Плавкий предохранитель выбор проволоки для ремонта

Условное графическое обозначение плавкого предохранителя

Условное графическое обозначение плавкого предохранителя на схемах похоже на обозначения сопротивления, и отличается только тем, что через середину прямоугольника линия проходит не разрываясь. Рядом с условным обозначением обычно пишется и буквенное обозначение Пр. или F. Иногда на схемах просто пишут thermal fuse или fuse. После буквы часто указывают ток защиты предохранителя, например F 1 А, обозначает, что в схеме установлен предохранитель на ток защиты 1 ампер.

При эксплуатации предохранители выходят из строя, и их приходится заменять новыми. Считается, что предохранители ремонту не подлежат. Но если к делу ремонта подойти грамотно, то практически любой предохранитель можно с успехом отремонтировать и использовать повторно. Ведь корпус предохранителя остается целым, а перегорает только тонкая калиброванная проволока, размещенная внутри корпуса. Если перегоревшую проволоку заменить на такую же, то предохранитель сможет служить дальше.

Схема ускоренного включения

Как уже было сказано, если напряжение на затворе относительно истока
превышает пороговое напряжение, то транзистор открывается и
сопротивление сток — исток мало. Однако, напряжение при включении не
может резко скакнуть до порогового. А при меньших значениях транзистор
работает как сопротивление, рассеивая тепло. Если нагрузку приходится
включать часто (например, в ШИМ-контроллере), то желательно как можно
быстрее переводить транзистор из закрытого состояния в открытое и
обратно.

Относительная медленность переключения транзистора связана опять же с
паразитной ёмкостью затвора. Чтобы паразитный конденсатор зарядился
как можно быстрее, нужно направить в него как можно больший ток. А так
как у микроконтроллера есть ограничение на максимальный ток выходов,
то направить этот ток можно с помощью вспомогательного биполярного
транзистора.

Кроме заряда, паразитный конденсатор нужно ещё и разряжать. Поэтому
оптимальной представляется двухтактная схема на комплементарных
биполярных транзисторах (можно взять, например, КТ3102 и КТ3107).

Ещё раз обратите внимание на расположение нагрузки для n-канального
транзистора — она расположена «сверху». Если расположить её между
транзистором и землёй, из-за падения напряжения на нагрузке напряжение
затвор — исток может оказаться меньше порогового, транзистор откроется
не полностью и может перегреться и выйти из строя

Формула для расчета диаметра проволоки предохранителя по мощности электроприбора

Мощность часто указывают на этикетках, приклеенных на изделиях. Если на изделии указана потребляемая мощность, то можно рассчитать номинальный ток предохранителя по нижеприведенной формуле.

где

I nom  – номинальный ток защиты предохранителя, А;

P max – максимальная мощность нагрузки, Вт;

U – напряжение питающей сети, В.

Но гораздо удобнее воспользоваться готовыми данными из таблиц

Обратите внимание, первая таблица служит для выбора номинала предохранителя изделий, питающихся от бытовой электросети 220 В, а вторая, для изделий, используемых в автомобилях с напряжением бортовой сети 12 В

Рассмотрим на примере как выбирать предохранитель.
Телевизор перестал работать после грозы. Определено, что сгорел предохранитель. Номинал его не известен. На этикетке задней крышки написано, что потребляемая мощность составляет 120 Вт, бывает, что пишут и 120 ВА. Это обозначение одной и той же мощности, но по стандартам разных стран. По таблице получается, что для электроприборов с максимальной потребляемой мощностью 120 Вт (ближайшее значение 150 Вт) является предохранитель на 1 А.

Методика подбора предохранителя для защиты бортовой электропроводки автомобиля ничем не отличается от выбора для бытовой электропроводки 220 В.

Если после двух замен предохранители каждый раз перегорали, значит, поврежден электроприбор и требуется уже его ремонт. Попытка установить предохранитель на больший ток может только нанести еще дополнительный вред изделию вплоть до неремонтопригодности.

Калькулятор для расчета тока предохранителя

Если в таблицах нет данных для Вашего случая, например, напряжение питания изделия составляет 24 В или 110 В, то можете самостоятельно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора выполнить расчет.

При расчете на калькуляторе Вы получите точное значение тока. Для надежной работы предохранителя необходимо, чтобы его номинал был не менее чем на 5% больше. Например, если получено расчетное значение тока 1 А, то нужно брать предохранитель большего ближайшего номинала из стандартного ряда, то есть 2 А.

Иногда попытки определить номинал предохранителя считыванием информации не получается. На электроприборе надписей нет, на предохранителе не читаемая маркировка. При наличии амперметра, и опыта работы с ним, то вынув предохранитель и подключив амперметр к контактам колодки, в котором был установлен предохранитель, можно измерять ток и тем самым определить его номинал.

Но тут есть подводный камень. Если предохранитель вышел из строя из-за неисправности электроприбора, то ток может быть намного больше, чем должен быть, в дополнение можно еще и вывести из строя измерительный прибор.

Устройство, виды и принцип действия

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, который предназначается для отключения защищенной электрической цепи путем ее размыканием или разрушения (сгорание, оплавливание), специально для этого предусмотренных токоведущих элементов во время прохождения по ним тока высокого напряжения. Основные его элементы — корпус, вставка из плавкого металла и контактная часть.

Принцип работы довольно простой: если в сеть подается высокое напряжение, плавится вставка, которая обычно изготавливается из фарфоровых или фибровых материалов. Вставка является обязательным элементом всех предохранителей, внутри нее находится дугогасительное устройство. Все приспособления, которые используются при защите электроустановок, можно подразделить на четыре класса:

1. С плавкой вставкой, то есть с токопроводящим элементом. Когда происходит какой-то сбой в сети и напряжение достигает своего максимума, этот элемент начинает плавиться от перегрева. Именно так и устраняется напряжение со схемы электрического прибора. Токопроводящие части делаются в основном из металла, чаще всего из меди, свинца и железа. Принцип работы здесь состоит в том, что создается такой рабочий баланс, когда избыточное тепло выводится.
2. Механические устройства. Они вставлены в кабель, на котором случается короткое замыкание. Но благодаря этому устройству кабель размыкается, и опасное напряжение к электроустановке уже не поступает. В защитных устройствах данного вида имеется датчик, который следит за силой тока.
3. Электронные предохранители. У них имеются встроенные транзисторы, которые отвечают за токовую коммутацию. Если увеличивается сила тока и она превышает допустимое значение, контакт замыкается, и высокая нагрузка на проводники перестает поступать.
4. Самовосстанавливающиеся. Эти элементы при возникновении аварийной ситуации отключаются, но остаются работоспособными. Пока вставка холодная, она проводит электричество. Как только она разогревается до определенной температуры, сопротивление увеличивается, и она теряет свои токопроводящие свойства. После того как вставка остынет, ток снова может по ней проходить.

Плавкие защитные элементы считаются самыми надежными и стоят сравнительно недорого. Их очень легко продиагностировать на исправность. Для этого нужно просто посмотреть деталь на просвет — будет видно, цела плавка или нет. Выпускаются они в стеклянном корпусе. При их использовании даже не нужно устанавливать трансформаторы. Плавкие предохранители по своему размеру делятся на микро, мини (14−15 мм), норма (18 мм) и макси (34 мм).

Конструкционные разновидности

Наибольшее распространение сегодня получили такие типы плавких предохранителей:

Трубочные. Основные детали монтируются внутри закрытого фибрового корпуса, получившего способность к газогенерации. Когда запускается процесс увеличения температуры, внутри предохранителя начинается повышение давления. После достижения определенного значения происходит отключение цепи.

Пробочные. Фарфоровое основание содержит пластины с винтом и резьбовой гильзой, на концах которых присоединены связанные металлическим проводником контакты. Чтобы закрепить пластмассовый чехол на аппарате, необходимо завинтить кольцо. Перегоревшая пробка утилизируется, так как ее собственноручное восстановление невозможно осуществить.

Способ закрывания расплавляющегося проводника управляет типом внешних эффектов, возникающих после отключения энергии. Этот признак позволяет существовать таким видам предохранителей, среди которых популярны:

Открытые. Возникающая дуга обладает неограниченными размерами. Частицы расплавленного металла свободно проникают в окружающую среду, увеличивая вероятность возгорания окружающих поверхностей.

Полузакрытые. Аппарат оборудован оболочкой, которая закрывается максимум с двух сторон. Присутствующие возле сработавшего предохранителя люди рискуют получить травмы от пламени и разлетающегося металла.

Закрытые. Сгоревшие элементы расположенной в сплошном корпусе проволоки неспособны выбраться за пределы стенок, а также навредить человеческому здоровью.

Перед тем, как выбрать плавкий предохранитель, необходимо знать, что при гашении дуги могут применяться различные методы. Первый разрешает использовать порошки, волокна и зернистые фракции совместимых материалов. Второй предлагает организовать перемещение газов или управлять возникающим в патроне давлением.

Некоторые модели заменяются без отключения электрической энергии. При совершении этих действий запрещается касаться руками находящихся под высоким напряжением элементов. При невозможности выполнения операций прибор принудительно обесточивается.

Сколько автоматических выключателей можно использовать

Расчет групповой утечки тока

В одном электрощите нельзя устанавливать выключатель дифтока групповой сети со значением более 30 мА. ПУЭ не запрещают подключение нескольких автоматов при условии, что не будет утечки тока. Перед началом работ следует вычислить групповую утечку.

1. Переменным резистором измерить фактически показатель.
2. Рассчитать теоретическую величину на основании п. 7 ПУЭ – на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА и 10 мкА на 1 м кабеля.

Чтобы подобрать правильное количество УЗО, понадобится:

1. При подключении, к примеру, 3-х УЗО на 16 А каждый сложить величины.
2. Получившееся значение умножить на 0,4 мА.
3. Подсчитать метраж провода по схеме квартиры и умножить на 10 мкА.
4. Сложить величины и узнать утечку.

Устройство и функционирование

Большинство предохранителей состоит из корпуса или патрона, куда вставлен перегорающий проводник. Диаметр его круглого сечения контролируется мощностью тока, вызывающего расплавление материала. К защищаемому прибору соединенные с клеммами концы предохранителей подключаются последовательным способом.

Поверхность оболочки производители обязательно оснащают информацией о силе тока, неспособной расплавить основной металлический элемент.

Унифицированными рукоятками захватываются элементы с вышедшими из строя вставками. Оболочка имеет стенки, предотвращающие расширение коммутационной электрической дуги и взрыв аппарата. Мощность энергии уменьшается кристаллами кварцевого песка, обладающими конкретными размерами и лишенными посторонних примесей.

Материал насыпается в изделие и утрамбовывается до предусмотренной нормативами плотности. С удерживающими основаниями плавящаяся вставка соединяется посредством контактных медных ножей с серебряным покрытием. Дальше повествуется о том, как работает плавкий предохранитель.

Когда повышается мощность подаваемой энергии, проводник начинает нагреваться до определенной температуры под воздействием сформировавшейся дуги. Тогда возникают условия, при которых проволока начинает плавиться и испаряться.

Времятоковая характеристика определяет длительность периода, за который металлическая вставка разжижается под влиянием силы тока. Параметр этого свойства должен превышать напряжение защищаемой техники. Например, если используемый для 220 вольтовой цепи предохранитель облает напряжением в четыреста вольт, при возникновении нештатных ситуаций он вовремя разорвет схему и погасит дугу.

Классификация приборов

На основании классификации ПУЭ пользователи могут подобрать устройства одной из категорий.

МА

Выпускаются без теплового расцепителя. Модели подходят для сети, к которой подключаются мощные агрегаты. В качестве защиты от перегрузки применяется реле максимального тока. Предохранитель защищает линию от сверхтока при коротком замыкании.

Класс А

Автомат класса А

Чувствительные модификации со срабатыванием теплового расцепителя при повышении силы тока на 30%. Автоматы отличаются:

• катушкой, обесточивающей сеть за 0,05 сек при превышении нормальных показаний;
• биметаллическим элементом – выключает питание через 20-30 сек.

С помощью приборов организуется соединение цепей с полупроводниками.

Класс В

Защитное устройство класса В

Оборудование подойдет, если у вас частный дом или квартира. Применяется для подключения к розеточным, осветительным линиям. Характеризуется:

• срабатыванием электромагнитного расцепителя при увеличении показаний на 200 % за 0,015 сек;
• срабатыванием пластины из биметалла через 4-5 сек.

Пусковое значение тока для такого устройства должно быть минимальным.

Класс С

Автомат класса С

Автоматический селективный прибор можно поставить в бытовой сети. Электромагнитный узел срабатывает при превышении номинального тока в 5 раз. Тепловой расцепитель становится активным через 1,5 сек. Устройства класса С используются на вводе.

Класс Д

Применяются для организации общей электролинии в качестве резервной защиты. Срабатывают, когда основное оборудование не может своевременно обесточить питание. Номинал электротока должен превысить норму  10 раз.

Классы K и Z

Время срабатывания зависит от типа тока в сети с индуктивным типом нагрузки. Переменный ток должен быть больше нормы в 12 раз, постоянный – в 18. Электромагнитный соленоид активируется через 0,02 сек, тепловой узел – при увеличении тока на 5 %.

Простейший ключ

В дальнейшем полевым транзистором мы будет называть конкретно MOSFET,
то есть полевые транзисторы с изолированным
затвором
(они же МОП, они же МДП). Они удобны тем, что управляются
исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше
порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через
транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное
преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё
время, пока открыт транзистор.

Также в дальнейшем мы будем использовать только n-канальные MOSFET
(даже для двухтактных схем). Это связано с тем, что n-канальные
транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики.

Простейшая схема ключа на MOSFET приведена ниже.

Опять же, нагрузка подключена «сверху», к стоку. Если подключить её
«снизу», то схема не будет работать. Дело в том, что транзистор
открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает
пороговое. При подключении «снизу» нагрузка будет давать
дополнительное падение напряжения, и транзистор может не открыться или
открыться не полностью.

Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через
затвор не идёт, затвор образует с подложкой паразитный
конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот
конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы. И
если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё
потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя.

При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует,
фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен

где — напряжение, которым управляется транзистор.

Таким образом, достаточно будет поставить резистор на 100 Ом, чтобы
ограничить ток заряда — разряда до 10 мА. Но чем больше сопротивление
резистора, тем медленнее он будет открываться и закрываться, так как
постоянная времени увеличится

Это важно, если транзистор
часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе

Основные параметры, на которые следует обращать внимание — это
пороговое напряжение , максимальный ток через сток и
сопротивление сток — исток у открытого транзистора. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов

Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов.

Для приведены максимальные значения. Дело в том, что у разных
транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно
отличаться. Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот
транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с
напряжением питания 3,3 В или 5 В.

Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов
достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях
управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной
мощности в виде тепла.

Техника безопасности

Ножевые предохранители, представляющие потенциальную опасность электротравм при замене.

Каждый тип предохранителей требует свой подход к обслуживанию и замене.

• Некоторые типы предохранителей (особенно для больших токов) могут представлять опасность для простого потребителя и требуют обслуживания со стороны квалифицированного персонала.
• Самовольное увеличение номиналов может повлечь за собой повреждение электропроводки высокой температурой вплоть до пожара.

Замена предохранителей

• Замена предохранителей бытовым пользователем может производиться только при снятом напряжении и нагрузке. Замена предохранителя под нагрузкой может привести к возникновению электрической дуги и, как следствие, — повреждению глаз, ожогам рук, порче держателя предохранителя. Однако конструкция многих советских потребительских щитов не предусматривает предварительного отключения перед заменой предохранителя; это объясняется тем, что при откручивании пробки в момент отсоединения корпус находится всё ещё в патроне и, следовательно, потребитель не имеет доступа к дуге. Однако, после снятия предохранителя потребитель имеет доступ к находящимся под опасным напряжением токоведущим частям. В странах Европы для устранения этого недостатка используется более безопасный разъединитель предохранителей с номиналами пробковых предохранителей.
• В электроустановках до 1000 вольт замена предохранителей с открытыми токоведущими частями должна производиться квалифицированным персоналом с использованием средств защиты лица и глаз, специальными клещами, рука меняющего работника должна быть защищена диэлектрической перчаткой. Так же можно встретить диэлектрическую перчатку со вшитыми клещами для замены предохранителей.
• Замена высоковольтных предохранителей может производиться только при закороченном на землю питании.

Использование предохранителя в качестве коммутационного аппарата

Принципиальная схема защиты от случайного возвращения напряжения

Почти всегда при работах в электроустановке существует необходимость снять напряжение для безопасного проведения тех или иных работ в электроустановке. Если в щитах производственных электроустановок коммутационные аппараты имеют короткозамыкатель на землю; то аппараты в щитах простых бытовых потребителей ограничиваются более простыми конструкциями, всего лишь разрывающими цепь в случае аварийной ситуации. Зачастую, при проведении электроработ в жилом секторе ограничиваются только отключением предохранителя, причём отключенный на время проведения электроработ предохранитель никак не помечается — при случайном включении кем-то посторонним, производящие в отключённом сегменте электроработы люди окажутся под опасным напряжением. На время проведения электроработ необходимо вынимать фазный(-е) провод(а) из предохранителя на стороне потребителя, чтобы случайное включение посторонними лицами не поставило под угрозу жизни производящих в данном сегменте электроработы людей и не вызвало их электротравмы.

Выбор предохранителей

Измерительный прибор для измерения тока короткого замыкания

Выбор должен происходить исходя из технических возможностей проводки/защищаемого электрооборудования.

При нарушении этих условий чрезмерный ток может повредить розетки и другие элементы электроустановки, а также привести к пожару . Форма патрона для плавких предохранителей может быть такой, что установить в него предохранитель большего номинала невозможно.

При необходимости подключения очень мощного электроприбора сто́ит позаботится о предварительном отключении всех не нужных в данный момент электроприборов , это часто предотвращает срабатывание предохранителя.

Следует также обратить внимание на приборы, способные выйти из строя при неожиданных включениях/выключениях и при больших колебаниях напряжения в сети: электромоторы (в том числе моторы компрессоров в холодильниках), компьютеры , цветные телевизоры (с катушкой размагничивания на кинескопе) и видеомагнитофоны

Жучок

Иногда при отсутствии в наличии необходимого предохранителя, или с целью сознательного обхода защиты, используют металлическую перемычку между контактами — «жучок». Однако следует иметь в виду, что, выгорание предохранителя свидетельствует о наличии более серьёзных проблем в электрической цепи, в частности, о коротком замыкании. Замена штатного предохранителя «жучком» может привести к выходу из строя более дорогих комплектующих и/или к возгоранию. Последнее часто является причиной пожаров .

Принцип действия предохранителя

При прохождении электрического тока проводники нагреваются. Чем больше ток или меньше сечение проводника, тем нагрев сильнее. При достижении некоторой величины, называемой током плавления, проводник плавится и разрушается, разрывая тем самым электрическую цепь.

Но этого недостаточно. В момент разрыва ток короткого замыкания может не прерываться, а продолжит проходить через предохранитель через электрическую дугу, возникающую за счет ионизации газа внутри него. Для ее гашения используются три метода:

1. Заполнение полости внутри предохранителя веществом, не поддерживающим горение. Для этого используют кварцевый песок. Заполняя предохранитель, он вытесняет оттуда воздух, способный ионизироваться.

Дробление дуги на части за счет перегорания вставки одновременно в нескольких местах.

Применение подпружиненных вставок. После их перегорания пружинка освобождается и резко увеличивает расстояние между контактами, вытягивая дугу и заставляя ее гаснуть.

Устройство и функционирование

Большинство предохранителей состоит из корпуса или патрона, куда вставлен перегорающий проводник. Диаметр его круглого сечения контролируется мощностью тока, вызывающего расплавление материала. К защищаемому прибору соединенные с клеммами концы предохранителей подключаются последовательным способом.

Поверхность оболочки производители обязательно оснащают информацией о силе тока, неспособной расплавить основной металлический элемент.

Унифицированными рукоятками захватываются элементы с вышедшими из строя вставками. Оболочка имеет стенки, предотвращающие расширение коммутационной электрической дуги и взрыв аппарата. Мощность энергии уменьшается кристаллами кварцевого песка, обладающими конкретными размерами и лишенными посторонних примесей.

Материал насыпается в изделие и утрамбовывается до предусмотренной нормативами плотности. С удерживающими основаниями плавящаяся вставка соединяется посредством контактных медных ножей с серебряным покрытием. Дальше повествуется о том, как работает плавкий предохранитель.

Когда повышается мощность подаваемой энергии, проводник начинает нагреваться до определенной температуры под воздействием сформировавшейся дуги. Тогда возникают условия, при которых проволока начинает плавиться и испаряться.

Времятоковая характеристика определяет длительность периода, за который металлическая вставка разжижается под влиянием силы тока. Параметр этого свойства должен превышать напряжение защищаемой техники. Например, если используемый для 220 вольтовой цепи предохранитель облает напряжением в четыреста вольт, при возникновении нештатных ситуаций он вовремя разорвет схему и погасит дугу.

Похожие записи:

Ядерная батарея Плетение кос: идеи причесок, пошаговые фото и схемы плетения Кран букса Поролон. маски, пособия, поделки из поролона, страница 8 Для чего нужны скрепыши магнита» Декоративная штукатурка