Виды предохранителей

Виды предохранителей: назначение, описание, маркировка

Предохранители используются везде и всюду – они есть в технике, в самых разных электрических устройствах, автомобилях, промышленном оборудовании. Существует множество видов этих элементов. Для чего они нужны и в чем их особенности? Рассмотрим основные виды предохранителей.

Характеристика

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

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

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

Плавкий трубчатый керамический

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

Плавкая вставка ПВД

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

Элементы с кварцевым песком

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

Быстродействующие предохранители

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

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

Самовосстанавливающиеся

Это достаточно интересные решения. Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой деталь, внутри которой находится специальный пластик. Пока пластиковая вставка холодная, она может проводить электричество. Как только вставка разогреется до определенной температуры, ее токопроводящие свойства теряются за счет увеличения сопротивления. Виды предохранителейПосле остывания ток снова сможет проходить через изделие. Плюс данных деталей в том, что после перегорания нет никакой нужды в замене элемента. Промышленность выпускает эти изделия в различных видах. Они подходят для пайки по технологии навесного или поверхностного монтажа. В основном эти виды предохранителей используют в маломощных схемах.

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

Другие типы предохранителей

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

Маркировка и обозначения

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

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

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

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

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

Второй буквой обозначаются типы цепи:

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

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

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

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

Виды предохранителей

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

Виды предохранителей

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

Виды предохранителей

Неожиданно: мужья хотят, чтобы их жены делали чаще эти 17 вещей Если вы хотите, чтобы ваши отношения стали счастливее, вам стоит почаще делать вещи из этого простого списка.

Виды предохранителей

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

Виды предохранителей

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе Время летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с.

*****

Виды предохранителейВы даже не подозреваете, какое количество предохранителей существует. Но попробуем объять необъятное, хотя бы в малых масштабах.Поговорим о видах предохранителей.

Классифицировать в общих чертах предохранители можно по нескольким типам срабатывания:

  • плавкие предохранители;
  • механические предохранители;
  • электромеханические предохранители;
  • электронные предохранители;
  • термопредохранители.

Как можно понять из названия, первые четыре типа относятся к виду, срабатывающим на изменения тока, в то время, как последний срабатывает на изменение температуры.

Плавкие предохранители представляют очень обширную группу, но все они характеризуются одним свойством, чтобы возобновить их прежние характеристики, необходимо произвести замену перегоревшего проводника. Иногда это требует запасных частей, иногда паяльник и навыки пайки, но всегда определенные навыки и знания в восстановлении такого типа предохранителей.

  • Плавкий предохранитель трубчатый стеклянный. Самый распространенный предохранитель в бытовом использовании. Пожалуй, один из самых удобных в плане определения исправен он или нет, для этого достаточно посмотреть на просвет целая вставка или нет.Виды предохранителей
  • Плавкий предохранитель трубчатый керамический. Ничем не отличается от стеклянного, кроме как материалом корпуса. Неудобство заключается в том, проверить работоспособность на «глазок» не выйдет, нужно проверять прозванивающими устройствами.Виды предохранителей
  • Плавкие вставки типа ПВД. Тот же принцип, но есть улучшение, теперь неисправный предохранитель можно увидеть (при перегорании в задней части ПВД вылетает «флажок»).Виды предохранителей
  • Предохранители с применением кварцевого песка. Неудобство тоже, определить перегоревший можно только с помощью вспомогательных устройств. Обладают хорошими дугогасящими свойствами. Бывают в стеклянных и керамических корпусах. Рассчитаны на большие токи.Виды предохранителейВиды предохранителей
  • Немного усовершенствованная модель имеет дополнительный предохранитель подобный ПВД, который показывает, какой из предохранителей вышел из строя, что бывает удобно при большом количестве предохранителей.Виды предохранителей
  • Быстродействующие плавкие предохранители, практически ничем не отличаются внешне от собратьев выше, но при коротком замыкании или превышении допустимого тока «перегорают» очень быстро.
  • Smd-предохранители. Не подлежат ремонту, только замена.Виды предохранителей
  • Довольно интересный тип предохранителей – самовосстанавливающийся. Его суть заключается в следующем: внутри находится особый пластик, который проводит ток, пока он «холодный», но как только он нагревается, его сопротивление резко увеличивается и ток перестает течь, пока такой предохранитель снова не остынет. Преимущество огромное, его не надо разбирать и ремонтировать, после того, как он «перегорел», он выпускается в различных форм-факторах, как для пайки навесным монтажом, так и поверхностным.Виды предохранителей
  • Предохранители взрывные. Относятся к очень редкой и экзотической группе. «Перегорание» такого предохранителя обеспечивается взрывным устройством, которое закреплено на проводнике тока. За процесс взрыва отвечает датчик, который контролирует ток в цепи. Довольно точные предохранители, поскольку зависят не от свойств металла токопроводящей пластины, а от точности и уставки датчика тока.
  • В установках высокого напряжения применяются автогазовые, газовые и жидкостные предохранители, а так же стреляющие предохранители. Вряд ли вы их увидите в реальной жизни, но знайте, что они есть.

Механических предохранителей сейчас вы уже не найдете в природе, только электро- или электронномеханические. Подробно на них останавливаться не будем. Для удобства представления эти группы можно назвать автоматами (или автоматическими выключателями) – группа электромеханических предохранителей и УЗО (автоматический выключатель дифференциального тока – дифавтомат) – группа электронномеханических предохранителей. Можно так выразиться – классика.
На электронных предохранителях тоже не будем останавливаться подробно, их и вовсе не охватишь в одной статье. Замечу лишь, что полностью электронные предохранители возможны только для постоянного тока, для переменного если существуют, то имеют очень сложную схему. Имеют много параметров настройки срабатывания: кратковременные превышения тока, длительные превышения тока, точные значения тока, возможность исключения срабатывания, даже если ток превышает допустимый, но до определенного момента (например, пусковые токи при запуске двигателя), скорость нарастания тока и куча других параметров. Для каждого параметра существует своя схема и из таких кирпичиков-схем можно собрать очень функциональный электронный или электронно-механический предохранитель.

  • Термопредохранители. Количество моделей огромно. Применяются везде, где есть возможность перегрева: чайники, духовки, плиты, варочные панели, утюги и т.д. Могут быть рассчитаны на любую температуру, напряжение и ток. Могут быть как самовосстанавливающиеся, так и нет (но, чаще всего, когда они перегорают, их приходится менять). Механизм срабатывания тоже может быть различный.
  • К этой же группе можно отнести термореле, которые совместно с электромагнитными контактами используют как термопредохранители в системах вентиляции с использованием электроподогрева воздуха.
  • В плитах так же иногда используется термопредохранитель вместо переключателя, только он, так же как и предыдущий тип, имеет возможность регулировки температуры срабатывания.
  • В качестве управляющего элемента в электронных термопредохранителях используются специальные детали, которые изменяют свою проводимость в зависимости от температуры. Мы привыкли называть это термопарой. Могут быть выполнены как отдельные компоненты, так и в составе целых блоков.

Вот в принципе и все о более или менее известных типах предохранителей.

*****

Виды предохранителей

Виды предохранителейЛюбая электрическая система работает на балансе подводимой и потребляемой энергий. Когда в схему электрооборудования подается напряжение, то оно прикладывается к определенному сопротивлению цепи. В итоге на основании закона Ома вырабатывается ток, благодаря действию которого совершается работа.

При нарушениях изоляции, ошибках монтажа, аварийном режиме сопротивление электрической цепи плавно снижается или резко падает. Это ведет к соответствующему возрастанию тока, который при достижении величины, превышающей номинальное значение, причиняет вред оборудованию и человеку.

Вопросы безопасности всегда были и будут актуальны при использовании электрической энергии. Поэтому защитным устройствам постоянно придается повышенное внимание. Первые такие конструкции, названные предохранителями, широко используются до настоящего времени.

Виды предохранителей

Электрический предохранитель является частью рабочей цепи, врезается в рассечку питающего провода, должен надежно выдерживать рабочую нагрузку и защищать схему от появления сверхнормативных токов. Эта функция заложена в основу его классификации по номинальному току.

По применяемому принципу действия и способу разрыва схемы все предохранители подразделяют на 4 группы:

1. с плавкой вставкой;

2. электромеханической конструкции;

3. на основе электронных компонентов;

4. самовосстанавливающиеся модели с нелинейными обратимыми свойствами после действия сверхтоков.

Предохранители этой конструкции имеют в своем составе токопроводящий элемент, который под действием тока с величиной, превышающей номинальное установленное значение, расплавляется от перегрева и испаряется. Этим обеспечивается снятие напряжения со схемы и защита ее.

Плавкие вставки могут быть изготовлены из металлов, например, меди, свинца, железа, цинка или отдельных сплавов, обладающих таким коэффициентом термического расширения, который обеспечивает защитные свойства электрооборудования.

Характеристики нагрева и охлаждения проводников для электрооборудования при установившемся рабочем режиме приведены на рисунке.

Виды предохранителей

Работа плавкой вставки под расчетной нагрузкой обеспечивается созданием надежного баланса температур между теплом, выделяемым на металле от прохождения по нему рабочего электрического тока, и отводом тепла в окружающую среду за счет рассеивания.

Виды предохранителей

При возникновении аварийных режимов это равновесие быстро нарушается.

Виды предохранителей

Металлическая часть плавкой вставки при нагреве увеличивает значение своего активного сопротивления. Это вызывает больший разогрев, поскольку выделяемое тепло прямо пропорционально величине I2R. При этом снова возрастает сопротивление и выделение тепла. Процесс продолжается лавинообразно до тех пор, пока не наступает расплавление, закипание и механическое разрушение плавкой вставки.

При разрыве цепи внутри плавкой вставки возникает электрическая дуга. Через нее до момента полного погасания проходит опасный для установки ток, который меняется по характеристике, показанной на рисунке ниже.

Виды предохранителей

Основным эксплуатационным параметром плавкой вставки является его времятоковая характеристика. определяющая зависимость кратности аварийного тока (относительно номинального значения) ко времени срабатывания.

Для ускорения работы плавкой вставки при малых кратностях аварийных токов используются специальные технические приемы:

создание форм переменного сечения с зонами уменьшенной площади;

применением металлургического эффекта.

Виды предохранителей

На сужениях пластин увеличивается сопротивление и создается большее выделение тепла. В нормальном режиме работы эта энергия успевает равномерно распространиться по всей поверхности, а при перегрузках создаются критические зоны на узких местах. Их температура быстро достигает состояния, при котором металл плавится и разрывает электрическую цепь.

Для увеличения быстродействия пластины делают из тонкой фольги и применяют их в несколько слоев, включенных параллельно. Перегорание любого участка на одном из слоев ускоряет срабатывание защиты.

Принцип металлургического эффекта

Он основан на свойстве отдельных легкоплавких металлов, например, свинца или олова, растворять в своей структуре более тугоплавкие медь, серебро и отдельные сплавы.

Для этого на многожильные проволочки, из которых делают плавкую вставку, наносят капли олова. При допустимой температуре металла проводов эти добавки не создают никакого эффекта, но в аварийном режиме они быстро расплавляются, растворяют часть основного металла и обеспечивают ускорение срабатывания предохранителя.

Эффективность этого способа проявляется только на тонких проводниках и значительно снижается при увеличении их поперечного сечения.

Основной недостаток плавкой вставки состоит в том, что при срабатывании ее необходимо вручную заменять новой. Для этого требуется поддерживать их запас.

Предохранители электромеханической конструкции

Принцип врезания защитного устройства в питающий провод и обеспечение его разрыва с целью снятия напряжения позволяет отнести созданные для этого электромеханические изделия к предохранителям. Однако, большинство электриков выделяет их в отдельный класс и называет автоматическими выключателями или сокращенно автоматами.

Виды предохранителей

При их работе специальный датчик постоянно контролирует величину проходящего тока. После достижения критического значения подается управляющий сигнал на исполнительный механизм – взведенную пружину от теплового или магнитного расцепителя.

Предохранители на электронных компонентах

У этих конструкций функцией защиты электрической схемы занимаются бесконтактные электронные ключи на основе силовых полупроводниковых приборов из диодов, транзисторов или тиристоров.

Их называют электронными предохранителями (ЭП) или модулями контроля и коммутации тока (МККТ).

В качестве примера на рисунке представлена структурная схема, показывающая принцип работы предохранителя на транзисторе.

Виды предохранителей

Схема управления такого предохранителя снимает измеряемый сигнал о величине тока с резистивного шунта. Он модифицируется и подается на вход изолированного полупроводникового затвора полевого транзистора типа MOSFET.

Когда ток через предохранитель начинает превышать допустимое значение, то затвор запирается, а нагрузка отключается. При этом предохранитель переводится на режим самоблокировки.

Если в схеме электрооборудования используется много МККТ, то возникают трудности с определением сработавшего предохранителя. Для облегчения его поиска введена функция подачи сигнала «Авария», который может фиксироваться загоранием светодиода или срабатыванием твердотельного либо электромеханического реле.

Такие электронные предохранители отличаются быстродействием, их время срабатывания не превышает 30 миллисекунд.

Рассмотренная выше схема считается простой, она может быть значительно расширена новыми дополнительными функциями:

непрерывного контроля тока в цепи нагрузки с формированием команд на отключение при превышениях тока более 30% номинальной величины;

отключения защищаемого участка в случаях возникновения коротких замыканий или перегрузок с выдачей сигнала при увеличении тока в нагрузке выше 10% от установленной уставки;

защит силового элемента транзистора при возникновении температур более 100 градусов.

У таких схем используемые модули МККТ по времени срабатывания делятся на 4 группы. Самые быстродействующие устройства относят к классу «0». Они отключают превышающие уставку токи на 50% за время до 5 мс, на 300% — за 1,5 мс, на 400% — за 10мкс.

Эти защитные устройства отличаются от плавких вставок тем, что после отключения аварийной нагрузки они сохраняют свою работоспособность для дальнейшего многократного использования. Поэтому их назвали самовосстанавливающимися.

За основу конструкции взяты полимерные материалы, обладающие положительным температурным коэффициентом для электрического сопротивления. Они обладают кристаллической структурой решетки при обычных, нормальных условиях и резко переходят в аморфное состояние при нагреве.

Характеристика срабатывания такого предохранителя обычно приводится в форме логарифма сопротивления в зависимости от температуры материала.

Виды предохранителей

Когда полимер имеет кристаллическую решетку, то он хорошо, как металл, пропускает электрический ток. В аморфном состоянии проводимость значительно ухудшается, чем обеспечивается отключение нагрузки при возникновении ненормального режима.

Такие предохранители используются в защитных устройствах для ликвидации возникающих многократных перегрузок там, где замена плавкой вставки или ручные действия оператора затруднительны. Это сфера автоматических электронных устройств, широко используемых в компьютерных технологиях, мобильных гаджетах, измерительной и медицинской технике, транспортных средствах.

На надежную работу самовосстанавливающихся предохранителей оказывает влияние температура окружающей среды и величина протекающего сквозь него тока. Для их учета введены технические термины:

ток пропускания, определяемый как максимальное значение при температуре +23 градуса Цельсия, которое не приводит к срабатыванию устройства;

ток срабатывания, как минимальная величина, которая при той же температуре приводит к переходу полимера в аморфное состояние;

максимальное значение приложенного рабочего напряжения;

время срабатывания, измеряемое от момента возникновения аварийного тока до отключения нагрузки;

мощность рассеивания, определяющая способность предохранителя при +23 градусах передавать тепло в окружающую среду;

первоначальное сопротивление до подключения в работу;

сопротивление, достигаемое через 1 час после окончания срабатывания.

Самовосстанавливающиеся предохранители обладают:

Статьи и схемы

Полезное для электрика

*****

1.3 Классификация предохранителей.

Предохранитель цилиндрической формы в стеклянном корпусе, размером 5 х 20 мм. Обеспечивает защиту электрических сетей и приборов широкого применения, печатных плат, управляющих промышленными устройствами низкого напряжения и напрямую соединенных с электрической сетью, электрических схем и промышленных электрических устройств.

Виды предохранителей

Промышленный предохранитель, gG стандарт NF EN 60269-1 и 2-1. Обеспечивает защиту кабелей и электрических устройств. Селективность, гарантированная между двумя предохранителями, для которых имеется разница двух токов установки (т.е. 160А и 100А). Отключающая способность: 20kA для размеров 8,3 х 31,5 мм и 80 - 120kА для других размеров при номинальном напряжении. Защита на всех уровнях электрического распределения от перегрузок и коротких замыканий. Основные распределительные щиты. Защита всех электродвигателей с низким напряжением.

Виды предохранителей

Черная и зелёная маркировка плавкого предохранителя gG. Стандарт NF EN 60269 и 261. Селективность, обеспечивается когда разница по току вставки вдвое больше (т.е. 100А и 160А). Отключающая способность: Размер 000/С00: 120 kА – 500 В. Другие размеры: 100 kА – 500 В. Защита любого уровня. Защита проводов и электрических материалов. Главный распределительный шкаф, шкаф приводов, прямая защита двигателей, необходимо использовать вместе с тепловым реле.

Виды предохранителей

Предохранитель сверхбыстродействующей защиты полупроводников с ограничением по току. Предохранитель широкого диапазона. Устраняет необходимость устанавливать внешние устройства защиты. NF стандарт EN 60269-1 и 4. Отключающая способность: от160 до 200 кА.

Виды предохранителей

Наиболее распространённый в Америке тип предохранителей расcчитанный на напряжение от единиц до десятков кВ. Фиксируется в зажимы и входит в общую группу ограничения по току. Срабатывает на предельную нагрузку в трансформаторных цепях (свыше 133%). Используется в закрытых помещениях и на открытом воздухе в местах, защищённых от непогоды.

Виды предохранителей

Предохранители всевозможных форм-факторов и различных целевых назначений. Используются для защиты аккумуляторных батарей, кабелей телекоммуникационных систем, сварочных аппаратов и устройств с наличием сильных механических перегрузок и ускорений (до 6000g).

Виды предохранителей

Маркировка gG в общем случае говорит о том, что данное устройство предназначено для применения в области отключающей способности, от англ "General purposes" - общего назначения.

Первая буква а или g означает:

a - Предохранители (плавкие вставки) для защиты от токов короткого замыкания (частичный диапазон).

g - Предохранители (плавкие вставки) для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки (полный диапазон).

Вторая буква описывает тип защищаемого оборудования: L - Предохранители (плавкие вставки) для защиты кабелей и распределительных устройств.

B - Предохранители (плавкие вставки) для защиты горного оборудования. Имеют повышенные требования по взрывобезопасности. По временным характеристикам примерно соответствуют gG/gL.

M - Предохранители (плавкие вставки) для цепей электродвигателей и отключающих устройств.

R - Предохранители (плавкие вставки) для защиты полупроводников. Tr - Предохранители (плавкие вставки) для защиты транформаторов. Например: gG/gL (gG-gL) - защита линейных цепей от перегрузки и короткого замыкания, общего назначения, наиболее распостраненные. aM - защита цепей электродвигателей от короткого замыкания (замедленные), aR - защита полупроводников только от короткого замыкания (сверхбыстрые). gR - защита полупроводников от короткого замыкания и перегрузки (сверхбыстрые). gS - защита полупроводников от короткого замыкания и перегрузки (сверхбыстрые). Совмещают в себе свойства 2-х последовательно включенных предохранителей с характеристиками aR+gG/gL. Сверхбыстрое срабатывание на короткое замыкание и среднее время срабатывания на перегрузку. Новая разработка, появились только в 2009 году.(По данным ETI Electroelement). gTr - Предохранители (плавкие вставки) для защиты транcформаторов. Замедленные. Выдерживают перегрузку в 1,3*I ном в течение 10 часов, в 1,5*Iном в течение 2-х часов. (По данным SIBA). gF (gTF) - защита линейных цепей, расчётный ток короткого замыкания которых невелик. При необходимости могут быть заменены предохранителями с характеристикой gG/gL

По конструкции плавких вставок предохранители подразделяются на:

• разборные – предохранители, допускающие замену плавких элементов после срабатывания на месте эксплуатации;

• неразборные – предохранители, у которых замене подлежит вся плавкая вставка.

По степени закрытия плавкой вставки и, следовательно, по внешнему эффекту, возникающему при отключении тока, различаются предохранители:

• с открытой плавкой вставкой, которые не имеют устройств, ограничивающих объем дуги, выброс пламени и частиц расплавленного металла;

• с полузакрытым патроном, у которого оболочка патрона открыта с одной или двух сторон, что несколько ограничивает опасность для находящихся вблизи людей и опасность перекрытия между фазами;

• с закрытым патроном, при котором не получается выброса пламени, опасного для находящихся вблизи людей или могущего вызвать перекрытие между соседними частями, находящимися под напряжением.

По конструкции контактов плавкие вставки подразделяются на плавкие вставки с:

• ножевыми контактами – плавкая вставка вставляется в губки контактного основания;

• болтовыми контактами – плавкая вставка присоединяется непосредственно к проводникам комплектного устройства;

• фланцевыми контактами – плавкая вставка устанавливается на токоподводящей монтажной плоскости.

По наличию наполнителя различаются плавкие вставки:

По виду плавких вставок в зависимости :

от диапазона токов отключения:

• g – с отключающей способностью в полном диапазоне токов отключения;

• а – с отключающей способностью в части диапазона токов отключения;

• небыстродействующие (плавкие вставки типа g и а) – характеристики их обеспечивают защиту устройств с относительно большой постоянной времени нагрузки (трансформаторы, электрические машины, кабели); •быстродействующие (плавкие вставки типа aR и gR) характеристики их обеспечивают защиту устройств с относительно малой постоянной времени нагрузки (силовые полупроводниковые приборы)

• с калиброванным основанием – предохранитель, конструкция которого не допускает установку в его основании плавкой вставки на номинальный ток более предусмотренного для данного предохранителя;

• с некалиброванным основанием – предохранитель, конструкция которого допускает установку в его основании плавкой вставки на номинальный ток более предусмотренного для данного предохранителя.

По способу охлаждения плавкой вставки:

• с естественным охлаждением – предназначены для эксплуатации при естественной конвекции окружающего воздуха;

• с принудительным охлаждением всей или части наружной поверхности плавкой вставки.

По способу присоединения внешних проводников:

• с задним присоединением;

• с передним присоединением;

• с универсальным (передним и задним) присоединением.

Функциональные признаки (по применению и назначению)

Предохранители можно разделить на группы: общего применения, сопутствующие, для защиты силовых полупроводниковых приборов (быстродействующие), для трансформаторных установок.

• Предохранители общего применения – используются для защиты силовых потребителей электроэнергии с высокой электротермической и электродинамической устойчивостью (например, электродвигателей, трансформаторов, внутрицеховых электросетей и т.п.) и отключают все токи КЗ: от пограничного тока до тока наибольшей отключающей способности, имеют плавкие в ставки типа g – с отключающей способностью в полном диапазоне токов отключения.

• Предохранители сопутствующие – применяются совместно с автоматическими выключателями или тепловыми реле; должны отключать цепь только при больших токах К3, при этом либо ограничить ток К3 до допустимого значения для выключателей, либо отключить цепь раньше, чем разойдутся контакты выключателя (или реле); применяются плавкие вставки типа а – с отключающей способностью в части диапазона токов отключения (малые токовые перегрузки отключают автоматические выключатели или тепловое реле).

Предохранители бывают сменяемыми под напряжением и несменяемыми под напряжением. В первом случае смена патрона может быть осуществлена непосредственно рукой, так что оператор при этом не касается частей, находящихся под напряжением. Во втором случае до снятия патрона предохранитель должен быть отключен от напряжения. Предохранители в оболочках иногда имеют блокировку, благодаря которой нельзя коснуться частей, находящихся под напряжением, пока напряжение не снято.

*****

Виды предохранителей

Плавкий предохранитель – первое устройство, примененное в электрических цепях для защиты от замыканий и перегрузок. Возникновение этих аварийных режимов работы неизбежно. Какой бы новой и качественной не была электроустановка, всегда сохраняется шанс на повреждение ее изоляции и подключение избыточной мощности к сетям питания.

Предохранитель является одноразовым компонентом. После срабатывания либо он сам, либо его плавкая вставка подлежат утилизации и замене новыми. Этих недостатков лишены автоматические выключатели, отключающие аварийные режимы работы сети снова и снова, без разрушения и выхода из строя. Но предохранители применяются в электроустановках до сих пор.

Виды предохранителей

Этому способствуют его достоинства:

  • простая конструкция, дешевая в изготовлении;
  • удобство эксплуатации;
  • выход из строя предохранителя невозможен – в нем просто нечему ломаться. Поэтому отказов в их работе не бывает, что повышает надежность работы защиты.

Устройство предохранителя

Предохранитель любой конструкции состоит из трех частей: корпуса, контактной части и плавкого элемента.

Плавкий элемент представляет собой проводник из легкоплавкого материала. При прохождении тока через предохранитель на плавком элементе, обладающем электрическим сопротивлением, выделяется электрическая мощность в виде тепла. Если ток ниже номинального, то тепла недостаточно для расплавления металла, из которого изготовлена вставка.

При превышении током порога срабатывания происходит расплавление вставки, сопровождающееся разрывом цепи. Разрыв происходит тем быстрее, чем больший ток проходит через предохранитель. Для каждого из них заводы-производители приводят время-токовую характеристику, по которой можно определить, за какое время произойдет отключение аварийного режима с заданной кратностью превышения номинального тока. Эта информация используется проектировщиками для расчета работы защит с применением предохранителей.

Виды предохранителей

Устройство стеклянного предохранителя

Корпус предохранителя служит не только для механической связи его элементов между собой. При перегорании плавкой вставки неизбежно возникает электрическая дуга. Задача корпуса предохранителя – не допустить ее распространение и погасить как можно скорее.

Назначение контактной системы – обеспечить надежное разъемное соединение защитного устройства с токопроводами электроустановки. Площадь контакта должна быть максимально возможной, чтобы снизить переходное сопротивление и исключить нагрев соединения. Для контактных систем предохранителей используются латунь и медь с анодированным покрытием.

Гашение дуги в корпусах предохранителей

Простейшие модели не содержат внутри ничего, кроме воздуха. Но и рассчитаны они на небольшие токи, отключение которых не сопровождается образованием дуги с опасными для электрооборудования характеристиками. При расплавлении вставки она гаснет самостоятельно.

С повышением тока, отключаемого предохранителем, возникает необходимость принудительного гашения дуги внутри корпуса. Иначе она не погаснет, продолжая подпитывать короткое замыкание. Аварийная цепь не будет отключена: дуга, расплавив контактную систему, распылит частицы металла по поверхности корпуса, образовав контактный мостик. По нему продолжит протекать ток короткого замыкания, пока не сработает вышестоящая защита, либо окончательно не расплавятся токопроводы. В лучшем случае время отключения аварийного режима работы затянется в разы.

Чем больше время отключения короткого замыкания, тем больше вреда оно принесет. Поэтому гашению дуги внутри предохранителя уделяют особое внимание.

Первым методом, позволяющим сократить время отключения короткого замыкания, было изготовление центральной части полого корпуса предохранителя из фибры. Это слоистый материал, состоящий из картона, спрессованного с целлюлозной массой, предварительно пропитанной хлористым цинком. Изделия из фибры стойки к воздействиям бензина, спирта, керосина, ацетона, а также обладают изоляционными свойствами.

Виды предохранителей

Но главное достоинство деталей из фибры, обусловившее ее распространение в электротехнике – при воздействии пламени дуги она выделяет смесь газов, блокирующих процесс ее горения. Газы, смешиваясь с ионизированной плазмой дуги, затрудняют движение заряженных частиц в ней. Сопротивление токопроводящего канала резко возрастает, дуга гаснет. Такие предохранители называют газогенерирующими, а кроме фибры для их изготовления используется еще и винипласт .

Виды предохранителей

Устройство фибрового предохранителя

Следующим способом, применяемым для ускорения работы предохранителя, является заполнение корпуса кварцевым песком. Температура плавления кварца – около 1700 градусов, к тому же он – отличный диэлектрик. При перегорании плавкой вставки дуга, увеличиваясь в объеме, распространяется между песчинками. Ей приходится их обходить по замысловатой и сложной траектории, в результате длина ее увеличивается. Дополнительно происходит отбор тепла дуги материалом наполнителя, что способствует деионизации канала и скорейшему погасанию разряда.

Виды предохранителей

Кварцевые предохранители получили наибольшее распространение в электроустановках и применяются до сих пор. Газогенерирующие предохранители распространены меньше и встречаются только в устаревших распределительных устройствах.

Высоковольтные предохранители

Применение предохранителей для защиты электроустановок высокого напряжения значительно упрощает и удешевляет их конструкцию. Альтернативой этому является устройство полноценной релейной защиты. А для ее работы требуются датчики: трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их задача – снизить измеряемые величины до безопасных значений, с которыми могут работать реле и микропроцессорные терминалы. Все это в совокупности оказывается на порядки дороже, чем установка предохранителей.

Но к быстродействию предохранителей в электроустановках выше 1000 В предъявляются еще более жесткие требования. Для скорейшего отключения их плавкую вставку прикрепляют к пружине. соединенной с одним из контактных выводов. Корпус заполняется кварцевым песком.

При перегорании вставки пружина освобождается и резко сокращается. За счет этого длина участка горения дуги быстро увеличивается. Гашение происходит быстрее.

Виды предохранителей

Дополнительным и обязательным для высоковольтных предохранителей устройством является узел контроля исправности. Чтобы безопасно проверить низковольтный предохранитель, можно воспользоваться индикатором, указателем напряжения или тестером. При необходимости можно отключить рубильник и измерить сопротивление между контактами защитного устройства.

Но проверить исправность высоковольтного предохранителя так не получится. Приближаться к нему нельзя. Использование указателей напряжения не дает достоверных результатов. Если плавкими вставками защищен силовой трансформатор, указатель покажет за перегоревшим предохранителем напряжение, наведенное на потерявшей питание обмотке с обмоток других фаз. При проверке исправности вставок на кабельной линии указатель засветится от остаточного заряда, сохраняющегося из-за большой емкости кабеля.

Для индикации срабатывания защиты из корпуса предохранителя выскакивает индикатор, хорошо видимый на расстоянии, безопасном для осмотра. На низковольтных предохранителях для удобства обслуживания тоже применяются индикаторные устройства, сигнализирующие о перегорании плавкой вставки.

Другой проблемой, существующей при использовании предохранителей в сетях выше 1000 В, является возникновение неполнофазного режима из-за перегорании вставки в одной фазе. Оставшиеся в работе на двух фазах силовые трансформаторы выдают на низковольтной обмотке несимметричное напряжение, грозящее вывести из строя электроприборы потребителей.

Виды предохранителей

Устройство высоковольтного предохранителя

Если проблема актуальна, при перегорании одной вставки отключают питание полностью. Для этого используют специальные предохранители с бойками на одном из его торцов. Боек подпружинен и освобождается одновременно с перегоранием плавкой вставки. В паре с такими устройствами применяются выключатели нагрузки, имеющие отключающие планки. Во включенном положении контактная система выключателя удерживается защелкой. При ударе бойка по отключающей планке защелка выбивается. Система отключающих пружин выключателя отбрасывает его контактную систему в отключенное положение. По выскочившему из корпусу бойку определяют фазу, из-за замыкания в которой произошло отключение.

Полупроводниковые предохранителя

Развитие силовой полупроводниковой техники обозначило еще одну проблему. Ни одно механическое защитное устройство, включая плавкие предохранители, не способно своевременно отключить аварийный режим работы устройств, содержащих мощные диоды или транзисторы. Перегрузка этих приборов возможна лишь ограниченное время – десятки миллисекунд. При превышении этого времени прибор разрушается.

Виды предохранителей

Чтобы свести к минимуму повреждения электроники в частотных преобразователях, инверторах или устройствах плавного пуска применяют полупроводниковые предохранители. Их p-n-переход перегорает быстрее, чем любая плавкая вставка. Но есть у них особенность – срабатывая, полупроводниковый предохранитель не дает полной гарантии разъединения цепи. Ток через нее прекращается, но не полностью: перегоревший полупроводниковый предохранитель имеет некоторое сопротивление. Поэтому для безопасной эксплуатации перед ним устанавливают еще один коммутационный элемент – автоматический выключатель. Они осуществляет резервирование полупроводниковой защиты, а также используется для гарантированного снятия напряжения с устройства для проверки исправности или замены предохранителей.

Самовосстанавливающиеся предохранители

В некоторых случаях после перегрузки цепи ее можно без вреда включить обратно через некоторое время. Это актуально в микропроцессорной и микроконтроллерной технике. Для защиты таких цепей используют предохранители с самовосстановлением.

В состав этих устройств входит полимерная масса, смешанная с углеродом. Углерод обеспечивает требуемую проводимость, но само устройство в целом имеет сопротивление проходящему через него току. При превышении этим током установленного порога состав токопроводящей смеси нагревается, полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Связь частиц углерода между собой разрывается, ток через предохранитель прекращается.

После остывания полимера токопроводящий состав приходит в первоначальную форму. Контакт восстанавливается, устройство вновь готово к работе.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *