Плавиковий запобіжник. Плавкий запобіжник вибір дроту для ремонту. Матеріал плавких вставок

Пристрій, що складається з плавкого металевого елемента у вигляді тонкої пластини або дроту та корпусу з контактним пристроєм називають запобіжником. Він призначений для захисту електричних ланцюгів від струмів навантаження та короткого замикання.

Тривале протікання струму – нормальний режим роботи плавки вставки. Але зі збільшенням навантаження вище номінальної чи виникнення короткого замикання (I мережі >I вставки) метал нагрівається до температури плавлення і, розплавляючись, розриває ланцюг. На відміну від плавка вставка є одноразовою та при її спрацьовуванні підлягає заміні на нову.

Виготовляють плавкі вставки, як правило, зі сплаву свинцю з міддю, з оловом, а також з іншими металами. Мідні вставки перед установкою лудять, щоб уникнути окислення металу та погіршення його провідних якостей. Вони мають малий поперечний переріз, тому що мають малий опір. Досить велика кількість запобіжників забезпечують дугогасними засобами всередині корпусу (наприклад фібра або кварцовий пісок). Струм, який розраховується плавка вставка, називають номінальним струмом плавкою вставки I вставки, на відміну номінального запобіжника I предохр. , на який розраховується струмоведучі частини пристрою, а також контактні та дугогасні.

Час перегорання плавкою вставки залежить від струму, що протікає через неї, а залежність цього струму від часу перегорання t=f(I) називають захисною характеристикою. Вона показана нижче:

На малюнку показані характеристики двох різних запобіжників 1 і 2. Вони різні номінальні струми і як бачимо з графіка при одному і тому ж струмі перевантаження пристрій 1 перегорить швидше ніж 2. Відповідно чим менше номінал пристрою, тим швидше воно перегорить. Ця властивість дозволяє забезпечити селективний захист електричних ланцюгів.

За конструктивними особливостями можна виділити трубчасті та пробкові запобіжники.

Трубчасті виконують закритими з корпусами з газогенеруючого матеріалу фібри, при підвищенні температури він створює в трубці великий тиск за рахунок чого відбувається розрив ланцюга. Запобіжник типу ПР:

Де: 1 – контакти замикаючі, 2 – латунні ковпаки, 3 – кільця латунні, 4 – плавка вставка, 5 – трубка фіброва.

Такий пристрій складається з плавки вставки 4, яка полягає в фіброву трубку розбірного типу 5, армовану кінцевими латунними кільцями 2, які замикають контакти 1.

Пробкові запобіжники застосовують, як правило, в освітлювальних установках для захисту побутових споживачів (електролічильники), а також для електродвигунів малої та середньої потужності. Способом кріплення плавкою вставки вони відрізняються від трубчастих.

Також існують запобіжники, що самовідновлюються. Суть їх роботи у тому, що з нагріванні вони різко змінюють свій опір у бік, що зумовлює розриву ланцюга. Як тільки їх температура знижується до робочої, опір зменшується і ланцюг замикається знову. За основу їх конструкції взяті полімерні матеріали, які мають кристалічні грати при нормальному температурному режимі роботи і різко переходять в аморфний стан при нагріванні.

Такі запобіжники набули широкого поширення в цифровій техніці (комп'ютери, мобільні телефони, системи АСУ ТП). З огляду на велику вартість у силових ланцюгах, як правило, не застосовуються. Вони дуже зручні, тому що не вимагають заміни після розриву ланцюга.

Досить багато електриків, щоб уникнути частого перегорання плавких вставок, роблять так звані «жучки» — замість спеціального сплаву плавкою вставки прикріплюють звичайний дріт малого перетину. Цього робити не слід, тому що час перегорання сплаву та звичайного дроту такого ж перерізу можуть сильно відрізнятися, що може призвести до сумних наслідків. Тому якщо у вас часто спрацьовують запобіжники, слід встановити причину спрацьовування, а не намагатися загрубити захист шляхом установки «жучків».

Також про влаштування та роботу запобіжників ви можете подивитися тут:

Плавкий запобіжник – компонент силової електроніки одноразової дії, що виконує захисну функцію. Плавкий запобіжник є найслабшою ділянкою електричного ланцюга, що захищається, спрацьовує в аварійному режимі, тим самим розриваючи ланцюг і запобігаючи подальшому руйнуванню більш цінних елементів електричного ланцюга високою температурою, викликаної надмірними значеннями сили струму.

В електричному ланцюзі плавкий запобіжник є слабкою ділянкою електричного кола, що згорає в аварійному режимі, тим самим розриваючи ланцюг і запобігаючи подальшому руйнуванню високою температурою.

Плавкі запобіжники поділяються на такі типи:

1. слаботочні вставки(Для захисту невеликих електроприладів до 6 ампер)

• 3х15 (перша цифра означає зовнішній діаметр, друга – довжину вставки)
• 10х30

2. вилкові(для захисту електричних кіл автомобілів)

• мініатюрні
• звичайні вилкові

3. пробкові(Зустрічаються в житловому секторі, до 63 ампер)

• DIAZED (найпоширеніші в СРСР)
• NEOZED

4. ножові(До 1250 ампер)

• типорозмір 000 (до 100 ампер)
• типорозмір 00 (до 160 ампер)
• типорозмір 0 (до 250 ампер)
• типорозмір 1 (до 355 ампер)
• типорозмір 2 (до 500 ампер)
• типорозмір 3 (до 800 ампер)
• типорозмір 4а (до 1250 ампер)

5. кварцові

6. газогенеруючі

Так само плавкі запобіжники різняться за характеристикою спрацьовування щодо номінального струму. Через інертність спрацьовування плавких запобіжників, у професійному середовищі електриків вони часто використовуються як селективного захисту в парі з автоматичними вимикачами. Селективності між самими плавкими вставками досягають співвідношенням 1:1,6 [там же], час-струмова характеристика плавких запобіжників встановлюється залежністю відповідно I²t; ПУЕ регулює захист повітряних провідних ліній таким чином, щоб запобіжник спрацьовував за 15 секунд (струм короткого замикання в кінці лінії повинен дорівнювати трьома номінальними струмами запобіжника). Істотною величиною є час, протягом якого відбувається руйнування провідника при перевищенні встановленого струму. З метою зменшення цього часу, деякі плавкі запобіжники містять пружину попереднього натягу. Ця пружина також розводить кінці зруйнованого провідника, запобігаючи виникненню дуги.

40-амперні запобіжники з характеристикою спрацьовування "gG", рівносильні радянській характеристиці "ППН"

• плавка вставка - елемент, що містить розривну частину електричного ланцюга (наприклад, дріт, що перегорає при перевищенні певного рівня струму)
• механізм кріплення плавкою вставки до контактів, що забезпечує включення запобіжника в електричний ланцюг та монтаж запобіжника загалом.

Корпуси плавких запобіжників зазвичай виготовляються із високоміцних сортів спеціальної кераміки (порцеляна, стеатит або корундо-мулітова кераміка). Для корпусів запобіжників з малими номінальними струмами використовується спеціальне скло. Корпус плавкою вставки зазвичай виконує роль базової деталі, на якій укріплений плавкий елемент з контактами плавкою вставки, покажчик спрацьовування, вільні контакти, пристрої для оперування плавкою вставкою та табличка з номінальними даними. Одночасно корпус виконує функції гасіння камери електричної дуги.

Маркування плавких запобіжників

Перша літера означає діапазон захисту:

• a - частковий діапазон (тільки захист від струмів короткого замикання)
• g - повний діапазон (захист від струмів короткого замикання, і від перевантаження)
• h - висока розбивна здатність (трубки виготовлені з білої або сірої кераміки)

Друга буква означає тип обладнання, що захищається:

• G – універсальний запобіжник для захисту різних типів обладнання: кабелів, електродвигунів, трансформаторів
• L - захист кабелів та розподільних пристроїв
• B - захист гірничого обладнання
• F - захист малопотужних ланцюгів
• M - захист ланцюгів електродвигунів та вимикаючих пристроїв
• R - захист напівпровідників
• S - швидке згоряння при короткому замиканні та середній час згоряння при перевантаженні
• Tr - захист трансформаторів

Плавкий запобіжник– це виріб, призначений для захисту електроприладів шляхом відключення подачі на них електроенергії при перевищенні допустимої величини струму способом розплавлення встановленого в запобіжнику каліброваного дроту.

Для захисту електричної проводки та дорогої радіоапаратури від короткого замикання, кидків струму в мережі живлення та забезпечення безпечної експлуатації електроприладів широко використовуються плавкі вставки – запобіжники. Вони випускаються різних конструкцій, типорозмірів та на будь-які струми захисту.

Розглянута технологія ремонту запобіжників за дотримання всіх умов забезпечить його захисну функцію. Але не кожен має досвід роботи з паяльником та вимірювання діаметра дроту. Та й у будь-якому разі запобіжник промислового виготовлення працюватиме надійніше.

Квартирну електропроводку раніше теж захищали виключно за допомогою плавких запобіжників, встановлених у пробки. В даний час для захисту електропроводки застосовуються надійніші багаторазові прилади захисту від коротких замикань – автоматичні вимикачі. В електроприладах, кращого захисту від коротких замикань, ніж плавкий запобіжник поки що нічого не придумали. Особливо актуальним є застосування плавких запобіжників в автомобілях, оскільки вони є єдиним надійним і дешевим засобом захисту від короткого замикання.

Умовне графічне позначення
плавкого запобіжника

Умовне графічне позначення плавкого запобіжника на схемах схоже на позначення опору і відрізняється тільки тим, що через середину прямокутника лінія проходить не розриваючись. Поряд із умовним позначенням зазвичай пишеться і літерне позначення Пр. або F. Іноді на схемах просто пишуть thermal fuse чи fuse. Після літери часто вказують струм захисту запобіжника, наприклад, F 1 А, позначає, що в схемі встановлений запобіжник струму захисту 1 ампер.

При експлуатації запобіжники виходять із ладу, і їх доводиться замінювати на нові. Вважається, що запобіжники не підлягають ремонту. Але якщо до справи ремонту підійти грамотно, то практично будь-який запобіжник можна з успіхом відремонтувати та використати повторно. Адже корпус запобіжника залишається цілим, а перегорає лише тонкий калібрований дріт, розміщений усередині корпусу. Якщо дріт, що перегорів, замінити на такий же, то запобіжник зможе служити далі.

Принцип роботи запобіжника на відеоролику

При проходженні електричного струму менший за гранично допустимий, калібрований дріт, що з'єднує контакти запобіжника, нагрівається до температури близько 70˚С. У разі перевищення струму номіналу запобіжника, дріт починає нагріватися сильніше і при досягненні температури плавлення металу, з якого вона зроблена – розплавляється, електричний ланцюг розривається, і перебіг струму припиняється.

Тому запобіжник і назвали плавким або плавким вставкою. Відеоролик представлений у повільному вигляді, щоб було добре видно, як відбувається перегорання дроту в запобіжнику. У реальних умовах провід у запобіжнику перегорає майже миттєво.

Запобіжник захищає від перевищення струму в ланцюгу і, не має значення напруга мережі живлення, в якій він встановлений, це може бути батарейка на 1,5 В, та автомобільний акумулятор на 12 В або 24 В, мережа змінної напруги 220 В, трифазна мережа на 380 Ст.Тобто Ви можете встановити один і той же запобіжник, наприклад номіналом 1 А і в колодці запобіжників автомобіля, і в ліхтарику, і в розподільчому щиті 380 В. заданого струму в ланцюзі, в запобіжнику через нагрівання розплавляється дріт.

Основних причин виходу з ладу запобіжника дві, через кидки напруги живлення або поломки всередині самої радіоапаратури. Рідко, але зустрічаються відмови запобіжника і через погану його якість.

Багато хто думає, що запобіжник ремонту не підлягає. Але це зовсім так. В екстреній ситуації, коли під рукою немає запасного і, наприклад, через авто, що відмовився працювати в дорозі або підсилювача, і зривається музичний супровід шкільного балу або весілля, а всі магазини вже закриті, вибирати не доводиться.

При грамотному підході можна з успіхом відновити для тимчасового використання до заміни новим запобіжник, що перегорів, зберігши його захисні функції. Найчастіше такі проблеми вирішують банальним замиканням контактів власника запобіжника будь-яким дротом, а ще гірше, просто вставляють замість запобіжника цвях або шматок товстого дроту. Таке рішення може все зіпсувати і сприяє виникненню пожежі.

Типи плавких запобіжників

За призначенням та конструкцією плавкі запобіжники бувають наступних типів:

• Виделкові (в основному застосовуються для захисту електропроводки та приладів в автомобілях);
• Зі слаботочними вставками для захисту електроприладів зі струмом споживання до 6 ампер;
• Пробкові (встановлюються у щитках житлових будинків, розраховані на струм захисту до 63 ампер);
• Ножеві (застосовуються у промисловості захисту мереж при струмі споживання до 1250 ампер);
• Газогенеруючі;
• Кварцові.

Розглянута у статті технологія ремонту призначена для відновлення вилкових, зі слаботочними вставками, пробкових та ножового типу запобіжників.

Трубчасті плавкі запобіжники

Запобіжник трубчастої конструкції є скляною або керамічною трубочкою, закритою з торців металевими ковпачками, які з'єднані між собою дротом каліброваним по діаметру, що проходить всередині трубочки. Зовнішній вигляд трубчастих запобіжників Ви бачите на фотографії.

До ковпачків дріт приварюється точковим зварюванням або припаюється припоєм. У запобіжниках, розрахованих на великі струми, часто порожнину всередині трубочки заповнюють кварцовим піском.

Автомобільні плавкі запобіжники

Запобіжники в автомобілях виходять з ладу вкрай рідко. Зазвичай лише у випадках, коли обладнання відмовляє. Найчастіше при перегоранні лампочок у фар. Справа в тому, що коли обривається нитка розжарювання у лампочки, утворюється Вольтова дуга, нитка при цьому згоряє і стає коротшим, опір різко зменшується і величина струму багаторазово збільшується.

Буває, плавкий запобіжник в автомобілі згоряє і при заклиниванні склоочисників. Рідше за коротких замикань в електропроводці. На фотографії Ви бачите автомобільні плавкі запобіжники ножового (вилкового) типу, що широко застосовуються. Під кожним запобіжником наведено струм захисту в амперах.

Запобіжник, що перегорів, в авто належить замінювати запобіжником такого ж номіналу, але можна його і відремонтувати, замінивши перегорілий в запобіжнику провід мідним відповідного діаметру. Напруга бортової мережі автомобіля значення не має. Головне – відповідність струму захисту. Якщо важко визначити номінал згорілого запобіжника, то можна скористатися кольоровим маркуванням.

Колірне маркування автомобільних запобіжників

Формула для розрахунку діаметра дроту запобіжника
за потужністю електроприладу

Потужність часто вказують на етикетках, які приклеєні на виробах. Якщо на виробі вказана споживана потужність, то можна розрахувати номінальний струм запобіжника за наведеною нижче формулою.

Але набагато зручніше користуватися готовими даними з таблиць. Зверніть увагу, перша таблиця служить для вибору номіналу запобіжника виробів, що живляться від побутової електромережі 220 В, а друга для виробів, що використовуються в автомобілях з напругою бортової мережі 12 В.

Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі живлення 220 В

Розглянемо з прикладу як вибирати запобіжник.
ТБ перестав працювати після грози. Визначено, що згорів запобіжник. Номінал його не відомий. На етикетці задньої кришки написано, що споживана потужність становить 120 Вт, буває, що пишуть і 120 ВА. Це позначення однієї і тієї ж потужності, але за стандартами різних країн. По таблиці виходить, що з електроприладів з максимальною споживаною потужністю 120 Вт (найближче значення 150 Вт) є запобіжник на 1 А.

Методика підбору запобіжника для захисту бортової електропроводки автомобіля нічим не відрізняється від вибору побутової електропроводки 220 В.

Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі живлення 12 В (бортова мережа автомобіля)

Якщо після двох замін запобіжники щоразу перегорали, значить, пошкоджено електроприлад і потрібен його ремонт. Спроба встановити запобіжник на більший струм може тільки завдати ще додаткової шкоди виробу аж до непридатності до ремонту.

Калькулятор для розрахунку струму запобіжника

Якщо в таблицях немає даних для Вашого випадку, наприклад, напруга живлення виробу становить 24 або 110 В, то можете самостійно за допомогою наведеного нижче онлайн калькулятора виконати розрахунок.

Під час розрахунку на калькуляторі Ви отримаєте точне значення струму. Для надійної роботи запобіжника необхідно, щоб його номінал був не менш як на 5% більше. Наприклад, якщо отримано розрахункове значення струму 1 А, потрібно брати запобіжник більшого найближчого номіналу зі стандартного ряду, тобто 2 А.

Іноді спроби визначити номінал запобіжника зчитування інформації не виходить. На електроприладі написів немає, на запобіжнику маркування не читається. За наявності амперметра і досвіду роботи з ним, то вийнявши запобіжник і підключивши амперметр до контактів колодки, в якому було встановлено запобіжник, можна вимірювати струм і тим самим визначити його номінал.

Але тут є підводний камінь. Якщо запобіжник вийшов з ладу через несправність електроприладу, то струм може бути набагато більше, ніж повинен бути, на додачу можна ще й вивести з ладу вимірювальний прилад.

Розрахунок діаметра дроту плавкого запобіжника

Для ремонту запобіжника необхідно замінити дріт, що перегорів. При виробництві запобіжників на заводах використовують, залежно від величини струму та швидкодії, калібровані срібні, мідні, алюмінієві, нікелінові, олов'яні, свинцеві та дроти з інших металів.

Для виготовлення запобіжника у домашніх умовах доступна лише червона мідь каліброваного діаметра. Всі електропроводи виготовлені з міді, і чим еластичніший провід, тим тонші в ньому провідники і більша їх кількість. Тому вся нижче запропонована технологія орієнтована застосування мідного дроту.

При виборі запобіжника апаратури розробники користуються простим законом. Струм запобіжника повинен бути більшим за максимально споживаний виріб. Наприклад, якщо максимальний струм споживання підсилювача становить 5 ампер, запобіжник вибирається на 10 ампер. Перше, що необхідно знайти на корпусі запобіжника його маркування, з якого можна дізнатися, який струм він розрахований. Часто величину струму пишуть на корпусі виробу поруч із місцем установки запобіжника. Потім з наведеної нижче таблиці визначити якого діаметру потрібен провід.

Таблиці для вибору діаметра дроту
залежно від струму захисту запобіжника

Для ремонту запобіжників на струм захисту від 0.25 до 50 ампер

Для ремонту запобіжників на струм захисту від 60 до 300 Ампер

Формула для розрахунку діаметра мідного дроту
для запобіжника

Для визначення більш точних значень діаметра мідного дроту для ремонту запобіжника, або якщо запобіжник потрібен на струм захисту, значення якого немає в таблиці, можна скористатися нижче наведеною формулою.

Як вимірювати діаметр дроту

Діаметр тонкого дроту найкраще вимірювати мікрометром. Якщо під рукою немає мікрометра для вимірювання діаметра дроту, можна скористатися звичайною лінійкою.

Потрібно намотати 10-20 витків до витку дроту на лінійку, розділити кількість закритих міліметрів на кількість намотаних витків. Отримайте діаметр. Наприклад, у мене намотано 10 витків дроту, і вони закрили 6,5 мм. Ділимо 6,5 на 10. Діаметр дроту виходить рівним 0,65 мм. 0,05мм займає ізоляція. Отже реальний діаметр становить 0,6 мм.

Такий провід підійде для виготовлення запобіжника на 30 А. Провід мотав товстий для більшої наочності. Чим більше намотаєте витків на лінійку, тим точніше результат вимірювань. Потрібно намотувати щонайменше одного сантиметра. Якщо дріт малої довжини, то намотайте її на будь-який стрижень, наприклад, викрутку, зубочистку або олівець, а лінійкою виміряйте ширину намотування.

Результати вимірювань можна обробити за допомогою онлайн калькулятора. Для визначення діаметра дроту достатньо в віконцях ввести ширину намотування, кількість витків і натиснути «Розрахувати діаметр дроту».

Ремонт плавкого запобіжника своїми руками

Ремонт трубкового плавкого запобіжника

Перший найпростіший. Дріт зачищається до блиску і намотується на кожну чашку кілька витків, потім запобіжник вставляється в утримувач. Цей спосіб не надійний, і скористатися ним можна як тимчасовим заходом. Завдяки своїй простоті він дозволяє оперативно перевірити справність електроприладу. Якщо під час увімкнення дріт розплавився, значить справа не в запобіжнику, і потрібний більш кваліфікований ремонт.

Другий спосіб дещо складніший. Але теж не вимагає застосування паяння. Потрібно прогріти по черзі чашки запальничкою або газовою плитою і утримуючи через тканину руками зняти їх зі скляної трубки. Нагрівати можна і паяльником. Усередині чашки для хорошого контакту необхідно ретельно очистити від залишків клею.

Просунути зачищену від ізоляції дріт через трубку по діагоналі, загнути її кінці вздовж трубки і надіти на місце чашки. Плавкий запобіжник відремонтовано.

Третій спосіб по суті такий самий, як і перших два. Але відремонтований запобіжник мало відрізняється від нового. Ремонт виконується в такий спосіб.

Заводський калібрований дріт при виготовленні запобіжника просочується в отвори в торцях чашок і фіксується припоєм. Для того, щоб вставити новий дріт необхідно паяльником розігріти торці чашок і зубочисткою або заточеною паличкою звільнити отвори в торцях чашок від припою. Далі виконати описану вище заводську операцію.

Буває отвори у чашках дуже маленького діаметру та складно їх очистити від припою. Тоді за наявності технічної можливості простіше просвердлити отвори свердлом діаметром 1-2 мм або розширити гранованим шилом

Запропонована технологія ремонту запобіжників та плавких вставок успішно може бути застосована для відновлення практично будь-яких типів плавких запобіжників.

Ремонт автомобільного запобіжника ножового типу

Технологія ремонту автомобільного запобіжника нічим не відрізняється від технології ремонту трубчастого, навіть простіше, тому що не потрібно займатися його розбиранням.

Спочатку потрібно наждачной папером чи надфілем зачистити ножі запобіжника біля його підстави смужкою кілька міліметрів і залудить ці місця припоєм .

Під час залужування зіткнувся з тим, що при використанні спирто-каніфольного флюсу припій не хотів розтікатися по поверхні ножів. Довелося застосувати флюс «ФІМ», призначений для паяння міді, срібла, константану, платини та чорних металів. Основою флюсу є ортофосфорна кислота. Я його завжди використовую для паяння, якщо каніфоль не підходить. Залишки флюсу ФІМ видаляються промиванням водою.

Запобіжник був розрахований на струм захисту 10 А, тому відповідно до наведеної таблиці для ремонту був взятий провід ⌀0,25 мм. Провіду була надана форма петлі, як показано на фотографії, і кінці його залужені припоєм.

Після всіх підготовчих робіт залишилося тільки завести петлю дроту всередину корпусу запобіжника та припаяти кінці до ніжок.

Припій, що розтеквся, можна зрізати ножем, видалити за допомогою наждачного паперу або сточити надфілем.

Автомобільний запобіжник відремонтовано, і тепер його можна повторно використовувати для захисту ланцюгів електропроводки автомобіля. Якщо після установки відремонтованого запобіжника він знову перегорів, потрібно шукати несправність в електрообладнанні автомобіля.

Як зробити індикатор перегорання запобіжника своїми руками

У продажу є запобіжники з індикатором їх несправності. У корпусі запобіжника вмонтована мініатюрна лампочка розжарювання або світлодіод, що починають світитися під час перегорання запобіжника. Такий індикатор перегорання автомобільного запобіжника можна зібрати своїми руками за нижче запропонованою на фотографії електричною схемою.

Для цього достатньо під'єднати паралельно контактам запобіжника, будь-який світлодіод VD1 через струмообмежуючий резистор R1 або мініатюрну лампочку, розраховану на напругу 12 В. Індикатор перегорання запобіжника можна змонтувати як у корпусі запобіжника, так і встановити на колодці його утримувача. Другий варіант краще, оскільки при заміні запобіжника індикатор залишиться на місці. Індикатор не світитиме при перегорілому запобіжнику, якщо не підключене навантаження.

Наведена на фотографії схема індикатора перегорання запобіжника або спрацювання автоматичного вимикача з успіхом може працювати і в побутовій електромережі при напругі 220 В.

Достатньо збільшити номінал резистора R1 до 300-500 кОм і для захисту світлодіода VD1 від пробою зворотним напруга доповнити схему діодом VD2 будь-якого типу, розрахованого на зворотну напругу не менше 300 В. Підійде, наприклад, вітчизняний діод 100000

Для мережі змінного струму 220 В можна зробити індикатор перегорання запобіжника або автоматичного вимикача на неоновій лампочці.

Одним з важливих компонентів струмопровідної системи, що виконує захисну функцію, є запобіжник. Дані пристрої виконуються у різних конфігураціях та мають безліч моделей. Ця стаття розповість про плавкий запобіжник. Кожен блок має свої струмопровідні елементи, тому струмопровідний елемент бере важливу участь у стабільній роботі електричних кіл. Поняття плавкий запобіжник і плавка вставка мають кілька різні визначення. Ця стаття допоможе зрозуміти цю відмінність.

Принцип дії

Базова особливість запобіжника полягає в тому, що його згоряння в електричному ланцюзі відбувається набагато раніше, ніж інших елементів. У разі стрибка струму електричного ланцюга, запобіжник набагато легше і швидше замінити, ніж змінювати струмопровідні дроти, мікросхеми тощо.

Назву плавкий даний елемент отримав, оскільки основним елементом конструкції є плавка вставка. Цей компонент має низьку величину температури плавлення, за законом Джоуля-Ленца при проходженні струму через провідник у ньому виділяється теплова енергія, і запобіжник за високої величини струму, що є небезпечною для інших компонентів, згоряє. Це призводить до розмикання електричного кола. Таким чином, запобіжник захищає від пошкодження решту елементів електричної схеми.

Режими роботи плавкого запобіжника:

• Коротке замикання:
  • Згоряння плавкою вставки запобіжника відбувається за максимально короткий час;
• Перевантаження:
  • Згоряння плавкою вставки відбувається за певний час, який залежить від величини струму в цьому режимі. Чим більший струм навантаження, тим швидше згоряє запобіжник.
• Нормальний режим. Нагрівання пристрою є процесом, в якому:
  • Відбувається повне нагрівання до конкретної температури та віддача кількості виділеної теплоти;
  • Кожен запобіжник має позначення із номінальним значенням струму;
  • Необхідний вибір елемента, що плавиться, з певним струмом номінального режиму.

При виборі необхідного запобіжника потрібно керуватися не тільки показанням величини струму, вказаної на корпусі. Але також допустима робоча напруга та частокову характеристику.

Часоточна характеристика необхідна для показу величини зміни часу повного розриву ланцюга при подачі струму певного значення.

Конструкція

Основним елементом, що входить до складу запобіжника є плавка вставка. Дані вставки мають безліч конфігурацій, але мають два базових елементи:

• Плавкий елемент – виконаний із металу різних металів або виконується зі спеціально підібраними металами.

Плавкі вставки виконуються з різних матеріалів:

1. цинк;
2. свинець;
3. мідь;
4. олово;
5. срібло.

• Корпус - блок, що містить комплекс кріпильних елементів, що дозволяють підключення комутаційного елемента до електричного кола.

Корпуси виконуються з різновидів міцної кераміки, такі як:

1. фарфор;
2. корундо-мулітова кераміка;
3. стеатит.

При використанні електрозапобіжників із малим струмом номінального режиму корпус виконується із спеціальних стекол.

До основних параметрів, що характеризують плавкі запобіжники, відносяться:

1. Номінальна напруга;
2. номінальний струм;
3. максимальна потужність;
4. швидкість спрацьовування.

Всі ці фактори необхідно враховувати при розрахунку плавки вставки.

Розрахунок плавких значень номінального струму провадиться згідно з формулою 1:

З формули, для розрахунку, необхідно знати U – напруга, Pmax – максимальна потужність навантаження.

Види запобіжників

Основним та найважливішим етапом є вибір плавких вставок запобіжників. Це необхідно, враховуючи різні умови, в яких застосовуються наступні різновиди електрозапобіжників:

• Електрозапобіжники вилкові. Даний тип струмопровідних пристроїв часто працює в ланцюзі постійного струму. Конструкція виконана як розташування електроконтактів з одного боку, а плавкою частини зі зворотної.

Виделочные запобіжні елементи поділяються на:

1. звичайні вилкові;
2. вилочних мініатюрних розмірів.

• Електрозапобіжники пробкові. Один з найпоширеніших видів. В основі конструкції лежить корпус, виготовлений із фарфору. У внутрішній частині корпусу розташовується тонкий дріт, який згоряє у разі аварійного режиму. У блок корпусу входить вантаж, що визначає стан запобіжного компонента. Кожен вантаж має певний колір, що відповідає потрібній силі струму. У разі його звисання на ділянці дроту потрібна його заміна.

Різновиди конфігурацій та призначення:

1. DIAZED – застосуємо в системі, елементи якої виконані для різних вимог методів установки.
2. NEOZED – такий тип дозволяє безпечно провести заміну плавких елементів при знеструмленому стані.

Номінальний струм плавкою вставки вибирається, виходячи з максимальної потужності мережі.

Величини струмів відповідно до кольору чеки

• Електрозапобіжники ножові. Цей різновид застосовується на лініях електроустановок, з робочою величиною струму порядку 1200 - 1300 А. У свою чергу є дуже небезпечними для здоров'я людини. Використання таких різновидів компонента струмопровідної системи веде до жорсткого виконання всіх вимог техніки безпеки. На таких об'єктах працюють лише персонал, який має відповідну кваліфікацію.

Ножовий електричний запобіжник за значенням струму поділяється:

1. 000 (? 100 А);
2. 00 (160 А);
3. 0 (250 А);
4. 1 (355 А);
5. 2 (500 А);
6. 3 (800 А);
7. 4а (1250 А).

• Вставки слаботочні. Основне їхнє призначення - захист малопотужних електричних ланцюгів. Конструкція має скляний корпус, виконаний у вигляді циліндра з металевими елементами, з'єднаними струмопровідним дротом. При короткому замиканні відбувається згоряння дроту, що у свою чергу розмикає ланцюг і зберігає непошкодженими інші елементи схеми.

Такі корпуси виконуються з різними габаритними розмірами (мм):

1. 3 х 15;
2. 5 х 20;
3. 7 х 15;
4. 10 х 38.

Підвівши підсумок розгляду плавких запобіжників, слід зазначити, що запобіжники повинні застосовуватися в багатьох електричних пристроях, щоб уникнути пошкодження їх елементів. Крім вищесказаного, має сенс звернути увагу на їх переваги та недоліки.

Переваги:

1. невисока вартість;
2. у разі високого стрибка струму електрозапобіжник повністю розмикає електричний ланцюг.
3. у разі виходу з ладу запобіжника, є можливість простої заміни струмопровідного елемента.

Недоліки:

1. використання запобіжника лише один раз, потім виконується його заміна;
2. заміна струмопровідного елемента на електрозапобіжник більшого номіналу;
3. при використанні трифазних електродвигунів, рекомендується використовувати реле фаз, щоб уникнути згоряння одного із запобіжників.

Останнім часом багато виробників застосовують для розробки сучасні стандарти якості, щоб блок кожного струмопровідного елемента міг гідно конкурувати з європейськими і світовими аналогами.

Таким чином, захист електричних ланцюгів за допомогою різних запобіжників є одним із найпростіших, надійних та дешевих способів.

Відео про плавкі запобіжники

Запобіжники використовуються всюди - вони є в техніці, в різних електричних пристроях, автомобілях, промисловому обладнанні. Існує безліч видів цих елементів. Навіщо вони потрібні й у чому їх особливості? Розглянемо основні види запобіжників.

Характеристика

Запобіжник – це загальний термін, який досить стійко використовується у галузі електрики. Ця деталь передбачає захист для проводів, обладнання та електричних мереж.

Запобіжник є комутаційним виріб. У чому призначення? Запобіжник покликаний захистити електричну мережу від високих струмів та коротких замикань. Принцип дії деталі дуже простий - у разі утворення надструмів руйнується спеціально призначений для цього елемент. Найчастіше це плавка вставка. Так улаштовані всі види скляних запобіжників.

Ці вставки - обов'язковий елемент, без якого неможливий жоден вид запобіжних елементів. Усередині неї також є спеціальний дугогасний пристрій. Вставки в запобіжниках виготовляються з фарфорових або фібрових корпусів та закріплюються у спеціальні частини, що проводять електричний струм. Елементи, призначені під малі струми, можуть зовсім не мати корпусу.

Плавкий

Це найпоширеніші види запобіжників для використання у побуті. Напевно, це єдиний елемент, який найпростіше діагностувати на предмет справності. Для цього потрібно просто подивитися деталь на просвіт - буде видно, ціла плавка вставки чи ні.

Виготовляють дані деталі у скляному корпусі.

Плавкий трубчастий керамічний

Цей елемент практично нічим не відрізняється від скляного виробу. Єдина відмінність у матеріалі, з якого виготовлений корпус. Але в експлуатації ці деталі не такі комфортні - діагностувати «на світло» вже не вийде. Для перевірки необхідно використовувати тестери чи мультиметри.

Плавка вставка ПВД

Швидкодіючі запобіжники

Ці вироби нічим особливим від інших не відрізняються. Відмінність лише тому, що з виникненні короткого замикання плавка частина згорає дуже швидко.

SMD

Ці вироби можна зустріти в електронних пристроях. Вони дуже мініатюрні. Принцип дії та призначення запобіжників – захистити техніку від високих струмів, з чим вони чудово справляються.

Самовідновлювані

Це досить цікаві рішення. Запобіжник, що самовідновлюється, являє собою деталь, усередині якої знаходиться спеціальний пластик. Поки пластикова вставка холодна, вона може проводити електроенергію. Як тільки вставка розігріється до певної температури, її струмопровідні властивості втрачаються за рахунок збільшення опору.

Після остигання струм знову зможе проходити через виріб. Плюс даних деталей у тому, що після перегорання немає потреби в заміні елемента. Промисловість випускає ці вироби у різних видах. Вони підходять для паяння за технологією навісного або поверхневого монтажу. В основному ці види запобіжників використовують у малопотужних схемах.

Вибухові

Якщо всі перераховані вище вироби знає кожен, то вибуховий запобіжник - це рідкісна група. Процес перегорання деталі забезпечується ефектним звуком. Спеціальне закріплюється на струмопровідній деталі, вибухає. За це відповідають спеціальні датчики. Останні стежать за струмом електричного ланцюга. Це дуже точні запобіжники, тому що вони практично не залежать від параметрів металу на струмопровідній деталі. Цей елемент залежить від точності датчика струму.

Інші типи запобіжників

Для роботи в ланцюгах використовують спеціальні автогазові, газові вироби та елементи рідинного типу. Існують навіть стріляючі запобіжники. У повсякденному житті їх не можна побачити - це професійне потужне устаткування.

Маркування та позначення

Кожен виробник виготовляє запобіжники під певним кодом чи артикулом. Номер запобіжника дозволяє в каталогах знайти та уточнити технічні характеристики. Найчастіше ці коди можна знайти на корпусах виробів. Також код може бути нанесений на металеву частину. Крім кодів, на корпусі також можуть вказуватися основні дані - це номінальний струм А, номінальні напруги В, що відключають характеристики або особливості конструкції. За цими даними можна визначити призначення запобіжників.

Отже, величина номінального струму - це максимально допустиме значення, у якому деталь може нормально функціонувати протягом тривалого терміну.

Номінальна напруга - це максимально допустима напруга, при якій деталь безпечно розриває ланцюг у разі короткого замикання або перевантаження в мережі.

Відключаючою здатністю називають максимальні струми. При них запобіжник спрацює, але корпус не буде зруйнований.

Характеристиками називають залежність часу, у якому руйнується плавкий елемент струму, що протікає через деталь. Різні види запобіжників за характеристиками об'єднані у групи з особливостей застосування та швидкості спрацьовування.

Зазвичай, ці характеристики вказують на силових деталях. Для позначення використовуються букви латинської абетки. Першою позначається здатність, що відключає. Так, G - це повний діапазон, деталь здатна захистити ланцюг від перевантаження, і від короткого замикання. А – діапазон частковий, а такі види запобіжників захищають лише від коротких замикань.

Другою літерою позначаються типи ланцюга:

• G – ланцюг загального призначення.
• L – захист кабелів, а також розподільчих систем.
• M – захист ланцюгів в електродвигунах.
• Tr – запобіжник, здатний захистити трансформаторну мережу.

Елементи з літерою R використовуються разом із силовим напівпровідниковим обладнанням. А PV зможе забезпечувати захист сонячних батарей.

Отже, ми розглянули, які бувають види запобіжників та яке вони мають маркування.