Что такое плавкие предохранители и для чего они необходимы?
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.
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.
Рабочим элементом вставки является проводник из меди или сплава металлов. Благодаря этому плавкому элементу происходят отключения цепи в критических ситуациях.
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.
- 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.
94. Основы работы плавких предохранителей | Электротехника
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:
Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.
Описание «Экспериментальная задача «Предохранитель»
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Слайд 2. Короткая проволока может служить электрическим предохранителем. Определите, как различные параметры влияют на время, необходимое для «перегорания» такого предохранителя.
Слайд 3. Цель: исследование процесса «перегорания» короткой проволоки, параметров, влияющих на временные и температурные характеристики.
Теоретически определить, какие параметры и характеристики влияют на процесс перегорания.
Измерить зависимости времени перегорания от различных параметров.
Предохранитель – электротехническое устройство, которое защищает электрическую цепь от протекания экстратоков (больших токов). При протекании тока больше номинала, предохранитель должен размыкать электрическую цепь.
Ток срабатывания обычно находится в пределах от 0,25 до 500 А. Предохранители с малым током срабатывания применяются в электронных схемах. Предохранители со средним током срабатывания (от 1 до 100А) широко применяются в автомобилях. В современном авто их несколько десятков. Предохранители больших номиналов применяются в энергосистемах.
От времени срабатывания зависит, насколько быстро произойдет обесточивание участка цепи, где произошла ошибка. Чем оно меньше, тем меньше вероятность возгорания и других отказов по цепи. Находится в пределах от нескольких микросекунд до нескольких секунд.
Один из типов предохранителя – плавкий, его часто именуют «плавкая вставка» (есть еще биметаллический, электромагнитный и др.). Его принцип действия основан на том, что при протекании через рабочую зону тока выше предельного, он нагревается и, когда его температура превышает температуру плавления элемента, разрывает электрическую цепь.
Часто автовладельцы и водители при отказе предохранителя заменяют его куском провода. В разговорной практике такую подмену называют «Жучком». Это очень опасно.
Как узнать на сколько ампер предохранитель?
Общие правила расчета
Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.
Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах – напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.
Плавкие резисторы-предохранители.
- То есть, предохранитель можно раскрутить. Изъять перегоревшую плавкую вставку и вместо нее установить предохранитель из медного провода.
- С изделиями меньших номиналов все немного сложнее. Обычно они изготавливаются неразборными, в связи с чем придётся повозиться.
