Какие бывают предохранители в электронике: Виды предохранителей, устройство и принцип действия

Предохранители виды, принцип действия Электроника, Микроэлектроника ,…

Привет, Вы узнаете про предохранитель, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое предохранитель , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Определение

Электрический предохранитель – это устройство или коммутационный аппарат, предназначенный для отключения цепи от источника питания при токе значительно превышающем номинальный. Простыми словами: если устройство почему-то начало потреблять чрезмерный ток – предохранитель разомкнет цепь. Он устанавливается последовательно с защищаемым участком цепи. На схеме предохранитель обозначается так:

Виды предохранителей

Любая электрическая система работает на балансе подводимой и потребляемой энергий. Когда в схему электрооборудования подается напряжение, то оно прикладывается к определенному сопротивлению цепи. В итоге на основании закона Ома вырабатывается ток, благодаря действию которого совершается работа.

При нарушениях изоляции, ошибках монтажа, аварийном режиме сопротивление электрической цепи плавно снижается или резко падает. Это ведет к соответствующему возрастанию тока, который при достижении величины, превышающей номинальное значение, причиняет вред оборудованию и человеку.

Вопросы безопасности всегда были и будут актуальны при использовании электрической энергии. Поэтому защитным устройствам постоянно придается повышенное внимание. Первые такие конструкции, названные предохранителями, широко используются до настоящего времени.

Электрический предохранитель является частью рабочей цепи, врезается в рассечку питающего провода, должен надежно выдерживать рабочую нагрузку и защищать схему от появления сверхнормативных токов. Эта функция заложена в основу его классификации по номинальному току.

По применяемому принципу действия и способу разрыва схемы все предохранители подразделяют на следущие группы:

1. с плавкой вставкой;

2. электромеханической конструкции;

3 Термопредохранители

4. на основе электронных компонентов;

5. самовосстанавливающиеся модели с нелинейными обратимыми свойствами после действия сверхтоков.

Плавкая вставка Плавкие предохранители – одноразовые.

Предохранители этой конструкции имеют в своем составе токопроводящий элемент, который под действием тока с величиной, превышающей номинальное установленное значение, расплавляется от перегрева и испаряется. Этим обеспечивается снятие напряжения со схемы и защита ее.

Плавкие вставки могут быть изготовлены из металлов, например, меди, свинца, железа, цинка или отдельных сплавов, обладающих таким коэффициентом термического расширения, который обеспечивает защитные свойства электрооборудования.

Характеристики нагрева и охлаждения проводников для электрооборудования при установившемся рабочем режиме приведены на рисунке.

Работа плавкой вставки под расчетной нагрузкой обеспечивается созданием надежного баланса температур между теплом, выделяемым на металле от прохождения по нему рабочего электрического тока, и отводом тепла в окружающую среду за счет рассеивания.

При возникновении аварийных режимов это равновесие быстро нарушается.

Металлическая часть плавкой вставки при нагреве увеличивает значение своего активного сопротивления. Это вызывает больший разогрев, поскольку выделяемое тепло прямо пропорционально величине I2R. При этом снова возрастает сопротивление и выделение тепла. Процесс продолжается лавинообразно до тех пор, пока не наступает расплавление, закипание и механическое разрушение плавкой вставки.

При разрыве цепи внутри плавкой вставки возникает электрическая дуга. Через нее до момента полного погасания проходит опасный для установки ток, который меняется по характеристике, показанной на рисунке ниже.

Основным эксплуатационным параметром плавкой вставки является его времятоковая характеристика, определяющая зависимость кратности аварийного тока (относительно номинального значения) ко времени срабатывания.

Для ускорения работы плавкой вставки при малых кратностях аварийных токов используются специальные технические приемы:

• создание форм переменного сечения с зонами уменьшенной площади;

• применением металлургического эффекта.

Изменение сечения

На сужениях пластин увеличивается сопротивление и создается большее выделение тепла. В нормальном режиме работы эта энергия успевает равномерно распространиться по всей поверхности, а при перегрузках создаются критические зоны на узких местах. Их температура быстро достигает состояния, при котором металл плавится и разрывает электрическую цепь.

Для увеличения быстродействия пластины делают из тонкой фольги и применяют их в несколько слоев, включенных параллельно. Перегорание любого участка на одном из слоев ускоряет срабатывание защиты.

Принцип металлургического эффекта

Он основан на свойстве отдельных легкоплавких металлов, например, свинца или олова, растворять в своей структуре более тугоплавкие медь, серебро и отдельные сплавы.

Для этого на многожильные проволочки, из которых делают плавкую вставку, наносят капли олова. При допустимой температуре металла проводов эти добавки не создают никакого эффекта, но в аварийном режиме они быстро расплавляются, растворяют часть основного металла и обеспечивают ускорение срабатывания предохранителя.

Эффективность этого способа проявляется только на тонких проводниках и значительно снижается при увеличении их поперечного сечения.

Основной недостаток плавкой вставки состоит в том, что при срабатывании ее необходимо вручную заменять новой. Для этого требуется поддерживать их запас.

По форме предохранители могут быть:

Примечание:

Вилочные или флажковые предохранители чаще всего применяются в автомобильной проводке. Пробковые использовались (встречаются и по сей день) для защиты квартирной проводки и других цепей, устанавливались, например, на счетчике. Ножевые предохранители используются в силовых электрических шкафах (например, ЯВР, ЯРП, ШР).

Термопредохранители

рассчитаны на работу при определенном токе в пределах допустимой температуры. Также одноразовые, как и плавкие вставки.

Термопредохранители – это одноразовые защитные элементы, как и плавкие вставки. Они используются в цепях, где нужна не только защита от повышенного тока, но и от перегрева.

Например, они используются в современных бытовых обогревателях. На фотографии вы видите термопредохранитель в тепловентиляторе. Он перегорит в случае превышения допустимой температуре, например, при выходе из строя вентилятора чтобы спирали не перегрелись и не произошел пожар. Также они используются в фенах, утюгах и прочем.

Основные характеристики при выборе предохранителя – это его номинальный ток и температура, учитывайте оба этих фактора при покупке замены вышедшему из строя элемента.

Стоит отметить и то, что одноразовые термопредохранители часто устанавливают для защиты обмоток современных трансформаторов . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Если он расположен поверх обмотки – вы сможете его заменить и трансформатор прослужит еще, но, если он расположен в глубине обмотки – без навыков перемотки вам не удастся его заменить.

Но есть и многоразовые термопредохранители. В них под воздействием тепла размыкаются переключается контатная группа. Они бывают с нормально-замкнутыми (NC) и нормально-разомнкутымми (NO) контактами. Первые при нагревании размыкают цепь, а вторые наоборот – замыкают. После остывания контакты возвратятся в исходные положение.

Поэтому при покупке нового взамен вышедшему из строя обращайте внимание на тип контактов (NC или NO).

Предохранители электромеханической конструкции

Электромеханическим предохранителем иногда называют автоматический выключатель (автомат). Его используют для защиты проводки, электродвигателей и других относительно мощных электроприборов.

Принцип врезания защитного устройства в питающий провод и обеспечение его разрыва с целью снятия напряжения позволяет отнести созданные для этого электромеханические изделия к предохранителям. Однако, большинство электриков выделяет их в отдельный класс и называет автоматическими выключателями или сокращенно автоматами.

При их работе специальный датчик постоянно контролирует величину проходящего тока. После достижения критического значения подается управляющий сигнал на исполнительный механизм – взведенную пружину от теплового или магнитного расцепителя.

Предохранители на электронных компонентах

Электронный предохранитель – строится на измерительной, управляющей цепи и силового транзистора, размыкающего цепь по достижении порогового тока. Самое распространенное устройство, которое работает таким образом – плата защиты литиевого аккумулятора.

У этих конструкций функцией защиты электрической схемы занимаются бесконтактные электронные ключи на основе силовых полупроводниковых приборов из диодов, транзисторов или тиристоров .

Их называют электронными предохранителями (ЭП) или модулями контроля и коммутации тока (МККТ).

В качестве примера на рисунке представлена структурная схема, показывающая принцип работы предохранителя на транзисторе.

Схема управления такого предохранителя снимает измеряемый сигнал о величине тока с резистивного шунта. Он модифицируется и подается на вход изолированного полупроводникового затвора полевого транзистора типа MOSFET.

Когда ток через предохранитель начинает превышать допустимое значение, то затвор запирается, а нагрузка отключается. При этом предохранитель переводится на режим самоблокировки.

Если в схеме электрооборудования используется много МККТ, то возникают трудности с определением сработавшего предохранителя. Для облегчения его поиска введена функция подачи сигнала «Авария», который может фиксироваться загоранием светодиода или срабатыванием твердотельного либо электромеханического реле .

Такие электронные предохранители отличаются быстродействием, их время срабатывания не превышает 30 миллисекунд.

Рассмотренная выше схема считается простой, она может быть значительно расширена новыми дополнительными функциями:

• непрерывного контроля тока в цепи нагрузки с формированием команд на отключение при превышениях тока более 30% номинальной величины;

• отключения защищаемого участка в случаях возникновения коротких замыканий или перегрузок с выдачей сигнала при увеличении тока в нагрузке выше 10% от установленной уставки;

• защит силового элемента транзистора при возникновении температур более 100 градусов.

У таких схем используемые модули МККТ по времени срабатывания делятся на 4 группы. Самые быстродействующие устройства относят к классу «0». Они отключают превышающие уставку токи на 50% за время до 5 мс, на 300% — за 1,5 мс, на 400% — за 10мкс.

Самовосстанавливающиеся предохранители

Эти защитные устройства отличаются от плавких вставок тем, что после отключения аварийной нагрузки они сохраняют свою работоспособность для дальнейшего многократного использования. Поэтому их назвали самовосстанавливающимися.

За основу конструкции взяты полимерные материалы, обладающие положительным температурным коэффициентом для электрического сопротивления. Они обладают кристаллической структурой решетки при обычных, нормальных условиях и резко переходят в аморфное состояние при нагреве.

Характеристика срабатывания такого предохранителя обычно приводится в форме логарифма сопротивления в зависимости от температуры материала.

Когда полимер имеет кристаллическую решетку, то он хорошо, как металл, пропускает электрический ток. В аморфном состоянии проводимость значительно ухудшается, чем обеспечивается отключение нагрузки при возникновении ненормального режима.

Такие предохранители используются в защитных устройствах для ликвидации возникающих многократных перегрузок там, где замена плавкой вставки или ручные действия оператора затруднительны. Это сфера автоматических электронных устройств, широко используемых в компьютерных технологиях, мобильных гаджетах, измерительной и медицинской технике, транспортных средствах.

На надежную работу самовосстанавливающихся предохранителей оказывает влияние температура окружающей среды и величина протекающего сквозь него тока. Для их учета введены технические термины:

• ток пропускания, определяемый как максимальное значение при температуре +23 градуса Цельсия, которое не приводит к срабатыванию устройства;

• ток срабатывания, как минимальная величина, которая при той же температуре приводит к переходу полимера в аморфное состояние;

• максимальное значение приложенного рабочего напряжения;

• время срабатывания, измеряемое от момента возникновения аварийного тока до отключения нагрузки;

• мощность рассеивания, определяющая способность предохранителя при +23 градусах передавать тепло в окружающую среду;

• первоначальное сопротивление до подключения в работу;

• сопротивление, достигаемое через 1 час после окончания срабатывания.

Самовосстанавливающиеся предохранители обладают:

• небольшими габаритами;

• быстрым срабатыванием;

• стабильной работой;

• комбинированной защитой устройств от превышений токов и перегрева;

• отсутствием необходимости в обслуживании.

Самовосстанавливающиеся предохранители

Это устройство с положительным температурным коэффициентом сопротивления. При возрастании тока через его сопротивление нелинейно возрастает. Сопротивление после срабатывания зависит от двух факторов, а именно, приложенного напряжения и рассеиваемой мощности.

R=U2/P

Ниже вы видите пример графика зависимости сопротивления от температуры.

Вместе с ростом сопротивления возрастает и температура прибора до уровня 80 градусов. Они состоят из смеси полимеров и углерода.

У них следующие технические характеристики:

• Vmax — максимально допустимое напряжение.

• Imax — это максимальный ток, который может протекать в цепи без разрушения самовосстанавливающегося предохранителя.

• Ihold — номинальный ток.

• Itrip — минимальный ток который может протекать через прибор, не приводя к его срабатыванию.

Самовосстанавливающиеся предохранители часто используют для защиты цифровой электроники, например, защиты портов USB, HDMI, реже в цепях питания портативных устройств с аккумуляторами.

Разновидности конструкций предохранителей

В зависимости от задач предохранители создают для работы в цепях:

Поскольку они работают в цепях разного напряжения, то корпуса изготавливают с отличительными диэлектрическими свойствами. По этому принципу предохранители подразделяют на конструкции, работающие:

• с низковольтными устройствами;

• в цепях до 1000 вольт включительно;

• в схемах высоковольтного промышленного оборудования.

К специальным конструкциям относят предохранители:

• взрывные;

• пробивные;

• с погашением дуги при размыкании цепи в узких каналах мелкозернистых наполнителей или образования автогазового либо жидкостного дутья;

• для транспортных средств.

Ограничиваемый предохранителями аварийный ток может составлять от долей ампера до килоампера.

Иногда электрики вместо плавкой вставки в корпус устанавливают калиброванную проволоку. Этот способ не рекомендуется применять потому, что даже при точном подборе поперечного сечения электрическое сопротивление проволоки может отличаться от рекомендованного из-за свойств самого металла или сплава. Такой предохранитель не будет точно работать.

Еще большей ошибкой считается применение самодельных «жучков» наудачу. Они чаще всего бывают причиной несчастий и пожаров, возникающих в электропроводке.

SMD (чип) предохранители

SMD (чип) предохранители получили название от способа монтирования на поверхность печатной платы, где SMD (Surface-Mount Device) означает прибор поверхностного монтажа. Используются в цепях постоянного тока для защиты от перегрузки по току с напряжением до 125В и силой тока до 100А.

SMD предохранители делятся на плавкие и самовосстанавливающиеся.

Полимерная кристаллическая структура самовосстанавливающегося предохранителя дает возможность восстанавливать первоначальные токопроводящие характеристики по окончании воздействия побудителя. Плавкий SMD предохранитель после срабатывания необходимо заменить.

Основные параметры предохранителей поверхностного монтажа (номинальный ток, номинальное сопротивление, рассеиваемая мощность и время срабатывания) зависят от изменений температуры рабочей среды. Быстродействующие плавкие SMD предохранители применяются в компьютерных технологиях, телефонии, цифровых видеокамерах, LCD-дисплеях и другом электрооборудовании.

Самовосстанавливающиеся SMD предохранители нашли применение в компьютерной и автомобильной электронике, телекоммуникациях, сигнализационной и измерительной аппаратуре, спутниковом телевидении и другом электронном оборудовании. Детальные характеристики и основные параметры SMD предохранителей приведены в таблицах. Расшифровка маркировки, размеры, рекомендации монтажа и пайки приведены ниже. Гарантия работы поставляемых нашим предприятием SMD предохранителей составляет 2 года. Это подкрепляется надлежащими документами по качеству. Окончательная цена на конкретный SMD предохранитель зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Самовосстанавливающиеся SMD предохранители

Важнейшие параметры

IH – Максимальный ток, не приводящий к срабатыванию – максимальный ток, который может проводить через себя самовосстанавливающийся предохранитель без срабатывания.

IT – Минимальный ток срабатывания – минимальный ток через самовосстанавливающийся предохранитель, при котором происходит переход от проводящего состояния к непроводящему.

UMAX – Максимальное рабочее напряжение – максимальное напряжение, которое способен выдержать без разрушения самовосстанавливающийся предохранитель при протекании через него номинального тока.

IMAX – Максимально допустимый ток – максимальный ток короткого замыкания, который выдерживает самовосстанавливающийся предохранитель без разрушения при номинальном напряжении.

PD MAX – Максимальная мощность, рассеиваемая предохранителем – максимальная мощность, рассеиваемая предохранителем, после перехода от проводящего состояния к непроводящему.

RMIN – Минимальное сопротивление – минимальное сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя в рабочем, проводящем состоянии.

R1 MAX – Максимальное сопротивление – максимальное сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя спустя 1 час после последнего срабатывания.

Скорость срабатывания – время перехода от проводящего состояния к непроводящему при указаном токе. IH, IT, PD MAX и скорость срабатывания зависят от температуры окружающей среды и представлены для t = 23°C.

Маркировка самовосстанавливающихся SMD предохранителей:

SMD – Серия самовосстанавливающегося предохранителя: “Surface-Mount Device” – для поверхностного монтажа.

2920 – Форм-фактор (габариты) корпуса: 0805 – 2,0×1,2 мм; 1206 – 3,2×1,6 мм, 1812 – 4,5×3,2 мм, 2920 – 7,5×5,5 мм.

185 – Номинальный ток, указан в hA.

Плавкие SMD предохранителей:

Маркировка плавких SMD предохранителей (вариант 1):

SMD	–	Серия плавкого предохранителя: “Surface-Mount Device” – для поверхностного монтажа.
1206	–	Форм-фактор (габариты) корпуса: 0603 – 1,6×0,8 мм; 1206 – 3,2×1,6 мм.
FT	–	Скорость срабатывания: “Fast Trip” – быстродействующий.
500	–	Номинальный ток, указан в hA.

Маркировка плавких SMD предохранителей (вариант 2):

2N	–	Серия плавкого предохранителя.
100	–	Номинальный ток: для 2N-0100L – 2N-0800L указан в hA, для 2N-010L – 2N-100L указан в daA.
L	–	Модификация предохранителя: позолоченные токовводы.

Общая конструкция плавких SMD предохранителей:

---

Общая конструкция

---

Однослойная конструкция

---

Многослойная конструкция

На этом все! Теперь вы знаете все про предохранитель, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое предохранитель и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.

Виды предохранителей

Плавкий предохранитель – первое устройство, примененное в электрических цепях для защиты от замыканий и перегрузок. Возникновение этих аварийных режимов работы неизбежно. Какой бы новой и качественной не была электроустановка, всегда сохраняется шанс на повреждение ее изоляции и подключение избыточной мощности к сетям питания.

Предохранитель является одноразовым компонентом. После срабатывания либо он сам, либо его плавкая вставка подлежат утилизации и замене новыми. Этих недостатков лишены автоматические выключатели, отключающие аварийные режимы работы сети снова и снова, без разрушения и выхода из строя. Но предохранители применяются в электроустановках до сих пор.

Ассортимент предохранителей

Этому способствуют его достоинства:

• простая конструкция, дешевая в изготовлении;
• удобство эксплуатации;
• выход из строя предохранителя невозможен – в нем просто нечему ломаться. Поэтому отказов в их работе не бывает, что повышает надежность работы защиты.

Устройство предохранителя

Предохранитель любой конструкции состоит из трех частей: корпуса, контактной части и плавкого элемента.

Плавкий элемент представляет собой проводник из легкоплавкого материала. При прохождении тока через предохранитель на плавком элементе, обладающем электрическим сопротивлением, выделяется электрическая мощность в виде тепла. Если ток ниже номинального, то тепла недостаточно для расплавления металла, из которого изготовлена вставка.

При превышении током порога срабатывания происходит расплавление вставки, сопровождающееся разрывом цепи. Разрыв происходит тем быстрее, чем больший ток проходит через предохранитель. Для каждого из них заводы-производители приводят время-токовую характеристику, по которой можно определить, за какое время произойдет отключение аварийного режима с заданной кратностью превышения номинального тока. Эта информация используется проектировщиками для расчета работы защит с применением предохранителей.

Устройство стеклянного предохранителя

Корпус предохранителя служит не только для механической связи его элементов между собой. При перегорании плавкой вставки неизбежно возникает электрическая дуга. Задача корпуса предохранителя – не допустить ее распространение и погасить как можно скорее.

Назначение контактной системы – обеспечить надежное разъемное соединение защитного устройства с токопроводами электроустановки. Площадь контакта должна быть максимально возможной, чтобы снизить переходное сопротивление и исключить нагрев соединения. Для контактных систем предохранителей используются латунь и медь с анодированным покрытием.

Гашение дуги в корпусах предохранителей

Простейшие модели не содержат внутри ничего, кроме воздуха. Но и рассчитаны они на небольшие токи, отключение которых не сопровождается образованием дуги с опасными для электрооборудования характеристиками. При расплавлении вставки она гаснет самостоятельно.

С повышением тока, отключаемого предохранителем, возникает необходимость принудительного гашения дуги внутри корпуса. Иначе она не погаснет, продолжая подпитывать короткое замыкание. Аварийная цепь не будет отключена: дуга, расплавив контактную систему, распылит частицы металла по поверхности корпуса, образовав контактный мостик. По нему продолжит протекать ток короткого замыкания, пока не сработает вышестоящая защита, либо окончательно не расплавятся токопроводы. В лучшем случае время отключения аварийного режима работы затянется в разы.

Чем больше время отключения короткого замыкания, тем больше вреда оно принесет. Поэтому гашению дуги внутри предохранителя уделяют особое внимание.

Первым методом, позволяющим сократить время отключения короткого замыкания, было изготовление центральной части полого корпуса предохранителя из фибры. Это слоистый материал, состоящий из картона, спрессованного с целлюлозной массой, предварительно пропитанной хлористым цинком. Изделия из фибры стойки к воздействиям бензина, спирта, керосина, ацетона, а также обладают изоляционными свойствами.

Фибровые предохранители

Но главное достоинство деталей из фибры, обусловившее ее распространение в электротехнике – при воздействии пламени дуги она выделяет смесь газов, блокирующих процесс ее горения. Газы, смешиваясь с ионизированной плазмой дуги, затрудняют движение заряженных частиц в ней. Сопротивление токопроводящего канала резко возрастает, дуга гаснет. Такие предохранители называют газогенерирующими, а кроме фибры для их изготовления используется еще и винипласт.

Устройство фибрового предохранителя

Следующим способом, применяемым для ускорения работы предохранителя, является заполнение корпуса кварцевым песком. Температура плавления кварца – около 1700 градусов, к тому же он – отличный диэлектрик. При перегорании плавкой вставки дуга, увеличиваясь в объеме, распространяется между песчинками. Ей приходится их обходить по замысловатой и сложной траектории, в результате длина ее увеличивается. Дополнительно происходит отбор тепла дуги материалом наполнителя, что способствует деионизации канала и скорейшему погасанию разряда.

Кварцевые предохранители

Кварцевые предохранители получили наибольшее распространение в электроустановках и применяются до сих пор. Газогенерирующие предохранители распространены меньше и встречаются только в устаревших распределительных устройствах.

Высоковольтные предохранители

Применение предохранителей для защиты электроустановок высокого напряжения значительно упрощает и удешевляет их конструкцию. Альтернативой этому является устройство полноценной релейной защиты. А для ее работы требуются датчики: трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их задача – снизить измеряемые величины до безопасных значений, с которыми могут работать реле и микропроцессорные терминалы. Все это в совокупности оказывается на порядки дороже, чем установка предохранителей.

Но к быстродействию предохранителей в электроустановках выше 1000 В предъявляются еще более жесткие требования. Для скорейшего отключения их плавкую вставку прикрепляют к пружине, соединенной с одним из контактных выводов. Корпус заполняется кварцевым песком.

При перегорании вставки пружина освобождается и резко сокращается. За счет этого длина участка горения дуги быстро увеличивается. Гашение происходит быстрее.

Высоковольтные предохранители

Дополнительным и обязательным для высоковольтных предохранителей устройством является узел контроля исправности. Чтобы безопасно проверить низковольтный предохранитель, можно воспользоваться индикатором, указателем напряжения или тестером. При необходимости можно отключить рубильник и измерить сопротивление между контактами защитного устройства.

Но проверить исправность высоковольтного предохранителя так не получится. Приближаться к нему нельзя. Использование указателей напряжения не дает достоверных результатов. Если плавкими вставками защищен силовой трансформатор, указатель покажет за перегоревшим предохранителем напряжение, наведенное на потерявшей питание обмотке с обмоток других фаз. При проверке исправности вставок на кабельной линии указатель засветится от остаточного заряда, сохраняющегося из-за большой емкости кабеля.

Для индикации срабатывания защиты из корпуса предохранителя выскакивает индикатор, хорошо видимый на расстоянии, безопасном для осмотра. На низковольтных предохранителях для удобства обслуживания тоже применяются индикаторные устройства, сигнализирующие о перегорании плавкой вставки.

Другой проблемой, существующей при использовании предохранителей в сетях выше 1000 В, является возникновение неполнофазного режима из-за перегорании вставки в одной фазе. Оставшиеся в работе на двух фазах силовые трансформаторы выдают на низковольтной обмотке несимметричное напряжение, грозящее вывести из строя электроприборы потребителей.

Устройство высоковольтного предохранителя

Если проблема актуальна, при перегорании одной вставки отключают питание полностью. Для этого используют специальные предохранители с бойками на одном из его торцов. Боек подпружинен и освобождается одновременно с перегоранием плавкой вставки. В паре с такими устройствами применяются выключатели нагрузки, имеющие отключающие планки. Во включенном положении контактная система выключателя удерживается защелкой. При ударе бойка по отключающей планке защелка выбивается. Система отключающих пружин выключателя отбрасывает его контактную систему в отключенное положение. По выскочившему из корпусу бойку определяют фазу, из-за замыкания в которой произошло отключение.

Полупроводниковые предохранителя

Развитие силовой полупроводниковой техники обозначило еще одну проблему. Ни одно механическое защитное устройство, включая плавкие предохранители, не способно своевременно отключить аварийный режим работы устройств, содержащих мощные диоды или транзисторы. Перегрузка этих приборов возможна лишь ограниченное время – десятки миллисекунд. При превышении этого времени прибор разрушается.

Полупроводниковый предохранитель

Чтобы свести к минимуму повреждения электроники в частотных преобразователях, инверторах или устройствах плавного пуска применяют полупроводниковые предохранители. Их p-n-переход перегорает быстрее, чем любая плавкая вставка. Но есть у них особенность – срабатывая, полупроводниковый предохранитель не дает полной гарантии разъединения цепи. Ток через нее прекращается, но не полностью: перегоревший полупроводниковый предохранитель имеет некоторое сопротивление. Поэтому для безопасной эксплуатации перед ним устанавливают еще один коммутационный элемент – автоматический выключатель. Они осуществляет резервирование полупроводниковой защиты, а также используется для гарантированного снятия напряжения с устройства для проверки исправности или замены предохранителей.

Самовосстанавливающиеся предохранители

В некоторых случаях после перегрузки цепи ее можно без вреда включить обратно через некоторое время. Это актуально в микропроцессорной и микроконтроллерной технике. Для защиты таких цепей используют предохранители с самовосстановлением.

Самовосстанавливающийся предохранитель

В состав этих устройств входит полимерная масса, смешанная с углеродом. Углерод обеспечивает требуемую проводимость, но само устройство в целом имеет сопротивление проходящему через него току. При превышении этим током установленного порога состав токопроводящей смеси нагревается, полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Связь частиц углерода между собой разрывается, ток через предохранитель прекращается.

После остывания полимера токопроводящий состав приходит в первоначальную форму. Контакт восстанавливается, устройство вновь готово к работе.

Оцените качество статьи:

Плавкие предохранители. Виды и устройство. Работа и применение

Компонент одноразового применения защищает источник тока от излишней нагрузки, и является наиболее слабым звеном электрической цепи. Плавкие предохранители входят в состав практически всех электросетей. Это устройство состоит из отрезка проволоки, сечение которого рассчитано на прохождение тока определенной величины. При возникновении чрезмерной нагрузки в цепи, плавкий элемент расплавляется и разрывает цепь.

Основными свойствами предохранителя являются: номинальное напряжение, номинальный ток, предельно допустимый ток.

Некоторые люди считают, что качество предохранителя зависит от толщины проволоки в нем. Но это не совсем так. Неквалифицированный расчет толщины плавкой вставки легко становится причиной пожара, так как кроме самого предохранителя нагреваются и провода, составляющие цепь. Если поставить предохранитель со слишком тонкой проволокой, то он не обеспечит нормального функционирования и быстро разорвет цепь.

Принцип действия

Плавкие предохранители включают в промежуток электрической цепи таким образом, что по ним проходит общий ток нагрузки этой цепи. До превышения верхней границы тока проволочный элемент теплый, либо холодный. Но, при появлении в цепи значительной нагрузки или возникновения короткого замыкания величина тока значительно повышается, расплавляет плавкий проволочный элемент, что приводит к автоматическому разрыву цепи.

Плавкие предохранители действуют в 2-х режимах, отличающихся между собой:

• Нормальный режим, когда устройство нагревается в установившемся процессе, в котором он весь нагревается до рабочей температуры и выделяет тепло наружу. На каждом предохранителе указана наибольшая величина тока, при которой происходит расплавление проволочного элемента. В корпусе вставки могут находиться плавкие элементы, рассчитанные на разную силу тока.
• Режим перегрузки и короткого замыкания. Устройство выполнено таким образом, что при повышении силы тока до верхней допустимой границы, плавкий элемент очень быстро сгорает. Для достижения такого свойства плавкий элемент в некоторых местах выполняют с меньшим сечением. На них выделяется больше тепла, чем в других местах. Во время замыкания оплавляются и размыкают цепь все узкие участки плавкого элемента. В это время вокруг места оплавления образуется электрическая дуга, которая гаснет в корпусе предохранителя.

Маркировка

Обозначение предохранителей представляют две буквы. Рассмотрим подробнее маркировку плавких предохранителей.

Первая из букв определяет интервал защиты:

• a — частичный интервал (защита от короткого замыкания (КЗ)).
• g — полный интервал (защита от КЗ и перегрузки).

Вторая буква определяет вид защищаемого устройства:

• G — универсальный тип для защиты разного оборудования.
• L — защита проводов и распредустройств.
• B — защита оборудования горного производства.
• F — защита цепей с малым током.
• M — защита отключающих устройств и электромоторов.
• R — защита полупроводниковых приборов.
• S — быстрое срабатывание при КЗ и среднее срабатывание при перегрузке.
• Tr — защита трансформаторов.

виды и устройство

Слаботочные вставки

Эти предохранители служат для защиты электрических устройств небольшой мощности с потреблением тока до 6 А.

Первая цифра – наружный диаметр, 2-я – длина предохранителя.

• 3 х 15.
• 4 х 15.
• 5 x 20.
• 6 x 32.
• 7 х 15.
• 10 х 30.

Вилочные предохранители

Служат для использования в автомобилях, и защищают их цепи от перегрузок. Вилочные вставки изготавливаются на напряжение до 32 В. Внешний вид их конструкции сдвинут в сторону, так как контакты находятся с одной стороны, а плавкая часть с другой.

• Миниатюрные вставки.
• Обычные.

Пробковые вставки

Применяются в жилых домах, работают при токе до 63 А.

Такие плавкие предохранители используют для приборов освещения, защиты бытовых устройств, счетчиков, маломощных электродвигателей. Они отличаются от трубчатых вставок методом крепления.

Трубчатые вставки

Такие вставки изготавливают в закрытом виде с корпусами из материала – фибры, которая образует газ, создающий большое давление, разрывающее цепь.Контакты.

1. Колпачки.
2. Кольца.
3. Фибра.
4. Вставка плавкая.

Ножевые предохранители

Рабочий ток достигает 1,25 кА. Типоразмеры ножевых видов:

• 000 – до 100 А.
• 00 – до 160 А.
• 0 – до 250 А.
• 1 – до 355 А.
• 2 – до 500 А.
• 3 – до 800 А.
• 4 – до 1250 А.

Кварцевые

Этот вид вставок является токоограничивающим, не образующим газов, служит для внутреннего монтажа. Предохранители кварцевого вида выполняются на напряжение до 36 киловольт.

1 – Патрон (керамика, стекло).
2 – Вставка плавкая.
3 – Колпачки (металл).
4 — Наполнитель.
5 – Указатель.

Патрон закрывается с помощью колпачков, обеспечивая герметичность. К наполнителю предъявляются определенные требования:

• Прочность (электрическая).
• Высокая теплопроводность.
• Не должен образовывать газы.
• Не должен впитывать влагу.
• Частицы наполнителя должны быть строго необходимого размера, во избежание их спекания, либо невозможности погасить дугу.

Таким требованиям отвечает песок из кварца. Плавкий элемент выполняется из меди с покрытием серебром. Из-за значительной длины плавкий элемент навивают в виде спирали.

Газогенерирующие

К такому виду относятся разборные предохранители ПР, стреляющие вставки для внешней установки ПСН, выхлопные ПВТ для трансформаторов.

Вставка ПР служит для монтажа внутри помещений в устройствах до 1000 вольт. Она состоит из:

1. Патрон, сделан из фибры с латунными кольцами по краям. На конце накручены колпачки из латуни.
2. Колпачки.
3. Плавкий элемент в виде цинковой пластины.
4. Контакты.

При сгорании вставки под воздействием электрической дуги образуется значительное количество газа. Его давление возрастает, дуга гаснет в потоке газа. Вставка выполняется V-образной формы, так как во время сгорания узкого места образуется меньшее количество паров металла, препятствующего погашению дуги.

Термопредохранители

Этот вид вставок является одноразовым устройством. Он служит для защиты дорогих элементов оборудования от перегрева выше границы установленной температуры. Внутри корпуса размещены термочувствительные материалы, что обеспечивает установку вставок в цепях с большим током.

Принцип работы заключается в следующем. В нормальном режиме вставка имеет сопротивление, равное нулю. При нагревании корпуса от защищаемого устройства до температуры сработки повреждается термочувствительная перемычка, которая разрывает цепь питания устройства. После сработки нужно произвести замену термопредохранителя и устранить причину поломки.

Такие плавкие предохранители стали популярными в бытовых электрических устройствах: тостерах, кофеварках, утюгах, а также в климатическом оборудовании.

Общие особенности

Плавкие предохранители отличаются по свойствам срабатывания от номинального тока. Плавкие предохранители имеют инертность срабатывания, поэтому у профессионалов они часто применяются для селективной защиты вместе с электрическими автоматами.

Правила регулируют защиту воздушных линий так, чтобы вставка срабатывала за 15 с. Важной величиной служит время разрушения проводника при работе с током, превышающим установленное значение. Чтобы снизить это время, некоторые конструкции предохранителей имеют предварительно натянутую пружину. Она разводит края разрушенного проводника, во избежание возникновения электрической дуги.

Корпуса предохранителей производят из прочных сортов керамики. Для малых токов применяют вставки с корпусами из стекла. Корпус вставки играет роль основной детали. На ней закреплен плавкий элемент, указатель срабатывания, контакты, таблица с данными. Также корпус выступает в качестве камеры погашения электрической дуги.

Недостатки плавких предохранителей:

• Возможность применения один раз.
• Значительным недостатком плавких вставок является его устройство, позволяющее недобросовестным специалистам производить шунтирование (применять «жучки»). Это может привести к возгоранию проводки.
• В 3-фазных цепях электромоторов при срабатывании одного предохранителя пропадает одна фаза, что приводит чаще всего к неисправностям двигателя. В этом случае целесообразно применять реле контроля фаз.
• Имеется возможность незаконной установки предохранителя на повышенный номинал тока.
• Может произойти перекос фаз в 3-фазных сетях при значительных токах.

Достоинства плавких предохранителей:

• В ассимметричных 3-фазных цепях в аварийных случаях на 1-й фазе, электрический ток исчезнет только на этой фазе, другие фазы будут продолжать питание потребителей. При больших токах такую ситуацию нельзя допускать, так как это приведет к перекосу фаз.
• Из-за слабой скорости действия плавкие предохранители можно применять для избирательности.
• Селективность самих вставок при последовательной схеме имеет расчет намного проще, по сравнению с автоматическими предохранителями, так как номинальные токи предохранителей, соединенных последовательно должны иметь отличия между собой в 1,6 раза.
• Конструкция плавкого предохранителя значительно проще, чем у электрического автомата, поэтому поломка механизма исключена. Это дает полную гарантию отключения цепи во время аварии.
• После замены предохранителя с плавким элементом, в цепи снова возобновляется защита со свойствами, удовлетворяющими производителю устройств, в отличие от применения автомата, у которого могут подгореть контакты, тем самым изменятся характеристики защиты.

Похожие темы:

Как выбрать предохранитель?

Несмотря на то, что сегодня повсеместно применяются автоматы защиты, в ряде случаев требуется установка плавкого предохранителя – классического устройства, применяемого электротехниками для защиты электрической сети от перегрузки, короткого замыкания.

Можно сказать, что для некоторых устройств именно установка предохранителя является вариантом более предпочтительным, а то и незаменимым, выполняя роль важного звена в электроцепи в:

• автомашинах;
• бытовой электронике и прочей аппаратуре;
• системах энергетического снабжения;
•  промышленных электрических установках.

В народе предохранители называют чаще всего пробками, и они по-прежнему работают в огромном числе распредщитков в домах, оставшихся от советского периода застройки. Недорогие, маленькие по размеру, они популярны, потому что их просто заменить, к тому же, они хорошо справляются со своей задачей.

Что такое предохранитель и как он работает

Предохранитель защищает от перегрузок тока посредством компонента, который называется плавкой вставкой. При определенных параметрах проводник расплавляется, и электрическая цепь размыкается. Вставки бывают одноразовыми, а предохранитель – это своего рода их многоразовый держатель.

В разных предохранителях используются разные вставки. Так, вставка может быть в виде тонкой проволоки, которые применяются в электронике. В цепях, где ток превышает тысячу ампер, применяются массивные пластины. В любом случае срабатывание происходит через несколько ступеней:

• компонент разогревается;
• происходит расплавление металла и его испарение;
• возникает электродуга;
• происходит ее гашение.

После этого наступает отключение.

Как выбрать предохранитель

Все предохранители отвечают единым параметрам:

• номинальное рабочее напряжение – это одна из главных характеристик предохранителя. В продаже можно найти устройства, предназначенные для тока переменного в 230, 400, 55 и 690 В, тока постоянного от 24 до 1000 В. При этом в сети напряжение должно быть меньшим или равным тому, что является номинальным напряжением. Если же в предохранителе номинал меньше, чем в сети, то вероятно возникновение короткого замыкания;
• номинальный ток вставки – это обозначение тока, который допустим для плавкой вставки. Вставка перегорит при превышении предельно допустимого номинального тока. Проводники, которые устанавливаются в корпусе предохранителя, могут быть рассчитаны на разные номинальные токи. При этом в одном предохранителе допустимо устанавливать вставку от десяти до сотни А, как, например, в модели ПН-100. Немаловажно то, что если наступают кратковременные или малозначительные перегрузки, то вставка должна оставаться целой, как, например, при запуске электродвигателя. Вообще время наступления расплавления вставки должно наступать не ранее чем после 1 часа при превышении на 25 процентов тока от номинального. Однако при превышении на 60 процентов в течение часа вставка должна плавиться;
• номинальный ток предохранителя.

В целом говорить о выборе предохранителя вряд ли корректно. Выбирать тут нечего, нужно искать именно тот предохранитель, который бы отвечал конкретным условиям. Главным условием можно назвать следующее: плавкая вставка предохранителя должна иметь номинальный ток со значением, превышающим номинальный ток цепи, которую защищает предохранитель. При этом напряжение данного предохранителя должно совпадать с сетевым напряжением.

Предохранители выбирают разных типов. Так, для сельских сетей низкого напряжения используются внутри помещения предохранители трубчатого и пробочного типа с нормированными по особой шкале номинальными токами – от 4 до 300 А.

Установку предохранителей производят в местах уменьшения сечения проводника в направлении мест энергопотребления, в местах ввода в сооружения и на головном участке сети. Если случится авария, то перегореть должен только тот предохранитель, который находится ближе прочих к месту повреждения. Этого можно достичь, если в каждом предохранителе плавкая вставка будет иметь номинальный ток с уменьшением в сторону от источника питания.

Предохранители автоматические

Кроме плавких предохранителей, существуют автоматические. Принято различать несколько типов:

• автоматические выключатели, именуемые также электромеханическими предохранителями;
• автоматы электронные;
• самовосстанавливающиеся автоматы.

Наибольшее распространение в настоящее время получили автоматические выключатели. Популярность их объясняется тем, что, в отличие от плавких предохранителей, они не требуют столь частой замены и более функциональны. Так, автомат можно без проблем и очень быстро включить повторно, а управлять им – на расстоянии, дистанционно.

Как устроен предохранитель-автомат

Каждый из автоматов работает, обеспечивая электромагнитную и тепловую защиту. При тепловой защите расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, пропускающую через себя электроток, который ее и нагревает. Когда же ток доходит до максимально допустимой величины порога, срабатывает защита – благодаря деформированию самой пластины. Размеры минимального тока связаны с типом предохранителя. Удобство такого устройства в том, что, остывая, пластина вновь приобретает прежний вид и становится пригодной к дальнейшей эксплуатации.

Как выбрать предохранитель-автомат

При выборе автомата нужно, в первую очередь, принимать во внимание такой показатель, как номинальный ток. Его максимальное значение не должно быть больше максимальной нагрузки в проводке – более того, нагрузка проводки должна быть больше на 15 процентов. Только в этом случае возможна ее защита.

Вторым критерием отбора является выбор предохранителя, наиболее близкого по стандартному ряду.

Наконец, выбор следующего параметра – тока срабатывания –  зависит от того, для чего приобретается аппарат. Так, в доме или квартире можно установить сразу несколько предохранителей-аппаратов, в каждом из которых выбор номинала зависеть будет от той нагрузки, что несет каждая линия. Разумеется, при разработке электросхемы не нужно забывать и о селективности, то есть о том, что аппараты, расположенные в разноуровневых местах, должны работать по очереди – низший уровень раньше верхнего.

На вводе обычно ставят перед счетчиком автомат основной и двухполюсный, после чего производится подключение однополюсных автоматов по каждой из отдельных электролиний. Существуют также автоматы дифференциальные, предназначенные для работы в виде собственно автомата и УЗО.

Если главный ввод вы планируете как трехфазный, то стоит установить четырехполюсный предохранитель автоматического типа, распределив всю нагрузку на все линии равномерно. Когда требуется установить газовые котлы, станки с электродвигателем, применяют трехфазный ввод с соответствующим автоматом четырехполюсного типа и номиналом, который меньше главного, расположенного на входе.

Для основных однофазных потребителей применяются три типа предохранителя:

• тип силовой, или D – их используют при установке, к примеру, стиральной машины;
• освещение, или В;
• для хозпомещений, или С – имеется в виду обустройство подвала или гаража.

Электронные предохранители

Они бывают самовосстанавливающимися, сигнализирующими о наступлении аварии, восстанавливающими питание посредством внешнего вмешательства

Плавкие предохранители | Electric-Blogger.ru

2019-02-14 Статьи  

Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок. В свое время эти устройства использовались повсеместно в различных электроустановках, в том числе и в жилом секторе, но с появлением автоматических выключателей, они постепенно исчезли из наших квартир.

Несмотря на то, что в домашних электрощитах уже редко можно встретить классические “пробки”, это не означает, что плавкие предохранители стали каким-то анахронизмом. Они по прежнему находят широкое применение в распределительных устройствах, промышленных установках, электронике, во многом благодаря своей надежности, скорости срабатывания, простоте конструкции и невысокой стоимости.

Более того, иногда предохранители предпочтительней в качестве защитного устройства чем автоматические выключатели, например производители рекомендуют использовать именно предохранители быстродействующего типа для защиты полупроводникового оборудования, такого как частотные преобразователи, софт-стартеры и т.д. так как автоматические выключатели не всегда могут обеспечить необходимое быстродействие, а это может быть критично для силовых диодов, транзисторов, тиристоров.

Плавким предохранитель называют потому что в его основе лежит плавкая вставка, которая при прохождении через нее тока, превышающего заданное значение, нагревается до температуры, при которой она расплавляется, тем самым размыкая цепь. В основе этих процессов лежит закон Джоуля-Ленца, согласно которому при протекании электрического тока происходит выделение тепла на проводнике.

Отсюда вытекает и главный минус таких предохранителей — после срабатывания их необходимо каждый раз менять.

Правда стоит отметить, что есть разновидность самовосстанавливающихся предохранителей, изготавливающихся из полимерных материалов с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Принцип их действия основан на том, что при превышении значения порогового тока, резко увеличивается их сопротивление, что ведет к разрыву электрической цепи. После устранения причины срабатывания его сопротивление восстанавливается и цепь вновь замыкается.

Типы предохранителей

В зависимости от назначения предохранители изготавливаются различных типов.

Слаботочные. Применяются в цепях, рассчитанных на небольшой потребляемой ток — до 6А. Это пожалуй наиболее распространенный тип предохранителей, которые часто встречаются в бытовых электроприборах. Бывают различных типоразмеров, обозначающих внешний диаметр х длину (3×15, 4×15, 5×20, 6×32, 7×15, 10×30).

К этой группе можно отнести также термопредохранители.

Вилочные. Такого типа предохранители нашли широкое распространение в автомобилях. Различаются между собой размерами и формой корпуса — Мини — H=16 мм, Стандарт — Н=19 мм, Макси — Н= 34мм. В зависимости от номинальной величины тока имеют различную цветовую маркировку корпуса.

Пробковые. Используются как в промышленном оборудовании, так и в жилом секторе. Рассчитаны на номинальный ток до 63А. По своей конструкции практически идентичны слаботочным, только имеют не стеклянный, а керамический корпус. В качестве основания для таких предохранителей используются либо резьбовые цоколи типа NEOZED, либо разъединители типа MINIZED с выдвижным лотком.

Ножевые. Применяются в силовых цепях электроустановок до 1000В. Рассчитаны на ток до 1250А. Корпус ножевых предохранителей заполняется специальным наполнителем для гашения электрической дуги, в качестве которого обычно используется кварцевый песок. В зависимости от исполнения могут иметь визуальный индикатор срабатывания и механизм дистанционной сигнализации срабатывания.

Кварцевые и Газогенерирующие. Применяются в высоковольтных сетях.

Выбор предохранителей

При выборе плавких предохранителей следует в первую очередь обращать внимание на такие параметры, как:

• Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать рабочему напряжению сети, при этом действительное напряжение в сети не должно превышать номинального напряжения предохранителя больше чем на 10%.
• Номинальный ток плавкой вставки должен быть больше максимального длительного тока нагрузки — Iн.в. >Iн.макс, при этом необходимо учитывать характер нагрузки. Например при защите электродвигателя надо учесть кратковременные перегрузки, вызванные пусковыми токами — Iн.в. > Iпуск.дв/k — где k — коэффициент, учитывающий отношение пускового тока к номинальному. Согласно ПУЭ п.5.3.56 для двигателей с легкими условиями пуска k принимается равным 2,5, для двигателей с тяжелым пуском (большая длительность разгона, частые пуски и т.п.) k должно быть равным 2,0-1,6.
• Номинальный ток отключения принимается, исходя из расчетного максимального тока к.з линии и должен быть равен ему либо больше Iном.откл ≥ Iмакс.кз.
• Временные характеристики срабатывания, которые зависят опять же от характера защищаемой нагрузки. Выпускают предохранители четырех типов срабатывания —
• сверхбыстрые (Ultra rapid) — применяются как правило для защиты полупроводниковых приборов и микросхем.
• быстрые (Quick acting) — основное применения в цепях управления и сигнализации.
• стандартные (Standart fuses) — имеют широкий диапазон применения.
• с временной задержкой или замедленные (Time-lag, Slow acting) — предназначены для защиты цепей электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

Маркировка предохранителей

Стандартная маркировка предохранителей состоит из двух букв.

Первая буква обозначает диапазон защиты:

a — частичный диапазон (защита только от токов короткого замыкания)

g — полный диапазон (защита от токов короткого замыкания и перегрузки)

Вторая буква обозначает тип защищаемого оборудования:

G — универсальный для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов.

L — для защиты кабелей и распределительных устройств.

B — для защиты горного оборудования. Имеют повышенные требования по взрывобезопасности.

F — защита слаботочных цепей

M — для цепей электродвигателей и отключающих устройств.

R — для защиты полупроводниковых устройств.

S — быстродействующие при коротком замыкании и среднее время срабатывания при перегрузке.

Tr — для защиты трансформаторов.

На быстродействующих предохранителях также в качестве графического обозначения может указываться знак диода —

На предохранителях, имеющих временную задержку часто указывается стилизованный символ улитки —

Ниже в таблице приведены основные классы предохранителей и их область применения.

Характеристика срабатывания	Область применения
gB	Предохранители, срабатывающие во всем диапазоне нагрузок,для защиты кабелей и линий электропередач при горных работах
gG	Предохранители, срабатывающие во всем диапазоне нагрузок,для общего применения, преимущественно защиты кабелей и линий
gR	Предохранители, срабатывающие во всем диапазоне нагрузок,для защиты полупроводниковых элементов
gS	Предохранители, срабатывающие во всем диапазоне нагрузок,для защиты полупроводниковых элементов, при повышенной загрузке линии
gF	Предохранители для защиты линейных цепей, расчётный ток короткого замыкания которых невелик.
аМ	Предохранители для защиты цепей электродвигателей от короткого замыкания
aR	Предохранители для защиты полупроводниковых элементов от короткого замыкания

Самовосстанавливающиеся предохранители. Мифы и реальность / Хабр

В комментариях к моей прошлой статье

о способах защиты от неправильного подключения полярности источника питания

меня неоднократно корили за то, что не упомянул способ защиты с использованием самовосстанавливающегося предохранителя. Чтобы исправить эту несправедливость поначалу хотел просто добавить в статью дополнительную схему защиты и короткое к ней пояснение. Однако решил, что тема самовосстанавливающихся предохранителей заслуживает отдельной публикации. Дело в том, что устоявшееся их название не слишком отражает суть вещей, а копаться в даташитах и разбираться в принципе работы при применении таких “элементарных” компонентов, как предохранитель, часто начинают уже после того, как начала глючить первая партия плат. Хорошо если не серийная. Итак, под катом вас ждёт попытка разобраться, что же это за зверь такой

PolySwitch

,

оригинальное название, кстати, лучше отражает суть прибора

, и понять

с чем его едят

, как и в каких случаях имеет смысл его использовать.

Физика тёплого тела.
PolySwitch

, это

PPTC

(Polymeric Positive Temperature Coefficient) прибор, который имеет положительный температурный коэффициент сопротивления. По правде, гораздо больше общих черт он имеет с позистором, или биметаллическим термопредохранителем, чем с плавким, с которым его обычно ассоциируют не в последнюю очередь благодаря усилиям маркетологов.

Вся хитрость заключается в материале из которого наш предохранитель изготовлен — он представляет собой матрицу из не проводящего ток полимера, смешанного с техническим углеродом. В холодном состоянии полимер кристаллизован, а пространство между кристаллами заполнено частицами углерода, образующими множество проводящих цепочек.

Если через предохранитель начинает протекать слишком большой ток, он начинает нагреваться, и в какой-то момент времени полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Из-за этого увеличения углеродные цепочки начинают разрываться, что вызывает рост сопротивления, и предохранитель нагревается еще быстрее. В конце-концов сопротивление предохранителя увеличивается настолько, что он начинает заметно ограничивать протекающий ток, защищая таким образом внешнюю цепь. После остывания прибора происходит процесс кристаллизации и предохранитель снова становится превосходным проводником.
Как выглядит температурная зависимость сопротивления видно из следующего рисунка

На кривой отмечено несколько характерных для работы прибора точек. Наш предохранитель является отличным проводником пока температура находится в рабочем диапазоне Point1 < T<Point2 (normal operating conditions). После того, как она достигает некоего граничного значения сопротивление начинает быстро возрастать и в диапазоне Point3-Point4 изменяется по закону, близкому к экспоненциальному.

Идеальный сферический конь в вакууме.

Пора переходить от теории к практике. Соберём простую схему защиты нашего ценного устройства, настолько простую, что изображённая по ГОСТу она выглядела бы просто неприлично.

Что же будет происходить, если в цепи вдруг возникнет недопустимый ток, превышающий ток срабатывания? Сопротивление материала из которого прибор изготовлен начнёт возрастать. Это приведёт к увеличению падения напряжения на нём, а значит и рассеиваемой мощности равной U*I. В результате температура растёт, это снова приводит к… В общем начинается лавинообразный процесс нагрева прибора с одновременным увеличением сопротивления. В результате проводимость прибора падает на порядки и это приводит к желаемому уменьшению тока в цепи.
После того как прибор остывает его сопротивление восстанавливается. Через некоторое время, в отличие от предохранителя с плавкой вставкой, наш Идеальный Предохранитель снова готов к работе!
Идеальный ли? Давайте вооружившись нашими скромными познаниями в физике прибора попробуем разобраться в этом.

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги.

Пожалуй, главная проблема заключается во времени. Время вообще такая субстанция, которую очень трудно победить, хотя многим очень хотелось… Но не будем о политике — ближе к нашим полимерам. Как вы наверное уже догадались, я веду к тому, что изменение кристаллической структуры вещества гораздо более длительный процесс чем перестройка дырок с электронами, например в туннельном диоде. Кроме этого, для того чтобы разогреть прибор до нужной температуры, требуется некоторое время. В результате, когда ток через предохранитель вдруг превысит пороговое значение, его ограничение происходит совсем не мгновенно. При токах, близких к пороговому, этот процесс может занять несколько секунд, при токах близких к максимально допустимому для прибора, доли секунды. В результате за время срабатывания такой защиты сложное электронное устройство успеет выйти из строя, возможно, не один десяток раз. В подтверждение привожу типичный график зависимости времени срабатывания (по вертикали) от вызвавшего это срабатывание тока (по горизонтали) для гипотетического

PTVC

прибора.

Обратите внимание, что на графике приведены для сравнения две зависимости, снятые при разных температурах окружающей среды. Надеюсь вы ещё помните, что первопричиной перестройки кристаллической структуры служит температура материала, а не протекающий через него ток. Это значит, что при прочих равных, для того чтобы разогреть прибор до состояния метаморфозы от более низкой температуры необходимо затратить больше энергии чем от более высокой, а значит, и процесс этот в первом случае займёт больше времени. Как следствие, получаем зависимость таких важнейших параметров прибора, как максимальный гарантированный ток нормальной работы и гарантированный ток срабатывания от температуры окружающей среды.

Прежде чем привести график уместно упомянуть об о основных технических характеристиках данного класса приборов.

• Максимальное рабочее напряжение Vmax — это максимально допустимое напряжение, которое может выдерживать прибор без разрушения при номинальном токе.
• Максимально допустимый ток Imax — это максимальный ток, который прибор может выдержать без разрушения.
• Номинальный рабочий ток Ihold — это максимальный ток, который прибор может проводить без срабатывания, т.е. без размыкания цепи нагрузки.
• Минимальный ток срабатывания Itrip — это минимальный ток через прибор, приводящий к переходу из проводящего состояния в непроводящее, т.е. к срабатыванию.
• Первоначальное сопротивление Rmin, Rmax — это сопротивление прибора до первого срабатывания (при получении от изготовителя).

В нижней части графика находится рабочая область прибора. Что произойдёт в средней части зависит, судя по всему, от взаимного расположения звёзд на небе, ну а побывав в верхней части графика прибор отправится в путешествие (trip), которое вызовет метаморфозы его кристаллической структуры и как следствие срабатывание защиты. Ниже приведена таблица с данными реальных приборов. Разница в токе срабатывания в зависимости от температуры впечатляет!

Таким образом, в устройствах предназначенных для работы в широком температурном диапазоне применять PPTC следует с осторожностью. Если вы считаете, что проблемы у нашего кандидата на звание Идеального Предохранителя закончились, то заблуждаетесь. Есть у него ещё одна слабость, присущая людям. После стрессового состояния, вызванного чрезмерным перегревом, ему необходимо придти в норму. Однако физика горячего тела очень похожа на физику мягкого. Как и человек после инсульта, прежним наш предохранитель уже не станет никогда! Для убедительности приведу очередной график, процесса реабилитации после стресса, вызванного превышением протекающего тока, который, меткие на слово англичане, обозвали Trip Event. и как они не боятся нашего роспотребнадзора?

Из графика видно, что процесс восстановления может длиться сутками, но полным не бывает никогда. С каждым случаем срабатывания защиты нормальное сопротивление нашего прибора становится всё выше и выше. После нескольких десятков циклов прибор вообще теряет способность выполнять возложенные на него функции должным образом. Поэтому не стоит использовать их в случаях когда перегрузки возможны с высокой периодичностью.
Пожалуй на этом стоило бы и закончить, и наконец приступить к обсуждению областей применения и схемотехнических решений, но стоит обсудить ещё некоторое нюансы, для чего посмотрим на основные характеристики широко распространённых серий нашего героя дня.

При выборе элемента, который вы будете использовать в проекте обратите внимание на максимально допустимый рабочий ток. Если высока вероятность его превышения, то стоит обратиться к альтернативному виду защиты, либо ограничить его с помощью другого прибора. Ну например проволочного резистора.
Ещё один очень важный параметр — максимальное рабочее напряжение. Понятно, что когда прибор находится в нормальном режиме напряжение на его контактах очень мало, но вот после перехода в режим защиты оно может резко возрасти. В недалёком прошлом этот параметр был очень мал и ограничивался десятками вольт, что не давало возможности использовать такие предохранители в высоковольтных цепях, скажем для защиты сетевых блоков питания.
В последнее время ситуация улучшилась и появились серии, рассчитанные на достаточно высокое напряжение, но обратите внимание, что они имеют весьма небольшие рабочие токи.

Скрестим ужа и трепетную лань.

Судя по тому, какое разнообразие устройств PolySwitch предлагает рынок, использовать их в разрабатываемых вами устройствах можно, а в отдельных случаях даже нужно, но к выбору конкретного прибора и способа его использования следует подходить с большой тщательностью.

Кстати, что касается схемотехники, прямая замена плавких предохранителей на PolySwitch хорошо проходит только в простейших случаях.

Например: для встраивания в батарейные отсеки, или для защиты оборудования (электродвигатели, активаторы, монтажные блоки) и электропроводки в автомобильных приложениях. Т.е. устройств, которые не выходят из строя мгновенно при перегрузке. Специально для этого имеется широкий класс исполнения данных устройств в виде перемычек с аксиальными выводами и даже дисков для аккумуляторов.

В большинстве же случаев PolySwitch стоит комбинировать с более быстродействующими устройствами защиты. Такой подход позволяет компенсировать многие из их недостатков, и в результате их с успехом применяют для защиты периферийных устройств компьютеров. В телекоммуникации, для защиты АТС, кроссов, сетевого оборудования от всплесков тока, вызванных попаданием линейного напряжения и молниями. А так же при работе с трансформаторами, сигнализациями, громкоговорителями, контрольно-измерительным оборудованием, спутниковым телевидением и во многих других случаях.

Вот простенький пример защиты USB порта.

В качестве комплексного подхода рассмотрим гипотетическую схему комплексно решающую задачу построения сверхзащищённого светодиодного драйвера с питанием от сети переменного напряжения 220В.

В первой ступени самовосстанавливающийся предохранитель применён в связке с проволочным резистором и варистором. Варистор защищает от резких бросков напряжения, а резистор ограничивает протекающий в цепи ток. Без этого резистора в момент включения импульсного источника питания в сеть через предохранитель может течь недопустимо большой импульс тока, обусловленный зарядом входных ёмкостей. Вторая ступень защиты предохраняет от неправильного переключения полярности, или ошибочном подключении источника питания со слишком большим напряжением. При этом, в момент аварийной ситуации, бросок тока принимает на себя защитный TVS диод, а PolySwitch ограничивает протекающую через него мощность, предотвращая тепловой пробой. Кстати, эта связка настолько напрашивается в ходе разработки схемотехники и так широко распространена, что породила отдельный класс приборов — PolyZen. Весьма удачный гибрид ужа и трепетной лани.

Ну, и на выходе наш самовосстанавливающийся предохранитель служит для предотвращения короткого замыкания, а так же на случай выхода из рабочего режима светодиодов, или их драйвера в результате перегрева, либо неисправности.
В схеме также присутствуют элементы защиты от статики, но это уже не тема данной статьи…

Предупреждён — значит вооружён.
На прощание давайте кратко подведём итоги:

• Polyswitch это не плавкий предохранитель.
• Применяя Polyswitch необходимо заботиться о том, чтобы ток который через него проходит даже в случае внештатной ситуации не превышал допустимый. Необходимо применение ограничителей тока. В отдельных случаях ограничителем могут служить такие элементы как соединительные провода (электропроводка автомобиля) или внутреннее сопротивление батарей/аккумуляторов. В таких случаях возможна простейшая схема включения в разрыва цепи.
• Polyswitch весьма инерционный прибор, он не годится для защиты схем чувствительных к коротким броскам тока. В этих случаях его необходимо применять совместно с другими элементами защиты — стабилитронами, супрессорами, варисторами, разрядниками и т. п., что не освобождает вас от необходимости принятия мер, ограничивающих максимальный ток в цепи.
• Применяя Polyswitch следует следить чтобы напряжение на нём не превышало допустимого. Высокое напряжение может появиться после срабатывания прибора, когда его сопротивление увеличивается.
• Следует помнить, что количество срабатываний прибора ограниченно. После каждого срабатывания его характеристики ухудшаются. Он не подходит для защиты цепей в которых перегрузки являются обыденным делом.
• Ну и наконец, не забывайте что ток срабатывания этого прибора существенным образом зависит от температуры окружающей среды. Чем она выше, тем он меньше. Если ваше устройство рассчитано на эксплуатацию в расширенном температурном диапазоне или периодически работает в зоне повышенных температур (мощный блок питания или усилитель НЧ), это может привести к ложным срабатыванием.

P.S

Специально для того, чтобы в очередной раз не оскорблять чувства пользователя

kacang

хочу отметить, что при подготовке статьи были использованы материалы из следующих источников:

ru.wikipedia.org
www.platan.ru
www.te.com
www.led-e.ru
www.terraelectronica.ru

а также отрывки знаний из моей головы,

почерпнутые в ходе реализации различных проектов по разработке радиоэлектронных устройств

, обучения в МИЭТе и привычки, привитой со школьной скамьи, во всём искать физический смысл.

Предохранители и реле BMW 3-й серии (E46; 1998-2006)

1	–	Не используется
2	–	Не используется
3	–	Не используется
4	–	Не используется
5	5	Рожковое реле
6	5	Подсветка косметического зеркала со стороны водителя Подсветка косметического зеркала со стороны пассажира Блок управления складным верхом
7	5	Блок радиоуправления Антенный усилитель AM / FM (с центральным замком пульта дистанционного управления) Блок управления бортового монитора Пространственный звуковой переключатель Интерфейс Навигационный компьютер Приемник GPS Приемопередатчик / зарядная электроника Кнопка, складной верх с откидным верхом закрыт Базовый интерфейс телефона Голосовой ввод Разнообразие Блок извлечения Блок управления телематики (TCU-Everest) Универсальный электронный модуль зарядки и громкой связи (ULF)
8	5	Последовательная механическая передача
9	5	до 03.2001 (BMS46): Блок управления общего модуля Блок управления центральным выключателем света Модуль круиз-контроля Выключатель стоп-сигнала Пружинная пружина 03.1998-09.1999 (MS42 или DDE3.0): Пружинная пружина Общий блок управления модуля Выключатель стоп-сигнала Блок управления переключателем света 09.1999 -03.2001 (MS42, MS43, MSS54, DDE3.0, DDE4.0): Пружинная пружина Общий блок управления модуля Выключатель стоп-сигнала Выключатель освещения центра управления переключателем сцепления с 03.2001: Пружинная пружина Общий блок управления модуля Выключатель стоп-сигнала Блок управления центральным выключателем света Модуль выключателя сцепления
10	5	Блок управления комбинации приборов
11	5	Множественная удерживающая система II: Датчик боковой подушки безопасности левого (сателлитного) Сенсор боковой подушки безопасности RH (спутникового) Блок управления системой множественного удержания Датчик Холла, пряжка ремня безопасности водителя Датчик Холла, пряжка ремня безопасности пассажира (США) Электронное управление сиденьем Система множественного удержания III / IV: Блок управления системы множественного удержания, датчик Холла, пряжка ремня безопасности водителя. Электронный контроль сиденья, датчик Холла, пряжка ремня безопасности пассажира (США).
12	7,5	03.1998-09.1999: солнцезащитный козырек от 09.1999: центр переключателей
13	7,5	по состоянию на 03.2000: датчик опрокидывания
14	5	Электронный блок управления иммобилайзером Блокировка КПП
15	5	Датчик дождя Блок управления прерывистым режимом очистки / мойки сзади (Touring)
16	–	Не используется
17	–	Не используется
18	–	Не используется
19	–	Не используется
20	–	Не используется
21	–	Не используется
22	5	S54: последовательная механическая коробка передач M47 / TU и M57 / TU: цифровой блок управления дизельной электроникой
23	5	Вспомогательный водяной насос
24	5	Внутреннее электрохромное зеркало заднего вида Блок дистанционного управления парковкой (PDC)
25	5	Наружное зеркало со стороны пассажира Термовыключатель, форсунки с подогревом
26	5	Устройство открывания гаражных ворот
27	10	Реле фонаря заднего хода Переключатель положения шестерни (BMS46 с EGS 8.34) Блок управления коробкой передач (BMS46 с GM5)
28	5	Модуль управления отоплением и кондиционированием Реле вентилятора отопителя Реле, компрессор кондиционера Двухфункциональный переключатель рециркуляции воздуха / обогрева заднего стекла Реле температуры Реле обогрева заднего стекла (трансформируемый)
29	5	Цифровой блок управления электроникой двигателя (BMS46, MS42, MS43, MSS54) Клемма реле разгрузчика 15 (BMS46, ME9) Блок управления цифровой дизельной электроники (DDE3.0, DDE5) Блок управления коробкой передач (ME9 с автоматической коробкой передач)
30	7,5	Датчик уровня масла Генератор температуры Датчик (до 09.1998; MS42) Блок управления коробкой передач Разъем для передачи данных Дизель: Датчик уровня масла Разъем для передачи данных Блок управления коробкой передач (по состоянию на 06.2000; DDE3.0)
31	5	03.1998-09.1998: Переключатель регулировки зеркала 09.1998-09.2001: Блок управления системой контроля давления в шинах с 09.2001: Переключатель регулировки зеркала Блок управления, индикатор дефектов шин (RPA) (полный привод с DDS) Блок управления системой контроля давления в шинах (без всех привод с DDS)
32	5	без Ксеноновые фары: Свет коммутационный блок управления центра Ксеноновые фары: Свет переключения центр управления уни ксеноновые лампы, левый ксеноновые лампы, правый блок управления для адаптивной фары (03.2003-09.2003; кабриолета и купе) ксеноновые лампы (по состоянию на 09.2003): Light центр коммутации управление уни блок управления для адаптивного фары (Кабриолет)
33	5	03.1998-09.1999: Кнопка ASC / DSC Блок ABS / DSC (с DSC) без полного привода: Центр переключателей Датчик угла поворота рулевого колеса (с DSC) Блок ABS / DSC до 03.2001 (полный привод): Центр переключателя Датчик угла поворота, Блок DSC ABS / DSC по состоянию на 03.2001 (полный привод): Коммутационный центр
34	5	Блок управления комбинации приборов Топливный насос (EKPS) (только MS45)
35	50	полный привод: блок ABS / DSC кабриолет: реле, привод складного верха
36	50	Реле насоса вторичного воздуха
37	50	03.1998-09.1998: Реле вентилятора отопления 09.1998-09.1999: Переключатель вентилятора (с IHS) Выходной каскад вентилятора (с IHKA) с 09.1999: Электрический вентилятор
38	10	Реле противотуманных фар
39	5	Приемопередающая / зарядная электроника Motorola (03.1998-09.1999): Приемопередающая / зарядная электроника Nokia: Приемопередающая / зарядная электроника (до 09.1999) Компенсатор Телефон с базовым интерфейсом (по состоянию на 09.1999) Голосовой ввод (по состоянию на 09.1999) Предоставление телефона: Приемопередатчик / зарядная электроника Компенсатор JBIT: Базовый интерфейс телефона
39	10	Siemens: Голосовой ввод Базовый интерфейс телефона Eject окно Motorola (по состоянию на 06.2000): Голосовой ввод Компенсатор трансиверов / зарядки электроники Интерфейс Телематика Блок управления: Голосовой ввод блок управления телематики (TCU-Everest) Eject окно Aerial разветвитель (купе, кабриолет , как с 2004_09) ULF: Компенсатор Универсальный электронный модуль зарядки и громкой связи (ULF)
40	5	без полного колеса (до 09.2001 г.): Индикатор включения без колеса (по состоянию на 09.2001 г.): Датчик угла поворота рулевого колеса, DSC Индикатор переключения передач (только для США) Полный привод: Датчик угла поворота рулевого колеса, DSC
41	30	Блок управления бортового монитора Усилитель Блок радиоуправления CD-чейнджер Коробка сабвуфера Навигационный компьютер Блок управления видеомодуля Центр коммутации
42	30	Центр коммутации
43	5	Блок управления приборной панели Разъем для передачи данных (только США)
44	20	Розетка для прицепа
45	20	Touring: Блок управления прерывистым режимом очистки / мойки, задний
46	20	Блок управления складным верхом с мягким верхом Блок управления модулем люка крыши Реле складного верха 1
47	15	до 03.1999: прикуриватель передний
47	20	по состоянию на 03.1999 г .: прикуриватель, передний отсек для мелких вещей, левый (кроме Touring), отсек для мелких вещей, правый (кроме Touring), 12- вольтовая розетка
48	30	Общий блок управления модулем
49	5	Блок управления общего модуля Антенный усилитель AM / FM (с центральным замком дистанционного управления)
50	25	до 09.1999: выключатель зажигания
50	40	с 09.1999: Переключатель вентилятора (с управлением нагревателем) Выходной каскад вентилятора (без управления нагревателем)
51	30	Модуль омывателя фар
52	30	Общий блок управления модулем
53	30	Блок ABS / ASC
54	15	Реле топливного насоса 1
54	25	DDE4.0: реле топливного насоса 1
54	20	DDE5.0: реле топливного насоса 1 MS45: управление топливным насосом (EKPS)
55	15	Рожковое реле
56	30	Блок ABS / ASC
57	5	Блок управления складыванием наружного зеркала Блок управления памятью со стороны водителя (до 03.2003 г.) Блок управления памятью со стороны переднего пассажира (до 03.2003 г.) Наружное зеркало со стороны водителя с памятью (по состоянию на 03.2003 г.) Наружное зеркало со стороны пассажира с память (по состоянию на 03.2003 г.) Блок управления зеркалом со стороны водителя (по состоянию на 03.2003; купе, кабриолет) Блок управления памятью переднего пассажира (по состоянию на 03.2003; купе, кабриолет) Электродвигатель стеклоподъемника двери водителя с защитой от защемления функция (по состоянию на 03.2003; компактный, трансформируемый с SPMFT) Электродвигатель стеклоподъемника двери пассажира с функцией защиты от ловушек (по состоянию на 03.2003; компактный, трансформируемый с SPMFT)
58	7,5	Универсал: реле, привод заднего стекла по состоянию на 03.2003; (Купе, кабриолет): блок управления адаптивной фарой
59	30	Реле стеклоочистителя
60	25	Общий блок управления модулем
61	30	Блок ABS / DSC
62	7,5	Водяные клапаны
63	7,5	Реле, компрессор кондиционера
64	20	Блок управления автономным отоплением
64	5	DDE5: Блок управления коробкой передач
65	30	03.1998-09.1999: Блок управления памятью сиденья водителя Выключатель поясничной опоры водителя с 09.1999: Выключатель регулировки сиденья водителя Выключатель поясничной опоры водителя (кабриолет)
66	5	MS43 с SMG: выключатель зажигания
67	5	Электронный блок управления иммобилайзером Электрохромное внутреннее зеркало заднего вида Блок управления, внутренняя защита I Блок управления, внутренняя защита II (кабриолет) Контроль наклона Рог для противоугонной системы
68	30	Реле обогрева заднего стекла
69	5	Блок управления системой контроля давления в шинах
70	30	с SMF (седан, универсал): выключатель регулировки сиденья переднего пассажира без SMF (салон, универсал): выключатель поясничной опоры пассажира Компакт, купе: блок управления, память сиденья переднего пассажира Кабриолет: блок управления, память сиденья переднего пассажира поясничная опора пассажира переключатель
71	30	4-дверный: общий блок управления модулем
71	10	2-дверный: общий блок управления модулем
72	–	Не используется
73	–	Не используется

Интернет-магазин электронных предохранителей

| Future Electronics

Что такое электронный предохранитель?

Электронный предохранитель – это резистор с низким сопротивлением, обеспечивающий защиту в случае перегрузки по току. Короткое замыкание, отказ устройства или перегрузка могут вызвать перегрузку по току. В электронном предохранителе металлический провод плавится в случае перегрузки по току, вызывая прерывание цепи.

Типы электронных предохранителей

Существует множество различных типов электронных предохранителей, и в Future Electronics мы храним многие из наиболее распространенных типов, классифицируемых по максимальному рабочему напряжению, диапазону рабочих температур, размеру, номинальному току, типу упаковки и характеристикам срабатывания. .Параметрические фильтры на нашем веб-сайте могут помочь уточнить результаты поиска в зависимости от требуемых характеристик.

Наиболее распространенными размерами максимального рабочего напряжения являются 32 В, 125 В, 250 В и 600 В. Мы также поставляем электронные предохранители с максимальным рабочим напряжением до 250000 В. Номинальный ток может быть от 0,01 до 500 А, с наиболее распространенные электронные предохранители с номинальным током 0,5 A, 1 A, 3 A, 4 A или 5 A.

Электронные предохранители от Future Electronics

Future Electronics предлагает полный выбор электронных предохранителей всех типов и размеров при поиске промышленных электрических предохранителей, плавких предохранителей с задержкой срабатывания, электрических высоковольтных предохранителей или предохранителей для электронных схем.Просто выберите одну из технических характеристик электронных предохранителей ниже, и результаты поиска будут быстро сужены в соответствии с вашими конкретными потребностями в области применения электронных предохранителей.

Вы можете легко уточнить результаты поиска электронных предохранителей, щелкнув ниже предпочитаемую марку электронных предохранителей в нашем списке производителей.

Приложения для электронных предохранителей:

Электронные предохранители могут использоваться во всех типах электронных устройств, включая:

• Ноутбуки
• Мобильные телефоны
• Игровые системы
• Принтеры
• Цифровые камеры
• DVD-плееры
• Портативные электроника
• ЖК-мониторы
• Сканеры
• Аккумуляторы
• Жесткие диски

Выбор правильного электронного предохранителя:

Если вы ищете правильные электронные предохранители, с FutureElectronics.com, вы можете фильтровать результаты по различным атрибутам: по максимальному рабочему напряжению (5 В, 32 В, 125 В, 250 В, 600 В,…), характеристикам отклика (быстродействие, задержка по времени, задержка по времени, медленное Blow,…) и номинальный ток (от 0,01 A до 500 A) и многие другие. Вы сможете найти подходящие промышленные электрические предохранители различных размеров и типов, когда будете искать электрический высоковольтный предохранитель, плавкий предохранитель с задержкой срабатывания или предохранители для электроники для любого типа электронных цепей предохранителей.

Электронные предохранители в готовой к производству упаковке или в количествах для НИОКР.Мы предлагаем покупателям многие из наших продуктов в количествах, позволяющих избежать излишков.

Кроме того, Future Electronics предлагает клиентам уникальную программу складских запасов, которая предназначена для устранения потенциальных проблем, которые могут возникнуть из-за непредсказуемых поставок продуктов, содержащих необработанные металлы, и продуктов с нестабильным или длительным сроком поставки. Поговорите с ближайшим отделением Future Electronics и узнайте больше о том, как вы и ваша компания можете избежать возможного дефицита.

узнайте больше о том, как избежать возможной нехватки.

Предохранитель и типы предохранителей

Различные типы предохранителей – конструкция, работа и характеристики

Что такое предохранитель?

Предохранитель представляет собой электрическое или механическое устройство / / , которое используется для защиты цепей от перегрузки по току, перегрузки и обеспечения защиты цепи. Электрический предохранитель был изобретен Томасом Альва Эдисоном в 1890 году. Существует много типов предохранителей, но функция всех этих предохранителей одинакова.В этой статье мы обсудим различные типы предохранителей, их конструкцию, работу и работу, а также их применение в различных электронных и электрических системах.

Символы предохранителей IEC и IEEE / ANSI

Связанные сообщения:

Конструкция и работа предохранителя

Предохранитель общего назначения состоит из металлической проволоки с низким сопротивлением, заключенной в негорючий материал. Он используется для подключения и установки последовательно с цепью и устройством, которые должны быть защищены от короткого замыкания и перегрузки по току, в противном случае электрическое устройство может быть повреждено в случае отсутствия предохранителя и автоматического выключателя, поскольку они не могут справиться с чрезмерный ток в соответствии с их номинальными пределами.

Принцип действия предохранителя основан на «эффекте нагрева от тока » i.е. При возникновении короткого замыкания, перегрузки по току или несоответствия подключения нагрузки тонкий провод внутри предохранителя плавится из-за тепла, выделяемого сильным током, протекающим через него. Поэтому он отключает питание от подключенной системы. При нормальной работе схемы плавкий предохранитель является компонентом с очень низким сопротивлением и не влияет на нормальную работу системы, подключенной к источнику питания.

Работа предохранителя

Связанное сообщение: Воздушный автоматический выключатель (ACB): конструкция, работа, типы и применение

Как выбрать правильный номинальный размер предохранителя?

Выбор подходящего предохранителя и его номинального размера для электрических приборов зависит от различных факторов и условий окружающей среды.Но следующая основная формула показывает, как выбрать предохранитель правильного размера?

Номинал предохранителя = (мощность / напряжение) x 1,25

Например, вам нужно найти предохранитель подходящего размера для двухконтактной розетки на 10А.

(1000 Вт / 230 В) x 1,25 = 5,4 A

В приведенном выше примере 1 кВт – это номинальная мощность, которой можно управлять через 2-контактную розетку, а основное напряжение питания – однофазное 230 В переменного тока (120 В переменного тока в США. ).

Но вы должны выбрать max i.е. Номинал предохранителя 6А вместо 5,4А для безопасной и надежной работы цепи.

Похожие сообщения:

Характеристики предохранителя

Различные типы предохранителей могут быть разделены на категории по следующим характеристикам.

• Номинальный ток и допустимая нагрузка предохранителя
• Номинальное напряжение предохранителя
• Отключающая способность предохранителя
• I ² т Значение предохранителя
• Характеристика срабатывания
• Номинальное напряжение предохранителя
• Размер упаковки

Ниже приводится краткое описание перечисленных выше категорий.

Допустимая нагрузка по току предохранителя

Допустимая нагрузка по току – это величина тока, которую плавкий предохранитель может легко проводить, не прерывая цепь.

Отключающая способность:

Значение максимального тока, который может быть безопасно отключен предохранителем, называется отключающей способностью и должно быть выше ожидаемого тока короткого замыкания.

Номинальное напряжение предохранителя

Ожидайте допустимого тока, это максимальное номинальное напряжение, с которым предохранитель может безопасно работать.Каждый предохранитель имеет максимально допустимое номинальное напряжение, например, если предохранитель рассчитан на 32 В, его нельзя использовать с 220 В, разные степени изоляции требуются в разных предохранителях, работающих на разных уровнях напряжения. В зависимости от номинального напряжения предохранители могут быть высоковольтными (высоковольтными), низковольтными (низковольтными) и миниатюрными предохранителями.

I ² т Значение предохранителя

Термины I ² т, относящиеся к предохранителю, обычно используемому в условиях короткого замыкания. Это количество энергии, которое переносит плавкий элемент, когда электрическая неисправность устраняется плавким элементом.

Характеристика срабатывания предохранителя

Скорость срабатывания предохранителя зависит от силы тока, протекающего через его провод. Чем выше ток, протекающий по проводу, тем быстрее будет время отклика.

Характеристика отклика показывает время отклика на событие перегрузки по току. Предохранители, которые быстро реагируют на перегрузки по току, называются сверхбыстрыми предохранителями или быстрыми предохранителями. Они используются во многих полупроводниковых устройствах, потому что полупроводниковые устройства очень быстро выходят из строя из-за перегрузки по току.

Существует еще один предохранитель, который называется плавким предохранителем , переключающие предохранители не реагируют быстро на событие перегрузки по току, а перегорают после нескольких секунд возникновения перегрузки по току. Такие предохранители нашли свое применение в электронных системах управления двигателями, поскольку двигатели потребляют намного больше тока при запуске, чем при работе.

Размер упаковки

Как мы уже упоминали выше, предохранители переменного и постоянного тока имеют немного разный тип упаковки, точно так же для разных приложений требуется точное использование разных корпусов в цепи.

другие факторы и параметры: маркировка , температура снижение характеристик , падение напряжения и скорость и т. Д.

Классификация предохранителей

Предохранители могут быть классифицированы как «одноразовые предохранители», Восстанавливаемый предохранитель »,« Токоограничивающие и не ограничивающие ток предохранители »на основе использования в различных приложениях.

Одноразовые предохранители содержат металлический провод, который перегорает, когда происходит перегрузка по току, перегрузка или несоответствие нагрузки, пользователь должен вручную заменить эти предохранители, переключающие предохранители дешевы и широко используются почти во всей электронике и электрические системы.

С другой стороны, самовосстанавливающийся предохранитель автоматически сбрасывается после срабатывания при возникновении неисправности в системе.

В предохранителе с ограничением тока они создают высокое сопротивление в течение очень короткого периода времени, в то время как предохранитель без ограничения тока создает дугу в случае протекания большого тока для прерывания и ограничения тока в связанных и подключенных цепях.

Различные типы предохранителей

Типы предохранителей

На рынке доступно различных типов предохранителей , и они могут быть разделены на категории на основе различных аспектов.

Полезно знать: предохранители используются в цепях переменного и постоянного тока.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Типы и классификация низковольтных и высоковольтных предохранителей

Предохранители можно разделить на две основные категории в зависимости от типа входного напряжения питания.

Между предохранителями переменного и постоянного тока, используемыми в системах переменного и постоянного тока, есть небольшая разница, которая обсуждается ниже.

Предохранители постоянного тока

В системе постоянного тока, когда металлическая проволока плавится из-за тепла, выделяемого избыточным током, возникает дуга, и очень трудно погасить эту дугу из-за постоянного значения постоянного тока.Таким образом, чтобы свести к минимуму искрение предохранителя, предохранитель постоянного тока немного больше предохранителя переменного тока, что увеличивает расстояние между электродами, чтобы уменьшить дугу в предохранителе.

Предохранители переменного тока

С другой стороны, то есть в системе переменного тока напряжение с частотой 60 Гц или 50 Гц меняет свою амплитуду от нуля до 60 раз в секунду, поэтому дуга может легко погаснуть по сравнению с постоянным током. Поэтому предохранители переменного тока немного меньше по размеру по сравнению с предохранителями постоянного тока.

Предохранители также можно разделить на категории на основе однократных или многократных операций.

Патронные предохранители

Патронные предохранители используются для защиты электрических приборов, таких как двигатели, кондиционеры, холодильники, насосы и т. Д., Где требуются высокое номинальное напряжение и токи. Они доступны до 600 А и 600 В переменного тока и широко используются в промышленных, коммерческих и домашних распределительных щитах.

Есть два типа предохранителей для картриджей. 1. Предохранитель общего назначения без выдержки времени и 2. Патронный предохранитель повышенной прочности с выдержкой времени.Оба доступны в диапазоне от 250 В до 600 В переменного тока, а их номинал указан на торцевой крышке или на лезвии ножа.

Предохранители картриджа

заключены в основание и могут быть дополнительно разделены на предохранители картриджного типа и картриджные предохранители типа D.

Предохранитель типа D с картриджем

Предохранитель типа D содержит переходное кольцо, основание, крышку и картридж. Основание предохранителя соединяется с крышкой предохранителя, где патрон находится внутри крышки предохранителя. Цепь замыкается, когда наконечник патрона входит в контакт через провод плавкой вставки.

Патронные предохранители

HRC (высокая разрывная способность) Предохранитель или вставной предохранитель патронного типа

Мы уже очень подробно обсуждали конструкцию, работу и их применение предохранителей HRC (высокая разрывная способность). Он также охватывает различные типы предохранителей HRC, такие как тип DIN, тип NH, тип лезвия, жидкостный предохранитель HRC, высоковольтный предохранитель выталкивающего типа, преимущества и недостатки и т. Д.

Типы предохранителей HRC

Связанная публикация:

Высоковольтные предохранители Предохранители высокого напряжения

используются в энергосистемах для защиты силового трансформатора, распределительных трансформаторов, измерительных трансформаторов и т. Д.где автоматические выключатели не могут защитить систему. Предохранители высокого напряжения рассчитаны на напряжение от 1500 В до 13 кВ.

Элемент высоковольтного предохранителя обычно изготавливается из меди, серебра или олова. Камера плавкой вставки может быть заполнена борной кислотой в случае высоковольтных предохранителей выталкивающего типа

Автомобильные, ножевые и болтовые предохранители

Эти типы предохранителей (также известные как лопаточные или вставные предохранители ) поставляются в пластиковом корпусе с двумя металлическими заглушками для установки в розетку.В основном они используются в автомобилях для защиты электропроводки и короткого замыкания. Ограничители предохранителей, стеклянные трубки (также известные как предохранители Bosch) широко используются в автомобильной промышленности. Номинал автомобильных предохранителей составляет от 12 В до 42 В.

В предохранителях с болтовым креплением основание предохранителя контактировало непосредственно с основанием предохранителя, как и предохранители HRC. Чтобы узнать больше о типах лезвий и типах предохранителей с болтовым креплением, относящихся к предохранителям HRC, проверьте сообщение. Типы предохранителей HRC. Предохранители лезвийного типа

: используются в автомобилях

Предохранители

SMD (предохранители для поверхностного монтажа), микросхемы, радиальные и свинцовые предохранители Предохранители

SMD (устройство для поверхностного монтажа и название, полученное от SMT = Surface Mount Technology) представляют собой типы предохранителей с микросхемой (также известный как электронный предохранитель) используются в приложениях питания постоянного тока, таких как жесткий диск, DVD-плееры, камеры, сотовые телефоны и т. д., где пространство играет важную роль, потому что предохранители SMD очень жесткие по размеру и их также трудно заменить.

Ниже приведены некоторые дополнительные типы предохранителей SMD и предохранителей с выводами.

• Медленные предохранители для микросхем
• Быстродействующие предохранители для микросхем
• Очень быстрые предохранители для микросхем
• Импульсно-толерантные предохранители для микросхем
• Сильноточные предохранители для микросхем
• Предохранители для телекоммуникационных сетей
• Предохранители для сквозных отверстий
• Радиальный предохранитель
• Свинцовый предохранитель
• Осевой предохранитель

Предохранитель SMD и осевой предохранитель

Повторно заменяемые предохранители

Самый известный предохранитель Kit-kat (также известный как предохранитель с возможностью перенастройки), который в основном используется в промышленности и домашней электропроводке для малых токов в Системы низкого напряжения (LV).

Переменный предохранитель состоит из 2 основных частей. Внутренний элемент предохранителя в качестве держателя предохранителя изготовлен из луженой меди, алюминия, свинца и т. Д., А основание – из фарфора с выводами IN и OUT, которые используются последовательно с цепью для защиты.

Основным преимуществом предохранителя с возможностью перенастройки является то, что его можно легко заменить в случае его перегорания из-за короткого замыкания или перегрузки по току, в результате чего плавятся элементы предохранителя. Просто вставьте еще один провод предохранительных элементов с таким же номиналом, что и раньше.

Термопредохранители

Как упоминалось выше, термический предохранитель – это одноразовый предохранитель. Это термочувствительные предохранители, а плавкий элемент изготовлен из термочувствительного сплава. Они известны как термические выключатели (TCO) или термические перемычки.

В тепловом предохранителе плавкий элемент удерживает механический пружинный контакт, который обычно замкнут. Когда через элементы предохранителя протекают высокие токи из-за перегрузки по току и короткого замыкания, элементы предохранителя плавятся, что приводит к освобождению пружинного механизма и предотвращению возникновения дуги и возгорания, а также к защите подключенной цепи.

Статьи по теме:

Восстанавливаемые предохранители

Восстанавливаемый предохранитель – это устройство, которое можно использовать несколько раз без замены. Они размыкают цепь, когда происходит событие перегрузки по току, и через определенное время снова подключают цепь. Полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом (PPTC, широко известное как самовосстанавливающийся предохранитель, полифункциональный переключатель или полифункциональный предохранитель) – это пассивный электронный компонент, используемый для защиты от коротких замыканий в электронных схемах.

Применение самовосстанавливающихся предохранителей преодолено там, где замена предохранителей вручную затруднена или почти невозможна, например взрыватель в ядерной системе или в аэрокосмической системе.

Восстанавливаемые предохранители | Изображение предоставлено Википедией

Использование и применение предохранителей

Различные типы электрических и электронных предохранителей могут использоваться во всех типах электрических и электронных систем и приложений , включая:

• Двигатели и трансформаторы
  
• Условия воздуха
• Домашние распределительные щиты
• Общие электрические приборы и устройства
• Ноутбуки
• Мобильные телефоны
• Игровые системы
• Принтеры
• Цифровые камеры
• DVD-плееры
• Портативная электроника
• ЖК-мониторы
• Сканеры
• Батарейные блоки
• Жесткие диски
• Преобразователи питания

Вы также можете прочитать

Что такое электрический предохранитель и почему он важен?

Клинт Демеритт 22 марта 2021 г.

Электрические предохранители являются неотъемлемой частью почти всех электрических цепей в наших домах, транспортных средствах, бытовых приборах и компонентах, которые мы используем каждый день.Но что такое предохранители? Как они функционируют и какова их цель? Давайте разберемся.

Почему важна защита электрических цепей

Защита электрических цепей важна, потому что она выявляет проблему и устраняет ее до того, как она вызовет гораздо более серьезную проблему.

Например, устройство защиты электрической цепи может предотвратить потерю мощности. Но он также может предотвратить пожар, вмешавшись перед серьезной электрической неисправностью. Поэтому защита электрических цепей важна, чтобы помочь нам безопасно жить с электрическими устройствами и соединениями.

Неправильный предохранитель может вызвать электрический пожар.

Защита электрической цепи также защищает электрооборудование от повреждений. Чрезмерный ток или тепло могут повредить или разрушить дорогостоящее оборудование в домах и на предприятиях. Ремонт или замена может стоить значительных денег.

Защита электрических цепей также может предотвратить вспышку дуги от короткого замыкания. Вспышка дуги возникает, когда электрические проводники расположены близко друг к другу и через них протекают токи короткого замыкания.Это может произойти, например, когда вы прикоснетесь испытательным щупом не к той поверхности, либо получите пыль или коррозию электрических проводов. Тепло от вспышки дуги может привести к пожару или взрыву, которые могут вызвать повреждение или даже смерть.

Сварщик намеренно создает вспышку электрической дуги и должен использовать надежные средства защиты кожи и глаз. Короткое замыкание может вызвать дугу того же типа и очень опасно. Без предохранителя дуга может поддержать и вызвать серьезные травмы.

Защита электрических цепей является необходимостью, когда мы используем электричество для нормальной и безопасной работы каждый день.

Что такое электрический предохранитель?

Электрический предохранитель – это тонкий проводник, предназначенный для разрыва цепи путем плавления или разделения, если неисправность вызывает прохождение чрезмерного тока. Предохранитель – это слабое место, намеренно помещенное в цепь, поэтому предохранитель приносится в жертву, если что-то выходит из строя.

Панель предохранителей в автомобиле обычно находится рядом с батареями, чтобы защитить остальные провода в автомобиле.

Если сильный ток возникает из-за короткого замыкания или перегрузки цепи, провод внутри электрического предохранителя плавится.Это разрывает цепь, и ток перестает течь. Электрический предохранитель, по сути, прекращает свою жизнь, чтобы остановить ток электричества.

Эти предохранители защищают цепь и считаются сгоревшими или перегоревшими. У некоторых предохранителей есть прозрачное пластиковое окошко, через которое можно увидеть, исправны ли они.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель действует аналогично предохранителю, но представляет собой выключатель, который размыкается, чтобы предотвратить прохождение электричества в случае неисправности. Когда срабатывает автоматический выключатель, размыкается внутренний переключатель, и электрический ток перестает течь.

Автоматический выключатель не такой чувствительный, как электрический предохранитель. Но он не жертвует собой ради защиты, которую предлагает. Вместо этого вы можете сбросить автоматический выключатель после его срабатывания.

Обычно мы видим автоматические выключатели в доме и знаем, что они могут сработать.

Автоматические выключатели дороже электрических предохранителей и более склонны к отказу. Хотя и предохранители, и автоматические выключатели существуют для защиты электрических цепей, прерывая поток электричества, люди используют их в разных ситуациях и средах.

Где использовать предохранители?

Предохранители просты в использовании и срабатывают быстрее, чем автоматический выключатель. В электрических системах используются предохранители рядом с источниками энергии, такими как батареи, солнечные панели или соединения с сетью.

Это предохранитель на соединении аккумулятора в автомобиле, называемый конечным предохранителем. Он больше, чем все другие предохранители в автомобиле, и сгорает только для защиты основных больших проводов от короткого замыкания. Меньшие провода все еще нуждаются в предохранителях.

Другой распространенный вариант использования – слишком большой предохранитель на входе.Например, у вас может быть большой предохранитель на батарее и предохранитель меньшего размера на маленьких проводах, идущих от распределительной панели. В случае неисправности или срабатывания предохранитель меньшего размера срабатывает первым, оставляя остальную цепь в рабочем состоянии. Этот метод проектирования называется согласованием схемы.

Люди также регулярно используют предохранители в чувствительных схемах, потому что они быстро реагируют и могут защитить чувствительные электронные устройства.

Выбор электрического предохранителя подходящего размера

Выбор правильного размера электрического предохранителя важен, потому что предохранитель меньшего размера может остановить работу цепей, отключив питание при малых токах.Предохранитель увеличенного размера может пропускать слишком большой ток. Это лишает смысла использование электрического предохранителя в качестве предохранительного устройства и позволяет перегруженной цепи нагреваться до такой степени, что это вызывает пожар.

Чтобы выбрать электрический предохранитель подходящего размера для конкретного применения, нам необходимо рассчитать максимальный ток, который цепь, которую мы запитываем, будет постоянно потреблять. (Максимальная сила тока, которую потребляет устройство, которое мы запитываем.)

После того, как мы это сделаем, нам нужно выбрать электрический предохранитель, который на 125% больше, чем максимальный ток, который ожидается протекать через цепь.

Например, мы знаем, что использование 12-вольтового инвертора мощностью 3000 Вт потребляет максимум 250 ампер, потому что ватт / вольт = ампер, поэтому 3000 Вт / 12 В = 250 ампер.

Умножим 250 ампер на 1,25 на предохранитель на 325 ампер. В зависимости от ваших расчетов вы выберете следующий доступный размер.

Мы также можем выбрать размер предохранителя по сечению провода в цепи или по емкости цепи. В этом случае мы должны выбрать размер предохранителя для защиты провода в соответствии с номиналом провода.

Правильно установленные электрические предохранители защитят нас на случай, если что-то пойдет не так

Цепь с правильным предохранителем не перегреется в случае перегрузки из-за сгорания предохранителя. Предохранитель существует как защитный механизм, чтобы остановить прохождение тока, чтобы неисправность не имела возможности вызвать чрезмерное нагревание или взрыв.

Поскольку такой результат не является тем, что вам нужно в электрической системе, предохранители очень важны в установке вашей системы! Поэтому важно не экономить на этом важном оборудовании.Прочтите, чтобы узнать, почему вы должны инвестировать в предохранители для своей системы.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти на рынок и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Типы предохранителей и их применение

Существует множество предохранителей типа , которые прерывают перегрузку по току и разрывают цепь, расплавляя плавкий элемент. В основном они делятся на два типа: предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока.Кроме того, предохранители подразделяются на разные типы в зависимости от напряжения и конструкции. Их:

Типы предохранителей

1. Предохранители постоянного тока

Предохранители постоянного тока создают дугу, которую трудно остановить, чем дугу переменного тока, потому что в цепи нет нулевого тока. Для уменьшения дугового разряда предохранителя постоянного тока электроды расположены на большем расстоянии, из-за чего размер предохранителя увеличивается по сравнению с предохранителем переменного тока.

2. Предохранители переменного тока

В цепях переменного тока дуга гаснет легко по сравнению с цепями постоянного тока.Потому что частота предохранителей переменного тока изменяет свою амплитуду от 0º до 60º каждую секунду. Предохранители переменного тока делятся на две категории. Это предохранители низкого напряжения и предохранители высокого напряжения.

2.1 Предохранитель низкого напряжения

Предохранители низкого напряжения очень распространены в электрических системах, они бывают разных форм и конструкций. Предохранители низкого напряжения имеют номинальное напряжение не более 1500 В.

2.1.1 Предохранитель патронного типа (полностью закрытого типа)

Предохранитель катриджного типа (полностью закрытого типа) Конструкция предохранителя катриджного типа

Патронный предохранитель состоит из жаропрочного керамического корпуса, закрытого с обоих концов металлическими колпачками.Наполнитель, такой как мел, гипс, кварц или мраморная пыль, окружает пространство корпуса и действует как среда для гашения дуги и охлаждения. Часто они широко используются в промышленности, сельскохозяйственных областях и жилых помещениях, таких как панели предохранителей, кондиционеры, насосы и бытовая техника

Эти типы предохранителей подразделяются на предохранители типа D и типа Link.

2.1.1.1 Предохранитель типа D

Предохранитель типа D Конструкция предохранителя типа D

Состоит из переходного кольца, картриджа, основания и крышки.Основание предохранителя соединено с крышкой предохранителя, а картридж удерживается внутри крышки предохранителя через переходное кольцо. Схема замыкается, когда кончик картриджа соприкасается с проводником.

2.1.1.2 Вставной предохранитель

Предохранитель жаростойкий

Предохранители с перемычкой типа

также известны как предохранители с высокой разрывной способностью (HRC). Предохранитель HRC имеет высокую отключающую способность. Он имеет два металлических конца с обеих сторон. Заполнение плавкого предохранителя порошкообразным чистым кварцем действует как средство гашения дуги.В конструкции предохранителя используется серебро или медь.

Конструкция предохранителя перемычки

Предохранительный элемент длительное время проводит ток короткого замыкания. За это время неопределенная неисправность расплавится и разомкнет цепь. Химическая реакция между парами серебра и наполняющим порошком создает высокое сопротивление, которое помогает гасить дугу.

Отключающая способность предохранителя увеличивается за счет параллельного подключения двух или более серебряных проводов. Этот тип предохранителей очень надежен и делится на два типа: предохранители ножевого типа и предохранители с болтовым креплением.

Предохранитель ножевого типа Предохранитель на болтах

Предохранитель Blade также известен как лопаточный или вставной предохранитель. Автопроизводители используют этот предохранитель для защиты автомобильных цепей и выдерживают высокие температуры. Принимая во внимание, что предохранитель Bolt down – это специальные предохранители, подходящие для автомобилей с дизельным двигателем и не подходящие для грузовых автомобилей.

2.1.2 Сменный предохранитель

Керамический предохранитель

Вставляемый предохранитель также известен как предохранитель kit-kat .Это простая и дешевая форма предохранителя. Этот предохранитель подходит для бытовой электропроводки, например, в домах. Более того, когда предохранитель перегорает, его легко заменить и использовать повторно.

Состоит из основания предохранителя и держателя предохранителя. В конструкции плавкого элемента в держателе предохранителя используется луженая медь, свинец или алюминий и фарфор в качестве основания.

База имеет два терминала для входящего и исходящего питания. При возникновении неисправности плавкий элемент перегорает и прерывает электрическую цепь.Перегоревший предохранитель можно заменить новым. Основное преимущество предохранителей этого типа заключается в том, что они могут быть подключены повторно, но недостатком является меньшая надежность.

2.1.3 Запорный предохранитель

Взрыватель ударника (Источник: mc-mc.com)

Этот тип предохранителя имеет механический индикатор или ударный штифт, который выступает через крышку предохранителя при срабатывании предохранителя. Это обеспечивает визуальную идентификацию перегоревшего предохранителя и действует как триггер для внешних устройств. Его можно использовать для защиты от короткого замыкания двигателей среднего напряжения.

2.1.4 Плавкий предохранитель

Отключающийся предохранитель

Выпадающий предохранитель – это предохранитель выталкивающего типа для защиты трансформаторов. Когда плавкий элемент плавится, он падает под действием силы тяжести, обеспечивая дополнительную изоляцию.

2.1.5 Выключатель с предохранителем

Предохранитель

Используется для цепей низкого и среднего напряжения. Они могут безопасно отключаться в зависимости от номинальных токов, в три раза превышающих ток нагрузки.

2.2 Предохранитель высокого напряжения

В трансформаторах и энергосистемах используются высоковольтные предохранители.В элементе предохранителя используется такой материал, как медь, серебро или олово. Номинальное напряжение для высоковольтного предохранителя составляет от 1500 В до 138000 В. Они подразделяются на три типа: предохранитель HRC патронного типа, предохранитель HRC жидкостного типа, предохранитель HRC выталкивающего типа.

2.2.1 Патронный предохранитель HV HRC

Патронный предохранитель HV HRC

Этот патронный предохранитель аналогичен низковольтному предохранителю HRC с некоторыми дополнительными характеристиками. Плавкий предохранитель имеет форму спирали или использовать два плавких элемента параллельно, чтобы предотвратить эффект коронного разряда при более высоких напряжениях.

Один из плавких элементов имеет низкое сопротивление, а другой – высокое сопротивление. Следовательно, провод с низким сопротивлением пропускает нормальный ток, который выходит из строя и снижает ток короткого замыкания во время неисправности.

Доступны предохранители

HV HRC номиналом 33 кВ с отключающей способностью 8700 А.

2.2.2 Жидкостный предохранитель HV HRC

Предохранитель жидкостного типа HV HRC (Источник: flickr.com/photos/oskay/7777041048)

Жидкий предохранитель (для высоких токов) состоит из стеклянной трубки, заполненной четыреххлористым углеродом и закрытой латунными колпачками с обоих концов.Плавкий провод закрывает уплотнение с одного конца и крепление с помощью прочной спиральной пружины из фосфористой бронзы на другом конце стеклянной трубки. Жидкость действует как средство гашения дуги.

Конструкция жидкостного высоковольтного предохранителя HRC

Предохранитель перегорает, когда ток превышает максимально допустимый. Предохранитель жидкостного типа HRC защищает трансформатор и автоматические выключатели. Они выдерживают ток до 100А в системах до 132кВ.

2.2.3 Вытяжной предохранитель HV HRC

Выталкивающий предохранитель HV HRC

Этот тип предохранителя представляет собой вырывной предохранитель, в котором эффект вытеснения газов, образующихся в результате внутренней дуги, приводит к прерыванию тока.В камере плавкой вставки находится борная кислота. Таким образом, внутренняя дуга помогает защитить фидеры и трансформаторы.

Применение предохранителей

Некоторые из областей применения предохранителей для промышленного применения:

• Используется для защиты трансформаторов, двигателей и энергосистемы от условий перегрузки по току
• В фидерах, силовых трансформаторах и солнечных цепях
• В бытовых электроприборах и домашних распределительных щитах используются предохранители.
• Используется в автомобильных автомобилях, электромобилях, гоночных автомобилях, рельсах
• Предохранители присутствуют в портативных компьютерах, жестких дисках, принтерах / сканерах и электронных устройствах.
• Используется в игровых системах и смартфоне

Заключение

На рынке представлены предохранители разных типов, и каждый предохранитель имеет свои преимущества и применение. Это автоматические тормозные устройства для защиты грузов. Более того, они присутствуют в кабельных проводах и двигателях для защиты от коротких замыканий.

Предохранители и типы предохранителей

Что такое предохранитель?

Предохранитель или электрический предохранитель – это электрическое / электронное устройство, которое защищает цепь от различных электрических неисправностей, таких как перегрузка по току и перегрузка. Предохранители можно рассматривать как жертвенный элемент в цепи, поскольку они действуют как слабое звено во всей цепи.

Это связано с тем, что предохранитель саморазрушается и надежно размыкает цепь, когда в цепи имеется чрезмерный ток, или цепь находится под перегрузкой, и если есть какое-либо короткое замыкание.

Принцип действия предохранителя основан на нагревании электрическим током. Простой предохранитель состоит из небольшого проводящего материала с низким сопротивлением и включен последовательно с цепью.

Площадь поперечного сечения этого проводящего материала спроектирована таким образом, чтобы пропускать определенный ток, который может протекать в цепи.

Когда ток в цепи превышает это допустимое значение (что может быть вызвано перегрузкой, коротким замыканием или несоответствием нагрузки), этот чрезмерный ток расплавит проводящий элемент в предохранителе и разомкнет цепь.

Это отключит питание и, таким образом, остальная цепь будет защищена от повреждения. На следующем изображении показана блок-схема подключения предохранителя в цепи.

Предохранители – это очень простые и дешевые устройства, которые уже более ста лет используются в качестве защитного средства. Для электрических чертежей и схем мы можем использовать три обозначения предохранителей. На следующем изображении показаны символы предохранителей и их стандарты.

Характеристики предохранителя

На рынке доступны различные типы предохранителей для различных типов применений, таких как жилое, промышленное, автомобильное и т. Д.Все предохранители часто характеризуются следующими характеристиками.

• Номинальный ток или ампер
• Время плавления
• Номинальное напряжение и
• Номинальное значение отключения или отключающая способность
• I ² T Значение предохранителя
• Упаковка
• Температура

Первые два, т. Е. Номинальный ток и Время плавления предохранителя обычно связано с тепловыми характеристиками предохранителя, тогда как напряжение и номинальное значение отключения классифицируются в разделе “Отключающие характеристики предохранителя”.

По мере увеличения силы тока в цепи время плавления проводящего элемента в предохранителе уменьшается. Это связано с тем, что по мере увеличения тока рассеиваемая мощность (определяемая I2R) будет увеличиваться, а температура элемента быстро увеличивается.

Если в цепях присутствуют индуктивные элементы, то плавления токопроводящего элемента в предохранителе недостаточно для прерывания тока. Даже если элемент в предохранителе плавится, существует вероятность возникновения дуги в предохранителе до полного отключения тока.

В течение этого периода предохранитель должен выдерживать переходные напряжения и, следовательно, любому предохранителю должно быть предоставлено время отключения.

До сих пор мы говорили только о номинальном токе предохранителя, но не упоминали номинальное напряжение. Все предохранители рассчитаны на максимальное напряжение, при котором они могут работать.

Номинальный ток или текущая емкость предохранителя

Номинальный ток или текущая емкость предохранителя определяет максимальную величину тока, которую предохранитель может выдерживать без перегорания или плавления.Обычно это указывается в амперах, т.е. 2A, 4A, 600A и т. Д.

Номинальное напряжение предохранителя

Наряду с номинальным током также указывается предохранитель с максимальным напряжением, с которым он может поставляться. Основываясь на номинальном напряжении, предохранители снова классифицируются на предохранители низкого напряжения (LV) и предохранители высокого напряжения (HV) (и даже миниатюрные предохранители).

I

² T (Ампер в квадрате секунды)

I ² T Значение предохранителя измеряет тепловую энергию в предохранителе. Эта тепловая энергия возникает из-за протекания тока, а также дуги, возникающей при перегорании предохранителя.

Отключающая способность предохранителя

Отключающая способность предохранителя также называется номиналом отключения или номиналом короткого замыкания. Отключающая способность определяет максимальный безопасный ток, который предохранитель может отключить при напряжении ниже максимального номинального напряжения.

Классификация предохранителей

Несмотря на то, что работа предохранителя кажется простой, существуют разные методы классификации различных типов предохранителей. Основная классификация – это удобство использования, то есть одноразовые предохранители и восстанавливаемые предохранители.

Одноразовые предохранители, перегоревшие из-за перегрузки по току в цепи, необходимо заменять вручную. Эти типы предохранителей часто используются в электрических и электронных системах в жилых домах, на промышленных предприятиях, в потребительских товарах и т. Д.

Восстанавливаемые предохранители, с другой стороны, автоматически сбрасываются после возникновения неисправности путем изменения ее сопротивления.

Другая классификация основана на токоограничивающих и нетокоограничивающих предохранителях. Токоограничивающие предохранители на короткое время создают в цепи высокое сопротивление.В предохранителях, не ограничивающих ток, при прохождении избыточного тока газы в предохранителе создают дугу, которая прерывает ток.

Типы предохранителей

Существует множество типов предохранителей для различных применений. Основная категория предохранителей зависит от типа цепи, в которой они используются, то есть предохранители переменного тока и предохранители постоянного тока. Опять же, предохранители переменного тока делятся на предохранители высокого напряжения (HV) и предохранители низкого напряжения (LV).

Предохранители переменного тока высокого напряжения (HV) используются для напряжений выше 1000 В, а предохранители переменного тока низкого напряжения (LV) используются для напряжений менее 1000 В.Предохранители низкого напряжения (НН) снова подразделяются на: картриджные предохранители (полностью закрытого типа), заменяемые предохранители (полузамкнутого типа), переключающие предохранители, выпадающие предохранители и ударные предохранители.

Высоковольтные предохранители (HV) подразделяются на предохранители картриджного типа HRC (с высокой разрывной способностью), плавкие предохранители жидкостного типа и предохранители вытесняющего типа.

На следующем изображении показана диаграмма предохранителей, разделенных на переменный и постоянный ток.

Теперь мы рассмотрим различные типы предохранителей в целом, независимо от приведенной выше классификации.

Предохранители постоянного тока

Основное различие между предохранителями постоянного тока и предохранителями переменного тока заключается в размере предохранителя. В цепи постоянного тока, когда ток превышает предел, металлический провод в предохранителе плавится и отключает остальную часть цепи от источника питания.

Поскольку постоянный ток имеет постоянное значение и всегда выше 0 В, существует вероятность возникновения электрической дуги между расплавленными проводами, которую будет трудно избежать и отключить. Следовательно, обычно электроды предохранителей постоянного тока размещаются на большем расстоянии по сравнению с предохранителями переменного тока.

Это минимизирует вероятность возникновения дуги, а поскольку расстояние между электродами увеличивается, размер предохранителей постоянного тока сравнительно велик.

Предохранители переменного тока

Мы знаем, что переменный ток (и напряжение) колеблется со скоростью 50 или 60 раз в секунду, и при этом амплитуда сигнала изменяется от минимума до максимума. В одной точке этих колебаний напряжение переменного тока достигает 0 В, и, следовательно, дуга между расплавленными электродами может быть легко погашена.

В результате размер предохранителей переменного тока может быть намного меньше по сравнению с размером предохранителей постоянного тока.

Встраиваемые предохранители

Встраиваемые предохранители или предохранители типа Kit – это тип предохранителей низкого напряжения (НН). Чаще всего они используются в домашней электропроводке, на небольших предприятиях и в других устройствах с малым током.

Встраиваемые предохранители состоят из двух основных частей: основания предохранителя, которое содержит входной и выходной клеммы, и держателя предохранителя, в котором находится элемент предохранителя. Основание предохранителя обычно состоит из фарфора, а элемент предохранителя – из луженой меди, алюминия, свинца и т. Д.

Держатель предохранителя можно легко вставить или снять с основания предохранителя без риска поражения электрическим током.Когда предохранитель перегорел из-за перегрузки по току, мы можем легко удалить держатель предохранителя и заменить провод предохранителя. Это главное преимущество сменных предохранителей.

Предохранители патронного типа или предохранители полностью закрытого типа

Как видно из названия, патронные или полностью закрытые предохранители имеют полностью закрытую конструкцию с плавкими вставками, заключенными в контейнер. Такая конструкция и конструкция помогут сохранить дугу в контейнере в случае перегорания предохранителя.

Предохранители

картриджного типа – это очень важная категория предохранителей, которые используются практически во всех типах устройств, таких как низковольтные (LV), высоковольтные (HV) и миниатюрные предохранители.

Предохранители

патронного типа снова делятся на предохранители патронного типа D и патронные предохранители соединительного типа.

D – Патронный предохранитель типа

Предохранители этого типа состоят из патрона, основания предохранителя, крышки и переходного кольца. Патрон с плавким элементом в нем снабжен крышкой предохранителя и вставляется в основание предохранителя через переходное кольцо, и соединение завершается только тогда, когда наконечник патрона касается проводника.

Предохранители типа D не являются взаимозаменяемыми, и их преимущество заключается в высокой надежности.

Патронный предохранитель с перемычкой или предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC)

Предохранители

с высоким временем разрыва или HRC-предохранители относятся к типу картриджных предохранителей. В предохранителях HRC ток протекает через плавкий элемент при нормальных условиях.

В случае неисправности сильный ток из-за короткого замыкания (или любой другой неисправности) может проходить через предохранитель в течение короткого, но известного периода времени. Если за это время неисправность будет устранена, предохранитель не перегорит или плавкий элемент не расплавится.

Если неисправность продолжается даже через некоторое время, т. Е. Ток короткого замыкания в течение более длительного времени, чем разрешено, предохранитель сгорает из-за плавления плавкого элемента.

Так как предохранители HRC предназначены для разрыва сильноточного тока, необходимо использовать специальный метод для управления дугой, возникающей в случае сгорания предохранителя. Обычно корпус предохранителя состоит из фарфора или керамики, а камера плавкого элемента заполнена кварцевым песком.

Существует два типа предохранителей HRC: лезвийного типа и с болтовым креплением.Предохранители ножевого типа также известны как вставные предохранители.

Корпус предохранителя лезвийного типа обычно изготавливается из пластика, а две токопроводящие пластины типа лезвия прикреплены к элементу предохранителя. Предохранители лезвийного типа обычно используются в автомобилях.

Высоковольтные предохранители

Высоковольтные предохранители обычно используются в энергосистемах и обычно рассчитаны на напряжения от 1500 В до 138000 В. Высоковольтные предохранители используются для защиты трансформаторов, будь то трансформаторы малой мощности или измерительные трансформаторы, где автоматические выключатели не могут гарантировать защиту.

Плавкий элемент в высоковольтных предохранителях состоит из серебра или меди (иногда даже используется олово) для обеспечения надежной и стабильной работы. В высоковольтных предохранителях выталкивающего типа камера плавкой вставки заполнена борной кислотой.

Восстанавливаемые предохранители

Восстанавливаемые предохранители также называются самовосстанавливающимися предохранителями. Их можно использовать даже после короткого замыкания (даже после нескольких неисправностей) без каких-либо проблем с заменой.

Плавкий элемент в восстанавливаемых предохранителях представляет собой термопластический термистор проводящего типа с полимерным положительным температурным коэффициентом (PPTC).

Если есть какая-либо неисправность в цепи, ток увеличивается, и в результате повышается общая температура предохранителя. Поскольку он имеет положительный температурный коэффициент, сопротивление плавкого элемента увеличивается с повышением температуры (что вызвано коротким замыканием).

Это ограничит ток в остальной части цепи, и если неисправность будет устранена через некоторое время, температура упадет и предохранитель будет сброшен, чтобы обеспечить нормальную работу цепи.

Восстанавливаемые предохранители часто используются в приложениях, где замена предохранителей затруднена, например, в военных или аэрокосмических приложениях.

Тепловые предохранители

Тепловые предохранители являются одноразовыми предохранителями и в основном являются предохранителями, чувствительными к температуре. Термоплавкие предохранители также называются термическими перемычками или термическими предохранителями (TCO). Элемент плавкого предохранителя изготовлен из термочувствительного сплава.

Плавкий элемент в тепловом предохранителе удерживает механический пружинный контакт, который обычно замкнут.Когда температура в плавком элементе повышается (из-за перегрузки по току или окружающих условий), сплав плавкого элемента плавится и освобождает пружинный механизм. Это разомкнет цепь и предотвратит возгорание в устройстве.

Термоплавкие предохранители доступны в компактных размерах по очень низкой цене, что позволяет использовать их в термочувствительных устройствах, таких как фены, водонагреватели, кофеварки и т. Д. используется в приложениях питания постоянного тока, таких как сотовые телефоны, жесткие диски, камеры, DVD-плееры и т. д.где пространство – это ограничение. Существуют различные типы предохранителей для микросхем или поверхностного монтажа, например,

• Быстродействующие предохранители для микросхем
• Очень быстрые предохранители для микросхем
• Медленные предохранители для микросхем
• Импульсные плавкие предохранители для микросхем
• Сильноточные предохранители для микросхем
• Предохранители для телекоммуникационных сетей

Автомобильные предохранители

Предохранители играют важную роль в электрическом соединении автомобиля. Перегрузка или короткое замыкание в автомобиле или велосипеде (или любом автомобиле в этом отношении) может вызвать катастрофические повреждения как транспортного средства, так и человека.

Предохранители

лезвийного типа являются наиболее часто используемыми предохранителями в автомобилях, в то время как также используются другие предохранители, такие как стеклянная трубка (или предохранитель Bosch), ограничители предохранителей и т. Д.

Номинальное напряжение автомобильных предохранителей будет низким по сравнению с другими предохранителями. Типичные значения напряжения: 12 В, 32 В и 42 В.

Применение предохранителей

Электрические или электронные предохранители являются одним из основных компонентов почти всех электрических или электронных схем, систем и приложений. Некоторые из широко известных применений предохранителей упомянуты ниже.

• Силовые трансформаторы
• Электропроводка в доме
• Вся электрическая техника (кондиционеры, стиральные машины, телевизоры, музыкальные системы и т. Д.)
• Пускатели двигателя
• Мобильные телефоны
• Ноутбуки
• Адаптеры питания
• Камеры
• Принтеры, сканеры и копировальные аппараты
• Все автомобили (автомобили, мотоциклы, грузовики, автобусы и т. Д.)
• Все электронные устройства (жесткие диски, записывающие устройства DVD, DVD-плееры и т. Д.)
• Игровые консоли

Предохранители – Типы Предохранители

Определение и технические характеристики автомобильных предохранителей

Переходники для автомобильной промышленности – это устройства с автоматическим отключением для защиты электрических устройств от неподходящих токовых нагрузок.Подача тока прерывается из-за плавления плавкой проволоки, в которой протекает ток.

Для плавких вставок действительны следующие международные правила и рекомендации в их действующей на данный момент версии:

• DIN 72581
• DIN 43560
• ISO 8820
• UL 275
• SAE

(Кроме того, следует принимать во внимание уровень технологий, подробности фактически действующих положений по реализации, принцип безопасности «люди, животные и материальные ценности должны быть защищены от опасностей», а также квалификацию установленных компонентов. учетная запись – самостоятельная ответственность производителя электрооборудования.)

Пояснения к выбору и рекомендации

Номинальное напряжение (U _N ) плавкой вставки должно быть как минимум равным или выше рабочего напряжения устройства или сборочного узла, которые должны быть защищены плавкой вставкой. Если рабочее напряжение очень низкое, возможно, следует учитывать естественное сопротивление плавкой вставки (падение напряжения).

Падение напряжения (U _N ) измеряется в соответствии со стандартами, например Также указаны DIN, ISO, JASO, частично максимальные значения, общие для Littelfuse.

Номинальный ток (I _rat ) плавкой вставки должен приблизительно соответствовать рабочему току устройства или сборочной единицы, которая должна быть защищена (в соответствии с температурой окружающей среды и определением номинального тока, что означает допустимый продолжительный токи).

Более высокая температура окружающей среды (T _umg ) означает дополнительную нагрузку на плавкие вставки. Условия нагрева до максимальной температуры окружающей среды должны быть проверены, в частности, при высоких номинальных токах предохранителей и сильном тепловом излучении находящихся поблизости компонентов.Для таких применений номинал предохранителя должен быть уменьшен в соответствии со следующей схемой, соответственно. таблица (см. коэффициент F _T ):

Из-за различных характеристик номинального тока рекомендуемый длительный ток плавких вставок составляет макс. 80% от номинального тока (при температуре окружающей среды 23 ° C), см. Также допустимую нагрузку на предохранители (F) на отдельных страницах каталога.

Пределы времени до возникновения дуги указывают отношение времени плавления к току.(Они представлены в виде огибающей для всех упомянутых номинальных токов.)

Интеграл плавления (I ² т) получается из квадрата тока плавления и соответствующего времени плавления. При избыточном токе со временем плавления <5 мс интеграл плавления остается постоянным. Данные в этом каталоге основаны на 6 или 10 x lrat. Интеграл плавления является показателем время-токовой характеристики и сообщает о длительности импульса плавкой вставки. Указанные интегралы плавления являются типичными величинами.

Отключающая способность (I _B ) должна быть достаточной для любых условий эксплуатации и ошибок. Ток короткого замыкания (максимальный ток короткого замыкания), прерываемый плавкими вставками при номинальном напряжении в стандартных условиях, не должен превышать ток, соответствующий отключающей способности плавкой вставки.

Максимальное рассеивание мощности (P _V ) определяется при нагрузке с номинальным током после достижения температурного равновесия. В процессе эксплуатации эти значения могут появляться в течение некоторого времени.

Указаны типичные значения, а также стандартные значения для предохранителей, соответствующих стандартам.

Выбор автомобильных предохранителей

Что касается безопасности изделия и срока службы / надежности плавких вставок, правильный выбор важен. Только при правильном выборе и использовании в соответствии с согласованием (что означает соответствие уровню технологии и действующим рекомендациям, а также указанным характеристикам, указанным в технических паспортах) с учетом принципа безопасности (то есть «люди» , животные и внутренние ценности должны быть защищены от опасности ») может ли определенная функция плавких вставок в качестве компонента защиты (номинальная точка прерывания) быть возможной.Здесь действует персональная ответственность производителей электрических устройств:

«Любое лицо, участвующее в производстве электрических систем или производстве электрического оборудования, включая тех, кто занимается эксплуатацией таких систем или оборудования, в соответствии с настоящим толкованием закона несет индивидуальную ответственность за каждый аспект соблюдения признанных правил. и процедуры электротехники “.

1. Необходимое номинальное напряжение плавкой вставки определяется ее требуемым рабочим напряжением (с учетом падения напряжения на плавкой вставке).
2. Номинальный ток плавкой вставки (I _{N Fuse} ) устанавливается макс. эффективная токовая нагрузка (I _{, макс.} ) с учетом температуры окружающей среды (фактор F _T ) и различных определений номинального тока (определение «постоянного тока») (см. Faktor F _I ). Действует следующее: I _{N Предохранитель ³} I Рабочий макс. x F _I x F _T
3. t-значение (текущий-временной интеграл). ² В случае импульсной нагрузки и для защиты полупроводников подходящий номинальный ток можно также определить с помощью I
4. Вышеупомянутые два пункта помогут вам определить наиболее подходящий номинальный ток плавкой вставки и ее предельное время до возникновения дуги (при необходимости проверьте экспериментально).
5. Необходимая отключающая способность плавкой вставки определяется макс. возможный ток короткого замыкания, который может произойти.
6. В дополнение к вышеупомянутым пунктам, способ установки также важен для правильного выбора плавкой вставки (с учетом возможных разрешений).

Что касается особых условий любого конкретного применения (безопасность продукта), как правило, необходимо проверить плавкую вставку и / или тепловой выключатель или держатель в устройстве, которое должно быть защищено в нормальных условиях и в условиях неисправности!

Кривая изменения номинальной температуры

Снижение номинальных характеристик плавкой вставки

T мкм / ° C	%	Ф Т	T мкм / ° C	%	Ф Т
-25	14	0,877	23	0	1 000
-20 ​​	13	0,885	30	-2	1,020
-15	12	0,893	35	-4	1 042
-10	11	0,901	40	-6	1,064
-5	10	0,909	45	-8	1,087
0	9	0,917	50	-10	1,111
5	8	0,926	55	-13	1,149
10	6	0,943	60	-16	1,190
15	4	0,962	65	-19	1,235
20	2	0,980	70	-22	1,282

Выбор предохранителя для электроники

Многие факторы, которые следует учитывать при выборе предохранителя для электронного оборудования, перечислены ниже.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, просмотрите наше Справочное руководство по технологии предохранителей или , свяжитесь с , представителем продукции Littelfuse в вашем регионе:

Факторы выбора

1. Нормальный рабочий ток
2. Напряжение приложения (переменного или постоянного тока)
3. Температура окружающей среды
4. Ток перегрузки и время, в течение которого предохранитель должен сработать
5. Максимально доступный ток короткого замыкания
6. Импульсы, импульсные токи, пусковые токи, пусковые токи и переходные процессы в цепи
7. Ограничения физического размера, такие как длина, диаметр или высота
8. Требуются разрешения агентства, такие как UL, CSA, VDE, METI, MITI или Military
9. Характеристики предохранителя (тип / форм-фактор монтажа, простота снятия, осевые выводы, визуальная индикация и т. Д.))
10. Характеристики держателя предохранителя, если применимо, и соответствующее изменение номинальных характеристик (зажимы, монтажный блок, монтаж на панели, монтаж на печатной плате, экранирование R.F.I. и т. Д.)
11. Тестирование и проверка приложений перед выпуском в производство

Упаковка предохранителей Littelfuse и системы нумерации деталей

Определения и термины

Температура окружающей среды:

Относится к температуре воздуха, непосредственно окружающего предохранитель, и не следует путать с «комнатной температурой».”Температура окружающей среды предохранителя во многих случаях значительно выше, поскольку он заключен (как в держателе предохранителя на панели) или установлен рядом с другими тепловыделяющими компонентами, такими как резисторы, трансформаторы и т. Д.

Отключающая способность:

Также известный как номинальный ток отключения или номинальный ток короткого замыкания, это максимальный разрешенный ток, который предохранитель может безопасно отключить при номинальном напряжении. Пожалуйста, обратитесь к определению рейтинга прерывания в этом разделе для получения дополнительной информации.

Текущий рейтинг:

Номинальная сила тока предохранителя.Он устанавливается производителем как значение тока, который может выдерживать предохранитель, на основе контролируемого набора условий испытаний (см. ПРАВИЛА).

Каталожные номера предохранителей включают обозначение серии и номинальную силу тока. Обратитесь к разделу РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ, чтобы узнать, как сделать правильный выбор.

Изменение рейтинга:

Для температуры окружающей среды 25 ° C рекомендуется, чтобы предохранители работали при не более 75% номинального тока, установленного в контролируемых условиях испытаний.Эти условия испытаний являются частью стандарта UL / CSA / ANCE (Мексика) 248-14 «Предохранители для дополнительной защиты от перегрузки по току», основной целью которого является определение общих стандартов испытаний, необходимых для непрерывного контроля изготовленных изделий, предназначенных для защиты от огня и т. Д. Некоторые распространенные варианты этих стандартов включают: полностью закрытые держатели предохранителей, высокое контактное сопротивление, движение воздуха, переходные выбросы и изменение размера соединительного кабеля (диаметра и длины). Предохранители – это, по сути, устройства, чувствительные к температуре.Даже небольшие отклонения от контролируемых условий испытаний могут сильно повлиять на прогнозируемый срок службы предохранителя, когда он нагружен до его номинального значения, обычно выражаемого как 100% от номинального значения.

Инженер-проектировщик цепей должен четко понимать, что цель этих контролируемых условий испытаний состоит в том, чтобы позволить производителям предохранителей поддерживать единые стандарты производительности для своих продуктов, и он должен учитывать изменяющиеся условия своего применения. Чтобы компенсировать эти переменные, инженер-проектировщик схем, который разрабатывает безотказную и долговечную защиту своего оборудования предохранителями, обычно нагружает свой предохранитель не более чем на 75% номинального значения, указанного производителем, с учетом этой перегрузки и Должна быть предусмотрена соответствующая защита от короткого замыкания.

Обсуждаемые предохранители являются термочувствительными устройствами, номинальные характеристики которых были установлены при температуре окружающей среды 25 ° C. Температура предохранителя, создаваемая током, протекающим через предохранитель, увеличивается или уменьшается с изменением температуры окружающей среды.

График температуры окружающей среды в разделе РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ показывает влияние температуры окружающей среды на номинальный ток предохранителя. В большинстве традиционных конструкций предохранителей Slo-Blo® используются материалы с более низкой температурой плавления, поэтому они более чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.

Размеры:

Если не указано иное, размеры указаны в дюймах.

Предохранители в этом каталоге имеют размеры от прибл. Размер микросхемы 0402 (0,041 дюйма x 0,020 дюйма x 0,012 дюйма) до 5 AG, также широко известный как предохранитель «MIDGET» (диаметр 13/32 дюйма x длина 11/2 дюйма). По мере того, как на протяжении многих лет разрабатывались новые продукты, размеры предохранителей менялись, чтобы удовлетворить различные потребности в защите электрических цепей.

Первые предохранители были простыми устройствами с разомкнутым проводом, за которыми в 1890-х годах Эдисон вложил тонкую проволоку в цоколь лампы, чтобы сделать первый предохранитель вилки.К 1904 году Underwriters Laboratories установила спецификации размеров и рейтинга, чтобы соответствовать стандартам безопасности. Предохранители возобновляемого типа и автомобильные предохранители появились в 1914 году, а в 1927 году Littelfuse начал производить предохранители с очень низким током для зарождающейся электронной промышленности.

Размеры предохранителей в следующей таблице начались с первых предохранителей «Автомобильное стекло», отсюда и термин «AG». Цифры применялись в хронологическом порядке по мере того, как разные производители начали изготавливать новый размер: например, «3AG» был третьим размером, размещенным на рынке.Другие размеры и конструкция предохранителей, не являющихся стеклянными, определялись функциональными требованиями, но они по-прежнему сохраняли длину или диаметр стеклянных предохранителей. Их обозначение было изменено на AB вместо AG, что указывает на то, что внешняя трубка была изготовлена ​​из бакелита, волокна, керамики или аналогичного материала, отличного от стекла. Предохранитель самого большого размера, показанный в таблице, – это 5AG, или «MIDGET», название, взятое из его использования в электротехнической промышленности и в соответствии с национальным электрическим кодексом, который обычно распознает предохранители 9/16 “x 2” как наименьший стандартный предохранитель. в использовании.

Промышленные предохранители и принцип их работы

Полная информация по выбору предохранителей приведена в каталоге Littelfuse POWR-GARD .

Важной частью разработки качественной защиты от сверхтоков является понимание потребностей системы и основ устройств защиты от сверхтоков. В этом разделе обсуждаются эти темы с особым вниманием к применению предохранителей. Если у вас есть дополнительные вопросы, позвоните в нашу группу технической поддержки и инженерных услуг по телефону 1-800-TEC-FUSE (1-800-832-3873).

Почему максимальная токовая защита?

Все электрические системы в конечном итоге испытывают перегрузки по току. Если не устранить вовремя, даже умеренные сверхтоки приводят к быстрому перегреву компонентов системы, повреждению изоляции, проводов и оборудования. Сильные сверхтоки могут расплавить проводники и испарить изоляцию. Очень высокие токи создают магнитные силы, которые изгибают и скручивают шины. Эти высокие токи могут выдергивать кабели из клемм и раскалывать изоляторы и прокладки.

Слишком часто неконтролируемые сверхтоки сопровождают пожары, взрывы, ядовитые пары и паника.Это не только повреждает электрические системы и оборудование, но и может привести к травмам или смерти персонала, находящегося поблизости.

Чтобы снизить эти опасности, Национальный электротехнический кодекс (NEC®), правила OSHA и другие применимые стандарты проектирования и установки требуют защиты от перегрузки по току, которая отключит перегруженное или неисправное оборудование.

Отраслевые и правительственные организации разработали стандарты производительности для устройств максимального тока и процедуры тестирования, которые демонстрируют соответствие стандартам и NEC.К этим организациям относятся: Американский национальный институт стандартов (ANSI), Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) и Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), которые работают вместе с национально признанными испытательными лабораториями (NRTL), такими как Underwriters Laboratories ( UL).

Электрические системы должны соответствовать применимым требованиям кодов, включая требования к защите от сверхтоков, прежде чем электроэнергетические компании получат разрешение на подачу электроэнергии на объект.

Что такое качественная максимальная токовая защита?

Система с качественной максимальной токовой защитой имеет следующие характеристики:

• Отвечает всем законодательным требованиям, таким как NEC, OSHA, местные нормы и т. Д.
• Обеспечивает максимальную безопасность персонала, при необходимости превышая минимальные требования кодекса.
• Минимизирует повреждение имущества, оборудования и электрических систем из-за перегрузки по току.
• Обеспечивает скоординированную защиту. Открывается только защитное устройство непосредственно на линии перегрузки по току, чтобы защитить систему и свести к минимуму ненужные простои.
• Экономически эффективен, обеспечивая при этом резервную мощность прерывания для будущего роста.
• Состоит из оборудования и компонентов, не подверженных устареванию и требующих минимального технического обслуживания, которое может выполнять штатный обслуживающий персонал с использованием легко доступных инструментов и оборудования.

Типы и последствия перегрузки по току

Перегрузка по току – это любой ток, превышающий номинальный ток проводов, оборудования или устройств в условиях использования.Термин «перегрузка по току» включает как перегрузки, так и короткие замыкания.

Перегрузки

Перегрузка – это перегрузка по току, ограниченная нормальными путями тока, в которых нет пробоя изоляции.

Продолжительные перегрузки обычно вызваны установкой чрезмерного оборудования, такого как дополнительные осветительные приборы или слишком много двигателей. Продолжительные перегрузки также вызваны перегрузкой механического оборудования и поломкой оборудования, например, неисправными подшипниками. Если не отключить в установленные сроки, длительные перегрузки могут привести к перегреву компонентов цепи, вызывая термическое повреждение изоляции и других компонентов системы.

Устройства защиты от перегрузки по току должны отключать цепи и оборудование, испытывающие постоянные или продолжительные перегрузки, прежде чем произойдет перегрев. Даже умеренный перегрев изоляции может серьезно сократить срок службы компонентов и / или оборудования. Например, двигатели, перегруженные всего на 15%, могут иметь менее 50% нормального срока службы изоляции.

Часто случаются временные перегрузки. Общие причины включают временные перегрузки оборудования, например, слишком глубокий разрез станка, или просто запуск индуктивной нагрузки, такой как двигатель.Поскольку временные перегрузки по определению безвредны, устройства защиты от сверхтоков не должны размыкать или размыкать цепь.

Важно понимать, что выбранные предохранители должны иметь достаточную выдержку времени для запуска двигателей и уменьшения временных перегрузок. Однако, если перегрузка по току продолжится, предохранители должны сработать до того, как компоненты системы будут повреждены. Предохранители с выдержкой времени Littelfuse POWR-PRO® и POWR-GARD® разработаны для удовлетворения этих требований к защите. Как правило, предохранители с выдержкой времени удерживают 500% номинального тока в течение минимум десяти секунд, но все же быстро срабатывают при более высоких значениях тока.

Несмотря на то, что утвержденные государством высокоэффективные двигатели и двигатели NEMA Design E имеют гораздо более высокие токи заторможенного ротора, предохранители POWR-PRO® с выдержкой времени, такие как серии FLSR_ID, LLSRK_ID или IDSR, имеют достаточную выдержку времени для запуска двигателей когда предохранители правильно выбраны в соответствии с NEC®.

Короткие замыкания

Короткое замыкание – это перегрузка по току, выходящая за пределы нормального пути. Типы коротких замыканий обычно делятся на три категории: замыкания на болтах, дуговые замыкания и замыкания на землю.Каждый тип короткого замыкания описан в разделе “Термины и определения”.

Короткое замыкание вызвано пробоем изоляции или неправильным подключением. Во время нормальной работы схемы подключенная нагрузка определяет ток. Когда происходит короткое замыкание, ток идет в обход нормальной нагрузки и проходит «более короткий путь», отсюда и термин «короткое замыкание». Поскольку полное сопротивление нагрузки отсутствует, единственным фактором, ограничивающим ток, является полное сопротивление распределительной системы от генераторов электросети до точки повреждения.

Типичная электрическая система может иметь нормальное сопротивление нагрузки 10 Ом. Но в однофазной ситуации та же система может иметь сопротивление нагрузки 0,005 Ом или меньше. Чтобы сравнить два сценария, лучше всего применить закон Ома (I = E / R для систем переменного тока). Однофазная цепь на 480 В с сопротивлением нагрузки 10 Ом потребляет 48 ампер (480/10 = 48). Если та же цепь имеет полное сопротивление системы 0,005 Ом при коротком замыкании нагрузки, доступный ток короткого замыкания значительно увеличится до 96000 ампер (480/0.005 = 96 000).

Как уже говорилось, короткое замыкание – это ток, протекающий за пределами своего нормального пути. Независимо от величины перегрузки по току, чрезмерный ток должен быть удален быстро. Если не устранить сразу же, большие токи, связанные с короткими замыканиями, могут иметь три глубоких воздействия на электрическую систему: нагрев, магнитное напряжение и искрение.

Нагревание происходит в каждой части электрической системы, когда через систему проходит ток. Когда токи перегрузки достаточно велики, нагрев происходит практически мгновенно.Энергия таких сверхтоков измеряется в квадратичных секундах (I2t). Максимальный ток в 10 000 ампер, который длится 0,01 секунды, имеет I2t, равный 1 000 000 А2. Если бы ток можно было уменьшить с 10 000 ампер до 1 000 ампер за тот же период времени, соответствующее значение I2t уменьшилось бы до 10 000 А2, или всего лишь одного процента от первоначального значения.

Если ток в проводнике увеличивается в 10 раз, I2t увеличивается в 100 раз. Ток всего 7500 ампер может расплавить медный провод # 8 AWG в 0.1 секунда. За восемь миллисекунд (0,008 секунды или половину цикла) ток в 6500 ампер может поднять температуру медного провода с термопластической изоляцией № 12 AWG THHN с рабочей температуры 75 ° C до максимальной температуры короткого замыкания 150 ° C. . Любые токи, превышающие указанное значение, могут немедленно испарить органическую изоляцию. Дуги в месте повреждения или от механических переключателей, таких как автоматические переключатели или автоматические выключатели, могут воспламенить пары, вызывая сильные взрывы и электрические вспышки.

Магнитное напряжение (или сила) является функцией квадрата пикового тока. Токи короткого замыкания в 100 000 ампер могут создавать силы, превышающие 7 000 фунтов на фут шины. Напряжения такой величины могут повредить изоляцию, оторвать проводники от клемм и перегрузить клеммы оборудования, что приведет к значительному повреждению.

Дуга в месте повреждения плавит и испаряет все проводники и компоненты, вовлеченные в повреждение. Дуги часто прожигают кабельные каналы и кожухи оборудования, осыпая зону расплавленным металлом, что быстро приводит к возгоранию и / или травмам персонала в этой зоне.Дополнительные короткие замыкания часто возникают, когда испаренный материал осаждается на изоляторах и других поверхностях. Продолжительное искрение приводит к испарению органической изоляции, и пары могут взорваться или загореться.

Будь то нагрев, магнитное напряжение и / или дуга, потенциальное повреждение электрических систем может быть значительным в результате короткого замыкания.

II. Рекомендации по выбору

Рекомендации по выбору предохранителей (600 В и ниже)

Поскольку максимальная токовая защита имеет решающее значение для надежной работы и безопасности электрической системы, необходимо тщательно продумать выбор и применение устройства максимального тока.При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие параметры или соображения:

• Текущий рейтинг
• Номинальное напряжение
• Рейтинг прерывания
• Тип защиты и характеристики предохранителей
• Ограничение тока
• Физический размер
• Индикация

Общие рекомендации по промышленным предохранителям

Исходя из приведенных выше соображений по выбору, рекомендуется следующее:

Предохранители с номинальной силой тока от 1/10 до 600 ампер

• Когда доступные токи короткого замыкания составляют менее 100000 ампер и когда оборудование не требует более токоограничивающих характеристик предохранителей UL класса RK1, токоограничивающие предохранители серий FLNR и FLSR_ID класса RK5 обеспечивают превосходную выдержку времени и характеристики переключения при более низком уровне стоимость чем предохранители РК1.Если доступные токи короткого замыкания превышают 100 000 ампер, оборудованию могут потребоваться дополнительные возможности ограничения тока предохранителей класса RK1 серий LLNRK, LLSRK и LLSRK_ID.
• Быстродействующие предохранители класса T серий JLLN и JLLS обладают функциями экономии места, что делает их особенно подходящими для защиты автоматических выключателей в литом корпусе, блоков счетчиков и аналогичных устройств с ограниченным пространством.
• Предохранители класса J серии JTD_ID и JTD с выдержкой времени используются в OEM-центрах управления двигателями, а также в других двигателях и трансформаторах, требующих компактной защиты IEC типа 2.
Предохранители серий
• класса CC и CD используются в цепях управления и панелях управления, где пространство ограничено. Предохранители серии Littelfuse POWR-PRO CCMR лучше всего подходят для защиты небольших двигателей, в то время как предохранители серии Littelfuse KLDR обеспечивают оптимальную защиту силовых трансформаторов управления и аналогичных устройств.

По вопросам применения продукта звоните в нашу группу технической поддержки по телефону 800-TEC-FUSE.

Предохранители с номинальным током от 601 до 6000 ампер

Для превосходной защиты большинства цепей общего назначения и электродвигателей рекомендуется использовать предохранители класса L серии POWR-PRO® KLPC.Предохранители класса L – единственная серия предохранителей с выдержкой времени, доступная для этих более высоких номиналов тока.

Информацию по всем сериям предохранителей Littelfuse, упомянутых выше, можно найти в таблицах классов и применений предохранителей UL / CSA в Техническом руководстве по применению в конце каталога продукции POWR-GARD.

Контрольный список для защиты промышленных цепей

Чтобы выбрать подходящее устройство защиты от сверхтоков для электрической системы, проектировщики цепей и систем должны задать себе следующие вопросы перед проектированием системы:

• Какой ожидаемый нормальный или средний ток?
• Каков максимальный ожидаемый непрерывный ток (три часа или более)?
• Какие броски или временные перенапряжения можно ожидать?
• Могут ли устройства защиты от перегрузки по току различать ожидаемые пусковые и импульсные токи и открываться при длительных перегрузках и неисправностях?
• Какие экологические крайности возможны? Необходимо учитывать пыль, влажность, экстремальные температуры и другие факторы.
• Какой максимально допустимый ток короткого замыкания может отключать защитное устройство?
• Устройство защиты от сверхтоков рассчитано на напряжение системы?
• Обеспечит ли устройство защиты от сверхтоков наиболее безопасную и надежную защиту для конкретного оборудования?
• Может ли устройство защиты от сверхтоков в условиях короткого замыкания сводить к минимуму возможность возгорания или взрыва?
• Отвечает ли устройство защиты от сверхтоков всем применимым стандартам безопасности и требованиям к установке?

Ответы на эти вопросы и другие критерии помогут определить тип устройства максимальной токовой защиты, которое следует использовать для обеспечения оптимальной безопасности, надежности и производительности.

Как выбрать предохранитель

Легко представить, что вам нужен предохранитель и как его выбрать. Мы все были раздражены или рассержены перегоревшим предохранителем. Иногда нам хочется, чтобы в наших схемах не было такого компонента. С появлением системы распределения электроэнергии в 1800-х годах предохранители стали важным средством предотвращения пожаров. Электрические системы нуждаются в них по той же причине. Электронные системы имеют те же проблемы с пожаром, и им также нужны предохранители (рис.1) . Предохранители также предотвратят поражение пользователей опасным напряжением.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5e20e7c9a2dfd52a008b46e9” data-embed-element = “span” data-embed-size = “640w” data-embed-alt = “1. Предохранители защищают пользователей от ударов, а изделия – от возгорания. Хотя эта печатная плата вышла из строя, она не стала причиной возгорания. (Любезно предоставлено flickr, UnknownNet-Photography) “data-embed-src =” https: //img.electronicdesign. com / files / base / ebm / electronicdesign / image / 2020/01 / Figure_1_PCB_burnt__UnknownNet_Photography.5e20e7c903d3f.png? Auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” 1. Предохранители защищают пользователей от ударов, а изделия – от возгорания. Хотя эта печатная плата вышла из строя, она не стала причиной возгорания. (Любезно предоставлено flickr, UnknownNet-Photography) “]}%

Какой-то анонимный шут придумал афоризм:« Двадцатидолларовый транзистор всегда сгорит, чтобы защитить десятицентовый предохранитель ». Предохранитель не предназначен для защиты транзистора. Он еще меньше подходит для защиты лазерного диода, поскольку он выходит из строя при перегрузке по току в несколько наносекунд.

Предохранители идеальны для защиты проводов и следов печатных плат от плавления и возгорания. Это может произойти, когда короткое замыкание возникает из-за истирания проводов или замыкания магнитного провода из-за вибрации и сжатия из-за переменного магнитного поля. Другой распространенный выход из строя – электролитические и танталовые конденсаторы, которые могут выйти из строя в результате короткого замыкания.

Вместо того, чтобы рассчитывать на предохранитель для защиты ваших транзисторов, вы можете подключить разрабатываемую схему к лабораторному источнику питания и установить ограничение тока в амперах или около того.Вы хотите установить ток меньше, чем при плавлении связующего провода внутри транзистора или микросхемы. Тогда ваша некорректная схема просто нагреется, а не взорвется. После того, как вы все заработаете, вы можете спроектировать плавкий предохранитель.

Необходимость предохранителя

Для всего, что питается от источника с низким сопротивлением, нужен предохранитель. Это может быть продукт, который подключается к розетке, питается от аккумулятора или работает от генератора в вашем автомобиле. Источник с низким импедансом обеспечит большой ток, который расплавит медь и приведет к возгоранию (рис.2) . Underwriters Laboratories была основана, чтобы помочь страховым компаниям снизить риск страхования от пожаров. Предохранитель может защитить людей от короткого замыкания на корпусе, а также уберечь изделие от возгорания.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5e20e7ec07dbf536008b46f5” data-embed-element = “span” data-embed-size = “640w” data-embed-alt = “2. Эта печатная плата была неправильно расплавлена. Предохранитель должен был перегореть задолго до того, как было израсходовано такое количество энергии, что привело бы к серьезному возгоранию. (Любезно предоставлено Викимедиа) “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2020/01/Figure_2_Burnt_ESC_Wikimedia.5e20e7ebbb652.png?auto=format&fit=max&w=1440 “data-embed-caption =” 2. Эта печатная плата была неправильно расплавлена. Предохранитель должен был перегореть задолго до того, как будет израсходовано такое количество энергии, что приведет к серьезному пожару. (Любезно предоставлено Викимедиа) “]}%

Выберите блок предохранителей

Как и в большинстве случаев, тип предохранителя, который вы будете использовать, будет определять ваше приложение. Возможно, вам понадобится высоковольтный предохранитель.Если ваш продукт в основном продается в США, тогда обычный 1/4 дюйма. предохранитель может быть подходящим. В Европе распространены стеклянные предохранители размером 5х20 мм. В автомобильной промышленности во всем мире используются плавкие предохранители. Электрораспределитель может посоветовать вам правильный тип промышленного предохранителя. Если вы защищаете следы на печатной плате, идеально подходят плавкие предохранители для поверхностного монтажа (рис. 3) .

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5e20e80ba2dfd59f048b46a4” data-embed-element = “span” data-embed-size = “640w” data-embed-alt = “3.Вы можете припаять предохранители для поверхностного монтажа прямо на печатную плату. У этого есть небольшие зажимы, которые отделяют тепло пайки от предохранителя и обеспечивают легкую замену предохранителя. (Предоставлено Littelfuse) “data-embed-src =” https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2020/01/Figure_3_SM_fuse_Littelfuse.5e20e80aa1352.png?auto=format&w=14m “data-embed-caption =” 3. Вы можете припаять предохранители для поверхностного монтажа прямо на печатную плату. У этого есть небольшие зажимы, которые отделяют тепло пайки от предохранителя и обеспечивают легкую замену предохранителя.(Любезно предоставлено Littelfuse) “]}%

Часто вам просто нужно посмотреть на продукты, похожие на ваши, и посмотреть, какие предохранители они использовали. Как говорил мой наставник:« Это не копирование, а использование предшествующий уровень техники ».

Оцените скорость предохранителя

После того, как вы установили комплект предохранителей, возможно, в сочетании с этими усилиями вы должны определить скорость предохранителя (рис. 4) . Быстро срабатывающий предохранитель сработает быстро, прежде чем провода, дорожки или устройства станут слишком горячими.Тем не менее, быстрый удар может стать причиной неприятного отказа из-за кратковременной перегрузки.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5e20e82607dbf52b008b46d4” data-embed-element = “span” data-embed-size = “640w” data-embed-alt = “4. График время-ток описывает, насколько быстро предохранитель срабатывает при любом заданном токе. Он имеет логарифмическую шкалу. Обратите внимание, что предохранитель на 1 А сработает через 10 000 секунд при подаче ровно 1 А. (Любезно предоставлено Bel Fuse) ” data-embed-src = “https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2020/01/Figure_4_Fuse_time_current_bel.5e20e82573c54.png? Auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” 4. График время-ток описывает, насколько быстро предохранитель перегорит при любом заданном токе. Имеет логарифмическую шкалу. Обратите внимание, что предохранитель на 1 А перегорит через 10 000 секунд при подаче ровно 1 А. (Любезно предоставлено Bel Fuse) “]}%

Лампы накаливания, емкостные нагрузки, а также линейные и импульсные источники питания имеют большой бросок тока при включении. Что может быть сложным с нагрузками, питаемыми от сети переменного тока, так это что, когда вы включаете их, бросок тока может быть менее серьезным, если вы переключаете их, когда входное напряжение просто оказывается равным нулю вольт.Вы должны учитывать условие, когда подключаете питание прямо на максимальное напряжение. Это создаст более крупный и более короткий импульс тока, который может открыть быстродействующий предохранитель.

Размер предохранителя

Однажды я разработал ультрафиолетовый ластик для пластин UVPROM в полупроводниковой машине. Я знал, что если сработает предохранитель, это значит, что что-то серьезно сломано; случайных поездок не будет, по крайней мере, я так думал. Моя ошибка заключалась в том, что размер предохранителя был слишком близок к ожидаемой нагрузке от высоковольтного линейного трансформатора.

В моей лаборатории он работал нормально, но когда маркетологи отнесли его в Electronica в Мюнхен, Германия, машина питалась от 50-тактного переменного тока. Эта более низкая частота означала, что трансформатор имел большие потери и потреблял больше тока. У меня оставалось так мало запаса, что прямо перед выступлением перегорел предохранитель. К счастью, я использовал европейские предохранители 5 × 20 мм, поэтому я сказал сотрудникам выставки пойти купить более сильноточные предохранители на месте, снять крышку и вставить предохранители.

К сожалению, несмотря на объяснение моей ошибки, руководство настояло на том, чтобы вместо фиксаторов предохранителей на печатной плате я вставил съемные держатели предохранителей на внешней стороне коробки, что сделало проводку «крысиным гнездом» и усложнило сборку.Вот что происходит, когда отдел маркетинга берет ваш прототип со скамейки запасных и отвозит его на выставку. Тридцать лет спустя я все еще негодую по поводу необходимости снимать зажимы предохранителей на печатной плате.

Когда я работал в компании по тестированию полупроводников, меня вызвали помочь со стандартами оборудования, необходимого для питания тестера. Предыдущий инженер увеличил размер предохранителей, исходя из максимального потенциального тока, потребляемого сотнями источников питания в устройстве. Мне пришлось растянуть Национальный электротехнический кодекс и правила, касающиеся параллельных цепей, чтобы доказать, что автоматические выключатели (или предохранители) соответствуют размеру проволоки, питающей машину, а не непредвиденной максимальной нагрузке, которая никогда не случится в реальной жизни.Это сэкономило около 10 000 долларов на установке и порадовало клиентов.

Точно так же домашний инспектор в доме, который я недавно купил, сказал, что автоматические выключатели на главной панели слишком велики для 4-тонного кондиционера. Это та же проблема: если провода достаточно толстые для выключателей на 70 А, то можно использовать выключатель большего размера, чем требуется для кондиционера. Предохранители на соединении с блоком переменного тока рассчитаны на защиту этой нагрузки. Вы можете подключить нагрузку 2 А к розетке, не заменяя выключатель на 20 А в панели для более низкой нагрузки.Прерыватель (или предохранитель) защищает домашнюю проводку от возгорания. Изделие 2-A должно иметь собственную защиту от возгорания и короткого замыкания.

Все это означает, что вы должны рассчитывать предохранитель на основе предотвращения возгорания предметов, а не на 10% -ное значение выше рабочего тока. Измерьте рабочий ток при любых условиях и при любых температурах, в отличие от меня, при входной частоте 50 циклов, если необходимо. Помните, что любая система питания с шиной постоянного тока будет иметь большой пусковой ток при первом включении.Предохранитель должен выдержать это, даже если какой-нибудь ребенок щелкнет выключателем десяток раз за несколько секунд.

Вполне возможно, что номинальный ток предохранителя в конечном итоге увеличится вдвое или даже в 10 раз больше рабочего тока. Ваша задача – устранить мешающее срабатывание предохранителя и убедиться, что любой отказ или короткое замыкание приведут к срабатыванию предохранителя перед началом пожара. Как отмечалось выше, вы можете попробовать использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания, чтобы преодолеть некоторые проблемы с пусковым током, сохраняя при этом защиту вашей цепи от огня.

Заключение

Чтобы ваша схема не расплавилась и не загорелась, вставьте предохранитель во вход.Для больших электролитических конденсаторов некоторые недорогие потребительские товары имеют следы печатной платы меньшего размера, так что при коротком замыкании конденсатора след печатной платы плавится, служа предохранителем. Однако это не лучшее решение, поскольку медь имеет высокий температурный коэффициент, а процесс производства печатной платы не учитывает потребности вашего импровизированного медного предохранителя.