Содержание

Предохранители автомобильные: виды, типы, номинал

Электрика и электроника остается той областью, в которой свободно себя чувствует наименьшее количество автомобилистов. В статье рассмотрим предохранители автомобильные, виды плавких вставок, как их правильно менять, а также основные правила подключения дополнительного оборудования.

Роль в электрической цепи

Многочисленные случаи перегорания электронной составляющей целых систем, возгорания автомобилей подтверждают тот факт, что к электричеству необходимо относиться если не с опаской, то с большой осторожностью.

Предохранитель предназначен для размыкания защищаемой цепи методом разрушения специально предусмотренной для этого токопроводящей части. Разрушение происходит при превышении номинального тока, на который рассчитан предохранитель. Номинальная сила тока плавкой вставки подбирается в соответствии с допустимой нагрузкой на защищаемую цепь, а также с учетом расчетного потребления тока электроприборами, включенными в цепь.

В случае нештатной ситуации первой обязана сгореть плавкая вставка, разомкнув при этом цепь и сохранив автомобиль от возгорания. К чрезмерному нагреву элементов цепи, что является потенциально опасной ситуацией, приводит:

  • короткое замыкание (не предусмотренное конструкцией соединение двух точек цепи, провоцирующее значительное превышение силы тока в цепи). КЗ может возникнуть вследствие нарушения изоляции токопроводящих элементов, неправильного подключения приборов. Скорее всего, вы и сами не раз сталкивались с перетиранием изоляции проводов в авто;
  • несоответствие мощности потребителя и номинальной силы тока, которая может пройти в цепи без разрушения ее составляющих. Такое сплошь и рядом встречается при неквалифицированной установке в автомобили дополнительного электрооборудования (к примеру, освещения). Мощные потребители запитываются от штатной электропроводки, которая рассчитана на куда меньшую величину тока. В итоге провода в цепи будут перегреваться, провоцируя оплавление изоляции, что приведет к КЗ и возгоранию автомобиля.

Порог срабатывания

Как вы уже могли догадаться из описания предназначения автомобильных предохранителей, суть правильного выбора предохранителя заключается в подборе уровня сопротивления плавкой части. Разрушение происходит вследствие теплового действия тока. Превышение номинального значения ведет к чрезмерному нагреву плавкой части, что провоцирует ее расплавление (перегорание) и разрыв цепи.

Номинальный ток предохранителя рассчитывается по формуле: Inom=Pmax/U, где

  • Inom – номинальная величина тока, измеряется в Амперах (А)
  • Pmax – максимальная мощность нагрузки потребителя, которая должна быть указана на приборе; измеряется в Ваттах (Вт, W)
  • U – напряжение сети, измеряется в Вольтах (V). Напомним, что напряжение питающей сети легкового авто составляет 12 V

Гораздо удобней использовать готовые таблицы, в которых указаны допуски по мощности для каждого типа предохранителя.

Типы

Согласно классификации по типу срабатывания, в авто применяются плавкие предохранители. Существует 3 типоразмера:

  • микро;
  • мини;
  • норма;
  • макси.

Но главное разделение, разумеется, идет по величине номинальной силы тока. Для удобства пользователей за определенной величиной номинального тока закреплен цвет корпуса. Но ориентироваться только на цвет не стоит, так как производителю никто не запрещает изменить цветовую гамму своих изделий.

1А – черные10А – красные40А – оранжевые
2А – серые15А – голубые60А – голубые
3А – фиолетовые20А – желтые70А – коричневые
4А – розовые25А – белые80А – светло-желтые
5А – желто-оранжевые30А – зеленые100А – сиреневые
7,5А — коричневые35А – светло-фиолетовые

Замена, защита цепей при установке доп. оборудования

Менять штатные предохранители необходимо на изделия точно такого же номинала. Вся необходимая информация представлена в руководстве по ремонту и эксплуатации вашего авто. Если предохранитель перегорел 2-3 раза подряд, ищите неисправность в цепи. Ни в коем случае не устанавливайте плавкую вставку большего номинала. Также не следует менять электропредохранитель на «жука». Починить плавкую вставку в дороге с помощью проволоки можно, но длину и сечение проводника следует подобрать таким образом, чтобы проволока имела такой же номинальный ток, как и штатный предохранитель. Для этого в сети имеются все необходимые формулы и таблицы с готовыми переменными.

Для того чтобы понять, какой именно элемент следует менять, вам нужно просто проверить работоспособность определенной системы питания авто. Включите, например, дворники и проверьте контролькой наличие напряжения на ножках между перемычкой предохранителя, защищающего эту цепь. Также для этих целей подойдет мультиметр.

При установке дополнительных потребителей сначала рассчитайте, выдержит ли штатная проводка автомобиля возросшую нагрузку, и только потом рассчитывайте ток для установки предохранителя большего номинала. Для мощных потребителей следует прокладывать проводку отдельно, номинальный ток предохранителя должен быть в 1.5 раза больше, чем номинальный ток в цепи. Для расчета нагрузки на автомобильные провода используйте закон Ома, можете воспользоваться специальными таблицами, в которых для основных видов проводников указаны площадь поперечного сечения и допустимый ток.

Как выбрать

Предохранители для своего авто следует покупать только от проверенных производителей. Нередки случаи, когда предохранители плохого качества расплавляли изоляцию проводов цепи, посадочное место в монтажном блоке, но сами не перегорали. Скорее всего, расплавится вставка уже в процессе горения авто. Если говорить о фирмах, хорошо зарекомендовавших себя на практике, то можно выделить предохранители AVAR и TESLA.

Если вы не уверены в качестве купленных изделий, проверьте 1-2 плавкие вставки, специально пустив через них ток, при котором они должны перегореть. Для теста вам необходимо собрать цепь с электроприбором, потребление которого больше номинальной силы тока предохранителя. Величину тока в цепи можно рассчитать по формуле: I=P/U, где

  • P – мощность потребителя;
  • U – напряжение сети.

В качестве простейшей альтернативы можете сымитировать КЗ.

Типы и расшифровка маркировки плавких предохранителей

Плавкий предохранитель — компонент силовой электроники одноразового действия, выполняющий защитную функцию. Плавкий предохранитель является самым слабым участком защищаемой электрической цепи, срабатывающим в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение более ценных элементов электрической цепи высокой температурой, вызванной чрезмерными значениями силы тока.

В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение высокой температурой.

Плавкие предохранители делятся на следующие типы: 

1. слаботочные вставки (для защиты небольших электроприборов до 6 ампер)

  • 3х15 (первая цифра означает внешний диаметр, вторая — длину вставки)
  • 4х15
  • 5x20
  • 6x32
  • 7х15
  • 10х30

2. вилочные (для защиты электрических цепей автомобилей)

  • миниатюрные
  • обычные вилочные

3. пробковые (встречаются в жилом секторе, до 63 ампер)

  • DIAZED (самые распространённые в СССР)
  • NEOZED

4. ножевые (до 1250 ампер)

  • типоразмер 000 (до 100 ампер)
  • типоразмер 00 (до 160 ампер)
  • типоразмер 0 (до 250 ампер)
  • типоразмер 1 (до 355 ампер)
  • типоразмер 2 (до 500 ампер)
  • типоразмер 3 (до 800 ампер)
  • типоразмер 4а (до 1250 ампер)

5. кварцевые

6. газогенерирующие

Так же плавкие предохранители различаются по характеристике срабатывания относительно номинального тока. Из-за инертности срабатывания плавких предохранителей, в профессиональной среде электриков они довольно часто используются в качестве селективной защиты в паре с автоматическими выключателями. Селективности между самими плавкими вставками добиваются соотношением 1:1,6 [там же], время-токовая характеристика плавких предохранителей устанавливается зависимостью соответственно I²t ; ПУЭ регулирует защиту воздушных проводящих линий таким образом, чтобы предохранитель срабатывал за 15 секунд (ток короткого замыкания в конце линии должен быть равен трём номинальным токам предохранителя). Существенной величиной является время, за которое происходит разрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этого времени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительного натяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника, предотвращая возникновение дуги.

Конструкция плавкого предохранителя

40-амперные предохранители с характеристикой срабатывания "gG", равносильные советской характеристике "ППН"

  • плавкая вставка — элемент содержащий разрывную часть электрической цепи (например проволоку, перегорающую при превышении определённого уровня тока)
  • механизм крепления плавкой вставки к контактам, обеспечивающим включение предохранителя в электрическую цепь и монтаж предохранителя в целом.

Корпуса плавких предохранителей обычно изготавливаются из высокопрочных сортов специальной керамики (фарфор, стеатит или корундо-муллитовая керамика). Для корпусов предохранителей с малыми номинальными токами используются специальные стекла. Корпус плавкой вставки обычно выполняет роль базовой детали, на которой укреплен плавкий элемент с контактами плавкой вставки, указатель срабатывания, свободные контакты, устройства для оперирования плавкой вставкой и табличка с номинальными данными. Одновременно корпус выполняет функции камеры гашения электрической дуги.


Маркировка плавких предохранителей

Первая буква означает диапазон защиты:

  • a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания)
  • g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки)
  • h — высокая разбивная способность (трубки сделаны из белой или серой керамики)

Вторая буква означает тип защищаемого оборудования:

  • G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов
  • L — защита кабелей и распределительных устройств
  • B — защита горного оборудования
  • F — защита маломощных цепей
  • M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств
  • R — защита полупроводников
  • S — быстрое сгорание при коротком замыкании и среднее время сгорания при перегрузке
  • Tr — защита трансформаторов

Электрические предохранители: виды и особенности. | Tze1.ru - всё об электромонтаже

Изучаем принцип работы предохранителя, виды предохранителей, а также выясняем, как выбрать тот, который подойдет для вашего оборудования.

Назначение предохранителей

Любая электрическая цепь состоит из отдельных элементов с определенными значениями силы тока, при которых те способны работать. При резких скачках напряжения в сети сила тока в цепи становится выше той, что могут выдержать ее отдельные элементы.

Главная задача предохранителя – вовремя разомкнуть сеть, чтобы не было короткого замыкания

Главная задача предохранителя – вовремя разомкнуть сеть, чтобы не было короткого замыкания

Это может привести к поломке оборудования. В таких ситуациях предохранители позволяют избежать порчи элементов электрических цепей.

Принцип работы электрических предохранителей

Задача абсолютно всех предохранителей заключается в разрыве электрической сети непосредственно в момент скачка напряжения. Однако у разных предохранителей она осуществляется по-своему. По принципу разрыва предохранители делятся на:

  • электромеханические;
  • электронные;
  • самовосстанавливающиеся;
  • плавкие.
Скачок напряжения приводит в действие механический рычаг, а тот размыкает сеть

Скачок напряжения приводит в действие механический рычаг, а тот размыкает сеть

Электромеханические предохранители размыкают сеть с помощью механических элементов. А конкретно с помощью биметаллической пластины, которая врезается в кабель и не дает случиться короткому замыканию.

Читайте также: Короткое замыкание: что это и как его предотвратить
Электронные предохранители чаще всего используются в компьютерной и бытовой технике

Электронные предохранители чаще всего используются в компьютерной и бытовой технике

Электронные предохранители содержат бесконтактный ключ, который управляется специальной электронной схемой. Когда происходит скачок напряжения, схема сигнализирует ключу, что надо разомкнуть сеть.

Самовосстанавливающиеся предохранители выполнены из полимеров со свойствами диэлектрика и токопроводящего углерода

Самовосстанавливающиеся предохранители выполнены из полимеров со свойствами диэлектрика и токопроводящего углерода

Самовосстанавливающиеся предохранители сделаны из особых полимеров. Когда через них протекает слишком большой ток, они начинают увеличиваться в размерах. В предохранителе разрываются углеродные цепочки, и растет сопротивление. Это защищает внешнюю электрическую цепь.

Вот от этих малышей зависит безопасность наших бытовых приборов

Вот от этих малышей зависит безопасность наших бытовых приборов

Плавкие предохранители считаются самыми дешевыми и самыми надежными. Кроме того, именно этот вид предохранителей чаще всего встречается в домах старого жилого фонда, так как они входят в состав практически всех сетей. Например, их можно найти в большинстве светильников. Единственный минус – такой предохранитель можно использовать один раз.

Виды электрических плавких предохранителей

Плавкие предохранители считаются самыми дешевыми и самыми надежными. Кроме того, именно этот вид предохранителей чаще всего встречается в домах старого жилого фонда, так как они входят в состав практически всех сетей. Например, их можно найти в большинстве светильников. Единственный минус – такой предохранитель можно использовать один раз.

Плавкие предохранители делятся по типу и варианту исполнения. По типу можно выделить следующие разновидности предохранителей:

  • первый типоразмер D;
  • цилиндрические плавкие предохранители;
  • плавкие предохранители со штырьковыми выводами;
  • высоковольтные плавкие предохранители.

Первые три типа предохранителей применяют плавкие вставки gG (первая буква обозначает частичный интервал защиты от короткого замыкания, вторая – обозначает, что оно может защищать любое устройство). Корпус у них исключительно керамический.

В высоковольтных плавких предохранителях принцип работы хоть и остается прежним, но мощность значительно увеличивается, поэтому корпус у них больше, чем, допустим, у цилиндрических моделей.

По варианту исполнения плавкие предохранители делятся на:

  • слаботочные вставки;
  • вилочные;
  • пробковые;
  • ножевые;
  • кварцевые.

Слаботочные вставки используются для защиты маломощных цепей, как правило, до 6 ампер. Чаще всего имеют цилиндрическую форму, по бокам металлические контакты, – внутри тонкая проволока.

Вилочные предохранители чаще всего используются в электрических цепях постоянного тока автомобилей. Контакты в таком предохранителе находятся с одной стороны, плавкая часть – с другой.

Пробковые предохранители – самый распространенный тип в старом жилом фонде на территории бывшего СССР. Внутри фарфорового корпуса находится тонкая проволока, сгорающая при аварийной ситуации.

Ножевые предохранители чаще всего встречаются в промышленности, т. к. выпускаются для больших токов (до 1250 ампер). Их стараются использовать только там, где работает квалифицированный персонал, обладающий навыками техники безопасности.

Кварцевые предохранители находятся по мощности где-то посередине между пробковыми и ножевыми. Рассчитаны на номинальные токи в 400 ампер.

Технические характеристики предохранителей

Основные характеристики предохранителей регламентируются соответствующими ГОСТами, а также национальными и международными нормами. При установке предохранителя в сеть нужно учитывать два фактора: номинально допустимый ток в сети и номинальный ток плавкой вставки. В случае, если провода рассчитаны на силу тока 25 ампер, а розетки – только на 16 ампер, предохранитель с плавкими вставками должен быть не выше 16 ампер.

От монтажа предохранителя зависит безопасность в работе электрооборудования

От монтажа предохранителя зависит безопасность в работе электрооборудования

К другим важным характеристикам предохранителей относят способ монтажа устройства и полное соответствие сети, в которой он будет использоваться.

Как выбрать электрический предохранитель?

Выбирать предохранитель нужно исходя из технических возможностей проводки и электрооборудования. Следует учитывать возможный уровень токов короткого замыкания, а также среду эксплуатации. Например, ножевые предохранители не имеет смысла устанавливать в групповом щите домашнего хозяйства. В доме никогда не бывает токов такой силы, при которых ножевой предохранитель понадобится.

Читайте также: Электрический предохранитель: предназначение, принцип работы, виды, маркировка

Заключение

Электрический предохранитель сможет спасти ваше электрооборудование от поломки и пожара. Поэтому выбирать его нужно очень тщательно. Учитывайте все: вид предохранителя, технические характеристики, а также возможности вашей электропроводки и защищаемого электрооборудования.

Автомобильные предохранители, типы и назначения

Предохранители предназначены для защиты цепей питания нагрузки от токов короткого замыкания и токов перегрузки при неисправности в схеме автоэлектроники автомобиля, неправильного включения "потребителей", замыкания автомобильных проводов на массу и в других случаях.

Автомобильные предохранители выпускают следующих типов: биметаллические кнопочные; биметаллические; плавкие одиночные и в блоке.

Конструктивно плавкий предохранитель состоит из корпуса-держателя и плавкой вставки. Плавкая вставка может быть проволочная и ленточная. При определенной силе тока короткого-замыкания плавкая вставка нагревается до температуры плавления металла, из которого она выполнена, и расплавляется.

Время t срабатывания предохранителя зависит от отношения силы тока нагрузки Iн к силе номинального тока Iп.ном. предохранителя и определяется по его ампер-секундной характеристике (время срабатывания предохранителя). Так, например, при силе тока нагрузки, превышающей силу номинального тока предохранителя в 1,5 раза, время срабатывания предохранителя более 10 минут, а при силе тока, превышающей силу номинального тока в 2,5 раза, только 1 секунда. При коротком замыкании время срабатывания предохранителя должно быть меньше времени нагрева изоляции провода, по которому идет ток короткого замыкания, до максимально допустимой температуры.

Ампер-секундная характеристика провода — это зависимость времени, в течение которого его изоляция достигнет предельной температуры (90 °С), от силы тока Iном. который протекает по проводу.

Плавкие автомобильные предохранители

Достоинством плавких предохранителей является возможность их использования для защиты отдельных приборов - например, схемы противоугонной сигнализации автомобиля, нитей ближнего и дальнего света в правой и левой фаре отдельно, что повышает надежность схемы электрооборудования в аварийных режимах. Однако при их использовании усложняется схемами необходимо время на замену предохранителя. Время срабатывания предохранителя при силе тока, в 3 раза превышающей силу номинального тока Iном., не более 10 с. При силе тока 1,5Iном. плавкий предохранитель должен выдерживать этой силы ток в течение 30 мин.

Сила номинального тока предохранителей должна выбираться с учетом сечения, защищаемого провода и типа предохранителя:

Сечение провода, мм2 Сила номинального тока, А, предохранителя Сечение провода, мм2 Сила номинального тока, А, предохранителя
плавкого
ленточного
биметаллического плавкого
ленточного
биметаллического
0,5 8 10 1,5 16 20
0,75 10 15 2,5 20 30
1,0 10 15 4,0 30 40

Биметаллические автомобильные предохранители

Биметаллические предохранители включаются в цепь освещения, как наиболее длинную и поэтому наиболее подверженную коротким замыканиям. Биметаллические предохранители подразделяются на предохранители многократного и однократного действия. При перегрузке или коротком замыкании контакты предохранителя многократного действия периодически замыкаются и размыкаются. Контакты предохранителя однократного действия в этих случаях размыкаются и, чтобы вновь включить предохранитель, необходимо нажать кнопку.

Для соединения проводов при монтаже схемы электрооборудования на автомобиле применяют соединительные панели, разъемные соединения, розетки и вилки. Соединительные панели имеют от 2 до 12 зажимов, номинальное напряжение 24 В и сила тока нагрузки до 50 А (однако для панели ПС200 сила тока до 150 А). Розетки могут быть одно-, двух- и семизажимные. Номинальное напряжение 12 и 24 В, наибольшая сила тока нагрузки 5 и 40 А. Розетка переносной лампы рассчитана на максимальную силу тока нагрузки 10 А.

Вилки выпускаются двух- и семизажимные, рассчитанные на номинальное напряжение 12 и 24 В и силу тока нагрузки 20 и 40 А (в зависимости от тяла).

Плавкие предохранители Littelfuse

19 июня 2019

Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)

Номенклатура компании Littelfuse содержит широкий спектр моделей плавких предохранителей: от традиционных стеклянных и керамических до автомобильных и SMD-предохранителей.

Идея использования плавкой вставки для защиты от коротких замыканий была предложена еще в XIX веке. Первый предохранитель, созданный в 1890 году в лаборатории Эдисона, представлял собой открытую конструкцию на базе лампочки с плавкой вставкой из проволоки. Более привычная для нас форма и концепция сменных защитных компонентов была реализована в 1914 году, когда появились предохранители общего назначения и автомобильные предохранители. Компания Littelfuse является не только одним из лидеров, но и одним из пионеров в данном сегменте рынка. Первые низковольтные предохранители Littelfuse были представлены еще в 1927 году. Сейчас компания выпускает широкий спектр моделей: традиционные стеклянные и керамические, пленочные, автомобильные и SMD-предохранители, а также другие элементы защиты, в частности – самовосстанавливающиеся предохранители.

В данной статье проводится обзор плавких предохранителей Littelfuse общего назначения и специальных предохранителей для взрывоопасных приложений.

Нормативные документы

Безопасность является важнейшим фактором как в производственных процессах, так и в повседневной жизни людей. Поэтому предохранители должны в обязательном порядке отвечать жестким требованиям существующих стандартов безопасности. Любой официальный производитель указывает, каким стандартам безопасности отвечает его продукция.

В различных странах существуют собственные регулирующие органы и нормативные акты. Для отечественного рынка интерес представляют в первую очередь стандарты МЭК. В частности:

  • ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005 Миниатюрные плавкие предохранители. Часть 1. Терминология для плавких предохранителей и общие требования к миниатюрным плавким вставкам;
  • ГОСТ МЭК 60127-2-2013 Предохранители миниатюрные плавкие. Часть 2. Трубчатые плавкие вставки;
  • ГОСТ МЭК 60127-3-2013 Предохранители миниатюрные плавкие. Часть 3. Субминиатюрные плавкие вставки;
  • ГОСТ МЭК 60127-4-2011 Миниатюрные плавкие предохранители. Часть 4. Универсальные модульные плавкие вставки для объемного и поверхностного монтажа;
  • ГОСТ 30801.5-2012 (МЭК 60127-5:1989) Миниатюрные плавкие предохранители. Руководство по сертификации миниатюрных плавких вставок;
  • ГОСТ МЭК 60127-6-2013 Предохранители миниатюрные плавкие. Часть 6. Держатели предохранителей с миниатюрной плавкой вставкой.

Согласно ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005, предохранитель представляет собой устройство, которое за счет расплавления одной или нескольких его деталей, имеющих определенную конструкцию и размеры, размыкает цепь, в которую оно включено, прерывая ток, если он превышает заданное значение в течение определенного времени. В этом же стандарте представлены характеристики предохранителей и общие требования к ним.

Основные характеристики предохранителей

Рядовой пользователь, выбирая предохранитель, ориентируется только на форм-фактор, рейтинг тока и рабочее напряжение. Однако с точки зрения разработчика все оказывается значительно сложнее, так как ему приходится учитывать все особенности предохранителей и условий их эксплуатации. Рассмотрим набор основных характеристик плавких предохранителей.

Ампер-секундная характеристика. Наиболее важной и информативной характеристикой плавкого предохранителя является вовсе не рейтинг тока, а ампер-секундная характеристика, которая представляет собой кривую зависимости фактического времени срабатывания от ожидаемого постоянного/переменного тока в установленных условиях срабатывания [1]. В качестве примера на рисунке 1 изображена ампер-секундная характеристика SMD-предохранителей серии 438 производства Littelfuse.

Рис. 1. Ампер-секундная характеристика предохранителей серии 438

Ампер-секундная характеристика говорит о том, что предохранитель не является идеальным элементом и имеет существенную инерцию – для него скорость срабатывания зависит от силы тока. Чем выше ток, тем быстрее расплавится плавкая вставка. В частности, из рисунка 1 видно, что предохранитель с рейтингом тока 0,25 А даже при токе 0,6 А сработает только через 10 секунд, а при токе 1 А скорость срабатывания составит около 4 мс.

По виду ампер-секундной характеристики ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005 делит предохранители на следующие типы [1]:

  • FF – сверхбыстродействующие плавкие вставки;
  • F – быстродействующие плавкие вставки;
  • М – полузамедленные плавкие вставки;
  • Т – замедленные плавкие вставки;
  • ТТ – сверхзамедленные плавкие вставки.

Важно понимать, что инерция и задержка срабатывания предохранителя – это не всегда плохо. Дело в том, что во многих приложениях присутствуют «штатные» токовые перегрузки. Например, включение мощного источника питания сопровождается значительными пусковыми токами, связанными с зарядом выходной емкости самого источника и емкостей нагрузки. Однако в дальнейшем ток потребления этого же источника питания оказывается существенно ниже. Таким образом, «медленный» предохранитель не успеет сработать и пропустит пусковую перегрузку, но если в цепи возникнет постоянное КЗ – он благополучно защитит схему.

Ампер-секундная характеристика имеет очень неприятную особенность, которая следует из представленного выше определения. Дело в том, что она приводится для «установленных условий срабатывания». Под условиями срабатывания в первую очередь стоит понимать температуру окружающей среды и качество теплоотвода от плавкой вставки.

Рейтинг тока, указываемый производителем, характеризует определенное значение тока, который плавкая вставка может пропускать без расплавления в течение заданного времени. Например, для предохранителей серии 438 время срабатывания при рейтинговом токе составляет не менее 4 часов.

Температурная зависимость тока срабатывания. Срабатывание предохранителя происходит, когда температура плавкой вставки достигает температуры плавления. Очевидно, что чем выше температура окружающей среды – тем меньше энергии потребуется, чтобы разогреть плавкую вставку. Другим словами, чем выше температура среды – тем меньше будет ток, при котором сработает предохранитель.

В качестве примера на рисунке 2 представлена температурная зависимость рейтинга тока для SMD-предохранителей серии 438 производства Littelfuse. Из графика видно, что изменение рейтинга тока во всем диапазоне рабочих температур -55..150°С составляет ±35%.

Рис. 2. Температурная зависимость рейтинга тока для предохранителей серии 438

Здесь необходимо сделать одно важное замечание. В руководстве по выбору предохранителей Littelfuse [2] явно говорится о том, что разработчики не должны путать температуру окружающей среды и комнатную температуру («ambient temperature» и «room temperature»). Дело в том, что для предохранителя важна именно температура среды, которая его непосредственно окружает. Достаточно очевидно, что, например, при работе источника питания происходит разогрев транзисторов и других силовых компонентов. Этот разогрев приводит к повышению температуры воздуха внутри корпуса. В результате температура окружающей среды для предохранителя внутри корпуса будет существенно выше, чем снаружи.

Кроме того, не стоит забывать и об обратном процессе теплопередачи. Предохранитель имеет сопротивление и разогревается вследствие омических потерь I2R. Часть тепла может отводиться за счет печатной платы или циркуляции воздуха. Очевидно, что чем лучше качество теплоотвода, тем больше энергии потребуется, чтобы разогреть плавкую вставку до состояния срабатывания. Это особенно важно для SMD-компонентов.

I2t (интеграл Джоуля). У ампер-секундной характеристики есть еще один недостаток. Она приводится для постоянного или синусоидального переменного тока, однако во многих приложениях предохранитель защищает цепи, в которых протекают импульсные токи различной формы. Чтобы посчитать энергию, выделяемую в предохранителе, используют интеграл Джоуля I2t.

I2t (интеграл Джоуля) – интеграл квадрата тока за определенный период времени. I2t, выраженный в амперах в квадрате в секунду (А2×с), равен энергии в джоулях, выделяемой в резисторе 1 Ом в цепи, защищаемой плавким предохранителем [1].

Расчет I2t является важным параметром при выборе предохранителя. Подробнее о методике выбора предохранителей подробно рассказывается в следующем разделе.

Отключающая способность плавкой вставки (breaking capacity of a fuse-link). Чем выше ток КЗ, тем быстрее сработает предохранитель. Однако при чрезмерном увеличении тока разрушение плавкой вставки может оказаться слишком быстрым, в результате чего будет поврежден корпус компонента. В ряде случаев предохранитель попросту взорвется. По этой причине для каждого предохранителя производитель указывает отключающую способность – значение ожидаемого тока (при переменном токе эффективное значение), который плавкая вставка способна отключать при установленном напряжении и заданных условиях эксплуатации [1].

Рейтинг напряжения. При срабатывании предохранителя электрическая цепь оказывается физически разомкнутой. Однако при существенном повышении напряжения может произойти пробой (по воздуху, по корпусу и так далее). По этой причине в документации на предохранители в обязательном порядке указывают рейтинг напряжения.

С учетом всего вышесказанного становится понятно, что выбор оптимального предохранителя не так уж прост. С одной стороны, разработчик должен выполнить расчет I2t для заданного тока, учесть температурную зависимость и выбрать подходящую модель, а с другой – в обязательном порядке выполнить полевые испытания, чтобы учесть все особенности теплового поведения предохранителя в составе конечного устройства.

Выбор предохранителя

Выбор предохранителя определяется исходными данными и особенностями конкретного приложения [1]:

  • Номинальный ток. Номинальный ток цепи определяет рейтинг тока предохранителя. Чтобы защититься от незапланированных срабатываний, рекомендуют использовать запас по току 25%. Например, если номинальный ток цепи составляет 7,5 А, то, с учетом запаса, следует выбирать предохранитель, ориентируясь на величину тока 10 А.
  • Рабочая температура также сильно влияет на выбор рейтинга тока предохранителя, поэтому для нормальной работы необходимо делать дополнительный запас. Например, если предполагается работа предохранителей серии 438 при температуре 75°С, то запас должен составлять около 15% (см. рисунок 2).

Рассмотрим пример. Допустим, предохранитель серии 438 должен работать при температуре 75°С и номинальном токе 1,5 А. Очевидно, что с учетом пунктов 1 и 2 для нормальной работы будет недостаточно предохранителя с рейтингом 1,5 А. Необходимый рейтинг тока с запасом составляет: 1,5 А/(0,75 × 0,85) ≈ 2,4 А → 2,5 А (наиболее близкий номинал).

  • Рабочее напряжение. Рейтинг напряжения предохранителя должен быть больше, чем максимально возможное напряжение в схеме.
  • Скорость срабатывания. По скорости срабатывания предохранители делятся на пять типов (FF – сверхбыстродействующие, F – быстродействующие, М – полузамедленные, Т – замедленные, ТТ – сверхзамедленные). Выбор конкретного предохранителя следует делать с учетом ампер-секундных характеристик, предоставляемых производителем.
  • Максимальный ток КЗ. Для предотвращения расплавления или взрыва предохранителя необходимо, чтобы его отключающая способность была выше максимального тока КЗ.
  • Требования к габаритам, типоразмеру и способу монтажа. В настоящее время существует широкий выбор предохранителей для поверхностного монтажа, монтажа в отверстия и для установки в специальные держатели. Выбор конкретной серии определяется особенностями каждого конкретного приложения.
  • Соответствие требованиям стандартов. Использование того или иного предохранителя допускается только в том случае, если он сертифицирован и соответствует требованиям установленных стандартов. Кроме группы стандартов ГОСТ Р МЭК 60127, существуют и другие стандарты. Например, для работы в условиях взрывоопасных сред предохранитель должен отвечать положениям ГОСТ 31610.11-2014 (IEC 60079-11:2011) «Взрывоопасные среды. Часть 11. Оборудование с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i» (с Поправкой)».
  • Устойчивость к импульсным воздействиям. На этом пункте следует остановиться подробнее.

Этих данных хватит для выбора предохранителя, работающего в цепи с постоянной или переменной синусоидальной токовой нагрузкой, если эта нагрузка не превышает рейтинг тока предохранителя. Однако существует множество приложений, в которых нагрузка носит импульсный характер. Речь идет о пусковых токах и различных переходных процессах. В таких приложениях предохранитель должен выдерживать кратковременные импульсы тока, превышающие его рейтинг тока, и при этом не срабатывать.

Чтобы определить, сработает или не сработает предохранитель при возникновении заданного числа токовых импульсов, используют интеграл Джоуля I2t, который можно рассчитать вручную или с помощью специальных утилит.2c\qquad{\mathrm{(}}{2}{\mathrm{)}}$$

Полученное значение должно быть больше, чем значение, указанное в документации. В противном случае предохранитель сработает при возникновении последовательности импульсов.

Рис. 4. Учет числа импульсов при расчете требуемого I2t для предохранителя

Ручной расчет I2t и определение запасов по току не являются сложными операциями, однако для упрощения работы можно использовать онлайн-утилиту Littelfuse iDesign Tool, которая позволяет выбрать подходящий предохранитель за несколько кликов мыши.

Использование онлайн-утилиты от Littelfuse для выбора предохранителя

Littelfuse iDesign Tool – онлайн-утилита, которая максимально упрощает выбор оптимального предохранителя и автоматизирует расчеты запасов по току и I2t. Кроме того, утилита позволяет разработчику задавать произвольную форму импульсов при определении I2t.

Процесс выбора предохранителя разбит на семь шагов.

Шаг 1. Сперва пользователь должен задать начальные условия для расчета: максимальное рабочее напряжение, номинальный ток, предельный ток КЗ, максимальную рабочую температуру (рисунок 5). Утилита также предлагает выбрать область применения предохранителя (телекоммуникации, военная электроника и так далее). К сожалению, в настоящее время специализированные модели предохранителей в онлайн-утилите отсутствуют. При выборе, например, взрывоопасных предохранителей утилита просто перенаправит пользователя на соответствующую страницу сайта, и выбор нужно будет делать вручную.

Рис. 5. Шаг 1. Определение исходных данных и требований

Шаг 2. На втором шаге необходимо выбрать стандарты, требованиям которых должен отвечать предохранитель (рисунок 6).

Рис. 6. Шаг 2. Выбор стандартов

Шаг 3. На этом этапе пользователю предлагается выбрать тип предохранителя: SMD, выводной для пайки в отверстия, для установки в держатель, с радиальными выводами, с аксиальными выводами (рисунок 7). 

Рис. 7. Шаг 3. Выбор типа предохранителя

Шаг 4. С учетом указанных ранее данных и требований программа автоматически подбирает подходящие серии предохранителей. Пользователю необходимо выбрать один из предложенных вариантов (рисунок 8).

Рис. 8. Шаг 4. Выбор серии

Шаг 5. Определение формы и параметров импульсов тока для расчета I2t. В данном случае у пользователя есть целых три варианта. Первый вариант подходит для расчета устойчивости предохранителя к импульсам стандартной формы (рисунок 9).

Рис. 9. Шаг 5. Задание параметров импульсов стандартной формы для расчета I2t

Шаг 6. Второй вариант подразумевает определение формы импульсов произвольной формы по точкам и дальнейший автоматический расчет I2t (рисунок 10).

Рис. 10. Шаг 6. Определение основных требований

Шаг 7. Если же пользователь уже рассчитал значение I2t вручную, то его можно задать напрямую (рисунок 11). 

Рис. 11. Шаг 7. Определение основных требований

Шаг 8. С учетом указанных ранее данных и требований программа автоматически подбирает наиболее подходящие модели предохранителей. Пользователю необходимо выбрать один из предложенных вариантов (рисунок 12).

Рис. 12. Шаг 8. Определение основных требований

Шаг 9. Проверка быстродействия предохранителя (желаемого времени срабатывания) при заданном токе КЗ. На этом этапе программа автоматически строит ампер-секундные характеристики с учетом ранее определенных параметров. Пользователю остается только убедиться, что выбранный предохранитель обладает достаточным быстродействием. При необходимости можно вернуться на несколько шагов назад и без проблем повторить расчеты с другой серией или моделью предохранителя (рисунок 13).

Рис. 13. Шаг 9. Определение основных требований

Зачем нужны практические испытания

К сожалению, предложенные методики выбора оптимального предохранителя основаны на теоретических расчетах и не позволяют учесть ряд параметров. Например, сложно оценить качество отвода тепла от предохранителя по плате или качество воздушного обмена. Также могут всплыть и другие отклонения и особенности. В результате разработчик должен проверять работу предохранителей в составе готового блока.

Обзор плавких предохранителей Littelfuse

Компания Littelfuse является одним из лидеров в области производства плавких предохранителей. В номенклатуре компании присутствуют SMD-предохранители, предохранители с радиальными и аксиальными выводами, а также предохранители различных специализированных серий и моделей.

SMD-предохранители востребованы, в первую очередь, в низковольтных приложениях, в которых ключевую роль играют компактные размеры. Кроме того, они существенно упрощают процесс монтажа, так как распаиваются вместе с другими SMD-компонентами на печатную плату. Среди дополнительных преимуществ SMD-предохранителей можно отметить высокое быстродействие, малое сопротивление и широкий диапазон рейтингов тока.

В настоящее время Littelfuse предлагает почти сорок серий SMD-предохранителей с различными характеристиками (рисунок 14, таблица 1):

  • с рейтингом тока 0,62…40 А;
  • с рейтингом напряжения до 600 В;
  • с быстродействием TT, F и FF;
  • с типоразмером от 0402;
  • с диапазоном рабочих температур -55…150°C.

Рис. 14. SMD-предохранители от Littelfuse

Таблица 1. Характеристики серий SMD-предохранителей Littelfuse

ТипНаименованиеАмпер-секундные характеристикиКорпусРейтинг
тока, А
Рейтинг напряжения, ВОтключающая способность, АРабочая температура, °С
TTFFF
Керамические437+12060,25…8125/63/3250-55…150
438+06030,25…632/2450
440+12061,75…83250
441+06032…63250
469+12061…824/3224…63
501+120610, 12, 15, 2032150
Тонкопленочные466+12060,125…5125/63/3250-55…90
429+120672435
468+12060,5…363/3235…50
467+06030,25…53235…50
494+06030,25…53235…50
435+04020,25…53235
Nano2® Fuse448+24100,062…15125/6535…50-55…125
449+24100,375…512550
451/453+24100,062…15125/6535…50
452/454+24100,375…12125/7250
456+401220, 25, 30, 40125100
458+12061,0…1075/6350
443+40120,5…525050
464+48180,5…6,3250100
465+48181…6,3250100
462+41180,500…5350100-40…80
485+48180,500…3,15600100-55…125
Telelink® Fuse46140120,5…2,060060-55…125
461E40121,2560060
OMNI-BLOK®154+*0,062…10,012535…50-55…125
154T+*0,375…512550
Предохранители с держателем157+*0,062…1012535…50-55…125
157T+*0,375…512550
1590,5…260060
160+*0,5…525050
PICO® SMF459+*0,062…512550…300-55…125
460+*0,5…512550
Flat Pak202+*0,062…525050-55…125
203+*0,25…525050
EBF446+*2,0…10,0350100-40…125
447+*2,0…10,0350100
* – Корпус нестандартного размера.

Серии керамических SMD-предохранителей отличаются высокой температурной стабильностью и способны работать при повышенной температуре (до 150°С). Это позволяет использовать их в промышленной электронике и в сверхкомпактных приложениях с ограниченными возможностями по отводу тепла: в серверах, принтерах, сканерах, модемах и прочем.

Тонкопленочные SMD-предохранители используются в качестве элементов вторичной защиты в устройствах, требующих компактных габаритных размеров. В частности, серия 435 имеет типоразмер всего 0402. Основными приложениями для этой группы предохранителей станут сотовые телефоны, цифровые камеры, аккумуляторные сборки и прочее.

Предохранители Nano2® Fuse отличаются компактными размерами, широким диапазоном рейтингов тока 0,62…40 А и значительным диапазоном рабочих температур -55…125°С. Благодаря перечисленным достоинствам Nano2® Fuse могут применяться в широком спектре приложений от ноутбуков и ЖК-мониторов до серверов и промышленного оборудования.

Предохранители Telelink® Fuse предназначены для работы в составе телекоммуникационного оборудования. При совместном использовании с защитным тиристорами SIDACtor® или газоразрядниками Greentube производства Littlefuse они позволяют создавать готовое решение для защиты оборудования, соответствующее рекомендациям GR-1089–Core, TIA-968-A, UL/EN/IEC 60950, ITU K.20 и K.21.

Предохранители OMNI-BLOK представляют собой комбинацию из предохранителя и держателя, которые распаиваются на плату с помощью обычного поверхностного монтажа. В дальнейшем пользователь может самостоятельно заменить предохранитель без необходимости пайки.

PICO SMF – версия предохранителей PICO для поверхностного монтажа. Они отличаются широким диапазоном номинальных токов 0,62…5 А и высоким быстродействием.

Flat Pak – предохранители с широким диапазоном номинальных токов 0,62…5 А, рабочим напряжением до 250 В AC и двумя вариантами исполнения: SMD и DIP (монтаж в отверстия).

EBF – серия SMD-предохранителей, разработанная для схем с электронным балластом и мощных инверторов. Существует версия для монтажа в отверстия с теми же габаритными размерами.

Littelfuse предлагает почти три десятка серий предохранителей с радиальными выводами (рисунок 15, таблица 2):

  • с рейтингом тока 0,02…10 А;
  • с рейтингом напряжения до 300 В;
  • с быстродействием TT, М, F и FF;
  • с диапазоном рабочих температур до -55…125°C.

Рис. 15. Предохранители Littelfuse с радиальными выводами

Таблица 2. Характеристики серий предохранителей Littelfuse с радиальными выводами

ТипНаименованиеАмпер-секундные характеристикиРейтинг
тока, А
Рейтинг напряжения, ВОтключающая способность, АРабочая температура, °С
TTMFFF
Micro/TR3262/268/269+0,002…512510,000-55…125
272/278+0,002…512510,000-55…125
273/274/279+0,002…512510,000-55…85
303+0,5…512550–55…70
TR5370+0,4…6,325035…50-40…85
372+0,4…6,325035…50
373+0,5…1025050
374+0,5…1025050
382+1…10250100
383+1…1030050…100
TE5369+1…6,330050-40…85
385+0,35…1,512550
389+0,625010
391+0,125…46550
392+0,8…6,325025…63
395+0,05…6,3125100
396+0,05…6,3125100
397+0,35…1,512550
398+0,125…46550
399+0,125…46550
400+0,5…6,3250130
804+0,8…6,3250150-40…125
808+2…5250100-40…85
TE7807+0,8…6,3300100-40…125

В номенклатуре Littelfuse  представленная обширная группа предохранителей с аксиальными выводами (рисунок 16, таблица 3):

  • с рейтингом тока 0,1…50 А;
  • с рейтингом напряжения до 1000 В;
  • с быстродействием TT, М, F и FF;
  • с диапазоном рабочих температур до -55…125°C. 

Рис. 16. Предохранители Littelfuse с аксиальными выводами

Таблица 3. Характеристики серий предохранителей Littelfuse с аксиальными выводами

ТипНаименованиеАмпер-секундные характеристикиРейтинг
тока, А
Рейтинг напряжения, ВОтключающая способность, АРабочая температура, °С
TTMFFF
PICO/PICO II Axial251/253+0,062…15125300DC/50AC-55…125
275+20…3032300DC/50AC
263+0,062…525050
471+0,5…512550
472+0,5…512550
473+0,375…712550
265/266/267+0,062…15125300DC/50AC
3.6×10 мм874+0,1…1025050-55…125
875+0,1…1025050
876+0,125…525035–50
877+2…6,325035–63
4.5×14.5 мм (2AG)208+0,125…10350100-55…125
209+0,25…7350100
220Специальная серия0,3…7250/300/35035…100
2205+0,25…2,525035
224/225+0,375…10250/12535…500
229/230+0,25…7250/12535…400
5×20 мм201P0,05…1,2525080-25…70
217+0,032…1525035…150-55…125
218+0,032…1625035…100
213+0,2…6,325035…63
219XA+0,04…6,3250150
216+0,05…16250750…1500
216SP+1…102501500
215+0,125…20250400/1500
215SP+1…102501500
232+1…10250/125300/10,000
235+0,1…7250/12535…10,000
233+1…1012510,000-55…125
234+1…10250100…200
239+0,08…7250/12535…10,000
285+0,125…20250400…1500
477+0,5…16400DC/500AC100…1500
977+0,5…16450DC/500AC200/100
6.3×32 мм (3AG/3AB)312/318+0,062…35250/3235…300
313/315+0,01…30250/125/3235…300
314/324+0,375…4025035…1000
322+12…3065200…1000
332+1…10250100/200
325/326+0,01…30250100…600
328Специальная серия21300200
505+10…30450/50020,000…50,000
506+15…20600DC10,000
5081000 VAC/DC (высоковольтный)0,315…1100010,000
68870 VDC5…40702500

Взрывобезопасные предохранители Littelfuse

Помимо плавких предохранителей общего назначения, Littelfuse предлагает и специализированные серии, например, взрывобезопасные предохранители 242, PICO 259, PICO 259-UL913, PICO 304 и PICO 305 (рисунок 17, таблица 4).

Рис. 17. Взрывобезопасные серии предохранителей Littelfuse

Таблица 4. Характеристики взрывобезопасных серий предохранителей Littelfuse

НаименованиеРейтинг
тока, А
Рейтинг
напряжения, В
Отключающая способность, АРабочая
температура, °С
2420,05…0,254000-40…125
PICO 2590,062…550 (125 В AC), 300 (125 В DC)-55…125
PICO 259-UL9130,062…550 (125 В AC), 300 (125 В DC)Зависит от рейтинга тока
PICO 3040,05…0,751500-40…85
PICO 3050,05…0,751500Зависит от рейтинга тока

Во взрывоопасных средах непременным условием обеспечения безопасности становится использование электрических приборов, исключающих возникновение искрения. В качестве примера можно привести химическую, нефтегазовую, горнодобывающую, пищевую и медицинскую отрасли. Требования к таким приложениям описаны в ГОСТ 31610.11-2014 (IEC 60079-11:2011) «Взрывоопасные среды. Часть 11. Оборудование с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь «i» (с поправкой)». Чтобы обеспечить гарантированную защиту от искрения, предохранители серий 242, PICO 259, PICO 259-UL913, PICO 304 и PICO 305 имеют дополнительное защитное покрытие (рисунок 18) [2].

Рис. 18. Особенности конструкции искробезопасных предохранителей

Предохранители серии 242 отличаются достаточно узким диапазоном рейтингов тока 0,05…0,25 А, но обладают рекордно высокой отключающей способностью 4 кА. Представители серии имеют два варианта исполнения – для выводного монтажа в отверстия и для установки в держатель.

Предохранители PICO 259 используются для защиты низковольтных цепей (до 190 В) и имеют широкий диапазон рейтингов тока 0,062…5 А. Эти предохранители предназначены для монтажа в отверстия.

Серия PICO 259-UL913 является аналогом серии PICO 259, но отвечает требованиям UL 913.

Предохранители серии PICO 304, в отличие от других взрывобезопасных серий, предназначены для поверхностного монтажа. Они обладают относительно узким диапазоном рейтингов тока 0,05…0,75 А, но характеризуются высокой отключающей способностью 1,5 кА и рейтингом напряжения 375 В.

Предохранители PICO 305 по своим характеристикам соответствуют серии PICO 304, но предназначены для монтажа в отверстия.

Заключение

Компания Littelfuse является лидером в области производства плавких предохранителей. В номенклатуре компании присутствуют SMD-предохранители, предохранители с радиальными и аксиальными выводами. Кроме того, Littelfuse предлагает специализированные серии предохранителей. Например, серии 242, PICO 259, PICO 259-UL913, PICO 304 и PICO 305, предназначены для взрывоопасных сред.

Выбор оптимального предохранителя оказывается не таким простым, как может показаться на первый взгляд. Чтобы упростить жизнь разработчикам, компания создала онлайн-утилиту Littelfuse iDesign Tool, которая максимально упрощает выбор оптимального предохранителя и автоматизирует расчеты запасов по току и I2t.

Литература

  1. Selection Guide. Fuse Characteristics, Terms and Consideration Factors. Littelfuse, 2014.
  2. Application Note: Enhancing Workplace Safety in Hazardous Locations with PICO® 259-UL913 and 305 Series Intrinsic Safety Fuses. Littelfuse, 2013.
  3. Littelfuse.
  4. Fuse Characteristics, Terms and Consideration Factors.

•••

Наши информационные каналы

принцип действия, устройство, виды, назначение

Защита электрических цепей от КЗ и перегрузок является одной из самых важных задач в электротехнике. С этой целью изобретено множество защитных аппаратов, которые сегодня применяются как в силовых цепях, так и для защиты электрических схем в различных устройствах. Практически в каждом сложном электроприборе можно встретить плавкие предохранители – одноразовые коммутационные устройства, разъединяющие цепь в аварийной ситуации.

Назначение и принцип действия

Основная задача плавких предохранителей – защита электрической сети и электрооборудования от сверхтоков, возникающих при коротком замыкании или в результате критических перегрузок. При этом они обеспечивают бесперебойную работу защищаемых цепей в номинальном режиме.

В отличие от автоматического выключателя, часто применяемого в электротехнике, плавкая вставка срабатывает только один раз, после чего он подлежит замене. Однако срабатывает такое устройство со стопроцентной вероятностью, в то время как автоматика после многократного отключения может подвести. Именно поэтому для защиты дорогостоящего оборудования используют плавкие вставки. Не отказываются от применения этих защитных устройств и в силовых цепях.

Устройство и принцип защиты

В конструкции плавкого предохранителя есть два основных элемента: корпус (держатель) с контактами и плавкую вставку (рисунок 1). Строго говоря, только сочетание этих элементов можно называть предохранителем. Очень часто деталь плавкой вставки (особенно если она заменяемая) называют плавким предохранителем. В данной статье мы тоже иногда будем придерживаться этой традиции.

Рис. 1. Конструкция плавкого предохранителя

Рабочим элементом вставки является проводник из меди или сплава металлов. Благодаря этому плавкому элементу происходят отключения цепи в критических ситуациях.

В качестве плавкого элемента может быть одна или несколько медных проволок, пластина либо фигурная деталь. Эти проводники помещаются в жаропрочный корпус: стеклянный, керамический (рис. 2) или пластиковый. В зависимости от назначения, пространство вокруг плавкого элемента может быть заполнено кварцевым песком или окружено легкоиспаряющимся веществом, предназначенным для гашения электрической дуги.

Рис. 2. Керамические плавкие вставки

При прохождении номинальных токов через проволоку вставки, она незначительно нагревается, не достигая температуры плавления. Но в режиме короткого замыкания резко возрастает величина тока, что приводит к плавлению вставок. Это приводит к разрыву цепи.

Нагревание предохранителя происходит также при перегрузках, то есть в результате превышения номинального напряжения на защищаемом участке цепи. При достижении рабочих напряжений величины, называемой током отключения, температура плавкого элемента возрастает до точки плавления и цепь разрывается. После восстановления параметров цепи плавкую вставку необходимо заменить.

Плавкие вставки имеют некую инерционность срабатывания. При КЗ задержка незаметна, так как в этом случае плавкий элемент нагревается молниеносно.

Иначе обстоит дело в случаях с перегрузками. Для достижения температуры плавления требуется больше времени. Поэтому, чтобы повысить скорость срабатывания, элементам вставок придают специальную форму и нагружают их силами упругости (один конец пластины соединяют с растянутой пружиной).

В некоторых моделях под действием пружины наружу выходит штифт, называемый индикатором срабатывания (рисунок 3). Он выступает в роли указателя срабатывания и свидетельствует о том, что вставку надо менять.

Рис. 3. Строение плавкой вставки

Цифрами на рисунке обозначено:

  • I – патрон;
  • 2 – плавкая пластина;
  • 3 – шарики из олова;
  • 4 – плавкая вставка;
  • 5 – кварцевый песок;
  • 6 – пружина;
  • 7 – текстолитовая шайба;
  • 8 – спусковой механизм указателя срабатывания;
  • 9 – колпачок;
  • 10 – ободок колпачка;
  • 11 – указатель срабатывания;
  • 12 – асбоцементная прокладка;
  • 13 – цементная заливка.

В ряде случаев для увеличения скорости срабатывания используют вставки с параллельно натянутыми проволоками разных диаметров. Перегорание самой тонкой проволоки увеличивает нагрузку на остальные элементы, ускоряя их плавление.

С целью снижения перенапряжений в некоторых конструкциях вставок применяют проволоки с разными сечениями отдельных участков. При срабатывании такого предохранителя, первым перегорает участок с наименьшим сечением вставки. Если пары расплавленного металла спровоцируют в точке разрыва электрическую дугу, то перегорит участок с большим сечением.

Конструктивные особенности предохранителей можно узнать по их маркировке. К сожалению, время-токовые характеристики наносятся не на все типы изделий. Но модели, на которые нанесены буквенно-цифровые коды, можно легко классифицировать по их назначению.

Маркировка

При выборе предохранителей важно знать диапазон защиты. Их всего 2: частичный и полный. При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ. Полная защита включает также срабатывание от перегрузок.

В кодовой маркировке диапазоны защиты обозначены буквами «a» (частичный) и «g» (полный). Эти буквы стоят первыми перед цифрами, обозначающими номинальный ток.

На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

  • G — универсальный предохранитель. Применяется для защиты оборудования: трансформаторов, кабелей, электродвигателей;
  • L — для кабелей и распределительных устройств;
  • B — защита горнодобывающего оборудования;
  • F — устройство для маломощных цепей;
  • M — прибор для защиты цепей электромоторов и коммутирующих устройств;
  • R — устройства для защиты полупроводниковых схем;
  • S — моментальное сгорание при КЗ и среднее время срабатывания при перегрузках;
  • Tr —трансформаторные предохранители.

Иногда на вставках проставляют только значения номинального тока. Такие предохранители применяются для защиты лишь от коротких замыканий.

Миниатюрные плавкие вставки маркируются в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005. Согласно этому стандарту указывается номинальный ток и номинальное напряжение.

Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

  • FF – сверхбыстродействующие предохранители;
  • F – быстродействующие плавкие вставки;
  • М – полузамедленные;
  • Т – замедленные;
  • ТТ – сверхзамедленные.

Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.

Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

Виды и устройство

В зависимости от решаемых задач классификация предохранителей может быть следующей (рисунок 5):

  • ножевые предохранители;
  • слаботочные плавкие вставки;
  • вилочные предохранители;
  • кварцевые;
  • пробочного типа
  • газогенерирующие.
Рис. 5. Виды плавких предохранителей

Существуют также самовосстанавливающиеся предохранители, инерционные и откидывающиеся (рис. 6). Изделия инерционного типа предназначены для защиты электромоторов, которые при запуске создают большие нагрузки. Плавкие элементы нагреваются, но не перегорают. После того, как двигатель запустится, инерционный предохранитель переходит в режим ожидания.

Откидывающиеся вставки применяют в защите линий электропередач. В аварийных ситуациях плавкий элемент размыкает цепь. Под действием высокой температуры вставка удлиняется, в результате чего происходит давление на спусковой механизм, который отбрасывает предохранитель из его гнезда. Таким образом, обеспечивается надёжное отключение аварийного участка.

Рис. 6. Откидывающиеся плавкие предохранители

Устройство самовосстанавливающегося предохранителя отличается от других типов электрических аппаратов. Рабочим элементом изделия является полимер с положительным температурным коэффициентом расширения. Полимер содержит углеродистые включения, которые проводят ток.

При нагревании углеродные связи разрываются, в результате чего растёт электрическое сопротивление. При достижении температуры плавления полимера сопротивление стремится к бесконечности, то есть, цепь размыкается. При остывании возобновляется электропроводность полимера. Предохранитель самовосстанавливается.

Технические характеристики

Плавкие вставки идентифицируются двумя характеристиками: номинальным напряжением и величиной номинального тока. В промышленном оборудовании эти показатели могут достигать десятков киловольт и тысяч ампер.

В бытовых приборах применяются плавкие вставки, номинальное напряжение свободных контактах которых составляет:

  • 110, 220 В – для постоянных токов;
  • 220; 380 В – для переменного тока.

На контактах распространённых моделей номинальные токи составляют от 10 до 2500 А, а на концах плавких вставок – от 2 до 2500 А.

Преимущества и недостатки

К достоинствам плавких предохранителей относятся:

    • полная гарантия отключения аварийного участка цепи;
    • стабильность технических характеристик защиты;
    • можно применять для избирательности;
    • быстродействие;
    • безотказность;
    • простота конструкции.

Основные недостатки:

  • в трёхфазных сетях возможен перекос фаз;
  • вероятность длительного горения дуги;
  • влияние окружающей среды (температуры) на характеристики плавких вставок;
  • сложность в настройках селективной защиты;
  • необходимость замены вставки после каждого срабатывания защиты.

Видео в развитие темы

Предохранители до 1000В

Предохранители предназначены для защиты отдельных аппаратов и участков сети от токов к.з. и токов перегрузки. Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе выше номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь.
Для защиты электроустановок на напряжение до 1000 В используют предохранители закрытые (резьбовые, трубчатые) и открытые (пластинчатые).
Резьбовой однополюсный предохранитель состоит из основания с крышкой, плавкой вставки и головки (пробки). Основание и головку изготовляют из фарфора, крышку — из фарфора или пластмассы. Основание и крышку выполняют прямоугольными или квадратными. Резьбовые предохранители с резьбой Е-27 изготовляют на токи 6,3; 10; 16; 20 и 25А и напряжение до 380 В.
Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя, отходящую — к винтовой резьбе, что обеспечивает безопасность обслуживания. Предохранители Е-27 применяют для защиты от перегрузок и токов к. з. проводов и токоприемников в осветительных сетях.

Трубчатые предохранители выпускают следующих типов: ПР-2, НПН, ПН-2 и ПП-17. Разборные предохранители ПР-2 предназначены для установки в сетях на напряжение 500 В и токи 15, 60, 100, 200, 400, 600 и 1000 А. В патроне предохранителя ПР-2 (рис. 1) плавкая вставка 5, прикрепляемая винтами 6 к контактным ножам 7, помещена в фибровую трубку 4, на которую насажены втулки 3 с резьбой. На них навинчены латунные колпачки 2, закрепляющие контактные ножи, которые входят в неподвижные пружинящие контакты, устанавливаемые на изоляционной плите.
Под действием электрической дуги, возникающей при перегорании предохранителя, внутренняя поверхность фибровой трубки разрушается и образуются газы, способствующие быстрому гашению дуги.
Предохранители НПН (насыпные неразборные) изготовляют на напряжение до 500 В и токи от 15 до 60 А, а ПН-2 (насыпные разборные) — на напряжение до 500 В и токи от 10 до 600 А (рис. 2, а).
Плавкие предохранители ПП-17, изготовляемые на напряжение до 380 В и токи 500, 630, 800 и 1000 А, состоят из плавкой вставки, помещенной в керамическом корпусе, заполненном кварцевым песком, указателя срабатывания. При расплавлении плавкой вставки предохранителя перегорает вставка указателя срабатывания и освобождает взведенный при сборке указателя боек, который переключает свободный контакт, связанный кинематически с указателем срабатывания. Свободный контакт применяют при необходимости замыкания контактов реле и отключения выключателя питающей цепи. Предохранители ПП-17 смонтированы на контакторных станциях на 1000 А без свободного контакта.
Пластинчатые открытые предохранители типа П состоят из медных или латунных пластин — наконечников, в которые впаяны медные калиброванные проволоки. Наконечники с помощью болтов присоединяют к контактам на изоляторах. Пластинчатые предохранители с открытой плавкой вставкой применяют в ТП некоторых городских электросетей и заменяют на закрытые ПН-2.

Предохранитель

и типы предохранителей

Различные типы предохранителей - конструкция, работа и характеристики

Что такое предохранитель?

A Предохранитель - это электрическое или механическое устройство / / , которое используется для защиты цепей от перегрузки по току, перегрузки и обеспечения защиты цепи. Электрический предохранитель был изобретен Томасом Альва Эдисоном в 1890 году. Существует много типов предохранителей, но функция всех этих предохранителей одинакова.В этой статье мы обсудим различные типы предохранителей, их конструкцию, работу и работу, а также их применение в различных электронных и электрических системах.

IEC & IEEE / ANSI Символы предохранителей

Связанные сообщения:

Конструкция и работа предохранителя

Обычный предохранитель состоит из металлического провода с низким сопротивлением, заключенного в негорючий материал. Он используется для подключения и установки последовательно с цепью и устройством, которые должны быть защищены от короткого замыкания и перегрузки по току, в противном случае электрическое устройство может быть повреждено в случае отсутствия предохранителя и автоматического выключателя, поскольку они не могут справиться с чрезмерный ток в соответствии с их номинальными пределами

Принцип действия предохранителя основан на «эффекте нагрева от тока » i.е. При возникновении короткого замыкания, перегрузки по току или несоответствия подключения нагрузки тонкий провод внутри предохранителя плавится из-за тепла, выделяемого сильным током, протекающим через него. Следовательно, он отключает питание от подключенной системы. При нормальной работе схемы плавкий предохранитель является компонентом с очень низким сопротивлением и не влияет на нормальную работу системы, подключенной к источнику питания.

Работа предохранителя

Связанное сообщение: Воздушный автоматический выключатель (ACB): конструкция, работа, типы и применение

Как выбрать правильный номинальный размер предохранителя?

Выбор правильного предохранителя и его номинального размера для электроприборов зависит от различных факторов и условий окружающей среды.Но следующая основная формула показывает, как выбрать предохранитель правильного размера?

Номинал предохранителя = (мощность / напряжение) x 1,25

Например, вам нужно найти предохранитель правильного размера для двухконтактной розетки на 10А.

(1000 Вт / 230 В) x 1,25 = 5,4 A

В приведенном выше примере 1 кВт - это номинальная мощность, которой можно управлять через 2-контактную розетку, а основное напряжение питания - однофазное 230 В переменного тока (120 В переменного тока в США. ).

Но вы должны выбрать max i.е. Номинал предохранителя 6А вместо 5,4А для безопасной и надежной работы цепи.

Связанные сообщения:

Характеристики предохранителя

Различные типы предохранителей могут быть разделены на категории по следующим характеристикам.

  • Номинальный ток и допустимая нагрузка предохранителя
  • Номинальное напряжение предохранителя
  • Отключающая способность предохранителя
  • I 2 т Значение предохранителя
  • Характеристики срабатывания
  • Номинальное напряжение предохранителя
  • Размер упаковки

Ниже приводится краткое описание перечисленных выше категорий.

Допустимая нагрузка предохранителя по току

Допустимая нагрузка по току - это величина тока, которую предохранитель может легко проводить, не прерывая цепь.

Отключающая способность:

Значение максимального тока, который может быть безопасно прерван предохранителем, называется отключающей способностью и должно быть выше предполагаемого тока короткого замыкания.

Номинальное напряжение предохранителя

Рассчитайте допустимый ток по току, это максимальное номинальное напряжение, с которым предохранитель может безопасно работать.Каждый предохранитель имеет максимально допустимое номинальное напряжение, например, если предохранитель рассчитан на 32 В, его нельзя использовать с 220 В, разные степени изоляции требуются в разных предохранителях, работающих на разных уровнях напряжения. В зависимости от номинального напряжения предохранитель может быть высоковольтным (высоковольтным), низковольтным (низковольтным) и миниатюрными предохранителями.

I 2 т Значение предохранителя

Термины I 2 т, относящиеся к предохранителю, обычно используемому в условиях короткого замыкания. Это количество энергии, которое переносит плавкий элемент, когда электрическая неисправность устраняется плавким элементом.

Характеристика срабатывания предохранителя

Скорость срабатывания предохранителя зависит от силы тока, протекающего через его провод. Чем выше ток, протекающий по проводу, тем быстрее будет время отклика.

Характеристика срабатывания показывает время срабатывания при перегрузке по току. Предохранители, которые быстро реагируют на перегрузки по току, называются сверхбыстрыми предохранителями или быстрыми предохранителями. Они используются во многих полупроводниковых устройствах, потому что полупроводниковые устройства очень быстро выходят из строя из-за перегрузки по току.

Существует еще один предохранитель, который называется плавким предохранителем , переключающие предохранители не реагируют быстро на событие перегрузки по току, а перегорают после нескольких секунд возникновения перегрузки по току. Такие предохранители нашли свое применение в электронных системах управления двигателями, поскольку двигатели потребляют намного больше тока при запуске, чем при работе.

Размер упаковки

Как мы уже упоминали выше, предохранители переменного и постоянного тока имеют немного разные типы упаковки, точно так же для разных приложений требуется точное использование разных корпусов в цепи.

другие факторы и параметры: маркировка , температура снижение номинальных характеристик , падение напряжения и скорость и т. Д.

Классификация предохранителей

Предохранители могут быть классифицированы как «одноразовые предохранители», « Восстанавливаемый предохранитель »,« Токоограничивающие и не ограничивающие ток предохранители »на основе использования в различных приложениях.

Одноразовые предохранители содержат металлический провод, который перегорает, когда происходит перегрузка по току, перегрузка или несоответствие нагрузки, пользователь должен вручную заменить эти предохранители, переключающие предохранители дешевы и широко используются почти во всей электронике и электрические системы.

С другой стороны, сбрасываемый предохранитель автоматически сбрасывается после срабатывания при возникновении неисправности в системе.

В предохранителе с ограничением тока они создают высокое сопротивление в течение очень короткого периода времени, в то время как предохранитель без ограничения тока создает дугу в случае протекания большого тока для прерывания и ограничения тока в связанных и подключенных цепях.

Различные типы предохранителей

Типы предохранителей

На рынке доступно различных типов предохранителей , и они могут быть категорий на основе различных аспектов.

Полезно знать: предохранители используются в цепях переменного и постоянного тока.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Типы и классификация предохранителей низкого и высокого напряжения Предохранители

можно разделить на две основные категории в зависимости от типа входного напряжения питания.

Есть небольшая разница между предохранителями переменного и постоянного тока, используемыми в системах переменного и постоянного тока, которые обсуждались ниже.

Предохранители постоянного тока

В системе постоянного тока, когда металлическая проволока плавится из-за тепла, выделяемого избыточным током, возникает дуга, и очень трудно погасить эту дугу из-за постоянного значения постоянного тока.Таким образом, чтобы свести к минимуму искрение предохранителя, предохранитель постоянного тока немного больше предохранителя переменного тока, что увеличивает расстояние между электродами, чтобы уменьшить дугу в предохранителе.

Предохранители переменного тока

С другой стороны, то есть в системе переменного тока напряжение с частотой 60 Гц или 50 Гц меняет свою амплитуду от нуля до 60 раз каждую секунду, поэтому дугу можно легко погаснуть по сравнению с постоянным током. Поэтому предохранители переменного тока немного меньше по размеру по сравнению с предохранителями постоянного тока.

Предохранители также можно разделить на категории на основе одноразовых или многократных операций.

Патронные предохранители

Патронные предохранители используются для защиты электроприборов, таких как двигатели, кондиционеры, холодильники, насосы и т. Д., Где требуются высокое напряжение и токи. Они доступны до 600 А и 600 В переменного тока и широко используются в промышленных, коммерческих и домашних распределительных щитах.

Есть два типа картриджных предохранителей. 1. Предохранитель общего назначения без выдержки времени и 2. Патронный предохранитель повышенной прочности с выдержкой времени.Оба доступны в диапазоне от 250 В до 600 В переменного тока, а их номинал указан на торцевой крышке или на лезвии ножа.

Предохранители картриджа

заключены в основание и могут быть разделены на предохранители картриджного типа Link и картриджные предохранители типа D.

Предохранитель типа D с картриджем

Предохранитель типа D содержит переходное кольцо, основание, крышку и картридж. Основание предохранителя соединяется с крышкой предохранителя, где патрон находится внутри крышки предохранителя. Цепь замыкается, когда наконечник патрона входит в контакт через провод плавкой вставки.

Картриджные предохранители
HRC (высокая разрывная способность) Предохранитель или вставка картриджного типа

Мы уже очень подробно обсуждали конструкцию, работу и их применение HRC-предохранителей (высокой разрывной способности). Он также охватывает различные типы предохранителей HRC, такие как тип DIN, тип NH, тип лезвия, жидкостный предохранитель HRC, высоковольтный предохранитель вытяжного типа, преимущества и недостатки и т. Д.

Типы предохранителей HRC

Соответствующая публикация:

Высоковольтные предохранители Предохранители высокого напряжения (HV)

используются в энергосистемах для защиты силового трансформатора, распределительных трансформаторов, измерительных трансформаторов и т. Д.где автоматические выключатели не могут защитить систему. Предохранители высокого напряжения рассчитаны на напряжение от 1500 В до 13 кВ.

Элемент высоковольтного предохранителя обычно изготавливается из меди, серебра или олова. Камера плавкой вставки может быть заполнена борной кислотой в случае высоковольтных предохранителей выталкивающего типа

Автомобильные, ножевые и болтовые предохранители

Эти типы предохранителей (также известные как лопаточные или вставные предохранители ) поставляются в пластиковом корпусе с двумя металлическими заглушками для установки в розетку.В основном они используются в автомобилях для защиты электропроводки и короткого замыкания. Ограничители предохранителей, стеклянные трубки (также известные как предохранители Bosch) широко используются в автомобильной промышленности. Номинал автомобильных предохранителей составляет от 12 В до 42 В.

В предохранителях с болтовым креплением основание предохранителя контактировало непосредственно с основанием предохранителя, как и предохранители HRC. Чтобы узнать больше о типах лезвий и типах предохранителей с болтовым креплением, связанных с предохранителями HRC, проверьте сообщение. Типы предохранителей HRC. Предохранители лезвийного типа

: используются в автомобилях
Предохранители SMD (предохранители для поверхностного монтажа), микросхемы, радиальные и свинцовые предохранители Предохранители

SMD (устройство для поверхностного монтажа и название, полученное от SMT = Surface Mount Technology) представляют собой предохранители типа микросхемы (также известный как электронный предохранитель) используются в приложениях питания постоянного тока, таких как жесткий диск, DVD-плееры, камеры, сотовые телефоны и т. д., где важную роль играет пространство, потому что предохранители SMD очень жесткие по размеру и их также трудно заменить.

Ниже приведены некоторые дополнительные типы предохранителей SMD и предохранителей с выводами.

  • Медленные плавкие предохранители для микросхем
  • Быстродействующие предохранители для микросхем
  • Очень быстрые предохранители для микросхем
  • Импульсные плавкие предохранители для микросхем
  • Сильноточные предохранители для микросхем
  • Предохранители для телекоммуникационных сетей
  • Предохранители для сквозных отверстий
  • Радиальный предохранитель
  • Свинцовый предохранитель
  • Осевой предохранитель

Предохранитель SMD и осевой предохранитель
Сменные предохранители

Самый известный предохранитель kit-kat (также известный как предохранитель с возможностью перенастройки), который в основном используется в промышленности и в домашней электропроводке для небольших токовых сетей. Системы низкого напряжения (LV).

Повторно заменяемый предохранитель состоит из 2 основных частей. Внутренний элемент предохранителя в качестве держателя предохранителя изготовлен из луженой меди, алюминия, свинца и т. Д., А основание - из фарфора с выводами IN и OUT, которые используются последовательно с цепью для защиты.

Основным преимуществом предохранителя с возможностью перенастройки является то, что его можно легко перемонтировать в случае его перегорания из-за короткого замыкания или перегрузки по току, в результате чего плавятся элементы предохранителя. Просто вставьте еще один провод из элементов предохранителя с тем же номиналом, что и раньше.

Термопредохранители

Как упоминалось выше, термический предохранитель является одноразовым предохранителем. Это термочувствительные предохранители, а плавкий элемент изготовлен из термочувствительного сплава. Они известны как термические выключатели (TCO) или термические перемычки.

В тепловом предохранителе плавкий элемент удерживает механический пружинный контакт, который обычно замкнут. Когда через элементы предохранителя протекают высокие токи из-за перегрузки по току и короткого замыкания, плавкие элементы плавятся, что приводит к освобождению пружинного механизма, предотвращению возникновения дуги и возгоранию и защите подключенной цепи.

Статьи по теме:

Восстанавливаемые предохранители

Восстанавливаемый предохранитель - это устройство, которое можно использовать несколько раз без замены. Они размыкают цепь, когда происходит событие перегрузки по току, и через определенное время снова подключают цепь. Полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом (PPTC, широко известное как самовосстанавливающийся предохранитель, поливыключатель или полидредохранитель) - это пассивный электронный компонент, используемый для защиты от коротких замыканий в электронных схемах.

Применение самовосстанавливающихся предохранителей преодолено там, где замена предохранителей вручную затруднена или почти невозможна, например взрыватель в ядерной системе или в аэрокосмической системе.

Восстанавливаемые предохранители | Изображение предоставлено Википедией

Использование и применение предохранителей

Различные типы электрических и электронных предохранителей могут использоваться во всех типах электрических и электронных систем и приложений , включая:

  • Двигатели и трансформаторы
  • Условия воздуха
  • Домашние распределительные щиты
  • Электрооборудование и устройства общего назначения
  • Ноутбуки
  • Мобильные телефоны
  • Игровые системы
  • Принтеры
  • Цифровые камеры
  • DVD-плееры
  • Портативная электроника
  • ЖК-мониторы
  • Сканеры
  • Батарейные блоки
  • Жесткие диски
  • Преобразователи питания

Вы также можете прочитать

Типы предохранителей и их применение

Существует множество предохранителей типа , которые прерывают перегрузку по току и разрывают цепь, расплавляя плавкий элемент.В основном они делятся на два типа: предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. Кроме того, предохранители подразделяются на разные типы в зависимости от напряжения и конструкции. Их:

Типы предохранителей

  1. Предохранители постоянного тока

Предохранители постоянного тока создают дугу, которую трудно остановить, чем дугу переменного тока, потому что в цепи нет нулевого тока. Для уменьшения дугового разряда предохранителя постоянного тока электроды расположены на большем расстоянии, из-за чего размер предохранителя увеличивается по сравнению с предохранителем переменного тока.

  1. Предохранители переменного тока

В цепях переменного тока дуга гаснет легко по сравнению с цепями постоянного тока. Потому что частота предохранителей переменного тока изменяет свою амплитуду от 0º до 60º каждую секунду. Предохранители переменного тока делятся на две категории. Это предохранители низкого напряжения и предохранители высокого напряжения.

2.1 Предохранитель низкого напряжения

Предохранители низкого напряжения очень распространены в электрических системах, они бывают разных форм и конструкций. Предохранители низкого напряжения имеют номинальное напряжение не более 1500 В.

2.1.1 Предохранитель картриджного типа (полностью закрытого типа)
Предохранитель катриджного типа (полностью закрытого типа) Конструкция предохранителя катриджного типа

Патронный предохранитель состоит из жаропрочного керамического корпуса, закрытого с обоих концов металлическими колпачками. Заполняющий материал, такой как мел, гипс, кварц или мраморная пыль, окружает пространство корпуса и действует как среда для гашения дуги и охлаждения. Часто они широко используются в промышленности, сельскохозяйственных областях и жилых помещениях, таких как панели предохранителей, кондиционеры, насосы и бытовая техника.

Эти типы предохранителей подразделяются на предохранители типа D и типа Link.

2.1.1.1 Предохранитель типа D
Предохранитель типа D Конструкция предохранителя типа D

Состоит из переходного кольца, картриджа, основания и крышки. Основание предохранителя соединено с крышкой предохранителя, а картридж удерживается внутри крышки предохранителя через переходное кольцо. Схема замыкается, когда кончик картриджа соприкасается с проводником.

2.1.1.2 Линейный предохранитель

Плавкий предохранитель

Патронные предохранители

Link-типа также известны как предохранители с высокой разрывной способностью (HRC).Предохранитель HRC имеет высокую отключающую способность. Он имеет два металлических конца с обеих сторон. Заполнение плавкого предохранителя порошкообразным чистым кварцем действует как средство гашения дуги. В конструкции предохранителя используется серебро или медь.

Конструкция предохранителя перемычки

Предохранительный элемент длительное время проводит ток короткого замыкания. За это время неопределенная неисправность расплавится и разомкнет цепь. Химическая реакция между парами серебра и наполняющим порошком создает высокое сопротивление, которое помогает гасить дугу.

Отключающая способность предохранителя увеличивается за счет параллельного включения двух или более серебряных проводов. Этот тип предохранителей очень надежен и делится на два типа: предохранители ножевого типа и предохранители с болтовым креплением.

Предохранитель ножевого типа Предохранитель на болтах

Плавкий предохранитель также известен как лопаточный или вставной предохранитель. Автопроизводители используют этот предохранитель для защиты автомобильных цепей и выдерживают высокие температуры. Принимая во внимание, что предохранитель Bolt down - это специальные предохранители, подходящие для автомобилей с дизельным двигателем и не подходящие для грузовых автомобилей.

2.1.2 Сменный предохранитель

Керамический предохранитель

Вставляемый предохранитель также известен как предохранитель kit-kat . Это простая и дешевая форма предохранителя. Этот предохранитель подходит для бытовой электропроводки, например, в домах. Более того, когда предохранитель перегорает, его легко заменить и использовать повторно.

Состоит из основания предохранителя и держателя предохранителя. В конструкции плавкого элемента в держателе предохранителя используется луженая медь, свинец или алюминий и фарфор в качестве основания.

База имеет два терминала для входящего и исходящего питания.При возникновении неисправности плавкий элемент перегорает и прерывает электрическую цепь. Перегоревший предохранитель можно заменить новым. Основное преимущество предохранителей этого типа заключается в том, что они могут быть подключены повторно, но недостатком является меньшая надежность.

2.1.3 Запорный предохранитель

Предохранитель Striker (Источник: mc-mc.com)

Этот тип предохранителя имеет механический индикатор или ударный штифт, который выступает через крышку предохранителя при срабатывании предохранителя. Это обеспечивает визуальную идентификацию перегоревшего предохранителя и действует как триггер для внешних устройств.Его можно использовать для защиты от короткого замыкания двигателей среднего напряжения.

2.1.4 Плавкий предохранитель

Вытяжной предохранитель

Выпадающий предохранитель - предохранитель выталкивающего типа для защиты трансформаторов. Когда плавкий элемент плавится, он падает под действием силы тяжести, обеспечивая дополнительную изоляцию.

2.1.5 Выключатель с предохранителем

Выключатель-предохранитель используется для цепей низкого и среднего напряжения. Они могут безопасно отключаться в зависимости от номинальных токов, в три раза превышающих ток нагрузки.

2.2 Предохранитель высокого напряжения

В трансформаторах и энергосистемах используются высоковольтные предохранители. В элементе предохранителя используется такой материал, как медь, серебро или олово. Номинальное напряжение для высоковольтного предохранителя составляет от 1500 В до 138000 В. Они подразделяются на три типа: предохранитель HRC патронного типа, предохранитель HRC жидкостного типа, предохранитель HRC выталкивающего типа.

2.2.1 Патронный предохранитель HV HRC

Патронный предохранитель HV HRC

Этот патронный предохранитель аналогичен низковольтному предохранителю HRC с некоторыми дополнительными характеристиками.Плавкий предохранитель имеет форму спирали или использовать два плавких элемента параллельно, чтобы предотвратить эффект коронного разряда при более высоких напряжениях.

Один из плавких элементов имеет низкое сопротивление, а другой - высокое сопротивление. Следовательно, провод с низким сопротивлением пропускает нормальный ток, который выходит из строя и снижает ток короткого замыкания во время неисправности.

Предохранители

HV HRC доступны с номиналом 33 кВ с отключающей способностью 8700A.

2.2.2 Жидкостный предохранитель HV HRC

Предохранитель HV HRC жидкостного типа (Источник: flickr.com / photos / oskay / 7777041048)

Жидкий предохранитель (для высоких токов) состоит из стеклянной трубки, заполненной четыреххлористым углеродом и закрытой латунными колпачками с обоих концов. Плавкий провод закрывает уплотнение с одного конца и крепление с помощью прочной спиральной пружины из фосфористой бронзы на другом конце стеклянной трубки. Жидкость действует как средство гашения дуги.

Конструкция жидкостного предохранителя HV HRC

Предохранитель перегорает, когда ток превышает максимальный предел. Предохранитель жидкостного типа HRC защищает трансформатор и автоматические выключатели.Они выдерживают ток до 100А в системах до 132кВ.

2.2.3 Выталкивающий предохранитель HV HRC

Вытяжной предохранитель HV HRC

Этот тип предохранителя представляет собой выскакиваемый предохранитель, в котором эффект вытеснения газов, образующихся в результате внутренней дуги, приводит к прерыванию тока. В камере плавкой вставки находится борная кислота. Таким образом, внутренняя дуга помогает защитить фидеры и трансформаторы.

Применения предохранителей

Некоторые из областей применения предохранителей для промышленного применения:

  • Используется для защиты трансформаторов, двигателей и энергосистемы от условий перегрузки по току
  • В фидерах, силовых трансформаторах и солнечных цепях
  • Электроприборы и домашние распределительные щиты используют предохранители для бытовых целей.
  • Используется в автомобильных автомобилях, электромобилях, гоночных автомобилях, рельсах
  • Предохранители присутствуют в портативных компьютерах, жестких дисках, принтерах / сканерах и электронных устройствах.
  • Используется в игровых системах и смартфоне

Заключение

На рынке представлены различные типы предохранителей, и каждый предохранитель имеет свои преимущества и применение. Это автоматические тормозные устройства для защиты грузов. Более того, они присутствуют в кабельных проводах и двигателях для защиты от коротких замыканий.

Работа и строительство в электротехнике и электронике

В былые времена телеграфии ученым, который стал более популярным благодаря своим усилиям, был француз Бреге. Именно он предложил использовать уменьшенную часть проводов для защиты телеграфных станций от ударов молнии с разжижением, более тонкие провода будут охранять оборудование вместе с проводкой в ​​здании. В 1864 году осветительные установки и телеграфные кабели можно будет защитить с помощью разнообразных фольговых плавких элементов и проводов.В конце концов, Томас Альва Эдисон получил права на предохранитель, который является элементом его системы распределения электроэнергии в 1890 году. А теперь в этой статье обсуждаются предохранители, типы предохранителей и их применение в различных областях.

Что такое предохранитель?

В области электроники или электротехники плавкий предохранитель считается наиболее важным устройством, которое используется в различных электрических цепях, обеспечивающих защиту от условий перегрузки по току. Устройство снабжено металлической полосой, которая растворяется при протекании расширенного диапазона значений тока.Из-за растворения металла цепь становится разомкнутой и прекращает подачу питания через устройство.

Это также называется автоматическим отключением питания, которое часто сокращается до ADS. Это дешевое устройство, предназначенное для защиты электрических цепей в условиях короткого замыкания или большого диапазона значений тока.

Принцип работы предохранителя

Почему нам нужен предохранитель?

Они используются для предотвращения повреждений бытовой техники от сильного тока или перегрузки.Если мы используем предохранители в домах, электрические неисправности не могут произойти в проводке, и это не повредит приборы из-за пожара горящей проволоки. Когда предохранитель выходит из строя или повреждается, возникает резкое искрение, которое может напрямую повредить вашу бытовую технику. Это основная причина, по которой нам требуются различные типы предохранителей для защиты нашей бытовой техники от повреждений. Существует множество предохранителей типа , используемых для защиты цепей .

Предохранители обычно рассчитываются в амперах. Хотя их функциональность основана на самовыделении тепла в сценариях дополнительного тока за счет собственного выработанного электрического сопротивления.Как правило, этого можно достичь, сделав длину плавкого провода как можно короче. Поскольку длина провода не зависит от номинальных значений тока, минимальная длина провода предполагает минимальное значение сопротивления.

Характеристики предохранителей

Существует несколько характеристик предохранителей в электрической области, и они поясняются ниже:


  • Номинальное значение тока - Частая проводимость максимальной величины тока, которая удерживает устройство без включения он в расплавленном состоянии называется текущим номинальным значением.Значение измерения выражается в амперах и имеет тепловые характеристики.
  • Номинальное значение напряжения - Здесь напряжение последовательно соединено с предохранителем, что не увеличивает номинальное значение напряжения.
  • Температура - Здесь рабочая температура предохранителя больше, поэтому номинальный ток падает. Это приводит к линьке предохранителя.
  • Падение напряжения - Когда через устройство протекает дополнительный ток, предохранитель оплавляется и образует разрыв цепи.Поскольку из-за этого произойдет изменение сопротивления и падение напряжения станет минимальным.

Принцип действия предохранителя

Принцип работы предохранителя - «нагревание вследствие тока». Он изготавливается из тощей полосы или нити металлической проволоки. Предохранитель в электрической цепи всегда подключается последовательно. Когда происходит образование электрических цепей с высоким уровнем тока, предохранитель размягчается, и цепь оказывается в разомкнутом состоянии.Чрезмерный ток может привести к обрушению провода и предотвратить подачу питания.

Сценарий работы этого устройства в основном зависит от условий нагрева током. При общем функционировании тока будет нормальное протекание тока через предохранитель. Из-за протекания тока в элементе предохранителя будет выделяться тепло, и выделяемое тепло будет рассеиваться в атмосферу. Благодаря этому уровень температуры нагрева поддерживается ниже значений точки плавления.

Тогда как в условиях неисправности через устройство будет протекать ток короткого замыкания. Величина этого значения тока больше по сравнению с нормальными уровнями величины тока. Это вызывает повышение температуры в предохранителе. Итак, устройство начинает плавиться и ломаться. В этом случае предохранитель выступает в качестве защитного элемента от перегрузки или короткого замыкания.

Конструкция предохранителя

Поскольку плавкий элемент изготовлен из тщательно подобранного металлического проводника, он удерживает предохранитель.Таким образом, основная работа этого устройства - пропускать через устройство только ограниченные значения тока. В противном случае он разрывает электрическую цепь и имеет способность подавления перенапряжения . Базовая конструкция предохранителя показана ниже:

A предохранитель в электрической цепи может быть заменен путем установки нового предохранителя с аналогичными уровнями номинальной мощности. Он может быть разработан с такими элементами, как Cu (медь), Zn (цинк), Al (алюминий) и Ag (серебро). Они также действуют как автоматический выключатель для размыкания цепи, когда в цепи происходит внезапное повреждение.Это работает как мера безопасности или защита людей от рисков. Вот так предохранитель работает.

Номинал предохранителя = (мощность (ватт) / напряжение (вольт)) x 1,25

Выбор предохранителя может быть выполнен путем расчета номинала предохранителя по приведенной выше формуле.

  • Выберите предохранитель.
  • Запишите напряжение (вольт) и мощность (ватты) прибора.
  • Рассчитайте номинал предохранителя.

После получения результата используйте предохранитель максимального номинала.Например, если рассчитанный номинал предохранителя является максимальным номиналом предохранителя. Это означает, что если расчетный номинал предохранителя составляет 7,689 ампер, то в электрическую цепь необходимо установить предохранитель на 8 ампер.

Различные типы предохранителей

Предохранители в основном подразделяются на несколько типов, в зависимости от области применения, а именно предохранитель переменного тока и предохранитель постоянного тока . И снова они подразделяются на различные виды в зависимости от уровней напряжения. На следующей схеме четко показана таблица типов электрических предохранителей в зависимости от предохранителя переменного тока и предохранителя постоянного тока.Типы предохранителей

Предохранители постоянного тока

имеют больший размер и имеют постоянное значение свыше «0» вольт, и из-за этого довольно сложно удалить и отключить цепь. Кроме того, между расплавленными проводами может возникнуть электрический разряд. Чтобы избавиться от этого, несколько электродов расположены на больших расстояниях, и из-за этого появляются предохранители постоянного тока огромных размеров, и конструкция этого усложняется. Базовый предохранитель постоянного тока показан как:

Типы предохранителей переменного тока

Предохранитель переменного тока меньше по размеру по сравнению с предохранителями постоянного тока, и они колеблются примерно от 50 до 60 раз в каждую секунду от наименьшего к наибольшему.В результате отсутствует вероятность возникновения электрической дуги между расплавленными проволоками. По этой причине их можно забить небольшими размерами. Кроме того, предохранители переменного тока подразделяются на две части, а именно предохранители высокого напряжения и предохранители низкого напряжения. Здесь LV & HV обозначает низкое и высокое напряжение.

Низковольтные предохранители

Низковольтные предохранители делятся на пять типов: сменные, патронные, выпадающие, ударные и переключающие.

Вторичные типы предохранителей

Вторичные предохранители относятся к категории предохранителей низкого напряжения, и они почти используются в небольших приложениях, таких как электропроводка в доме, малых производствах и других приложениях с малым током.Эти типы предохранителей включают в себя две основные части, в том числе основание предохранителя, которое имеет две клеммы, такие как вход и выход. Как правило, этот элемент изготавливается из фарфора. Другая часть этого предохранителя - держатель предохранителя, который захватывает элемент предохранителя.

Этот элемент изготовлен из алюминия, луженой меди и свинца. Основное преимущество держателя предохранителя заключается в том, что его можно просто вставить и вынуть из основания предохранителя без риска поражения электрическим током. Поскольку предохранитель поврежден из-за сильного тока, мы можем просто удалить держатель предохранителя, а также вставить обратно провод предохранителя.

Вставной предохранитель
Патронный тип предохранителя

Патронный предохранитель имеет полностью закрытые контейнеры и металлический контакт. Применения этого предохранителя в основном включают низкое напряжение (LV), высокое напряжение (HV) и небольшие предохранители. Опять же, эти типы предохранителей подразделяются на два типа: предохранители D-типа и Link-type.

Этот тип предохранителя состоит из патрона, основания предохранителя, переходного кольца и крышки. Основание предохранителя состоит из колпачка предохранителя, который заполняется компонентом предохранителя картриджем с помощью переходного кольца.

Состоит из патрона, основания предохранителя, крышки и переходного кольца. Основание предохранителя имеет крышку предохранителя, которая соединяется с плавким элементом с патроном через переходное кольцо. Подключение схемы завершено, когда при наклоне картриджа устанавливается контакт через проводник.

Предохранитель перемычки также известен как предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC) или предохранитель типа BS. В предохранителях такого типа ток, протекающий через плавкий элемент, определяется при стандартных условиях.

В этом предохранителе типа BS протекание тока через плавкий элемент обеспечивается при нормальных условиях. Дуга, которая генерируется перегоревшим предохранителем, изготавливается из фарфора, керамики и серебра. Емкость плавкого элемента набита кварцевым песком. Этот тип предохранителя снова подразделяется на две части: лезвийный и болтовой.

  • Предохранители с лезвиями и болтами

Предохранители ножевого или вставного типа изготовлены из пластика.Этот тип предохранителя можно просто заменить в электрической цепи вне зависимости от нагрузки.

В предохранителе с болтовым креплением пластины этого предохранителя токопроводящие устанавливаются на основание предохранителя.

Ударник Типы предохранителей

Предохранитель ударного типа используется для отключения и замыкания электрической цепи. Эти предохранители обладают большой силой, а также смещением.

Предохранитель переключающего типа

Обычно предохранитель переключающего типа снабжен металлическим выключателем, а также предохранителем.Эти предохранители в основном используются при низком и среднем уровнях напряжения.

Отключаемые типы предохранителей

В предохранителях этого типа плавление предохранителя создает элемент, который опускается ниже силы тяжести в отношении его минимальной помощи. Эти типы предохранителей используются для защиты внешних трансформаторов.

DropOut Type

Это основные типов предохранителей низкого напряжения .

Типы предохранителей высокого напряжения (высокого напряжения)

Обычно высоковольтные предохранители используются для защиты трансформаторов, таких как измерительные трансформаторы, трансформаторы малой мощности, а также используются в энергосистемах.Эти предохранители обычно заряжаются при напряжении от 1500 до 138000 В.

Плавленая часть высоковольтных предохранителей изготавливается из меди, серебра или, в некоторых случаях, олова, чтобы обеспечить стабильную и стабильную работу. Эти предохранители подразделяются на три типа, включая следующие.

Патронный предохранитель HRC

Плавкий элемент HRC имеет спиральную форму, что позволяет избежать воздействия короны при высоких напряжениях. Он включает в себя два плавленых элемента с низким сопротивлением и высоким сопротивлением, которые расположены параллельно друг другу.Провода с низким сопротивлением принимают обычный ток, который перегорает, а также снижает ток короткого замыкания на протяжении всего состояния повреждения.

Картридж HRC Тип
Жидкий Тип Предохранитель HRC

Этот тип предохранителя набит тетрахлорметаном, который также сохраняется на обоих верхних частях крышек. Однажды ошибка возникает, когда протекающий ток выходит за допустимый предел, и элемент предохранителя перегорает. Жидкость предохранителя служит стандартом для гашения дуги для предохранителей типа HRC.Их можно использовать для защиты трансформатора, а также в качестве опорной защиты цепи выключателя.

Жидкий предохранитель HRC Тип
Выталкивающие предохранители высокого напряжения

Эти типы предохранителей широко используются для защиты фидеров, а также трансформатора из-за их низкой стоимости. Он рассчитан на 11кВ; также их способность к взлому до 250 МВА. Этот тип предохранителя включает в себя незаполненный цилиндр с открытым концом, изготовленный из бумаги, склеенной синтетической смолой.

Элементы предохранителя расположены в цилиндре, а верхние части трубок соединены с соответствующим оборудованием на каждой отделке.Возникающая дуга отводится от внутреннего покрытия цилиндра, и сформированные таким образом газы разрушают дугу.

В зависимости от технических характеристик, требований и применения существует несколько типов предохранителей. Люди могут найти несколько типов предохранителей в области электротехники , типы предохранителей , используемые для защиты цепей, типы предохранителей в энергосистеме, типы предохранителей среднего напряжения, предохранители типа am, предохранители типа патрон с наконечником, типы предохранителей mcb, gg предохранитель типа, предохранитель коробчатого типа, и многие другие.

Другой важный тип предохранителей, который чаще всего используется, - это стеклянный предохранитель. Стеклянные предохранители имеют то преимущество, что они видны, поэтому их легко определить, работает он или нет. Кроме того, эти стеклянные предохранители обладают минимальной тормозной способностью, которая обычно ограничивает использование приложений до 15 ампер. Некоторые из различных типов стеклянных предохранителей :

  • Серия AGC, имеющая стеклянный корпус размером 3 дюйма
  • Серия AGU, имеющая стеклянный корпус размером 5 дюймов
  • Серия AGW, имеющая стеклянный корпус размером 7 дюймов
  • Серия AGX, имеющая 3 дюйма размер стеклянного корпуса
  • SFE тип стеклянного предохранителя
Какие типы предохранителей используются для защиты двигателя?

В основном, предохранители с выдержкой времени применяются в системах ответвлений двигателей.Этот тип предохранителя можно легко подобрать по размеру, равному току всей нагрузки двигателя, чтобы предотвратить возникновение условий цепи и короткое замыкание в электрической сети.

Преимущества и недостатки электрического предохранителя

Некоторые преимущества и недостатки электрического предохранителя указаны ниже:

Преимущества

Преимущества электрического предохранителя

  • Это недорогое и не имеет никаких дополнительный уход и техническое обслуживание
  • Устройства представляют собой полностью автомобильные предохранители и требуют минимального времени по сравнению с автоматическими выключателями
  • Поскольку предохранители доступны в меньшем размере, они вызывают ограничивающий ток удар в ненормальных условиях
  • Особенности обратимого время-токового разрешить использование устройства для защиты от перегрузки
Недостатки

Недостатки электрического предохранителя:

  • Требуется некоторое время во время замены предохранителя
  • Время-ток не будет каждый раз синхронизирован с что из защитного элемента

Применения различных типов Предохранители

Различные типы предохранителей, которые обсуждались, и их использование являются важными компонентами всех электрических цепей.Некоторые из основных применений предохранителей в области электротехники и электроники включают следующее.

  • Силовые трансформаторы
  • Электрические приборы, такие как кондиционеры (кондиционеры), телевизоры, стиральные машины, музыкальные системы и многие другие.
  • Электрические кабели в доме
  • Мобильные телефоны
  • Пускатели двигателей
  • Ноутбуки
  • Зарядные устройства
  • Камеры, сканеры, принтеры и копировальные аппараты
  • Автомобили, электронные устройства и игровые автоматы

Из приведенной выше информации, наконец, мы Можно сделать вывод, что предохранители и их типы объяснены.Основная функция предохранителя - защита электрических цепей от перелива тока. В режиме реального времени ток по проводам может быть непостоянным. В таких ситуациях устройство может выйти из строя из-за перегрева. Несмотря на то, что оборудование очень хорошо приспособлено к работе с автоматическим выключателем, эти типы предохранителей все еще используются в различных местах, например, в основных электрических компонентах. Вот вам вопрос, что называют полупроводниковыми предохранителями?

Авторы фотографий : CircuitDigest

Какие бывают типы предохранителей?

Предохранитель - это устройство прерывания тока, которое размыкает или размыкает цепь путем плавления элемента и, таким образом, удаляет неисправное устройство из основной цепи питания.Предохранители в основном подразделяются на два типа, в зависимости от входного напряжения питания это предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. На изображении ниже показаны различные типы предохранителей.

Предохранитель постоянного тока

Предохранитель постоянного тока размыкает или размыкает цепь, когда через него протекает чрезмерный ток. Единственная трудность с предохранителем постоянного тока заключается в том, что дугу, создаваемую постоянным током, очень трудно погасить, потому что в цепи нет нулевого тока. Для уменьшения дуги предохранителя постоянного тока электроды расположены на большем расстоянии друг от друга, из-за чего размер предохранителя увеличивается по сравнению с предохранителем переменного тока.

Предохранители переменного тока

Предохранители переменного тока делятся на два типа: предохранители низкого напряжения и предохранители высокого напряжения. Частота предохранителей переменного тока изменяет свою амплитуду от 0º до 60º всего за одну секунду. Таким образом, гашение дуги в цепи переменного тока может быть легко выполнено по сравнению с цепью постоянного тока.

Низковольтные предохранители могут быть далее разделены на четыре класса, показанные ниже на изображении. Полузакрытые или переключаемые типы и полностью закрытые, или переключатели картриджного типа являются наиболее часто используемыми переключателями.

Встраиваемые предохранители

Цепи этого типа чаще всего используются в цепях малых токов или в домашней электропроводке. Корпус предохранителя и держатель предохранителя являются двумя основными частями сменного предохранителя. Основание плавкого предохранителя изготовлено из фарфора и удерживает провода, которые могут быть изготовлены из свинца, луженой меди, алюминия или сплава олово-свинец. Держатель предохранителя можно легко вставить или вынуть в основание, не открывая главный выключатель.

Предохранители полностью закрытого типа или картриджного типа

Элемент предохранителя полностью заключен в закрытый контейнер и имеет металлические контакты с обеих сторон.Эти предохранители далее классифицируются как предохранители патронного типа D и патронные предохранители типа Link.

Картриджные предохранители типа D

Основными частями предохранителя типа D являются основание, переходное кольцо, патрон и крышка предохранителя. Патрон находится в крышке предохранителя, а крышка предохранителя прикреплена к основанию предохранителя. Наконечник картриджа касается проводника, когда он полностью прикручен к основанию, и замыкает цепь через плавкие вставки.

Картридж звеньев или высокая разрывная способность

В предохранителях такого типа предохранительный элемент длительное время проводит ток короткого замыкания.Если неисправность не ясна, то плавкий элемент плавится и размыкает цепь. Основным преимуществом предохранителя HRC является то, что он очищает как низкий, так и высокий ток короткого замыкания.

Предохранитель

HRC имеет высокоскоростное срабатывание и также не требует обслуживания. Но плавкий элемент предохранителей HRC необходимо заменять после каждой операции, и он также выделяет тепло во время неисправностей, что влияет на работу близлежащих переключателей.

Корпус предохранителя HRC заполнен порошкообразным чистым кварцем, который действует как среда для гашения дуги.Серебряная и медная проволока используются для изготовления плавкой проволоки. Плавкий провод состоит из двух или более секций, соединенных оловянным соединением. Жестяное соединение снижает температуру в условиях перегрузки.

Для увеличения отключающей способности предохранителей две и более серебряных проволоки соединяются параллельно друг с другом. Эти провода отрегулированы таким образом, чтобы плавиться была только одна проволока. Предохранитель HRC бывает двух типов

В выключателях ножевого типа провод предохранителя заменяется на цепь под напряжением с помощью съемника предохранителя.Предохранители HRC с болтовым креплением имеют две токопроводящие пластины, которые прикреплены болтами к основанию предохранителя. Этот предохранитель требует дополнительной цепи для извлечения переключателя без поражения электрическим током.

Плавкий предохранитель

В результате плавления предохранителя элемент предохранителя выпадает под действием силы тяжести о его нижнюю опору. Предохранители такого типа используются для защиты трансформаторов наружной установки.

Запорный предохранитель

Это механическое устройство, обладающее достаточной силой и перемещением, которое может использоваться для замыкания цепей отключения / индикации.

Выключатель с предохранителем

Выключатели такого типа используются для цепей низкого и среднего напряжения. Номинал предохранителя находится в диапазоне 30, 60, 100, 200, 400, 600 и 800 ампер. Блок предохранителей доступен как 3-полюсный, так и 4-полюсный. Включающая способность предохранителей такого типа - до 46 кА. Они могут безопасно отключаться в зависимости от номинальных токов, в три раза превышающих ток нагрузки.

Высоковольтные предохранители HRC

Основная проблема высоковольтных предохранителей - коронация.Поэтому предохранители высокого напряжения имеют особую конструкцию. В основном они делятся на три типа.

Патронный предохранитель HV HRC

Плавкий элемент предохранителя HRC намотан в форме спирали, что позволяет избежать эффекта коронного разряда при более высоких напряжениях. Он имеет два плавких элемента, расположенных параллельно друг другу, один с низким сопротивлением, а другой с высоким сопротивлением. Провод с низким сопротивлением пропускает нормальный ток, который перегорает и снижает ток короткого замыкания при возникновении неисправности.

Жидкостный предохранитель HV HRC

Плавкие предохранители такого типа заполнены четыреххлористым углеродом и закрыты с обоих концов крышек. При возникновении неисправности ток превышает допустимый предел, и плавкий элемент перегорает. Жидкость предохранителя действует как средство гашения дуги для предохранителей HRC. Их можно использовать для защиты трансформатора и резервной защиты автоматического выключателя.

Высоковольтный предохранитель вытяжного типа

Плавкие предохранители вытяжного типа

широко используются для защиты фидеров и трансформаторов из-за их низкой стоимости.Он разработан на 11 кВ, а их отключающая способность до 250 МВА. Такой тип предохранителей представляет собой полую трубку с открытым концом, изготовленную из бумаги, склеенной синтетической смолой.

Элементы предохранителя помещаются в трубки, и концы трубок соединяются с соответствующими фитингами на каждом конце. Возникающая дуга гасится во внутреннем покрытии трубки, и образующиеся при этом газы гасят дугу.

Предохранители

- Типы предохранителей

Определение и технические характеристики автомобильных предохранителей

Переходники для автомобильной промышленности представляют собой автоматические выключатели для защиты электрических устройств от неподходящих токовых нагрузок.Подача тока прерывается из-за плавления плавкой проволоки, в которой протекает ток.

Для плавких вставок действительны следующие международные правила и рекомендации в их действующей на данный момент версии:

  • DIN 72581
  • DIN 43560
  • ISO 8820
  • UL 275
  • SAE

(Кроме того, следует учитывать уровень технологии, подробности фактически действующих положений по реализации, принцип безопасности «люди, животные и материальные ценности должны быть защищены от опасностей», а также квалификацию установленных компонентов. учетная запись - самостоятельная ответственность производителя электрооборудования.)

Пояснения к выбору и рекомендации

Номинальное напряжение (U N ) плавкой вставки должно быть как минимум равным или выше рабочего напряжения устройства или сборочной единицы, которые должны быть защищены плавкой вставкой. Если рабочее напряжение очень низкое, возможно, следует учитывать естественное сопротивление плавкой вставки (падение напряжения).

Падение напряжения (U N ) измеряется в соответствии со стандартами, например. Также указаны DIN, ISO, JASO, частично максимальные значения, общие для Littelfuse.

Номинальный ток (I rat ) плавкой вставки должен приблизительно соответствовать рабочему току устройства или сборочной единицы, которая должна быть защищена (в соответствии с температурой окружающей среды и определением номинального тока, что означает допустимый продолжительный токи).

Более высокая температура окружающей среды (T umg ) означает дополнительную нагрузку на плавкие вставки. Необходимо проверить условия нагрева при максимальной температуре окружающей среды, в частности, при высоких номинальных токах предохранителей и сильном тепловом излучении находящихся поблизости компонентов.Для таких применений номинал предохранителя должен быть уменьшен в соответствии со следующей схемой, соответственно. таблица (см. коэффициент F T ):

Из-за различных характеристик номинального тока рекомендуемый длительный ток плавких вставок составляет макс. 80% их номинального тока (при температуре окружающей среды 23 ° C), см. Также допустимую нагрузку на предохранители (F) на отдельных страницах каталога.

Пределы времени до возникновения дуги указывают отношение времени плавления к току.(Они представлены в виде огибающей для всех упомянутых номинальных токов.)

Интеграл плавления (I 2 t) получается из квадрата тока плавления и соответствующего времени плавления. При избыточном токе со временем плавления <5 мс интеграл плавления остается постоянным. Данные в этом каталоге основаны на 6 или 10 x lrat. Интеграл плавления является показателем время-токовой характеристики и сообщает о длительности импульса плавкой вставки. Указанные интегралы плавления являются типичными величинами.

Отключающая способность (I B ) должна быть достаточной для любых условий эксплуатации и ошибок. Ток короткого замыкания (максимальный ток короткого замыкания), прерываемый плавкими вставками при номинальном напряжении в стандартных условиях, не должен превышать ток, соответствующий отключающей способности плавкой вставки.

Максимальная рассеиваемая мощность (P V ) определяется при нагрузке с номинальным током после достижения температурного равновесия. В процессе эксплуатации эти значения могут возникать в течение некоторого времени.

Указаны типичные значения, а также стандартные значения для предохранителей, соответствующих стандартам.

Выбор автомобильных предохранителей

Что касается безопасности изделия и срока службы / надежности плавких вставок, правильный выбор важен. Только при правильном выборе и использовании в соответствии с согласованием (что означает соответствие уровню технологии и действующим рекомендациям, а также указанным характеристикам, указанным в технических паспортах) с учетом принципа безопасности (то есть «люди» , животные и внутренние ценности должны быть защищены от опасности ») может ли определенная функция плавких вставок в качестве компонента защиты (номинальная точка прерывания) быть возможной.Здесь действует персональная ответственность производителей электрических устройств:

"Любое лицо, участвующее в производстве электрических систем или производстве электрического оборудования, включая тех, кто занимается эксплуатацией таких систем или оборудования, в соответствии с настоящим толкованием закона несет индивидуальную ответственность за каждый аспект соблюдения признанных правил. и процедуры электротехники ".

  1. Необходимое номинальное напряжение плавкой вставки определяется ее требуемым рабочим напряжением (с учетом падения напряжения на плавкой вставке).
  2. Номинальный ток плавкой вставки (I N Fuse ) устанавливается макс. эффективная токовая нагрузка (I , макс. ) с учетом температуры окружающей среды (фактор F T ) и различных определений номинального тока (определение «постоянного тока») (см. Faktor F I ). Действует следующее: I N Предохранитель 3 I Рабочий макс. x F I x F T
  3. t-значение (текущий-временной интеграл). 2 В случае импульсной нагрузки и для защиты полупроводников подходящий номинальный ток можно также определить с помощью I
  4. Вышеупомянутые два пункта помогут вам определить наиболее подходящий номинальный ток плавкой вставки и ее предельное время до возникновения дуги (при необходимости проверьте экспериментально).
  5. Необходимая отключающая способность плавкой вставки определяется макс. возможный ток короткого замыкания, который может произойти.
  6. В дополнение к вышеупомянутым пунктам, способ установки также важен для правильного выбора плавкой вставки (с учетом возможных разрешений).

Что касается особых условий любого конкретного применения (безопасность продукта), как правило, необходимо проверить плавкую вставку и / или тепловой выключатель или держатель в устройстве, которое должно быть защищено в нормальных условиях и в условиях неисправности!

Кривая изменения номинальной температуры
Снижение номинальных характеристик предохранителя
T мкм / ° C% Ф Т T мкм / ° C% Ф Т
-25 14 0,877 23 0 1 000
-20 13 0,885 30 -2 1 020
-15 12 0,893 35 -4 1 042
-10 11 0,901 40 -6 1 064
-5 10 0,909 45 -8 1,087
0 9 0,917 50 -10 1,111
5 8 0,926 55 -13 1,149
10 6 0,943 60 -16 1,190
15 4 0,962 65 -19 1,235
20 2 0,980 70 -22 1,282

Выбор предохранителя для электроники

Многие факторы, которые следует учитывать при выборе предохранителя для электронного оборудования, перечислены ниже.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, просмотрите наше Справочное руководство по технологии предохранителей или , свяжитесь с , представителем продукции Littelfuse в вашем регионе:

Факторы выбора

  1. Нормальный рабочий ток
  2. Напряжение приложения (переменного или постоянного тока)
  3. Температура окружающей среды
  4. Ток перегрузки и время, в течение которого предохранитель должен сработать
  5. Максимально доступный ток повреждения
  6. Импульсы, импульсные токи, пусковые токи, пусковые токи и переходные процессы в цепи
  7. Ограничения физического размера, такие как длина, диаметр или высота
  8. Требуются разрешения агентства, такие как UL, CSA, VDE, METI, MITI или Military
  9. Характеристики предохранителя (тип / форм-фактор монтажа, простота снятия, осевые выводы, визуальная индикация и т. Д.))
  10. Характеристики держателя предохранителя, если применимо, и соответствующее изменение номинальных характеристик (зажимы, монтажный блок, монтаж на панели, монтаж на печатной плате, экранирование R.F.I. и т. Д.)
  11. Тестирование и проверка приложений перед выпуском в производство
Упаковка предохранителей Littelfuse и системы нумерации деталей

Определения и термины

Температура окружающей среды:

Относится к температуре воздуха, окружающего предохранитель, и не следует путать с «комнатной температурой».Температура окружающей среды предохранителя во многих случаях значительно выше, поскольку он заключен (как в держателе предохранителя на панели) или установлен рядом с другими тепловыделяющими компонентами, такими как резисторы, трансформаторы и т. Д.

Отключающая способность:

Также известный как номинальный ток отключения или номинальный ток короткого замыкания, это максимальный разрешенный ток, который предохранитель может безопасно отключить при номинальном напряжении. Пожалуйста, обратитесь к определению рейтинга прерывания в этом разделе для получения дополнительной информации.

Текущий рейтинг:

Номинальная сила тока предохранителя.Он устанавливается производителем как значение тока, который может выдерживать предохранитель, на основе контролируемого набора условий испытаний (см. ПРАВИЛА).

Каталожные номера предохранителей

включают обозначение серии и номинальную силу тока. Обратитесь к разделу РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ, чтобы узнать, как сделать правильный выбор.

Изменение рейтинга:

При температуре окружающей среды 25 ° C рекомендуется, чтобы предохранители работали при не более 75% номинального тока, установленного в контролируемых условиях испытаний.Эти условия испытаний являются частью стандарта UL / CSA / ANCE (Мексика) 248-14 «Предохранители для дополнительной защиты от перегрузки по току», основной целью которого является определение общих стандартов испытаний, необходимых для непрерывного контроля изготовленных изделий, предназначенных для защиты от огня и т. Д. Некоторые распространенные варианты этих стандартов включают: полностью закрытые держатели предохранителей, высокое контактное сопротивление, движение воздуха, переходные выбросы и изменение размера соединительного кабеля (диаметра и длины). Предохранители - это, по сути, устройства, чувствительные к температуре.Даже небольшие отклонения от контролируемых условий испытаний могут сильно повлиять на прогнозируемый срок службы предохранителя, когда он нагружен до номинального значения, обычно выражаемого как 100% от номинального значения.

Инженер-проектировщик цепей должен четко понимать, что цель этих контролируемых условий испытаний состоит в том, чтобы позволить производителям предохранителей поддерживать единые стандарты производительности для своей продукции, и он должен учитывать изменяющиеся условия своего применения. Чтобы компенсировать эти переменные, инженер-проектировщик схем, который разрабатывает безотказную и долговечную защиту своего оборудования предохранителями, обычно нагружает свой предохранитель не более чем на 75% номинального значения, указанного производителем, имея в виду эту перегрузку и Должна быть предусмотрена соответствующая защита от короткого замыкания.

Обсуждаемые предохранители являются термочувствительными устройствами, номинальные характеристики которых были установлены при температуре окружающей среды 25 ° C. Температура предохранителя, создаваемая током, протекающим через предохранитель, увеличивается или уменьшается с изменением температуры окружающей среды.

График температуры окружающей среды в разделе РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ показывает влияние температуры окружающей среды на номинальный ток предохранителя. В большинстве традиционных конструкций предохранителей Slo-Blo® используются материалы с более низкой температурой плавления, поэтому они более чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.

Размеры:

Если не указано иное, размеры указаны в дюймах.

Предохранители в этом каталоге имеют размеры от прибл. Размер микросхемы 0402 (0,041 дюйма x 0,020 дюйма x 0,012 дюйма) до 5 AG, также широко известный как предохранитель «MIDGET» (диаметр 13/32 дюйма x длина 11/2 дюйма). По мере того, как на протяжении многих лет разрабатывались новые продукты, размеры предохранителей менялись, чтобы удовлетворить различные потребности в защите электрических цепей.

Первые предохранители были простыми устройствами с разомкнутым проводом, за которыми в 1890-х годах Эдисон вложил тонкий провод в цоколь лампы, чтобы сделать первый предохранитель вилки.К 1904 году Underwriters Laboratories установила спецификации размера и рейтинга, чтобы соответствовать стандартам безопасности. Предохранители возобновляемого типа и автомобильные предохранители появились в 1914 году, а в 1927 году Littelfuse начал производить предохранители с очень низким током для зарождающейся электронной промышленности.

Размеры предохранителей в следующей таблице начались с первых предохранителей «Автомобильное стекло», отсюда и термин «AG». Цифры применялись в хронологическом порядке по мере того, как разные производители начали изготавливать новый размер: например, «3AG» был третьим размером, размещенным на рынке.Другие размеры и конструкция предохранителей, не являющихся стеклянными, определялись функциональными требованиями, но они по-прежнему сохраняли длину или диаметр стеклянных предохранителей. Их обозначение было изменено на AB вместо AG, что указывает на то, что внешняя трубка была изготовлена ​​из бакелита, волокна, керамики или аналогичного материала, отличного от стекла. Предохранитель самого большого размера, показанный в таблице, - это 5AG, или «MIDGET», название, взятое из его использования в электротехнической промышленности и в соответствии с национальным электрическим кодексом, который обычно распознает предохранители 9/16 "x 2" как наименьший стандартный предохранитель. в использовании.

Промышленные предохранители и принцип их работы

Полная информация по выбору предохранителей приведена в каталоге Littelfuse POWR-GARD .

Важной частью разработки качественной защиты от сверхтоков является понимание потребностей системы и основ устройств защиты от сверхтоков. В этом разделе обсуждаются эти темы с особым вниманием к применению предохранителей. Если у вас есть дополнительные вопросы, позвоните в нашу группу технической поддержки и инженерного обслуживания по телефону 1-800-TEC-FUSE (1-800-832-3873).

Почему максимальная токовая защита?

Все электрические системы в конечном итоге испытывают перегрузки по току. Если не устранить вовремя, даже умеренные сверхтоки приводят к быстрому перегреву компонентов системы, повреждению изоляции, проводов и оборудования. Сильные сверхтоки могут расплавить проводники и испарить изоляцию. Очень высокие токи создают магнитные силы, которые изгибают и скручивают шины. Эти высокие токи могут выдергивать кабели из клемм и раскалывать изоляторы и прокладки.

Слишком часто неконтролируемые сверхтоки сопровождают пожары, взрывы, ядовитые пары и паника.Это не только повреждает электрические системы и оборудование, но и может привести к травмам или смерти персонала, находящегося поблизости.

Чтобы снизить эти опасности, Национальный электротехнический кодекс (NEC®), правила OSHA и другие применимые стандарты проектирования и установки требуют защиты от перегрузки по току, которая отключит перегруженное или неисправное оборудование.

Отраслевые и правительственные организации разработали стандарты производительности для устройств максимального тока и процедуры тестирования, которые демонстрируют соответствие стандартам и NEC.К этим организациям относятся: Американский национальный институт стандартов (ANSI), Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) и Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), все из которых работают совместно с национально признанными испытательными лабораториями (NRTL), такими как Underwriters Laboratories ( UL).

Электрические системы должны соответствовать применимым требованиям кодов, включая требования к защите от сверхтоков, прежде чем электроэнергетические компании получат разрешение на подачу электроэнергии на объект.

Что такое качественная защита от сверхтоков?

Система с качественной максимальной токовой защитой имеет следующие характеристики:

  • Отвечает всем законодательным требованиям, таким как NEC, OSHA, местные нормы и т. Д.
  • Обеспечивает максимальную безопасность персонала, при необходимости превышая минимальные требования кодекса.
  • Сводит к минимуму повреждение имущества, оборудования и электрических систем из-за перегрузки по току.
  • Обеспечивает скоординированную защиту. Открывается только защитное устройство непосредственно на линии перегрузки по току, чтобы защитить систему и свести к минимуму ненужные простои.
  • Экономически эффективен, обеспечивая при этом резервную мощность прерывания для будущего роста.
  • Состоит из оборудования и компонентов, не подверженных устареванию и требующих минимального технического обслуживания, которое может выполнять штатный обслуживающий персонал с использованием легко доступных инструментов и оборудования.

Типы и последствия перегрузки по току

Перегрузка по току - это любой ток, превышающий номинальный ток проводов, оборудования или устройств в условиях использования.Термин «перегрузка по току» включает как перегрузки, так и короткие замыкания.

Перегрузки

Перегрузка - это перегрузка по току, ограниченная нормальными путями тока, в которых нет пробоя изоляции.

Продолжительные перегрузки обычно вызваны установкой чрезмерного оборудования, такого как дополнительные осветительные приборы или слишком большого количества двигателей. Продолжительные перегрузки также вызваны перегрузкой механического оборудования и поломкой оборудования, например, неисправными подшипниками. Если не отключить в установленные сроки, длительные перегрузки могут привести к перегреву компонентов цепи, вызывая термическое повреждение изоляции и других компонентов системы.

Устройства защиты от перегрузки по току должны отключать цепи и оборудование, испытывающие постоянные или продолжительные перегрузки, прежде чем произойдет перегрев. Даже умеренный перегрев изоляции может серьезно сократить срок службы компонентов и / или оборудования. Например, двигатели, перегруженные всего на 15%, могут иметь менее 50% нормального срока службы изоляции.

Часто случаются временные перегрузки. Общие причины включают временные перегрузки оборудования, такие как слишком глубокий разрез станка, или просто запуск индуктивной нагрузки, такой как двигатель.Поскольку временные перегрузки по определению безвредны, устройства защиты от сверхтоков не должны размыкать или размыкать цепь.

Важно понимать, что выбранные предохранители должны иметь достаточную выдержку времени для запуска двигателей и уменьшения временных перегрузок. Однако, если перегрузка по току продолжится, предохранители должны сработать до того, как компоненты системы будут повреждены. Предохранители с выдержкой времени Littelfuse POWR-PRO® и POWR-GARD® разработаны для удовлетворения таких требований защиты. Как правило, предохранители с выдержкой времени удерживают 500% номинального тока в течение минимум десяти секунд, но все же быстро срабатывают при более высоких значениях тока.

Несмотря на то, что утвержденные государством высокоэффективные двигатели и двигатели NEMA Design E имеют гораздо более высокие токи заторможенного ротора, предохранители POWR-PRO® с выдержкой времени, такие как серии FLSR_ID, LLSRK_ID или IDSR, имеют достаточную выдержку времени для запуска двигателей. когда предохранители правильно выбраны в соответствии с NEC®.

Короткие замыкания

Короткое замыкание - это перегрузка по току, выходящая за пределы нормального пути. Типы коротких замыканий обычно делятся на три категории: замыкания на болтах, дуговые замыкания и замыкания на землю.Каждый тип короткого замыкания описан в разделе "Термины и определения".

Короткое замыкание вызвано пробоем изоляции или неправильным подключением. Во время нормальной работы схемы подключенная нагрузка определяет ток. Когда происходит короткое замыкание, ток идет в обход нормальной нагрузки и проходит «более короткий путь», отсюда и термин «короткое замыкание». Поскольку полное сопротивление нагрузки отсутствует, единственным фактором, ограничивающим ток, является полное сопротивление распределительной системы от генераторов электросети до точки повреждения.

Типичная электрическая система может иметь нормальное сопротивление нагрузки 10 Ом. Но в однофазной ситуации та же самая система может иметь сопротивление нагрузки 0,005 Ом или меньше. Чтобы сравнить два сценария, лучше всего применить закон Ома (I = E / R для систем переменного тока). Однофазная цепь на 480 В с сопротивлением нагрузки 10 Ом потребляет 48 ампер (480/10 = 48). Если та же цепь имеет полное сопротивление системы 0,005 Ом при коротком замыкании нагрузки, доступный ток короткого замыкания значительно увеличится до 96000 ампер (480/0.005 = 96 000).

Как уже говорилось, короткое замыкание - это ток, протекающий за пределами своего нормального пути. Независимо от величины перегрузки по току, чрезмерный ток должен быть быстро удален. Если не устранить сразу же, большие токи, связанные с короткими замыканиями, могут иметь три глубоких воздействия на электрическую систему: нагрев, магнитное напряжение и искрение.

Нагревание происходит в каждой части электрической системы, когда через систему проходит ток. Когда токи перегрузки достаточно велики, нагрев происходит практически мгновенно.Энергия таких сверхтоков измеряется в квадратах ампер-секунд (I2t). Максимальный ток в 10 000 ампер, который длится 0,01 секунды, имеет I2t, равный 1 000 000 A2s. Если бы ток можно было уменьшить с 10 000 ампер до 1 000 ампер за тот же период времени, соответствующий I2t уменьшился бы до 10 000 А2, или всего лишь одного процента от первоначального значения.

Если ток в проводнике увеличивается в 10 раз, I2t увеличивается в 100 раз. Ток всего 7500 ампер может расплавить медный провод # 8 AWG в 0.1 секунда. За восемь миллисекунд (0,008 секунды или половину цикла) ток в 6500 ампер может поднять температуру медного провода с термопластичной изоляцией № 12 AWG THHN с рабочей температуры 75 ° C до максимальной температуры короткого замыкания 150 ° C. . Любые токи, превышающие указанное значение, могут немедленно испарить органическую изоляцию. Дуги в месте повреждения или от механических переключателей, таких как автоматические переключатели или выключатели, могут воспламенить пары, вызывая сильные взрывы и электрические вспышки.

Магнитное напряжение (или сила) является функцией квадрата пикового тока. Токи короткого замыкания в 100 000 ампер могут создавать силы, превышающие 7 000 фунтов на фут шины. Напряжения такой величины могут повредить изоляцию, оторвать проводники от клемм и перегрузить клеммы оборудования, что приведет к значительным повреждениям.

Дуга в месте повреждения плавит и испаряет все проводники и компоненты, участвующие в повреждении. Дуги часто прожигают кабельные каналы и кожухи оборудования, осыпая зону расплавленным металлом, что быстро приводит к возгоранию и / или травмам персонала в этой зоне.Дополнительные короткие замыкания часто возникают, когда испаренный материал осаждается на изоляторах и других поверхностях. Продолжительное искрение приводит к испарению органической изоляции, и пары могут взорваться или загореться.

Будь то нагрев, магнитное напряжение и / или искрение, потенциальное повреждение электрических систем может быть значительным в результате короткого замыкания.

II. Рекомендации по выбору

Рекомендации по выбору предохранителей (600 В и ниже)

Поскольку максимальная токовая защита имеет решающее значение для надежной работы и безопасности электрической системы, необходимо тщательно продумать выбор и применение устройства максимального тока.При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие параметры или соображения:

  • Текущий рейтинг
  • Номинальное напряжение
  • Рейтинг прерывания
  • Тип защиты и характеристики предохранителя
  • Ограничение тока
  • Физический размер
  • Индикация

Общие рекомендации по промышленным предохранителям

Исходя из приведенных выше соображений по выбору, рекомендуется следующее:

Предохранители с номинальной силой тока от 1/10 до 600 ампер

  • Когда доступные токи короткого замыкания составляют менее 100000 ампер и когда оборудование не требует более токоограничивающих характеристик предохранителей UL класса RK1, токоограничивающие предохранители серий FLNR и FLSR_ID класса RK5 обеспечивают превосходную выдержку времени и характеристики переключения при более низком уровне. по стоимости чем предохранители РК1.Если доступные токи короткого замыкания превышают 100 000 ампер, оборудованию могут потребоваться дополнительные возможности ограничения тока предохранителей класса RK1 серий LLNRK, LLSRK и LLSRK_ID.
  • Быстродействующие предохранители класса T серий JLLN и JLLS обладают функциями экономии места, что делает их особенно подходящими для защиты автоматических выключателей в литом корпусе, измерительных блоков и аналогичных устройств с ограниченным пространством.
  • Предохранители класса J серий JTD_ID и JTD с выдержкой времени используются в OEM-центрах управления двигателями, а также в других двигателях и трансформаторах, требующих компактной защиты IEC типа 2.
  • Предохранители серий
  • Class CC и Class CD используются в цепях управления и панелях управления, где пространство ограничено. Предохранители серии Littelfuse POWR-PRO CCMR лучше всего подходят для защиты небольших двигателей, в то время как предохранители серии Littelfuse KLDR обеспечивают оптимальную защиту силовых трансформаторов управления и аналогичных устройств.

По вопросам применения продукта звоните в нашу группу технической поддержки по телефону 800-TEC-FUSE.

Предохранители с номинальной силой тока от 601 до 6000 ампер

Для превосходной защиты большинства цепей общего назначения и цепей двигателей рекомендуется использовать предохранители класса L серии POWR-PRO® KLPC.Предохранители класса L - единственная серия предохранителей с выдержкой времени, доступная для этих более высоких номиналов тока.

Информацию по всем сериям предохранителей Littelfuse, упомянутых выше, можно найти в таблицах классов и применений предохранителей UL / CSA в Техническом руководстве по применению в конце каталога продукции POWR-GARD.

Контрольный список защиты промышленных цепей

Чтобы выбрать подходящее устройство защиты от сверхтоков для электрической системы, проектировщики цепей и систем должны задать себе следующие вопросы перед проектированием системы:

  • Какой ожидаемый нормальный или средний ток?
  • Каков максимальный ожидаемый непрерывный ток (три часа или более)?
  • Какие броски или временные импульсные токи могут ожидаться?
  • Способны ли устройства защиты от перегрузки по току различать ожидаемые пусковые и импульсные токи и открываться при длительных перегрузках и неисправностях?
  • Какие экологические крайности возможны? Необходимо учитывать пыль, влажность, экстремальные температуры и другие факторы.
  • Какой максимально допустимый ток короткого замыкания может отключать защитное устройство?
  • Соответствует ли устройство защиты от перегрузки по току напряжению системы?
  • Обеспечит ли устройство защиты от сверхтоков наиболее безопасную и надежную защиту для конкретного оборудования?
  • Может ли устройство защиты от сверхтоков в условиях короткого замыкания сводить к минимуму возможность возгорания или взрыва?
  • Отвечает ли устройство защиты от сверхтоков всем применимым стандартам безопасности и требованиям к установке?

Ответы на эти вопросы и другие критерии помогут определить тип устройства максимальной токовой защиты, которое следует использовать для обеспечения оптимальной безопасности, надежности и производительности.

Предохранители и типы предохранителей

Что такое предохранитель?

Предохранитель или электрический предохранитель - это электрическое / электронное устройство, которое защищает цепь от различных электрических неисправностей, таких как перегрузка по току и перегрузка. Предохранители можно рассматривать как жертвенный элемент в цепи, поскольку они действуют как слабое звено во всей цепи.

Это связано с тем, что предохранитель скрежещет и надежно размыкает цепь, когда в цепи присутствует чрезмерный ток, или цепь находится под перегрузкой, и если есть какое-либо короткое замыкание.

Принцип работы предохранителя основан на нагревании электрическим током. Простой предохранитель состоит из небольшого токопроводящего материала с низким сопротивлением и включен последовательно с цепью.

Площадь поперечного сечения этого проводящего материала спроектирована таким образом, чтобы пропускать определенный ток, который может протекать в цепи.

Когда ток в цепи превышает это допустимое значение (что может быть вызвано перегрузкой, коротким замыканием или несоответствием нагрузки), этот чрезмерный ток расплавит проводящий элемент в предохранителе и разомкнет цепь.

Это отключит питание и, таким образом, остальная цепь будет защищена от повреждения. На следующем изображении показана блок-схема подключения предохранителя в цепи.

Предохранители - это очень простые и дешевые устройства, которые уже более ста лет используются в качестве защитного средства. Для электрических чертежей и схем мы можем использовать три обозначения предохранителей. На следующем изображении показаны символы предохранителей и их стандарты.

Характеристики предохранителя

На рынке доступны различные типы предохранителей для различных применений, таких как жилое, промышленное, автомобильное и т. Д.Все предохранители часто характеризуются следующими характеристиками.

  • Номинальный ток или ампер
  • Время плавления
  • Номинальное напряжение и
  • Номинальное значение отключения или отключающая способность
  • I 2 T Значение предохранителя
  • Упаковка
  • Температура

Первые два, т. Е. Номинальный ток и Время плавления предохранителя обычно связано с тепловыми характеристиками предохранителя, тогда как напряжение и номинальное значение отключения классифицируются в разделе "Отключающие характеристики предохранителя".

По мере увеличения силы тока в цепи время плавления проводящего элемента в предохранителе уменьшается. Это связано с тем, что по мере увеличения тока рассеиваемая мощность (определяемая I2R) будет увеличиваться, а температура элемента быстро увеличивается.

Если в цепях присутствуют индуктивные составляющие, то плавления токопроводящего элемента в предохранителе недостаточно для прерывания тока. Даже если элемент в предохранителе плавится, существует вероятность возникновения дуги в предохранителе до полного отключения тока.

В течение этого периода предохранитель должен выдерживать переходные напряжения и, следовательно, любому предохранителю должно быть предоставлено время отключения.

До сих пор мы говорили только о номинальном токе предохранителя, но не приводили номинальное напряжение. Все предохранители рассчитаны на максимальное напряжение, при котором они могут работать.

Номинальный ток или текущая емкость предохранителя

Номинальный ток или текущая емкость предохранителя определяет максимальную величину тока, которую предохранитель может выдерживать без перегорания или плавления.Обычно это указывается в амперах, то есть 2A, 4A, 600A и т. Д.

Номинальное напряжение предохранителя

Наряду с номинальным током также указывается предохранитель с максимальным напряжением, с которым он может поставляться. Основываясь на номинальном напряжении, предохранители снова классифицируются на предохранители низкого напряжения (LV) и предохранители высокого напряжения (HV) (и даже миниатюрные предохранители).

I
2 T (Ампер в квадрате секунды)

I 2 Значение T предохранителя измеряет тепловую энергию в предохранителе. Эта тепловая энергия возникает из-за протекания тока, а также дуги, возникающей при перегорании предохранителя.

Отключающая способность предохранителя

Отключающая способность предохранителя также известна как номинальная отключающая способность или номинальная мощность короткого замыкания. Отключающая способность определяет максимальный безопасный ток, который предохранитель может отключить при напряжении ниже максимального номинального напряжения.

Классификация предохранителей

Несмотря на то, что работа предохранителя кажется простой, существуют разные методы классификации различных типов предохранителей. Основная классификация - это удобство использования, то есть одноразовые предохранители и восстанавливаемые предохранители.

Одноразовые предохранители, перегоревшие из-за перегрузки по току в цепи, необходимо заменять вручную. Эти типы предохранителей часто используются в электрических и электронных системах в домах, на промышленных предприятиях, в потребительских товарах и т. Д.

Восстанавливаемые предохранители, с другой стороны, автоматически сбрасываются после возникновения неисправности путем изменения их сопротивления.

Другая классификация основана на токоограничивающих и нетокоограничивающих предохранителях. Токоограничивающие предохранители на короткое время создают в цепи высокое сопротивление.В предохранителях без ограничения тока, как только протекает избыточный ток, газы в предохранителе создают дугу, которая прерывает ток.

Типы предохранителей

Существует множество типов предохранителей для различных применений. Основная категория предохранителей зависит от типа цепи, в которой они используются, то есть предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. Опять же, предохранители переменного тока делятся на предохранители высокого напряжения (HV) и предохранители низкого напряжения (LV).

Высоковольтные предохранители переменного тока используются для напряжений выше 1000 В, а низковольтные предохранители переменного тока используются для напряжений менее 1000 В.Предохранители низкого напряжения (НН) снова подразделяются на: картриджные предохранители (полностью закрытого типа), заменяемые предохранители (полузамкнутого типа), переключающие предохранители, выпадающие предохранители и ударные предохранители.

Высоковольтные предохранители (HV) подразделяются на предохранители картриджного типа HRC (с высокой разрывной способностью), плавкие предохранители жидкостного типа и предохранители вытесняющего типа.

На следующем изображении показана диаграмма предохранителей, разделенных на переменный и постоянный ток.

Теперь мы рассмотрим различные типы предохранителей в целом, независимо от приведенной выше классификации.

Предохранители постоянного тока

Основное различие между предохранителями постоянного тока и предохранителями переменного тока заключается в размере предохранителя. В цепи постоянного тока, когда ток превышает предел, металлический провод в предохранителе плавится и отключает остальную часть цепи от источника питания.

Поскольку постоянный ток имеет постоянное значение и всегда превышает 0 В, существует вероятность возникновения электрической дуги между расплавленными проводами, которую будет трудно избежать и отключить. Следовательно, обычно электроды предохранителей постоянного тока размещаются на большем расстоянии по сравнению с предохранителями переменного тока.

Это минимизирует вероятность возникновения дуги, а поскольку расстояние между электродами увеличивается, размер предохранителей постоянного тока сравнительно велик.

Предохранители переменного тока

Мы знаем, что переменный ток (и напряжение) колеблется со скоростью 50 или 60 раз в секунду, и при этом амплитуда сигнала изменяется от минимума до максимума. В одной точке этих колебаний напряжение переменного тока достигает 0 В, и, следовательно, дуга между расплавленными электродами может быть легко погашена.

В результате размер предохранителей переменного тока может быть намного меньше по сравнению с размером предохранителей постоянного тока.

Сменные предохранители

Сменные предохранители или предохранители типа Kit - Kat представляют собой предохранители низкого напряжения (НН). Чаще всего они используются в домашней электропроводке, на небольших предприятиях и в других устройствах с малым током.

Встраиваемые предохранители состоят из двух основных частей: основания предохранителя, которое содержит входной и выходной клеммы, и держателя предохранителя, в котором находится элемент предохранителя. Основание предохранителя обычно состоит из фарфора, а элемент предохранителя - из луженой меди, алюминия, свинца и т. Д.

Держатель предохранителя может быть легко вставлен или извлечен из основания предохранителя без риска поражения электрическим током.Когда предохранитель перегорел из-за перегрузки по току, мы можем легко удалить держатель предохранителя и заменить провод предохранителя. Это главное преимущество заменяемых предохранителей.

Предохранители патронного типа или предохранители полностью закрытого типа

Как видно из названия, патронные или полностью закрытые предохранители имеют полностью закрытую конструкцию с плавкими вставками, заключенными в контейнер. Такая конструкция и конструкция помогут сохранить дугу в контейнере в случае перегорания предохранителя.

Предохранители

картриджного типа - это очень важная категория предохранителей, которые используются практически во всех типах приложений, таких как низковольтные (LV), высоковольтные (HV) и миниатюрные предохранители.

Предохранители

патронного типа снова делятся на предохранители патронного типа D и патронные предохранители соединительного типа.

D - Патронный предохранитель типа

Этот тип предохранителей состоит из патрона, основания предохранителя, крышки и переходного кольца. Патрон с плавким элементом в нем снабжен крышкой предохранителя и вставляется в основание предохранителя через переходное кольцо, и соединение завершается только тогда, когда кончик патрона касается проводника.

Предохранители типа D не являются взаимозаменяемыми, и их преимущество заключается в высокой надежности.

Патронный предохранитель с перемычкой или предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC)

Высоконадежный предохранитель или HRC-предохранители представляют собой тип картриджных предохранителей. В предохранителях HRC ток протекает через плавкий элемент при нормальных условиях.

В случае неисправности сильный ток из-за короткого замыкания (или любой другой неисправности) может проходить через предохранитель в течение короткого, но известного периода времени. Если за это время неисправность будет устранена, предохранитель не перегорит или плавкий элемент не расплавится.

Если неисправность продолжается даже через некоторое время, т. Е. Ток короткого замыкания в течение более длительного времени, чем разрешено, предохранитель сгорает из-за плавления плавкого элемента.

Поскольку предохранители HRC предназначены для разрыва сильноточного тока, необходимо использовать специальный метод для управления дугой, возникающей в случае перегорания предохранителя. Обычно корпус предохранителя состоит из фарфора или керамики, а камера плавкого элемента заполнена кварцевым песком.

Существует два типа предохранителей HRC: лезвийного типа и с болтовым креплением.Предохранители ножевого типа также известны как вставные предохранители.

Корпус предохранителя лезвийного типа обычно изготавливается из пластика, а две токопроводящие пластины лезвия прикрепляются к элементу предохранителя. Предохранители лезвийного типа обычно используются в автомобилях.

Высоковольтные предохранители

Высоковольтные предохранители обычно используются в энергосистемах и обычно рассчитаны на напряжения от 1500 В до 138000 В. Высоковольтные предохранители используются для защиты трансформаторов, будь то трансформаторы малой мощности или измерительные трансформаторы, где автоматические выключатели не могут гарантировать защиту.

Плавкий элемент в высоковольтных предохранителях состоит из серебра или меди (иногда даже используется олово) для обеспечения надежной и стабильной работы. В высоковольтных предохранителях выталкивающего типа камера плавкой вставки заполнена борной кислотой.

Восстанавливаемые предохранители

Восстанавливаемые предохранители также называются самовосстанавливающимися предохранителями. Их можно использовать даже после короткого замыкания (даже после нескольких неисправностей) без каких-либо проблем с заменой.

Плавкий элемент в самовосстанавливаемых предохранителях представляет собой термопластический термистор проводящего типа с полимерным положительным температурным коэффициентом (PPTC).

Если есть какая-либо неисправность в цепи, ток увеличивается, и в результате повышается общая температура предохранителя. Поскольку он имеет положительный температурный коэффициент, сопротивление плавкого элемента увеличивается с повышением температуры (что вызвано коротким замыканием).

Это ограничит ток в остальной части цепи, и если неисправность будет устранена через некоторое время, температура упадет и предохранитель будет сброшен, чтобы обеспечить нормальную работу цепи.

Восстанавливаемые предохранители часто используются в приложениях, где замена предохранителей затруднена, например, в военных или аэрокосмических приложениях.

Тепловые предохранители

Тепловые предохранители являются одноразовыми предохранителями и в основном являются предохранителями, чувствительными к температуре. Термоплавкие предохранители также называются термическими перемычками или термическими предохранителями (TCO). Элемент плавкого предохранителя изготовлен из термочувствительного сплава.

Плавкий элемент в тепловом предохранителе удерживает механический пружинный контакт, который обычно замкнут.Когда температура в плавком элементе увеличивается (из-за перегрузки по току или окружающих условий), сплав плавкого элемента плавится и освобождает пружинный механизм. Это откроет цепь и предотвратит возгорание устройства.

Термопредохранители доступны в компактных размерах по очень низкой цене, что позволяет использовать их в термочувствительных устройствах, таких как фены, водонагреватели, кофеварки и т. Д.

Предохранители поверхностного монтажа или микросхемы

Предохранители поверхностного монтажа или предохранители SMD часто используются используется в приложениях питания постоянного тока, таких как сотовые телефоны, жесткие диски, камеры, DVD-плееры и т. д.где пространство - это ограничение. Существуют различные типы предохранителей для микросхем или поверхностного монтажа, например

  • Быстродействующие предохранители для микросхем
  • Очень быстрые предохранители для микросхем
  • Медленные плавкие предохранители для микросхем
  • Импульсные предохранители для микросхем
  • Сильноточные предохранители для микросхем
  • Предохранители для телекоммуникационных сетей
Автомобильные предохранители

Предохранители играют важную роль в электрическом соединении автомобиля. Перегрузка или короткое замыкание в автомобиле или велосипеде (или любом автомобиле в этом отношении) может вызвать катастрофические повреждения как транспортного средства, так и человека.

Предохранители типа лезвия являются наиболее часто используемыми предохранителями в автомобилях, в то время как другие предохранители, такие как стеклянная трубка (или предохранитель Bosch), ограничители предохранителей и т. Д., Также используются.

Номинальное напряжение автомобильных предохранителей будет ниже по сравнению с другими предохранителями. Типичные значения напряжения: 12 В, 32 В и 42 В.

Применение предохранителей

Электрические или электронные предохранители являются одним из основных компонентов почти всех электрических или электронных схем, систем и приложений. Некоторые из широко известных применений предохранителей упомянуты ниже.

  • Силовые трансформаторы
  • Электропроводка в доме
  • Вся электрическая техника (кондиционеры, стиральные машины, телевизоры, музыкальные системы и т. Д.)
  • Пускатели двигателей
  • Мобильные телефоны
  • Ноутбуки
  • Адаптеры питания
  • Камеры
  • Принтеры, сканеры и копировальные аппараты
  • Все автомобили (автомобили, мотоциклы, грузовики, автобусы и т. Д.)
  • Все электронные устройства (жесткие диски, записывающие устройства DVD, DVD-плееры и т. Д.)
  • Игровые приставки

Типы предохранителей | Предохранители Optifuse

Circuit Specialists представляет различные типы предохранителей из нашей преобладающей линейки предохранителей Optifuse. Большинство предохранителей либо есть на складе, либо доступны для отправки в течение 1-2 дней.Если вы объедините недорогие предохранители и аксессуары для предохранителей, продаваемые здесь, с нашими вариантами недорогой доставки, вы увидите, что мы предлагаем самые дешевые предохранители в отрасли. Большинство предлагаемых нами предохранителей имеют возможность отображать информацию о перекрестных ссылках от других основных производителей предохранителей, таких как Littelfuse и Bussman. Эта технология позволяет легко гарантировать, что вы получаете те же детали, которые подходят для более крупных розничных продавцов, доступных от Circuit, по более выгодной цене. Ниже мы разберем некоторые из основных типов предохранителей, которые мы сейчас предлагаем.

Автомобильные предохранители Автомобильные предохранители

Самыми популярными типами предохранителей, которые мы предлагаем для автомобильной промышленности, являются автомобильные и автомобильные предохранители. Эти предохранители необходимы и обеспечивают надлежащую разводку цепей и электрическую защиту. Предлагаемый выше предохранитель с лезвием является частью ОБЫЧНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ APR-K-160 - КОМПЛЕКТЫ НА 32 В ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Стеклянные и керамические предохранители

Стеклянные, керамические и микропредохранители

Рекомендуемый товар: FSA-K-1601

Электронные предохранители

можно разделить на стеклянные и керамические.Существует много типов предохранителей, но только стеклянные и керамические предохранители могут обеспечивать быстродействие и выдержку времени в различных размерах. Эти предохранители используются в электронных устройствах в качестве защиты от перегрузки по току.

Держатели предохранителей и аксессуары

Ко многим типам предохранителей прилагается множество принадлежностей. Эти зажимы и держатели предохранителей могут помочь сэкономить место, добавить дополнительную защиту или обеспечить плотное закрытие между зажимом и самим предохранителем.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели используются для автоматического переключения и управления электрическими токами.Большинство людей знакомы с автоматическими выключателями, поскольку они обычно используются в жилых помещениях. Автоматические выключатели - жизненно важная часть процесса электропроводки. Автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузки по току и могут помочь предотвратить электрические возгорания при коротком замыкании устройства. Работая с автоматическими выключателями, разумно рассмотреть различные варианты безопасности, такие как крышка коробки выключателя.

Блок предохранителей

Блоки предохранителей по сути являются защищенными и объединенными блоками предохранителей.Эти блоки имеют дополнительный уровень безопасности и защиты. Блоки предохранителей обычно используются в автомобильных приложениях с несколькими цепями.

Промышленные предохранители

Промышленные предохранители

используются для защиты двигателей и параллельных цепей, где требуются более высокие значения силы тока или напряжения. Нормы электромонтажа обычно определяют максимальный номинальный ток предохранителя для конкретных цепей (в вольтах).

Комплекты

TSA-K-160 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ (3AG) СТЕКЛЯННЫЙ КОРПУС КОМПЛЕКТ ЗАДЕРЖКИ

В дополнение к обширному выбору предохранителей имеются предварительно собранные комплекты.Эти сервисные комплекты заполнены наиболее распространенными типами предохранителей для наиболее распространенных применений. Большинство из них включает организованный ящик, чтобы гарантировать, что необходимые предохранители всегда будут под рукой.

Как работают предохранители

Предохранители служат в качестве защитного средства для электрических цепей. Пропускание высоких электрических токов через провод, не рассчитанный на такой высокий ток, может привести к нагреву, плавлению или возгоранию. Предохранители помогают поддерживать нормальный электрический ток, который ниже номинального уровня предохранителя.Это расплавление может вызвать разрыв цепи и остановить поток в цепи. Предохранители были важным элементом защитного оборудования в электропроводке с первых дней появления электричества. Предохранитель - это, по сути, средство использования или управления электрическим током в электрической проводке.

Подробнее об Optifuse, мировом производителе предохранителей и принадлежностей для предохранителей.
Найдите весь ассортимент предохранителей и других продуктов для защиты цепей, предлагаемый специалистами по цепям.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *