Ce acțiune se folosește la siguranțe. Tipuri de siguranțe

Ce sunt siguranțele și pentru ce sunt acestea?

Siguranțele, împreună cu întreruptoarele de circuit, sunt folosite pentru a proteja elementele și dispozitivele instalațiilor electrice de deteriorări care pot apărea în condiții anormale care amenință integritatea elementelor individuale sau a întregii instalații. În mod obișnuit, siguranțele sunt folosite pentru a proteja cablurile, firele și dispozitivele electrice de curent mare și scăzut și suprasarcini mai mult sau mai puțin semnificative.

Ieftinitatea comparativă și simplitatea proiectării siguranțelor au condus la utilizarea lor pe scară largă în toate cazurile în care sunt potrivite pentru protejarea instalațiilor electrice. Cu toate acestea, fiind simple ca proiectare, siguranțele au o serie de dezavantaje care determină utilizarea lor în instalațiile electrice cu circuite simple de comutare și pentru a proteja elementele instalațiilor care nu au cerințe ridicate de protecție la suprasarcină.

Principalele dezavantaje ale siguranțelor sunt:

dificultatea, și în unele cazuri imposibilitatea, de a obține acțiunea selectivă a acestora atât în ​​timpul scurtcircuitelor în rețea, cât și în timpul supraîncărcărilor;

adecvarea redusă a majorității siguranțelor pentru protecție împotriva supraîncărcărilor mici;

necesitatea unui dispozitiv special de comutare (întrerupător, deconectator), deoarece siguranța, spre deosebire de întrerupătoarele, poate efectua doar oprirea automată în regimuri de urgență, fiind un dispozitiv necontrolat în regimurile normale;

necesitatea înlocuirii uneia dintre piesele siguranței (conexiunea siguranței) după ce aceasta s-a declanșat.

În prezent, dezvoltarea siguranțelor cu caracteristici mai avansate este în curs de desfășurare, permițând o protecție fiabilă împotriva supraîncărcărilor și având un efect selectiv mai mare.

Siguranțele sunt de obicei clasificate în funcție de următoarele criterii:

proiecta;

Tensiune nominală;

curent nominal.

În prezent, se fabrică un număr mare de tipuri diferite de siguranțe. Vezi mai multe despre asta aici:

Caracteristici

Dependența timpului total de ardere al legăturii siguranței și stingerea arcului rezultat de multiplicitatea curentului de fuziune a legăturii în raport cu curentul nominal al inserției siguranței se numește caracteristica siguranței sau, cu alte cuvinte, caracteristica ampersecundă (de protecție).

Caracteristica protectoare

Caracteristicile siguranței sunt determinate de:

capacitatea de a proteja elementul de instalare de suprasarcini;

selectivitatea acțiunii siguranței în legătură cu acțiunea altor siguranțe și protecția cu releu a circuitului în care este instalată siguranța.

Prin selectarea caracteristicilor adecvate de amperesecundă ale legăturilor siguranțe ale siguranțelor conectate secvențial ale secțiunilor adiacente ale rețelei, obținem selectivitatea acțiunii lor, adică o astfel de acțiune în care inserția unei siguranțe mai jos în direcția de alimentare se stinge înaintea inserția unei siguranțe de nivel superior are timp să se ardă.

Atunci când se selectează siguranțe în funcție de condițiile de selectivitate a protecției, trebuie îndeplinită și condiția ca curentul nominal al blocului de siguranță să nu depășească valoarea determinată de regulile pentru elementul protejat al instalației.

O caracteristică importantă a unei siguranțe este capacitatea sa de rupere, care determină valoarea maximă a curentului de scurtcircuit întrerupt de siguranță. Capacitatea de rupere a siguranței depinde de viteza de stingere a arcului atunci când circuitul de siguranță se arde și, celelalte lucruri fiind egale, cu cât este mai mică caracteristica ampersecundă a circuitului de siguranță, cu atât este mai mare.

Aranjamentul siguranțelor

După cum sa menționat mai sus, scopul principal al unei siguranțe este de a proteja elementele instalațiilor electrice de suprasarcini și scurtcircuite. O siguranță conectată în serie cu elementul protejat ard atunci când curentul circuitului protejat depășește cu o anumită cantitate curentul nominal al legăturii de siguranță. În acest caz, siguranța oprește automat secțiunea deteriorată a rețelei. Siguranța nu răspunde la nicio altă abatere de la funcționarea normală a rețelei. Pentru a restabili alimentarea unei secțiuni de rețea atunci când o legătură cu siguranță se arde, este necesar să înlocuiți legătura cu siguranțe ars cu una nouă.

Principalele părți ale oricărei siguranțe sunt:

legătură fuzibilă;

un element folosit pentru a plasa (atașa) un fuzibil și pentru a crea condiții pentru stingerea arcului atunci când fuzibilul se arde;

baza de siguranțe sub formă de suport sau priză, în funcție de tipul de siguranță, cu o clemă pentru conectarea la circuitul de curent electric.

Baza siguranței și elementul utilizat pentru a găzdui legătura siguranței sunt echipate cu dispozitive de contact corespunzătoare. Cu ajutorul dispozitivelor de contact, elementul este fixat la baza siguranței și este asigurată includerea sigură a legăturii siguranței în circuitul de curent de protecție.

Unele siguranțe sunt echipate cu dispozitive suplimentare: cleme pentru a preveni căderea siguranțelor în timpul vibrațiilor, mânere pentru îndepărtarea comodă și sigură a elementului siguranței detașabile din tablou etc.

Instalarea și funcționarea siguranțelor

Siguranțele tubulare trebuie instalate pe planuri verticale cu stâlpii de contact instalați strict vertical. Este strict interzisă instalarea de siguranțe sau inserții care nu sunt din fabrică nedestinate acestui tip de cartuș, pentru a evita ruperea tubului și suprapunerea la declanșarea siguranței. Curentul nominal al blocului de siguranță trebuie să corespundă datelor elementului protejat al instalației.

În timpul funcționării, trebuie să monitorizați starea siguranțelor și a dispozitivelor de distribuție, evitând contaminarea și praful, pentru a evita suprapunerea între siguranțe de polaritate egală. Este necesar să curățați periodic părțile de contact ale siguranțelor de oxizi. Toate operațiunile de îndepărtare a cartuşelor de pe stâlpii de contact trebuie efectuate cu dispozitive special concepute (cleste, mânere) cu tensiunea scoasă.

Se recomandă instalarea siguranțelor pe planuri verticale, dar acestea pot fi instalate pe planuri înclinate și orizontale. Pentru a preveni supraîncălzirea bornelor siguranței, este necesar să conectați cu atenție firele de alimentare folosind bare colectoare sau conductori de secțiune transversală adecvată. În timpul funcționării, este necesar să se monitorizeze constant strângerea corectă a siguranțelor, rotind capul siguranței dacă este necesar. Se recomandă lubrifierea părților de contact ale siguranțelor cu vaselină tehnică curată.

Rețelele și dispozitivele electrice moderne sunt foarte complexe și necesită protecție fiabilă împotriva posibilelor suprasarcini și scurtcircuite. Rolul principal de protecție în astfel de cazuri îl au diferite dispozitive de siguranță. Dintre varietatea acestor dispozitive, cele mai comune sunt siguranțele, care au un grad ridicat de fiabilitate, ușurință în exploatare și cost relativ scăzut.

În ciuda utilizării pe scară largă a dispozitivelor automate de protecție, legăturile de siguranță rămân relevante în protejarea echipamentelor electronice, a rețelelor electrice auto, a instalațiilor electrice industriale și a sistemelor de alimentare cu energie. Ele sunt încă utilizate în tablourile de distribuție ale multor clădiri rezidențiale datorită funcționării lor fiabile, dimensiunilor mici, performanței stabile și înlocuirii rapide.

La ce se folosesc sigurantele?

Dacă două fire conectate la o sursă de curent sunt conectate, va avea loc binecunoscutul efect de scurtcircuit. Motivul poate fi izolația deteriorată, conectarea incorectă a consumatorilor etc. Cu o rezistență relativ scăzută a firelor, în acest moment va curge prin ele un curent foarte mare. Ca urmare a supraîncălzirii firelor, izolația ia foc, ceea ce poate duce la un incendiu.

Este foarte posibil să se evite consecințele negative prin includerea siguranțelor, cunoscute și sub numele de prize. Dacă curentul depășește valoarea admisă, firul din interiorul siguranței devine foarte fierbinte și se topește rapid, întrerupând circuitul electric în acest moment.

Proiectarea siguranțelor poate fi tubulară sau ștecher. Elementele tubulare sunt fabricate într-o carcasă închisă din fibră cu proprietăți de generare a gazului. Dacă temperatura crește, se creează o presiune ridicată în interiorul tubului, provocând ruperea circuitului. Siguranțele din priză au un design standard, echipate cu un fir care se topește sub influența unui curent electric ridicat.

Există un alt tip de așa-numite siguranțe cu auto-vindecare, realizate din materiale polimerice care își schimbă structura la diferite temperaturi. Încălzirea semnificativă duce la o schimbare bruscă a rezistenței către o creștere, în urma căreia circuitul se întrerupe. Răcirea ulterioară determină o scădere a rezistenței, astfel încât circuitul se închide din nou. Aceste siguranțe sunt utilizate în principal în dispozitivele digitale complexe. Ele nu sunt utilizate în rețelele electrice convenționale din cauza costului lor ridicat.

Uneori, unii meșteri încearcă să înlocuiască o siguranță arsă, folosind în schimb așa-numitele bug-uri, care sunt o bucată de sârmă groasă sau fire subțiri răsucite într-un mănunchi comun. Este strict interzisă utilizarea unor astfel de dispozitive de casă, deoarece curentul în timpul unui scurtcircuit va fi inacceptabil de mare. Încălzirea extremă a cablurilor va provoca daune, aprindere și incendiu.

Dispozitiv de siguranță

Compoziția include o carcasă sau un cartuș cu proprietăți de izolare electrică și legătura siguranței în sine. Capetele sale sunt conectate la borne care conectează siguranța în serie cu circuitul electric, împreună cu dispozitivul sau linia electrică protejată. Materialul cutiei de siguranță este selectat astfel încât să se poată topi înainte ca indicatorul de temperatură al firelor să atingă un nivel periculos sau consumatorul eșuează ca urmare a suprasarcinii.

Pe baza caracteristicilor lor de proiectare, siguranțele pot fi cartuș, placă, mufă și tub. Puterea curentului calculată pe care o poate suporta legătura siguranței este indicată pe corpul dispozitivului.

Siguranțele de joasă tensiune au un design destul de simplu. Sub influența unui curent mare, legătura siguranței sau elementul conductor este supus unei încălziri intense, după care, la atingerea unei anumite temperaturi, se topește în mediul de stingere a arcului și se evaporă, întrerupând circuitul protejat. Așa funcționează o siguranță într-un circuit electric.

Pentru a preveni intrarea în mediu a gazelor fierbinți și a metalului lichid, se folosește un izolator ceramic, cunoscut și sub numele de corpul dispozitivului, care este rezistent la temperaturi ridicate și la presiune internă semnificativă. Capacele de protecție situate la marginile siguranței sunt echipate cu benzi speciale pentru mânere unificate care prind siguranțe la înlocuirea elementelor inutilizabile. Cu ajutorul capacelor de protecție și a unei carcase ceramice, este creată o carcasă antiexplozie care limitează arcul electric de comutare.

Nisipul care umple spațiul interior limitează curentul. Materialul este selectat cu anumite dimensiuni de cristal, după care este compactat corespunzător. De regulă, siguranțele sunt umplute cu nisip cristalin de cuarț, care are o puritate chimică și mineralogică ridicată. Conectarea fuzibilului cu suportul de bază se realizează mecanic, folosind cuțite de contact. Sunt fabricate din cupru sau aliaje de cupru acoperite cu staniu sau argint.

Caracteristicile siguranței

Caracteristica principală este dependența directă a timpului de topire de puterea curentului. Prin urmare, timpul în care se stinge legătura siguranței corespunde unui anumit curent. Acest parametru este mai bine cunoscut ca caracteristica timp-curent.

Pe lângă indicatorul de timp, există și alte caracteristici care sunt utilizate pentru a determina tipurile de siguranțe. Printre acestea, în primul rând, trebuie remarcat. Acesta este cel mai permis curent de sarcină în condițiile încălzirii corpului siguranței pentru o lungă perioadă de timp. Atunci când alegeți un dispozitiv pe baza acestui indicator, trebuie luată în considerare sarcina circuitului electric, precum și condițiile de funcționare ale siguranței.

În unele cazuri, curentul nominal poate fi mai mare decât curentul din circuitul electric în sine. De exemplu, la demaroarele motoarelor electrice pentru a evita arderea siguranței în timpul pornirii. Trebuie luat în considerare faptul că curentul nominal al siguranței trebuie să corespundă cu curentul nominal al elementului înlocuit.

La rândul său, curentul nominal al elementului înlocuit reprezintă curentul maxim admisibil de sarcină pentru o perioadă lungă de timp când acest element este instalat în suport sau contacte. În plus, există valori nominale de curent de bază și suport de siguranță care trebuie luate în considerare atunci când alegeți un dispozitiv de protecție. În plus, este utilizat un indicator precum tensiunea nominală. Acest parametru reprezintă tensiunea interpol, care coincide cu tensiunea nominală fază-fază a rețelelor electrice protejate.

Pentru ca siguranțele să ofere o protecție fiabilă, valoarea acestei valori trebuie să fie mai mare sau egală cu tensiunea obiectului protejat. De exemplu, o siguranță de 400 de volți poate fi utilizată pentru a proteja circuitele de 220 de volți, dar nu invers. Astfel, această valoare caracterizează capacitatea siguranței de a întrerupe prompt circuitul electric și de a stinge arcul.

Prin urmare, atunci când alegeți o siguranță ca dispozitiv de protecție, este imperativ să luați în considerare parametrii care fac posibilă asigurarea unei protecție fiabilă a obiectului.

Tipuri de siguranțe

Pentru toate dispozitivele de acest tip, există o clasificare generală în funcție de proprietățile lor de bază.

Legăturile de siguranță se pot închide în moduri diferite și, prin urmare, efectele externe care apar atunci când curentul este oprit sunt și ele diferite. Astfel de siguranțe sunt împărțite în următoarele tipuri:

• O legătură fuzibilă deschisă în care nu există dispozitive care să limiteze volumul arcului, emisia de particule de metal topit și flacăra.
• Un cartuș semi-închis cu carcasa deschisă pe una sau ambele părți. Creează un anumit pericol pentru oamenii din apropiere.
• Cartuș închis. Este cel mai fiabil deoarece nu are toate dezavantajele de mai sus. Aproape toate siguranțele moderne sunt produse cu un cartuș închis.

Stingerea arcului se poate face în diferite moduri. În funcție de aceasta, siguranțele sunt disponibile cu sau fără umplere. În primul caz se folosesc componente pulverulente, fibroase sau granulare, iar în al doilea, din cauza mișcării gazelor sau a presiunii mari în cartuş. Design-urile cartuşelor în sine sunt împărţite în pliabile şi nepliabile. Prima variantă presupune înlocuirea inserției topite, iar în al doilea caz va trebui înlocuit întregul element. În unele cazuri, cartuşele neseparabile pot fi reîncărcate în ateliere speciale.

Siguranțele pot fi sau nu înlocuite când sunt sub tensiune. În primul caz, înlocuirea se poate face direct manual, fără a atinge piesele sub tensiune. În al doilea caz, dispozitivul trebuie deconectat de la tensiune.

Marcaje de siguranțe

Fiecare siguranță din diagramă este indicată printr-un simbol specific. Marcajul standard constă din două litere. Primele litere determină intervalul de protecție: a - parțial (numai protecție împotriva scurtcircuitelor) și g - complet (se asigură protecție împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinelor).

A doua literă indică tipurile de dispozitive protejate:

• G - protejează orice echipament.
• F - sunt protejate doar circuitele de curent scăzut.
• Tr - protectia transformatorului.
• M - motoare electrice și dispozitive de deconectare.

Informații mai detaliate despre marcajele siguranțelor pot fi obținute din cărțile de referință destinate inginerilor electricieni.

Orice circuit electric este format din elemente individuale. Fiecare dintre ele este caracterizat de anumite valori curente la care acest element este operațional. Creșterea curentului peste aceste valori poate cauza deteriorarea elementului. Acest lucru se întâmplă din cauza unei temperaturi inacceptabil de ridicate sau din cauza unei schimbări destul de rapide a structurii acestui element datorită influenței curentului. În astfel de situații, siguranțele de diferite modele ajută la evitarea deteriorării elementelor circuitelor electrice.

Clasificarea lor se bazează pe modul în care aceste siguranțe întrerup circuitul electric și, prin urmare, le putem enumera pe cele care sunt cele mai utilizate ca următoarele tipuri de siguranțe:

• fuzibil,
• electromecanic,
• electronic,
• auto vindecare.

Metoda de rupere a unui circuit electric acoperă întregul set de procese care au loc în siguranță atunci când aceasta este declanșată.

• Siguranțele întrerup circuitul electric ca urmare a topirii legăturii siguranțelor.
• Siguranțele electromecanice conțin contacte care sunt oprite de un element bimetalic deformabil.
• Siguranțele electronice conțin o cheie electronică, care este controlată de un circuit electronic special.
• Siguranțele cu resetare automată sunt realizate folosind materiale speciale. Proprietățile lor se schimbă atunci când curge curentul, dar sunt restabilite după ce curentul din circuitul electric scade sau dispare. În consecință, rezistența crește mai întâi și apoi scade din nou.

Fuzibil

Cele mai ieftine și mai fiabile sunt siguranțele. O legătură sigură, care se topește sau chiar se evaporă după creșterea curentului peste valoarea setată, este garantată să creeze o întrerupere a circuitului electric. Eficacitatea acestei metode de protecție este determinată în principal de rata de distrugere a legăturii siguranțe. În acest scop, este realizat din metale și aliaje speciale. Acestea sunt în principal metale precum zincul, cuprul, fierul și plumbul. Deoarece legătura siguranței este în esență un conductor, se comportă ca un conductor, care este caracterizat de graficele prezentate mai jos.

Prin urmare, pentru funcționarea corectă a siguranței, căldura care este eliberată în legătura siguranței la curentul nominal de sarcină nu ar trebui să conducă la supraîncălzirea și distrugerea acesteia. Se risipește în mediu prin elementele corpului siguranței, încălzind inserția, dar fără consecințe distructive pentru aceasta.

Dar dacă curentul crește, echilibrul termic va fi perturbat și temperatura inserției va începe să crească.

În acest caz, va avea loc o creștere asemănătoare unei avalanșe a temperaturii din cauza creșterii rezistenței active a legăturii siguranțe. În funcție de viteza de creștere a temperaturii, insertul fie se topește, fie se evaporă. Evaporarea este facilitată de un arc voltaic, care poate apărea într-o siguranță la valori semnificative ale tensiunii și curentului. Arcul înlocuiește temporar legătura cu siguranțe distruse, menținând curentul în circuitul electric. Prin urmare, existența sa determină și caracteristicile de sincronizare ale deconectării fuzibilelor.

• Caracteristica timp-curent este parametrul principal al unei siguranțe, prin care este selectată pentru un anumit circuit electric.

În modul de urgență, este important să întrerupeți circuitul electric cât mai repede posibil. În acest scop, sunt utilizate metode speciale pentru siguranțe, cum ar fi:

• reducerea locală a diametrului său;
• „efect metalurgic”.

În principiu, acestea sunt metode similare care permit, într-un fel sau altul, să provoace încălzirea locală, mai rapidă a inserției. O secțiune transversală variabilă cu un diametru mai mic se încălzește mai repede decât cu o secțiune transversală mai mare. Pentru a accelera și mai mult distrugerea legăturii siguranțe, acesta este compus dintr-un pachet de conductori identici. De îndată ce unul dintre acești conductori se arde, secțiunea transversală totală va scădea, iar următorul conductor se va arde și așa mai departe până când întregul pachet de conductori este complet distrus.

Efectul metalurgic este utilizat în inserții subțiri. Se bazează pe obținerea unei topituri locale cu o rezistență mai mare și pe dizolvarea materialului de bază al insertului cu rezistență scăzută în acesta. Ca urmare, rezistența locală crește și insertul se topește mai repede. Topitura se obține din picături de staniu sau plumb, care sunt aplicate pe un miez de cupru. Astfel de metode sunt utilizate pentru siguranțe de putere redusă pentru curenți de până la câteva unități de amperi. Sunt utilizate în principal pentru diverse aparate și dispozitive electrice de uz casnic.

Forma, dimensiunile și materialul carcasei pot varia în funcție de modelul siguranței. Carcasa din sticlă este convenabilă deoarece vă permite să vedeți starea inserției fuzibile. Dar carcasa ceramică este mai ieftină și mai rezistentă. Alte modele sunt adaptate pentru sarcini specifice. Unele dintre ele sunt prezentate în imaginea de mai jos.

Prizele electrice convenționale se bazează pe corpuri tubulare ceramice. Ștecherul în sine este un corp special conceput pentru a se potrivi cartuşului pentru o utilizare convenabilă a siguranţei. Unele modele de dopuri și siguranțe ceramice sunt echipate cu un indicator mecanic al stării cutiei de siguranță. Când se arde, se declanșează un dispozitiv de tip semafor.

Când curentul crește peste 5 - 10 A, devine necesară stingerea arcului de tensiune din interiorul corpului siguranței. Pentru a face acest lucru, spațiul interior din jurul inserției fuzibile este umplut cu nisip de cuarț. Arcul încălzește rapid nisipul până când se eliberează gaze, care împiedică dezvoltarea în continuare a arcului voltaic.

În ciuda anumitor inconveniente cauzate de necesitatea unei surse de siguranțe pentru înlocuire, precum și de funcționarea lentă și insuficient de precisă pentru unele circuite electrice, acest tip de siguranțe este cel mai fiabil dintre toate. Cu cât este mai mare rata de creștere a curentului prin acesta, cu atât este mai mare fiabilitatea funcționării.

Electromecanic

Siguranțele cu design electromecanic sunt fundamental diferite de siguranțele. Au contacte mecanice și elemente mecanice pentru a le controla. Deoarece fiabilitatea oricărui dispozitiv scade pe măsură ce devine mai complex, pentru aceste siguranțe, cel puțin teoretic, există posibilitatea unei astfel de defecțiuni în care curentul de declanșare setat nu va fi oprit. Funcționarea repetată este un avantaj semnificativ al acestor dispozitive față de siguranțe. Dezavantajele pot fi identificate ca:

• apariția unui arc atunci când este oprit și distrugerea treptată a contactelor datorită influenței sale. Este posibil ca contactele să fie sudate între ele.
• Acționare mecanică de contact, care este costisitor de automatizat complet. Din acest motiv, reactivarea trebuie făcută manual;
• răspuns insuficient de rapid, care nu poate asigura siguranța unor consumatori de energie electrică „perisabilă”.

O siguranță electromecanică este adesea denumită „întrerupător de circuit” și este conectată la circuitul electric fie printr-o bază, fie prin bornele de cablu dezactivate de izolație.

Electronic

În aceste dispozitive, mecanica este complet înlocuită de electronică. Au un singur dezavantaj cu mai multe manifestări:

• proprietățile fizice ale semiconductorilor.

Acest dezavantaj se manifestă:

• în deteriorarea internă ireversibilă a cheii electronice din cauza influențelor fizice anormale (exces de tensiune, curent, temperatură, radiații);
• activare falsă sau defectare a circuitului de control al cheii electronice din cauza unor influențe fizice anormale (exces de temperatură, radiații, radiații electromagnetice).

Auto vindecare

O bară este realizată dintr-un material polimer special și echipată cu electrozi pentru conectarea la un circuit electric. Acesta este designul acestui tip de siguranță. Rezistența unui material într-un anumit interval de temperatură este mică, dar crește brusc pornind de la o anumită temperatură. Pe măsură ce se răcește, rezistența scade din nou. Defecte:

• dependența rezistenței de temperatura ambiantă;
• recuperare lungă după declanșare;
• defalcare prin exces de tensiune și defecțiune din acest motiv.

Alegerea siguranței potrivite oferă economii semnificative de costuri. Echipamentul scump, oprit în timp util de o siguranță în cazul unui accident în circuitul electric, rămâne operațional.

O siguranță este un element electric care îndeplinește o funcție de protecție. Spre deosebire de un întrerupător, după fiecare operațiune este nevoie să înlocuiască partea de întrerupere. Legătura de siguranță, care se arde atunci când este depășit curentul nominal admis, trebuie selectată ținând cont de sarcina din rețea.

Principiul de funcționare și scopul siguranțelor

În interiorul inserției siguranței există un conductor din metal pur (cupru, zinc etc.) sau aliaj (oțel). Protecția circuitului se bazează pe proprietatea fizică a metalelor de a se încălzi atunci când trece curentul. Multe aliaje au și un coeficient pozitiv de rezistență termică. Efectul său este următorul:

• când curentul este sub valoarea nominală prevăzută pentru conductor, metalul se încălzește uniform, reușind să disipeze căldura și nu se supraîncălzi;
• prea mult curent duce la o încălzire puternică, iar o creștere a temperaturii metalului determină o creștere a rezistenței acestuia;
• Datorită rezistenței crescute, conductorul se încălzește și mai intens, iar la depășirea punctului de topire acesta este distrus.

Fuziunea inserției plasate în siguranța electrică se bazează pe această proprietate. În funcție de aplicație, forma și secțiunea transversală a conductorului pot fi diferite: de la sârmă subțire în aparatele de uz casnic și auto până la plăci groase proiectate pentru un curent de câteva mii de amperi (A).

Partea compactă protejează circuitul electric de suprasarcină și scurtcircuit. Dacă curentul admisibil pentru rețea (adică, curentul nominal) este depășit, inserția este distrusă și circuitul se întrerupe. Funcționarea acestuia poate fi restabilită numai după înlocuirea elementului. Când există o defecțiune la echipamentul conectat, siguranțele se vor arde imediat după pornirea dispozitivului defect, permițând determinarea cauzei. Dacă apare un scurtcircuit în rețea, dispozitivul de protecție funcționează în același mod.

Simbol grafic convențional pe diagramă

Conform Sistemului Unificat de Documentație de Proiectare al Rusiei, pe diagramele de circuite grafice, siguranțele sunt desemnate printr-un dreptunghi cu o linie dreaptă în interiorul acestuia. Capetele sale sunt conectate la 2 părți ale circuitului înainte și după dispozitivul de protecție.

În documentația pentru dispozitivele importate puteți găsi și alte denumiri:

• dreptunghi cu părți separate la capete (standard IEC);
• linie ondulată (IEEE/ANSI).

Tipuri și tipuri de siguranțe

Pentru utilizarea în circuite electrice, sunt utilizate diferite tipuri și soiuri de PP. Produsele fabricate în Rusia diferă în ceea ce privește tipul de design:

Conceptul de plinătate este asociat cu prezența în interiorul anumitor tipuri de inserții a unei substanțe care stinge arcul electric care apare în momentul arderii conductorului. Circuitul va fi deschis numai după ce acesta va dispărea. Prin urmare, baloanele umplute cu PP conțin nisip de cuarț. Cele neumplute pot elibera gaze care sting arcul. Acest lucru se întâmplă atunci când materialul corpului inserției este încălzit.

Pe lângă tipuri, există diferite tipuri de PP:

1. Cele de curent redus sunt folosite la aparatele de uz casnic de putere redusă cu un consum de curent de până la 6 A. Acestea sunt inserții cilindrice cu contacte la capete.
2. PCB-urile montate pe furcă sunt adesea instalate în mașini. Denumirea se datorează aspectului său: contactele sunt pe o parte a carcasei și sunt introduse în conectori, ca un ștecher într-o priză.
3. Ștecherele sunt prize electrice comune pentru contor în rețelele monofazate. Curentul nominal al acestor inserții este de 63 A; ele sunt proiectate pentru activarea simultană a mai multor aparate de uz casnic. Inserția suflată într-o astfel de siguranță este situată în interiorul unei carcase ceramice cu un cartuș; 1 contact rămâne în exterior, iar celălalt este conectat la contactele mufei. Dacă sarcina este depășită, piesa se arde, întrerupând complet alimentarea cu energie a apartamentului. Sursa de alimentare poate fi restabilită prin înlocuirea inserției cu una nouă.
4. Structura PP tubular seamănă cu o inserție pentru dopuri, dar fixarea acestuia se face între 2 contacte. Tipul unei astfel de siguranțe este neumplut, iar corpul este fabricat din fibră, care eliberează gaz atunci când este încălzită puternic.
5. Siguranțele cu lamă sunt proiectate pentru o valoare curentă de 100-1250 A și sunt utilizate în rețelele în care este necesară o sarcină mare (de exemplu, la conectarea unui dispozitiv cu un motor puternic).
6. Cuarțul, umplut cu nisip de cuarț, este utilizat în rețele cu tensiuni de până la 36 kV.
7. Generator de gaz, pliabil și nedemontabil. Atunci când sunt arse varietăți de PSN și PVT, are loc o eliberare puternică de gaz, însoțită de popping. PP este utilizat pentru rețelele cu tensiune 35-110 kV. Curentul nominal al unui astfel de PP este de până la 100A.

În funcție de sarcina totală a rețelei, sunt instalate diferite tipuri de PP - altele mai puternice sunt instalate în cabine speciale de transformatoare; acestea pot rezista la curentul care satisface nevoile unei zone rezidențiale sau ale unei întreprinderi. Cele de putere redusă sunt instalate în contoare: protejează apartamentele individuale. Electrocasnicele vechi pot avea instalat și un PP (curent scăzut), dar electrocasnicele moderne conțin rar aceste elemente.

Selectarea unei siguranțe

Selectarea siguranțelor se face ținând cont de valorile nominale ale acestora, de caracteristicile timp-curent și de sarcina totală a rețelei (puterea totală a tuturor elementelor de operare). Curentul nominal al PP este cel pe care îl poate suporta legătura siguranței înainte de distrugere. Această valoare este indicată pe corpul său (de exemplu, marcajul 63 A pentru siguranțe de uz casnic din plută).

Caracteristicile timp-curent sunt calculate folosind grafice speciale. Acestea trebuie luate în considerare numai la conectarea unui motor electric la rețea, al cărui curent de pornire depășește de mai multe ori tensiunea de funcționare. Când se utilizează mai multe astfel de dispozitive (într-o întreprindere), se calculează cuplul de pornire al celui mai puternic motor.

Puterea totală (maximă) de sarcină a rețelei este suma tuturor curenților de funcționare ai dispozitivelor (indicate în instrucțiuni și pe carcasă). Dacă un motor electric este conectat la rețea, atunci se ia în considerare și cuplul său de pornire, împărțit la coeficientul k = 2,5 (pentru pornire ușoară și rotoare cu colivie) sau 2-1,6 (pentru pornire greu sau fază). rotoare bobinate).

Pentru a nu pierde timp cu calcule, selectați curentul nominal al legăturii siguranțe conform tabelului.

W	10	50	100	150	250	500	800	1000	1200	1600	2000	2500	3000	4000	6000	8000	10000
A	0,1	0,25	0,5	1	2	3	4	5	6	8	10	12	15	20	30	40	50

Prima linie (W) indică puterea dispozitivului indicată pe corpul său, iar a doua (A) indică valoarea siguranței. Pentru o rețea rezidențială, va trebui să adunați valorile W ale tuturor aparatelor electrocasnice și să găsiți numărul corespunzător în tabel.

Calculul diametrului firului siguranței

Se fac calcule complexe pentru a repara temporar o inserție arsă dacă nu este posibilă înlocuirea acesteia. Pentru ca rețeaua să fie protejată de suprasarcină, grosimea firului utilizat pentru instalarea „bug”-ului trebuie să corespundă cu ratingul inserției distruse. Pentru rețeaua unui apartament de oraș, unde este instalat un PP de 63 A, puteți utiliza sârmă de cupru cu diametrul de 0,9 mm.

Dacă este necesară repararea unui alt dispozitiv de protecție, atunci trebuie să determinați ratingul PP (indicat pe carcasă), apoi să determinați conformitatea firului de cupru existent:

• măsurați diametrul acestuia;
• cubează acest număr și ia rădăcina pătrată a valorii;
• înmulțiți cifra rezultată cu 80.

Rezultatul ar trebui să fie aproximativ egal cu ratingul PP indicat pe carcasă.

În timpul reparațiilor, firul selectat este înfășurat în jurul contactelor insertului ars, conectându-le. Bug-ul este introdus în priza de pe corpul siguranței.

Dacă firul se topește din nou, înseamnă că defecțiunea este în dispozitivul protejat sau în rețeaua apartamentului și trebuie reparate. Nu puteți utiliza sârmă mai groasă, deoarece aceasta poate provoca un incendiu.

Verificarea funcționalității

Siguranțele auto moderne au uneori un indicator de ars încorporat. El îi spune proprietarului că piesa trebuie înlocuită. În PCB-urile cu curent scăzut, firul este vizibil prin corpul transparent. Dar o parte din software este opac și nu are indicatori.

Dacă este imposibil să se determine vizual o rupere a conductorului în interiorul PCB, atunci performanța acestuia poate fi determinată cu un multimetru. Înainte de a verifica siguranța cu un tester, trebuie să selectați valoarea minimă a rezistenței (Ohm). Aplicați sondele testerului la contactele PP și determinați citirile dispozitivului:

• dacă valoarea rezistenței este zero sau apropiată de 0, se trage o concluzie despre operabilitatea insertului;
• dacă testerul arată 1 sau un semn infinit, atunci PP s-a ars.

Dacă testerul are un dispozitiv de sunet, puteți pur și simplu suna siguranța aplicând sonde la contacte. Scârțâitul testerului indică funcționalitatea elementului.

Rețelele și dispozitivele electrice moderne sunt complexe și necesită protecție împotriva supraîncărcărilor și scurtcircuitelor, care pot apărea din mai multe motive. Pentru a oferi protecție, sunt utilizate diferite tipuri de siguranțe și dispozitive suplimentare.

Piața modernă oferă o gamă largă de echipamente diferite, dar consumatorul preferă să folosească siguranțe. Acest lucru se datorează faptului că dispozitivul are un grad ridicat de fiabilitate și este ușor de utilizat. În plus, prețul accesibil mulțumește fiecare consumator. Desigur, mai întâi trebuie să afli.

Chiar dacă întreruptoarele de circuit sunt utilizate pe scară largă astăzi, siguranțele sigure încă atrag atenția și rămân relevante. Dispozitivul este adesea folosit pentru protectia retelei electrice auto, sisteme de economisire a energiei, echipamente electrice, instalatii electrice industriale.

Puteți găsi încă un dispozitiv similar în multe clădiri rezidențiale. Interesul va rămâne în primul rând datorită funcționării fiabile; compactitatea produsului și caracteristicile stabile joacă, de asemenea, un rol important. Dacă este necesar, se poate face o înlocuire în cel mai scurt timp posibil. Și totuși, cum funcționează o siguranță și pentru ce este?

La ce se folosesc sigurantele?

Scopul siguranțelor este de a proteja elementele și dispozitivele suplimentare ale instalațiilor electrice; întrerupătoarele sunt utilizate în aceleași scopuri. Atunci când echipamentul electric funcționează anormal, se observă adesea deteriorarea componentelor individuale ale echipamentului sau a întregului sistem. O siguranță este adesea folosită pentru a proteja cablurile și cablurile electrice pentru a evita suprasarcinile și scurtcircuitele.

Principiul de funcționare al unei siguranțe constă în faptul că se arde înainte ca alte elemente ale sistemului să fie deteriorate din cauza supraîncărcărilor. Și acesta este, fără îndoială, un avantaj, deoarece este mult mai ușor să înlocuiți un element mic decât să înlocuiți cablurile electrice, microcircuite și dispozitive suplimentare. Trebuie spus că niciun element nu este imun la supraîncărcări și, ca urmare, la epuizare.

Dispozitivul se numește fuzibil deoarece are la bază un element fuzibil - o inserție specială. Este alcătuit dintr-un aliaj cu o temperatură scăzută de aprindere, iar cu un ușor scurtcircuit căldura este suficientă pentru a topi elementul. Astfel, circuitul este deschis și nimic altceva nu amenință integritatea întregului sistem.

Burnout-ul poate apărea din mai multe motive; poate fi pur și simplu un scurtcircuit, suprasarcină sau supratensiuni, care se observă destul de des.

Pe lângă faptul că acest element protejează sistemul de deteriorare, protejează și împotriva incendiului și incendiului. Siguranța ard direct în carcasă, în timp ce cablurile electrice pot intra în contact cu elemente combustibile și inflamabile.

Unii meșteri fac un bug, cel mai adesea este doar o bucată de sârmă care este folosită ca siguranță. Acest lucru se face deoarece nu există nicio siguranță la îndemână care să îndeplinească toate cerințele, iar protecția trebuie ocolită într-un fel. Dar experții nu recomandă această metodă, deoarece o astfel de eroare poate să nu se ardă deloc, iar acest lucru va duce la o defecțiune a sistemului și poate fi destul de gravă sau chiar va avea loc un incendiu.

Principiul de funcționare al siguranțelor

Înainte de a cumpăra, trebuie să aflați mai detaliat cum funcționează o siguranță. Marii oameni de știință Lenz și Joule au stabilit legile relațiilor reciproce dintre cantitatea de curent care trece într-un conductor și degajarea de căldură. Dependența rezistenței circuitului pe o anumită perioadă de timp a contribuit la crearea celor mai simple, dar incredibil de eficiente metode de protecție. Principiul acestei siguranțe este efectul termic al curentului asupra metalului firului electric. O inserție metalică destul de subțire transportă întregul curent eclectic al întregului circuit.

În timpul funcționării normale insert special face față cu succes scopului său, dar dacă norma este depășită, firul se arde, întrerupând astfel circuitul și eliminând tensiunea de la consumator. Prin înlocuirea unui element ars, puteți restabili funcționalitatea întregului sistem cu cheltuieli minime atât de bani, cât și de timp.

Produsul poate fi văzut pe designul echipamentelor radio sau de televiziune, unde carcasa este adesea din sticlă și transparentă.

Există plăcuțe metalice speciale la capetele produsului; acestea, la rândul lor, creează contact atunci când sunt instalate în priză. Un principiu similar de funcționare este observat la ștecherele electrice cu inserții fuzibile. Mulți ani de practică arată că această metodă este într-adevăr incredibil de eficientă și eficientă.

Cum funcționează o siguranță?

După cum se știe, conform principiul de funcționare al siguranțelorîmpărțit în automat și fuzibil. Ultima opțiune este ambuteiajele obișnuite și se găsesc destul de des în viața de zi cu zi. Aceasta este cea mai eficientă metodă de protecție și nu există niciun motiv pentru a instala alte echipamente. Sunt înșurubate direct lângă contor; particularitatea produsului este că baza este aceeași ca pe un bec obișnuit.

După contor, curentul electric se răspândește în tot apartamentul. Dar merită să știți că nu numai intrarea principală, ci și fiecare circuit individual ar trebui protejat de scurtcircuite. Dacă vorbim despre clădiri vechi, atunci se folosesc adesea dopuri cu inserții conductoare subțiri. Și dacă nu există diferențe și totul funcționează normal, atunci această inserție funcționează cu succes și își îndeplinește funcțiile.

Dacă valoarea depășește valoarea nominală, atunci inserția se arde pur și simplu, întrerupând astfel circuitul. Pentru a restabili funcționarea normală, trebuie doar să înlocuiți elementul ars. Pentru a face acest lucru, nu trebuie să contactați un specialist; chiar și o persoană fără abilități speciale poate face un înlocuitor.

În ceea ce privește automatizarea, acestea sunt realizate într-o formă similară. Dar diferența este că, dacă se observă supratensiuni, ștecherele sunt oprite automat, iar pentru a restabili funcționalitatea trebuie doar să apăsați un buton.

Siguranța automată de tip PAR este realizată prin analogie cu mufele clasice și se înșurubează în cartuș în locul modelului fuzibil. Cel mai popular model de siguranță PAR, în stare activă, închide circuitul cu un contact central și un manșon filetat printr-un fir electric.

Cablajul este înfășurat în jurul bobinei electromagnetului și conectat la o placă bimetală. Dacă există o suprasarcină și, ca urmare, o creștere a temperaturii, placa se îndoaie și firul este eliberat, închidendu-se astfel. Butonul mașinii se ridică, ceea ce indică faptul că mecanismul a funcționat și și-a îndeplinit funcția de protecție.

Aranjamentul siguranțelor

Produsul conține un cartuș sau carcasă, care are în mod necesar caracteristici de izolare electrică. Și în plus prezent legătură cu siguranțe. Capetele ultimului element sunt conectate la bornele și acestea, la rândul lor, sunt responsabile pentru conectarea secvenţială a siguranţei la circuitul electric.

Pe baza caracteristicilor de proiectare, siguranteîmpărțit în tub, cartuș, plută, plastic. Pe corpul dispozitivului există o putere de curent calculată pe care produsul o poate rezista.

Designul este echipat cu un izolator ceramic, uneori sticla este folosită ca material; acest element împiedică gazul și metalul lichid să pătrundă în mediu. Carcasa este rezistenta la temperaturi ridicate si presiune ridicata. Înlocuirea siguranțelor defecte se realizează foarte rapid, acest lucru fiind prevăzut de caracteristica de proiectare.

Uneori, siguranța este umplută cu nisip de cuarț, care este conceput pentru a stinge arcul într-un timp scurt. Când legătura cu siguranța se arde, între conductori apare o descărcare suplimentară. Aceasta, la rândul său, ionizează aerul, care susține arcul. Nisipul de cuarț previne incendiul.