Предохранители

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

Первые плавкие вставки начали использоваться ещё в конце 19 века. С тех пор их суть не меняется, изменяется лишь технология производства и качество их работы как путём подбора материалов, из которых они сделаны, так и путём изменения конструктивного исполнения.

Все плавкие вставки, вне зависимости от конструктивных особенностей, включают в себя два основных элемента:

плавкий элемент - токопроводящий элемент из металла, сплава нескольких металлов или специально подобранных слоёв нескольких металлов;

корпус - механизм или систему крепления плавкого элемента к контактам, обеспечивающим включение плавкого предохранителя в целом, как устройства, в электрическую цепь.

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

Вообще говоря, все предохранители имеют определённую время-токовую характеристику, показывающую время, прошедшее до момента срабатывания плавкого предохранителя со времени начала его работы. И можно отметить некоторые важные режимы его работы.

Так, можно выделить минимальный ток срабатывания, если протекающий ток ниже этого значения или равен ему, то плавкая вставка продержится сколько угодно долгое время без срабатывания. В этом режиме, назовём его номинальным или рабочим, все плавкие предохранители ведут себя абсолютно одинаково.

Но как только протекающий через него ток начинает превышать значение минимального тока срабатывания, предохранитель начнёт плавиться. И в зависимости от конструктивных особенностей разных видов плавких вставок, процесс может протекать по разному. Одни быстро расплавятся даже при слабо превышающем значении тока (быстродействующие), другие (как, например, используемые в цепях защиты электродвигателей) в состоянии выдерживать ток, значительно превышающий номинальный в течение довольно-таки продолжительного времени, достаточного, чтобы электрическая цепь вышла на свой рабочий режим, при котором ток упадёт до номинального для предохранителя значения (в электродвигателях, например, это момент его запуска, когда проходящий в обмотки ток многократно превышает ток, при котором двигатель уже работает, набрав рабочие обороты). Именно этот, второй режим работы в основном и определяет предназначение плавкого предохранителя и делит их на разные типы. И именно время-токовая характеристика на этом участке, её форма и значения определяются конструкцией изготовления плавкой вставки и дугогасительной системы.

И третий режим работы предохранителя - это работа в режиме короткого замыкания. Здесь, как и в первом случае, почти все предохранители ведут себя похоже. При токе короткого замыкания его значение в цепи нарастает чрезвычайно быстро и принимает значения, многократно (а то и на порядки) превышающие номинальные для данной цепи. От предохранителя при работе в этом режиме требуется только одно - максимально быстро разорвать цепь, не допустив теплового или механического повреждения элементов этой цепи большими значениями тока.

 

Варианты исполнения плавких предохранителей:

Слаботочные вставки

Используются для защиты маломощных цепей, как правило до 20 ампер. Представляет собой стеклянный (керамический) цилиндр c металлическими основаниями, соединёнными между собой внутри тонкой проволокой. При перегрузке или коротком замыкании проволока сгорает, размыкая цепь и предотвращая последующее разрушение чрезмерной температурой. Различаются по размерам:

3х15

4х15

5x20

6x32

7х15

10х38

 

Вилочные предохранители (АВТО)

Самое широкое применение вилочные предохранители получили в электрических цепях постоянного тока транспортных средств, производятся на рабочее напряжение до 32 вольт. Конструкция таких предохранителей смещена в одну сторону: электрические контакты с одной стороны и плавкая (защитная) часть с противоположной.

По конструкции вилочные предохранители делятся на:

миниатюрные вилочные

обычные вилочные

 

Пробковые

Самый распространённый тип плавких предохранителей в старых электроустановках жилого фонда стран бывшего СССР. Конструкция представляет собой фарфоровый корпус, внутри которого располагается тонкая проволока (сгорающая в аварийном режиме); для гарантированного разъединения двух концов проволоки друг от друга при сгорании на одном конце проволоки висит груз, окрашенный в определённый цвет (каждому цвету соответствует определённая сила тока). По положению груза, как правило, определяют состояние предохранителя: если он свисает на куске проволоки, значит предохранитель сгорел и требует замены.

 

Термопредохранители

Являются одноразовыми температурными выключателями и предназначены для защиты дорогостоящих компонентов и оборудования от повреждения при перегреве выше допустимой рабочей температуры. Применяемые органические термочувствительные материалы внутри металлического корпуса позволяют устанавливать в сильноточных электрических цепях.

Принцип действия: В нормальном состоянии термопредохранитель имеет нулевое сопротивление. При нагреве термопредохранителя (от защищаемого компонента) до температуры срабатывания разрушается внутренняя термочувствительная перемычка, размыкая цепь, в которую включен термопредохранитель. Термопредохранители, как и плавкие предохранители, — это компоненты одноразового действия. После срабатывания необходимо устранить причину и заменить термопредохранитель.

Они находят широкое применение в таких устройствах как:

• Бытовые электроприборы (например, утюги, кофеварки, рисоварки, пекарни, тостеры, холодильники)
• Бытовое климатическое оборудование (такое как воздушные кондиционеры, вентиляторы, увлажнители, обогреватели)
• Электроприборы для личной гигиены (к примеру, фены, электробигуди, электрощипцы, электробритвы)
• Электроприборы для бизнеса (копировальные машины, лазерные принтеры, факсимильные аппараты, удлинители питания)
• Электротехнические приборы (например, трансформаторы, соленоиды, стабилизаторы напряжения)