Как правильно подобрать быстродействующий предохранитель?

Силовая электроника, управляющая киловаттами и мегаваттами энергии, немыслима без соответствующих мер защиты. Наряду со сложными автоматизированными системами в аппаратуре всегда имеется последний защитный барьер в виде предохранителей. От правильного выбора параметров предохранителя зависят затраты, которые понесет потребитель при последующем ремонте. При замене сгоревшего предохранителя вопрос корректного подбора не стоит, так как в паспорте оборудования указан конкретный код производителя. В данной статье будет рассмотрен случай, когда при разработке нового оборудования, комплектации силовых шкафов требуется выбрать быстродействующие предохранители, исходя из параметров системы, условий эксплуатации, особых требований и т. д. Причем наиболее подробно будет обсуждено определение основных параметров, влияющих на подбор предохранителей — значений номинального напряжения, номинального тока и др.

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.

Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит диаметр проволоки, установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax – максимальная мощность нагрузки, а U – напряжение питающей сети.

Схема включения вводного автомата

Помимо основной задачи (обеспечение электробезопасности), входной выключатель предназначен для отключения потребителя от энергоснабжения для проведения работ. Например, обслуживание прибора учета. Поэтому, в большинстве случаев автомат устанавливается перед электросчетчиком.

Это зона ответственности электриков, сюда хозяин квартиры (домовладения) не имеет права вмешиваться. Для многоквартирных домов — это подъездный щит, для частного дома — столб, забор, или наружная стена домовладения. Такая схема применяется на 90% объектов жилого фонда. Между опломбированным вводным автоматом, и прибором учета (на котором также стоят пломбы), доступа для несанкционированного подключения нет. Это сделано для предотвращения незаконного отбора электроэнергии. Многие домовладельцы устанавливают дублирующий вводной автомат, для удобства обслуживания и ремонта распределительного щитка. Он подключается между счетчиком энергии и групповыми автоматами, и монтируется внутри щитка квартиры (домовладения).

Как правильно подобрать автомат дублер?

Оптимальное решение — сила тока защиты должна быть меньше, чем на вводном устройстве, и больше, чем в групповых выключателях. Например, на входе установлен автомат на 32 А, а групповые автоматы на 20 А. Значит дублер должен срабатывать при токе нагрузки 25 А. Если такого соотношения невозможно добиться, токовая отсечка дублера должна соответствовать вводному автомату. В этом случае он просто выполняет роль размыкающего устройства (для проведения работ). А при аварийной ситуации — он будет срабатывать одновременно с входным устройством.

Выбор диаметра проволоки и ремонт предохранителя

Ну, а теперь давайте перейдет к основному вопросу нашей статьи – выбору диаметра и непосредственно ремонту. Начнем с первого.

Выбор диаметра проводника

Диаметр проводника в предохранителях четко рассчитан. Если вы выполняете замену, то должны установить проводник такого же диаметра. Иначе ваш предохранитель не будет выполнять свою функцию по защите электрической сети.

• Сделать это можно несколькими способами. Наиболее простой взять сечение провода для предохранителя, и таблица стандартных значений позволит осуществить вам выбор. Для этого достаточно измерить диаметр провода.

• Диаметр провода можно измерить с помощью штангенциркуля или даже обычной линейки. Если диаметр проволоки для предохранителя слишком мал, то измерения можно произвести следующим образом. Проволоку наматываем на любой небольшой предмет – зажигалку, карандаш, ручку.

• Желательно сделать 10-20 витков, для большей точности измерения. Витки делаем максимально плотными, для исключения пространства межу ними. Затем измеряем диаметр всех витков. Полученное значение делим на количество витков. Вот вам и диаметр провода для предохранителя.

Обратите внимание! При данном способе измерения диаметра у вас наверняка будет небольшая погрешность, связанная с недостаточной плотностью витков. Поэтому полученное число округляем для ближайшего меньшего.

• Расчет предохранителя из медной проволоки можно произвести и для значений, не указанных в таблице. Для этого нам необходимо знать требуемый ток плавкой вставки и материал проволоки.
• Для того чтобы вычислить диаметр медной проволоки для предохранителя до 7А, нам следует воспользоваться приведенной ниже формулой. В этой формуле d – рассчитываемый диаметр, Iпл – требуемый ток плавкой вставки, k – коэффициент учитывающий материал проволоки. Для меди он составляет 0,034.

• Если вы хотите своими руками вычислить диаметр проволоки для вставки на номинал выше 7А, то вам следует воспользоваться формулой, приведенной ниже. В этой формуле m – коэффициент учитывающий материал проволоки. Для меди он равен 80.

• Если толщина провода для предохранителя в результате расчета или выбора по таблице получилась таковой, какой нет в наличии. То можно добиться требуемого диаметра за счет соединения нескольких проволок разного сечения. Хотя этот вариант и несколько хуже.

Ремонт предохранителей

Установка вместо калиброванной плавкой вставки в предохранитель проволоки в простонародье называется установкой «жучка». Любой «жучек», согласно нормам ПУЭ, недопустим, так как не всегда способен качественно защитить электроустановку.

Тем не менее к такому способу ремонта предохранителей прибегают достаточно часто. Особенно когда под рукой нет запасного предохранителя.

• Установка «жучка» вместо предохранителя зависит от его типа. Если это трубчатый предохранитель на большой номинальный ток, то такие изделия обычно имеют разборную конструкцию как на видео.

• 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.

• Если перед вами трубчатый предохранитель стеклянного или керамического типа, то они обычно имеют металлические оконцовки. Для установки «жучка» их необходимо просверлить с двух сторон и в полученную полость вставить наш проводник. Отверстие вместе с проводником желательно затем запаять.
• С ножевыми предохранителями выполнить ремонт своими руками несколько сложнее. Тут просверлить отверстие не получится, так как крепить провод необходимо к ножам, которые скрыты под корпусом. В этом случае сечение провода предохранителя на 10 А или другого номинала крепят непосредственно на ножи перед корпусом. А затем устанавливают предохранитель.

Обратите внимание! Такой способ намного опаснее. Так как при перегорании провода возможно его разбрызгивание по соседнему оборудованию. К пожару это может и не привести, но повредить оборудование может.

• Именно, исходя из этих причин, наша инструкция не советует наматывать проволоку непосредственно на контакты-держатели предохранителей. Это же касается намотки провода поверху корпуса трубчатого предохранителя.

Влияние перегрузок

Максимальный ток Imax, которому может подвергаться предохранитель, зависит от длительности и частоты импульсов перегрузки. По длительности перегрузки делятся на две категории: • перегрузки длительностью более 1 с; • перегрузки длительностью менее 1 с. В таблице приведены основные рекомендации по определению максимально допустимого тока перегрузок Imax. Ток плавления берется из время-токовой характеристики предохранителя. Типичные примеры циклов нагрузки, включая токи перегрузки, приведены на рис. 8.

Возьмем, для примера, предохранитель на 200 А, который 3–5 раз в день подвергается перегрузкам 300 A, каждая из которых длится по 5 с. Для данного типа предохранителя по время-токовой кривой находим, что ток плавления It, соответствующий времени длительности перегрузок 5 с, будет равняться 600 A. По таблице определяем, что для данного типа предохранителя максимальный возможный ток перегрузки равен 60% × 600 = 360 A. Значит, этот предохранитель может выдерживать временные перегрузки до 360 A. Таким образом, выбранный плавкий предохранитель на 200 A, подвергающийся перегрузкам в 300 A в течение 5 с 3–5 раз в день, будет работать правильно.

Как подобрать силовую проводку

Силовой кабель должен соответствовать системе которую он питает. Если кабель не достаточно толстый, будут большие потери в нем, то есть «просады», как сейчас принято называть это явление. Оно связано с тем, что кабель имеет хоть и исчезающе малое, но все же сопротивление.

Оно действительно очень мало, порядка 0.3 — 0.8 Ома на км длины кабеля. Но все же оно есть и при больших токах на линии потери могут быть заметными.

Подбор сечения кабеля

Для того, чтобы подобрать кабель нужного сечения не нужно ничего рассчитывать. Можно конечно задаться потребляемым током, допустимым просадом, например ток в системе 100А и просад не более 0.5 В, и посчитать нужное сечение кабеля, с учетом длины линии. Делать это не обязательно. Есть старое эмпирическое правило по подбору сечения силового кабеля, которое для простоты называют «пять ампер на квадрат»:

Оно основано на том, что длина линии от источника до потребителей (до усилителей) не превышает 5м. Это 99% всех случаев. Что означает это правило? Это норма на плотность тока. При плотности тока пять ампер на квадратный миллиметр, потери на кабеле длиной до 5 метров будут не более 0.5В Именно не более 0.5, это важно, при максимальном, а не рабочем, токе.

Как пользоваться этим правилом? Берете усилитель и смотрите какой у него номинал предохранителя. Если их несколько, считайте общий номинал. Если у вас несколько усилителей и вы будете питать их одним кабелем, складываем номиналы их предов. Принимаем полученный результат за максимальный потребляемый ток. Реальный рабочий будет заметно меньше. Делим максимальный ток на 5 и получаем нужное сечение кабеля(«5А на 1кв мм).

Далее берем следующее большее стандартное сечение кабеля.Пример. Имеем усилитель Oris TA-150.4 На нем установлен предохранитель номиналом 100А. Обычно производитель закладывает запас 10-20% при подборе предохранителя. Принимает максимальный ток за 100А. Делим 100 на 5, получаем 20 квадратов. Для питания такого усилителя понадобится кабель сечением не менее 20 кв мм. Выбираем следующее стандартное сечение кабеля — 25 кв мм. Все. Для питания усилителя Oris TA-150.

4 необходим и достаточен кабель сечением 25 квадратных миллиметров. Можно применить кабель большего на один размер сечения, хуже не будет. Будет ли лучше? Практика показывает, что ,если брать кабель на два и более размера больше, лучше точно не будет. Потери на кабеле и так стремятся к нулю.

Пользуйтесь правилом «пять ампер на квадрат», подбирайте необходимое сечение кабеля или на размер больше. Покупать более толстый кабель будет не целесообразно.

Просад живет не только на кабеле. А, например, еще и на предохранителе.

Подбор предохранителя

Предохранитель на силовой линии должен быть обязательно и должен быть установлен не далеко от источника питания. В аварийной ситуации он должен защитить источник питания от короткого замыкания. Не важно что произошло, перетерся кабель и замкнулся на массу, или сгорел усилитель и его как-то закоротило. Предохранитель должен сработать, чтобы не загорелась проводка.

Принцип работы плавкого предохранителя прост и основан на законе Ома для полной цепи.

Где Un — падение напряжения на элементах системы: на проводке, преде, на самом усилителе, и т.д.

Все это просады в своем роде, но падение напряжения на усилителе мы так не называем. Величина падения напряжения зависит на прямую от сопротивления элемента системы и всегда во много раз меньше чем падение напряжения на главном звене — усилителе. Пока все хорошо, потери на кабеле и предохранителе не значительные, все работает. Теперь представим что произошло некоторое ЧП. Проводку закоротило.

Из всех элементов системы, подключенных к источнику питания (аккумулятору), остается только силовой кабель и предохранитель (усилитель выпал из системы). И вся его энергия будет рассеиваться именно на кабеле и на преде. Кто из них сгорит раньше, провод или пред? Чтобы сгорел предохранитель, нужно чтобы просад на нем был на много больше. Тогда он стабильно сработает. Поэтому предохранитель должен быть подобран строго по кабелю.

Не по потребляемому току, а именно по сечению кабеля.

Номинал предохранителя подбирается так же по правилу «пять ампер на квадрат». Только в обратную сторону. Допустим вам надо подобрать предохранитель для кабеля сечением 25 квадратов, который питает тот же усилитель Oris TA-150.4 Умножаем 25 на 5, получаем нужный номинал в 125А. Следующий больший по номиналу 150А.

Если силовая проводка подобрана согласно описанному правилу, система работает стабильно, с хорошим запасом и в случае коротыша предохранитель срабатывает четко. Потери на кабеле и предохранителе очень малы. Исключать предохранитель не стоит. Так иногда делают на соревнованиях, чтобы уменьшить просад. Но на повседнев это нам совсем не нужно.

Области применения быстродействующих предохранителей

Широкое распространение силовых полупроводниковых преобразователей определило рост применения быстродействующих предохранителей. Силовые полупроводниковые преобразователи используются для экономичного преобразования электрической энергии при автоматизации производственных процессов, механизации трубопрокатных и трубоэлектросварочных производств, питания и управления компрессорами и насосными станциями нефте- и газопроводов, горнодобывающей промышленности. Остановимся на специфике применения быстродействующих предохранителей в отдельных отраслях.

Компания Bussmann имеет специально разработанные решения для применения на железнодорожном и электротранспорте. Специфика определяется в первую очередь применением в цепях постоянного тока для большого диапазона токов и напряжений. Об особенностях применения в цепях постоянного тока мы уже говорили выше, в частности, в связи с более сложным процессом гашения дуги требуется использование более качественных материалов и увеличение физических размеров предохранителя. Особенностью тяговых преобразователей электроподвижного состава является к тому же эксплуатация в условиях непрерывных механических воздействий, циклических токовых перегрузок, большой индуктивности нагрузки, широкого диапазона климатических факторов, что накладывает ужесточение требований к применяемым предохранителям. В линейке для железнодорожного и электротранспорта у Bussmann есть предохранители для тяговых преобразователей, систем управления и контроля, преобразователей напряжения, вспомогательных систем подвижного состава (Рис.15).

Рис.15. Применение предохранителей Bussmann в цепях подвижного состава.

Ещё одной характерной областью применения быстродействующих предохранителей Bussmann является металлургическая отрасль.

Производство стали в дуговых сталеплавильных печах требует токов до 100кА при напряжении более 1000 В. Процесс хлорного электролиза требует постоянных токов до 300-350kA и напряжения до 1000 В постоянного тока. Медь, цинк, свинец, никель, кадмий и т.п производятся также с применением больших токов. Для питания электролизных ванн в цветной металлургии применяются силовые выпрямительные установки на номинальный ток до 100 кА при напряжении до 1000 В. Эти установки характеризуются большим количеством параллельно соединённых выпрямительных модулей и необходимостью обеспечения непрерывности питания. В ряде случаев, при аварии, вызванной одиночным отказом полупроводникового модуля, когда аварийный ток достигает 150-200 кА, возможно образование дуги, сопровождаемое взрывом. Взрывы полупроводников, вызванные отсутствием, либо невысоким качеством защитных устройств, приводят к тяжёлым последствиям – разрушению конструкции преобразователя, нарушению сложных технологических процессов, дорогостоящему ремонту. Быстродействующий предохранитель призван при пробое соответствующего полупроводника (тиристора, IGBT),соединённого последовательно с ним, своевременно сработать и отключить его, и это не должно критически сказаться на работе преобразователя. Для удовлетворения растущего спроса на допустимые нагрузочные способности по току специалистами Bussmann был разработан предохранитель 5 размера в единой конструкции, которая оптимизирует температурный режим предохранителя как при принудительном обдуве, так и при одно- или двустороннем водяном охлаждении (Рис.16).

Рис.16. Специальные предохранители Bussmann 5 размера для металлургической отрасли.

Ещё одно достаточно специфичное применение предохранителей Bussmann- оборудование солнечной энергетики (Рис.17). Солнечные системы для выработки электроэнергии состоят из массивов фотоэлементов и инверторов. Предохранители используются как для защиты линеек элементов солнечных панелей, подмассивов и массивов, так и для защиты связанных инверторов. Особенности солнечной энергетики — высокое напряжение постоянного тока, низкий выходной ток, очень низкие токи короткого замыкания, чувствительность к повреждению перенапряжением определяют и специфику защитных устройств. Bussmann производит весь спектр предохранителей для оборудования солнечных систем. В диапазоне есть цилиндрические предохранители с различным исполнением контактов для защиты линеек фотоэлементов (10×38мм 600В, 14×51мм 1000V/1100В, 14×65 мм 1300/1500В постоянного тока),а также прямоугольные предохранители разных типоразмеров на 1000/1500 В постоянного тока для защиты целых массивов. В ассортименте также различные держатели и прочие аксессуары. Предохранители с характеристикой gPV способны срабатывать при токе, всего в 1.3 превышающем номинальный, что является их характерной особенностью.

Рис.17. Предохранители с характеристикой gPV для защиты солнечных батарей.

Также стоит напомнить о широком применении быстродействующих предохранителей в цепях защиты полупроводников частотных преобразователей, устройств плавного пуска, приводов электродвигателей, использующихся в составе производственного оборудования различных отраслей промышленности, источников бесперебойного питания, преобразователей напряжения, оборудования альтернативных источников энергии и т.д.

Подобрать и купить предохранитель необходимого номинала можно в интернет-магазине bussfuse.ru (ООО «Айтекс»). Bussmann является ведущей компанией в мире по количеству выпускаемых моделей плавких предохранителей, а также предлагает наиболее широкий ассортимент быстродействующих предохранителей на мировом рынке. Наша компания является официальным представителем Bussmann на территории Российской федерации, поэтому заказывая у нас вы можете быть уверенными, что приобретаемые предохранители являются оригинальным продуктом Bussmann.

Авторы

1. Виталий Хаймин
2. Руслан Черекбашев

Типы плавких предохранителей

По назначению и конструкции плавкие предохранители бывают следующих типов:

• Вилочные (в основном применяются для защиты электропроводки и приборов в автомобилях);
• С слаботочными вставками для защиты электроприборов с током потребления до 6 ампер;
• Пробковые (устанавливаются в щитках жилых домов, рассчитаны на ток защиты до 63 ампер);
• Ножевые (применяются в промышленности для защиты сетей при токе потребления до 1250 ампер);
• Газогенерирующие;
• Кварцевые.

Рассмотренная в статье технология ремонта предназначена для восстановления вилочных, со слаботочными вставками, пробковых и ножевого типа предохранителей.

Трубчатые плавкие предохранители

Предохранитель трубчатой конструкции представляет собой стеклянную или керамическую трубочку, закрытую с торцов металлическими колпачками, которые соединены между собой проволокой калиброванной по диаметру, проходящей внутри трубочки. Внешний вид трубчатых плавких предохранителей Вы видите на фотографии.

К колпачкам проволока приваривается точечной сваркой или припаивается припоем. В предохранителях, рассчитанных на очень большие токи, часто полость внутри трубочки заполняют кварцевым песком.

Автомобильные плавкие предохранители

Предохранители в автомобилях выходят из строя очень редко. Обычно только в случаях, когда отказывает оборудование. Чаще всего при перегорании лампочек у фар. Дело в том, что когда обрывается нить накаливания у лампочки, образуется Вольтова дуга, нить при этом сгорает и становится короче, сопротивление резко уменьшается и величина тока многократно увеличивается.

Бывает, плавкий предохранитель в автомобиле сгорает и при заклинивании стеклоочистителей. Реже при коротких замыканиях в электропроводке. На фотографии Вы видите широко применяемые автомобильные плавкие предохранители ножевого (вилочного) типа. Под каждым предохранителем приведен ток его защиты в амперах.

Перегоревший предохранитель в авто положено заменять предохранителем такого же номинала, но можно его и отремонтировать, заменив перегоревший в предохранителе провод медным соответствующего диаметра. Напряжение бортовой сети автомобиля значения не имеет. Главное – соответствие тока защиты. Если трудно определить номинал сгоревшего авто предохранителя, то можно воспользоваться цветовой маркировкой.

Самодельная плавкая встака из проводника ,выбор по сечению

Ни в коем случае нельзя принимать самостоятельное изготовление плавких вставок ЗА НОРМУ. Установку подобных изделий можно рассматривать как ВРЕМЕННУЮ МЕРУ.

Диаметры МЕДНОГО провода для плавкой вставки предохранителя

Для ремонта предохранителей на ток защиты от 0.25 до 50А

Для ремонта предохранителей на ток защиты от 60 до 300А

Лучшие модели автоматических предохранителей

Российские модели

Российская промышленность по выпуску автоматических предохранителей за последнее время сделала большой рывок. Применяются новые технологии изготовления корпусов. По-новому собирается контактная группа. Улучшился дизайн. Для частных лиц и предприятий выбор вводного автомата стал намного шире и по качеству не хуже чем лучшие европейские бренды.

Контактор

Рейтинг: 4.7

Отечественное предприятие «Контактор» на первом месте в нашем рейтинге. Завод изначально делал классические автоматы. Теперь он переориентирован на промышленные образцы 380 В. Есть в линейке предприятия и бытовая серия «КПРО» с поддержкой силы тока до 100 А. Но в основном спецификация «Контактор» промышленные экземпляры для электродвигателя рассчитанные на силу тока до 1600 А, которые должны защищать промышленное оборудование. В линейке «протона» есть и модели трехфазного автомата «Электрон» номиналом в 6300 А.

Достоинства

• модели оснащены регулировкой срабатывания при КЗ или перегрузки;
• широкая линейка автоматов от 16 до 6000 А;
• вся продукция сертифицирована для продажи в Таможенном союзе.

Минусы

• не очень хорошо проработан дизайн;
• выключателей в бытовом назначении очень мало;
• дороговизна моделей;
• монтажные контакты не утоплены в автоматический предохранитель.

КЭАЗ

Рейтинг: 4.7

Завод с историей. Открылось предприятие еще в 1945 г. Выпускает как классические автоматы, так и приборы марки KEAZ Optima, в которых можно заметить уже новые мощности автомата и ноу-хау.

Производят автоматы и для переменного тока и для постоянного. Все мастера наладчики электрического оборудования отмечают хороший дизайн приборов и простоту их монтажа. Если вы выбираете, какие автоматы ставить в частном доме вам сюда.

Достоинства

• есть разные виды – можно подобрать защиту, для разных линий, в которых используются и постоянный и переменный ток;
• приемлемая цена;
• компактный дизайн.

Недостатки

небольшой срок службы (1–2 года).

DEKraft

Рейтинг: 4.6

Электрические автоматы под общим брендом DEKraft, выпускаются на российском предприятии «Delixi Electric». Эта продукция широко известна не только в России и СНГ но и за рубежом.

Правда, в Европе они больше известны по другим названием — Himel. В основном сконцентрированы в Китае из соображений снижения себестоимости конечной продукции.

Такая политика позволила снизить цену на автомат и продлить срок его службы. Анонсировано что размыкатель выдержит не менее 6000 циклов размыкания контактов при коротком замыкании. А при медленном нарастании нагрузки, когда проводка уже начинает греться, размыкатель может разъединить электрическую цепь не менее 25000 раз!

Достоинства

• все предприятия компании прошли международную сертификацию;
• хорошо налажена оптовая поставка по всем регионам России;
• покупателю легко понять какой автомат перед ним — все подписи на русском языке.

Недостатки

• максимальный ток 63 А;
• максимально допустимое сечение подводящих кабелей 25 мм².

Лучшие зарубежные компании

В нашей стране всё еще популярны зарубежные бренды. Считается что это более качественная и долговечная продукция. Поэтому в нашем обзоре представлена продукция и зарубежных производителей.

ABB

Рейтинг: 4.9

Эта ярко-красная аббревиатура хорошо известна профессиональным электрикам, благодаря широкой линейке автоматических выключателей от 0.5 до100 А.

И рядовые пользователи, и профессионалы отмечают надёжный пластиковый корпус и рычаг управления, который не обломается даже при многократном цикле отключить/включить. Не зря профессиональные электрики выбирают эти автоматические выключатели для квартирной щитовой.

Достоинства

• размеры корпуса прерывателя позволяют поставить без труда в щиток;
• высокий уровень безопасности;
• удобство при монтаже;
• можно приобрести и четырех-полюсные модели автоматических выключателей.

Недостатки

• дороговизна;
• крепления на дин рейку довольно хрупкие;
• нет или мало приборов типа D.

Legrand

Рейтинг: 4.8

В каталоге французской компании можно выбрать автоматы серии DRX — соответствует нагрузке для промышленного применения и серии DX, RX, TX для бытового применения. Корпуса приборов в квартиру пылезащищенные.

Номинал по току от 6 А до 630 А, включая 125, 260, 320 и 400 А. Такой широкий диапазон позволяет подобрать предохранитель, как для бытовых нужд, так и для крупных производств.

Достоинства

• есть автоматы с полюсами от 1 до 4-х;
• на корпусе есть лазерный штрих-код.

Недостатки

• редко, но попадаются модели с браком;
• небрежно выполнен тумблер;
• дороговизна.

Замена предохранителя

При замене предохранителя, во избежание поражения электрическим током, обязательно отключите электроприбор от сети!

Есть такое негласное правило, если после второй замены предохранитель опять перегорел, ищи неисправность в самом электроприборе. Значит надо ремонтировать электроприбор.

Ни в коем случае не устанавливайте предохранитель на больший ток, такие попытки однозначно приведут к еще большему повреждению устройства вплоть до его не ремонтопригодности!

Будьте внимательны при покупке нового предохранителя. Правильно определите тип и номинальный ток кандидата на замену. Приобретать электронные компоненты лучше у проверенных поставщиков, гарантирующих качество продукции, как пример – компания Conrad Electronic.

Берём справочник…

При наличии справочника по изоляционным материалам задача сильно упрощается. В этом случае начинают со строительных определений:

1. Количества тепла – энергия, отданная или принятая за определённый промежуток времени (см. выше). В строительстве измеряется в Вт с (а в физике – в джоулях).
2. Теплопроводностью называется величина, показывающая, сколько энергии (Вт с) проходит за единицу времени (с) сквозь один квадратный метр поверхности (кв.м = мм) через единицу толщины перекрытия (м) при единичной разнице температур (К или градус Цельсия). Единица выглядит, как: Вт с м/с кв.м К = Вт/м К.
3. Коэффициент (теплопроводности) теплопередачи вычисляется, как теплопроводность, деленная на толщину перекрытия. Единица измерения: Вт/кв.м К.
4. Сопротивление теплопередаче – величина, обратная коэффициенту теплопередачи материала. Иногда значение может фигурировать в контексте теплоизоляции. Тогда соотношение величин можно определить по единице измерений, приведенной выше.
5. Коэффициент сопротивления теплопередаче – величина, обратная коэффициенту теплопередачи.
6. Коэффициент теплообмена показывает, сколько энергии (Вт с) за секунду обменивается с квадратного метр (кв.м) поверхности при разнице температур между поверхностью материала и воздухом в 1 К (К или градус Цельсия). Единица измерения: Вт/кв.м К.
7. Сопротивление (поверхности) теплообмену – величина, обратная коэффициенту теплообмена.
8. Плотность материала показывает, сколько кг весит 1 кубометр вещества. Важный параметр, поливинилхлоридный пенопласт намного легче изоляции провода ПВ-1. При отсутствии данных по последнему предпринимают попытку аппроксимировать значение.
9. Влагосодержание материала в этом, отдельно взятом случае, роли не играет. Разве что вокруг влажная стена, тогда факт учитывается сообразно ситуации.

Общий коэффициент теплопередачи складывается, таким образом, из трех компонентов:

1. Отдача тепла ограждению от источника (провода).
2. Прохождение тепла через изоляционный материал кембрика.
3. Отдача тепла от наружной поверхности кембрика окружающему пространству.

Единица измерения по-прежнему Вт/кв.м К. Указанную величину нужно вычислить согласно найденным справочным данным. Потом поделить на нее площадь кембрика на рассматриваемом участке. Полученная цифра умножается на неизвестную разницу температур и приравнивается к мощности, найденной из закона Джоуля-Ленца. Климатические условия помещения полагаются известными. Так получают предполагаемую температуру жилы кабеля при известном потребляемом электрическом токе.

Полученное значение сравнивается с эксплуатационным данными провода. Если температура выше нормы, ток нужно уменьшить, либо следует выбрать иной провод (с более толстой жилой, либо другим типом изоляции).

Ремонт предохранителя

Типичные обыватели считают, что предохранители не подлежат ремонту, на самом деле это не так. Большинство типов предохранителей можно отремонтировать и дать им вторую, третью и т.д. жизни. Корпус предохранителя, как правило, разрушается крайне редко, перегорает проволока внутри, вот в ее замене и заключается ремонт. Основная задача при этом использовать проволоку аналогичную той, что была в предохранителе.

Если заменить предохранитель надо очень быстро, а запасного под рукой не оказалось, то можно воспользоваться следующим способом:

Снять с проволоки подходящего диаметра лакокрасочное покрытие (зачистить ее до блеска) и намотать на каждый контакт предохранителя по несколько витков, после чего вставить предохранитель в держатель. Этот способ в простонародии называется – «жучок». С его помощью можно очень быстро проверить исправность прибора, но он не надежен и может быть использован, как временное решение проблемы.

Следующий способ, так называемый «заводской». Для ремонта потребуется паяльник, и возможно дремель или шуруповерт, но предохранитель после ремонта будет выглядеть как будто он только что с завода.

Разогрейте паяльником торцы контактов-чашек и освободите отверстия в торцах от припоя воспользовавшись зубочисткой или чем-то подобным. Бывает, что отверстия слишком малы или совсем отсутствуют, тогда придется их просверлить. Используйте сверло не большого диаметра 1 – 2 мм.

Проденьте через отверстия проволоку подходящего диаметра и припаяйте ее к контактам-чашкам.

Предохранитель готов!

Автоматы или предохранители перед УЗИП

Чтобы сохранить в доме бесперебойное электроснабжение, необходимо также установить автоматический выключатель, который будет отключать узип. Установка этого автомата обусловлена также тем, что в момент отвода импульса, возникает так называемый сопровождающий ток.

Он не всегда дает возможность варисторному модулю вернуться в закрытое положение. Фактически тот не восстанавливается после срабатывания, как по идее должен был.

В итоге, дуга внутри устройства поддерживается и приводит к короткому замыканию и разрушениям. В том числе самого устройства.

Автомат же при таком пробое срабатывает и обесточивает защитный модуль. Бесперебойное электроснабжение дома продолжается.

При этом многие специалисты рекомендуют ставить в качестве такой защиты даже не автомат, а модульные предохранители.

Объясняется это тем, что сам автомат во время пробоя оказывается под воздействием импульсного тока. И его электромагнитные расцепители также будут под повышенным напряжением.

Это может привести к пробою отключающей катушки, подгоранию контактов и даже выходу из строя всей защиты. Фактически вы окажетесь безоружны перед возникшим КЗ.

Поэтому устанавливать УЗИП после автомата, гораздо хуже, чем после предохранителей.

Есть конечно специальные автоматические выключатели без катушек индуктивности, имеющие в своей конструкции только терморасцепители. Например Tmax XT или Formula A.

Однако рассматривать такой вариант для коттеджей не совсем рационально. Гораздо проще найти и купить модульные предохранители. При этом можно сделать выбор в пользу типа GG.

Они способны защищать во всем диапазоне сверхтоков относительно номинального. То есть, если ток вырос незначительно, GG его все равно отключит в заданный интервал времени.

Есть конечно и минус схемы с автоматом или ПК непосредственно перед УЗИП. Все мы знаем, что гроза и молния это продолжительное, а не разовое явление. И все последующие удары, могут оказаться небезопасными для вашего дома.

Защита ведь уже сработала в первый раз и автомат выбил. А вы об этом и догадываться не будете, потому как электроснабжение ваше не прерывалось.

Поэтому некоторые предпочитают ставить УЗИП сразу после вводного автомата. Чтобы при срабатывании отключалось напряжение во всем доме.

Однако и здесь есть свои подводные камни и правила. Защитный автоматический выключатель не может быть любого номинала, а выбирается согласно марки применяемого УЗИП. Вот таблица рекомендаций по выбору автоматов монтируемых перед устройствами защиты от импульсных перенапряжений:

Если вы думаете, что чем меньше по номиналу автомат будет установлен, тем надежнее будет защита, вы ошибаетесь. Импульсный ток и скачок напряжения могут быть такой величины, что они приведут к срабатыванию выключателя, еще до момента, когда УЗИП отработает.

И соответственно вы опять останетесь без защиты. Поэтому выбирайте всю защитную аппаратуру с умом и по правилам. УЗИП это тихая, но весьма своевременная защита от опасного электричества, которое включается в работу мгновенно.

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 потребляемым 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 ниже приведенной таблицы определить какого диаметра нужен провод.

Реле напряжения DigiTOP

Реле имеет привлекательный внешний вид. Никаких лишних крутящихся неудобных переключателей. Цифровое табло и три функциональные кнопки.
Первая — при кратковременном нажатии показывает нижний предел срабатывания, третья — верхний. Чтобы изменить заводской параметр (Umin=170В — Umax=250В) держите нажатой кнопку несколько секунд. Если нажать одновременно на первую и третью клавиши появятся настройки задержки времени повторного включения. Средняя кнопка играет информативную роль и показывает напряжение из-за которого сработало реле.

При первом подключении к сети, показания на табло начинают мигать. Это означает, что реле разомкнуто и U на выходе нет. Через 15 сек при нормальных значениях напряжения питания реле автоматически само сработает и включится.

Паспортная погрешность показаний максимум 5 Вольт.

Для перехода в режим настройки вольтметра необходимо при выключенном питании прибора нажать обе кнопки и включить питание.На индикаторе отобразится какое-то значение напряжения на входе прибора и будут мигать точки внизу каждой цифры. Далее кнопками «БОЛЬШЕ» или «МЕНЬШЕ» можно выставить необходимое значение напряжения по эталонному прибору. Для выхода из этого режима надо отключить питание.

Цена самой популярной модели реле 220В для квартир под ток до 40А — в пределах 3000 руб.

Марка V-Protector – защищает только от скачков напряжения.

Если его зажать с двух сторон автоматами, то теплоотдаче резко снизиться и при номинальных токах оно будет ложно отключаться.

• нормальная работа поддерживается при температурах от +5С. Поэтому реле только для установки внутри квартиры и никаких щитовых в подъездах.
• одно и трехфазное исполнение
• номинальные токи от 16А до 63А

Схема подключения:

Серия VA-Protector – реле тока и реле напряжения объединенные в одно целое.

• срабатывает при превышении нагрузки по току
• номинальные токи от 32А до 63А
• если ток превысит номинальный, отключит нагрузку за время 10мин. Если максимальный (короткое замыкание) – за время 0,04 секунды.
• на экран реле выводится как напряжение, так и нагрузка (в амперах)

Есть еще реле DigiTOP MP-63. Разница заключается в выводе на экран помимо напряжения и тока, еще и значения нагрузки в кВт.

Схема подключения аналогична вышеприведенным.

Подводя итого вышеизложенному, вот на что следует обращать внимание в первую очередь при выборе реле напряжения 220в для дома и квартиры:

• подключается напрямую или в паре с контактором
• сколько модулей занимает в электрощитке
• номинальный ток
• наглядность и простота настроек и подключения
• температура эксплуатации (где будете монтировать — улица, подъезд, квартира)
• функциональность (наличие тепловой защиты, защита по току)
• сечение провода для клеммных зажимов
• стоимость

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название – плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

Особенности замены автоматического выключателя в щите

Теперь разберемся с тем, как заменить пробки на автоматы, что позволит повысить электробезопасность и защитит проводку от больших токов. На данный момент пробки уже не выпускаются, в связи с чем пользователи заменили старый провод новым, более толстым и надежным, но в любом случае проводка остается незащищенной. Пробки для электрического счетчика все чаще заменяются автоматом, так как используются более мощные бытовые приборы с соответствующими требованиями. Даже начинающий электрик способен справится с данной задачей.

Прежде чем приступать к работам, следует обесточить участок электросети. ПУЭ запрещают работать с электросчетчиками и прочими устройствами, находящимися под напряжением. Бывает, что нет возможности отключить напряжение, а замену произвести нужно. Здесь следует ознакомиться с устройством щитков, которые бывают нескольких видов.

Если речь идет о подъездном щите, то для каждой квартиры предусмотрен свой пакетный выключатель, счетчик и две пробки (фаза и ноль). Для снятия напряжения в таком щите отключается пакетный выключатель. В квартирах расположен счётчик, монтированный на основание из карболита. Над ним находится две пробки: фаза и ноль. Чтобы снять напряжение, достаточно выкрутить фазу.

Замена предохранителя

Если пробки все же не получилось отключить, есть определенная последовательность действий при таких работах. Сначала определяется пробка, по которой проходит фаза. Для этого потребуется снять защитный кожух с аппарата и использовать для проверки индикатор напряжения.

Со счетчика идет фазовый провод, находящийся на верхней клемме пробки. На второй пробке расположен ноль. Фазовый провод, точнее его крепление, аккуратно откручивается при помощи изолированной отвертки, после чего отводится в сторону.

Важно! Данный провод остается под напряжением, поэтому требуется его изоляция. Если он недостаточной длины, на него надевается клеммник, не требующий изоляции

Откручиваются все провода от пробок, которых всего 4. Для выбора подходящего автомата опираться нужно на сечение провода. Если это алюминиевый провод с сечением 2.5 мм², то автомат должен быть 16А, если 4мм² – 25А. Если в помещении установлена крупная бытовая техника, к примеру, стиральная машина, ей требуется отдельный автомат, а также защита УЗО.

Далее в специализированном магазине подбираются 2 автомата 16А, УЗО на 40А. Для автоматов и УЗО достаточно небольшого щитка, предусматривающего шину для рабочего нуля. Щиток примеряется к основанию из карболита, после чего отмечаются и просверливаются отверстия.

Подводимые провода должны быть заранее подготовлены и удлинены посредством клеммника. К нулевой шине производится крепление верхнего и нижнего провода от нулевой пробки. К левому автомату подключают провод под напряжением. К клеммнику добавляется отрезок необходимой длины и заводится за автомат. К верхней клемме второго предохранителя посредством шлейфа подключается автомат стиральной машины.

На территории России каждый год случаются всевозможные аварии, связанные с тем, что электролинии или оборудование работает неисправно. Избежать этого можно, но необходимо в процессе проектирования и обслуживания закладывать в проект надежное защитное оборудование высокого качества. Автоматические предохранители устанавливаются и в квартирах, а о том, как поменять пробки, написано выше. При выборе устройства следует знать основные параметры и нюансы, тогда электропроводка не будет вызывать проблем при эксплуатации в дальнейшем.

Причины перегорания предохранителей

Начнем с самого важного — с причин перегорания предохранителей. Ведь просто так нечего не происходит и прежде чем ставить «жучек», необходимо определиться с причинами поломки предохранителя.

Их может быть несколько:

Плавкие вставки. Как выбрать и расчет тока. Работа и применение

Плавкие вставки – электротехнические элементы для защиты аппаратуры от короткого замыкания и перенапряжения посредством отключения электроэнергии при превышении предельных значений токовых нагрузок. Размыкание цепи происходит вследствие расплавления предохранительной проволоки определенной толщины. Промышленности известны несколько типов данных устройств. Все они различаются внутренними и внешними конструктивными особенностями, а функционируют по единому принципу.

Сейчас с целью защиты квартирного электрооборудования используют более практичные многоразовые автоматы, однако до сих пор встречаются одноразовые плавкие вставки в пробках. Особенно они актуальны для помещений временных и старых построек, где установка эффективных современных щитков экономически неоправданна. В бытовых приборах же альтернативы классическому предохранителю по-прежнему нет.

Плавкие вставки активно используются и в промышленности. От них может зависеть работоспособность целого завода или инженерной сети. Промышленные предохранители лучше не покупать с рук, на рынке или в непроверенных организациях. Мудрое решение — обратиться к профессионалам в области электроники, например, в интернет-магазин Conrad.ru. В подобных вопросах скупой платит не дважды, а трижды

Где взять величины сопротивления материалов передаче теплу

Если не удалось найти специализированный строительный справочник либо подходящую таблицу, решение найдётся. Несложно заметить, в интернете много данных для оконного профиля, но найти нужные данные на ПВХ едва ли получится. Предлагается разыскать в сети хороший онлайн калькулятор для расчета тепловых потерь через перекрытия.

Программа написанная на сетевом языке (JAVA, PHP) позволяет рассчитать тепловые режимы для сложных конструкций. И во многих случаях даст готовый ответ. Проверить результат нужно минимум в трех местах, избранные калькуляторы откровенно врут. Причем тестирование на достоверность следует вести на простом примере: дерево либо кирпич. В сложном легко и самому ошибиться.

Калькулятор имеет встроенный справочник, где приведены сопротивления ряда утеплителей. И это непременно поможет в расчетах. При выборе материалов нужно учитывать плотность. К примеру, пенопласт ПХВ-1 обнаруживает (согласно данным smartcalc.ru) плотность и 10, и 125 кг на кубометр. Понятно, что характеристики материалов сильно отличаются.

Выбираем диаметр провода предохранителя – разбираем все тонкости вопроса

Самодельный предохранитель из медной проволоки может стать отличным временным способом заменить перегоревший предохранитель. Но если вы решились на такое, то крайне важно правильно подобрать сечение того самого проводника, который вы будете использовать. Почему это важно, каковы причины перегорания предохранителей и способы временного устранения этого неудобства мы и рассмотрим в нашей статье.

Как определить номинал предохранителя по корпусу и на плате

Прежде чем поменять что-то испортившееся, необходимо понять, что же все-таки испортилось. В нашем случае перегорело. Надеяться здесь стоит только на надписи на самой плате или на предохранителе, ибо другие методы узнать какой же это был номинал предохранителя весьма зыбки и безосновательны. Ведь исправный предохранитель ничего и не покажет как нулевое сопротивление, а неисправный обрыв. При этом не отдавать же его на анализ в лабораторию, дабы узнать какой это был материал. Смотрим примеры обозначения предохранителей на плате и SMD элементов. Кстати, иногда вместо предохранителя могут использовать даже резистор.

Выводы

Чтобы ваша цепь не расплавилась и не загорелась, никогда не помешает установить предохранитель на входе. Для больших электролитических конденсаторов в некоторых недорогих потребительских товарах токоведущие дорожки печатных плат имеют меньший размер, поэтому при замыкании конденсатора дорожки на печатной плате плавятся, служа плавким предохранителем. Однако это не лучшее решение, поскольку медь имеет высокий температурный коэффициент, а процесс изготовления печатной платы не контролирует потребности вашего временного медного предохранителя.

Вам лучше установить небольшие предохранители для поверхностного монтажа, которые работают более предсказуемо. Таким образом, когда техник заменяет «пробитые» электролитические конденсаторы, он или она может припаять новый предохранитель. При быстрой доставке конденсаторы и предохранители можно заказать во время обеда, и они прибудут в 10:00 на следующий день. А еще лучше, что не будет следов расплавленного металла на печатной плате (PCB). Если их отремонтировать с помощью шинного провода, то ток плавления будет слишком велик, и продукт может загореться при следующем пробое электролитического конденсатора.

Расчёт проводников для плавких предохранителей

где: d – диаметр проводника, мм; k – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

где: m – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

Формула (1) применяется для малых токов (тонкие проводники d=(0,02 – 0,2) мм), а формула (2) для больших токов (толстые проводники). Таблица коэффициентов.

Диаметр проводника для использования в плавком предохранителе рассчитывается по формулам: Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):

Для больших токов (толстые проводники):

Количество теплоты выделяемое на плавкой вставке рассчитывается по формуле:

где: I – ток, текущий через проводник; R – сопротивление проводника; t – время нахождения плавкой вставки под током I.

Сопротивление плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где: p– удельное сопротивление материала проводника; l – длина проводника; s – площадь сечения проводника.

Для упрощения расчетов сопротивление принимается постоянным. Рост сопротивления плавкой вставки вследствие повышения температуры не учитываем.

Зная количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки, можно рассчитать время расплавления по формуле:

где: W — количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки; I — ток плавления; R — сопротивление плавкой вставки.

Оценка скорости срабатывания предохранителя

После того, как вы выбрали комплект предохранителей, возможно, в связи с этими усилиями вам следует удостоверится, что скорость срабатывания плавкой вставки соответствует требованиям вашего приложения. Быстродействующий предохранитель сгорит быстро, прежде чем провода или дорожки печатной платы успеют нагреться. Тем не менее, быстрое перегорание может стать причиной неприятного сбоя из-за кратковременной перегрузки.

Лампы накаливания, ёмкостная нагрузка, а также линейные и импульсные источники питания имеют большой импульс тока при включении. Задача немного усложняется в отношении нагрузок, питаемых от сети переменного тока, так как при включении бросок переменного тока может быть менее серьезным, если момент включения совпадет с моментом перехода напряжения через нуль. Вы должны также учитывать условие, когда вы подключаете питание в момент амплитудного значения напряжения. Это создаст хоть и короткий, но значительный импульс тока, который может сжечь плавкую вставку.

Как выглядят и действуют предохранители из медной проволоки.

По своему внешнему виду предохранитель — это стеклянная или керамическая колба, внутри которой натянута медная калиброванная проволока. Она присоединяется к контактам элемента, расположенным в металлических колпачках, с помощью пайки или точечной сварки. Диаметр проволоки зависит от того тока, на который рассчитан предохранитель. Колба (трубка) изделия с большим номинальным током иногда заполняется кварцевым песком. Из-за своего внешнего вида такие предохранители получили название трубчатых.

Еще одним распространенным видом данного устройства являются автомобильные плавкие вставки ножевого типа. В зависимости от номинала тока они окрашиваются в разные цвета:

• 5 А — оранжевый;
• 7,5 А — коричневый;
• 10 А — красный;
• 15 А — голубой;
• 20 А — желтый;
• 25 А — бесцветный (прозрачный);
• 30 А — зеленый;
• 40 А — фиолетовый;
• 60 А — синий;
• 70 А — черный.

Принцип действия вставки предельно прост. Предохранитель включается в сеть, и по проволоке начинает течь электрический ток. Проволока при этом нагревается. До тех пор, пока ток не превышает номинал, заложенный в предохранителе, температура проволоки сохраняется на уровне примерно 70 градусов Цельсия. Как только значения тока превышают допустимые границы, нагрев проволоки увеличивается до температуры плавления меди, она теряет свою целостность, разрывая таким образом электрическую цепь. Происходит все это очень быстро, практически за доли секунды. Именно из-за такого принципа действия предохранители с медной проволокой и получили название плавких вставок.

Существуют разные типы и виды подобных вставок. Но независимо от этого все они действуют одинаково: входящая в их состав медная проволока расплавляется, и течение тока прерывается.

Очень важно понять, что предохранитель «срабатывает» именно при превышении допустимого значения тока, а вот напряжение в сети не имеет для него никакого значения. Другими словами, один и тот же элемент может быть установлен и в 12-вольтовом зарядном устройстве, и в однофазной, и в трехфазной сети.

Естественно, может возникнуть вопрос: мы говорим о том, что устройство защищает от скачков напряжения в сети, и тут же утверждаем, что напряжение для него не важно, как такое возможно? На самом деле здесь достаточно вспомнить школьный курс физики, а именно закон Ома, который гласит, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональная напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению. Другими словами, чем выше напряжение, тем выше и сила тока, учитывая, что сопротивление проводника (медной проволоки определенного диаметра) в любом случае остается неизменным.

Перегореть вставка может не только из-за скачков напряжения в сети, то есть из-за превышения номинальных показателей тока, но и из-за неисправности внутри самого прибора, в котором он установлен. Определить причину выхода вставки из строя вы можете самостоятельно — если после двукратной замены элемент вновь перегорает, значит, неисправен сам прибор. Иногда случается и ситуация, когда причиной выхода из строя вставки является ее низкое качество, но такое встречается редко.

Предохранители переменного тока в цепях постоянного тока

Учитывая вышесказанное, рассмотрим пример проверки возможности применения конкретного предохранителя в цепи постоянного тока.Приведенная ниже информация относится конкретно к прямоугольным предохранителям стандартной серии на 660, 690, 1000 и 1250 В переменного тока. При этом в каталоге для них нет информации о возможности их использования в цепях постоянного тока. Тем не менее эти предохранители могут применяться в цепях, где используется постоянное напряжение. Однако, при этом необходимо провести определённый проверочный расчёт.

Отключающая способность предохранителей зависит от сочетания:

-максимального приложенного постоянного напряжения;

-постоянной времени цепи L/R; — минимального предполагаемого тока короткого замыкания Ipmin цепи;

— преддугового интеграла I2t выбираемого предохранителя.

Пример расчёта.

Исходная информация:

Используем параметры конкретного предохранителя 170M6149: 1100A, 1250 VAC,

I2t — 575.000 A2s

Прилагаемое напряжение E = 500V DC

Возможный ток короткого замыкания Ip = E/R = 500/16 = 31.3 kA

Постоянная времени L/R = 40 ms (0.64/16)

Рис.4. Условная схема рассчитываемой цепи.

Для расчётов используется ряд следующих зависимостей:

Шаг.1 График на рис.5 показывает зависимость максимума приложенного напряжения постоянного тока от L/R с 3 уровнями тока Ip в качестве параметра.

Необходимо выбрать кривую 1, 2 или 3 выше точки пересечения известного напряжения и постоянной времени. Находим точку пересечения для прилагаемого напряжения 500 В и постоянной времени, равной 40ms. Непосредственно выше этой точки пересечения находится кривая 2.

Если выше точки пересечения напряжения и постоянной времени нет никакой кривой, тогда должен быть выбран плавкий предохранитель с номиналом переменного напряжения более 1250 В.

Рис.5. Зависимость максимума приложенного напряжения постоянного тока от L/R

Шаг 2. Для правильного применения предохранителя необходимо использовать коэффициент F, связывающий I2t с предполагаемым током срабатывания Ipmin. На рис.6 показана зависимость коэффициента F от L/R. По параметру 2 (выбранной кривой 2) для постоянной времени L/R = 40 ms находим коэффициент F = 26,5.

Рис.6. Определение промежуточного коэффициента F в зависимости от постоянной времени.

Шаг 3. Для прилагаемого напряжения 500В по пересечению с кривой номинального напряжения используемого предохранителя находим пиковое напряжение дуги при срабатывании предохранителя.

Как видно из графика (Рис.7),для данного случая пиковое напряжение дуги при срабатывании предохранителя будет достигать значения 1900V.

Рис.7. Определение пикового напряжения дуги при срабатывания предохранителя.

Шаг 4.

Минимальный уровень тока (Ipmin) цепи должен соответствовать следующему условию:

Проверка с конкретными параметрами цепи показала, что отключающая способность выбранного предохранителя достаточна при следующих основных условиях:

1. Максимальное прилагаемое напряжение — 500V;
2. Постоянная времени 40мs ( допустимо до 46мs);
3. Минимальный необходимый ток срабатывания Ip — 20kA (имеем для данной цепи 31,3kA, что вполне соответствует условию);
4. Пиковое напряжение дуги при срабатывании предохранителя — 1900 В.

Повторимся, приведенная методика проверки применимости относится конкретно к прямоугольным предохранителям стандартной серии на 660, 690, 1000 и 1250 В переменного тока. Возможность применения в цепях постоянного тока других быстродействующих предохранителей необходимо уточнять в справочных данных соответствующих каталогов.

Таким образом, плавкие предохранители допускают работу в цепях как переменного, так и постоянного тока, но с существенной коррекцией максимально допустимых параметров, в частности, напряжения. Однако не существует универсальной верной методики подбора предохранителя для постоянного тока, основываясь на его параметрах для переменного тока. В связи с этим, производителем рекомендуется в цепях постоянного тока применять специально разработанные для этого предохранители или предохранители, в справочных данных которых оговаривается возможность работы в режиме постоянного тока.