Меню Рубрики

Установка предохранителей в переменной сети

Что такое плавкие предохранители и для чего они необходимы?

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.

Читайте также:  Установка защиты арок 2110

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.

источник

Petrovich35 › Блог › Как взять питание с блока предохранителей без вмешательства в проводку.

При подключении в автомобиле различных нештатных устройств, иногда возникает необходимость откуда-то взять питание 12В. Часто для этого вскрывают изоляцию штатной проводки автомобиля и подпаивают или подматывают свои провода с последующей изоляцией соединения. Это вполне приемлемый способ, но если автомобиль находится на гарантии, автовладелец рискует ее лишиться, если вмешательство в проводку будет обнаружено, например, во время планового ТО или гарантийного ремонта.

В то же время, в любом автомобиля есть как минимум один, а обычно несколько, штатных блоков предохранителей, которые дают нам прекрасный источник питания без необходимости вмешательства в проводку.

Для этих целей, заботливая промышленность Китайской Народной Республики освоила производство специальной вставки-ответвителя для автомобильных блоков предохранителей. Данный ответвитель состоит из контактной колодки под два стандартных автомобильных предохранителя и провода ответвления для подключения дополнительного потребителя. Я покупал вставки для предохранителей размерности «Mini», но в продаже есть и под предохранители других размеров (фото 1-4).

Читайте также:  Установка второго аккумулятор на уаз патриот

Чтобы подключиться к блоку предохранителей, извлекаем из него штатный предохранитель той цепи, к которой хотим подключиться, и переставляем его в нашу вставку. Рядом устанавливаем второй предохранитель, которым будем защищать подключаемого нового потребителя. При этом следует правильно сориентировать вставку в гнезде для штатного предохранителя, так как питание можно взять как ДО штатного предохранителя, так и ПОСЛЕ. Это может иметь значение для подключения мощных потребителей с большим током потребления, для которых штатный предохранитель не подходит по номиналу.

Штатный предохранитель будет защищать штатную цепь, как и раньше, а дополнительная цепь будет подключена через отдельный предохранитель. Идущий в комплекте предохранитель плохого качества, его лучше сразу заменить на нормальный (фото 5-6).

Устанавливаем вставку на место штатного предохранителя, и можем подключать к проводу ответвления наше новое устройство. Изначально, на проводе ответвления установлена цилиндрическая клемма под обжим провода, но для удобства демонтажа, я обычно заменяю клемму на электрический разъем (фото 7).

Таким образом можно подключить к блоку предохранителей сразу несколько дополнительных потребителей (фото 8-9). При необходимости, вся эта дополнительная проводка легко демонтируется без следа.

Есть у данной вставки и небольшой минус. Так как в штатном блоке предохранители и реле обычно располагаются близко друг к другу, то вставке могут помешать соседние предохранители или реле. В связи с этим, приходится подбирать точки подключения, чтобы ничто не мешало установке (фото 10). Во многих блоках предохранителей имеются неиспользованные или резервные цепи, которые прекрасно подходят для этих целей.

Ссылки на данную вставку в китайском интернет-магазине Aliexpress:

Бывают также просто ответвители от предохранителя (фото 11).

Ссылки в российском интернет-магазине 12VI (по отзывам в комментариях, качество хорошее):

источник

О предохранителях электрических цепей

В настоящее время основными способами защиты электрических цепей напряжением 380/220 В от токов короткого замыкания и перегрузок является применение плавких предохранителей или автоматических выключателей.

Применение плавких предохранителей обосновано в таких электрических схемах, когда необходимо обеспечить только защиту от токов КЗ и перегрузки при обеспечении высокой отключающей способности (до 120 кА). Такая схема будет значительно дешевле схемы, в которой защиту возлагают исключительно на автоматические выключатели. Для сравнения: комплект из трех предохранителей с номинальным током плавкой вставки 125 А с отключающей способностью 120 кА марки 125NH00B-400 установленных в держателе EBH00O3TS5 фирмы Bussmann более чем в 5 раз дешевле автоматического выключателя с номинальным током расцепителя 125 А и отключающей способностью 36 кА марки SACE TmaxXT1 160 TMD фирмы ABB.

Защитная функция плавких предохранителей основана на термическом воздействии электрического тока на проводник (плавкую вставку). В случае превышения значения тока в защищаемой цепи определенных значений плавкая вставка расплавляется (перегорает) и при этом возникает разрыв электрической цепи.

Как правило, предохранители характеризуются следующими параметрами:

  • номинальным напряжением Uном.пр. , что соответствует максимальному номинальному напряжению цепи, в которой допускается установка конкретного предохранителя;
  • номинальный ток плавкой вставки Iном.вс. , сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий расплавление плавкой вставки ток;
  • номинальный ток предохранителя Iном.пр., сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий изменений в его конструкции электрический ток;
  • предельно отключаемый ток предохранителя (ток короткого замыкания) Iпр.откл., наибольший ток, при протекании которого происходит расплавление плавкой вставки предохранителя и гашение электрической дуги без каких-либо повреждений его конструкции.

Примечание: номинальное напряжение постоянного тока, как правило, ниже номинального напряжения переменного тока. Исходя из практики, за значение напряжения постоянного тока может быть принята как минимум половина значения переменного тока. Держатели предохранителей, промаркированные для переменного напряжения, могут также применяться при постоянном напряжении.

Важной характеристикой предохранителя является время-токовая характеристика, описываемая в виде графика, где по одной оси откладывается ток, чаще всего в относительных единицах (за единицу принимается номинальный ток плавкой вставки), а по другой оси — время срабатывания. При этом надо иметь в виду, что характеристика каждого экземпляра предохранителя (даже из одной партии) уникальна, указывается в каталоге на каждый тип предохранителя как «зона разброса характеристик».

Читайте также:  Установка и подключение бойлера в квартире

Обозначения характеристики (класса) предохранителя:

— 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);

— 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 — быстрая реакция при коротком замыкании и среднее время реакции при перегрузке;
  • Tr — защита трансформаторов.

Примеры характеристик ножевых предохранителей с характеристикой gL/gG:

Особенности конструкции быстродействующих предохранителей

Полупроводники имеют совсем небольшую теплоемкость и жесткую верхнюю границу температуры запирающего слоя, около 125°С. То есть, при защите термочувствительных полупроводников необходимо согласовать характеристики плавкого металлического элемента с допустимой тепловой перегрузкой полупроводника. Таким образом, эффективная защита должна отключать очень быстро все токи, превышающие номинальный ток полупроводника. Ради достижения этой цели были разработаны быстродействующие предохранители с крайне малым сечением сужений плавкой вставки.

Плавкая вставка предохранителя защиты полупроводниковых приборов

Материалом плавкой вставки служит стойкое к окислению и хорошо проводящее тепло и электрический ток серебро. За счет высокой теплопроводности тепловая энергия, выделяемая в местах сужений при протекании номинального тока, быстро отводится на сплошные участки плавкой вставки и расплавления токоведущих суженых участков не происходит. При больших токах выделяемой тепловой энергии достаточно, чтобы быстро расплавить сужения плавкой вставки. Утилизация тепловой энергии происходит в наполнителе предохранителя и, соответственно, на его корпусе. Корпус предохранителя изготавливается из корундовой керамики, стойкой к изменениям температуры.

Выбирая предохранители необходимо учитывать следующие факторы:

  • род тока (переменный –AC, постоянный – DС);
  • номинальное напряжение;
  • номинальный ток, протекающий в цепи защищаемой предохранителем;
  • возможный ток короткого замыкания;
  • характер защищаемого объекта (двигатель, кабельная линия, полупроводниковый прибор и т.д.) или время-токовая характеристика (класс предохранителя);
  • конструктивные особенности предохранителей;
  • конструктивные особенности держателей предохранителей.

Цилиндрические предохранители (плавкие вставки)

Краткие технические характеристики
Стандарт IEC 60269
Напряжение 400, 500, 690 VAC
Номинальный ток от 0.5 до 125 A
Ток короткого замыкания от 20 до 120 kA
Характеристики gG, aM
Размеры (диаметр, длина),мм 8 x 31,
10 x 38,
14 x 51,
22 x 58

Держатели цилиндрических предохранителей

Подобные держатели могут выполнять две функции:

  • функцию защиты от токов к.з. и перегрузки;
  • функцию разъединителя электрической цепи. Iпл.вст. QF6 в 1,6 раза, Iпл.вст. QF6 > Iпл.вст. QF5.). Предохранитель 80NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

5. Защита кабеля 2 к шкафу ШСУ1.

Для защиты пятижильного кабеля 5х25 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF3: характеристика gG, Iном.125 A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF8 в 1,6 раза). Предохранитель 125NHG00B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 00. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

6. Защита кабеля 3 к шкафу ШСУ2.

Для защиты пятижильного кабеля 5х16 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF4: характеристика gG, Iном.100A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF7 в 1,6 раза). Предохранитель 100NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

Для защиты выбран плавкий предохранитель QF2: характеристика gG, Iном.200 A (условия выбора: Iпл.вст. QF2 > Iпл.вст. QF3 в 1,6 раза). Предохранитель 200NHG1B-400, Bussmann. Размер предохранителя -1. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH1O3TS8 (Bussmann).

8. Защита кабеля 1 к РУ 0,4кВ.

Для защиты четырёхжильного кабеля 4х95 мм², проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF1: характеристика gG, Iном.315A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF2 в 1,6 раза). Предохранитель 315NHG03B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 03. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH3O3TM2 (Bussmann).

источник

Добавить комментарий