Все о плавких предохранителях
Одним из важных компонентов токопроводящей системы, выполняющий защитную функцию является предохранитель. Данные устройства выполняются в различных конфигурациях и имеют множество моделей. Данная статья расскажет о плавком предохранителе. Каждый блок имеет свои токоведущие элементы, поэтому токопроводящий элемент принимает важное участие в стабильной работе электрических цепей. Необходимо отметить, что понятия плавкий предохранитель и плавкая вставка имеют несколько различные определения. Данная статья поможет понять это отличие.
Принцип действия
Базовая особенность предохранителя состоит в том, что его сгорание в электрической цепи происходит гораздо раньше, нежели других элементов. В случае скачка тока электрической цепи, предохранитель гораздо легче и быстрее заменить, нежели менять токоведущие провода, микросхемы и т.п.
Название плавкий данный элемент получил, поскольку основным элементом его конструкции является плавкая вставка. Этот компонент имеет низкую величину температуры плавления, по закону Джоуля-Ленца при прохождении тока через проводник в нем выделяется тепловая энергия, и предохранитель при высокой величине тока, являющейся опасной для остальных компонентов, сгорает. Это приводит к размыканию электрической цепи. Таким образом, предохранитель защищает от повреждения остальные элементы электрической схемы.
Режимы работы плавкого предохранителя:
- Короткое замыкание:
- Сгорание плавкой вставки предохранителя происходит за максимально короткое время;
- Перегрузки:
- Сгорание плавкой вставки происходит за определенное время, которое зависит от величины тока в этом режиме. Чем больше ток перегрузки, тем быстрее сгорает предохранитель.
- Нормальны режим. Нагревание устройства, является установившимся процессом, в котором:
- Происходит полный нагрев до конкретной температуры и отдача количества выделенной теплоты;
- Каждый предохранитель имеет обозначение с номинальным значением тока;
- Необходим выбор плавящегося элемента с определенным током номинального режима.
При выборе необходимого предохранителя, нужно руководствоваться не только показанием величины тока, указанной на корпусе. Но также допустимое рабочее напряжение и времятоковую характеристику.
Времятоковая характеристика необходима для показания величины изменения времени полного разрыва цепи при подаче тока определенного значения.
График зависимости изменения времятоковой характеристики.
Конструкция
Основным элементом, входящим в состав предохранителя является – плавкая вставка. Данные вставки имеют множество конфигураций, но тем не менее имеют два базовых элемента:
- Плавкий элемент – выполнен из сплава различных металлов либо выполняется со специально подобранными сплавами металла.
Плавкие вставки выполняются из различных материалов:
- цинк;
- свинец;
- медь;
- олово;
- серебро.
- Корпус – блок, содержащий комплекс крепежных элементов, позволяющих подключение коммутационного элемента к электрической цепи.
Корпуса выполняются из разновидностей прочной керамики такие как:
- фарфор;
- корундо-муллитовая керамика;
- стеатит.
При использовании электропредохранителей с малым током номинального режима корпус выполняется из специальных стекол.
К основным параметрам, характеризующие плавкие предохранители относятся:
- номинальное напряжение;
- номинальный ток;
- максимальная мощность;
- скорость срабатывания.
Все эти факторы необходимо учитывать при расчете плавкой вставки.
Расчет плавких значений номинального тока производится согласно формулы 1:
Из формулы, для расчета, необходимо знать U – напряжение, Pmax – максимальная нагрузочная мощность.
Виды предохранителей
Основным и наиболее важным этапом является выбор плавких вставок предохранителей. Это необходимо, учитывая различные условия в которых применяются следующие разновидности электропредохранителей:
- Электропредохранители вилочные. Данный тип токопроводящих устройств зачастую работает в цепи постоянного тока. Конструкция выполнена в виде расположения электроконтактов с одной стороны, а плавкой части с обратной.
Вилочные предохранительные элементы подразделяются на:
- вилочные обычные;
- вилочные миниатюрных размеров.
- Электропредохранители пробковые. Один из самых часто встречающихся видов. В основе конструкции лежит корпус, изготовленный из фарфора. Во внутренней части корпуса располагается тонкая проволока, которая сгорает в случае аварийного режима. В блок корпуса входит грузик, определяющий состояние предохранительного компонента. Каждый грузик имеет определённый цвет, соответствующий необходимой силе тока. В случае его свисания на участке проволоки, требуется его замена.
Разновидности конфигураций и назначение:
- DIAZED – применим в системе, элементы которой выполнены для самых различных требований методов установки.
- NEOZED – такой тип позволяет безопасно произвести замену плавких элементов при обесточенном состоянии.
Номинальный ток плавкой вставки выбирается исходя из максимальной мощности сети.
Величины токов согласно цвета чеки
- Электропредохранители ножевые. Данная разновидность применяется на линиях электроустановок, с рабочей величиной тока порядка 1200 – 1300 А. В свою очередь являются очень опасными для здоровья человека. Использование таких разновидностей компонента токопроводящей системе ведет к очень жесткому выполнению всех требований техники безопасности. На таких объектах работают только персонал, имеющий соответствующую квалификацию.
Ножевой электрический предохранитель по значению тока делится:
- 000 ( ˂ 100 А);
- 00 ( ˂ 160 А);
- 0 (˂ 250 А);
- 1 ( ˂ 355 А);
- 2 ( ˂ 500 А);
- 3 ( ˂ 800 А);
- 4а ( ˂ 1250 А).
- Вставки слаботочные. Основное их назначение это — защита маломощных электрических цепей. Конструкция имеет стеклянный корпус, выполненный в виде цилиндра с металлическими элементами, соединенными токопроводящей проволокой. При коротком замыкании происходит сгорание проволоки, которая в свою очередь размыкает цепь и сохраняет неповрежденными остальные элементы схемы.
Такие корпуса выполняются с различными габаритными размерами (в мм):
- 3 х 15;
- 5 х 20;
- 7 х 15;
- 10 х 38.
Подведя итог рассмотрения плавких предохранителей, стоит отметить что предохранители должны применяться во многих электрических устройствах во избежание повреждения их элементов. Кроме вышесказанного имеет смысл обратить внимание на их достоинства и недостатки.
Достоинства:
- невысокая стоимость;
- в случае высокого скачка тока, электропредохранитель полностью размыкает электрическую цепь.
- в случае выхода из строя предохранителя, имеется возможность простой замены токопроводящего элемента.
Недостатки:
- использование предохранителя лишь один раз, потом выполняется его замена;
- замена токопроводящего элемента на электропредохранитель большего номинала;
- при использовании трехфазных электродвигателей, рекомендуется использовать реле фаз, во избежание сгорания одного из предохранителей.
В последнее время многие производители применяют для разработки современные стандарты качества, для того чтобы блок каждого токопроводящего элемента мог достойно конкурировать с европейскими и мировыми аналогами.
Таким образом, защита электрических цепей с помощью различных предохранителей является одним из самых простых, надежных и дешевых способов.
