Предохранитель представляет собой устройство защиты от перегрузки по току с плавкой вставкой, которая плавится и открывает схема при возникновении состояния перегрузки или короткого замыкания. Плавкая вставка плавится, потому что предохранитель изготовлен из металла с более низкой температурой плавления, чем медь проводника.
Например, если медь и свинцовый провод соединены последовательно, а переменный источник электрической энергии медленно регулируется для обеспечения увеличения тока, оба металла начинают нагреваться из-за потока электронов через них. Поскольку свинец имеет более высокое сопротивление, чем медь, он нагревается и плавится до того, как медь расплавится. Если свинец легирован оловом, он плавится при еще более низкой температуре.
Регулируя физические размеры сплава, его можно заставить плавиться при определенных уровнях тока. Это основа конструкции предохранителя. Следовательно, предохранитель надлежащего размера, подключенный последовательно с нагрузкой, размыкается до того, как уровень тока может подняться до значения, достаточно высокого, чтобы повредить проводники цепи или компоненты.
Номиналы предохранителей
Предохранители имеют напряжение, сила тока и номиналы прерывания.
напряжение Рейтинг
Ассоциация уровень напряжения определяет способность предохранителя гасить любую дугу после размыкания предохранителя. Если используется предохранитель с номинальным напряжением ниже, чем напряжение цепи, возможно, что дуга, возникающая при размыкании предохранителя, не будет подавлена, и предохранитель не сможет быстро устранить неисправность или самоуничтожиться небезопасным образом.
Большинство низковольтных систем содержат предохранители номиналом от 125 В до 600 В. При выборе предохранителя; его номинальное напряжение должно быть не меньше, чем у источника напряжения в цепи, которую он защищает.
Рейтинг силы тока
Все предохранители имеют номинальная сила тока. Обычно номинальная сила тока не должна превышать допустимую нагрузку по току проводов в цепи. Например, если проводники рассчитаны на 15 А, то номинал предохранителя не должен превышать 15 А. Однако из этого правила есть исключения. В Национальном электрическом кодексе® указаны размеры предохранителей для различных типов нагрузок. Например, провод 14 AWG рассчитан на 20 А, но его максимальная токовая защита не должна превышать 15 А. Диапазон номинальных значений силы тока предохранителя от долей ампера до 6000 А.
Рейтинг прерывания
Предохранители должны обеспечивать устранение неисправностей в условиях короткого замыкания. При коротком замыкании может присутствовать очень разрушительная энергия. Токи короткого замыкания ограничиваются только внутренним сопротивлением источника напряжения и величиной сопротивления проводников до места повреждения. Этот ток в подавляющем большинстве случаев намного превышает нормальный номинальный ток предохранителя, защищающего цепь.
Если энергия достаточно высока, защитное устройство может взорваться от огня и испарения металла. Это испарение может создать токопроводящий путь вокруг предохранителя, который не устранит неисправность и приведет к дополнительному повреждению. В связи с этим важно учитывать прерывающий рейтинг предохранителя.
Номинальное значение отключения - это максимальная величина тока, которую предохранитель может безопасно отключить без разрыва или искрения. Большинство современных токоограничивающих предохранителей имеют отключающие характеристики 200,000 или 300,000 А.
Типы предохранителей
Три категории предохранителей включают в себя патрон с наконечником, патрон с лезвием и предохранители штекера. См. Рисунок 1.
Рис. 1. Три категории предохранителей: патрон с наконечником, патрон с лезвиями и предохранители штекера.
Типичный жилой дом обычно требует предохранителей вилки на 15 или 20 А и предохранителей на 30 или 40 А. Иногда может потребоваться замена предохранителя картриджа с лезвиями сервисной панели. Предохранители картриджа с лезвиями обычно имеют номиналы 60 или 100 А и находятся в главном разъединителе сервисной панели или вспомогательной панели. Для каждой категории предохранителей можно найти несколько определенных типов предохранителей для конкретных применений. См. Рисунок 2.
Рис. 2. Для каждой категории предохранителей можно найти несколько определенных типов предохранителей для конкретных применений.
Стандартные предохранители
Стандартный штекерный предохранитель представляет собой ввинчиваемый OCPD, который содержит металлический проводящий элемент, предназначенный для плавления, когда ток через предохранитель превышает номинальное значение. См. Рис. 3. В условиях серьезной перегрузки плавление проводящей ленты происходит почти мгновенно.
Рис. 3. Стандартный штекерный предохранитель - это ввинчиваемый OCPD, который содержит металлический проводящий элемент, предназначенный для плавления, когда ток через предохранитель превышает номинальное значение.
Штекерные предохранители с выдержкой времени: тип T и тип S
Предохранители типов T и S используются в устройствах с высоким пусковым током, поскольку их конструкция делает их более прочными. Оба представляют собой вставные предохранители с выдержкой времени - ввинчиваемый OCPD с внутренним сдвоенным элементом.
Первый элемент обеспечивает защиту стандартного предохранителя вилки типа T от короткого замыкания. Второй элемент защищает от нагрева из-за небольших перегрузок. См. Рисунок 4.
Рис. 4. Штекерный предохранитель с выдержкой времени представляет собой ввинчиваемый OCPD с внутренним сдвоенным элементом.
Второй элемент защиты позволяет предохранителю выдерживать перегрузки ниже определенного уровня в течение короткого времени без сгорания. Это полезно для предотвращения ложных срабатываний, вызванных запуском моторных устройств, таких как холодильники и кондиционеры. Производители изготавливают вставные предохранители с выдержкой времени с различной реакцией на короткие замыкания и перегрузки.
A Type S Предохранитель представляет собой ввинчиваемый OCPD, который обладает всеми рабочими характеристиками вставного предохранителя с выдержкой времени, а также дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что его нельзя повредить. Предохранитель типа S считается неповрежденным, поскольку предохранитель не может быть установлен в основание, если предохранитель не соответствует размеру основания. Каждый базовый адаптер типа S рассчитан на предохранитель определенного размера. Например, предохранитель 20 A типа S не подойдет для цоколя 15 A типа S.
Предохранители вилки имеют максимальное номинальное напряжение 125 V. Они доступны в нескольких типоразмерах по току до макс. 30. Их можно найти в общих цепях домашнего освещения и розетках на 120 В. Номинальный ток предохранителя соответствует максимальному номинальному току проводов цепи. Исходя из этого номинала, адаптер подходящего размера вставляется в держатель предохранителя на базе Эдисона (тип T). Затем в адаптер ввинчивается соответствующий предохранитель типа S.
Патронные предохранители
Патронные предохранители работают точно так же, как вставные предохранители, но рассчитаны на гораздо более высокие токи. Двумя основными типами патронных предохранителей являются предохранительное кольцоТип контакта и тип лезвия. На рис. 5 показаны предохранители с наконечником в виде патрона, которые доступны с номинальными токами ниже. 60. Предохранители с наконечником используются в цепях до 600 V.
Рисунок 5. Патронные предохранители с наконечником.
Ассоциация лезвие Патронный предохранитель используется для номинальных токов цепи, превышающих 60. Контактные точки этого предохранителя больше и прочнее, что позволяет ему выдерживать более высокие токи. На рисунке 6 показан плавкий предохранитель, доступный с номинальным током От 70 А до 6,000 А. Максимальное номинальное напряжение для ножевых предохранителей составляет 600 V.
Рисунок 6. Ножевой предохранитель.
В общих чертах, патронные предохранители классифицируются как:
- Токоограничивающий
- Один раз
- Возобновляемый
- Двухэлементный, с выдержкой времени
- Высокое напряжение
Предохранители с ограничением тока
NEC требует, чтобы патроны для токоограничивающих патронных предохранителей были спроектированы таким образом, чтобы не допускать использования токоограничивающих типов предохранителей. Токоограничивающие предохранители картриджа обычно рассчитаны на 240 В и рассчитаны на ток цепи более 30 А. На рис. 7 показаны зажимы отклонения предохранителей, которые подходят только для предохранителей отклоняющего типа.
Рисунок 7. Отклоняющие зажимы для токоограничивающих предохранителей.
Одноразовые предохранители
Ассоциация одноразовый патронный предохранитель, показанный на рисунке 8, состоит из плавкой вставки, заключенной в трубку из изолирующего наполнителя. Назначение присадочного материала - подавить дугу при перегорании предохранителя. Эти предохранители имеют очень небольшую выдержку времени, и их использование ограничивается защитой от короткого замыкания в цепях, в которых неисправности возникают нечасто.
Рисунок 8. Одноразовый патронный предохранитель.
Возобновляемые предохранители
Ассоциация предохранители с возобновляемым картриджем, показанные на рисунке 9, используются, чтобы воспользоваться преимуществами более низкой стоимости замены для защиты сети и фидеров, в которых часто возникают неисправности. В отличие от одноразового патронного предохранителя, эти предохранители содержат плавкую вставку, которую можно заменить после сгорания. Хотя изначально этот предохранитель более дорогой, он снизит затраты на техническое обслуживание в течение длительного периода времени.
Рисунок 9. Предохранители и плавкие вставки сменных картриджей.
Двухэлементные предохранители с выдержкой времени
Одноэлементные предохранители обеспечивают отличную защиту от короткого замыкания, но для того, чтобы выдерживать временные скачки или переходные процессы, предохранитель должен быть большего размера. Двухэлементные предохранители с выдержкой времени обеспечивают защиту как от коротких замыканий, так и от перегрузок за счет использования двух отдельных компонентов на одном элементе (звене).
Один элемент удаляет перегрузки, а другой элемент устраняет короткие замыкания. Типичный двухэлементный предохранитель с выдержкой времени показан на рисунке 10. короткое замыкание Элемент представляет собой медное звено с ограничительными выемками или сегментами. Термический элемент защиты от перегрузки представляет собой подпружиненное устройство, которое размыкает цепь, когда припой, удерживающий пружину в этом положении, плавится.
Двухэлементные предохранители с выдержкой времени особенно полезны для моторные установки. Этот тип предохранителя может быть подобран по номиналу, близкому к рабочему току двигателя, и при этом по-прежнему выдерживать пусковые токи; поэтому могут быть установлены переключатели и панели меньшего размера.
Рисунок 10. Двухэлементный предохранитель с выдержкой времени.
Патронные предохранители бывают самых разных типов, размеров и номиналов. Underwriters Laboratories (UL) обозначает различные классы, как показано в таблице 1.
| UL Класс |
Перегрузка предохранителя Характеристики |
| L | Временная задержка |
| RK1 |
Временная задержка |
| RK5 | Временная задержка |
| T | Быстродействующий |
| J | Временная задержка Быстродействующий |
| CC | Временная задержка Быстродействующий |
| CD | Временная задержка |
| G | Временная задержка |
| K5 | Быстродействующий |
| H | Возобновляемый предохранитель, быстродействующий |
Таблица 1. Классификация предохранителей UL
Предохранители высокого напряжения
Высоковольтные предохранители, например, показанный на рисунке 11, рассчитаны на более 600 В и используется для защиты высоковольтных линий электропередач. Они специально сконструированы таким образом, чтобы быть безопасными для прерывания тока при таких высоких напряжениях, и включают выталкивающие, жидкие и твердые материалы.
Рисунок 11. Высоковольтный предохранитель.
Предохранители - это универсальные OCPD
Предохранитель - это устройство защиты от перегрузки по току с плавкой вставкой, которая плавится и размыкает цепь при возникновении состояния перегрузки или короткого замыкания. Три категории предохранителей включают в себя патрон с наконечником, патрон с лезвием и предохранители штекера.
Типичный жилой дом обычно требует предохранителей вилки на 15 или 20 А и предохранителей на 30 или 40 А. Иногда может потребоваться замена предохранителя картриджа с лезвиями сервисной панели. Предохранители картриджа с лезвиями обычно имеют номиналы 60 или 100 А и находятся в главном разъединителе сервисной панели или вспомогательной панели. Для каждой категории предохранителей можно найти несколько определенных типов предохранителей для конкретных применений.