Электрические предохранители, или пробки. Плавкий предохранительПлавкий предохранитель: выбор, нагрев, справочникПлавкий предохранитель – это элемент защиты цепи против короткого замыкания, принцип действия прибора основывается на перегреве и полном расплавлении теплом электрического тока специальной вставки из тонкой проволоки. Процесс необратим, после срабатывания нужно покупать новое изделие на указанный используемый номинал по проекту. Обоснование умения выбрать предохранительБольшинство людей считает, чем толще проволока в предохранителе, тем лучше. И делают «жучки». Неправильный расчет легко становится причиной пожара, греется не только предохранитель, но и прочие проводники в цепи. Если взять слишком тонкий волос, сопротивление цепи электрическому току окажется значительным, и предназначения своего сборка не выдержит. В результате людьми производятся необоснованные затраты, нарушается безопасность. Про выбор автоматов защиты неплохо рассказывает Алексей Земсков, а представленный здесь материал поможет узнать побольше о плавких предохранителях. Советы Алексея не бесполезны. Рекомендуется передачи посмотреть, предполагаемые значения токов для конкретных помещений заложить в конструкцию домашней электропроводки, а предохранитель подобрать, избегая заведомо не причинить урон. Требования к плавким предохранителям описаны в ГОСТ 17242. Там же приведены ряды допустимых значений тока, не превышающих возможности держателей (для них значения указываются попутно).  Защитный элемент Общие рекомендации по выбору предохранителяМонтаж домашней системы предохранителей логично начинать с выбора места установки. Под стандартный щиток используются DIN-рейки. Логично и держатели монтировать туда же. Количество предохранителей выбирается аналогично числу автоматов (как рекомендует А. Земсков):
В оборудовании электрики лучше перестраховаться. Допустим, кухню не все считают влажным помещением, но возможность взяться рукой за корпус прибора (к примеру, электрической плиты), а второй – за стальную кухонную раковину присутствует… Полагается ставить без раздумий именно дифференциальные автоматы, в случае опасности немедленно отключающие ветку. Аналогичное касается холодильника, примыкающего к стальному радиатору. Требования особенно жесткие при наличии маленьких детей в квартире (по очевидным причинам). Как становится понятно из изложения, порой автоматы возможно заменить предохранителями. Рецепт не годится:
Желающие могут самостоятельно перечитать на эту тему ПУЭ (лучше шестую версию), плюс ГОСТ Р 50571.11. Расстроившихся спешим успокоить: автоматы нынче не слишком дорогие. Автомат защищает от мгновенного и чрезмерного повышения тока, отслеживает долговременные перегрузки, вызывающие перегрев проводов и рассыхание изоляции. Более подробно прочитайте в разделах Электрический автомат и Автоматический выключатель. Помимо корпусов под DIN-рейку держатели плавких вставок исполняются и в иных форматах. Типоразмер предохранителя выбирается согласно установленному (или устанавливаемому) держателю на требуемый номинал. ОпределенияПроводник – любое физическое тело, по которому может передаваться ток, далеко не всегда обычный провод или кабель. В цепях постоянного тока передача происходит по швеллерам, уголковым профилям и стальным рельсам. Как результат аварий, под током оказываются любые металлические части оборудования, экраны кабелей и даже почва (см. шаговое напряжение). Нагрев проводника повышает температуру изделия. Процесс идет по закону Джоуля-Ленца. Причем величина теплоты целиком определяется квадратом тока и сопротивлением участка. Хотя встречаются иные записи, не рекомендуется их применять для расчета предохранителей. Превышением нагрева проводника называется разница температур между проводником и окружающей средой. Величина показывает, как быстро начнёт отдаваться тепло в окружающую среду через изоляцию. Установившимся нагревом (превышением нагрева) называют режим, когда дальнейшее возрастании температуры происходит столь медленно, что временным коэффициентом допустимо пренебречь. Установившийся нагревТекущий ток постепенно нагревает провод. Энергия расходуется на рост температуры, опасен случай, когда величина превышает рабочие параметры провода. У каждого кабеля изоляция, как правило, резиновая или полимерная. Оба материала сравнительно легко выходят из строя, трескаются, рассыхаются, плавятся при перегреве. Дальнейшая эксплуатация провода становится опасной, посему нецелесообразной. Температура установившегося нагрева зависит от двух факторов:
Первая величина позволяет по имеющимся данным на кабель определить количество выделяющейся в единицу времени теплоты:
 Держатель для предохранителя Понятно, что до бесконечности процесс длиться не может. Но не обязательно возникнут негативные последствия. Чтобы оценить возможность урона, нужно знать температуру окружающей среды и сопротивление изоляции кабеля передаче тепла. По указанным параметрам высчитывается интенсивность охлаждения участка за счет передачи энергии воздуху, стенам и т.д. Если кабель лежит в канале, расчет ведется для двух сопротивлений:
По образцу высчитываются условия эксплуатации любого изделия. легко проверить математическое решение экспериментально. Полный алгоритм расчета обмена с окружающей средой:
Берём справочник…При наличии справочника по изоляционным материалам задача сильно упрощается. В этом случае начинают со строительных определений:
Общий коэффициент теплопередачи складывается, таким образом, из трех компонентов:
Единица измерения по-прежнему Вт/кв.м К. Указанную величину нужно вычислить согласно найденным справочным данным. Потом поделить на нее площадь кембрика на рассматриваемом участке. Полученная цифра умножается на неизвестную разницу температур и приравнивается к мощности, найденной из закона Джоуля-Ленца. Климатические условия помещения полагаются известными. Так получают предполагаемую температуру жилы кабеля при известном потребляемом электрическом токе. Полученное значение сравнивается с эксплуатационным данными провода. Если температура выше нормы, ток нужно уменьшить, либо следует выбрать иной провод (с более толстой жилой, либо другим типом изоляции). Где взять величины сопротивления материалов передаче теплуЕсли не удалось найти специализированный строительный справочник либо подходящую таблицу, решение найдётся. Несложно заметить, в интернете много данных для оконного профиля, но найти нужные данные на ПВХ едва ли получится. Предлагается разыскать в сети хороший онлайн калькулятор для расчета тепловых потерь через перекрытия. Программа написанная на сетевом языке (JAVA, PHP) позволяет рассчитать тепловые режимы для сложных конструкций. И во многих случаях даст готовый ответ. Проверить результат нужно минимум в трех местах, избранные калькуляторы откровенно врут. Причем тестирование на достоверность следует вести на простом примере: дерево либо кирпич. В сложном легко и самому ошибиться. Калькулятор имеет встроенный справочник, где приведены сопротивления ряда утеплителей. И это непременно поможет в расчетах. При выборе материалов нужно учитывать плотность. К примеру, пенопласт ПХВ-1 обнаруживает (согласно данным smartcalc.ru) плотность и 10, и 125 кг на кубометр. Понятно, что характеристики материалов сильно отличаются. vashtehnik.ru Плавкий предохранитель - описание и устройство плавкого предохранителя
Что собой представляет плавкий предохранитель?Приветствую Вас, дорогой читатель, на страничке сайта podvi.ru. Поговорим о предохранителях. Плавкий предохранитель — вот и добрались до этого электрического аппарата. Написано про предохранители очень много. Я же постараюсь по простому описать куда можно применить плавкие предохранители. Наверное, вы сталкивались или слышали такую фразу: «перегорели провода». Обычно провода перегорают от неправильно подобранного сечения провода к нагрузке (электрический ток) потребителя. Как правильно подобрать сечение провода, можете узнать, заглянув на мою страничку. Так вот, по такому же принципу работают плавкие предохранители, только они защищают нашу электрическую цепь от перегрева и возгорания при большой нагрузке. В общем, плавкие предохранители выполняют защитную функцию. Плавкий предохранитель, при аварии, сработает один раз. Потом надо поменять предохранитель или заменить проводник из легкоплавкого металла, который находится внутри плавкого предохранителя. Хочу предупредить — ставьте такой же проводник который перегорел. Не вздумайте ставить «жучки», то есть самодельные проводники. Если у вас часто срабатывает защита, тогда ставьте автоматический выключатель. Подробно о нем напишу в другой раз. Конструкция плавкого предохранителя очень простая. Фарфоровая и стеклянная оболочка, на основании которой находятся контакты, связанные внутри тонким проводником. Когда убираешь контакт с основания плавкого предохранителя, может посыпаться кварцевый песок. Значит вы столкнулись с кварцевым плавким предохранителем (ПК). Песок служит для гашения дуги при перегорании проводника. В частных домах, до сих пор, можно увидеть пробки. Вот в них и располагаются плавкие предохранители. Как говорилось раньше, при перегорании пробки (плавкого предохранителя), не ставьте самодельные жучки. Кстати, в качестве вводного устройства может выступать плавкий предохранитель или иная защитная конструкция, например, в ее роли может выступать автоматический выключатель. Что необходимо для установки плавкого предохранителяВ случае, если вы собираетесь в качестве вводного устройства использовать плавкий предохранитель, то к нему надо добавить коммутационный аппарат, в роли которого может выступать пакетный выключатель или силовой ящик (см.след.страницу). Следует заметить, что при использовании автоматического выключателя не понадобится установка дополнительного коммутационного аппарата. Где следует устанавливать плавкие предохранителиЛюбые плавкие предохранители и однополюсные защитные автоматы разрешается ставить исключительно в фазных проводах. Такие устройства запрещается устанавливать на нулевых проводах. Не забывайте, что при замене плавкого предохранителя, следует обязательно снять нагрузку и напряжение в сети. Вот и все, что я хотел вам рассказать про плавкие предохранители. podvi.ru Электрические предохранители или пробки: работа, виды, особенностиТипоразмеры электрических предохранителей выполняются по ГОСТ Р МЭК 60269-3-1. В частности, названия «пробки» в документах нет. Вместо этого применяется словосочетание — плавкие предохранители с ламповым цоколем. Это означает, что держатель, как правило, из керамики вкручивается. А резьба соответствует эдисоновой. А теперь, отталкиваясь от приведённой информации, попробуем рассмотреть, какие бывают электрические предохранители, или пробки. Как работает плавкий электрический предохранительВнутри любого плавкого предохранителя стоит заменяемая часть. Порой смонтирована в керамический корпус либо проходит внутри герметичной стеклянной колбы. Смысл одинаков: при повышении тока до определённого значения и удержания, в считаные доли секунды жилка сгорает. Обычно держатель продаётся прямо вместе с плавкой вставкой, маркировка наносится на нем. Допустим:
 Варианты предохранителей Когда ток значительно превышает номинальный, плавкая вставка в течение короткого времени сгорает. Подача энергии через щиток обрывается. Конструкция плавких предохранителей различна. Отдельные ставятся на контактные захваты, прочие помещаются внутрь держателей. Последний вариант большинство читателей видит в подъездном щитке. Посмотрим на разновидности электрических плавких предохранителей. Разновидности электрических плавких предохранителейУстройство электрического предохранителя сильно зависит от типа, а различают таковых 6 штук, согласно ГОСТ Р МЭК 60269-3-1. Начнём с первого, а известный большинству по временам СССР стоит на 6-м месте (если не указано отдельно в тексте стандарта, токи срабатывания определяются по таблице 6 ГОСТ Р 50339.0). Первый типоразмер DОбнаруживает резьбу под E14, Е18, Е27, Е33 и обычную метрическую. Отличительной особенностью считаются плавкие вставки с керамическим корпусом и наполнителем из кварцевого песка. Далеко не всегда форма цилиндрическая, обеспечивается взаимная невзаимозаменяемость путём применения втулок. На ток до 10 А подобные меры не используются. Каждое из шести исполнений типоразмера D показывает собственный тип корпуса держателя, номинальный ток. Перепутать случайно не получится. В маркировке используется сечение плавкой жилы из медно-никелевого сплава. Особенностью конструкции ряда из типоразмеров D признано углубление в середине крышки, куда опирается прижимной винт. Подобные предохранители дополнительно защищены от действия вибраций. Нет шансов, что пробка самостоятельно вывернется и контакт потеряется. В остальном типоразмер D II на Е27 вполне применяется взамен обычных пробок.  Плавкий предохранитель Цилиндрические плавкие предохранители (II)
 Виды плавких моделей Плавкие предохранители со штырьковыми выводами (III)По виду напоминают прямоугольный конденсатор на толстых ножках. Конструкция состоит из корпуса с двумя ножками (держателя) и непосредственно плавкой вставки. Номинальный ток калибруется втулками. Кто сталкивался с разъёмами типа «банан» (banana) для измерительной техники, отметит определённо сходство. Ножки предохранителей со штырьковыми выводами демонстрируют разрез по центру. Градация по току ведётся при помощи изменения типоразмеров (в том числе держателей). Калибровочные втулки выполняются трудно извлекаемыми, чтобы не перепутать номиналы. Цилиндрические плавкие предохранителяДля применения в предохранителях штепсельного типа особенностями не отличаются. Типоразмер таков, чтобы удавалось поставить в держатель из керамики или другого материала (диаметр контакта 6 мм, длина 26 мм). В указанных электрических предохранителях применяются плавкие вставки gG – общего назначения, срабатывающие во всем диапазоне. Корпус здесь исключительно керамический, отдельные варианты предохранителей отсутствуют. К примеру, распространённые сегодня прямоугольные ПН-2 с торцевым расположением плоских ножек. Прежде речь шла про виды электрических предохранителей для низкого вольтажа. По правилам это до 1 кВ, но в действительности 220 – 380 В. Не всегда возможна защита электрических сетей предохранителями подобного типа. Вдобавок на избранные типы изделий разработаны лишь технические условия (как в случае с ПР-2), стоящие денег (для предприятий), и достать такой документ в простом обиходе не представляется возможным. Высоковольтные плавкие предохранителиТребования к высоковольтным предохранителям излагает ГОСТ 2213. Сюда относятся, к примеру, ПКТ (с мелкозернистым наполнением для защиты трансформаторных линий), с корпусом из керамики в виде параллелепипеда и штыревые плоские выводы по торцам. Высоковольтные предохранители маркируются более скрупулёзно. В ряд обозначений входят, к примеру:
Принцип работы электрического предохранителя остаётся прежним, но мощность значительно выше (достигает 150 Вт), поэтому корпус побольше, нежели у цилиндрических моделей — для улучшения условий охлаждения. Допустим, номинальный ток 2,5 А, а отключающий – на три порядка выше (в тысячу раз больше). В связи с этим нормируется температура изоляции, указываются сопутствующие параметры. Выходит, на предохранитель нужно стремиться достать документацию, и не всегда это ГОСТ. А если на предохранитель идут ТУ? Ответ прост: назначение электрического предохранителя, его характеристики и размеры нетрудно посмотреть на сайте толкового производителя. К примеру, по ПН неплохая документация у ОАО Кореневский завод низковольтной аппаратуры. В технических данных от предприятия указываются обычные для любой нормативной документации параметры: номинальный ток, напряжение, климатическое исполнение. Разница в том, что ГОСТ даёт общую и полную информацию, а производитель – конкретную и выборочную. В других случаях применение предохранителей ограничено по отраслям. Редкому обывателю, к примеру, понадобятся изделия для применения на железных дорогах, описываемые по ГОСТ 55882.5. Автоматические выключатели: стоит ли менять предохранители Автоматические выключатели советского типа При цене пробки для щитка по ГОСТ Р МЭК 60269-3-1 в размере 10-ти рублей, понятно, почему не любой человек хочет ставить в дом «автоматический предохранитель» (выключатель). Впрочем, задумайтесь: линий на стандартную квартиру обычно две, номиналы невысоки (см. фото), зато не нужно постоянно покупать новое оборудование либо ставить «жучки». Автоматический выключатель надёжно и точно выполнит предписанные функции, тогда как предохранитель в электрической цепи одноразовый. Сложность в правильном подсчёте номинала. Не любой мастер спаяет работающий «жучок». Для проверки понадобятся как минимум токовые клещи, но читатели видели номиналы по таблице 6 ГОСТ Р 50339.0 – где обычному человеку взять подобные значения? Ответ прост: нужно либо верит на слово энтузиастам, либо раскошелиться на… целых 88 рублей. Это в 8 раз дороже, нежели пробка из керамики. Обращаем внимание читателей, что по правилам отдельные линии обязаны включаться через дифференциальный автомат защиты. Это:
Электрические предохранители в квартире годятся далеко не везде. А современные автоматы обычно плавких вставок лишены. Это попросту не требуется. Суммируя, скажем, бессмысленно экономить 150 рублей ради удобства. Это способствует выполнению законов и добавляет удобства процессу эксплуатации. Дополнительное преимущество – безопасность. Когда выкручиваешь пробку, чрезвычайно легко зацепить токонесущие части. Учитывая факт, что щиток находится под потенциалом земли, действие способно привести к летальному исходу. Допустимо ставить электрические предохранители, автоматы, дифференциальные устройства защиты, потому что проверки бывают нечасто. Для демонтажа старого оборудования и установки нового зовите электрика. Теперь читатели знают, что делать, когда перегорают электрические предохранители. Надеемся, что большинство поставит себе автоматические выключатели. Те – ещё советские – что представлены на фото, служат уже более 30 лет без единого отказа. Полагаем, многие уже оценили, сколько за это время поменяно плавких предохранителей. vashtehnik.ru Плавкий предохранитель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Плавкий предохранительCтраница 1 Плавкий предохранитель состоит из двух основных частей: корпуса ( патрона) из электроизоляционного материала и плавкой вставки. Концы плавкой вставки соединены с клеммами, с помощью которых предохранитель включается в линию последовательно с защищаемым потребителем или участком цепи. Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя. [1] Плавкие предохранители служат для защиты всей электрической сети крана от коротких замыканий. Принцип действия предохранителей основан на расплавлении их плавких элементов при резком возрастании силы тока в цепи. [2] Плавкие предохранители выпускают трех типов: пробочные, рассчитанные на силу тока до 60 А, трубчатые СПО - до 360 А и пластинчатые-до 600 А. [3] Плавкие предохранители предназначены для защиты электрооборудования и электрических сетей от больших токов, возникающих при коротких замыканиях, и значительных ( 50 % и более) перегрузках. В предохранителе помещается проводник с низкой температурой плавления ( плавкая вставка), через который проходит ток защищаемой цепи. При увеличении тока выделяется большое количество тепла, под действием которого проводник расплавляется и размыкает цепь. На башенных кранах применяют трубчатые предохранители без наполнения ПР-2 и с наполнением ПН2, НПР, НПН. [4] Плавкий предохранитель - тепловой, разрывного действия служит для разрыва электрической цепи при перегрузках. [5] Плавкие предохранители не могут защищать двигатель от небольших и длительных перегрузок. Только при внезапных больших перегрузках или коротких замыканиях предох-раяители могут быстро отключать двигатели. Автоматы размыкают электрические цепи при перегрузке или коротких замыканиях. Для защиты двигателей от перегрузок ( но не от коротких замыканий) используют тепловые реле, которые выбираются по номинальному току двигателя. [6] Плавкие предохранители используют в лифтах для защиты слаботочных цепей управления, сигнализации и освещения от токов короткого замыкания. Состоит предохранитель из трех основных частей: корпуса, контактного устройства и металлической плавкой вставки. Предохранитель типа ПР ( рис. 87) включает в себя фибровый корпус 4, обоймы 2, плавкую вставку 3 и контакты /, которые одновременно служат и для крепления предохранителя к токоподводящим выводам. При коротком замыкании предохраняемой цепи плавкая вставка сгорает и цепь разрывается. Под действием высокой температуры фибра разлагается и выделяет газ, способствующий гашению дуги, которая возникает при разрыве цепи. Наиболее распространены также предохранители пробочные и с кварцевым заполнителем. [8] Плавкие предохранители защищают электродвигатели и прочие промышленные устройства только от токов короткого замыкания, а от длительных перегрузок они надежно защитить не могут. Поэтому в мощных электротехнических установках кроме плавки предохранителей устанавливается автоматическая защита. [9] Плавкие предохранители очень просты и дешевы. Однако они обладают существенными недостатками. Так будет продолжаться до тех пор, пока кривые не сблизятся. [11] Плавкий предохранитель должен отключать место повреждения от неповрежденных элементов установки. Необходимо стремиться к тому, чтобы при сгорании плавкой вставки заполнитель вступал в химическое соединение с парами плавкой вставки и при этом выделялось как можно больше газов, деионизирующих дуговое пространство и облегчающих процесс разрыва дуги. [12] Плавкий предохранитель представляет собой аппарат, служащий для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и чрезмерных токов нагрузки. При повышении тока нагрузки выше установленного значения предохранитель автоматически отключает цепь. [13] Плавкие предохранители применяют для защиты электрических сетей от коротких замыканий, а в некоторых случаях и от перегрузок. В сетях напряжением до 1000 в плавкие предохранители являются основным видом защиты. В сетях более высокого напряжения ( до 110 кв) их применяют во всех случаях, когда они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к защите. [14] Плавкий предохранитель состоит из плавкой вставки, представляющей собой металлический проводник уменьшенного сечения, патрона или конструкции, в которой закрепляется плавкая вставка, и иногда устройства, облегчающего гашение дуги. [15] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Плавкие предохранители | Онлайн журнал электрика Плавкие предохранители Термическое действие тока обширно употребляется для защиты электротехнических устройств и линий передач от разрушительного деяния маленьких замыканий и долгих перегрузок. Простым прибором таковой тепловой зашиты является плавкий предохранитель. В нем главным элементом защиты служит плавкая вставка — сменяемая часть предохранителя, плавящаяся, когда сила тока в защищаемой цепи превысит определенное значение. По существу, это короткий участок защищаемой электронной цепи, относительно просто разрушаемый термическим действием тока. Чтоб получить такую пониженную тепловую устойчивость, плавкая вставка изготовляется из материала со сравнимо высочайшим удельным сопротивлением (к примеру, сплава олова и свинца) либо из отлично проводящего металла (к примеру, серебра, меди), но с относительно малым сечением.  Рис. 1 Пробочный предохранитель При перегорании предохранителя в нем не должна появляться дуга, как следует, плавкая вставка обязана иметь длину, соответствующую выключаемому напряжению; по этой причине на предохранителях, не считая номинального тока, указывается также и напряжение. В конструктивном отношении плавкие предохранители производятся самым разным образом. Для токов приблизительно до 60 а и низких напряжений используют пробочные предохранители (рис. 1), у каких плавкая часть совсем закрыта. В основание 1 предохранителя ввертывается сменяемая при перегорании вставка 2, так именуемая пробка; ток проходит через винтообразную резьбу пробки, плавкую проволоку 3 в ней и контактный винт 4в деньке основания.  Рис. 2 Схема группового щитка В домах предохранители сосредоточивают на групповых щитках. Последние служат местом разветвления проводки: от их провода расползаются в отдельные постройки, части строения либо комнаты квартиры. Каждую линию тут защищает отдельная пара предохранителей (рис. 2). Такое устройство упрощает надзор за предохранителями и смену пробок при перегорании их. Время от времени заместо перегоревшей пробки в основание предохранителя вставляют несколько медных жилок, число которых в большинстве случаев берется случаем. В таких критериях при коротком замыкании в квартире может вспыхнуть пожар либо от перегретого током не защищенного предохранителем шнура проводки либо от разбрызгивания металла вокруг предохранителя.  Рис. 3 Пластинчатый предохранитель Для промышленных установок низкого напряжения обширно используются пластинчатые предохранители (рис. 3). В их плавкая часть — вставка 2 — состоит из нескольких проволок (либо пластинки), снабженных контактными наконечниками 3, которые служат для закрепления вставки с помощью винтов 4 на изолирующем огнестойком основании 1. Для зашиты работающих от брызг расплавленного металла (при перегорании вставки) вставка закрыта кожухом 5. В установках высочайшего напряжения используются трубчатые предохранители (рис. 4), в каких плавящаяся проволока помещена в фарфоровую трубку и имеет значительную длину. Возникающая при плавлении проволоки снутри трубки дуга стремительно разрывается из-за тяги воздуха в трубке; совместно с тем трубка не дает способности разбрызгиваться расплавленному металлу.  Рис. 4 Трубчатый предохранитель Соответствующей величиной для плавкого предохранителя является его номинальная сила тока, т. е. та предельная сила тока, которую предохранитель должен выдерживать неопределенно длительное время не разрушаясь. Это значение силы тока указывается на вставке предохранителя, что все-таки касается силы тока плавления предохранителя, то его значение зависит от ряда обстоятельств и сначала от продолжительности нагрузки током и критерий остывания предохранителя.На рис. 5 представлена зависимость времени перегорания плавкой вставки от так именуемой кратности тока, т. е. от дела фактической силы тока к его номинальной силе.  Рис. 5 Зависимость времени перегорания вставки от кратности тока Плавкий предохранитель должен накрепко защищать провода установки от небезопасной перегрузки; но он должен выдерживать краткосрочные толчки тока при запусках движков и т. п. Потому при выборе предохранителя следует знать не только номинальную силу тока нагрузки полосы, да и ее нрав. Если линия питает движки, то за базу для выбора предохранителя необходимо брать среднее значение пускового тока, которое приблизительно в 5—7 раз больше номинального значения тока мотора. Продолжительность пускового процесса обычно составляет около 5—10 сек; в течение сих пор согласно рис. 23 предохранитель должен выдерживать силу тока, превосходящую его номинальную примерно в 2,5 раза. Как следует, номинальная сила тока плавкого предохранителя должна быть равна (либо больше) 40% от средней пусковой силы тока мотора, т. е. In=1/2.5 х Iпуск=0.4 Iпуск Но, когда избранные таким макаром номинальные значения силы тока плавких вставок значительно превосходят допустимые долгие нагрузки защищаемых проводников, тогда предохранители защищают провода от маленьких замыканий, но не от долгих перегрузок. Если линия несет размеренную неколеблющуюся нагрузку, без пусковых толчков, номинальная сила тока предохранителя должна быть равна рабочей силе тока полосы. Хотя плавкий предохранитель выдерживает и огромную нагрузку, но продолжительно нагруженный выше номинальной силы тока он очень греется и потому ненадежен в работе. elektrica.info Все о плавких предохранителяхТепловое действие тока широко используется для защиты электротехнических устройств и линий передач от разрушительного действия коротких замыканий и длительных перегрузок.  Схема плавкого предохранителя. Простейшим прибором такой термической зашиты является плавкий предохранитель. В нем основным элементом защиты служит плавкая вставка — сменяемая часть предохранителя, плавящаяся, когда сила тока в защищаемой цепи превысит определенное значение. По существу, это короткий участок защищаемой электрической цепи, относительно легко разрушаемый тепловым действием тока. Чтобы получить такую пониженную термическую устойчивость, плавкая вставка изготавливается из материала со сравнительно высоким удельным сопротивлением (например, сплава олова и свинца) или из хорошо проводящего металла (например, серебра, меди), но с относительно малым сечением. При перегорании предохранителя в нем не должна возникать дуга, следовательно, плавкая вставка должна иметь длину, соответствующую выключаемому напряжению; по этой причине на предохранителях, кроме номинального тока, указывается также и напряжение.  Рисунок 1. Пробочный предохранитель. В конструктивном отношении плавкие предохранители выполняются самым различным образом. Для токов примерно до 60 А и низких напряжений применяют пробочные предохранители (рис. 1), у которых плавкая часть совершенно закрыта. В основание 1 предохранителя ввертывается сменяемая при перегорании вставка 2, так называемая пробка; ток проходит через винтовую резьбу пробки, плавкую проволоку 3 внутри нее и контактный винт 4 в дне основания. В жилых домах предохранители сосредоточивают на групповых щитках. Последние служат местом разветвления проводки: от них провода расходятся в отдельные постройки, части здания или комнаты квартиры. Каждую линию здесь защищает отдельная пара предохранителей (рис. 2). Такое устройство облегчает надзор за предохранителями и смену пробок при перегорании их. Иногда вместо перегоревшей пробки в основание предохранителя вставляют несколько медных жилок, число которых в большинстве случаев берется случайно. В таких условиях при коротком замыкании в квартире может вспыхнуть пожар или от перегретого током не защищенного предохранителем шнура проводки, или от разбрызгивания металла вокруг предохранителя.  Рисунок 2. Схема группового щитка. Для промышленных установок низкого напряжения широко применяются пластинчатые предохранители (рис. 3). В них плавкая часть, вставка 2, состоит из нескольких проволок (или пластинки), снабженных контактными наконечниками 3, которые служат для закрепления вставки при помощи винтов 4 на изолирующем огнестойком основании 1. Для защиты от брызг расплавленного металла (при перегорании вставки) вставка закрыта кожухом 5. В установках высокого напряжения применяются трубчатые предохранители, в которых плавящаяся проволока помещена в фарфоровую трубку и имеет значительную длину. Возникающая при плавлении проволоки внутри трубки дуга быстро разрывается из-за тяги воздуха в трубке, вместе с тем трубка не дает возможности разбрызгиваться расплавленному металлу. Характерной величиной для плавкого предохранителя является его номинальная сила тока, т. е. та предельная сила тока, которую предохранитель должен выдерживать неопределенно долгое время, не разрушаясь. Это значение силы тока указывается на вставке предохранителя. Что же касается силы тока плавления предохранителя, то его значение зависит от ряда причин и в первую очередь от длительности нагрузки током и условий охлаждения предохранителя.На представлена зависимость времени перегорания плавкой вставки от так называемой кратности тока, т. е. от отношения фактической силы тока к его номинальной силе.  Рисунок 3. Пластинчатый предохранитель. Плавкий предохранитель должен надежно защищать провода установки от опасной перегрузки, однако он должен выдерживать кратковременные толчки тока при пусках двигателей и т. п. Поэтому при выборе предохранителя необходимо знать не только номинальную силу тока нагрузки линии, но и ее характер. Если линия питает двигатели, то за основу для выбора предохранителя нужно брать среднее значение пускового тока, которое ориентировочно в 5—7 раз больше номинального значения тока двигателя. Длительность пускового процесса обычно составляет около 5—10 сек; в течение этого времени, согласно рис. 23, предохранитель должен выдерживать силу тока, превышающую его номинальную приблизительно в 2,5 раза. Следовательно, номинальная сила тока плавкого предохранителя должна быть равна (или больше) 40% от средней пусковой силы тока двигателя, т. е. In=1/2.5 х Iпуск=0.4 Iпуск. Однако, когда выбранные таким образом номинальные значения силы тока плавких вставок существенно превышают допустимые длительные нагрузки защищаемых проводников, тогда предохранители защищают провода от коротких замыканий, но не от длительных перегрузок. http://fazaa.ru/youtu.be/3nK1lECKWwQ Если линия несет спокойную неколеблющуюся нагрузку, без пусковых толчков, номинальная сила тока предохранителя должна быть равна рабочей силе тока линии. Хотя плавкий предохранитель выдерживает и большую нагрузку, но длительно нагруженный свыше номинальной силы тока он сильно нагревается и поэтому ненадежен в работе. Поделитесь полезной статьей: Topfazaa.ru Плавкий предохранитель - элемент силовой электроникиСиловая электроника №1'2007Заказать этот номерВ последние годы существенно возрос уровень сложности силовых электронных устройств, применяемых на объектах транспорта, добывающих и перерабатывающих отраслей промышленности, в системах генерирования и распределения электрической энергии. Одновременно с усложнением силовых устройств, увеличением их функциональности и улучшением экономичности, важным условием успешной работы таковых является надежная защита силовых полупроводниковых приборов, трансформаторов, коммутирующих, фильтровых и накопительных конденсаторов, токоведущих устройств в условиях аварийных и перегрузочных режимов. Отсутствие или неправильное применение должных элементов защиты существенно снижает экономический эффект от применения современных преобразовательных устройств большой мощности из-за высокой стоимости комплектующих и работ по их замене в случае выхода из строя, не говоря уже об убытках, вызванных простоем технологического оборудования, транспортных средств и т. п. Данная статья посвящена плавким предохранителям.  Для лучшего понимания средств и методов защиты электрических и электронных устройств в аварийных и близких к таковым режимах рассмотрим наиболее характерные режимы перегрузок электрических цепей. В большинстве случаев все электрические аварийные режимы могут быть отнесены к одной из двух категорий — перенапряжения и экстратоки. Первые происходят при воздействии на линии электропередачи и оборудование грозовых разрядов, при резкой коммутации тока в линиях и устройствах со значительной индуктивностью, при неправильном функционировании преобразовательных систем и т. д. Вторые могут быть вызваны короткими замыканиями, механическими перегрузками электроприводов, неисправностями в электронных силовых блоках и т. п. В общем случае, экстратоком называют любой ток в цепи, превосходящий по значению ток в цепи при нормальных рабочих условиях. Существует два типа экстратоков — токи перегрузки и токи короткого замыкания. Током перегрузки обычно считают ток, превышающий ток в рабочих условиях, но протекающий через проводимости элементов цепи и нагрузки, которые имеют существенную (с учетом значения рабочего тока) величину. Зачастую токи перегрузки превышают номинальный рабочий ток в 1,5–6 раз. Обычно они вызваны пусковыми токами электродвигателей в момент запуска, токами намагничивания сердечников трансформаторов, зарядом конденсаторов фильтров и т. п. Такие токовые перегрузки безопасны и называются рабочими перегрузками. Длительности рабочих перегрузок относительно невелики, и, соответственно, перегрев устройств за их счет очень незначителен. Перегрузки, длительные по времени, обычно происходят изза механических повреждений электродвигателей приводов, нагрузки на оборудование, превышающейрасчетную, подключения к одной цепи большого количества потребителей электроэнергии. Перегрузки по току такого характера могут вызывать существенное повышение температуры проводников, преобразователей, трансформаторов и выход их из строя. Однако из-за относительно небольшой величины тока в цепи (по сравнению с коротким замыканием) повреждения оборудования носят не мгновенный характер, а требуют достаточно длительного времени и могут быть легко предотвращены. Током короткого замыкания (КЗ) называют ток, протекающей в цепи, проводимость которой существенно выше, чем проводимость в нормальных условиях. При коротком замыкании ток в цепи может превышать рабочий ток в сотни и тысячи раз. Если цепь с таким током не разорвать в течение разумного времени (максимально — единицы секунд, обычно — гораздо меньше), то повреждения оборудования, вызванные столь большими токами, могут быть фатальными — это разрушение изоляторов, расплавление и испарение проводников, дугообразование, воспламенение горючих материалов. Кроме того, большие значения токов короткого замыкания вызывают значительные силы магнитного взаимодействия токонесущих проводников, приводящих их к деформации и разрушению. Короткие замыкания являются одной из важных причин пожаров в быту и на производстве, приносящих огромные убытки.  Рис. 1. Упрощенная схема типового подключения потребителей Наиболее надежным средством защиты от экстратоков, не зависящим от внешних условий, механического состояния и т. п., являются плавкие предохранители. Работа этих приборов основана на свойствах «плавкой перемычки», помещенной в корпус и подключенной к выводам. Электрическое сопротивление перемычки достаточно мало, поэтому в нормальных условиях она играет роль обычного проводника. При превышении тока в цепи номинального значения, на которое рассчитана перемычка, количество тепла, выделяемое в ней, растет. Это приводит к увеличению ее сопротивления и, соответственно, к дополнительному разогреву. Процесс развивается лавинообразно и, в конечном итоге, приводит к расплавлению перемычки, тем самым разрывая защищаемую от экстратоков цепь. Чем больше величина экстратока, тем быстрее плавится перемычка. Это фундаментальное свойство позволяет использовать плавкие предохранители для надежной защиты цепей даже от токов короткого замыкания. Несмотря на то, что плавкие предохранители как устройства защиты электрических цепей известны и применяются уже почти полторы сотни лет, ряд их характеристик остается непревзойденными другими системами токовой защиты. В частности, плавкие предохранители:
Современный плавкий предохранитель представляет собой достаточно сложное электротепломеханическое устройство со стабильными характеристиками и свойствами, знание которых является необходимым условием успешного применения предохранителей и надежной защиты силовых систем в аварийных режимах. И если еще 40–50 лет назад во многих случаях считалось допустимым применение вместо плавких предохранителей обыкновенных железных гвоздей (в некоторых справочниках по электротехнике издания 50–60-х годов прошлого века даже приводились данные по току плавления гвоздей различных диаметров и длин), то сегодня в условиях массового применения полупроводниковых преобразователей, трансформаторов и конденсаторов с большой удельной мощностью, такой подход не просто неприемлем, а недопустим в принципе, поскольку может привести к очень серьезным авариям. Обратимся к основным характеристикам, определяющим типы плавких предохранителей. Номинальное напряжение. Его значение для предохранителя должно быть равно или выше напряжения в защищаемой цепи. Предохранитель на напряжение 600 В может быть использован для защиты цепей с напряжением 220 В, но не наоборот. Номинальное напряжение характеризует способность плавкого предохранителя разрывать цепь, находящуюся под напряжением в условиях перегрузки, в частности, гашение вольтовой дуги, возникающей при плавлении перемычки. Предохранитель с номинальным напряжением, меньшим, чем напряжение в цепи, в ряде случаев может не погасить дугу за требуемое время, в результате чего цепь не будет разорвана больше времени, чем это допустимо. Это особенно важно для предохранителей, защищающих полупроводниковые преобразователи, поскольку именно для таких устройств очень важно разорвать цепь за минимально возможное время. Номинальный ток. Это основная характеристика любого предохранителя. При выборе прибора по его номинальному току необходимо учитывать конкретные условия работы предохранителя, в частности, вид нагрузки цепи. Номинальный ток предохранителя не должен превышать допустимую величину тока цепи. Например, если проводник рассчитан на пропускание тока в 20 А, то максимальная величина номинального тока плавкого предохранителя для данной цепи равна 20 А. Однако из этого правила есть и исключения (как обычно, лишь подтверждающие правило). Типичный случай — цепи питания электродвигателей. Для того чтобы при пуске двигателя под нагрузкой не произошло сгорание предохранителя, допустимо выбирать быстродействующие предохранители на номинальный ток в 3 раза выше долговременного тока, потребляемого двигателем при полной нагрузке, а предохранители с медленным срабатыванием — на ток, в 1,75 раза превышающий указанный ток двигателя. Разрывная способность. Любое устройство токовой защиты электрической цепи должно выдерживать без физического разрушения передачу энергии короткого замыкания. Если ток короткого замыкания будет больше, чем ток, который способно выдержать устройство защиты, то оно может разрушиться, усугубляя тем самым аварийную ситуацию. Таким образом, применяемое устройство защиты (в частности, предохранитель) должно быть способно выдержать любой теоретически возможный аварийный ток. Наибольшая величина этого тока называется максимальным разрывным током или разрывной способностью предохранителя. С точки зрения величины разрывной способности современные плавкие предохранители существенно превосходят своих конкурентов — термоэлектрические и электромагнитные автоматы. Так, типовое значение разрывной способности автоматов широкого применения превышает 10–12 кА, в гораздо более дорогих автоматах специальных конструкций — 18–25 кА, в то время как для большинства предохранителей типовое значение составляет 40–50 кА, а для ряда приборов разрывная способность может достигать 200–400 кА. Поэтому именно плавкие предохранители используются для защиты автоматов защитыкак менее надежных устройств. Рассмотрим две важные особенности применения плавких предохранителей. Последовательная защита и предотвращение лавинных сгораний. Правильно выбранные величины номинального тока предохранителей в различных участках цепи позволяют в случае аварии в какой-либо одной ветви обесточить только эту ветвь, без обесточивания других устройств, расположенных ближе к источнику энергии, чем аварийное. Это свойство хорошо иллюстрирует упрощенная схема куста потребителей электроэнергии, приведенная на рис. 1. При аварии в ветви «C» сгорает лишь предохранитель FU3, таким образом, другие потребители, подключенные к ветви B, не обесточиваются и продолжают функционировать. Аналогично, потребители, подключенные к ветви «А», продолжают функционировать независимо от аварийной ситуации в ветви «B». Такое выборочное отключение и локализация аварийных участков цепей с помощью плавких предохранителей легко реализовать, выбрав соотношение рабочих токов 2:1 (или более) для каждой нисходящей ветви. Ограничение тока цепи и защита ее элементов. Защитные устройства, не ограничивающие ток короткого замыкания цепи (в частности, автоматы и контакторы) до момента отключения цепи, пропускают импульсы тока значительной величины, способные вывести из строя полупроводниковые приборы, либо повредить другие элементы защищаемой цепи. Указанный недостаток работы устройств автоматической защиты демонстрирует рис. 2.  Рис. 2. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной тепловым автоматом Плавкие предохранители как устройства, ограничивающие максимальный импульс тока короткого замыкания цепи, определяют существенно меньшую величину энергии, выделяющуюся в аварийной цепи. Это хорошо видно на диаграмме (рис. 3).  Рис. 3. Временная диаграмма тока короткого замыкания в цепи, защищенной плавким предохранителем Устройство защиты является токоограничивающим, если оно обеспечивает спад тока короткого замыкания менее чем за четверть периода переменного тока первичной сети, тем самым не позволяя току короткого замыкания достичь своего максимального значения. Большинство современных плавких предохранителей отвечают данному условию и ограничивают токи КЗ на таком уровне, который позволяет избежать серьезных повреждений элементов цепей даже при тяжелых авариях. Это дает возможность:
Не будучи ограничены по времени и величине, токи КЗ многих электрических цепей могут достигать 30–50 кА (и более) за четверть периода первичной сети (5 мс для цепей переменного тока промышленной частоты 50 Гц) с момента короткого замыкания. Огромное количество тепла, выделяемое в режиме КЗ в цепи, может нанести серьезные повреждения изоляции, расплавить токоведущие шины, а в ряде случаев привести к взрыву силовых устройств (в частности, маслонаполненных трансформаторов). Существенные магнитодинамические силы между проводниками со столь большими токами способны разрушить крепления и изоляторы, исказить структуру обмоток трансформаторов и т. п. Избежать всех этих неприятностей позволяет защита электрических цепей с помощью плавких предохранителей. Проанализируем особенности конструкции и работу современных низковольтных (до 1–2 кВ) плавких предохранителей. 1) Предохранители одиночного действия (одноэлементные)На рис. 4 представлен разрез современного цилиндрического одноэлементного предохранителя:  Рис. 4. Цилиндрический плавкий предохранитель в разрезе Основным элементом предохранителя является плавкая перемычка. В зависимости от номинального тока в одном предохранителе перемычек может быть от одной до десяти. Вид, геометрические размеры и профиль перемычки проектируется исходя из требуемых свойств предохранителя. Для уменьшения потерь в приборе перемычки обычно изготавливаются из меди, серебра и их сплавов с другими металлами, которые характеризуются малым удельным сопротивлением. Концы перемычек привариваются или припаиваются к выводам предохранителя, которые, в зависимости от типа и назначения, могут быть ножевыми, цилиндрическими, плоскими шинами и контактными плоскостями. Корпус предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью, чаще всего из керамики специальных типов. Внутрь корпуса обычно засыпают дугогасящий наполнитель — чистый кварцевый песок или тонкую крошку оксида алюминия. В нормальных условиях, когда ток, идущий через предохранитель, меньше или равен номинальному, прибор работает, как проводник электрического тока. При превышении током номинального значения более–менее длительное время, тонкие участки перемычки быстро нагреваются, их температура достигает температуры плавления материала, и перемычка плавится, разрывая защищаемую цепь (рис. 5).  Рис. 5. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока перегрузки При этом ток в цепи разрывается не сразу, поскольку в образовавшемся разрыве возникает электрическая дуга. Высокая температура дуги вызывает быстрое плавление металла перемычки и увеличение длины разрыва. Наполнитель способствует быстрому охлаждению дуги, ее разветвлению и удлинению, что существенно уменьшает время ее горения. Длина дуги и ее сопротивление растут и в результате достигают таких значений, при которых дуга гаснет. В этот момент предохранитель полностью разрывает электрическую цепь. Современные одноэлементные предохранители обладают очень малым временем реакции на возникновение экстратока, обеспечивая надежную и быстродействующую защиту от коротких замыканий. Однако длительно протекающие токи рабочих перегрузок могут вызывать нежелательные срабатывания таких предохранителей, если их номинальный ток был выбран без соответствующего запаса. Предохранители такого типа лучше применять для защиты цепей с активной нагрузкой (нагревательные элементы, резисторы, гальванические ванны и т. д.), для которых не характерны значительные токи рабочих перегрузок. Токи коротких замыканий обычно многократно превосходят токи в нормальных условиях и токи рабочих перегрузок, достигая десятков–сотен кА. При столь высоких значениях тока плавкий предохранитель срабатывает очень быстро. В показанном на рис. 6 предохранителе под воздействием тока КЗ плавятся одновременно все тонкие участки перемычки, поскольку тепло от участков, расположенных ближе к выводам, не успевает отводиться к ним за время порядка 1–10 мс. Это существенно уменьшает время горения дуги и, соответственно, время полного разрыва цепи, которое, в результате, не превышает даже четверти периода тока питающей сети.  Рис. 6. Срабатывание плавкого предохранителя под воздействием тока короткого замыкания 2) Предохранители двойного действия (двухэлементные, с задержкой срабатывания)Рассмотренные выше одноэлементные предохранители оптимальны для защиты цепей с постоянным током потребления или с небольшими его колебаниями. Для защиты цепей с большими колебаниями потребляемого тока и частыми его превышениями значений, характерных для установившегося режима, (электропривод, трансформаторы и т. д.) одноэлементные предохранители приходится выбирать с 3–4-кратным запасом, что может снизить надежность защиты в аварийных перегрузочных режимах. Предохранители двойного действия (иначе — двухэлементные, или с задержкой срабатывания) позволяют обеспечить более надежную защиту потребителей сетей с большим диапазоном токов рабочих перегрузок. Действие предохранителей основано на том, что при перегрузочном токе срабатывает элемент одного типа, а при коротком замыкании — другого, аналогичный элементу рассмотренных выше предохранителей. Оба элемента выполнены в единой конструкции и электрически соединены последовательно. Вид части такой конструкции представлен на рис. 7.  Рис. 7. Упрощенная структура элемента плавкого предохранителя двойного действия Рис. 8 демонстрирует работу двухэлементного предохранителя в случае возникновения в цепи тока перегрузки. Под воздействием тока перегрузки разогревается пайка, выполненная специальным сплавом с калиброванной теплоемкостью, теплопроводностью и температурой плавления. При достижении температуры плавления сплава пайки он размягчается, и специальная разрывная пружина резко разрывает контакт. Возникающая при этом электрическая дуга быстро гаснет из-за расстояния, на которое разводятся элементы. Из-за значительной массы припоя и держателя этот элемент защиты обладает большой тепловой постоянной времени и не является токоограничивающим, соответственно, не может использоваться для быстродействующей защиты от тока короткого замыкания. В случае воздействия тока короткого замыкания защитные функции в предохранителях двойного действия выполняют расплавляемые участки перемычки (рис. 9).  Рис. 8. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока перегрузки  Рис. 9. Срабатывание плавкого предохранителя двойного действия под воздействием тока короткого замыкания Дуга, загорающаяся в местах плавления перемычек, быстро гаснет, как за счет быстрого испарения металла перемычки и увеличения длины дуги с соответствующим ростом сопротивления, так и за счет действия сыпучего наполнителя, который быстро поглощает тепло, выделяемое дугой, тем самым снижая степень ионизации и проводимость дуги. Проникая в образовавшееся за счет разрыва перемычек пространство, частицы наполнителя увеличивают длину дуги и при плавлении способствуют изоляции поверхностей элементов перемычки друг от друга. Процессы, происходящие в данном элементе при воздействии тока короткого замыкания, полностью аналогичны процессам в одноэлементных предохранителях. Рассмотренные выше конструкции плавких предохранителей используются лишь при невысоких напряжениях в защищаемых цепях (максимально — единицы киловольт). Если же напряжение в цепи имеет сколько-нибудь существенную величину, ориентировочно выше 1500–2000 В, то дугогасящей способности сыпучего наполнителя недостаточно для гашения дуги в небольших промежутках плавкой перемычки. Для работы в цепях с напряжением выше 2–3 кВ используются предохранители специальной конструкции. На рис. 10 приведен схематический разрез высоковольтного плавкого предохранителя, рассчитанного на работу в цепях с напряжением до нескольких десятков кВ.  Рис. 10. Устройство высоковольтного плавкого предохранителя с дугогашением При воздействии тока перегрузки или тока короткого замыкания рабочий элемент (обычно, для стабильности характеристик предохранителя в условиях воздействия коронного разряда и вызываемой им коррозии поверхности, выполняется из чистого серебра) размягчается (или плавится) и усилием разрывной пружины быстро (единицы миллисекунд) удаляется от неподвижной контактной точки. Загорающаяся при этом дуга вытягивается в область, окруженную дугогасящим материалом, в частности, борной кислотой, которая под воздействием высокой температуры дуги моментально разлагается на воду и оксид бора. Разложение дугогасящего материала происходит очень быстро, большое количество водяного пара резко охлаждает дугу и одновременно снижает ее проводимость. При срабатывании предохранителя в течение нескольких миллисекунд дуга вытягивается до длины 5–30 см (в зависимости от конструкции прибора) и гаснет, тем самым обеспечивая токоограничивающие свойства. Поскольку в процессе срабатывания внутри корпуса предохранителя создается значительное избыточное давление, то обычно в выводе неподвижной контактной точки предусматривается клапан для сброса давления. Корпус высоковольтного предохранителя изготавливается из материалов с высокой электрической и механической прочностью и малой склонностью к раскалыванию. Это может быть армированный стекловолокном полимер, керамика и стекло специальных сортов. Наличие подвижного элемента позволяет простыми средствами контролировать состояние предохранителя. К таким элементам относятся индикаторы сгорания и специальные микровыключатели, которые непосредственно подают сигнал в диспетчерскую систему о сгорании предохранителя в конкретной цепи. Подобными же устройствами зачастую комплектуются и низковольтные предохранители двойного действия. Основной функциональной характеристикой любого предохранителя является его времятоковая характеристика, и она всегда приводится в справочных данных производителя на любой тип предохранителей. Эта характеристика показывает зависимость времени полного разрыва цепи от тока через предохранитель. Чем сильнее зависимость времени срабатывания от тока, тем более надежную защиту цепи обеспечит предохранитель в режиме короткого замыкания. С другой стороны, при рабочих перегрузках предохранитель не должен сгорать длительное время. Типичная времятоковая характеристика современного плавкого предохранителя двойного действия приведена на рис. 11.  Рис. 11. Типовая времятоковая характеристика плавкого предохранителя двойного действия При номинальном токе 200 А предохранитель должен работать неограниченное время. По характеристике видно, что при уменьшении тока время срабатывания в области малых токов быстро растет, кривая зависимости в идеале должна асимптотически стремиться к прямой I = 200 А для времени T = +∞. Обратим внимание на то, что в области рабочих перегрузок, то есть в случае, когда ток через предохранитель находится в пределах (1…5)xIном, время срабатывания предохранителя достаточно велико, во всяком случае, превышает единицы секунд. Так, для нашего примера при токе 1000 А время срабатывания равно 10 с. Такой вид зависимости позволяет защищаемому оборудованию свободно работать во всем диапазоне рабочих перегрузочных характеристик. При дальнейшем увеличении тока крутизна времятоковой характеристики быстро возрастает, и, уже при одиннадцатикратной перегрузке, время срабатывания составляет всего 10 мс. Дальнейший рост тока перегрузки сокращает время срабатывания еще в большей степени, хотя и не так быстро, как на участке между пяти- и десятикратной перегрузкой. Это объясняется конечной скоростью гашения дуги изза конечной теплоемкости материала наполнителя, конечной теплоты плавления материала плавкой перемычки и определенной массы плавящегося и испаряющегося металла перемычки. При дальнейшем увеличении тока (более чем 15–20-кратно относительно номинального) время срабатывания плавкого элемента может составлять 0,02–0,5 мс в зависимости от типа и конструкции предохранителя. Еще одной важной характеристикой предохранителя, как защитного устройства, является так называемый защитный показатель, в зарубежных источниках именуемый I2t. Для защищаемой электрической цепи защитный показатель — это количество тепла, выделяемое в цепи с момента возникновения аварийной ситуации до момента полного отключения цепи защитным устройством. Величина защитного показателя конкретного устройства, по сути, определяет предел его устойчивости к тепловому разрушению в аварийных режимах. При вычислении величины защитного показателя используется эффективное значение тока в цепи. Для предохранителей защитный показатель складывается из двух составляющих: 1) Защитный показатель плавления, то есть I2t за время плавления перемычки. 2) Защитный показатель дугообразования, то есть I2t за время существования дуги в предохранителе. Общий защитный показатель предохранителя вычисляется как сумма указанных выше величин, и его значение обычно приводится в справочных данных. Информация о величине защитного показателя существенно облегчает выбор предохранителя для защиты полупроводниковых приборов. В общем случае, величина защитного показателя предохранителя должна быть меньше или равной величине защитного показателя полупроводникового прибора. Классы предохранителейСегодня для большинства предохранителей индустриального применения используется система классификации, включающая семь основ- ных типов приборов: gG, aM, gM, aR, gR, gTr, gB.
Стандарты плавких предохранителейИсторически сложилось так, что механическое исполнение корпусов и их габаритные и присоединительные размеры различны в той или иной стране. Существует четыре основных национальных стандарта на присоединительные размеры предохранителей: североамериканский, немецкий, британский и французский. Есть также ряд корпусов предохранителей, одинаковых для разных стран и не относящихся к национальным стандартам. Чаще всего такие корпуса относятся к стандартам фирмы-производителя, разработавшей конкретный тип прибора, который оказался удачным и закрепился на рынке. В последние десятилетия, в рамках процессов глобализации экономики, производители постепенно присоединяются к международной системе стандартов корпусов предохранителей для упрощения условий взаимозаменяемости приборов. При разработке новой аппаратуры следует стараться использовать плавкие предохранители международных стандартов: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC60549 и IEC 60644. При обслуживании находящейся в эксплуатации аппаратуры, в зависимости от страны, где она была произведена, могут встречаться плавких предохранители, выполненные в соответствии с национальными стандартами. Чаще всего аналогичные приборы имеются и в номенклатуре, регламентируемой международными стандартами, но в сомнительных случаях при замене всегда желательна дополнительная идентификация прибора. Несмотря на то, что плавкие предохранители исторически являются первыми элементами защитных цепей и применяются в электротехнике более сотни лет, они не стали «вымирающим видом», как это прогнозировали некоторые специалисты в 30–50-е годы прошлого века, когда начиналось промышленное внедрение автоматов защиты, а наоборот, существенно расширили область своего применения, являясь надежным средством защиты в аварийных ситуациях и, по сути, «последним рубежом» в защите дорогостоящих и сложных силовых электронных систем. При подготовке статьи были использованы информационные материалы следующих фирм-производителей плавких предохранителей: Siba, Cooper Bussmann, Ferraz-Shawmut, General Electric, Eaton, а также следующие Интернет-ресурсы: Литература
* * * Другие статьи по этой теме Скачать статью в формате PDFpower-e.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
