Bezpieczniki - ich przeznaczenie, rodzaje i typy, budowa i zasada działania

Bezpiecznik to element sieci energetycznej pełniący funkcję ochronną. W przeciwieństwie do wyłącznika automatycznego po każdym zadziałaniu trzeba wymienić bezpiecznik na nowy. Wkładka topikowa, która ulega spaleniu, gdy prąd znamionowy przekroczy dopuszczalną wartość, musi być dobrana z uwzględnieniem obciążenia sieci zasilającej.

Zasada działania i przeznaczenie bezpieczników

Wewnątrz wkładki bezpiecznikowej znajduje się przewodnik z czystego metalu (miedź, cynk itp.).miedź, cynk itp.) lub stopu (stal). Ochrona obwodów elektrycznych opiera się na fizycznej właściwości metali polegającej na ich nagrzewaniu się pod wpływem przepływu prądu. Wiele stopów ma również dodatni współczynnik oporu cieplnego. Jego działanie jest następujące:

• gdy natężenie prądu jest mniejsze od wartości znamionowej przewidzianej dla danego przewodnika, metal nagrzewa się równomiernie, mając czas na odprowadzenie ciepła, i nie ulega przegrzaniu;
• Duże natężenie prądu powoduje nagrzewanie się przewodnika, co powoduje zniszczenie bezpiecznika zaprojektowanego dla określonego natężenia.

Właściwość ta opiera się na topieniu cienkiego drutu umieszczonego w bezpieczniku elektrycznym. W zależności od zastosowania kształt i przekrój przewodnika może być różny - od cienkiego drutu w urządzeniach domowych i samochodach po grube płyty przeznaczone do prądów o natężeniu kilku tysięcy amperów (A).

Część kompaktowa chroni obwód elektryczny przed przeciążeniem i zwarciem. Jeśli dopuszczalny prąd sieciowy (tj. prąd znamionowy) wkładka zostanie przerwana i obwód zostanie przerwany. Można ją przywrócić dopiero po wymianie elementu. W przypadku uszkodzenia podłączonego sprzętu bezpieczniki przepalają się natychmiast po włączeniu wadliwego urządzenia, co pozwala zachować integralność urządzenia i informuje o wystąpieniu problemu. W przypadku zwarcia w sieci zasilającej urządzenie zabezpieczające jest uruchamiane w ten sam sposób.

Oznaczenie graficzne na schemacie

Na schematach elektrycznych zgodnych z rosyjską jednolitą dokumentacją systemową bezpieczniki są oznaczone prostokątem z umieszczoną wewnątrz linią prostą. Jest on podłączony do dwóch części obwodu przed i za bezpiecznikiem.

W dokumentacji importowanych urządzeń można znaleźć także inne oznaczenia:

• Prostokąt z oddzielnymi częściami na końcach (standard IEC);
• Linia falista (IEEE/ANSI).

Rodzaje i typy bezpieczników

Do stosowania w obwodach elektrycznych używane są różne typy i odmiany bezpieczników. Wyroby produkowane w Rosji różnią się typem konstrukcji:

• wypełnione znakiem PN-2; PPN, NPN itd;
• niewypełnione (PP-2).

Pojęcie pełności jest związane z obecnością substancji wewnątrz poszczególnych typów wkładek, która gasi łuk elektryczny powstający podczas spalania się przewodnika. Obwód zostanie otwarty dopiero po jego zniknięciu. Dlatego żarówki wypełnione PP zawierają piasek kwarcowy. Niewypełnione mogą wydzielać gazy, które gaszą łuk elektryczny. Dzieje się tak, gdy materiał korpusu płytki nagrzewa się.

Rozróżnia się różne rodzaje PP:

1. Niski prąd są stosowane w urządzeniach domowych małej mocy o poborze prądu do 6A. Są to tuleje cylindryczne ze stykami na końcach.
2. BC typu rozwidlonego są często instalowane w pojazdach. Nazwa pochodzi od wyglądu: styki znajdują się po jednej stronie korpusu i są wkładane w gniazda jak wtyczka w gniazdo.
3. Cork - Wtyczki są powszechne w instalacjach jednofazowych. Wtyczki te mają prąd znamionowy 63 A i są przeznaczone do jednoczesnego podłączania kilku urządzeń gospodarstwa domowego. Wkładka przepaleniowa w takim bezpieczniku znajduje się w ceramicznej obudowie z wkładką, jeden styk pozostaje na zewnątrz, a drugi jest połączony ze stykami wtyczki. Jeśli obciążenie zostanie przekroczone, część ulega spaleniu, co powoduje całkowite odłączenie mieszkania od napięcia. Zasilanie można przywrócić, wymieniając wkładkę na nową.
4. Rurki PP Bezpiecznik rurkowy ma budowę podobną do wkładki topikowej, ale jest montowany między dwoma bolcami. Bezpiecznik topikowy jest niewypełniony, a jego obudowa wykonana jest z włókna, które przy silnym podgrzaniu uwalnia gaz.
5. Bezpieczniki topikowe Bezpieczniki nożowe mają prąd znamionowy od 100 do 1250 A i są stosowane w sieciach, które wymagają dużej obciążalności prądowej (Na przykład przy podłączaniu urządzenia z silnikiem o dużej mocy.).
6. KwarcBezpieczniki kwarcowe, wypełnione piaskiem kwarcowym, są stosowane w sieciach o napięciu do 36 kV.
7. Wytwarzające gaz, składane i nie składane. W wyniku spalania odmian PSN i PVT następuje silne wydzielanie gazu, któremu towarzyszy odgłos pękania. Czujnik jest stosowany w sieciach napięciowych 35-110 kV. Prąd znamionowy takiego czujnika wynosi do 100 A.

W zależności od całkowitego obciążenia sieci instaluje się różne typy CC - te o większej mocy są montowane w specjalnych skrzynkach transformatorowych i mogą zaspokoić bieżące potrzeby dzielnicy mieszkalnej lub przedsiębiorstwa. Te o niskiej wydajności są instalowane w licznikach: chronią poszczególne mieszkania. Stare urządzenia gospodarstwa domowego można również wyposażyć w czujnik PP (niski prąd), ale nowoczesne urządzenia rzadko zawierają te elementy.

Wybór wkładki topikowej

Przy wyborze bezpieczników bierze się pod uwagę ich wartości nominalne, charakterystyki czasowo-prądowe i całkowite obciążenie sieci (całkowita moc wszystkich elementów operacyjnych). Prąd znamionowy bezpiecznika to prąd, który wkładka bezpiecznikowa może wytrzymać przed rozerwaniem. Wartość ta jest podana na obudowie bezpiecznika (np. oznaczenie 63 A dla domowych bezpieczników korkowych).

Charakterystyki czasowo-prądowe są obliczane na podstawie specjalnych wykresów. Należy je uwzględniać przy stosowaniu silników elektrycznych, których prąd rozruchowy kilkakrotnie przekracza prąd roboczy. Gdy używanych jest kilka silników (w zakładzie) oblicza się prąd rozruchowy silnika o największej mocy.

Całkowita (maksymalna) obciążalność sieci zasilającej jest sumą wszystkich prądów roboczych urządzeń (podanych w instrukcji i na obudowie). Jeżeli do sieci zasilającej włączony jest silnik elektryczny, uwzględnia się również jego prąd rozruchowy, podzielony przez współczynnik k = 2,5 (dla łagodnego rozruchu i wirnika klatkowego) lub 2-1,6 (w przypadku ciężkiego rozruchu lub wirników połączonych fazami) lub 2-1,6 (w przypadku wirnika klatkowego).).

Aby obliczyć wymaganą wartość znamionową, należy skorzystać z podanego wzoru: I np>1/k (I wspólne + I początkowe). Podczas obliczeń należy pamiętać, że wartość znamionowa czujnika musi być zawsze większa niż wartość uzyskana w wyniku obliczeń prądu.

Aby uniknąć czasochłonnych obliczeń, należy wybrać prąd znamionowy wkładki topikowej z tabeli.

Pierwszy rząd (Wwskazuje moc znamionową rozłącznika bezpiecznikowego oznaczoną na obudowie, drugi wiersz (А) to wartość znamionowa bezpiecznika. W przypadku sieci płaskiej należy zsumować wartości mocy wszystkich urządzeń domowych i znaleźć odpowiednią liczbę w tabeli, ale lepiej jest użyć wyłączników automatycznych.

Obliczanie średnicy drutu bezpiecznika

Wykonuje się skomplikowane obliczenia, aby tymczasowo naprawić przepalony wkład, jeśli nie ma możliwości jego wymiany. Aby sieć była zabezpieczona przed przeciążeniem, grubość przewodu użytego do instalacji "pluskwy" musi odpowiadać wartości znamionowej zniszczonej wkładki. W przypadku sieci w mieszkaniu miejskim, w którym zainstalowano przewód PP o prądzie znamionowym 63 A, można zastosować przewód miedziany o średnicy 0,9 mm.

Jeżeli ma być naprawione inne urządzenie zabezpieczające, należy określić wartość znamionową PP (podaną na obudowie), a następnie określić przydatność dostępnego drutu miedzianego:

• zmierzyć jego średnicę;
• Sześcian tej liczby i pierwiastek kwadratowy z tej wartości;
• Pomnóż tę liczbę przez 80.

Wynik powinien być w przybliżeniu równy wartości znamionowej PP podanej na korpusie.

Podczas naprawy wybrany przewód jest nawijany wokół styków spalonej wkładki, łącząc je. Pluskwę wkłada się do gniazda w korpusie bezpiecznika.

Jeśli przewód ponownie się stopi, oznacza to, że usterka występuje w chronionym urządzeniu lub w sieci elektrycznej mieszkania i należy ją naprawić. Nie należy używać grubszego drutu, ponieważ może to spowodować pożar.

Testy funkcjonalne

Nowoczesne bezpieczniki samochodowe mają czasami wbudowany wskaźnik przepalenia. Informuje to właściciela o konieczności wymiany danej części. W bezpiecznikach niskoprądowych przewód jest widoczny przez przezroczystą obudowę. Jednak niektóre PCB są nieprzezroczyste i nie mają wskaźników.

Jeśli nie jest możliwe wzrokowe wykrycie przerwanego przewodu wewnątrz czujnika, można użyć multimetru, aby ustalić, czy czujnik jest sprawny. Przed sprawdzeniem bezpiecznika za pomocą testera należy wybrać minimalną wartość rezystancji (w omach). Przyłóż trzpień pomiarowy testera do zacisków czujnika i sprawdź odczyt:

• jeśli wartość rezystancji jest równa lub bliska 0, można stwierdzić, że wkładka jest sprawna;
• jeśli tester pokazuje znak 1 lub nieskończoności, czujnik jest przepalony.

Jeśli tester jest wyposażony w urządzenie dźwiękowe, bezpiecznik można sprawdzić po prostu przykładając rysik do styków. Sygnał dźwiękowy testera oznacza, że element nadaje się do naprawy.

Powiązane artykuły: