Как включают плавкий предохранитель на электрическом щите при подключении электрического прибора
Обновлено: 04.05.2024
Автоматические предохранители ПАР: устройство и особенности использования
С начала массовой электрификации страны остро стоял вопрос обеспечения защиты электрооборудования и людей от поражения электрическим током. С этой целью промышленностью был налажен массовый выпуск предохранителей с плавкими вставками, снабженных тонкой проволочной нитью. Она перегорала при повышенной нагрузке или возникновении короткого замыкания в контролируемой схеме.
В их конструкцию входила стационарно устанавливаемая диэлектрическая колодка с двумя контактами, в которую вкручивался фарфоровый корпус со сменяемой плавкой вставкой. Такие предохранители устанавливали парами в фазный и нулевой провод питающей сети.
Предохранитель - защитное устройство для электрических приборов или их цепи, состоящее из куска проволоки, который плавится и размыкает цепь, если ток превышает определенное значение
После непродолжительной эксплуатации были выявлены недостатки этой конструкции:
частые перегорания калиброванных нитей вставки, вызванные плохой стабильностью электрических характеристик системы электроснабжения и низкой технической грамотностью населения;
необходимость иметь в домашнем пользовании большой запас сменных предохранителей;
массовое применение самодельных «жучков» вместо плавких вставок со значительно превышенными номиналами токовых нагрузок, объясняемое не только дефицитом предохранителей в продаже, но и нежеланием людей их приобретать.
После этого промышленность освоила выпуск автоматического устройства защиты домашней электропроводки 220 вольт на основе уже используемых колодок.
По существующей традиции их тоже стали называть предохранителями. Только попутно добавили термины:
автоматический, который определяет возможность автономного отключения неисправностей и последующего ручного включения человеком без замены каких-либо деталей;
резьбовой, указывающий на принцип крепления к диэлектрической колодке.
В итоге эта защита получила краткое название ПАР, состоящее из сокращения этих трех слов.
Принцип формирования защитной характеристики
В основу работы ПАР заложено одновременное отслеживание протекающих через него токов нагрузок двумя устройствами на основе:
1. тепловых расцепителей, работающих с задержкой времени на отключение;
2. токовой отсечки, быстросрабатывающей при возникновении критических нагрузок сети.
За основу шкалы взято превышение нагрузок номинальных величин по оси абсцисс и продолжительность ее действия в секундах на оси ординат.
На графике явно видны две линии этой характеристики:
1. ниспадающий участок по гиперболической зависимости, образованный работой теплового расцепителя;
2. строго прямая вертикальная линия, показывающая работу токовой отсечки.
Рабочая характеристика предохранителя автоматического резьбового наглядно демонстрирует два принципа, заложенных в основу конструкции этого устройства:
1. надежное пропускание тока номинальной нагрузки без ложных срабатываний (кривая немного сдвинута вправо от соотношения I/Iн=1);
2. отключение при превышениях номинальных величин.
Участок работы теплового расцепителя обеспечивает ускорение отключений сильно завышенных нагрузок и в то же время сохранение подачи напряжения на домашнюю сеть при незначительных кратковременных бросках тока.
Например, при трехкратном превышении номинального значения, вызванного запуском электродвигателя и выходом его на режим, ПАР контролирует ситуацию и не отключит напряжение в течение 8 секунд, которых вполне достаточно для включения и разгона ротора вместе с подключенной кинематической схемой.
Если же превышение достигнет шести крат, то защита сработает за время чуть большее одной секунды.
При девяти кратах завышения номинального тока включается в работу токовая отсечка, снимающая напряжение с оборудования за время 0,1 секунды или даже быстрее.
Как выбрать оптимальную конструкцию ПАР для домашнего использования
Автоматические предохранители разрабатываются специально для применения в бытовых условиях с напряжением 220 и чуть реже — 380 вольт. С этой целью на их корпусе и в документации указываются технические характеристики, реализованные производителем.
Устройства, предназначенные для двухпроводных сетей 220, выпускаются на номинальные токи 6,3 и 10 ампер, а для цепей 380 — 10, 16 или 20. Этими показателями и надо ориентироваться при выборе защиты.
Для этого рассчитывают мощность всех электрических потребителей квартиры, которые могут быть одновременно включены, и делят ее выражение в ваттах на действующее напряжение сети в вольтах. Получается ток нагрузки в амперах. Остается сопоставить его с номинальным током ПАР и выбрать наиболее подходящую модель из линейки, выпускаемой производителем.
Следует учесть, что создание небольшого запаса по току срабатывания защиты обеспечит резерв мощности потребления для подключения дополнительных приборов, а отсутствие его вызовет избыточные, заведомо ложные отключения.
Режимы работы ПАР
1. номинальный режим;
2. срабатывание теплового расцепителя;
3. токовая отсечка;
4. ручное отключение и включение.
Рассмотрим их более подробно.
Режим оптимальной нагрузки ПАР
Конструкция основных элементов защиты показана на нижерасположенной картинке.
Ток нагрузки подается на центральный контакт защиты и снимается с бокового, расположенного на резьбовом металлическом вкладыше. Внутри корпуса перемещается подвижный якорь, который обладает двумя фиксированными положениями:
1. нижним рабочим, когда силовые контакты замкнуты;
2. верхним защитным, обеспечивающим разрыв электрической схемы.
При расположении внизу на якорь действует усилие сжатой пружины, направление которого вверх заблокировано фиксацией верхних контактных площадок поворачивающегося рычага. Его положение ограничивается с левой стороны штифтом биметаллической пластины (отдельные производители устанавливают скрученную проволоку), а с другой — продолжением корпуса электромагнита отключения.
В этом состоянии через ПАР проходит номинальный ток нагрузки по пути:
центральный контакт корпуса;
провод соединения с неподвижным контактом;
левый контакт подвижного мостика, подключенный за счет усилия ужима пружины;
биметаллическая пластина с упорным штифтом;
гибкий провод, подключенный к обмотке электромагнита;
проводник, соединяющий катушку отключения со вторым подвижным контактом;
контактную площадку между правой стороной мостика и стационарной частью;
провод, обеспечивающий связь с резьбовым наконечником.
Проходящий по биметаллу и обмотке катушки ток номинальной величины вызывает в них рабочий нагрев и электромагнитное поле, которые только подготавливают отключающие элементы к работе, но не способны снять напряжение с рабочей схемы.
Отключение аварийных режимов происходит при превышении значений уставки.
Режим перегрузки сети
Когда ток нагрузки становится больше номинальной величины, то его тепловое воздействие на биметалл постепенно приводит к изгибу пластинки и выводу закрепленного на ней штифта из зацепления с подвижным рычагом якоря.
Левый конец рычага выходит из зацепления и проворачивается вокруг своей оси вращения. Освобожденная энергия сжатой пружины выталкивает якорь вверх совместно с прикрепленным к нему подвижным мостиком. Левый и правый силовые контакты надежно обеспечивают двухсторонний разрыв токовой цепи, оказавшейся под действием аварийного режима.
После прерывания тока биметаллическая пластина начинает остывать и возвращаться в свое первоначальное положение. Но, для этого необходимо выдержать некоторое время.
После того как биметалл вернется в охлажденное состояние, можно нажимать большую белую кнопку ручного включения на торце ПАР. Это действие опустит весь якорь и введет левую часть коромысла в зацепление с вернувшимся в исходное положение штифтом.
Предохранитель оказывается переведенным в рабочее положение и начинает контролировать процессы протекания тока через него. Если причина отключения ПАР осталась не устраненной, то последует его очередное срабатывание.
Режим короткого замыкания в сети
Когда между фазным и нулевым проводами возникает маленькое электрическое сопротивление или они замыкаются накоротко, то образуется ток КЗ, проходящий по обеим отключающим систем. Только катушка электромагнита работает быстрее, чем выгибается биметалл.
Сердечник катушки под воздействием образовавшегося магнитного поля резко втягивается вниз и наносит удар по рычагу, а защелка электромагнита одновременно поворачивается относительно своей оси, снимая удержание якоря.
Нижняя пружина своим усилием, как и в предыдущем случае, выбрасывает вверх подвижную систему вместе с закрепленными силовыми контактами. В результате происходит снятие ими напряжения с защищаемой зоны.
Поскольку для такого отключения необходимо протекание тока большой величины, то он успевает разогреть биметаллический элемент, который деформируется и запрещает быстрое ручное включение до остывания и возвращения своего ограничительного штифта в исходное положение.
Предохранитель можно вернуть во включенное состояние после охлаждения теплового расцепителя. Но, для этого причина срабатывания ПАР должна быть ликвидирована. Иначе произойдет повторное снятие напряжения со схемы чуткой защитой.
Режим ручного отключения ПАР
Иногда для выполнения ремонтных работ, например, периодического снятия электросчетчика на поверку, необходимо отключить напряжение с электропроводки квартиры. Для этих целей на корпусе предохранителя смонтирована маленькая кнопка красного цвета ручного отключения.
При нажатии на нее корпус защелки электромагнита поворачивается вокруг своей оси, освобождая зацепление правой части поворотного рычага, как и при срабатывании от электромагнита. Якорь освобождается от удержания и под усилием пружины размыкает свои контакты.
Напоминаем, что для безопасного проведения работ в электроустановках необходимо визуально убедиться в создании разрыва цепи. Его можно увидеть только при вывернутом корпусе защиты из диэлектрической колодки.
Во время эксплуатации ПАР особое внимание обращают на:
состояние контактных площадок и силу их ужима;
степень сжатия пружины, влияющую на скорость аварийных отключений.
Заключение
Предохранители автоматические резьбовые по своим характеристикам отвечают требованиям безопасности и надежности работы. Однако, благодаря быстрому возрастанию нагрузок в домашней сети и массовому выпуску под них различных автоматических выключателей, обладающих меньшими габаритами и возможностью крепления на Din-рейку, защиты ПАР все меньше устанавливаются в новостройках и продолжают работать в старых зданиях, расположенных в основном среди сельской местности.
Как включаются плавкие предохранители, последовательно или параллельно. Ответ обоснуйте.
Сопротивление плавкой вставки расчитано на строго определённый ток I =U / R
чтобы при увеличении тока по проводнику из-за скачков напряжения цепь размыкалась и потребитель, например электромотор холодильника, был защищен (не перегорел) . При параллельном подключении предохранителя обезточивания цепи не произойдёт - ток пойдёт по параллельному проводнику при перегорании плавкой вставки. Таким образом для защиты возможно только последовательное включение в цепь плавкой вставки. Понял, Дуб?
Современную жизнь невозможно представить без электрических приборов, которые делают ее намного проще, удобнее и продуктивнее. Для того чтобы техника работала на протяжении долгого времени, и при этом оставалась исправной, производитель должен задуматься о защите ее электрических цепей. О том, что такое плавкие предохранители, в чем их основная задача, и где они используются, мы далее и поговорим.
Краткое содержимое статьи:
Принцип работы
Если вам лично не приходилось заниматься ремонтом какой-либо техники, или же ее простым разбором, то только фото плавкого предохранителя помогут вам понять, что из себя представляет эта важная деталь любого серьезного прибора.
Как можно уже было понять по названию детали, ее основное предназначение заключается в предотвращении ущерба, который может нанести микросхемам и цепи в целом перенапряжение в электрической сети.
Все потому, что намного проще поменять одну маленькую деталь, которая идет в начале всей цепи на микросхеме, чем заниматься починкой или даже заменой более важных деталей.
Название такой предохранитель получил из-за материала, который используется внутри него, а именно из-за его низкой температуры плавления.
Результатом такого выбора проводника стало то, что во время возникновения опасности для внутренностей прибора из-за перенапряжения, скачок сначала поступает в предохранитель, где излишнее напряжение поднимает температуру проводника, в следствии чего он плавиться, а, следовательно, цепь размыкается, в то время, как все важные детали остаются в целости и сохранности.
Такую реакцию могут вызвать несколько ситуаций, среди которых банальное короткое замыкание, кратковременные скачки в электрической сети, или же полноценное перенапряжение, которое может быть вызвано неисправностью трансформаторной подстанции, например.
Защита от пожаров
Наличие плавкого предохранителя на схеме не только защищает конкретный прибор, но и помогает избежать лишних источников возгорания. Все потому, что проводник, который плавиться при перенапряжении, находится внутри корпуса предохранителя, а потому весь процесс плавления проходит именно там, а потому все вокруг в безопасности.
Есть и другой вариант. Как вы могли догадаться – не все производители техники являются добросовестными. Проявляется это в разных местах, в том числе и в месте, которое должно защищать прибор от перепадов напряжения.
Только некоторые компании, или же небольшие мастерские, вместо того, чтоб поставить нормальный плавкий предохранитель, вставляют на его место простой кусок проволоки, который в народе называется жучком. Суть его работы в общем-то та же – плавиться при перенапряжении, чтоб разомкнуть цепь.
Только вот расплавленный проводник нигде не останавливается, и оказывается либо на корпусе, либо на микросхемах и проводах внутри прибора. В первую очередь это опасно потому, что может стать причиной пожара.
Подключение защитного автомата к электрощиту своими руками
Для того чтобы иметь понимание того, как работает защитный автомат – следует изучить хотя бы минимальные требования пожарной и электробезопасности. Очень важный момент – правильный выбор подходящего типа устройства, с учетом номинала максимальной нагрузки на сеть, при которой оно будет срабатывать. Важно сразу определиться и с количеством предохранителей, которые вы собираетесь подключить.
Функции защитных автоматов и особенности их выбора и подключения
О функциях защитных автоматов
Итак, мы знаем, что внутри электрощита расположены все виды устройств, распределяющих и контролирующих электропитание квартиры или частного дома. Речь идет об устройствах УЗО, клеммниках, реле, автоматах, счетчиках и т.д. По сути, оборудование держится на din-рейке, которая производится из проводящих материалов. Данную рейку заземляют в одной точке.
Как правило, электрощитки находятся рядом с входной дверью квартиры или дома, с внешней стороны. Защитные автоматы относят к категории сложнотехнических устройств. К ним следует предъявлять ряд конкретных требований, которые будут зависеть от назначения устройства.
Главная функция автоматов-предохранителей – защита электропроводки и приборов от коротких замыканий. Во многих случаях автомат способен спасти человека от удара током.
Ни в коем случае нельзя использовать самодельное крепление для автомата в электрощите. Это категорически запрещено правилами электробезопасности.
До того, как осуществить подключение защитных автоматов, следует определиться с перечнем бытовых электроприборов, которые будут ими «обслуживаться». К примеру, если вы собираетесь использовать нагревательные приборы большой мощности, предохранители также должны быть рассчитаны на большее количество ампер. При использовании маломощных приборов рекомендуем установить электронные автоматы.
Чаще всего применяется стандартный вариант подключения кабелей, которые находятся под напряжением – со стороны потолка. Однако нередки случаи, когда корпус для электрощитка монтируется «специалистами», очень далекими от сферы электрики. В таких случаях фаза может быть подведена к автоматам снизу. В связи с этим, до того, как произвести замену пришедшего в негодность устройства, следует измерить напряжение с помощью исправного вольтметра.
Общая информация
В большинстве квартир схема подключения электрощита - двухпроводная. Данная система очень проста и состоит из отводящего провода - нейтраля (ноля) и питающего – фазы. Однако, в соответствии с современными нормативами, рекомендуется применять заземляющий кабель, во избежание коротких замыканий. Бытовые приборы с высокой мощностью (рефрижераторы, стиральные машины, электрические печи и т.д.) в обязательном порядке должны быть подключены с «заземлением» (трехпроводная схема).
Провода заземления маркируются зеленым или желтым цветом. При подключении защитных автоматов, непринципиально – к какой из клемм подключается «фаза». Однако провод фазы должен подводиться со стороны потолка. В противном случае следующий человек, который будет иметь дело с электрощитком (особенно, если у него нет опыта работы с электрикой), может испытать на себе действие тока, взявшись за кабель, ведущий к автомату снизу.
Далеко не всегда можно быстро и просто разобраться с особенностями подключения некоторых типов предохранителей. Так, сложности могут возникнуть в ситуации, когда каждая лампа и розетка связаны с отдельным выключателем.
В настоящее время на рынке электротоваров представлены готовые электрощиты с полной сборкой. Однако, покупая такой щиток, необходимо учесть предусмотреть вариант с возможной необходимостью подключения дополнительных предохранителей в дальнейшем.
Особенности установки
Для того чтобы установить и подключить защитное автоматическое устройство нам понадобится небольшой инструментарий. Для работы вы воспользуемся: крестовой и плоской отверткой, кусачками и мультиметром.
Сечение кабеля, рассчитанного под защитный автомат, должно быть подобрано с учетом возможной нагрузки (желательно с двухкратным запасом). Подключение автомата производится на закрепленный электрощит, в связи с этим иметь дело с din-рейкой не придется. Крепления автоматов – стандартные. Для защиты проводов от возможных механических воздействий укладываем их в специальный гофр.
С конца провода должна быть удалена вся изоляция. Длина зачищенного отрезка кабеля не должна превышать 10 миллиметров (по технике безопасности). Настоятельно рекомендуем предварительно произвести заземление.
Заземляющий провод (желательно, большого сечения) подводится к общему открытому клеммнику, расположенному на электрощитке. «Ноль» следует подводить в виде одной колодки, но закрытым способом.
Установку автомата начинаем с подключения «земли», потом подводим нейтральный кабель и только после этого – «фазу». Если мы говорим об установке нескольких защитных устройств, следует поставить необходимое количество перемычек (ставятся, начиная от входного выключателя). Использование гофрированного шланга внутри электрощита целесообразно лишь в варианте с нестандартной укладкой проводов (если есть вероятность их повреждений).
В качестве альтернативы перемычкам иногда применяются общие распределяющие пластины, которые может приобрести в каждом магазине электротоваров.
Защита контактов автомата от возможных касаний обеспечивается при помощи специального пластикового короба (или другой материал –диэлектрик).
О выборе автоматов
В настоящее время наиболее популярными и востребованными являются устройства на 20,16 и 10 Ампер. Более мощные предохранители обычно устанавливают под нагревательные бытовые приборы, стиралки, холодильники. В некоторых случаях на одно устройство могут быть переключены нагрузки от разных бытовых приборов, тогда расчет оптимальных технических характеристик автомата производится путем сложения всех значений.
Большинство специалистов советуют не запитывать на один предохранитель большое количество разнокалиберных электроточек (светильники, розетки, бытовая техника). Если одно «звено» выйдет из строя, может произойти оплавление розетки, при этом автомат не сработает.
Мы продолжим разговор об установке и подключении электрических защитных автоматов в следующем материале данного раздела.
Видео: Как правильно подключить УЗО
Про электрические аппараты защиты для "чайников": плавкие предохранители
Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий. Они очень дешевы и элементарно просты по конструкции. Эти устройства по праву считаются пионерами защиты электроцепей.
Плавкий предохранитель состоит из двух основных частей: корпуса из электроизоляционного материала (стекла, керамики) и плавкой вставки (проволоки, полоски металла). Выводы плавкой вставки соединены с клеммами, с помощью которых предохранитель включается в линию последовательно с защищаемым потребителем или участком цепи. Для этого используют специальные клеммные держатели. Они должны обеспечивать надёжный контакт предохранителя - иначе в этом месте возможен нагрев.
Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя.
По конструктивным особенностям различают пластинчатые, патронные, трубочные и пробочные предохранители. Сила тока, на который рассчитана плавкая вставка, указывается на ее корпусе. Оговаривается также максимально допустимое напряжение, при котором может использоваться предохранитель.
Основной характеристикой плавкой вставки является зависимость времени ее перегорания от тока. Эта зависимость представляет собой следующий график:
Данная кривая снимается экспериментально: берется партия одинаковых предохранителей, которые последовательно пережигаются при разных токах. Замеряются время, по истечении которого вставка перегорает, и ток, проходящий через вставку. Каждому току соответствует определенное время перегорания вставки. По этим данным и строится временная характеристика.
На показанном графике особо выделяются следующие токи, которые используются для выбора плавких вставок: Imin - наименьший из токов, расплавляющих вставку (при этом токе вставка еще плавится, но в течение неопределенно продолжительного времени (1-2 ч); при меньших токах вставка уже не расплавляется);
I10 - ток, при котором плавление вставки и отключение сети происходит через 10 с после установления тока; Iном - номинальный ток вставки, т.е. ток, при котором вставка длительно работает, не нагреваясь выше допустимой температуры.
Токи связаны простым соотношением Iном=I10/2,5.
Наверное, все из нас видели керамические «пробки», которые заворачиваются в щиток электросчётчика. До недавнего времени, а иногда и сейчас они ещё служат в качестве устройств защиты. По личному опыту - неоднократно сталкивался с такой схемой включения – в щитке две пробки, одна стоит в фазном проводе, вторая – в нулевом. Но какая схема включения категорически неправильна! Ни в коем случае нельзя включать предохранитель в нулевой провод. Ведь что происходит, если именно он выйдет из строя – цепь разоврётся и будет защищена, но потребители всё равно будут под потенциалом сети – фаза-то присутствует. А это уже вопросы электробезопасности.
Однажды, при замене электросчётчика мне довелось наблюдать интересную картину. Вместо плавкой вставки в керамическую пробку было вставлено нечто непонятное. Когда понял, что это, то не удержался, чтобы не сфотографировать данное "устройство защиты" на память:
Представляете, как этот «предохранитель» защитит проводку? Причём проводка была годов 60-х. Чем это всё могло закончиться, думаю, объяснять не стоит. Так что если уже и ставите «жучок» (это, кстати, запрещено) вместо стандартного предохранителя, выбирайте сечение провода в соответствии с таблицей, о которой я упоминал выше.
Несмотря на то, что плавкие предохранители отслужили свой срок и морально устарели в качестве устройств защиты во вводах бытового сектора, на протяжении всего времени существования они достойно выполняли данную функцию.
Плавкие предохранители, конечно справляются со своими функциями защиты от превышения потребляемого тока или короткого замыкания. Однако, на сегодняшний день, особенно в бытовом секторе, плавкие вставки становятся раритетом. Плюс ко всему – это довольно опасные в пожарном плане устройства. Ведь сегодня многие считают себя электриками и при перегорании «пробки» некоторые «специалисты» устанавливают «жучки» из некалиброванной проволоки. Причём, иногда, довольно экзотические. Характерный пример я описывал в предыдущем обзоре. А чем всё это чревато – далеко ходить не нужно – посмотрите хронику ЧП по любому телеканалу. Поэтому вполне закономерно, что на смену плавким вставкам пришли более надёжные устройства – автоматические выключатели.
Какие защитные устройства лучше: плавкие предохранители или автоматические выключатели?
При эксплуатации бытовой и промышленной электрической сети всегда существуют риски получения электротравм или повреждения оборудования. Они могут возникнуть в любой момент при появлении критических режимов. Снизить такие последствия позволяют защитные устройства. Их применение значительно повышает безопасность пользования электроэнергией.
Защиты электрической схемы работают на основе:
механического автоматического выключателя.
Принцип работы и устройство предохранителя
Два гениальных ученых Джоуль и Ленц одновременно установили законы взаимных связей между величиной проходящего тока в проводнике и выделением теплоты из него, выявив зависимости от сопротивления цепи и длительности промежутка времени.
Закон Джоуля Ленца
Их выводы позволили создать самые простые защитные конструкции, основанные на тепловом воздействии тока на металл провода. У электрических предохранителей используется тонкая металлическая вставка, через которую пропускается полный ток схемы.
При номинальных параметрах передачи электроэнергии эта «проволочка» надежно выдерживает тепловую нагрузку, а с превышением ее значений сверх нормы — перегорает, разрывая цепь и снимая напряжение с потребителей. Чтобы восстановить работоспособность схемы необходимо заменить перегоревший элемент: плавкую вставку.
Она хорошо видна на конструкциях предохранителей для бытовой теле и радиоаппаратуры со стеклянными, прозрачными корпусами вставок.
Предохранители для бытовой радиоаппаратуры
На ее концах смонтированы специальные металлические площадки, создающие электрический контакт при установке в гнезда. Этот принцип воплощен в электрических пробках с плавкими вставками, много десятилетий защищавших наших родителей и старшие поколения от повреждений в электрической проводке.
Обыкновенные и автоматические предохранители для старой проводки
По такой же форме были разработаны автоматические конструкции, которые вкручивались в гнезда вместо пробок. Но они при срабатывании не нуждались в замене составных частей. Для восстановления электроснабжения достаточно утопить кнопку внутрь корпуса.
Такими способами защищались старые электрические ввода в квартиру. Затем наряду с предохранителями стали появляться автоматические выключатели.
Защита ввода в квартиру
Выбор предохранителя основан на учете:
номинальных величин токов самого предохранителя и его вставки;
коэффициентов минимальной/максимальной кратности испытательного тока;
предельного отключаемого электротока и возможности разрыва транспортируемой мощности;
защитной характеристики плавкой вставки;
номинального напряжения предохранителя;
соблюдения принципов селективности.
Электрические характеристики предохранителя
Предохранители обладают простой конструкцией. Они широко используются в электроустановках, включая высоковольтное оборудование до 10 кВ, например, в защитах измерительных трансформаторов напряжения.
Промышленные высоковольтные предохранители
Принцип работы и устройство автоматического выключателя
Назначением механического коммутационного аппарата, называемого автоматическим выключателем, является:
включение, пропускание, отключение токов при нормальном режиме цепи;
автоматическое снятие напряжения с электроустановки при аварийных режимах, например, токах металлических коротких замыканий. Автоматические выключатели работают в режимах многоразовых защит от КЗ и перегрузок. Возможность многократного использования считается их основным отличием от предохранителя.
Во времена СССР в энергетике широко использовались автоматические выключатели серий АП-50, АК-50, АК-63, АО-15.
Выключатели серии АП-50
Автоматические выключатели на панелях РЗА
В современных электрических схемах работают усовершенствованные конструкции зарубежных и отечественных производителей.
Современные автоматические выключатели
Все они заключены в диэлектрические корпуса, имеют общие исполнительные органы, обеспечивающие:
1. тепловое расцепление цепи при небольшом превышении допустимого значения тока;
2. электромагнитную отсечку при резких бросках нагрузки;
3. дугогасящие камеры;
4. контактные системы.
В случае нагрева энергией выделяемого тепла работает биметаллическая пластина, изгибающаяся от температурного воздействия до приведения в работу механизма расцепления. Эта функция зависит от количества выделенной теплоты и растянута по времени до определенного момента.
Отсечка действует максимально быстро от срабатывания электромагнитного соленоида с возникновением электрической дуги. Для ее гашения применяются специальные меры.
Усиленные контакты рассчитаны на многократные разрывы максимальных токов КЗ в цепи.
Эксплуатационные отличия автоматических выключателей от предохранителей
Защитные свойства обоих методов проверены временем, причем каждый способ требует анализа конкретных условий эксплуатации при оценке стоимости конструкции с учетом длительности и надежности работы.
Предохранители проще устроены, отключают схему одноразово, дешевле. Ими можно снимать напряжение вручную, но это, как правило, не очень удобно. К тому же при незначительных превышающих токах они долго отключают нагрузку. Этот фактор может служить поводом повышенной пожарной опасности.
Любой предохранитель защищает всего одну фазу сети.
Автоматические выключатели сложнее, дороже, более функциональны. Зато они точнее настраиваются под уставки защищаемой электросхемы, подбираются по рабочему расчетному току с учетом коммутируемых мощностей.
Корпуса современных автоматов из реактопластов обладают повышенной устойчивостью к термическому воздействию. Они не плавятся, стойки к воспламенению. Для сравнения: полистирольный корпус старых выключателей мог противостоять температурам не выше 70 градусов.
Конструктивное исполнение позволяет подбирать модели для одновременного размыкания от одной до четырех электрических цепей. Если в трехфазной цепи использовать предохранители, то они будут снимать напряжение со схемы с разными выдержками времени, что может стать дополнительной причиной развития аварии.
Предохранители работают от тока, без учета его характеристик. Автоматические выключатели подбирают под нагрузку и классифицируют буквами:
А — электросети увеличенной протяженности;
В — освещение коридоров и площадок;
С — силовые и осветительные системы с умеренными пусковыми токами;
D — преобладающие нагрузки от включения электродвигателей с большими пусковыми параметрами;
К — индуктивные печи и электрические сушилки;
Преимущества выключателей очевидны:
быстрое время отключения аварий;
большее количество защитных функций;
способность коммутации нескольких участков;
снижение пожарной опасности;
простота ручных коммутаций;
Именно поэтому автоматические устройства популярны.
Однако наука постоянно развивается и преподносит новые технические решения. Например, компания Murller стала массово выпускать современные предохранители-выключатели-разъединители с большим набором возможностей.
Современные предохранители-выключатели-разъединители компании Murller
Даже их название говорит о многообразии функций новых устройств.
Поэтому выбирая защиту для электросхемы, анализируйте конструкцию понравившейся модели и ее возможности с учетом индивидуальных особенностей ваших электрических потребителей при минимальных издержках.
Как включают плавкий предохранитель на электрическом щите при подключении электрического прибора
В общем случае плавкий предохранитель состоит из двух основных частей - фарфорового основания с металлической резьбой и сменной плавкой вставки. Плавкая вставка может быть рассчитана на номинальные токи - 10А, 16А, 25А. Плавкие предохранители по конструкции могут быть резьбового типа или трубчатые. Основные параметры предохранителей - номинальный ток, номинальное напряжение, предельный ток отключения.
Плавкий предохранитель при прохождении по нему тока нагревается, если по нему протекает большой ток в случае перегрузки или короткого замыкания, он перегорает. Время перегорания зависит от силы тока, при увеличении силы тока перегорает быстрее. При возникновении тока короткого замыкания перегорают быстро. Чтобы при перегорании плавкого предохранителя не проявилось явление электрической дуги, предохранитель помещен в фарфоровую трубку.
Достоинства плавких предохранителей по сравнению с автоматическими выключателями: 1. При возникновении тока короткого замыкания перегорают быстро и являются в этом случае простой и дешевой защитой. 2. В большинстве плавких вставок предусмотрена возможность замены под напряжением.
Недостатки плавких предохранителей по сравнению с автоматическими выключателями: 1. Если возникает незначительны ток перегрузки, долго не срабатывают. 2. После перегорания плавкий предохранитель необходимо заменять на новый.
Плавкий предохранитель состоит из двух основных частей: корпуса из электроизоляционного материала (стекла, керамики) и плавкой вставки (проволоки, полоски металла). Выводы плавкой вставки соединены с клеммами, с помощью которых предохранитель включается в линию последовательно с защищаемым потребителем или участком цепи. Для этого используют специальные клеммные держатели. Они должны обеспечивать надёжный контакт предохранителя - иначе в этом месте возможен нагрев.
Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя.
По конструктивным особенностям различают пластинчатые, патронные, трубочные и пробочные предохранители. Сила тока, на который рассчитана плавкая вставка, указывается на ее корпусе. Оговаривается также максимально допустимое напряжение, при котором может использоваться предохранитель.
Основной характеристикой плавкой вставки является зависимость времени ее перегорания от тока. Эта зависимость представляет собой следующий график:
Данная кривая снимается экспериментально: берется партия одинаковых предохранителей, которые последовательно пережигаются при разных токах. Замеряются время, по истечении которого вставка перегорает, и ток, проходящий через вставку. Каждому току соответствует определенное время перегорания вставки. По этим данным и строится временная характеристика.
На показанном графике особо выделяются следующие токи, которые используются для выбора плавких вставок: Imin - наименьший из токов, расплавляющих вставку (при этом токе вставка еще плавится, но в течение неопределенно продолжительного времени (1-2 ч); при меньших токах вставка уже не расплавляется);
I10 - ток, при котором плавление вставки и отключение сети происходит через 10 с после установления тока; Iном - номинальный ток вставки, т.е. ток, при котором вставка длительно работает, не нагреваясь выше допустимой температуры.
Токи связаны простым соотношением Iном=I10/2,5.
Наверное, все из нас видели керамические «пробки», которые заворачиваются в щиток электросчётчика. До недавнего времени, а иногда и сейчас они ещё служат в качестве устройств защиты. По личному опыту - неоднократно сталкивался с такой схемой включения – в щитке две пробки, одна стоит в фазном проводе, вторая – в нулевом. Но какая схема включения категорически неправильна! Ни в коем случае нельзя включать предохранитель в нулевой провод. Ведь что происходит, если именно он выйдет из строя – цепь разоврётся и будет защищена, но потребители всё равно будут под потенциалом сети – фаза-то присутствует. А это уже вопросы электробезопасности.
Однажды, при замене электросчётчика мне довелось наблюдать интересную картину. Вместо плавкой вставки в керамическую пробку было вставлено нечто непонятное. Когда понял, что это, то не удержался, чтобы не сфотографировать данное "устройство защиты" на память:
Представляете, как этот «предохранитель» защитит проводку? Причём проводка была годов 60-х. Чем это всё могло закончиться, думаю, объяснять не стоит. Так что если уже и ставите «жучок» (это, кстати, запрещено) вместо стандартного предохранителя, выбирайте сечение провода в соответствии с таблицей, о которой я упоминал выше.
Несмотря на то, что плавкие предохранители отслужили свой срок и морально устарели в качестве устройств защиты во вводах бытового сектора, на протяжении всего времени существования они достойно выполняли данную функцию.
Плавкие предохранители, конечно справляются со своими функциями защиты от превышения потребляемого тока или короткого замыкания. Однако, на сегодняшний день, особенно в бытовом секторе, плавкие вставки становятся раритетом. Плюс ко всему – это довольно опасные в пожарном плане устройства. Ведь сегодня многие считают себя электриками и при перегорании «пробки» некоторые «специалисты» устанавливают «жучки» из некалиброванной проволоки. Причём, иногда, довольно экзотические. Характерный пример я описывал в предыдущем обзоре. А чем всё это чревато – далеко ходить не нужно – посмотрите хронику ЧП по любому телеканалу. Поэтому вполне закономерно, что на смену плавким вставкам пришли более надёжные устройства – автоматические выключатели.
Плавкие предохранители: описание, назначение, типы
В теории и практике плавкие предохранители разделяются на два основных типа. Такое деление происходит по величине напряжения рабочей сети, для которой предназначен предохранитель. Разделяют низковольтные и плавкие высоковольтные предохранители.
Низковольтные предохранители рассчитаны на напряжение до 1000 Вольт. Маркируются плавкие низковольтные предохранители, как ПН или ПР.
Предохранители ПН это низковольтные предохранители с мелкозернистым наполнителем вокруг плавкой медной вставки. Рассчитаны предохранители ПН до тока 630 Ампер.
Предохранители ПР рассчитаны на токи 15-60 ампер. Они проще предохранителей ПН, но все равно гасят электрическую дугу при коротком замыкании.
Применение предохранителей ПН и ПР
Предохранители ПН и ПР предназначены для защиты кабельных и воздушных линий электропередач и защиты электрических машин. Устанавливаются предохранители во вводных, вводно-распределительных щитах, в различных сборках. С помощью предохранителей защищаются силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения.
В быту вы сталкивались с плавкими предохранителями этого типа, если делали электрику своими руками в доме или на даче. В зависимости от мощности потребления, на вводе электропитания в дом, ставится вводной щит с плавкими предохранителями. Уже после вводного щита, устанавливается распределительный щит для разделения электропроводки на группы и защитой групп розеток и групп освещения автоматами защиты.
Плавкие предохранители: устройство
Основой предохранителя является так называемая плавкая вставка. Именно она перегорает при перегрузке или коротком замыкании. Для погашения дуги, образующейся при перегорании вставки, вставку окружают дугогасящим приспособлением. В предохранители ПН это камера с мелкозернистым кварцевым песком. В предохранители ПР это фибровый трубчатый патрон.
Плавкие предохранители пробочного типа
Отдельно хочется остановиться на предохранителях пробочного типа.
Вы их могли встречать, в старых, да и не очень старых, квартирах и домах. По конструкции это стационарно установленный патрон, в который вворачивается плавкий предохранитель с цоколем. При аварийной ситуации пробка перегорает. В современном исполнении пробка может быть с кнопкой, которая является аналогом выключателя.
Статьи по теме: Щит учета электроэнергии частного дома: схема, сборка, установкаПосле аварии, кнопка взводит предохранитель в рабочее положение.
Подключение плавкого пробочного предохранителя
В подключении пробочного предохранителя своими руками нет ничего сложного. У предохранителя две клеммы. На вводную клемму подключается фазный провод питания, на вторую фазный провод подающий питание в квартиру или дом.
Важно! Особенностью подключения пробочного предохранителя, является следующее. Если вы вывинтите пробку предохранителя, на рубашке патрона не должно быть напряжения.
Плавкие предохранители и их номиналы
Номиналы плавких предохранителей выбираются по наименьшим расчетным токам электросети или отдельных электрических цепей.
Если вы меняете предохранители на автоматические выключатели (АВ), то номинал АВ должен быть на шаг больше номинала предохранителя. Например, смотрите фото:
Примечания
Все плавкие предохранители, должны быть подписаны с указанием их номиналов и назначения.
Читайте также: