – напряжение сети.

В качестве простейшей альтернативы можете сымитировать КЗ.

Плавкие предохранители

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги.

Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

простота устройства и, следовательно, низкая стоимость;
исключительно быстрое отключение цепи при КЗ;
способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток КЗ.

Следует, однако, указать, что:

характеристики предохранителей таковы, что они не могут быть использованы для защиты цепей при перегрузках;
избирательность отключения участков цепи при защите ее предохранителями может быть обеспечена только в радиальных сетях;
автоматическое повторное включение цепи после ее отключения предохранителем возможно только при применении предохранителей многократного действия более сложной конструкции;
отключение цепей плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжениями;
возможны однополюсные отключения и последующая ненормальная работа участков системы.

Поэтому в электроустановках свыше 1 кВ предохранители имеют ограниченное применение; их используют в основном для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения и статических конденсаторов.

Плавкий предохранитель состоит из следующих основных частей: изолирующего основания или металлического основания с изоляторами, контактной системы с зажимами для присоединения проводников, патрона с плавкой вставкой. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания той или иной конструкции.

Предохранители характеризуют номинальным напряжением, номинальным током и номинальным током отключения. Следует различать номинальный ток плавкой вставки и номинальный ток предохранителя (контактной системы и патрона). Последний равен номинальному току наибольшей из предназначенных к нему вставок. Для предохранителей переменного тока с номинальным напряжением от 3 до 220 кВ включительно установлены следующие значения номинальных токов:

Номинальные токи предохранителей, А……8; 10; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400

Номинальные токи плавких вставок, А……2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400

Номинальные токи отключения, кА……2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40

Под номинальным током отключения следует понимать наибольшее допускаемое действующее значение периодической составляющей тока КЗ, отключаемого предохранителем при определенных условиях. Отечественные аппаратные заводы выпускают плавкие предохранители для напряжений до 110 кВ включительно.

Наибольшая температура частей предохранителя, заряженного любой из предназначенных для него плавких вставок, не должна превышать значений, указанных в табл.1 при температуре воздуха +40°С.

Таблица 1

Наибольшие допустимые температуры частей предохранителей

Защитные характеристики плавких предохранителей

Защитные характеристики представляют собой зависимости времени плавления t_пл или времени отключения цени t_от от соответствующих значений тока, неизменного во времени (рис.1).

Рис.1. Примерный вид защитных характеристик плавких предохранителей

Интервалы времени установлены в пределах от 0,01 с до 1 ч. Защитные характеристики предохранителей необходимы для координации их действия с действием других предохранителей и выключателей. Они могут быть получены только при испытании и сообщаются заводами-изготовителями по запросам. Как видно из рисунка, по мере увеличения номинального тока плавкой вставки характеристики смещаются вправо. Значение тока, при котором плавкая вставка предохранителя плавится в течение 1 ч, должно быть более 130% и менее 200% номинального тока вставки.

Коммутационная способность предохранителей

Предохранитель должен отключать при наибольшем рабочем напряжении любой ток в пределах от тока, плавящею вставку в течение 1 ч, до номинального тока отключения независимо от момента начала КЗ, т.е. при любой асимметрии тока. При этом не должны иметь место разрушения патрона или повреждения частей предохранителя.

Газогенерирующие плавкие предохранители

Газогенерирующие плавкие предохранители (их называют также стреляющими предохранителями) предназначены для наружной установки в устройствах 35 и 110 кВ.

Рис.2. Патрон газогенерирующего плавкого предохранителя типа ПВТ-35

На рис.2 показан патрон предохранителя типа ПВТ-35 (предохранитель выхлопной для защиты силовых трансформаторов и линий напряжением 35 кВ). В корпус патрона 1 помещены трубки 2 и 3 из винипласта, соединенные между собой стальным патрубком 4, а также плавкая вставка 5, прикрепленная одним концом к токоведущему стержню 6, а вторым — к гибкому проводнику 7 с наконечником 8.

Рис.3. Газогенерирующий плавкий предохранитель типа ПВТ-35

Патрон устанавливается на основании предохранителя (рис.3), состоящем из цоколя 1, двух опорных изоляторов 2 с головками — верхней 3 и нижней 4 с зажимами для крепления проводников. На нижней головке укреплен контактный нож 5, снабженный пружиной и сцепленный с наконечником патрона. При перегорании плавкой вставки контактный нож освобождается и, откидываясь под действием пружины, тянет за собой гибкий проводник. Под действием дуги стенки винипластовых трубок выделяют газ, давление в патроне повышается и дуга гасится в потоке газа, вытекающего из патрона через нижнее отверстие, а также через клапан бокового отверстия патрубка. Срабатывание предохранителя сопровождается звуковым эффектом, похожим на ружейный выстрел. Гибкий проводник выбрасывается из патрона. Между контактным ножом и концом трубки образуется воздушный промежуток, обеспечивающий изоляцию в месте разрыва. Номинальный ток отключения предохранителя типа ПВТ-35 составляет 3,2 кА.

Кварцевые предохранители

Кварцевые предохранители изготовляют для напряжений 6, 10 и 35 кВ для внутренней и наружной установки. Они относятся к группе токоограничивающих предохранителей.

Рис.4. Патрон кварцевого предохранителя типа ПКТ-10

Патрон предохранителя типа ПКТ для напряжений 3-35 кВ (рис.4) представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 1, плотно закрытую металлическими колпачками 2. Внутри трубки помещена плавкая вставка 3 в виде одной или нескольких параллельно включенных тонких медных проволок. В нижнем колпачке предусмотрен указатель срабатывания предохранителя 4. Патрон заполнен мелким кварцевым песком.

Длина проволок и, следовательно, длина патрона определяются номинальным напряжением. Поскольку градиент восстанавливающейся электрической прочности промежутка в кварцевом песке относительно невелик, длина проволоки должна быть велика. Чтобы поместить ее в патроне, приходится навивать проволоку винтообразно.

Характеристики тугоплавких вставок из меди (температура плавления 1080°С) могут быть улучшены напайкой капель олова или свинца, температура плавления которых значительно ниже (соответственно 200 и 327°С). При расплавлении металла напайки он растворяет в себе медь, вследствие чего вставка быстро разрушается при температуре значительно более низкой, чем температура плавления основного материала вставки.

Свойства материала, наполняющего патрон токоограничивающего предохранителя, существенно влияет на работу последнего.

Наполнитель должен удовлетворять следующим требованиям:

отводить тепло от плавкой вставки в нормальном рабочем режиме;
не выделять газа под действием высокой температуры дуги;
обладать достаточной электрической прочностью после разрыва цепи.

Как показал опыт, этим требованиям в наибольшей мере отвечает кварцевый песок.

Процесс отключения цепи токоограничивающим предохранителем при КЗ протекает следующим образом. При большом токе тонкая проволока плавится и испаряется в течение долей полупериода почти одновременно по всей длине. Зажигается дуга. Вследствие высокой температуры газа в канале дуги образуется местное давление (давление в патроне практически не повышается).

Ионизованные частички металла выбрасываются в радиальном направлении в зазоры между песчинками кварца. Здесь они быстро охлаждаются и деионизуются. Сопротивление дуги увеличивается настолько быстро, что ток резко снижается, не достигнув своего максимального значения, а напряжение на дуговом промежутке повышается (рис.5).

Рис.5. Осциллограммы тока и напряжения
при отключении предохранителем типа ПКТ
тока 20 кА при напряжении 6 кВ

Как видно из осциллограммы, напряжение у зажимов предохранителя превышает напряжение сети вследствие появления ЭДС самоиндукции, направленной согласно с напряжением сети. Коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении цепи плавкими предохранителями, не должны превышать следующих значений:

Номинальное напряжение, кВ……3..6..10..20..35

Наибольшее допустимое перенапряжение по отношению к земле, кВ……16..26..40..82..126

Для ограничения перенапряжений принимают различные меры: применяют вставки ступенчатого сечения по длине, что затягивает процесс их плавления и удлинения дуги; параллельно основным рабочим вставкам включают вспомогательные вставки с искровым промежутком. В последнем случае при расплавлении рабочих вставок и резком повышении напряжения пробивается искровой промежуток вспомогательной вставки, которая также сгорает. Максимальное напряжение при этом уменьшается.

Токоограничивающая способность кварцевых предохранителей

Токоограничивающая способность кварцевых предохранителей характеризуется зависимостью наибольшего мгновенного значения пропускаемого предохранителем тока от периодической составляющей тока КЗ. Характер этой зависимости показал на рис.6.

Рис.6. Характеристики токоограничения кварцевых предохранителей

Наклонная прямая i_уд дает значение ударного тока, соответствующего току I_п0 при отношении X/R=15,7 (Т_a=0,05с). Наклонные прямые, обозначенные i_max, определяют наибольшие мгновенные значения тока, пропускаемого предохранителями с номинальными токами плавких вставок I_ном1, I_ном2, I_ном3 и т.д. Как видно из рисунка, ограничение тока имеет место при отключаемом токе I_п0, превышающем некоторое минимальное значение, зависящее от номинального тока вставки. Чем меньше последний, тем заметнее токоограничивающее действие предохранителя.

Кварцевые предохранители для защиты измерительных трансформаторов напряжения типа ПКН имеют неограниченную отключающую способность и могут быть установлены в РУ 6, 10, 35 кВ станций, подстанций большой мощности. Они отличаются от обычных кварцевых предохранителей типа ПК материалом плавкой вставки, изготовляемой из константановой проволоки с четырехступенчатым сечением. При КЗ плавление проволоки происходит ступенями. При этом сопротивление четвертой ступени (относительно большого сечения) служит в основном для ограничения тока КЗ до значений, соответствующих номинальному току отключения предохранителей типа ПК.

Выбор плавких предохранителей

При выборе плавких предохранителей руководствуются следующими условиями.

1) Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать поминальному напряжению установки.

2) Номинальный ток вставки должен быть выбран так, чтобы она не расплавлялась в утяжеленном режиме, когда рабочий ток имеет наибольшее значение. Вставка не должна также плавиться в переходных режимах, например при включении силового трансформатора, когда броски намагничивающего тока достигают 8-10-кратного значения номинального тока трансформатора. У измерительных трансформаторов напряжения бросок намагничивающею тока достигает 150I_ном. Наконец, номинальный ток вставки должен быть выбран так, чтобы обеспечить избирательности отключения при КЗ.

3) Номинальный ток отключена предохранителя не должен быть меньше периодической составляющей тока КЗ (действующего значения за первый период), т.е. I_{откл.ном}≥I_п0

Значение наибольшего мгновенного тока, пропускаемого токоограничивающими предохранителями, не должно превышать допустимых токов аппаратов в защищаемой части сети.