Плавкий предохранитель

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.

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

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

Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель – это элемент электрической цепи, основное назначение которого – защита её от повреждения.

Принцип действия

Предохранитель устроен таким образом, что сгорает раньше, чем повреждаются другие элементы. Ведь проще вставить новый предохранитель, чем заменить провода, микросхемы и другие элементы которые могут сгореть при скачке тока в цепи.

Плавким предохранитель называется потому, что в его основе лежит плавкая вставка.

Эта плавкая вставка  состоит из сплава, который имеет низкую температуру плавления и при возникновении тока опасного для цепи, количества теплоты которое выделяется при протекании такого тока через эту вставку достаточно, чтобы её расплавить. Когда вставка расплавляется — “перегорает”, то цепь оказывается разомкнутой.

Причинами перегорания предохранителя могут быть короткое замыкание, перегрузка и резкие скачки тока.

Мало того, что предохранитель предохраняет цепь от повреждений, так он еще и служит защитой от пожаров и возгораний, так как плавкая вставка перегорает в корпусе предохранителя, в отличие от провода, который может соприкасаться в момент сгорания с горючими материалами.

Случается так, что люди изготавливают так называемый жучок. Обычно это обыкновенный кусочек проволоки, который вставляется взамен предохранителя. Делается это потому, что под рукой нету, предохранителя нужного номинала или с целью обхода защиты. Зачастую, такие жучки приводят к пожарам, так как неизвестно при каком токе такой жучек перегорит и перегорит ли вообще.

Устройство предохранителя

Как было сказано выше, простейший плавкий предохранитель  состоит из основной своей части – плавкой вставки (проволока) и корпуса, который предназначен для соединения с электрической цепью и служащий крепежом для вставки.

Преимущества и недостатки

К плюсам плавких предохранителей можно отнести относительно невысокую стоимость.

Основным недостатком плавкого предохранителя является относительно долгое срабатывание по сравнению с автоматическими предохранителями. За время перегорания предохранителя в высоковольтных сетях может выйти из строя оборудование.

Кроме того, плавкий предохранитель является одноразовым элементом, то есть, однажды сгорев, дальнейшему использованию он не подлежит, в то время как автоматические предохранители могут довольно долго служить, так как принцип их работы основан на размыкании цепи без повреждения конструкции самого предохранителя.

Основные параметры

Параметры, которые характеризуют плавкий предохранитель – это номинальный ток, номинальное напряжение, мощность, скорость срабатывания.

Рассчитать номинальный ток срабатывания предохранителя можно по формуле 

Где U – напряжение в сети, а Pmax – максимальная мощность нагрузки с запасом около 20 %.

Скорость срабатывания плавких предохранителей различна. Например, в схемах, где присутствуют полупроводниковые приборы, лучше если предохранитель сгорит быстрее, чтобы не повредить приборы, но если это мощный предохранитель который используется в цепи электродвигателя, то намного полезнее будет, если он не будет каждый раз разрывать цепь в момент броска пусковых токов.

Замена предохранителя

Заменить предохранитель, например, в автомобиле не составит труда обычному человеку.

Но для того чтобы заменить предохранитель в силовой цепи, нужно обязательно снять напряжение, иначе при вставке предохранителя в держатель, может появиться электрическая дуга, которая может вызвать электрический ожог и другие травмы человека.

В особых случаях в высоковольтных установках замену предохранителя следует проводить при закороченном на землю питании сети и только квалифицированным персоналом.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.25 (2 Голоса)

Источник: /electroandi.ru/elektronika/plavkij-predokhranitel.html

Предохранители (вставки плавкие)1412

Предохранители (вставки плавкие) — элементы защиты электронной аппаратуры, а так же, питающей сети от различных аварийных ситуаций, случающихся при отказе техники. Электрический предохранитель является неотъемлемой частью защиты электроники. Самые популярные из них — плавкие, стеклянные или керамические, предохранители.

Предохранители подразделяются на группы по техническим и конструктивным данным. Длина и диаметр корпуса должны соответствовать посадочному месту в держателе на плате или в предохранительной колодке.

Рабочий ток должен соответствовать току потребления источника питания от питающей сети, а так же, току потребления нагрузки, когда предохранитель установлен на выходе источника, рабочее напряжение — соответствующему напряжению питающего источника.

Предохранители подразделяются на стеклянные и керамические, и по посадочным местам: стандартные (цилиндрические), проволочные (для пайки в монтажные отверстия), ножевые (для специализированных держателей). Для защиты питающих цепей автоэлектроники от короткого замыкания применяются автопредохранители быстрого типа, выбор которых производится по номинальному рабочему току.

В современных конструкциях микроэлектроники в качестве защитного элемента применяется Чип-SMD предохранитель, компонент поверхностного монтажа, который характеризуется своим типоразмером и номинальным рабочим током. Одним из новейших элементов защиты является самовосстанавливающийся предохранитель, который способен защитить устройство не только от перегрузки, но и от перегрева.

Аналогичным принципу работы плавкого предохранителя является термопредохранитель — один из лидеров защитного устройства бытовой техники.

Трансформаторы, утюги, электрочайники, калориферы, тепловые фены и пушки, и многие другие электронагреватели, это не весь перечень с используемым защитным элементом — термопредохранителем.

При покупке следует учитывать его предельный рабочий ток и номинальное рабочее напряжение. Для удобства посадки предохранителя в электронных устройствах применяются различные держатели.

Среди них держатели, монтируемые на печатную плату, как открытого типа, так и защитного типа, предохранительные колодки, монтируемые на корпус прибора, проводные держатели, применяемые в автоэлектронике, а также многопосадочные под несколько предохранителей, используемые в многофункциональных силовых приборах.

Товары из группы «Предохранители (вставки плавкие)» вы можете купить оптом и в розницу.

Источник: /chipdip.ru/catalog/fuses

Вопрос 4. Плавкие предохранители

Аппараты
защиты
предназначены для обеспечения безопасности
работы электрических сетей, машин,
электроустановок при возникновении
них аварийных режимов (коротких замыканий,
перегрузок). Однако, при неправильном
монтаже и эксплуатации они сами могут
быть причиной аварии, пожара и взрыва,
т.к. во время их работы возникают
электрические искры, дуги.

Наиболее
распространенными аппаратами защиты
являются:

• плавкие предохранители;
• воздушные автоматические выключатели;
• тепловые реле;
• устройства защитного отключения.

Плавким
предохранителем
называется устройство в котором при
токе, превышающем допустимое значение,
происходит расплавление плавкой вставки
и размыкается электрическая цепь.
Плавкие предохранители – это аппараты
защиты одноразового действия.

Состав:

а)
плавкая
вставка;

б)
контактное
устройство;

в)
корпус
(патрон);

г)
а иногда наполнитель
(тальк,
кварцевый песок и т.п.) для улучшения
гашения дуги и визуальный
показатель срабатывания.

Принцип
действия плавких предохранителей
основан на том, что проходящий через
плавкую вставку ток выделяет тепло в
соответствии с равенством
гдеI-
ток, проходящий через плавкую вставку,
R-
сопротивление плавкой вставки, t-
время прохождения тока: при определенном
значении тока I
и времени t
тепла выделяется достаточно для
расплавления плавкой вставки и размыкания
электрической цепи. Так осуществляется
защита от тока перегрузки и КЗ.

Параметры плавких предохранителей

а)
номинальный
ток плавкой вставки Iн.вст.
– ток, на который она рассчитана при
длительной работе и указывается на ней.

б)
номинальный
ток предохранителя Iн.пр.
– ток, равный наибольшему из Iн.вст
и который указывается на предохранителе.
На этот ток рассчитаны все токоведущие
контактные части предохранителя;

в)
номинальное
напряжение Uн.пр.
– напряжение, соответствующее наибольшему
напряжению, при котором его разрешается
применять и указывается на предохранителе.

г) предельный
ток отключения при данном напряжении
Iпр.пр.
– наибольшее значение тока КЗ, при
котором гарантируется надежность
срабатывания (без разрушения корпуса).

(3 мин) Полное
время отключения
электрической цепи плавким предохранителем
определяется временем нагревания
вставки до температуры плавления,
временем расплавления её и горения
появляющийся при расплавлении дуги.

Зависимость полного
времени отключения предохранителем
цепи откл.
от относительного тока перегрузки или
КЗI/Iн.вст.
называется защитной
характеристикой, т.е. откл.
=f(I/Iн.вст.).

Зависимость
промежутка времени, в течение которого
температура элемента электрической
установки достигнет предельно допустимой,
от отношения фактического тока в нем I
к номинальному току Iн
называется тепловой
характеристикой этого элемента, т.е.
нагр.=f(I/Iн).

возможность
надежной защиты. (рис.1)

Рис.1

(5 мин) Видно,
что вставка с защитной характеристикой
А
защищает элемент э/установки с тепловой
характеристикой В
при любой кратности тока, а вставка с
защитной характеристикой С
– только при кратностях более 4-х.

Нам надо стремится
чтобы время отключения было как можно
меньше при действии токов к.з. и иметь
задержку при токах перегрузки. Это можно
сделать:

• правильно выбрать материал плавкой вставки;
• использовать металлургический эффект;
• выбрать рациональную конструкцию.

Вставки из
легкоплавких
металлов
(олова, свинца, цинка, алюминия) имеют
малую теплопроводность, поэтому
нагреваются медленно, они удобны для
защиты элементов от токов перегрузки.

Вставки из
тугоплавких
металлов (медь,
серебро)
имеют малую теплоемкость и высокую
теплопроводность, поэтому нагреваются
быстро, дают меньшую выдержку времени
при перегрузках, что ухудшает их защитные
характеристики. Но они имеют большой
предельный ток отключения, поэтому
удобны для защиты элементов от токов
К.З.

Для снижения
температуры плавления (чтоб они
нагревались медленнее) применяют вставки
с металлургическим
эффектом,
для чего в середине вставки из тугоплавкого
металла напаивают шарик из легкоплавкого
(олово, сплав олова с кадмием и др.).

В месте напаивания
шарика происходит растворение более
тугоплавкого металла в легкоплавком.
Такая вставка имеет лучшую защитную
характеристику при токах перегрузки и
меньшую температуру плавления (в 2-3 раза
меньше температуры плавления основного
металла).

С точки зрения
конструктивного
исполнения
на защитную характеристику влияет длина
(для предохранителей с U
= 120 – 500В оптимальная длина вставки
составляет 70мм) и форма
вставки
(вставки делают с несколькими параллельными
ветвями, используют вставки с 2 – 4
короткими перешейками).

Источник: /StudFiles.net/preview/4318649/page:5/

Предохранитель с плавкой вставкой

Предохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токовых перегрузок и токов короткого замыкания путем разрушения плавкой вставки. включенной последовательно с защищаемой цепью. Для восстановления цепи необходимо в предохранителе заменить разрушенную (перегоревшую) плавкую вставку на новую плавкую вставку.

Конструкции предохранителей разнообразны. В большинстве своем они состоят из следующих частей (рис. 5.

11а): 1) плавкой вставки 1, помещенной в корпус 2, за пределы которого выходят две контактные детали плавкой вставки; 2) контактного устройства 3, конструкция которого позволяет подсоединить предохранитель в разрыв электрической цепи и извлекать его для замены предохранителя или плавкой вставки.

12б приведены времятоковые характеристики 1 и 2 двух плавких вставок на различные номинальные токи Iном1 < Iном2 . Каждая кривая имеет вертикальную асимптоту, соответствующую минимальному плавящему току, при котором tпл → ∞.

При одном и том же токе перегрузки Iпер время плавления (τ1 ) вставки 1 меньше времени плавления (τ2 ) вставки 2.

В месте расплава вставки появляется электрическая дуга. Поэтому для локализации и быстрого гашения дуги плавкую вставку помещают в стеклянный или фарфоровый корпус, и заполняют его кварцевым песком. Электрическая дуга, возникшая в среде песка, разбивается на множество мелких дуг и быстро гаснет.

Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки IНвс . Ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные части предохранителя, называют номинальным током предохранителя (IНпр ) .

Для повышения чувствительности к плавящему току плавкие вставки изготавливают фигурной формы, как на рис. 5.11а. Током перегрузки I > IНвс фигурная вставка нагреваются в большей степени в узких местах.

В этих местах вставка перегорает (расплавляется) от тока перегрузки или от тока короткого замыкания.

Большие токи короткого замыкания могут вызывать электродинамические силы, под действием которых плавкая вставка разрывается в узких местах, не успев нагреться до температуры плавления.

Снижение температуры, при которой вставка перегорает, достигается путем использования так называемого металлургического эффекта. Он заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) в расплавленном состоянии растворяют некоторые тугоплавкие металлы (медь, латунь, серебро и др.).

На тонкую диаметром до 1 мм медную проволоку наносится шарик из олова диаметром до 3 мм. При нагревании такой вставки предохранителя током перегрузки сначала плавится олово, имеющее низкую температуру плавления. Оловянные шарики растворяют медную проволоку в местах своего расположения.

Возникшая в этих местах электрическая дуга расплавляет затем медную проволоку по всей длине.

Отечественная промышленность выпускает несколько серий предохранителей, например, ПР-2, ПН-2, ПДС, ПД, ПК и др. Предохранители изготавливают также совмещенными с рубильниками для неавтоматического отключения цепей напряжением до 500 В и защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.

Тип этих аппаратов РПП 11, номинальный ток 80…250 А. Для защиты полупроводниковых установок от коротких замыканий используются быстродействующие предохранители типа ПП, ППД. Они предназначены только для защиты от токов короткого замыкания.

Защита от перегрузок должна выполняться другими аппаратами.

При выборе предохранителя (плавкой вставки) необходимо учитывать наибольшее значение тока на данном участке электрической цепи, защищаемой предохранителем, и соблюсти условие IНпр ≥ IНвс . Если нагрузкой является электродвигатель, то следует учитывать пусковой ток этого двигателя или ток реверсирования. Для защиты асинхронного двигателя номинальный ток плавкой вставки принимают:

Если на защищаемом участке цепи имеется несколько двигателей, то плавкую вставку нужно выбирать из расчета пуска двигателя с наибольшим пусковым током при предварительном включении всех остальных двигателей и прочих нагрузок.

Предохранитель – коммутационный электрический аппарат, предназначен­ный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышаю­щего определенное значение.

В большей части конструкций от­ключение цепи осуществляется путем расплавления плавкой вставки. которая нагревается непосредственно током за­щищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную либо автомати­чески.

В последнем случае заменяется весь предохранитель. Плавкий предохранитель состоит из двух основных частей: корпуса из электроизоляционного материала (стекла, керамики) и плавкой вставки (проволоки, полоски металла).

Выводы плавкой вставки соединены с клеммами, с помощью которых предохранитель включается в линию последовательно с защищаемым потребителем или участком цепи. Для этого используют специальные клеммные держатели. Они должны обеспечивать надёжный контакт предохранителя – иначе в этом месте возможен нагрев.

Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя. По конструктивным особенностям различают пластинчатые, патронные, трубочные и пробочные предохранители.

Сила тока, на который рассчитана плавкая вставка, указывается на ее корпусе. Оговаривается также максимально допустимое напряжение, при котором может использоваться предохранитель.

Широкое применение предохраните­лей в самых различных областях на­родного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Од­нако, несмотря на это, все они имеют следующие основные элементы: корпус или несущую деталь; плавкую вставку; контактное присоединительное устрой­ство; дугогасительное устройство или дугогасительную среду.

Под действием высокой температуры дуги фибровые стенки патрона выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4-8 МПа, что способствует ее быстрому гашению. В предохранителе ПН-2 гашение дуги осуществляется с помощью наполнителя.

В качестве наполнителя в предохранителях ПН-2 используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98 %, с зернами размером (0,2-0,4)10 -3 м и влажностью не выше 3 %.

Рис.2.8. Различные виды предохранителей: а) бытовые предохранители, б) ПН-2, в) ПР-2

Рис.2.9. Различные виды плавких вставок.

Плавкие вставки изготовляются из меди, цинка, свинца или серебра. В современных наиболее совершенных предохранителях отдают предпочтение медным вставкам с оловянным растворителем. Широко распространены также цинковые вставки.

Медные вставки для предохранителей наиболее удобны, просты и дешевы. Улучшение их характеристик достигается наплавлением оловянного шарика в определенном месте, примерно в середине вставки.

Такие вставки применяются, например, в предохранителях ПН-2. Олово плавится при температуре 232°, значительно меньшей, чем температура плавления меди, и растворяет медь вставки в месте соприкосновения с нею.

Появляющаяся при этом дуга уже расплавляет всю вставку и гасится.

Наплавление оловянного шарика приводит к тому,что медные вставки начинают реагировать с выдержкой времени на столь малые перегрузки, на которые они при отсутствии растворителя вовсе не реагировали бы.

Например, медная проволока диаметром 0,25 мм с растворителем расплавилась при температуре 280° за 120 мин. При одной и той же достаточно большой температуре (т. е.

Цинк также часто используется для изготовления плавких вставок. В частности, такие вставки применяются в серии предохранителей ПР-2.

Однако, предохранители с цинковыми вставками при тех же размерах обладают значительно меньшей устойчивостью к токам короткого замыкания, чем предохранители с медными вставками и оловянными растворителями.

Важнейшей характеристикой предохранителя является зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока – времятоковая характеристик а (рис.2.10).

Рис.2.10. Времятоковая характеристика плавкого предохранителя.

На показанном графике особо выделяются следующие токи, которые используются для выбора плавких вставок: Imin – наименьший из токов, расплавляющих вставку (при этом токе вставка еще плавится, но в течение неопределенно продолжительного времени (1-2 ч); при меньших токах вставка уже не расплавляется); I10 – ток, при котором плавление вставки и отключение сети происходит через 10 с после установления тока; Iном – номинальный ток вставки, т.е. ток, при котором вставка длительно работает, не нагреваясь выше допустимой температуры. Токи связаны простым соотношением Iном =I10 /2,5.

При этом, кроме вставки, нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений. Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки Iном.

Он может быть отличным от номинального тока самого предохранителя. Обычно в один и тот же предохранитель можно вставлять плавкие вставки на различные но­минальные токи. Номинальный ток предохранителя, указанный на нем, равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначен­ных для данной конструкции предохранителя.

Распределение температур в различных частях плавкой вставки при перегрузках и коротких замыканиях показано на рис.5.2.4.

Источник: Л.А.Родштейн, Электрические аппараты, Ленэнергоиздат, 1981, 304 с.(стр. 187)

Плавкие предохранители используются для защиты электродвигателей, силовых вентилей, воздушных линий и многого другого электрооборудования.

Что такое плавкие предохранители и для чего они нужны?

Плавкий предохранитель – это коммутационный электрический аппарат, который используется для отключения защищенной цепи.

Его назначение – это защита электрической сети и электрооборудования от короткого замыкания и значительной перегрузки. Основными параметрами изделий являются номинальный и предельно отключаемый ток, а также номинальное напряжение.

В этой статье мы подробно рассмотрим плавкие предохранители: их назначение, типы, устройство и принцип действия.

Как работает устройство?

Плавкий предохранитель работает в двух режимах, которые значительно отличаются друг от друга.

1. Нормальный режим сети. В этом режиме нагрев устройства происходит, как установившейся процесс. При этом он полностью нагревается до определенной температуры и отдает выделяемую теплоту в окружающую среду. На каждом элементе указывается так называемая номинальная сила тока (как правило, указывается наибольшее значение тока элемента конструкции). В предохранитель можно вставить плавкий элемент разной номинальной силы тока.
2. Режим коротких замыканий и перегрузок. Прибор сконструирован так, что при возрастании силы тока в сети, он мог сгореть за кратчайшее время. Для этого плавкий элемент на отдельных участках делают с меньшим сечением, где выделяется больше теплоты, чем на широких участках. При коротком замыкании перегорают практически все или полностью все зауженные участки. Когда плавится элемент, вокруг него создается электрическая дуга, гашение которой происходит в патроне механизма.

Сила тока должна указываться на корпусе прибора, а также должно учитываться максимально разрешенное напряжение, при котором прибор не выйдет из строя.

На графике ниже указывается зависимость времени перегорания плавкого элемента от тока:

Где l10 – это ток, при котором происходит плавление элемента и отключение его от сети за 10 с.

Разновидности и типы элементов

Плавкие предохранители делятся на два вида: низковольтные и высоковольтные. Деление это объясняется величиной напряжения рабочей электросети, в которой используется предохранитель.

Низковольтные приборы маркируются как ПН или ПР и рассчитаны для напряжения до 1000 В. В низковольтных устройствах ПН вокруг вставки из меди находится мелкозернистый наполнитель. Применение их рассчитано до 630 Ампер.

Прибор ПР более простой (на фото ниже), чем ПН, но при коротком замыкании и они способны гасить электрическую дугу. Рассчитаны на токи от 15 до 60 Ампер.

По конструктивным особенностям предохранители делятся на патронные, пробочные, пластичные и трубчатые. По типу исполнения выпускают разборные и неразборные изделия. У разборных есть возможность доступа к вставке. Конструкция разбирается и сгоревшая вставка заменяется на новую. Неразборные сконструированы из стеклянной колбы, поэтому считаются одноразовыми и замене вставки не подлежат.

Конструкция

Современный плавкий предохранитель состоит из двух частей:

• основание из электроизоляционного материала с металлической резьбой (необходимо для соединения с электрической цепью);
• сменная вставка, которая плавится.

Основа устройства – вставка, которая сгорает или плавится при коротком замыкании. Для того чтобы погасить дугу, которая образовывается в результате перегорания сменной вставки, устанавливают дугогасящие приспособления.

Выводы вставки соединяются с клеммами таким образом, что предохранитель подключается в линию электрической цепи. Для этого применяют специальные надежные крепежные клеммы (держатели), которые должны обеспечивать хороший контакт. Если его не будет – то в этом месте может возникнуть нагрев.

Особенностью конструкции предохранителей считается то, что устройство сгорает раньше, чем повреждаются другие части механизма. Ведь его легче заменить, чем микросхему или другой компонент оборудования.

Их температура не должна достигнуть опасного уровня, так как это приведет к выходу из строя оборудования.

Конструкция механизма пробочного типа имеет вид патрона, в который вкручивается плавкий предохранитель с цоколем. При возникновении аварийной ситуации перегорает пробка. На сегодня это пробка имеет вид кнопки, похожей на обычный выключатель. Эта кнопка после аварии возвращает устройство в рабочее состояние.

Помимо того, что плавкий компонент защищает электрическую цепь от повреждений, он еще и защищает от пожаров и возгораний. Ведь обычный провод может соприкасаться с горючими материалами в момент возгорания, а деталь сгорает внутри корпуса прибора.

Номиналы устройства подбираются по наименьшим расчетным токам электрической сети или отдельной части электрической цепи. Таблица номиналов предоставлена ниже:

Если необходимо сменить такой компонент на АВ (автоматические выключатели), то их номинал должен быть на шаг больше составляющей части. Например:

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип действия и назначение плавких предохранителей. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Источники: /studopedia.ru/7_145305_plavkie-predohraniteli.html, /e-ope.ee/_download/euni_repository/file/2323/Elektriseadmed ja masinad.zip/_8.html, /samelectrik.ru/chto-takoe-plavkie-predoxraniteli.html

Источник: /electricremont.ru/predohranitel-s-plavkoj-vstavkoj.html

Что такое плавкий предохранитель и его назначение

Современные электрические сети и устройства отличаются сложностью и нуждаются в защите от перегрузок и коротких замыканий, которые могут случаться по самым разным причинам. Для того чтобы обеспечить защиту используют предохранители разного типа и дополнительные устройства.

Современный рынок предлагает большой выбор самого разного оборудования, но потребитель предпочитает использовать плавкие предохранители. Это связано с тем, что устройство обладает высокой степенью надежности, и отличается простотой в использовании. К тому же доступная цена радует каждого потребителя. Разумеется, для начала нужно узнать, как работает плавкий предохранитель.

Во многих жилых домах можно до сих пор встретить подобное устройство. Интерес сохранится в первую очередь благодаря надежной работе, также немаловажную роль играет компактность изделия и стабильные характеристики. При необходимости произвести замену можно в самые сжатые сроки. И все же как работает плавкий предохранитель и для чего он нужен?

Для чего применяются плавкие предохранители

Назначение плавких предохранителей заключается в защите элементов и дополнительных устройств электроустановок, для этих же целей используется автоматические выключатели.

При ненормальном режиме работы электрооборудования часто наблюдаются повреждения отельных узлов оборудования или всей системы.

Часто плавкий предохранитель используют для защиты электрических кабелей и проводки, для того чтобы избежать перегрузок и короткого замыкания.

И это, несомненно, преимущество, так как намного проще произвести замену небольшого элемента, чем заниматься заменой электрической проводки, микросхем и дополнительных устройств.

Нужно сказать, что ни один элемент не застрахован от перегрузок, и как следствие перегорания.

Плавким устройство называют потому, что в основе имеется плавкий элемент – специальная вставка. Она состоит из сплава с низкой температурой возгорания, и при незначительном замыкании теплоты хватает, чтобы расплавить данный элемент. Таким образом, цепь является разомкнутой и больше ничего не угрожает целостности всей системы.

Помимо того что данный элемент защищает систему от повреждения, он еще и является защитой от возникновения возгорания и пожара. Плавкий предохранитель перегорает непосредственно в корпусе, в то время как электрическая проводка может соприкасаться с горючими и легковоспламеняющимися элементами.

Некоторые умельцы изготавливают жучок, чаще всего это просто кусок проволоки, который используется в качестве предохранителя.

Это делается потому, что под рукой нет предохранителя, который будет соответствовать всем требованиям, а защиту каким-либо образом нужно обойти.

Но специалисты не рекомендуют такой метод, потому как такой жучок может и вовсе не перегореть, а это повлечет за собой поломку системы и может довольно серьезную, или вовсе возникнет возгорание.

Принцип работы плавкий предохранителей

Перед приобретением нужно более детально узнать, как работает плавкий предохранитель. Великие ученые Ленц и Джоуль установили законы взаимных связей между величиной проходящего тока в проводнике и выделением теплоты.

Зависимость сопротивления цепи при определенном промежутке времени помогла создать наиболее простые, но невероятно эффективные способы защиты. Принцип данного предохранителя заключается в тепловом воздействии тока на металл электрического провода.

Через довольно тонкую вставку из металла проводится полный эклектический ток всей схемы.

Изделие можно увидеть на конструкции радио или телеаппаратуры, где часто стеклянный и прозрачный корпус.

На концах изделия предусмотрены специальные металлические площадки, они в свою очередь создают контакт при монтаже в гнездо. Подобный принцип работы наблюдается в электрических пробках с плавкими вставками. Многолетняя практика показывает, что подобный метод действительно является невероятно эффективным и действенным.

Как работает плавкий предохранитель

Как известно, по принципу действия предохранители разделяют на автоматические и плавкие. Последний вариант – это обыкновенные пробки, и в быту они встречаются довольно часто.

Это наиболее эффективный способ защиты и тут нет никаких причин для монтажа другого оборудования.

Вкручивают их непосредственно возле счетчика, особенность изделия состоит в том, что цоколь такой же как и на обычной лампочке.

Уже после счетчика электрический ток расходится по всей квартире. Но стоит знать, что не только главный ввод, но и каждый отдельный контур следует защитить от короткого замыкания.

Если речь идет о старых постройках, то тут зачастую используются пробки с тонкими токопроводящими вставками.

И если нет никаких перепадов, и все работает в нормальном режиме, то данная вставка успешно работает и выполняет свои функции.

Если значение превышает номинал, то вставка просто перегорает, тем самым разрывается цепь. Для того чтобы восстановить нормальную работу, стоит просто произвести замену перегоревшего элемента. Для этого не нужно обращаться к специалисту, даже человек без особых навыков в состоянии произвести замену.

Автоматический предохранитель типа ПАР изготовлен по аналогии с классическими пробками, и ввинчивается в патрон вместо плавкой модели. Наиболее популярная модель предохранителя ПАР в активном состоянии замыкает цепь центральным контактом и резьбовой гильзой посредствам электрического провода.

Проводка навивается на катушку электромагнита и связывается с биметаллической пластиной. Если наблюдается перегруз, и как следствие повышение температуры, пластина изгибается, а провод освобождается, тем самым происходит отключение. Кнопка автомата поднимается вверх, и это говорит о том, что механизм сработал и выполнил свою защитную функцию.

Устройство предохранителей

В составе изделия имеется патрон или корпус, который в обязательном порядке отличается электроизоляционными характеристиками. И дополнительно присутствует плавкая вставка. Концы последнего элемента соединяются с клеммами, а они в свою очередь отвечают за последовательное включение предохранителя в электрическую цепь.

Отталкиваясь от особенностей конструкции, плавкие предохранители разделяют на трубочные, патронные, пробочные, пластичные. На корпусе устройства имеется расчетная сила тока, которое может выдержать изделие.

Конструкция оснащается керамическим изолятором, иногда в качестве материала используется стекло, этот элемент предотвращает попадание газа и жидкого металла в окружающую среду. Корпус устойчив к высоким температурам и высокому давлению. Замена неисправных плавких вставок осуществляется весьма быстро, это предусмотрено особенностью конструкции.

Источник: /electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/kak-rabotaet-plavkij-predohranitel.html

Плавкие предохранители

Устройство, состоящее из плавкого металлического элемента в виде тонкой пластины или проволоки и корпуса с контактным устройством называют предохранителем. Он предназначен для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания.

Длительное протекание тока – нормальный режим работы плавкой вставки. Но при увеличении нагрузки выше номинальной или возникновения короткого замыкания (Iсети>Iвставки) металл нагревается до температуры плавления и, расплавляясь, разрывает цепь.

В отличии от автоматического выключателя плавкая вставка является одноразовой и при ее срабатывании подлежит замене на новую.

Довольно большое количество предохранителей снабжают дугогасительными средствами внутри их корпуса (например фибра или кварцевый песок). Ток, на который рассчитывается плавкая вставка, называют номинальным током плавкой вставки Iвставки, в отличии от номинального предохранителя Iпредохр.

, на который рассчитывается токоведущие части устройства, а также контактные и дугогасительные.

Время перегорания плавкой вставки зависит от протекаемого через нее тока, а зависимость этого тока от времени перегорания t=f(I) называют защитной характеристикой. Она показана ниже:

На рисунке показаны характеристики двух различных предохранителей 1 и 2. У них разные номинальные токи и как видим из графика при одном и том же токе перегрузки устройство 1 перегорит быстрее чем 2. Соответственно чем меньше номинал устройства, тем быстрей оно перегорит. Это свойство позволяет обеспечивать селективную защиту электрических цепей.

По конструктивным особенностям можно выделить трубчатые и пробочные предохранители.

Трубчатые – выполняют закрытыми с корпусами из газогенерирующего материала – фибры, при повышении температуры он создает в трубке большое давление за счет чего происходит разрыв цепи. Предохранитель типа ПР:

Где: 1 – контакты замыкающие, 2 – латунные колпаки, 3 – кольца латунные, 4 – плавкая вставка, 5 – трубка фибровая.

Такое устройство состоит из плавкой вставки 4, которая заключается в фибровую трубку разборного типа 5, армированную концевыми латунными кольцами 2, которые замыкают контакты 1.

Также существуют самовосстанавливающиеся предохранители. Суть их работы состоит в том, что при нагревании они резко изменяют свое сопротивление в большую сторону, что приводит к разрыву цепи.

Как только температура их снижается до рабочей, сопротивление уменьшается и цепь замыкается снова.

За основу их конструкции взяты полимерные материалы, которые обладают кристаллической решеткой при нормальном температурном режиме работы и резко переходят в аморфное состояние при нагревании.

Такие предохранители получили широкое распространение в цифровой технике (компьютеры, мобильные телефоны, системы АСУ ТП). В виду большой стоимости в силовых цепях, как правило, не применяются. Они очень удобны, так как не требуют замены после разрыва цепи.

Довольно много электриков во избежание частого перегорания плавких вставок делают так называемые «жучки» — вместо специального сплава плавкой вставки прикрепляют обычную проволоку малого сечения.

Этого делать не следует, потому что время перегорания сплава и обычной  проволоки такого же сечения могут сильно разнится, что может привести к печальным последствиям.

Поэтому если у вас часто срабатывают предохранители, следует установить причину их срабатывания, а не пытаться загрубить защиту путем установки «жучков».

Также про устройство и работу предохранителей вы можете посмотреть здесь:

Источник: /elenergi.ru/plavkie-predoxraniteli.html