Плавкие предохранители их назначение типы устройство – советы электрика

Предохранители электрические. Виды предохранителей. Типы предохранителей. Выбор, назначение и устройство

Здравствуйте!

Эта статья затрагивает общие вопросы по защите линий или потребителей с помощью предохранительных устройств.

Для начала разберемся с названиями и понятиями

    • Предохранитель — это название общее, но стало устойчиво применяться в области электричества. Предполагает защиту провода. Но так повелось, что под ним стали понимать плавкие предохранители. В случае превышения протекающего через них тока они просто перегорают. Перегоревшие предохранители следует заменить на заводские соответствующего номинала. Очень не рекомендуется устанавливать большего номинала или ставить «жучки».
  • Пробка. Существуют два вида. Первые включают в себя плавкий предохранитель. Вторые явились прототипом автоматического выключателя. В таких пробках имеется уже два типа защиты: электромагнитная и тепловая.
  • Автоматический выключатель или автомат. Усовершенствованная автоматическая пробка. Можно выделить главные достоинства: просто смонтировать на DIN-рейку, удобное подключение проводов, использование вспомогательных модулей автоматики, возможность отключения сразу нескольких автоматов одновременно, различные комплектующие для удобства монтажа.

Назначение предохранителей

Из всего сказанного можно понять, что основное назначение этих устройств — защита. Защиту можно разделить на два вида: защита устройства (номинал защиты подбирается по току устройства) и защита провода или линии (номинал защиты подбирается по току, который может длительно пропускать через себя провод).

Некоторые нюансы. Правильная установка предохранителей

В других статьях о них тоже упоминается, но для полноты картины вам следует знать: пробка, автомат, предохранитель никогда не устанавливается в нулевой провод, если не обеспечено одновременное срабатывание автоматов или пробок в фазных (питающих) проводах. Поясню.

Допустим ситуацию: первым в силу каких-то причин сработал отдельный автомат в нулевом проводе. Вы думаете, что напряжения нет и лезете «заодно» посмотреть розетку, до которой всё никак не доходили руки. Вот тут вас и ударит током.

Поэтому в случае, если ставится автомат в нулевую жилу, он обязательно должен быть двойным (в него подключается фаза и ноль) для однофазного напряжения, и на четыре модуля, если напряжение трехфазное. В заземляющий провод НИКОГДА не устанавливается никаких видов защиты.

 Это связано с тем, что все металлические корпуса приборов всегда должны быть заземлены.

Устройство

Предохранитель стеклянный (керамический)

Существует невообразимое количество видов и размеров, но все их характеризует одно — внутри них находится провод (в больших специальная пластина), который перегорает, если превысить допустимый ток или устроить короткое замыкание.

Несмотря на основное неудобство (в случае перегорания их требуется менять) самое большое достоинство заключается в том, что предохранители ВСЕГДА разорвут цепь, если правильно подобран номинал. Для всех защитных устройств есть такое понятие, как время-токовая характеристика. Она показывает как долго будет отключаться предохраняющее устройство при токах близких к номинальным.

Плавкие предохранители относятся к самому точному срабатыванию по току нагрузки. Например при превышении тока на 1-2% срабатывание может произойти уже через 10-30 секунд.

Пробки электрические автоматические

Пришли на смену пробкам с плавкими предохранителями и явились прототипом современных автоматов. В ней предусмотрено два вида защиты: электромеханическая и тепловая. К ним мы вернемся чуть позже. Устанавливается вместо пробок с плавким предохранителем без каких либо доработок. Главное — правильно подобрать номинал

Модульный автоматический выключатель

Автоматический выключатель или более привычное название — автомат. Как я писал это более усовершенствованный вариант автоматических пробок. Существует невообразимое количество модификаций и спецификаций автоматов.

В зависимости от моделей можно регулировать время срабатывания, дополнять различными автоматическими устройствами, позволяющими включать, выключать, сигнализировать положение автомата и на основе этого делать оповещающие элементы и пр.

Поскольку это наиболее совершенный из распространенных вариантов вид защиты, остановимся на нем подробнее.

Характеристики автоматических выключателей

Наверняка вы замечали что перед цифрой номинала стоит буква B, C или D. Так характеристика срабатывания автомата в режиме короткого замыкания. Например лампочка почти не создает пускового тока.

Но электродвигатели, особенно мощные и с нагрузкой на валу могут создавать пусковой ток в разы (3-8) больше, чем ток, который создается после выхода двигателя на рабочий режим, а процесс запуска может растягиваться на довольно длительное время. Из-за этого становится проблемным применение плавких предохранителей. Они попросту сгорают за время разгона двигателя.

Обратите внимание

В связи с этим приходится повышать их номинал, что уже не удовлетворяет требованиям защиты. С автоматами от такой проблемы избавились, сделав градацию по току короткого замыкания: В — 3-5 Iном (например, если автомат 16 ампер, то мгновенное отключение произойдет в диапазоне 48-80 ампер), С — 5-10 Iном и D — 10-20 Iном.

Для квартир вполне подойдет автомат с буквой В, даже предпочтительнее, чтобы был именно такой буквы. В квартирах нет устройств, способных создать 3-5 кратную перегрузку, а в случае короткого замыкания такой автомат отключится быстрее.

Маркировка автоматических выключателей

Рассмотрим другие обозначения бытовых автоматов (промышленные рассматривать не будем, поскольку это очень обширная тема). Мы увидим надпись 230/400 В. Это означает, что автомат можно применять как в сетях 230 вольт, так и в сетях 400 вольт (220/380 это устаревшие значения).

Значок «~» указывает что автомат рассчитан на работу в сетях переменного напряжения (поэтому применять в сетях постоянного его не рекомендуется, хотя в некоторых случаях это возможно). В правой части видим небольшую схему. Она показывает, какие типы защиты предусмотрены в автомате: тепловая, электромагнитная и дугогасительная камера.

Еще при выборе автомата нужно обратить на такой момент, как защитные шторки на клеммах — основное назначение заключается в том, что их можно опломбировать.

Схема автоматического выключателя

Ну а теперь можно приступить к устройству автомата и рассмотреть каждый тип защиты по отдельности.

Электромагнитный расцепитель

Выполнен в виде электромагнитной катушки. При протекании токов свыше 3-кратного (и более в зависимости от характеристики) сердечник катушки втягивается и приводит в действие механизм расцепления.

Редко, но все же иногда слышно небольшой жужжащий звук в автоматах — его как раз создает катушка, когда сердечник начинает «дрожать».

Нельзя сказать, что это нормальное явление, однако на работоспособность это не влияет.

Тепловой расцепитель

Вот здесь следует немного остановиться. Это биметаллическая пластина (пластина из двух металлов с разным коэффициентом линейного расширения). Когда по ней протекает ток близкий к номинальному значению, пластина начинает нагреваться.

За счет того, что один металл при этом расширяется сильнее другого, пластина деформируется (изгибается) и как только достигнет критической точки приводит в действие механизм расцепления. Почему нужно остановиться. В интернете бушуют споры, что автоматы нужно брать на порядок меньше (вместо 16 ампер  на 10 ампер).

А связано это с тем, что при токе 1,13-1,45 Iном автомат может проработать от вечности до нескольких часов. Помните, я говорил про время-токовую характеристику? Следовательно, если автомат на 16 ампер, то отключится он при токе 18,08-23,2 ампера. Дело в том, что линейный ряд автоматов по номиналу подобран по сечению проводов.

То есть, проводу сечением 1,5 мм² соответствует автомат на 16 ампер (вернее это максимальный номинал автомата, который можно установить на такой провод). В то же время, максимальный длительный ток для такого кабеля в зависимости от условий прокладки и количества жил в кабеле от 15 до 23 ампер.

Максимальный длительный ток определяет значение, при превышении которого начнется усиленное старение изоляции провода и, возможно, расплавление изоляции и короткое замыкание. Поэтому к выбору автомата нужно отнестись ответственно, а еще лучше доверить эту работу специалисту.

Итак, при токе близком к номинальному автомат может проработать очень длительное время. Время срабатывания и вообще срабатывание может определяться также и температурой окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее и чаще будет срабатывать автомат при токах близких к номинальным.

Обычно за то время, пока вы дойдете до автомата и снова его взведете проходит достаточно времени, чтобы пластина разблокировала механизм расцепления, в противном случае нужно подождать минуту-две и включить автомат. После срабатывания электромагнитной защиты автомат можно взводить сразу.

Дугогасительная камера

Её назначение можно понять из названия.

В момент размыкания (особенно при срабатывании от короткого замыкания) возникает дуга и если ее быстро не погасить, она может выжечь контакты и сделать много вредных вещей в автомате, после которых его придется менять. Дугогасительная камера выполнена в виде набора металлических пластин, в которые затягивается дуга, делится на секторы, охлаждается и за счет этого гасится.

Регулировочный винт

Его лучше не трогать. С помощью этого винта увеличивается или уменьшается предел срабатывания биметаллической пластины. Калибруется он на заводе и бездумная регулировка может привести к плачевному результату.

Постоянно на просторах интернета и в личных разговорах задаются вопросы. Я отвечу на самые распространенные:

можно ли поставить автомат вверх ногами?

  • Нежелательно, но никаких критичных последствий не возникнет. Есть правило, по которому положение «включено» — вверх, а «выключено» вниз. При неправильной установке автомата может появиться ошибка, которая называется — человеческий фактор — вроде автомат выключен, а на самом деле он стоит вверх ногами…

можно ли подать питание снизу?

  • Можно, но делать это крайне не рекомендуется. Уж лучше тогда перевернуть автомат. Верхний контакт неподвижен. В случае повреждения подвижной части в любом случае произойдет размыкание контактов. Если на них будет подано напряжение, то может произойти все, что угодно. Поэтому и НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуют подавать фазу на верхнюю клемму. В общем, лучше этого избегать.

Нужно ли как-то оконцовывать многопроволочную (мягкие провода) жилу перед тем, как зажимать ее в клемме?

  • Желательно это делать всегда, но существуют автоматы у которых клемма выполнена под зажим многопроволочного провода, тогда можно не делать никаких манипуляций с ним.

Можно ли заводить несколько проводов в одну клемму?

  • Да, можно, но при этом желательно, чтобы однопроволочные жилы были одинакового сечения. Если сечения разные, желательно их обжать прессом в один наконечник. В домашних условиях без специального инструмента предпочтительнее соединить провода посредством сжима У731М (или любого другого типоразмера), которые часто называют «орехи»  и затем отдельным проводом завести в автомат. Несколько жил мягкого провода можно просто аккуратно скрутить и завести в клемму, но более предпочтительно применить «орех».

Почему в жару начинают срабатывать автоматы?

  • Наиболее вероятно, что нагрузка на автомате близка к номинальной. При нормальной температуре биметаллическая пластина успевает отдавать тепло в окружающую среду. В данном случае нужно посмотреть, что именно создает нагрузку, возможно ли распределить нагрузку или возможно ли увеличить номинал автомата.

На этом пожалуй, всё.

С наилучшими пожеланиями, Я!

Источник: http://potomstvennyjmaster.100ms.ru/rubrik-site/osnovyi/predokhraniteli.html

Виды предохранителей

Какие виды предохранителей существуют

Любая электрическая цепь состоит из отдельных элементов. Для каждого из них характерны определённые значения силы тока, при которых данный элемент работоспособен. Увеличение силы тока сверх этих значений может вызвать повреждение элемента.

Читайте также:  Отвертка индикатор напряжения - советы электрика

Это происходит из-за недопустимо высокой температуры или по причине довольно-таки быстрого изменения структуры этого элемента от воздействия тока.

Важно

В таких ситуациях предохранители различных конструкций позволяют избежать порчи элементов электрических цепей.

Их классификация основана на способе разрыва электрической цепи этими предохранителями, и поэтому можно перечислить те из них, которые наиболее широко применяются следующие виды предохранителей:

  • плавкие,
  • электромеханические,
  • электронные,
  • самовосстанавливающиеся.

Способ разрыва электрической цепи охватывает всю совокупность процессов, которые происходят в предохранителе при его срабатывании.

  • Плавкие предохранители разрывают электрическую цепь в результате расплавления плавкой вставки.
  • Электромеханические предохранители содержат контакты, которые отключаются деформирующимся биметаллическим элементом.
  • Электронные предохранители содержат электронный ключ, который управляется специальной электронной схемой.
  • Самовосстанавливающиеся предохранители изготовлены с применением особых материалов. Их свойства изменяются при протекании тока, но восстанавливаются после уменьшения или исчезновения тока в электрической цепи. Соответственно сопротивление сначала увеличивается, а затем вновь уменьшается.

Плавкие

Самыми дешёвыми и наиболее надёжными являются плавкие предохранители. Плавкая вставка, которая после увеличения силы тока сверх установленной величины плавится, или даже испаряется, гарантированно создаёт разрыв в электрической цепи.

Эффективность такого способа защиты определяется главным образом скоростью процесса разрушения плавкой вставки. Для этого она изготавливается из специальных металлов и сплавов. Главным образом это такие металлы как цинк, медь, железо и свинец.

Поскольку плавкая вставка по сути своей токопроводящая жила она ведёт себя как проводник, для которого характерны графики, показанные далее.

Поэтому для правильной работы плавкого предохранителя тепло, которое выделяется в плавкой вставке при номинальном токе нагрузки не должно приводить к её перегреву и разрушению. Оно рассеивается в окружающую среду через элементы корпуса предохранителя, нагревая вставку, но без разрушительных последствий для неё.

Но если ток увеличится, баланс тепла нарушится, и температура вставки начнёт возрастать.

При этом произойдёт лавинообразное нарастание температуры из-за увеличения активного сопротивления плавкой вставки. В зависимости от скорости нарастания температуры вставка либо расплавляется, либо испарятся.

Испарению способствует вольтова дуга, которая может возникать в предохранителе при значительных величинах напряжения и тока. Дуга на какое-то время заменяет собой разрушенную плавкую вставку, поддерживая ток в электрической цепи.

Поэтому её существование также определяет временные характеристики отключения плавкой вставкой.

  • Времятоковая характеристика — главный параметр плавкой вставки, по которому делается выбор её для той или иной электрической цепи.

В аварийном режиме важно наиболее быстро разорвать электрическую цепь. С этой целью для плавких вставок применяются специальные методы, такие как:

  • местное уменьшение её поперечника;
  • «металлургический эффект».

В принципе это похожие методы, которые позволяют, так или иначе, вызвать местный более быстрый нагрев вставки. Переменное сечение при меньшем поперечнике нагревается быстрее, чем при большем сечении.

Чтобы дополнительно ускорить разрушение плавкой вставки она делается составной из пачки одинаковых проводников.

Как только один из этих проводников перегорит, суммарное сечение уменьшится и перегорит следующий проводник и так далее до полного разрушения всей пачки из проводников.

Совет

Металлургический эффект применяется в тонких вставках. Он основан на получении местного расплава с более высоким сопротивлением и растворении в нём основного материала вставки с малым сопротивлением.

В результате местное сопротивление увеличивается, и вставка более быстро расплавляется. Расплав получается из капель олова или свинца, которые наносятся на медную жилку. Такие методы применяются для маломощных предохранителей на токи до нескольких единиц ампер.

В основном они применяются для различных бытовых электроприборов и устройств.

Форма, размеры и материал корпуса может изменяться в зависимости от модели плавкого предохранителя. Стеклянный корпус удобен тем, что позволяет увидеть, в каком состоянии пребывает плавкая вставка. Но зато керамический корпус дешевле и прочнее. Под определённые задачи адаптированы другие конструктивные исполнения. Некоторые из них показаны на изображении далее.

На основе трубчатых керамических корпусов устроены обычные электрические пробки. Собственно пробка – это корпус, который специально сделан под патрон для удобного использования предохранителя. Некоторые конструкции пробок и керамических предохранителей снабжены механическим индикатором состояния плавкой вставки. При перегорании её срабатывает устройство типа семафора.

При увеличении силы тока сверх 5 – 10 А появляется необходимость гашения вольтовой дуги внутри корпуса плавкого предохранителя. Для этого внутреннее пространство вокруг плавкой вставки заполняется кварцевым песком. Дуга быстро нагревает песок до выделения газов, которые препятствуют дальнейшему развитию вольтовой дуги.

Несмотря на определённые неудобства, обусловленные необходимостью запаса предохранителей для замены, а также замедленным и недостаточно точным для некоторых электрических цепей срабатыванием, этот тип предохранителей самый надёжный из всех. Надёжность срабатывания тем больше, чем выше скорость нарастания тока через него.

Электромеханические

Предохранители электромеханической конструкции принципиально отличаются от плавких предохранителей. В них есть механические контакты и механические элементы для управления ими.

Поскольку надёжность любого устройства уменьшается по мере его усложнения, для этих предохранителей хотя бы теоретически, но существует вероятность такой неисправности, при которой установленный ток срабатывания не будет отключён.

Многократность срабатывания – существенное преимущество этих устройств перед плавкими предохранителями. Недостатками можно обозначить такие свойства как:

  • появление дуги при выключении и постепенное разрушение контактов из-за её воздействия. Не исключена сварка контактов между собой.
  • Механический привод контактов, который дорого полностью автоматизировать. По этой причине повторное включение приходиться делать вручную;
  • недостаточно быстрое срабатывание, которое не может обеспечить сохранность некоторых «скоропортящихся» потребителей электроэнергии.

Электромеханический предохранитель часто именуется как «автомат» и присоединяется к электрической цепи либо цоколем, либо клеммами для проводов, зачищенных от изоляции.

Электронные

В этих устройствах механика полностью заменена электроникой. У них только один недостаток с его несколькими проявлениями:

  • физические свойства полупроводников.

Этот недостаток проявляется:

  • в необратимых внутренних повреждениях электронного ключа от нештатных физических воздействий (превышение напряжения, тока, температуры, радиации);
  • ложное срабатывание или поломка схемы управления электронным ключом от нештатных физических воздействий (превышение температуры, радиации, электромагнитного излучения).

Самовосстанавливающиеся

Из специального полимерного материала сделан брусок и снабжён электродами для присоединения к электрической цепи. Такова конструкция этой разновидности предохранителей. Сопротивление материала в заданном температурном диапазоне мало, но резко увеличивается, начиная с определённой температуры. По мере остывания сопротивление снова уменьшается. Недостатки:

  • зависимость сопротивления от температуры окружающей среды;
  • длительное восстановление после срабатывания;
  • пробой превышенным напряжением и выход из строя по этой причине.

Правильный выбор предохранителя обеспечивает существенную экономию средств. Дорогостоящее оборудование, своевременно отключенное предохранителем при аварии в электрической цепи, сохраняет свою работоспособность.

Источник: http://podvi.ru/vvodno-raspredelitelnye-ustrojstva/vidy-predohranitelej.html

Предохранители

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи.

После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически заменой всего предохранителя.

Основными элементами предохранителя являются: корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Обратите внимание

Предохранители изготовляются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т.е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы.

В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000 А.

В нормальном режиме теплота, выделяемая током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду и температура всех частей предохранителя не превышает допустимую. При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (времятоковой) характеристикой предохранителя.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока (ГОСТ 17242—79Е). Например, при номинальных токах 10—25 А плавкая вставка не должна расплавляться в течение 1 ч при токах 130% номинального и должна расплавляться в течение того же времени при токах 175% номинального.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются плавкие вставки из разного материала, специальной формы, а также используется металлургический эффект.

Наиболее распространенными материалами плавких вставок являются медь, цинк, алюминий, свинец и серебро.

Источник: Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций

Источник: http://electrichelp.ru/predoxraniteli/

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.

Важно

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.

Читайте также:  Устройство защиты от импульсных перенапряжений узип - советы электрика

Времятоковая характеристика необходима для показания величины изменения времени полного разрыва цепи при подаче тока определенного значения.

График зависимости изменения времятоковой характеристики.

Конструкция

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

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:

  1. цинк;
  2. свинец;
  3. медь;
  4. олово;
  5. серебро.
  • Корпус – блок, содержащий комплекс крепежных элементов, позволяющих подключение коммутационного элемента к электрической цепи.

Корпуса выполняются из разновидностей прочной керамики такие как:

  1. фарфор;
  2. корундо-муллитовая керамика;
  3. стеатит.

При использовании электропредохранителей с малым током номинального режима корпус выполняется из специальных стекол.

К основным параметрам, характеризующие плавкие предохранители относятся:

  1. номинальное напряжение;
  2. номинальный ток;
  3. максимальная мощность;
  4. 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

Автоматический предохранитель

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:

  1. вилочные обычные;
  2. 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:

  1. DIAZED – применим в системе, элементы которой выполнены для самых различных требований методов установки.
  2. 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:

  1. 000 ( ˂ 100 А);
  2. 00 ( ˂ 160 А);
  3. 0 (˂ 250 А);
  4. 1 ( ˂ 355 А);
  5. 2 ( ˂ 500 А);
  6. 3 ( ˂ 800 А);
  7. 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):

  1. 3 х 15;
  2. 5 х 20;
  3. 7 х 15;
  4. 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:

  1. невысокая стоимость;
  2. в случае высокого скачка тока, электропредохранитель полностью размыкает электрическую цепь.
  3. в случае выхода из строя предохранителя, имеется возможность простой замены токопроводящего элемента.

Недостатки:

  1. использование предохранителя лишь один раз, потом выполняется его замена;
  2. замена токопроводящего элемента на электропредохранитель большего номинала;
  3. 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.

Видео о плавких предохранителях

Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/vse-o-plavkih-predohranitelah.html

Автоматический предохранитель

Главная > Советы электрика > Автоматический предохранитель

При перегрузках электрической цепи и коротких замыканиях появляется опасность пожара, оплавления проводки или выхода из строя электроприборов. Чтобы предотвратить опасность, применяются плавкие или автоматические предохранители. Они включаются последовательно с нагрузкой и разрывают цепь при превышении номинального тока.

Типы наиболее распространенных автоматических выключателей

Классификация

По принципу действия предохранители бывают плавкие и автоматические. Первые – это обычные пробки. Они широко применяются в бытовых сетях, поскольку являются последним и самым надежным рубежом защиты. Их вкручивают около счетчика, а цоколь такой же, как у лампы накаливания. После каждого срабатывания перегоревшие пробки следует поменять.

Предохранители устанавливают после счетчика. Вводной автомат, установленный впереди счетчика, должен быть опломбирован, чтобы исключить кражу электроэнергии. Для этого его помещают в бокс с возможностью доступа только к переключателю.  

Автоматы подразделяются на следующие типы:

  • электромеханические (автоматические выключатели);
  • электронные;
  • самовосстанавливающиеся.

Наиболее распространены автоматические выключатели (фото выше).

После счетчика электрический ток расходится по линиям в квартире. Главный ввод и каждый контур в отдельности нужно защитить от перегрузок и короткого замыкания (КЗ). В домах старой постройки применяются пробки с тонкими токопроводящими вставками (рис. а).

При номинальных параметрах плавкая вставка выдерживает токовую нагрузку. Когда ее значение превышает норму, вставка пробки перегорает и разрывает цепь. Для восстановления схемы перегоревший элемент следует поменять на исправный.

Это может сделать своими руками даже не специалист.

Плавкие и автоматические предохранители (пробки)

С аналогичной формой были сделаны автоматические устройства, способные заменить пробки. На рис. б изображен предохранитель автоматический резьбовой ПАР-10, где число обозначает номинальный ток. Для него не требуется при каждом срабатывании заменить плавкие вставки, а восстановление работоспособности обеспечивается нажатием кнопки.

Принцип действия предохранителя-пробки

Автоматический и ручной переключатели фаз

Автоматический предохранитель ПАР изготовлен наподобие пробки и вворачивается вместо нее в патрон. ПАР во включенном состоянии замыкает цепь между резьбовой гильзой (1) и центральным контактом (2) с помощью провода (4) (рис. б).

Провод навит на катушку электромагнита (5) и связан с биметаллической пластиной (6). При температурной перегрузке от большого тока пластина изгибается и освобождает рычаг, удерживающий пружину (7). Она разъединяет контакты и поднимает вверх кнопку (9), по которой видно, что автомат сработал.

Если возникает ток КЗ, сердечник (8) электромагнита резко втягивается, освобождая рычаг, и пружина размыкает контакты.

Ручное отключение автоматического предохранителя производится путем нажатия на маленькую кнопку (10), которая воздействует на рычаг.

Автоматические выключатели

Для защиты от токов КЗ и перегрузок применяются автоматы (автоматические выключатели). По сравнению с плавкими предохранителями, для которых требуется частая замена, их функциональность существенно расширена в следующих направлениях:

  • быстрые повторные включения;
  • защита от перегрузок для разных токов;
  • отключение цепи при снижении напряжения ниже нормы;
  • коммутационные операции;
  • дистанционное управление.

Устройство автомата

Как подключить автоматический выключатель

Бытовой автоматический предохранитель содержит две защиты – тепловую и электромагнитную. Тепловой расцепитель для защиты от перегрузок – это пластина из биметалла, через которую проходит электрический ток и нагревает ее.

При достижении током пороговой величины пластина деформируется так, что воздействует на отключение электрического контакта. В зависимости от перегрузки, время срабатывания может быть длительным. Минимальный ток отключения зависит от типа автомата и составляет не менее 1,3 от номинальной величины.

После остывания пластины устройство снова готово к использованию.

Схема устройства автоматического выключателя

Со временем параметры автоматического выключателя могут измениться из-за износа контактов.

Электромагнитный расцепитель является защитой от КЗ. Механизм расцепления в устройстве всего один, но приводится в действие по-разному. При КЗ величина тока значительно выше номинального и биметаллическая пластина может разрушиться.

Поэтому требуется мгновенное размыкание контактов, которое производит электромагнит. Импульс тока проходит через катушку и за счет электромагнитной индукции приводит в действие подвижный сердечник, освобождающий пружину расцепителя.

Совет

При коротком замыкании отключение автомата вызывает появление электрической дуги, которая принудительно гасится в дугогасительной камере.

Автомат можно использовать как обычный выключатель нагрузки. Обычно для этого стараются применять реле напряжения, имеющее более мощные контакты.

Выбор автоматического предохранителя

Автоматический ввод резерва

В зависимости от назначения автоматы подразделяются на типы, приведенные в таблице.

Типы бытовых автоматических выключателей

Тип автоматического выключателяТок срабатыванияНазначение
A 2-3∙In При наличии электронных схем в нагрузке.
B 3-5∙In Смешанная нагрузка
C 5-10∙In Умеренные пусковые токи
D 10-20∙In Большие пусковые токи

Из таблицы видно, что самым важным критерием выбора автомата является номинальный ток. Он должен быть на 10-15% меньше допустимой токовой нагрузки проводки, поскольку главной функцией устройства является ее защита. Затем выбирают автомат, ближайший из стандартного ряда.

Следующий критерий выбора – ток срабатывания. Его можно выбрать, исходя из назначения аппарата, как указано в вышеприведенной таблице.

В системе электроснабжения квартиры или дома может быть установлено несколько автоматов. Номиналы каждого выбираются, исходя из нагрузки каждой линии. При этом должна соблюдаться селективность, чтобы аппараты на верхнем уровне не срабатывали раньше устройств, установленных на низших уровнях.

Схема ввода предусматривает установку впереди счетчика главного двухполюсного автомата, а затем подключение однополюсников на каждую линию. На схеме перед ними установлен дифференциальный автомат, одновременно являющийся автоматом и УЗО.

Схема последовательного подключения автоматических выключателей

Для данной схемы вместо дифференциального выключателя можно установить УЗО, поскольку главный автомат уже есть.

Однополюсный автомат должен подключаться на фазу, а не на нейтраль. Иначе напряжение останется на нагрузке при обесточивании линии.

При трехфазном главном вводе устанавливается четырехполюсный автомат, а нагрузка на фазы равномерно распределяется по линиям. Если нагрузка трехфазная (электрический котел, электродвигатель станка), то к ней подключается четырехполюсный автомат с меньшим номиналом, чем у главного на входе. На рисунке изображена схема трехфазного ввода в дом.

Схема трехфазного ввода в частный дом

Основные однофазные потребители располагаются после счетчика и разделяются на три группы, для каждой из которых требуется свой предохранитель:

  • тип D – силовая (электроплита, стиральная и посудомоечная машины);
  • тип В – освещение;
  • тип С – хозяйственные помещения (гараж, подвал).

На схеме также изображена трехфазная линия, которая обычно применяется для хозяйственных нужд. Для нее выбирается автомат типа С. Если в линии установлены станки с трехфазными двигателями, лучше применить аппарат типа D.

Читайте также:  Какого цвета провод плюс и минус - советы электрика

Электронные предохранители и ограничители тока

Электронные защитные устройства разделяются на три вида:

  • самовосстанавливающие электрическую цепь после устранения аварии;
  • устройства сигнализации об аварии;
  • восстанавливающие питание за счет внешнего вмешательства.

В электронике применяются датчики тока, подключенные к нагрузке. При увеличении падения напряжения на датчике выше заданного, с него подается сигнал на защитное устройство, которое отключает цепь или ограничивает ток.

Простейшей защитой радиоэлектронных устройств от токовых перегрузок является стабилизатор напряжения 220в, изображенный на рис. а. Ток нагрузки здесь не может быть выше максимального тока транзистора КП302В. Для изменения величины выходного тока можно выбрать другой транзистор или включить их параллельно.

Электронные схемы ограничения предельного тока

На рис. б электрический ток также ограничивается транзисторами. VT1 работает в режиме насыщения, и напряжение входа практически полностью передается на выход. В рабочем режиме VT2 закрыт и светодиод HL1 не горит.

Обратите внимание

Датчиком тока служит резистор R3. При превышении на нем порогового значения падения напряжения начинает открываться транзистор VT2, а VT1 – закрываться, ограничивая нагрузочный ток.

При этом загорается светодиод HL1, сигнализируя о достижении током порогового значения.

Для больших рабочих токов применяется схема защиты на тиристоре (рис. в). В нормальном режиме тиристор заперт, а составной транзистор работает в режиме насыщения. Когда в нагрузке Rн появляется короткое замыкание, через управляющий переход тиристора протекает ток, открывающий его. При этом управляющая цепь транзисторов шунтируется открытым тиристором и ток в нагрузке снижается до минимума.

Видео про предохранители AES 50A, 70A

Об особенностях использования водозащищенных автоматических предохранителей серии AES 50A, 70A видео ниже.

Современный автоматический предохранитель, получивший развитие из обычной пробки до многофункционального аппарата, соответствует требованиям безопасности при работе электрической цепи.

Важно правильно его подбирать под тип подключаемой нагрузки и характеристики проводки. Быстродействие и мощность автоматов достаточно высокие. Если необходимо защищать схемы на полупроводниках, применяются электронные устройства.

Наиболее эффективной является защита с несколькими устройствами, включая плавкие предохранители.

Источник: https://elquanta.ru/sovety/avtomaticheskijj-predokhranitel.html

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.

Ассортимент 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.

Важно

Эта информация используется проектировщиками для расчета работы защит с применением 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.

Фибровые предохранители

Но главное достоинство деталей из фибры, обусловившее ее распространение в электротехнике – при воздействии пламени дуги она выделяет смесь газов, блокирующих процесс ее горения.

Совет

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.

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.

Кварцевые предохранители

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.

Высоковольтные предохранители

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.

Обратите внимание

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.

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.

Полупроводниковый предохранитель

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.

Важно

Они осуществляет резервирование полупроводниковой защиты, а также используется для гарантированного снятия напряжения с устройства для проверки исправности или замены предохранителей.

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.

Самовосстанавливающийся предохранитель

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.

Источник: http://electric-tolk.ru/vidy-predoxranitelej-2/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector