Sicherungen - ihr Zweck, Typen und Arten, Aufbau und Funktionsprinzip

Eine Sicherung ist ein Bauteil in einem Stromnetz, das eine Schutzfunktion erfüllt. Im Gegensatz zu einem Leistungsschalter muss sie bei jeder Auslösung durch eine neue Sicherung ersetzt werden. Das Schmelzlot, das bei Überschreitung des zulässigen Nennstroms durchbrennt, muss unter Berücksichtigung der Netzbelastung ausgewählt werden.

Funktionsprinzip und Bezeichnung von Sicherungen

Im Inneren des Sicherungseinsatzes befindet sich der Leiter aus reinem Metall (Kupfer, Zink, usw.).Kupfer, Zink, usw.) oder eine Legierung (Stahl). Der Schutz von Stromkreisen basiert auf der physikalischen Eigenschaft von Metallen, sich zu erwärmen, wenn Strom fließt. Viele Legierungen haben auch einen positiven Wärmewiderstandskoeffizienten. Die Wirkung ist wie folgt:

• Wenn der Strom unter dem für den Leiter vorgesehenen Nennwert liegt, erwärmt sich das Metall gleichmäßig und hat Zeit, die Wärme abzugeben, so dass es nicht überhitzt;
• Ein hoher Strom führt zur Erwärmung des Leiters, so dass eine Sicherung, die für eine bestimmte Stromstärke ausgelegt ist, zerstört wird.

Diese Eigenschaft beruht auf dem Schmelzen eines dünnen Drahtes in einer elektrischen Schmelzsicherung. Je nach Anwendung können Form und Querschnitt des Leiters variieren, von einem dünnen Draht in Haushaltsgeräten und Autos bis hin zu dicken Platten, die für Ströme von mehreren tausend Ampere (A) ausgelegt sind.

Das kompakte Teil schützt den Stromkreis vor Überlastung und Kurzschluss. Wenn der zulässige Netzstrom (d.h. der Nennstrom) bricht der Einsatz und der Stromkreis wird unterbrochen. Sie kann erst wiederhergestellt werden, nachdem das Element ersetzt wurde. Bei einem Defekt des angeschlossenen Geräts lösen die Sicherungen sofort nach dem Einschalten des fehlerhaften Geräts aus, so dass die Integrität des Geräts erhalten bleibt und das Vorhandensein des Problems angezeigt wird. Tritt ein Kurzschluss im Netz auf, wird die Schutzeinrichtung auf die gleiche Weise ausgelöst.

Grafische Bezeichnung im Schaltplan

In Stromlaufplänen nach der einheitlichen russischen Systemdokumentation werden Sicherungen durch ein Rechteck mit einer geraden Linie darin gekennzeichnet. Sie ist mit den beiden Teilen des Stromkreises vor und nach der Sicherung verbunden.

Andere Bezeichnungen finden sich auch in der Dokumentation der importierten Geräte:

• Rechteckig mit getrennten Teilen an den Enden (IEC-Norm);
• Eine gewellte Linie (IEEE/ANSI).

Arten und Typen von Sicherungen

Für den Einsatz in Stromkreisen werden verschiedene Typen und Varianten von Sicherungen verwendet. Die in Russland hergestellten Produkte unterscheiden sich durch die Art der Konstruktion:

• gefüllt mit der Kennzeichnung PN-2; PPN, NPN, usw.;
• unausgefüllt (PP-2).

Das Konzept der Fülle hängt mit dem Vorhandensein einer Substanz im Inneren der einzelnen Einsatztypen zusammen, die den Lichtbogen, der beim Durchbrennen des Leiters entsteht, löscht. Der Stromkreis wird erst geöffnet, wenn er verschwunden ist. Aus diesem Grund enthalten mit PP gefüllte Flaschen Quarzsand. Ungefüllte können Gase freisetzen, die den Lichtbogen zum Erlöschen bringen. Dies geschieht, wenn sich das Material des Einsatzkörpers erwärmt.

Es wird zwischen verschiedenen Arten von PP unterschieden:

1. Niedriger Strom werden in Haushaltsgeräten mit geringer Leistung und einer Stromaufnahme von bis zu 6 A verwendet. Es handelt sich um zylindrische Buchsen mit Kontakten an den Enden.
2. BCs vom Typ Forked werden häufig in Fahrzeuge eingebaut. Der Name leitet sich vom Aussehen ab: Die Kontakte befinden sich auf einer Seite des Gehäuses und werden in die Buchsen gesteckt wie ein Stecker in eine Steckdose.
3. Kork - In einphasigen Anlagen sind Stecker üblich. Diese Stecker haben eine Nennstromstärke von 63 A und sind für den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Haushaltsgeräte ausgelegt. Der Ausbrenneinsatz in einer solchen Sicherung befindet sich in einem Keramikgehäuse mit einer Patrone, ein Kontakt bleibt außen und der andere ist mit den Kontakten des Steckers verbunden. Bei Überschreitung der Last brennt das Teil durch, wodurch die Wohnung vollständig stromlos wird. Die Stromversorgung kann wiederhergestellt werden, indem der Einsatz durch einen neuen ersetzt wird.
4. Rohrförmiges PP Die Röhrensicherung ist ähnlich aufgebaut wie ein Steckereinsatz, wird aber zwischen 2 Stiften montiert. Der Zündertyp ist ungefüllt und die Hülle besteht aus Fasern, die bei starker Erhitzung Gas freisetzen.
5. Die Messersicherungen Die Messersicherungen haben einen Nennstrom von 100 - 1250 A und werden in Netzen eingesetzt, die eine hohe Strombelastbarkeit erfordern (Z. B. beim Anschluss eines Geräts mit einem starken Motor.).
6. QuarzQuarzsicherungen, die mit Quarzsand gefüllt sind, werden in Netzen mit Spannungen bis zu 36 kV eingesetzt.
7. Gaserzeugend, zusammenklappbar und nicht zusammenklappbar. Bei der Verbrennung der Sorten PSN und PVT kommt es zu einer starken Gasfreisetzung, die von einem knallenden Geräusch begleitet wird. Der Sensor wird für 35-110 kV-Spannungsnetze verwendet. Der Nennstrom eines solchen Sensors beträgt bis zu 100 A.

Je nach der Gesamtbelastung des Netzes werden verschiedene Arten von Stromzählern installiert - die leistungsstärkeren werden in speziellen Transformatorenkästen installiert und können den Strombedarf eines Wohngebiets oder eines Unternehmens decken. Die Geräte mit geringer Kapazität sind in Zählern installiert: Sie schützen einzelne Wohnungen. Auch alte Haushaltsgeräte können mit einem PP (Schwachstrom), aber moderne Geräte enthalten diese Elemente nur selten.

Auswahl des Sicherungseinsatzes

Die Auswahl der Sicherungen erfolgt unter Berücksichtigung ihrer Nennwerte, der Zeit-Strom-Eigenschaften und der Gesamtnetzbelastung (Gesamtleistung aller Bedienelemente). Der Nennstrom einer Sicherung ist der Strom, den der Sicherungseinsatz aushalten kann, bevor er bricht. Dieser Wert ist auf dem Sicherungsgehäuse angegeben (z.B. Kennzeichnung 63 A für Haushaltskorkensicherungen).

Die Zeit-Strom-Kennlinien werden aus speziellen Diagrammen berechnet. Sie müssen berücksichtigt werden, wenn Elektromotoren eingebaut werden, deren Anlaufstrom den Betriebsstrom um ein Vielfaches übersteigt. Wenn mehrere Motoren verwendet werden (in der Anlage) wird der Anlaufstrom des stärksten Motors berechnet.

Die gesamte (maximale) Belastbarkeit des Netzes ergibt sich aus der Summe aller Betriebsströme der Geräte (angegeben in der Anleitung und auf dem Gehäuse). Wenn ein Elektromotor in das Netz eingebunden ist, wird auch dessen Anlaufstrom berücksichtigt, geteilt durch den Faktor k = 2,5 (für Sanftanlauf und Käfigläufer) oder 2-1,6 (für Schweranlauf oder phasengeschaltete Rotoren ) oder 2-1,6 ( für Käfigläufer ).).

Verwenden Sie die Formel, um die erforderliche Leistung zu berechnen: I np>1/k (I common + I start). Bei der Berechnung muss beachtet werden, dass der Nennwert des Sensors immer größer sein muss als der Wert, der sich aus der Stromberechnung ergibt.

Um zeitaufwendige Berechnungen zu vermeiden, wählen Sie den Nennstrom des Schmelzeinsatzes aus der Tabelle.

Erste Zeile (Wgibt die Nennleistung des Sicherungsschalters an, wie sie auf dem Gehäuse angegeben ist, die zweite Zeile (А) ist der Sicherungswert. Für ein flaches Netz müssen Sie die Wattzahlen aller Haushaltsgeräte addieren und die entsprechende Zahl in der Tabelle finden, aber es wäre besser, Schutzschalter zu verwenden.

Berechnung des Drahtdurchmessers einer Schmelzsicherung

Es werden komplizierte Berechnungen angestellt, um einen durchgebrannten Einsatz vorübergehend zu reparieren, wenn es keine Möglichkeit gibt, ihn zu ersetzen. Damit das Netz vor Überlastung geschützt ist, muss die Stärke des für die Installation der "Wanze" verwendeten Drahtes der Stärke des zerstörten Einsatzes entsprechen. Für ein Netz in einer Stadtwohnung, in der ein PP mit 63 A installiert ist, kann ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,9 mm verwendet werden.

Wenn eine andere Schutzeinrichtung repariert werden soll, muss die Leistung des PP (auf dem Gehäuse angegeben) und dann die Eignung des verfügbaren Kupferdrahtes ermittelt werden:

• seinen Durchmesser messen;
• Würfeln Sie diese Zahl und ziehen Sie die Quadratwurzel aus diesem Wert;
• Multiplizieren Sie diese Zahl mit 80.

Das Ergebnis sollte ungefähr dem auf dem Gehäuse angegebenen PP-Wert entsprechen.

Bei der Reparatur wird der ausgewählte Draht um die Kontakte des durchgebrannten Einsatzes gewickelt und verbindet diese. Die Wanze wird in die Buchse am Sicherungskörper eingesetzt.

Wenn der Draht erneut schmilzt, bedeutet dies, dass der Fehler im zu schützenden Gerät oder im Wohnungsnetz liegt und repariert werden muss. Verwenden Sie keine dickeren Drähte, da dies einen Brand verursachen könnte.

Funktionsprüfung

Moderne Autosicherungen haben manchmal eine eingebaute Durchbrennanzeige. Dies zeigt dem Besitzer an, wenn ein Teil ausgetauscht werden muss. Bei Schwachstromsicherungen ist der Draht durch das transparente Gehäuse sichtbar. Einige Leiterplatten sind jedoch undurchsichtig und haben keine Indikatoren.

Wenn es nicht möglich ist, einen unterbrochenen Leiter im Inneren des Sensors visuell zu erkennen, kann ein Multimeter verwendet werden, um festzustellen, ob der Sensor betriebsbereit ist. Bevor Sie eine Sicherung mit einem Prüfgerät testen, wählen Sie einen Mindestwiderstandswert (Ohm). Setzen Sie den Stift des Prüfgeräts auf die Sensoranschlüsse und ermitteln Sie den Messwert:

• Ist der Widerstandswert Null oder nahe bei 0, kann man davon ausgehen, dass der Einsatz funktionsfähig ist;
• Wenn das Prüfgerät eine 1 oder ein Unendlichkeitszeichen anzeigt, ist der Sensor durchgebrannt.

Wenn das Prüfgerät über eine akustische Vorrichtung verfügt, kann die Sicherung einfach durch Aufsetzen des Stiftes auf die Kontakte geprüft werden. Das Piepen des Prüfgeräts zeigt an, dass das Element funktionsfähig ist.

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