Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Предохранители и автоматические выключатели являются аппаратами защиты, автоматически отключающими защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Предохранители применяют для защиты электроприемников, проводов и кабелей от токов КЗ. Они также могут защищать от значительной перегрузки, если все элементы защищаемой сети будут иметь пропускную способность не менее чем на 25 % выше тока плавкой вставки. Поскольку предохранители выдерживают токи на 30…50 % выше номинальных токов плавких вставок в течение одного часа и более, то при токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60 — 100 %. они плавятся за время, меньшее одного часа.

Конструктивно предохранитель представляет собой патрон, в котором крепится плавкая вставка, являющаяся искусственно ослабленным звеном в электрической сети.

В большинстве предохранителей перегоревшие плавкие вставки заменяются на новые.

Классификация предохранителей

Плавкие предохранители разделяют на:


  1. инерционные — с большой тепловой инерцией, т.е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки током. Это предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком;
  2. безынерционные — с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам. Это предохранители с медным токопроводящим мостиком, а также предохранители со штампованными вставками.

Наибольшее распространение в электрических сетях до 1 кВ имеют предохранители НГГН2-63, ПН2, ПР2.

  • Предохранители НПН2 (неразборные с наполнителем) снабжены стеклянным неразборным патроном, заполненным сухим кварцевым песком, и вставкой из медной проволоки с оловянным шариком. Такие предохранители не подлежат перезарядке и после срабатывания должны заменяться новыми.
  • Предохранители ПН2 (разборные с наполнителем) состоят из фарфорового корпуса, заполненного мелкозернистым кварцевым песком, в котором расположены одна или несколько медных пластинчатых плавких вставок. При срабатывании предохранителя электрическая дуга разветвляется между зернами кварцевого песка и интенсивно охлаждается вследствие отдачи тепла наполнителю.

  • Предохранители ПР2 (разборные без наполнителя) состоят из фибровой трубки, в которой расположена плавкая вставка специальной формы цинкового сплава. При перегорании плавкой вставки фибровая трубка выделяет газы, давление в трубке значительно увеличивается и дуга деионизируется.

Предохранители типа ПР2 используются в основном в станках, коммутационных ящиках. В распределительных устройствах (панелях, силовых шкафах) применяются предохранители НПН2 и ПН2, в распределительных шинопроводах — ПН2.

В осветительных сетях могут применяться предохранители с резьбой (пробочные), например типа ПД, ПРС.

Интересное видео о работе предохранителей смотрите ниже:

Характеристики предохранителей

Предохранитель характеризуется:

  1. номинальным напряжением, при котором предохранитель работает длительное время;
  2. номинальным током патрона, на который рассчитаны его токоведущие части и контактные соединения по условию длительного нагрева;
  3. номинальным током плавкой вставки, который она выдерживает, не расплавляясь длительное время;
  4. разрывной способностью (предельным отключаемым током), определяемой максимальным отключаемым током, при котором происходит перегорание плавкой вставки без опасного выброса пламени или продуктов горения дуги и без разрушения патрона;
  5. защитной время-токовой характеристикой, зависимостью времени полного отключения цепи от величины отключаемого тока.

Основные технические данные наиболее распространенных предохранителей приведены в таблице ниже:

Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Защитные характеристики плавких вставок предохранителей типа ПН2 на различные номинальные токи показаны на рис. 2.4.

Ещё одно интересное видео о предохранителях:

Плавкие предохранители наряду с простотой их устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков:

  • невозможность защиты цепи от перегрузок;
  • разброс защитных характеристик, вызываемый увеличением контактных сопротивлений в результате ослабления контактов и старения материала вставки в условиях эксплуатации;
  • при коротком замыкании в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, подключенные к линии, оказываются включенными на две фазы, а это может привести к их перегрузке и выходу из строя.

Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Рис 2.4 Защитные характеристики плавких предохранителей ПН2

Назначение автоматических выключателей

Автоматические выключатели (автоматы) также применяются для защиты от токов КЗ, однако по сравнению с предохранителями являются более совершенными аппаратами ввиду готовности к быстрым повторным включениям, возможности защиты от перегрузок в широком диапазоне токов, защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения, выполнения коммутационных операций (включение, отключение).

Кроме того, у некоторых автоматов имеются независимые расцепители, позволяющие осуществить дистанционное отключение электрической цепи.

Автоматы выпускаются в одно-, двух- и трехполюсном исполнении на токи до 6300 А при напряжении переменного тока до 660 В и постоянного тока до 1 кВ. По времени срабатывания (у различают: обычные неселективные автоматические выключатели с / = 0.01.. .0.1 с: ср селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с и быстродействующие, токоограничивающие с /ср < 0,005 с.

Конструкция автоматических выключателей


Автоматический выключатель состоит из корпуса, контактов с дугогасительной системой, привода, механизма свободного расцепления, расцепителей, вспомогательных контактов.

Основными элементами, при срабатывании которых автоматический выключатель отключается мгновенно или с выдержкой времени, являются расцепители. Автомат может иметь один или несколько расцепителей.

Расцепители могут быть: электромагнитные мгновенного действия или с выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия; тепловые (биметаллические); электронные максимального тока мгновенного срабатывания с независимым от тока времени срабатывания или с зависимой от тока выдержкой времени. минимального напряжения и независимые.

Интересное видео об автоматах смотрите ниже:

Различные виды расцепителей, условно показанные для одного автоматического выключателя, представлены на рис. 2.5. Тепловой или электронный расцепитель максимального тока с зависимой от тока выдержкой времени осуществляют защиту от перегрузки цепи Тепловые расцепители (рис. 2.5, а) срабатывают за счет изгибания биметаллической пластины 2, получающей теплоту от нагревателя 3, присоединенного к сети через шунт 4, и воздействующей на отключающий механизм автоматического выключателя.

Защитная характеристика теплового расцепителя подобна предохранительной.


Электромагнитный или электронный расцепитель максимального тока мгновенного срабатывания с независимым от тока временем срабатывания осуществляют защиту от токов КЗ, превышающих 6… 10-кратные значения номинального тока электрической цепи. Вид защиты с таким расцепителем иногда называют отсечкой. Электромагнитный расцепитель (рис. 2.5, б) состоит из катушки 4 и сердечника 5. Когда по катушке протекает ток КЗ, сердечник создает механическое усилие, что приводит к отключению автоматического выключателя. Ток срабатывания расцепителя максимального тока можно регулировать. Расцепитель может быть снабжен механизмом выдержки времени, зависимой или независимой от тока.

Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Рис 2 5. Виды расцепителей автоматических выключателей

Расцепитель минимального напряжения (рис. 2.5, в) состоит из катушки 4 с сердечником 5 и пружины 6 и срабатывает при снижении напряжения в цепи до (0,35…0,7) UНом. Такие расцепители применяют для защиты электродвигателей, самозапуск которых нежелателен при самопроизвольном восстановлении питания.


Независимый расцепитель (рис. 2.5, г) служит для дистанционного отключения автоматического выключателя кнопкой 7 и для автоматического отключения цепи при срабатывании внешних защитных устройств.

Как правильно выбрать автомат смотрите в видео ниже:

Характеристики автоматических выключателей

Автоматические выключатели характеризуются:

  • номинальными напряжением и током автомата,
  • номинальным током расцепителя (Iнр),
  • током трогания или током срабатывания автомата (Itра),
  • предельным током отключения автомата (Iпра).
  • собственным временем срабатывания (t),
  • защитной (время-токовой) характеристикой.

Наименьший ток, вызывающий отключение автоматического выключателя, называют током трогания или током срабатывания, а настройку расцепителя автоматического выключателя на заданный ток срабатывания — уставкой тока срабатывания.

Отдельная статья о характеристиках автоматических выключателей тут.

pue8.ru

Как работает устройство?

Плавкий предохранитель работает в двух режимах, которые значительно отличаются друг от друга.


  1. Нормальный режим сети. В этом режиме нагрев устройства происходит, как установившейся процесс. При этом он полностью нагревается до определенной температуры и отдает выделяемую теплоту в окружающую среду. На каждом элементе указывается так называемая номинальная сила тока (как правило, указывается наибольшее значение тока элемента конструкции). В предохранитель можно вставить плавкий элемент разной номинальной силы тока.
  2. Режим коротких замыканий и перегрузок. Прибор сконструирован так, что при возрастании силы тока в сети, он мог сгореть за кратчайшее время. Для этого плавкий элемент на отдельных участках делают с меньшим сечением, где выделяется больше теплоты, чем на широких участках. При коротком замыкании перегорают практически все или полностью все зауженные участки. Когда плавится элемент, вокруг него создается электрическая дуга, гашение которой происходит в патроне механизма.

Сила тока должна указываться на корпусе прибора, а также должно учитываться максимально разрешенное напряжение, при котором прибор не выйдет из строя.

На графике ниже указывается зависимость времени перегорания плавкого элемента от тока:

Зависимость времени перегорания от силы тока

Где l10 – это ток, при котором происходит плавление элемента и отключение его от сети за 10 с.

Разновидности и типы элементов


Плавкие предохранители делятся на два вида: низковольтные и высоковольтные. Деление это объясняется величиной напряжения рабочей электросети, в которой используется предохранитель.

Низковольтные приборы маркируются как ПН или ПР и рассчитаны для напряжения до 1000 В. В низковольтных устройствах ПН вокруг вставки из меди находится мелкозернистый наполнитель. Применение их рассчитано до 630 Ампер.

ПН-2

Прибор ПР более простой (на фото ниже), чем ПН, но при коротком замыкании и они способны гасить электрическую дугу. Рассчитаны на токи от 15 до 60 Ампер.

ПР-2

По конструктивным особенностям предохранители делятся на патронные, пробочные, пластичные и трубчатые. По типу исполнения выпускают разборные и неразборные изделия. У разборных есть возможность доступа к вставке. Конструкция разбирается и сгоревшая вставка заменяется на новую. Неразборные сконструированы из стеклянной колбы, поэтому считаются одноразовыми и замене вставки не подлежат.

samelectrik.ru

Для чего применяются плавкие предохранители


В случае соединения двух проводов, подключенных к источнику тока, наступит всем известный эффект короткого замыкания. Причиной может стать испорченная изоляция, неправильное подключение потребителей и т.д. При сравнительно небольшом сопротивлении проводов, в этот момент по ним будет протекать очень высокий ток. В результате перегрева проводов загорается изоляция, что может привести к пожару.

Виды предохранителей

Избежать негативных последствий вполне возможно путем включения в электрическую цепь плавких предохранителей, известных также под наименованием пробок. В случае превышения током допустимой величины, проволочка внутри предохранителя сильно нагревается и быстро расплавляется, разрывая в этом месте электрическую цепь.

Конструкция предохранителей может быть трубчатой или пробочной. Трубочные элементы изготавливаются в закрытом фибровом корпусе, обладающим свойствами газогенерации. В случае повышения температуры внутри трубки создается высокое давление, вызывающее разрыв цепи. Пробочные предохранители имеют стандартную конструкцию, оборудованную проволокой, расплавляющейся под действием высокого электрического тока.

Существует еще одна разновидность так называемых самовосстанавливающихся предохранителей, изготовленных из полимерных материалов, изменяющих свою структуру при разных температурах. Существенный нагрев приводит к резкому изменению сопротивления в сторону увеличения, в результате чего цепь разрывается. Дальнейшее остывание вызывает уменьшение сопротивления, поэтому цепь вновь замыкается. В основном такие предохранители используются в сложных цифровых устройствах. В обычных силовых сетях они не применяются из-за высокой стоимости.

Виды предохранителей

Иногда некоторые умельцы пытаются заменить сгоревший предохранитель, используя вместо него так называемые жучки, представляющие собой кусок толстого провода или тонких проволочек, скрученных в общий пучок. Такие самодельные устройства категорически запрещается использовать, поскольку ток при коротком замыкании будет недопустимо высоким. Сильный нагрев проводки вызовет ее повреждение, возгорание и пожар.

 

Устройство плавкого предохранителя

В состав входит корпус или патрон, обладающий электроизоляционными свойствами, и сама плавкая вставка. Ее концы соединяются с клеммами, которые последовательно включают предохранитель в электрическую цепь, совместно с защищаемым устройством или электрической линией. Материал плавкой вставки выбирается с таким расчетом, чтобы он мог расплавиться раньше, чем температурный показатель проводов выйдет на опасный уровень, либо потребитель в результате перегрузки выйдет из строя.

Виды предохранителей

Исходя из конструктивных особенностей, плавкие предохранители могут быть патронными, пластинчатыми, пробочными и трубочными. Расчетная сила тока, которую способна выдержать плавкая вставка, указывается на корпусе устройства.

Довольно простая конструкция у низковольтных предохранителей. Под воздействием высокого тока плавкая вставка или токопроводящий элемент подвергается сильному нагреву, после чего при достижении определенной температуры плавится в дугогасящей среде и испаряется, разрывая защищаемую цепь. Именно так работает плавкий предохранитель в электрической цепи.

Для того чтобы горячие газы и жидкий металл не попадали в окружающую среду применяется керамический изолятор, он же корпус устройства, устойчивый к воздействию высоких температур и значительного внутреннего давления. Защитные крышки, расположенные по краям предохранителя, оборудованы специальными планками под унифицированные рукоятки, захватывающие плавкие вставки при замене негодных элементов. С помощью защитных крышек и керамического корпуса создается взрывонепроницаемая оболочка, ограничивающая коммутационную электрическую дугу.

Виды предохранителей

Песок, заполняющий внутреннее пространство, ограничивает силу тока. Материал выбирается с определенными размерами кристаллов, после чего он уплотняется надлежащим образом. Как правило предохранители заполняются кварцевым кристаллическим песком, имеющим высокую химическую и минералогическую чистоту. Соединение плавкой вставки с основанием-держателем осуществляется механическим способом, при помощи контактных ножей. Для их изготовления используется медь или медные сплавы, покрытые оловом или серебром.

 

Характеристики плавких предохранителей

Основная характеристика заключается в прямой зависимости времени плавления от силы тока. Поэтому, то время, за которое плавкая вставка предохранителя перегорает, соответствует определенному току. Данный параметр больше известен, как времятоковая характеристика.

Виды предохранителей

Кроме временного показателя существуют и другие характеристики, с помощью которых производится определение типов плавких предохранителей. Среди них, в первую очередь, следует отметить номинальный ток. Это наиболее допустимый ток нагрузки по условиям нагрева корпуса предохранителя в течение продолжительного времени. Выбирая устройство по этому показателю, должна учитываться нагрузка электрической цепи, а также условия работы предохранителя.

В некоторых случаях, номинальный ток может быть выше, чем ток в самой электрической цепи. Например, в пусковых устройствах электродвигателей, чтобы избежать перегорания предохранителя во время пуска. Следует учитывать, номинальный ток предохранителя должен соответствовать номинальному току заменяемого элемента.

В свою очередь, номинальный ток заменяемого элемента представляет собой максимально допустимый ток нагрузки в течение длительного времени, когда этот элемент установлен в держателе или в контактах. Кроме того, существуют номинальные токи основания и патрона предохранителя, которые нужно учитывать при выборе защитного устройства. Кроме того, используется такой показатель, как номинальное напряжение. Данный параметр представляет собой межполюсное напряжение, совпадающее с номинальным междуфазным напряжением защищаемых электрических сетей.

Виды предохранителей

Для того, чтобы плавкие предохранители обеспечивали надежную защиту, значение данной величины должно быть больше или равно напряжению защищаемого объекта. Например, предохранитель с номинальным напряжением 400 вольт может использоваться для защиты цепей на 220 вольт, но ни в коем случае, не наоборот. Таким образом, эта величина характеризует возможность предохранителя своевременно разрывать электрическую цепь и гасить дугу.

Поэтому, при выборе предохранителя в качестве защитного средства, необходимо в обязательном порядке учитывать параметры, которые позволяют обеспечить надежную защиту объекта.

 

Виды плавких предохранителей

Для всех устройств этого типа существуют общая классификация в соответствии с их основными свойствами.

Виды предохранителей

Плавкие вставки могут закрываться по-разному, в связи с этим отличаются и внешние эффекты, возникающие при отключении тока. Такие предохранители разделяются на следующие виды:

  • Открытая плавкая вставка, в которой отсутствуют устройства для ограничения объема дуги, выброса расплавленных металлических частиц и пламени.
  • Полузакрытый патрон с оболочкой, открытой с одной или двух сторон. Он создает определенную опасность для людей, находящихся поблизости.
  • Закрытый патрон. Является наиболее надежным, поскольку у него отсутствуют все вышеперечисленные недостатки. Практически все современные предохранители выпускаются именно с закрытым патроном.

Гашение дуги может выполняться разными способами. В зависимости от этого предохранители бывают с наполнителем или без наполнителя. В первом случае применяются порошкообразные, волокнистые или зернистые компоненты, а во втором – за счет движения газов или высокого давления в патроне. Конструкции самих патронов разделяются на разборные и неразборные. Первый вариант предполагает замену расплавленной вставки, а во втором случае придется менять весь элемент. В некоторых случая неразборные патроны могут быть перезаряжены в специальных мастерских.

Предохранители могут быть заменены или не заменены будучи под напряжением. В первом случае замена может быть произведена прямо руками, не касаясь частей, находящихся под напряжением. Во втором случае устройство в обязательном порядке отключается от напряжения.

 

electric-220.ru

Для начала разберемся с названиями и понятиями.

    • Предохранитель — это название общее, но стало устойчиво применяться в области электричества. Предполагает защиту провода. Но так повелось, что под ним стали понимать плавкие предохранители. В случае превышения протекающего через них тока они просто перегорают. Перегоревшие предохранители следует заменить на заводские соответствующего номинала. Очень не рекомендуется устанавливать большего номинала или ставить «жучки».
  • Пробка. Существуют два вида. Первые включают в себя плавкий предохранитель. Вторые явились прототипом автоматического выключателя. В таких пробках имеется уже два типа защиты: электромагнитная и тепловая.
  • Автоматический выключатель или автомат. Усовершенствованная автоматическая пробка. Можно выделить главные достоинства: просто смонтировать на DIN-рейку, удобное подключение проводов, использование вспомогательных модулей автоматики, возможность отключения сразу нескольких автоматов одновременно, различные комплектующие для удобства монтажа.

Назначение предохранителей.

Из всего сказанного можно понять, что основное назначение этих устройств — защита. Защиту можно разделить на два вида: защита устройства (номинал защиты подбирается по току устройства) и защита провода или линии (номинал защиты подбирается по току, который может длительно пропускать через себя провод).

Некоторые нюансы. Правильная установка предохранителей.

В других статьях о них тоже упоминается, но для полноты картины вам следует знать: пробка, автомат, предохранитель никогда не устанавливается в нулевой провод, если не обеспечено одновременное срабатывание автоматов или пробок в фазных (питающих) проводах. Поясню. Допустим ситуацию: первым в силу каких-то причин сработал отдельный автомат в нулевом проводе. Вы думаете, что напряжения нет и лезете «заодно» посмотреть розетку, до которой всё никак не доходили руки. Вот тут вас и ударит током. Поэтому в случае, если ставится автомат в нулевую жилу, он обязательно должен быть двойным (в него подключается фаза и ноль) для однофазного напряжения, и на четыре модуля, если напряжение трехфазное. В заземляющий провод НИКОГДА не устанавливается никаких видов защиты. Это связано с тем, что все металлические корпуса приборов всегда должны быть заземлены.

Устройство

Предохранитель стеклянный (керамический).

предохранитель плавкийСуществует невообразимое количество видов и размеров, но все их характеризует одно — внутри них находится провод (в больших специальная пластина), который перегорает, если превысить допустимый ток или устроить короткое замыкание. Несмотря на основное неудобство (в случае перегорания их требуется менять) самое большое достоинство заключается в том, что предохранители ВСЕГДА разорвут цепь, если правильно подобран номинал. Для всех защитных устройств есть такое понятие, как время-токовая характеристика. Она показывает как долго будет отключаться предохраняющее устройство при токах близких к номинальным. Плавкие предохранители относятся к самому точному срабатыванию по току нагрузки. Например при превышении тока на 1-2% срабатывание может произойти уже через 10-30 секунд.

Пробки электрические автоматические.

пробки электрические автоматПришли на смену пробкам с плавкими предохранителями и явились прототипом современных автоматов. В ней предусмотрено два вида защиты: электромеханическая и тепловая. К ним мы вернемся чуть позже. Устанавливается вместо пробок с плавким предохранителем без каких либо доработок. Главное — правильно подобрать номинал

 

 

Модульный автоматический выключатель.

автоматический выключатель видыАвтоматический выключатель или более привычное название — автомат. Как я писал это более усовершенствованный вариант автоматических пробок. Существует невообразимое количество модификаций и спецификаций автоматов. В зависимости от моделей можно регулировать время срабатывания, дополнять различными автоматическими устройствами, позволяющими включать, выключать, сигнализировать положение автомата и на основе этого делать оповещающие элементы и пр. Поскольку это наиболее совершенный из распространенных вариантов вид защиты, остановимся на нем подробнее.

 

Характеристики автоматических выключателей.

Наверняка вы замечали что перед цифрой номинала стоит буква B, C или D. Так характеристика срабатывания автомата в режиме короткого замыкания. Например лампочка почти не создает пускового тока. Но электродвигатели, особенно мощные и с нагрузкой на валу могут создавать пусковой ток в разы (3-8) больше, чем ток, который создается после выхода двигателя на рабочий режим, а процесс запуска может растягиваться на довольно длительное время. Из-за этого становится проблемным применение плавких предохранителей. Они попросту сгорают за время разгона двигателя. В связи с этим приходится повышать их номинал, что уже не удовлетворяет требованиям защиты. С автоматами от такой проблемы избавились, сделав градацию по току короткого замыкания: В — 3-5 Iном (например, если автомат 16 ампер, то мгновенное отключение произойдет в диапазоне 48-80 ампер), С — 5-10 Iном и D — 10-20 Iном. Для квартир вполне подойдет автомат с буквой В, даже предпочтительнее, чтобы был именно такой буквы. В квартирах нет устройств, способных создать 3-5 кратную перегрузку, а в случае короткого замыкания такой автомат отключится быстрее.

Маркировка автоматических выключателей

Рассмотрим другие обозначения бытовых автоматов (промышленные рассматривать не будем, поскольку это очень обширная тема). Мы увидим надпись 230/400 В. Это означает, что автомат можно применять как в сетях 230 вольт, так и в сетях 400 вольт (220/380 это устаревшие значения). Значок «~» указывает что автомат рассчитан на работу в сетях переменного напряжения (поэтому применять в сетях постоянного его не рекомендуется, хотя в некоторых случаях это возможно). В правой части видим небольшую схему. Она показывает, какие типы защиты предусмотрены в автомате: тепловая, электромагнитная и дугогасительная камера. Еще при выборе автомата нужно обратить на такой момент, как защитные шторки на клеммах — основное назначение заключается в том, что их можно опломбировать.

Схема автоматического выключателя

Ну а теперь можно приступить к устройству автомата и рассмотреть каждый тип защиты по отдельности.

схема автомата электрического

Электромагнитный расцепитель

Выполнен в виде электромагнитной катушки. При протекании токов свыше 3-кратного (и более в зависимости от характеристики) сердечник катушки втягивается и приводит в действие механизм расцепления. Редко, но все же иногда слышно небольшой жужжащий звук в автоматах — его как раз создает катушка, когда сердечник начинает «дрожать». Нельзя сказать, что это нормальное явление, однако на работоспособность это не влияет.

Тепловой расцепитель.

Вот здесь следует немного остановиться. Это биметаллическая пластина (пластина из двух металлов с разным коэффициентом линейного расширения). Когда по ней протекает ток близкий к номинальному значению, пластина начинает нагреваться. За счет того, что один металл при этом расширяется сильнее другого, пластина деформируется (изгибается) и как только достигнет критической точки приводит в действие механизм расцепления. Почему нужно остановиться. В интернете бушуют споры, что автоматы нужно брать на порядок меньше (вместо 16 ампер  на 10 ампер). А связано это с тем, что при токе 1,13-1,45 Iном автомат может проработать от вечности до нескольких часов. Помните, я говорил про время-токовую характеристику? Следовательно, если автомат на 16 ампер, то отключится он при токе 18,08-23,2 ампера. Дело в том, что линейный ряд автоматов по номиналу подобран по сечению проводов. То есть, проводу сечением 1,5 мм² соответствует автомат на 16 ампер (вернее это максимальный номинал автомата, который можно установить на такой провод). В то же время, максимальный длительный ток для такого кабеля в зависимости от условий прокладки и количества жил в кабеле от 15 до 23 ампер. Максимальный длительный ток определяет значение, при превышении которого начнется усиленное старение изоляции провода и, возможно, расплавление изоляции и короткое замыкание. Поэтому к выбору автомата нужно отнестись ответственно, а еще лучше доверить эту работу специалисту. Итак, при токе близком к номинальному автомат может проработать очень длительное время. Время срабатывания и вообще срабатывание может определяться также и температурой окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее и чаще будет срабатывать автомат при токах близких к номинальным. Обычно за то время, пока вы дойдете до автомата и снова его взведете проходит достаточно времени, чтобы пластина разблокировала механизм расцепления, в противном случае нужно подождать минуту-две и включить автомат. После срабатывания электромагнитной защиты автомат можно взводить сразу.

Дугогасительная камера.

Её назначение можно понять из названия. В момент размыкания (особенно при срабатывании от короткого замыкания) возникает дуга и если ее быстро не погасить, она может выжечь контакты и сделать много вредных вещей в автомате, после которых его придется менять. Дугогасительная камера выполнена в виде набора металлических пластин, в которые затягивается дуга, делится на секторы, охлаждается и за счет этого гасится.

Регулировочный винт.

Его лучше не трогать. С помощью этого винта увеличивается или уменьшается предел срабатывания биметаллической пластины. Калибруется он на заводе и бездумная регулировка может привести к плачевному результату.

Постоянно на просторах интернета и в личных разговорах задаются вопросы. Я отвечу на самые распространенные:

можно ли поставить автомат вверх ногами?

  • Нежелательно, но никаких критичных последствий не возникнет. Есть правило, по которому положение «включено» — вверх, а «выключено» вниз. При неправильной установке автомата может появиться ошибка, которая называется — человеческий фактор — вроде автомат выключен, а на самом деле он стоит вверх ногами…

можно ли подать питание снизу?

  • Можно, но делать это крайне не рекомендуется. Уж лучше тогда перевернуть автомат. Верхний контакт неподвижен. В случае повреждения подвижной части в любом случае произойдет размыкание контактов. Если на них будет подано напряжение, то может произойти все, что угодно. Поэтому и НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуют подавать фазу на верхнюю клемму. В общем, лучше этого избегать.

Нужно ли как-то оконцовывать многопроволочную (мягкие провода) жилу перед тем, как зажимать ее в клемме?

  • Желательно это делать всегда, но существуют автоматы у которых клемма выполнена под зажим многопроволочного провода, тогда можно не делать никаких манипуляций с ним.

Можно ли заводить несколько проводов в одну клемму?

  • Да, можно, но при этом желательно, чтобы однопроволочные жилы были одинакового сечения. Если сечения разные, желательно их обжать прессом в один наконечник. В домашних условиях без специального инструмента предпочтительнее соединить провода посредством сжима У731М (или любого другого типоразмера), которые часто называют «орехи»  и затем отдельным проводом завести в автомат. Несколько жил мягкого провода можно просто аккуратно скрутить и завести в клемму, но более предпочтительно применить «орех».

Почему в жару начинают срабатывать автоматы?

  • Наиболее вероятно, что нагрузка на автомате близка к номинальной. При нормальной температуре биметаллическая пластина успевает отдавать тепло в окружающую среду. В данном случае нужно посмотреть, что именно создает нагрузку, возможно ли распределить нагрузку или возможно ли увеличить номинал автомата.

На этом пожалуй, всё.

С наилучшими пожеланиями, Я!

Назад

potomstvennyjmaster.100ms.ru

КОНСТРУКЦИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

 

Пример конструкции предохранителя со сменными плавкими вставками общего назначения без наполнителя приведен на рис. 5-4. Такие предохранители изготовляются на напряжение до 500 В и токи до 1000 А. Гашение дуги у них происходит за счет высокого давления (до 10 МПа и более), возникающего вследствие газогенерации из стенок трубок при высокой температуре электрической дуги. Другая характерная конструкция предохранителей — резьбовая. Примером современной конструкции с наполнителем является приведенный на рис. 5-5 предохранитель серии ПН-2.

Предохранители серии ПН-2 предназначены для защиты силовых цепей до 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока, они выполняются на номинальные токи 100, 250, 400 и 630 А, обладают токоограничивающим действием и высокой разрывной способностью.

 

Предохранители серии ПР-2

 

Рис. 5-4. Предохранители серии ПР-2: а — общий вид; б, в — патроны на номинальные токи 15—63 А и 100—1000 А; г — формы плавких вставок

1 — неподвижные контактные стойки; 2 — патрон; 3 — фибровая (газогенерирующая) трубка; 4 — плавкая вставка; 5 — латунная втулка; б — латунные колпачки (подвижный контакт); 7 — контактный нож

 

Предохранители серии ПН-2

 

Рис. 5-5. Предохранители серии ПН-2: а — общий вид и детали; б — разрез

 

Корпус 1 (рис. 5-5) представляет собой глазурованную квадратную снаружи, круглую внутри фарфоровую трубку с четырьмя резьбовыми отверстиями с каждого торца. В трубку введен узел с плавкой вставкой 2, приваренной электроконтактной точечной сваркой к шайбам врубных контактных выводов 3. Контактный узел с каждого торца трубки крепится к крышке 4 винтами. Крышки с асбестовыми прокладками 5 привинчиваются к корпусу и герметически закрывают его.

Внутренняя полость трубки наполняется чистым и сухим кварцевым песком 6, полностью охватывающим рабочую длину вставки. Применяется песок с содержанием кварца не менее 98 %, с диаметром зерен 0,2 — 0,3 мм, обработанный двухпроцентным раствором соляной кислоты, промытый и прокаленный при температуре 120-180 °С. Герметизация корпуса предохраняет песок от увлажнения.

Плавкая вставка выполняется из одной или нескольких медных ленточек толщиной 0,15—0,35 мм и шириной до 4 мм с просечками 7, уменьшающими на длине не менее 6 мм сечение вставки в два раза. Применение тонких параллельных ленточек позволяет снизить сечение плавкой вставки для данного номинального тока, а следовательно, и количество паров металла в дуге. Последнее обстоятельство облегчает гашение дуги. Возникновение нескольких дуг в параллельных каналах позволяет участвовать в рассеянии энергии дуги большему объему наполнителя, чем также облегчается гашение дуги.

Для снижения нагрева предохранителя при малых перегрузках используется металлургический эффект. На каждую ленточку вставки напаивается оловянный шарик 8. Температура плавления металла ленточки в месте, где напаян оловянный шарик, достигает 475 °С. Превышение температуры деталей предохранителя находится в пределах нормы. Отключающая способность — от 50 кА для предохранителя на 100 А до 100 кА для предохранителя на 630 А.

 

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ

 

Для защиты полупроводниковых преобразователей потребовалось создание специального класса предохранителей, так называемых быстродействующих (время до расплавления плавкого элемента и начала ограничения тока 2—3 мс), на напряжение до 2000 В и токи 2000—5000 А (в общепромышленных электротехнических установках номинальные напряжения не превышают 660 В, а номинальные токи практически равны 1000 А) [33].

 

Общий вид быстродействующего предохранителя

 

Рис. 5-6. Общий вид быстродействующего предохранителя.

 

Термическая стойкость электротехнического устройства определяется, интегралом Джоуля (см. § 2-8), а защитные свойства плавкого предохранителя при этом оцениваются фактическим значением I2! предохранителя, которое имеет место от момента наступления короткого замыкания (перегрузки) до момента отключения цепи и которое должно быть меньше допустимого для защищаемого объекта. По отношению к полупроводниковым приборам дело обстоит наоборот: так, тиристор типа Т171-320 на 320 А имеет интеграл Джоуля 2,5-105 А2-с, а у предохранителей типа ПН2-400 на 400 А он равен 3-106 А2-с.

Основными характеристиками быстродействующих предохранителей являются наибольшие интегралы Джоуля отключения, наибольший пропускаемый ток и преддуговое время.

Современные быстродействующие предохранители отечественного и зарубежного производства изготовляются в виде закрытых неразборных плавких вставок (рис. 5-6), устанавливаемых, как правило, непосредственно на проводниках комплектного устройства. Плавкая вставка размещена в керамическом корпусе 2 призматической формы, на котором винтами 4 с шурупной резьбой укрепляются выводы 1 плавкой вставки, герметизирующие прокладки 3 и торцевые крышки 5.

Плавкие элементы быстродействующих предохранителей обычно изготовляются из листовых материалов толщиной 0,05—0,2 мм в виде лент, в которых с помощью отверстий той или иной формы при штамповке образуются места ослабленного поперечного сечения — перешейки (рис. 5-7, а), а концы плавкого элемен­та соединяются с контактными выводами плавкой вставки обычно точечной сваркой. Чем больше перешейков, тем интенсивнее гашение дуги, так как суммарное падение напряжения на плавкой вставке в этот период пропорционально числу последовательно включенных дуг и тем больше на каждой дуге, чем меньше в ней ток, т. е. больше параллельно включенных перешейков (плавких вставок).

При работе плавкого предохранителя в режиме циклических нагрузок перешейки плавкого элемента испытывают большие знакопеременные механические воздействия (удлинение и укорочение). Для повышения срока службы предохранителя его плавкие элементы выполняют с изгибами, принимающими на себя температурные деформации (рис. 5-7,б).

 

Схемы форм плавких вставок быстродействующих предохранителей

 

Рис. 5-7. Схемы форм плавких вставок быстродействующих предохранителей.

 

В качестве материала плавкого элемента обычно используется технически чистое серебро, которое более стойко к коррозии под воздействием температуры и имеет лучшую электропроводимость, чем, например, медь. Соединение его с медными выводами контактной сваркой не вызывает технологических трудностей. Ведутся работы по исследованию возможностей применения других материалов. Наиболее перспективным в этом отношении является стойкий к коррозии алюминий: образующаяся на его поверхности очень тонкая плотная оксидная пленка защищает основной металл от развития коррозии.

 

 

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ВЗРЫВНЫЕ

 

Разновидностью специальных предохранителей являются устройства, в которых токоведущая вставка в аварийном режиме разрушается под действием взрывного заряда. Эти устройства получили название взрывных предохранителей (коммутаторов). Схема такого устройства приведена на рис. 5-8. Контроль тока в цепи осуществляется датчиком Д. При коротком замыкании датчик выдает сигнал через преобразователь Пр на импульсный трансформатор Т, который повышает напряжение сигнала до значения, достаточного для срабатывания взрывного устройства ВУ, расположенного в корпусе плавкой вставки П. В результате взрыва токопроводящая вставка разрушается. Следует отметить, что сигнал от датчика может быть не только по значению тока, но и по скорости его нарастания, что существенно ускоряет выдачу сигнала.

 

Схема устройства взрывного передохранителя

 

Рис. 5-8. Схема устройства взрывного передохранителя.

 

Гашение дуги, возникающей при разрушении вставки, может быть осуществлено различными способами, например в трансформаторном масле, окружающем вставку (работы, выполняемые в СССР), обдувом дуги струёй газа взрывного вещества, установкой «дугогасящей» вставки ПП параллельно основной (наподобие дугогасительного контакта). В последнем примере сперва происходит ограничение тока за счет сопротивления дугогасящего контура, а затем отключение цепи вставкой ПП.

Время срабатывания — интервал времени от момента достижения аварийным током значения, равного току уставки, до начала токоограничения предохранителем — в этих устройствах составляет доли миллисекунды (0,2 — 0,7 мс).

Эксплуатация взрывных предохранителей связана с некоторыми неудобствами при замене взрывного устройства. Однако сейчас нет других аппаратов защиты на большие номинальные токи (в частности, постоянного тока) и напряжения, способных отключать аварийные токи за столь короткое время при практически неограниченной отключающей способности.

 

КОНСТРУКЦИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

 

Назначение и принцип работы предохранителей высокого напряжения такие же, как и предохранителей низкого напряжения. Основная трудность создания предохранителей высокого напряжения — гашение дуги. В современных конструкциях применяется главным образом гашение в узких каналах при высоком давле­нии (предохранители с мелкозернистым наполнителем) и гашение при помощи автогазового или жидкостного дутья.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий ПК и ПКТ. Они выполняются на напряжения 3; 6,3; 10 и 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Небольшая разрывная способность 200 MB-А для силовых предохранителей и 1000 MB-А и более (не ограничено) у предохранителей (серия ПКТ) на малые токи для защиты цепей измерительных трансформаторов напряжения. Такая высокая отключающая способность достигается токоограничивающим эффектом. Полное время отключения силовыми предохранителями тока короткого замыкания достигает 0,005—0,007 с. Предохранители предназначены для внутренней и наружной установки.

Предохранитель (рис. 5-9) состоит из контактных стоек 1, укрепленных через соответствующие изоляторы 2 на стальном основании 3, и патрона 4. Патрон состоит из изоляционного корпуса 8, армированного по концам латунными колпаками 13 и закрытого герметично с обеих сторон крышками 5. Внутри патрона размещаются плавкие вставки 7. Весь объем заполнен кварцевым песком 6. Перегорание предохранителя сигнализируется якорем 14, который после перегорания удерживающей его стальной указательной вставки 11 выталкивается пружиной 12.

На малые токи плавкая вставка выполняется в виде намотки из тонких проволок 9 на керамическом сердечнике 10. На большие токи плавкие вставки выполняются в виде отдельных спирально свитых проволок 9 (рис. 5-9,6). Проволоки медные, посеребренные либо константановые. Такая форма вставок обусловлена стремлением разместить достаточно длинную вставку в патроне ограниченной длины. Согласно работе [4] длина плавкой вставки (в миллиметрах) для этих предохранителей составляет l= 160+70 Uном, где Uном — номинальное напряжение, кВ.

Для снижения температуры предохранителя при небольших перегрузках на места скрутки плавких вставок напаяны оловянные шарики. На токи 7,5 А и ниже для ограничения перенапряжении вставки имеют переменное сечение. Разное времяперегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при отключении.

 

Предохранители серии ПК

Рис. 5-9. Предохранители серии ПК: а – общий вид; б – патрон с плавкой вставкой на керамическом сердечнике; в – патрон со спиральными плавкими вставками.

 

Предохранители с автогазовым и жидкостным гашением

 

Рис. 5-10. Предохранители с автогазовым (а) и жидкостным (б) гашением.

 

Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением дуги (рис. 5-10). Эти предохранители выполняются с короткой плавкой вставкой. Плавкая вставка состоит из медной 4 (токоведущей) и стальной 5 (удерживающей) частей. После расплавления (перегорания) вставки (сначала медной части, а затем стальной) дуговой промежуток удлиняется с помощью пружин или давления образующихся газов. Дуга втягивается в дугогасящую или газогенерирующую среду и под действием газового или жидкостного дутья гаснет.

В стреляющем предохранителе (тип ПСН — рис. 5-10, а) вытягивание гибкой связи 3 из патрона осуществляется пружиной ножа, связанного с контактным наконечником 1. Дуга, втянутая в газогенерирующую трубку 2, резко повышает давление в трубке (до 10-12 МПа) и создает весьма интенсивное продольное автодутье. Гибкая связь окончательно выбрасывается из патрона, дуга энергично гасится. Га­шение сопровождается выбросом раскаленных газов, световым и звуковым эффектом.

В жидкостном предохранителе (рис. 5-10,б) пружина 8, растягивая дуговой промежуток, тянет поршень б и проталкивает через отверстия 7 жидкость, заполняющую весь объем под поршнем. Создаваемое интенсивное продольное дутье надежно гасит дугу.

Автогазовое и жидкостное гашение позволяет создать конструкции предохранителей на напряжения 110—220 кВ с высокой отключающей способностью.

 

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ-ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

 

Предохранитель-выключатель — аппарат (блок), выполненный как рубильник, в котором в качестве подвижных контактов (ножей) применены предохранители. Таким образом, он одновременно предназначен для неавтоматической коммутации силовых электрических цепей в устройствах распределения электрической энергии, а также для защиты этих цепей при токах перегрузки и короткого замыкания. Используется на напряжение до 380 В частотой 50 Гц с номинальными токами до 400 А и отключающей способностью в соответствии с примененным предохранителем.

Аппарат состоит из несущей конструкции, неподвижных контактов, подвижных контактов-предохранителей, ручного привода с системой рычагов. Привод обеспечивает необходимое перемещение патронов предохранителей из положения «Отключено» в положение «Включено» и обратно. В закрытом исполнении имеется блокировка, исключающая открывание дверцы (кожуха) при включенном положе­нии аппарата и включение аппарата при открытой дверце.

 

www.eti.su



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.