Огляд і вибір плавких вставок для запобіжника

1. Принцип роботи
2. Умови експлуатації
3. Час струмовий характеристика
4. Різний час відключення
5. Розрахунок IВС згідно ПУЕ 5.3.56.
6. Тимчасовий запобіжник ( «жучок»)

Запобіжник - це класика електротехніки в сфері захисту мереж від перевантажень і кз. Хоча в наш час його з успіхом замінюють захисні автомати, є безліч прикладів, де плавкахвставка є незамінним запобіжним ланкою в електричному ланцюзі: електронна апаратура, автомобільна електромережу, промислові електроустановки, системи енергопостачання.

запобіжники пробкового типу

Пробкові запобіжники досі працюють в безлічі розподільних щитів житлового фонду на пост радянському просторі. Завдяки своїй мініатюрності, безвідмовності, дешевизні, можливості швидкої заміни, незмінності характеристик в процесі роботи, плавкі запобіжники не втратили актуальності, і пропонована стаття буде корисною, щоб здійснити вибір запобіжників, яким властиві такі основні параметри:

• Un - номінальна робоча напруга;
• IВС - номінальний струм плавкої вставки, при перевищенні якого вона перегорає;
• Iп - номінальний струм запобіжника.

В електротехніці запобіжником називають пристрій захисту від перевантажень по струму, що має одноразовий компонент, званий плавкою вставкою, розмикати електричний ланцюг при досягненні обумовлених параметрів, за рахунок розплавлення провідника.

Іншими словами, електричний запобіжник являє собою багаторазовий держатель, в який вставляється одноразова вставка, плавиться при перевищенні IВС. У побуті ці два терміни прийнято вважати ідентичними, але в технічних описах Iп дорівнює максимально можливому IВС, так як певні типи запобіжників передбачає використання вставних елементів з разлічнимIвс.

Наприклад, в запобіжник НПН2-60 можна вставляти плавкі вставки з IВС від 6 до 60А, відповідно його Iп дорівнює 60А.

запобіжники серії НПН різних струмів

Принцип роботи

Конструктивно одноразовий елемент виповнюється у вигляді провідника малого перетину, укладеного в захисну скляну, порцелянову або пластмасову оболонку. При значеннях, близьких до IВС, відбувається тепловиділення, недостатнє для того, щоб розігріти провідник до температури плавлення через розсіювання тепла. При перевищенні IВС, відбувається розплавлення струмопровідний матеріал і електричний ланцюг обривається.

Існує велика різновид даних компонентів - від тонких дротів, використовуваних для захисту електронних приладів, до масивних пластин, призначених для роботи в ланцюгах з струмом, що перевищує тисячі ампер.

Спрацьовування запобіжника відбувається в кілька етапів: розігрів, розплавлення і випаровування металу, електрична дуга, гасіння дуги. Останній етап означає повне відключення, і щоб дуга згасла, номінальну напругу запобіжника не повинно бути менше напруги мережі.

Умови експлуатації

Температура нагріву плавкою вставки не повинна перевищувати допустимих значень під час тривалої експлуатації запобіжника. Тому, IВС і Iп повинні вибиратися величиною рівній або на одне значення більшої номінального струму навантаження мережі, що захищається. Але також слід враховувати, що ланцюг не повинна розриватися при пускових стартових перевантаженнях підключаються електроприладів.

Наприклад, для старту асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором потрібно струм, що перевищує семиразове значення номінального, який падає в міру розгону ротора до робочих оборотів. Час запуску залежить від характеристик кожного конкретного електроприладу.

Час струмовий характеристика

Застосування запобіжників в ланцюгах з короткочасними перевантаженнями можливо завдяки тому, що при перевищенні IBC відключення відбувається не відразу, а через деякий час, необхідний на нагрів розплавляється дроти. Період спрацьовування залежить від температури навколишнього середовища і призначення запобіжника, який можна дізнатися за графіками час струмового залежності. За короткий час перевантаження матеріал плавиться елемента не встигає перегрітися до моменту повернення навантаження в нормальне значення.

Час струмовий характеристика для запобіжників серії ППН, де в залежності від величини струму вказано час їх перегорання

Час струмові характеристики запобіжників

Різний час відключення

Розгалуження графіків означає роботу в гарячих (вліво) і холодних (вправо) середовищах. Для ППН з IВС = 25А, при I = 100А відключення відбудеться за одну секунду (червоні лінії). При I = 50А знадобиться приблизно 40с. на спрацьовування (зелений колір на графіку).

При I = 30А (сині відрізки) запобіжник буде тримати навантаження близько півгодини (2000с / 60м) при високих температурах. З графіка видно, що в холодних умовах при I = 30А він практично не перегорить ніколи. Тому, вибір плавких запобіжників варто здійснювати, звіряючись з його времятоковой характеристикою, дізнаючись час відключення при певних умовах.

Розрахунок IВС згідно ПУЕ 5.3.56.

Ставлення пускового струму Iп.ед. до IВС ​​не повинно перевищувати 2,5, інакше запобіжник не витримає стартових перевантажень. Цей коефіцієнт приймається для двигунів з легким запуском, а для важких умов (часті запуски, великий час розгону) застосовується ставлення 2,0-1,6.
Тобто,

Струм запуску електродвигуна вказується в його паспорті, а також на самому корпусі. Припустимо, Iп.ед = 60А. Для того щоб запобіжник витримав цей струм і справно захищав від короткого замикання і тривалих перевантажень, по вищенаведеної формулі потрібно розрахувати IВС = 60 / 2,5 = 24А. Вибираємо найближче значення із серії ППН - 25А.

Таблиця вибору деяких типів запобіжників

Дивимося на час струмовий характеристику, де видно, що час відключення при 60А знаходиться в межах 10-20с., Чого цілком вистачає для набору оборотів двигуном.

Припустимо у Вас кілька електродвигунів і вам необхідно захистити лінію, для цього необхідно:

де - - сума всіх струмів одночасно працюючих електродвигунів, дорівнює розрахунковому току в лінії;

- пусковий струм ел. двигуна найбільшій потужності;

- струм розрахунковий найбільшій потужності з числа працюючих ел. двигунів.

Після розрахунку необхідно дотримуватися цієї умови:

Тимчасовий запобіжник ( «жучок»)

Ще один чудовий засіб плавких запобіжників - можливість його ремонту за допомогою підручних засобів, але тільки для тимчасової заміни, зробивши розрахунок за складними формулами, або вибравши діаметр провідника з таблиці:

Таблиця для вибору тимчасових плавких вставок

Вимірювати товщину дроту потрібно мікрометром або штангенциркулем. При відсутності таких, можна намотати дріт на олівець, виміряти довжину намотування, поділивши її на кількість витків отримати приблизний її діаметр.