Плавкие предохранители (65 фото): достоинства и недостатки, виды маркировок, технические характеристики и назначение устройства

Автор: Инженерная компания "КАПРО"

Одним из видов защиты электрооборудования от повышенного напряжения и коротких замыканий являются плавкие предохранители. Существует их множество типов и видов. Для эффективного пользования электротехникой советуют знать их устройство и принцип работы.

Предохранитель защищает электрическую цепь. При повышенном напряжении вставка предохранителя перегорает и размыкает электрическую цепь. Для восстановления работы всей электрической цепи нужно лишь заменить предохранитель. Это сделать очень просто.

Содержание

Что такое плавкие предохранители

Таким образом, плавкий предохранитель представляет собой защитное приспособление в электрической цепи. При аварийной работе электрического оборудования происходит сгорание защитного элемента. Цепь размыкается, работа оборудования прекращается. Так предохранитель реагирует на опасные факторы в работе цепи.

С его помощью создают многоступенчатую защиту оборудования. Зачастую в щитках и электрических линиях устанавливают средства автоматического отключения. Среди них выделяют автоматические выключатели (АВ), устройства защитного отключения (УЗО) и автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ).

Иногда такие защитные механизмы устанавливаются на кабели питания соответствующих электрических приборов. Указанные приборы более дорогие и сложные. Самыми простыми средствами защиты считают именно плавкие предохранители и вставки. Стоят они недорого и просты в монтаже.

Устройство и внешний вид

Плавкий предохранитель представляет собой специальную колбу (вставку) выполненную из стекла, пластика, керамики. В ее середине предусмотрена проволока. Это устройство вставляется в посадочное место, похожее на розетку. Иногда предохранитель может припаиваться. Фактически эта проволока продолжает электрическую цепь. Однако она имеет свои параметры.

Не вызывает сомнение ситуация, когда проволока со слабым или маленьким сечением перегорает от высокого напряжения. По этому принципу работают и плавкие предохранители. Внутри предохраняющей вставки установлен специальный проводник.

Он может быть в виде провода, проволоки, пластинки. Этот фрагмент выполняется из различных металлов и их сплавов. Концы предохранителя замыкают электрическую цепь. Размеры предохранителей могут быть разными.

В микросхемах эти детали очень маленькие, а в более крупных устройствах достигают нескольких сантиметров. Внутри таких предохранителей устанавливают пластины, рассчитанные на несколько тысяч ампер.

Форма, тип и размер предохранителя тоже может быть различной. Существуют предохранители без посадочного места. Они цельные и меняются полностью. Их плавкая вставка незаменяемая.

Корпус плавких предохранителей может изготавливаться из композитных материалов, керамики, стекла, фибры, пластика. Некоторые предохранители наполняются специальными составами, такими как кварцевая крошка, которая гасит электродугу и более характерна для мощных предохранителей.

Как работает плавкий предохранитель

Принцип работы предохранителя заключается в сгорании его внутренней вставки. Это происходит, когда напряжение сети превышает допустимую норму.

В результате этого воздействия внутренний элемент предохранителя перегорает, электрическая цепь прерывается, воздействие электрического тока прекращается. Этот процесс происходит очень быстро. Предохранители изготавливаются под различные температурные нагрузки.

В отличие от автоматов и устройств защитного отключения, предохранители после воздействия допустимого напряжения перегорают и требуют замены. Однако они стоят дешево и очень просто меняются.

В основе предохранителя лежит способность различных металлов перегреваться при прохождении через них электрического тока. Если электрические параметры соответствуют предусмотренной нагрузке, то нагрев происходит равномерно, и металлическая вставка успевает остыть.

Если превышено допустимое значение тока, то плавкая вставка расплавляется и разрушается. Это происходит мгновенно.

Цели использования предохранителей:

защита оборудования от скачков напряжения и перегрузок;
защита от короткого замыкания;
информирование о проблемах в работе оборудования.

Схематическое обозначение

Плавкие предохранители в схемах и чертежах имеют следующее обозначение:

Схематическое изображение прямоугольника и пересекающую его горизонтальную черту. Концы этого изображения указывают подсоединение к сети.
В иностранных стандартах нарисован прямоугольник с соответствующими сегментами. Может изображаться как волнообразная черта.

Описание вариантов плавких вставок и предохранителей

Существуют следующие типы вставок и предохранителей:

С наполнением (ПН-2, ППН, НПН). Внутренне пространство предохранителя заполняется различными материалами. Эти элементы гасят электрическую дугу. Основное гасящее вещество – кварцевая пыль.
Без наполнения (ПР-2). В этой ситуации электрическую дугу разрушает газ, который появляется при нагреве стенок вставки.

Существуют следующие виды предохранителей:

Слаботочные и трубчатые. Слаботочные изготавливаются в виде стеклянной колбы с проволокой внутри. Используются для небольших бытовых приборов. Они вставляются в специальный держатель с зажимными клеммами. Трубчатые изготавливаются в виде стеклянных, керамических и фибровых цилиндров с хомутами на концах.
Вилочные. Преимущественно используются в автомобильной отрасли. Контакты предохранителя напоминают вилку, которая вставляется в нужную плату.
Пробковые предохранители. Используют для силы тока в 63 ампер. Созданы для единовременной работы бытового потребления. Сгорающая часть скрыта в керамическом патроне. Такие предохранители использовались в старых жилых застройках. Сейчас им на смену пришли автоматические выключатели и устройства защитного отключения.
Ножевые. Их используют для высоких мощностей от 100 до 1250 ампер. Они характерны для применения в мощных электродвигателях.
Кварцевые. Внутри предохранителя содержится кварцевая пыль.
Газогенерирующие. При срабатывании образуется хлопок и газовыделение. Такие модели как, ПСН и ПВТ.

Выбор плавкой вставки и предохранителя

При их выборе обращают внимание на следующее:

электрическая нагрузка на сеть;
тип, размер и способ монтажа.

Более мощные плавкие предохранители монтируют в трансформаторах для многоквартирных домов и предприятий. Менее мощные предохранители используют для защиты отдельных квартир. Слаботочные применяют в бытовых приборах и платах.

Расчет

Чтобы определить параметры работы предохранителя, следует учитывать следующие факторы:

Номинал. Значение тока до разрушения предохранителя. Он указывается на корпусе предохранителя и в технических документах.
Токовые характеристики. Сюда относят скорость срабатывания. Их рассчитывают по специальным диаграммам и графикам. Важным моментом здесь является пусковая величина самого мощного объекта.
Нагрузка. Она включает суммарную мощность одновременно работающих потребителей. Равняется всем токам оснащения.

Правила подбора номинала предохранителя:

Существует следующее уравнение для вычисления номинала: I пп>1/k (I общ. + I пуск).
Нужно, чтобы номинал был больше данных, полученных при расчетах по току.
Имеются специальные таблицы фиксированных данных. Ими удобно пользоваться, и они содержат точную информацию.

Например, для расчета номинала предохранителей квартиры следует сложить мощность всех электроприборов и найти в таблице, какому значению предохранителя она соответствует. Рекомендуют использовать предохранитель с запасом в 20%.

Такой расчет удобен для бытовых целей, но для предприятий с мощными токовыми нагрузками необходимо изучить диаграммы временно пусковых значений.

Расчет диаметра проволоки

Такие расчеты и замены проводников в предохранителях делаются нечасто. Этот расчет производят при отсутствии новой вставки на место перегоревшей и при наличии конструкционной особенности по вставке данного элемента.

Сечение подбирается под номинал перегоревшей части. Так для жилых квартир рекомендуют плавкий предохранитель на 63 ампера с использованием медной вставки диаметром 0,9 мм.

Подробности исчисления:

Устанавливают номинал предохранителя (смотрят обозначение на корпусе и в документах).
Цифровыми приборами измеряют диаметр вставки.
Полученный результат возводят в куб, извлекают корень и умножают на коэффициент 80.
В итоге получают значение номинала предохранителя.

Под это значение подбирают проволоку и устанавливают ее вместо сгоревшей вставки. В случае повторного оплавления или сгорания вставки следует искать неполадку в оборудовании или сети.

Обращают внимание, что использование более толстой проволоки может привести к неправильной работе предохранителя, перегрузке сети и сгоранию оборудования.

Проверяем работоспособность предохранителя

В этой ситуации важно определить наличие разрыва вставки предохранителя. Некоторые предохранители имеют специальный индикатор сгорания. В других напрямую через стеклянную колбу видно сгоревшую вставку.

Непрозрачные предохранители следует диагностировать мультиметром:

Измеряют сопротивление. Наличие на приборе единицы или знака бесконечности означает сгоревшую вставку и разрыв цепи.
Проверяют в режиме прозвонки. Характерный звук или высветившаяся единица означает обрыв цепи.