Устройство и классификация предохранителей
На сегодняшний день существует несколько видов предохранителей для авто, которые различаются своей конструкцией, принципом работы и назначением. Существуют также узкоспециализированные модификации защитных реле, которые предназначены для спецтехники и большегрузных автомобилей.
Цилиндрические модификации
Автомобильные защитные реле цилиндрической формы использовались в конце прошлого века и устанавливались на автомобили от отечественных производителей.
Изначально такие предохранители изготавливались одного цвета, однако в последующем в зависимости от показателя номинального тока их стали маркировать различными цветами.
Недостатком такого типа автомобильных предохранителей является возможность получить удар током и ожог пальцев при установке и демонтаже защитных цилиндрических вставок. Реле не стандартизированы, поэтому автовладельцам при выборе приходилось изучать все технические характеристики и только тогда выбирать предохранитель для своего автомобиля.
Ножевые защитные планки
Ножевые планки имеют ряд преимуществ в сравнении с цилиндрическими модификациями. В первую очередь, это полная защита от поражения током и ожогов при их замене. Они имеют специальную изолированную часть, которая выполняется из прочного цветного пластика.
Корпус защитных планок выполнялся с прозрачной вставкой, что позволяло с легкостью определить сгоревший предохранитель и выполнить его замену. В общей сложности предлагалось три типоразмера ножевых автомобильных предохранителей:
- Мини — с посадочным размером 16 мм.
- Стандарт — 19 мм.
- Макси — 34 мм.
Благодаря доступной стоимости и удобству использования ножевые предохранители для автомобилей пользовались популярностью на рынке. Они до сих пор с успехом устанавливаются на автомобили от отечественных и иностранных производителей. К их преимуществам можно отнести доступную стоимость, полную безопасность использования, возможность с легкостью подобрать защитное реле под определенный номинальный ток электроцепи в автомобиле.
Термические разновидности
На современных автомобилях, где требуется максимально возможная защита электроцепи транспортного средства, используют специальные термические предохранители, которые включают одновременно тепловую и электромагнитную защиту.
Конструкция такого реле напоминает автоматический выключатель, используемый в бытовой электросети. При замыканиях и перегрузках срабатывает тепловая и электромагнитная защита, что позволяет одновременно предупредить выход из строя различных электроблоков и не допустить возгорания проводки.
К преимуществам термических разновидностей относят:
- Максимально возможная защита электроблоков и цепи проводки.
- Полная безопасность использования.
- Реле выполняется многоразовым, что позволяет использовать его повторно.
Термические автомобильные предохранители имеют высокую стоимость, однако благодаря своей специальной конструкции такие приспособления являются многоразовыми. На изолированном пластиковом корпусе реле имеются данные по его номинальной мощности, что существенно упрощает выбор.
Показатели порога срабатывания
Одной из характеристик автомобильных предохранителей является их порог срабатывания, то есть величина напряжения в сети, при котором наблюдается оплавление токопроводящей жилки и размыкание цепи проводки в автомобиле.
Расплавление такой защитной жилы происходит из-за воздействия высоких температур при повышенном напряжении в цепи. Соответственно, при изготовлении предохранителей используются различные по своим показателям плавкости жилки. Это позволяет выполнять реле для цепей с определенными показателями напряжения.
Сменная плавкая вставка
Обычно предполагается, что предохранители являются заменяемыми частями и должны устанавливаться с соответствующим гнездом. Эта взаимозаменяемость теперь не нужна и даже может быть нежелательной. Особенно в устройствах с низким энергопотреблением, такими как сотовые телефоны, зарядные устройства, сменные адаптеры и электронные игрушки, а также распространенный вариант для устройств средней мощности, включая электроинструменты, промышленные контроллеры и более мощные схемы — автомобильные зарядки. В устройствах могут потребоваться предохранители с разными номиналами для защиты различных цепей, в том числе с чувствительными путями прохождения сигнала.
С точки зрения безопасности, предохранитель не следует заменять, если не известна действительная причина его выхода из строя. В большинстве случаев перегоревший предохранитель означает, что электроника навсегда вышла из строя, и замена ее является пустой тратой времени. Например, если предохранитель является частью схемы защиты литиевой батареи и ее цепи зарядки, он является одним и тем же критическим компонентом этой функции
Поэтому важно найти причину «перегорания» предохранителя, а не просто заменить его вслепую
Проблема с заниманием места на плате решается SMD версиями. Их тоже можно собирать автоматически в типичном процессе SMT, поэтому неудивительно что они набирают популярность. Но для того, чтобы использовать их правильно, надо выйти за рамки традиционных проволочных предохранителей.
Широкий ассортимент предохранителей SMD решит задачи современного радиодизайна. Например одна из компаний разработала семейство предохранителей SinglFuse SMD, которые доступны в широком диапазоне рабочих токов и напряжений. Ассортимент включает семь различных решений: с напыленным тонкослойным металлическим слоем, с тонкослойной пластиной, многослойной керамикой, керамическим ламинатом, проволочным сердечником, керамической трубкой и кубом.
Предохранитель может быть небольшим герметичным SMD-компонентом
Технология, используемая для производства, связана с электрическими параметрами этих элементов, такими как номинальный ток, номинальное напряжение, отключающая способность, интеграл I2t и диапазон рабочих температур. Версии совместимые с AEC-Q200, доступны для автомобильных устройств, где требуются расширенные спецификации и надежная работа при широких температурах, что является одним из многих требований отрасли.
Малый размер SMD и большие возможности
Обычно компоненты в маленьком корпусе имеют некоторые функциональные ограничения по сравнению с большими традиционными версиями. Но это не относится к семейству SinglFuse — эти элементы доступны в почти невидимых корпусах от 0402 (1 х 0,5 мм) для низких номинальных токов, до 3812 (3,8 х 2,5 мм), способных выдерживать большие нагрузки.
Помимо размера, SinglFuse доступны с различными характеристиками отклика, включая:
- предохранитель быстродействующий,
- быстродействующий точный — с более жестким допуском ключевых характеристик,
- медленный — не реагирует на кратковременный импульсный ток, превышающий значение номинального тока,
- с задержкой — переносит кратковременную перегрузку по току до фактического срабатывания,
- для цепей с высоким пусковым током.
Например Bourns SF-2410FP0062T-2 — быстродействующий прецизионный предохранитель в версии SMD. Он рассчитан на работу при 125 В переменного / постоянного тока и имеет номинальный ток 62 мА при типовом значении I2t 0,0012 A2с.
Предохранитель размыкается через 5 секунд при 200% номинального тока, а на графиках далее показаны основные индикаторы времени срабатывания предохранителя. Также стоит помнить о падении напряжения I · R на проводе предохранителя из-за его ненулевого сопротивления, составляющего около 6 Ом. Для номинального тока это падение составляет максимум 40 мВ.
Совершенно другой профиль обеспечивает инерционный предохранитель SF-1206S700 с номинальным током 7 А, который должен сгореть в течение 5 секунд при 250% максимального номинального тока.
SF-1206S700 использует технологию, отличную от SF-2410FP-T, и производится в плоском корпусе 3216 (EIA 1206, 1,55 х 3,1 мм) с высотой всего 0,6 мм. Его сопротивление всего 7 мОм обеспечивает небольшое падение напряжения, чуть менее 50 мВ при максимальном токе. Предохранители с выдержкой времени часто подвергаются повторяющимся циклам высокого пускового тока при включении питания, в техническом паспорте SF-1206S700 объясняется влияние этих циклов на характеристики компонентов.
Основы
Предохранитель представляет собой простой и эффективный способ защиты от опасных уровней тока:
- ток, протекающий через ненулевое сопротивление проводника, приводит к рассеиванию мощности;
- мощность рассеивается в виде тепла;
- тепло поднимает температуру проводника;
- если комбинация амплитуды и продолжительности тока достаточна для повышения температуры выше точки плавления предохранителя, предохранитель становится разрывом цепи, и поток тока прекращается.
Хотя основы работы предохранителя не сложны, но есть тонкие моменты, о которых следует помнить. Остальная часть данной статьи поможет вам понять некоторые важные детали, связанные с поведением и использованием предохранителей.
Устройство автоматических пробок
Автоматические предохранители для дома содержат в своем составе два защитных механизма (они называются расцепителями). Один из них выполнен в виде нагреваемой током биметаллической пластины, способной деформироваться при достижении им определенной величины. Второй же представляет собой простейший электромагнит, который воздействует на срабатывающий элемент автомата за счет создаваемого в нем поля.
Обратите внимание: Тепловая (или биметаллическая) защита срабатывает при длительном воздействии значительных по величине нагрузочных токов, способных привести к аварийному возгоранию электропроводки. В отличие от нее электромагнитный механизм размыкает линию при резком возрастании тока в цепи. Устройство этих изделий не исключает возможности использования дополнительных опций
Устройство этих изделий не исключает возможности использования дополнительных опций
В отличие от нее электромагнитный механизм размыкает линию при резком возрастании тока в цепи. Устройство этих изделий не исключает возможности использования дополнительных опций.
Таким образом, автоматический предохранитель представляет собой достаточно простую конструкцию, содержащую пару исполнительных элементов (тепловой и электромагнитный). В рабочее или замкнутое состояние они переводятся вручную за счет специального механизма, исполнительная часть которого выводится наружу. Связанная с механизмом возвратная пружина находится во взведенном состоянии, а сам он удерживается благодаря блокирующей защелке.
Выводимая наружу часть исполнительного устройства оформлена в виде двух кнопок, одна из которых имитирует электромагнитное размыкание цепи, а другая – возвращает предохранитель в исходное (взведенное) состояние.
Как узнать перегорел предохранитель или нет
Существует два способа, используя которые можно произвести проверку работоспособности предохранителей автомобиля. Первый основывается на том, чтобы извлечь их и визуально осмотреть, что не очень надежно.
В данной ситуации подразумевается применение тестера. Проверяя предохранитель с помощью тестера, его нужно выставить на диагностику целостности цепи. Когда предохранитель цел, стрелка тестера будет устремляться к нулю, что говорит о нулевом сопротивлении.
Второй метод определения сгоревшего предохранителя основывается на более удобной технологии и при его применении не придется извлекать предохранитель из гнезда. Для этого вам потребуется пробник. Включаем неработающую цепь, а затем по очереди прикасаемся к выводам предохранителя с помощью пробника. Если напряжение на одном выводе есть, а на втором — отсутствует, значит предохранитель неисправен.
Предохранители картриджного типа
Выбор автоматического выключателя. ВТХ.
Прежде всего существуют различные время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей. Подробно мы их разобрали в одной из наших прошлых статей, кому интересно, советуем обязательно ознакомиться, — тут.
Время токовые характеристики автоматических выключателей B C D.
Если рассмотреть вопрос более обобщённо, то можно выделить, несколько основных характеристик: B, С, D. В свою очередь, данные характеристики определяют при какой величине тока, автомат отключится мгновенно. Параметры отключения для характеристик B, С, D:
- B — от 3 до 5 ×In;
- C — от 5 до 10 ×In;
- D — от 10 до 20 ×In.
In — это номинальный ток автоматического выключателя. То есть мы берём номинальный ток автомата, например 16А и получаем следующие данные:
- Автоматический выключатель с характеристикой B16 отключится мгновенно при величине тока от 48 до 80 А;
- Автомат с характеристикой С16 отключится мгновенно при токе от 80 до 160 А;
- Автомат с характеристикой D16 отключится мгновенно при токе от 160 до 320 А.
Стоит отметить, что автоматические устройства с характеристикой D используются в основном в промышленности. Например, в бытовых сетях используются в основном устройства с характеристикой B и С.
Автоматы с характеристикой С используются для обеспечения защиты групповых линий и отдельных устройств с большим пусковым током. Автоматы с характеристикой B в основном используются для реализации защиты линий освещения и устройств с низким пусковым током.
Селективность автоматических выключателей.
Несомненно, при выборе устройства автоматического отключения важно уделить внимание такому параметру, как селективность. Под селективностью подразумевается такое техническое решение, при котором в случае неисправности отключается непосредственно неисправная линия, а не к примеру групповая линия. Как правило, селективность реализуется двумя способами:
Как правило, селективность реализуется двумя способами:
- Выбор номинального тока автоматического выключателя;
- выбор характеристики автоматического выключателя;
Характеристики автоматических выключателей.
Для групповых линий следует выбирать автоматы с характеристикой С и с большим номинальным током (расчётным током в групповой линии). Для питающей линии одной нагрузки следует выбирать автоматы с характеристиками B и С, при этом если нагрузка имеет низкий пусковой ток, то следует выбрать устройство с характеристикой B.
Выбор автоматического выключателя. Полюсы автоматов.
Как известно, в зависимости от напряжения в сети, для защиты устройств и питающих кабелей могут использоваться следующие автоматические выключатели:
Для сети 230 В:
- Однополюсные;
- двухполюсные.
Для сети 400 В (380В):
- Трёхполюсные;
- четырёхполюсные.
Выбор автоматических выключателей по количеству полюсов.
С одной стороны, однополюсные и трёхполюсные автоматы коммутируют фазные проводники. С другой стороны, двухполюсные и четырёхполюсные автоматические выключатели помимо фазных проводников, коммутируют также и нулевые проводники.
Выбор автоматического выключателя. Производители автоматов.
Выбор автоматического выключателя по производителю.
Бесспорно, многие задаются вопросом, какой марки автоматический выключатель выбрать? Во-первых, следует определится с сегментном и имеющимся бюджетом. К примеру, ведущими игроками в премиум сегменте являются следующие производители:
- ABB — устройства шведско-швейцарской компании. Как известно, на текущий момент являются лидером по качеству, надёжности и соответственно по дороговизне автоматических устройств;
- Legrand (Франция) — устройства во многом схожи с ABB по качеству и цене, — надёжные автоматические выключатели;
- Schneider Electric (Франция) — отличные устройства, которые хорошо себя зарекомендовали на рынке стран СНГ.
А вот автоматические выключатели среднего ценового сегмента:
- Moeller (Eaton) — немецкий бренд. Безусловно, качественные автоматические выключатели по приемлемой стоимости;
- Siemens — немецкий бренд. Выпускает также качественную автоматику, которая немногим уступает ABB, Legrand и Schneider Electric.
В частности, автоматы бюджетного сегмента представлены в большом количестве, в эту категорию попадает много устройств от китайских производителей. Одним словом, можно выделить несколько «более или менее» вменяемых брендов: КЭАЗ, DEKraft , IEK. Однако, мы бы Вам рекомендовали использовать автоматические выключатели из премиум сегмента или среднего ценового сегмента.
- Мы в TELEGRAM;
- Мы в Instagram;
- Мы на YouTube;
Как рассчитать ток плавкой вставки для трансформатора по стороне ВН
В электрических сетях нередко возникают аварийные ситуации, которые могут вывести из строя дорогостоящее оборудование, одним из элементов которого является трансформатор. Для того чтобы защитить трансформатор от повреждения необходимо установить защиту от сверхтоков.
Высоковольтный предохранитель – один из вариантов защиты силового трансформатора от повреждения. Он осуществляет разрыв электрической цепи (разрушение плавкой вставки) при превышении тока выше допустимого значения (номинала предохранителя).
Высоковольтный предохранитель защитит обмотку трансформатора только в том случае, если он был правильно выбран по току. Рассмотрим, как рассчитать ток для плавкой вставки для трансформатора по стороне высокого напряжения (ВН).
При выборе предохранителя в первую очередь нужно учитывать класс напряжения: номинальное напряжение предохранителя должно быть равно классу напряжения электрической сети. Установка высоковольтного предохранителя на номинальное напряжение ниже напряжения питающей сети приведет к пробою или перекрытию изоляции, что в свою очередь приведет к междуфазному короткому замыканию. Также запрещается устанавливать предохранители на напряжение ниже номинального для предохранителя – это может привести к возникновению перенапряжений при коротком замыкании.
Выбор плавкой вставки по номинальному току отключения
Номинальный ток отключения (срабатывания) предохранителя должен быть не меньше максимального значения тока короткого замыкания для точки электрической сети, где будет установлен предохранитель. Для силового трансформатора это ток трехфазного замыкания на выводах обмотки высокого напряжения – места установки плавких предохранителей.
При расчете тока короткого замыкания учитывается наиболее тяжелый режим, с минимальным сопротивлением до места предполагаемого повреждения.
Токи короткого замыкания рассчитывают индивидуально с учетом всей схемы питающей электросети.
Предохранители для защиты трансформатора по стороне ВН выпускают на номинальный ток отключения (предельно отключаемый ток) в диапазоне 2,5-40 кА.
Если нет данных о величине токов короткого замыкания на участке электросети, то рекомендуется выбирать максимальное значение номинального тока отключения для плавкой вставки.
Выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя
Высоковольтный предохранитель защищает обмотку высокого напряжения силового трансформатора не только от коротких замыканий, но и от перегрузки, поэтому при выборе плавкой вставки необходимо учитывать и номинальный рабочий ток.
При выборе номинального тока плавкой вставки нужно учитывать несколько факторов. Во-первых, силовой трансформатор в процессе работы может подвергаться кратковременным перегрузкам.
Во-вторых, при включении трансформатора возникают броски тока намагничивания, которые превышают номинальный ток первичной обмотки.
Также нужно обеспечить селективность работы с защитой, установленной на стороне низкого напряжения (НН) и на отходящих линиях потребителей. То есть в первую очередь должны срабатывать автоматические выключатели (предохранители) на стороне низкого напряжения отходящих линий, которые идут непосредственно на нагрузку к потребителям.
Если эта защита по той или иной причине не срабатывает, то должен сработать автомат (предохранитель) ввода стороны НН силового трансформатора. Предохранители на стороне ВН в данном случае — это резервирующая защита, которая должна срабатывать в случае перегрузки обмотки низкого напряжения и отказе защит со стороны НН.
Исходя из вышеперечисленных требований, плавкая вставка выбирается по двухкратному номинальному току обмотки высокого напряжения.
Таким образом, высоковольтные предохранители, установленные на стороне ВН, защищают от повреждений участок электрической цепи до ввода трансформатора, а также от внутренних повреждений самого силового трансформатора. А предохранители (автоматические выключатели) со стороны НН силового трансформатора защищают сам трансформатор от перегрузок выше допустимого предела, а также от коротких замыканий в сети низкого напряжения.
Формула для расчета диаметра проволоки предохранителя по мощности электроприбора
Мощность часто указывают на этикетках, приклеенных на изделиях. Если на изделии указана потребляемая мощность, то можно рассчитать номинальный ток предохранителя по нижеприведенной формуле.
где I nom – номинальный ток защиты предохранителя, А; P max – максимальная мощность нагрузки, Вт; U – напряжение питающей сети, В.
Но гораздо удобнее воспользоваться готовыми данными из таблиц
Обратите внимание, первая таблица служит для выбора номинала предохранителя изделий, питающихся от бытовой электросети 220 В, а вторая, для изделий, используемых в автомобилях с напряжением бортовой сети 12 В
| 10 | 50 | 100 | 150 | 250 | 500 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 6000 | 8000 | 10000 |
| 0,1 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 15,0 | 20,0 | 30,0 | 40,0 | 50,0 |
Рассмотрим на примере как выбирать предохранитель.
Телевизор перестал работать после грозы. Определено, что сгорел предохранитель. Номинал его не известен. На этикетке задней крышки написано, что потребляемая мощность составляет 120 Вт, бывает, что пишут и 120 ВА. Это обозначение одной и той же мощности, но по стандартам разных стран. По таблице получается, что для электроприборов с максимальной потребляемой мощностью 120 Вт (ближайшее значение 150 Вт) является предохранитель на 1 А.
Методика подбора предохранителя для защиты бортовой электропроводки автомобиля ничем не отличается от выбора для бытовой электропроводки 220 В.
| до 50 | до 75 | до 100 | до 150 | до 200 | до 250 | до 300 | до 400 | до 600 | до 700 |
| 5,0 | 7,5 | 10,0 | 15,0 | 20,0 | 25,00 | 30,0 | 40,0 | 60,0 | 70,0 |
Если после двух замен предохранители каждый раз перегорали, значит, поврежден электроприбор и требуется уже его ремонт. Попытка установить предохранитель на больший ток может только нанести еще дополнительный вред изделию вплоть до неремонтопригодности.
Калькулятор для расчета тока предохранителя
Если в таблицах нет данных для Вашего случая, например, напряжение питания изделия составляет 24 В или 110 В, то можете самостоятельно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора выполнить расчет.
При расчете на калькуляторе Вы получите точное значение тока. Для надежной работы предохранителя необходимо, чтобы его номинал был не менее чем на 5% больше. Например, если получено расчетное значение тока 1 А, то нужно брать предохранитель большего ближайшего номинала из стандартного ряда, то есть 2 А.
Иногда попытки определить номинал предохранителя считыванием информации не получается. На электроприборе надписей нет, на предохранителе не читаемая маркировка. При наличии амперметра, и опыта работы с ним, то вынув предохранитель и подключив амперметр к контактам колодки, в котором был установлен предохранитель, можно измерять ток и тем самым определить его номинал.
Но тут есть подводный камень. Если предохранитель вышел из строя из-за неисправности электроприбора, то ток может быть намного больше, чем должен быть, в дополнение можно еще и вывести из строя измерительный прибор.
Устройство автомата
Как подключить автоматический выключатель
Бытовой автоматический предохранитель содержит две защиты – тепловую и электромагнитную. Тепловой расцепитель для защиты от перегрузок – это пластина из биметалла, через которую проходит электрический ток и нагревает ее. При достижении током пороговой величины пластина деформируется так, что воздействует на отключение электрического контакта. В зависимости от перегрузки, время срабатывания может быть длительным. Минимальный ток отключения зависит от типа автомата и составляет не менее 1,3 от номинальной величины. После остывания пластины устройство снова готово к использованию.
Схема устройства автоматического выключателя
Со временем параметры автоматического выключателя могут измениться из-за износа контактов.
Электромагнитный расцепитель является защитой от КЗ. Механизм расцепления в устройстве всего один, но приводится в действие по-разному. При КЗ величина тока значительно выше номинального и биметаллическая пластина может разрушиться. Поэтому требуется мгновенное размыкание контактов, которое производит электромагнит. Импульс тока проходит через катушку и за счет электромагнитной индукции приводит в действие подвижный сердечник, освобождающий пружину расцепителя.
При коротком замыкании отключение автомата вызывает появление электрической дуги, которая принудительно гасится в дугогасительной камере.
Автомат можно использовать как обычный выключатель нагрузки. Обычно для этого стараются применять реле напряжения, имеющее более мощные контакты.
Основные разновидности
Модификации предохранителей:
- Стандартный одноразовый с нитью из сплава Розе или Вуда, установленной в защитном корпусе. Проволока припаяна к контактам, которые крепятся к электрической цепи. При росте силы тока свыше допустимого порога перемычка плавится и защищает оборудование от необратимых повреждений. Примером является элемент TF1081-105, рассчитанный на ток 15 А и нагрев до +105°С. Встречаются мощные предохранители для электротехнических установок с керамическими корпусами, заполненными кварцевым песком, гасящим горение дуги.
- Одноразовый, применяемый в блоке нагрева тонера в лазерных принтерах. В конструкции предусмотрена пружина с контактами, залитыми припоем. При нормальных рабочих условиях предохранитель выдерживает многочисленные циклы прогрева и охлаждения. При росте температуры свыше +180°С (параметр зависит от модели принтера) припой плавится, и пружина размыкает контакты, предотвращая возгорание оборудования.
- Многоразовый биметаллический предохранитель, срабатывающий при превышении пороговой температуры. После охлаждения целостность цепи восстанавливается автоматически. Преимуществом является возможность постоянной защиты оборудования без замены или обслуживания элементов. К недостаткам относят повышенную цену из-за усложненной конструкции и риск отказа из-за заклинивания или обгорания контактов.
- Самовосстанавливающийся предохранитель на полимерной основе, применяемый в электронных приборах. При росте тока и нагреве до +80…+90°С резко увеличивается сопротивление, что приводит к размыканию цепи. Через некоторое время температура предохранителя падает, сопротивление возвращается к нормальному значению, и работоспособность электронного устройства восстанавливается. Подобные изделия используют в цепях портов USB или FireWire и других интерфейсах с подводимым питанием.
Предохранитель или выключатель?
Плавкая вставка имеет мизерную индуктивность. На ней не наблюдается никакого падения напряжения, а значит поврежденный УЗИП в случае чего отключится как положено.
Вроде бы все правильно, в чем же здесь подвох? Представим, что при попадании молнии и импульсном перенапряжении дугогасительная камера УЗИП не справилась с сопровождающим током и устройство просто сгорело, создав короткое замыкание.
Естественно, в этот момент должна сработать плавкая вставка. О каких величинах токовых нагрузок здесь идет речь?
При выборе такого предохранителя говорится, что он должен беспрепятственно пропустить через себя импульсный ток молнии и сопровождающий его ток, до момента его гашения в УЗИП. И только потом происходит сработка, если УЗИП развалилось и не справилось со своей задачей.
Вот один из графиков номинальных токов плавкой вставки и импульсного тока молнии в кА. На нем показана величина сгорания и взрыва предохранителя при тех или иных значениях.
Что нам предлагают производители? Они говорят, самостоятельно рассчитайте ток, который пройдет через ваш УЗИП и подберите соответствующий предохранитель, чтобы он при этом сгорел.
Если в ваших условиях максимальный ток 10кА, то вам можно взять предохранитель номиналом 100А. При таком токе (10кА) или меньше, он спокойно пропустит эту величину, чтобы УЗИП воспринял весь удар на себя.
Если же УЗИП не сработает и замкнет, то плавкая вставка при этом сгорит. И вот тут-то и появляется основная проблема. За какое время она сгорит?
Причины выхода из строя
Существует несколько распространенных причин, по которым автомобильные предохранители перегорают и требуют замены. К таким причинам принято относить следующее:
- Плохая фиксация реле в гнезде блока.
- Неправильный выбор планки по ее показателям номинального тока.
- Наличие неисправностей в электропроводке автомобиля.
- Механические повреждения пластикового корпуса, чрезмерный нагрев и вибрационные нагрузки.
В итоге в процессе эксплуатации автомобиля при существенной нагрузке, например, когда автовладелец одновременно включает стеклоочистители и пытается завести двигатель, в сети могут отмечаться незначительные колебания напряжения, что приводит к оплавлению корпуса и полному выходу из строя защиты.
Традиционные плавкие предохранители
Традиционная плавкая вставка состоит из свинцовой нити, помещенной в стеклянную или керамическую трубку. Трубка может быть заполнена кварцевым песком, который гасит электрическую дугу.
Свинцовая нить обладает некоторым сопротивлением и при прохождении через нее электрического тока нагревается.
В рабочем режиме, когда ток не превышает некоторого значения, свинцовая нить не препятствует его прохождению. Когда же ток (вследствие неисправности или аварии) возрастает, свинцовая нить нагревается и расплавляется, прерывая цепь.
Таким образом, ценой своей «смерти» предохранитель спасает устройство от гораздо больших неприятностей.
Во-вторых, существуют устройства и детали, которые нагреваются в процессе работы до температуры, значительно превышающей комнатную. Одним из таких устройств является малогабаритный низкочастотный трансформатор, применяемый в блоках питания (адаптерах) модемов, коммутаторов ЛВС и т. п.
Эти адаптеры обеспечивают на своем выходе постоянное или переменное напряжение в несколько вольт при небольшом токе. Скажем прямо — производители часто экономят при их производстве, используя меньше меди и стали в трансформаторе.
Результатом является работа с перегрузкой и довольно сильный перегрев обмоток и сердечника даже при нормальных условиях эксплуатации.
Как же защитить такое оборудование?
Для таких случаев чья-то умная голова придумала
Как подобрать предохранитель ПКТ зная параметры транформатора?
| Кабель кгн: описание и характеристики
Мощность трансформатора, кВА |
Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | ||||||
| 6 кВ | 7.2 кВ | Imin, A | Imax, A | 10 кВ | 12 кВ | Imin, A | Imax, A | 30 кВ | 36 кВ | Imin, A | Imax, A | |
| 50 75 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 | 4.8 7.2 9.6 12.1 15.4 19.2 24.1 30.3 38.5 48.1 60.6 76.9 96.2 | 4.1 6.2 8.2 10.3 13.2 16.4 20.6 26 33 41.2 51.9 66 82.5 | 10 16 25 32 40 40 50 50 63 80 100 100 125 | 16 20 32 40 50 50 63 63 80 100 125 125 160 | 2.9 4.3 5.8 7.2 9.2 11.5 14.4 18.2 23 28.8 36.4 46.2 57.7 | 2.4 3.6 4.8 6 7.7 9.6 12 15.2 19.2 24 30.3 38.5 48.1 | 6 10 10 16 20 25 32 40 50 50 63 80 100 | 10 16 16 20 25 32 40 50 63 63 80 100 125 | 0.96 1.4 1.9 2.4 3.1 3.8 4.8 6.1 7.7 9.6 12.1 15.4 19.2 | 0.8 1.2 1.6 2.0 2.6 3.2 4.0 5.1 6.4 8.0 10.1 12.8 16.0 | 2 4 6 6 6 10 10 16 20 20 25 40 50 | 4 6 10 10 10 16 16 20 25 25 32 50 63 |
Не забывайте о напряжении
Предохранители разрабатываются так, чтобы у них было очень низкое сопротивление, поэтому они не оказывают чрезмерного влияния на цепи, которые защищают. Это низкое сопротивление означает, что падение напряжения на предохранителе будет очень маленьким. Почему же у предохранителей указывается номинальное напряжение?
Это правда, что во время нормальной работы на предохранителях падает небольшое напряжение, но номинальное напряжение не относится к нормальной работе. Номинальное напряжение скорее говорит нам, какое напряжение предохранитель может выдержать после того, как он сработал. Перегоревший предохранитель представляет собой разомкнутую цепь, и, если напряжения в этой разомкнутой цепи достаточно, чтобы вызвать искрение, на предохранитель полагаться нельзя.
Хорошей практикой является учитывание номинальных напряжений, если вы используете крошечные плавкие предохранители поверхностного монтажа, например, показанные ниже (обратите внимание, насколько тонким является реальный плавкий элемент). Например, номинал для предохранителя 0603 может составлять 32 вольта или даже 24 вольта
Структура плавкого SMD предохранителя
Расчет диаметра проволоки плавкого предохранителя
Для ремонта предохранителя необходимо заменить перегоревшую проволоку. При производстве предохранителей на заводах используют, в зависимости от величины тока и быстродействия, калиброванные серебряные, медные, алюминиевые, никелиновые, оловянные, свинцовые и проволоки из других металлов.
Для изготовления предохранителя в домашних условиях доступна только красная медь калиброванного диаметра. Все электропровода сделаны из меди, и чем эластичней провод, тем тоньше в нем проводники и большее их количество. Поэтому вся ниже предложенная технология ориентирована на применение медной проволоки.
При выборе предохранителя для аппаратуры разработчики пользуются простым законом. Ток предохранителя должен быть больше максимально потребляемый изделием. Например, если максимальный ток потребления усилителя составляет 5 ампер, то предохранитель выбирается на 10 ампер. Первое, что необходимо найти на корпусе предохранителя его маркировку, из которой можно узнать, на какой ток он рассчитан. Часто величину тока пишут на корпусе изделия, рядом с местом установки предохранителя. Затем из нижеприведенной таблицы определить какого диаметра нужен провод.
Источник: