Atunci când circuitul electric este supraîncărcat sau scurtcircuitat, există riscul de incendiu, topirea cablurilor sau defectarea aparatelor electrice. Pentru a preveni pericolul, se folosesc siguranțe sau siguranțe automate. Ele sunt conectate în serie cu sarcina și întrerup circuitul atunci când curentul nominal este depășit.

Tipuri dintre cele mai comune întreruptoare

Clasificare

Conform principiului de funcționare, siguranțele sunt fie fuzibile, fie automate. Primele sunt ambuteiajele obișnuite. Sunt utilizate pe scară largă în rețelele casnice, deoarece sunt ultima și cea mai fiabilă linie de apărare. Sunt înșurubate în apropierea contorului, iar baza este aceeași cu cea a unei lămpi cu incandescență. După fiecare operație, dopurile arse trebuie înlocuite.

Siguranțele sunt instalate după contor. Aparatul de intrare instalat în fața contorului trebuie sigilat pentru a preveni furtul de electricitate. Pentru a face acest lucru, este plasat într-o cutie cu acces doar la comutator.

Mașinile sunt împărțite în următoarele tipuri:

• electromecanice (întrerupătoare);
• electronic;
• autovindecare.

Cele mai comune sunt întreruptoarele de circuit (foto de mai sus).

După tejghea curent electric diverge de-a lungul liniilor din apartament. Intrarea principală și fiecare circuit în mod individual trebuie protejate de suprasarcini și scurtcircuite (scurtcircuit). În casele vechi se folosesc dopuri cu inserții conductoare subțiri (Fig. a). La parametrii nominali, legătura siguranței poate rezista la sarcina curentă. Când valoarea sa depășește norma, ștecherul se arde și întrerupe circuitul. Pentru a restabili circuitul, elementul ars trebuie înlocuit cu unul care poate fi reparat. Chiar și un nespecialist poate face acest lucru cu propriile mâini.

Siguranțe și siguranțe automate (prize)

Au fost realizate dispozitive automate cu o formă similară care ar putea înlocui ambuteiajele. În fig. b prezintă o siguranță automată filetată PAR-10, unde numărul indică curentul nominal. Nu necesită înlocuirea siguranțelor de fiecare dată când este declanșată, iar restabilirea funcționalității este asigurată prin apăsarea unui buton.

Principiul de funcționare al siguranței-ștecher

Siguranța automată PAR este făcută ca un ștecher și este înșurubată în cartus. Când PAR este pornit, acesta închide circuitul dintre manșonul filetat (1) și contactul central (2) folosind firul (4) (Fig. b). Firul este înfășurat în jurul unei bobine de electromagnet (5) și conectat la o placă bimetalică (6). Când există o suprasarcină termică de la un curent mare, placa se îndoaie și eliberează pârghia care ține arcul (7). Ea deconectează contactele și ridică butonul (9), ceea ce arată asta. Dacă apare un curent de scurtcircuit, miezul (8) al electromagnetului este retras brusc, eliberând pârghia, iar arcul deschide contactele.

Dezactivarea manuală a siguranței automate se face prin apăsarea butonului mic (10), care acționează asupra pârghiei.

Întrerupătoare

Pentru a proteja împotriva curenților de scurtcircuit și suprasarcinii, se folosesc întrerupătoare automate. În comparație cu siguranțele, care necesită înlocuire frecventă, funcționalitatea lor este extinsă semnificativ în următoarele domenii:

• reporniri rapide;
• protecție la suprasarcină pentru diferiți curenți;
• oprirea circuitului când tensiunea scade sub normal;
• operațiuni de comutare;
• telecomanda.

Dispozitivul mașinii

O siguranță automată de uz casnic conține două protecții - termică și electromagnetică. Eliberarea de suprasarcină termică este o placă bimetală prin care trece un curent electric și o încălzește. Când curentul atinge o valoare de prag, placa este deformată în așa fel încât să afecteze deconectarea contactului electric. În funcție de suprasarcină, timpul de răspuns poate fi lung. Curentul minim de oprire depinde de tipul de mașină și este de cel puțin 1,3 din valoarea nominală. După ce placa s-a răcit, dispozitivul este din nou gata de utilizare.

Schema întrerupătorului

În timp, parametrii întrerupătorului se pot schimba din cauza uzurii contactului.

Declanșarea electromagnetică este protecție împotriva scurtcircuitului. Există un singur mecanism de eliberare în dispozitiv, dar acesta este activat în moduri diferite. În timpul unui scurtcircuit, valoarea curentului este semnificativ mai mare decât curentul nominal și banda bimetalică poate fi distrusă. Prin urmare, este necesară deschiderea instantanee a contactelor, care este produsă de electromagnet. Impulsul de curent trece prin bobină și, datorită inducției electromagnetice, activează miezul mobil, care eliberează arcul de eliberare.

În cazul unui scurtcircuit, oprirea mașinii provoacă apariția unui arc electric, care este stins forțat în camera de stingere a arcului.

Aparatul poate fi folosit ca unul obișnuit. De obicei, în acest scop, încearcă să folosească un releu de tensiune care are contacte mai puternice.

În funcție de scopul lor, mașinile sunt împărțite în tipuri prezentate în tabel.

Tipuri de întreruptoare de uz casnic

Tabelul arată că cel mai important criteriu pentru alegerea unei mașini este curentul nominal. Ar trebui să fie cu 10-15% mai mică decât sarcina curentă admisă a cablajului, deoarece funcția principală a dispozitivului este protecția acestuia. Apoi selectați mașina cea mai apropiată din rândul standard.

Următorul criteriu de selecție este curentul de funcționare. Poate fi selectat în funcție de scopul dispozitivului, așa cum este indicat în tabelul de mai sus.

Pot exista mai multe întrerupătoare în sistemul electric sau acasă. Evaluările fiecăruia sunt selectate în funcție de sarcina fiecărei linii. În acest caz, selectivitatea trebuie respectată astfel încât dispozitivele să pornească nivel superior nu a funcționat înainte de instalarea dispozitivelor la niveluri inferioare.

Circuitul de intrare prevede instalarea în fața contorului principal mașină cu doi poli, și apoi conectarea circuitelor cu un singur terminal la fiecare linie. În diagrama din fața lor există un întrerupător diferenţial, care este atât o mașină, cât și un RCD.

Schema de circuit pentru conectarea în serie a întrerupătoarelor

Pentru acest circuit, în loc de un comutator diferențial, puteți instala un RCD, deoarece întrerupătorul principal este deja acolo.

Un întrerupător unipolar trebuie conectat la fază, nu la neutru. În caz contrar, tensiunea va rămâne pe sarcină atunci când linia este deconectată.

Cu o intrare principală trifazată, este instalat un întrerupător cu patru poli, iar sarcina pe faze este distribuită uniform între linii. Dacă sarcina este trifazată (cazan electric, motor al mașinii), atunci la aceasta este conectat un întrerupător cu patru poli cu un rating mai mic decât cel principal la intrare. Figura prezintă o diagramă a intrării trifazate în casă.

Diagrama de intrare trifazată într-o casă privată

Principalii consumatori monofazați sunt localizați după contor și sunt împărțiți în trei grupuri, fiecare dintre ele necesită propria siguranță:

• tip D – putere (aragaz electric, mașină de spălat și mașină de spălat vase);
• tip B – iluminat;
• tip C – camere utilitare (garaj, subsol).

Diagrama arată, de asemenea, o linie trifazată, care este de obicei folosită pentru nevoile casnice. Pentru aceasta este selectată o mașină de tip C motoare trifazate, este mai bine să folosiți un dispozitiv de tip D.

Siguranțe electronice și limitatoare de curent

Dispozitivele electronice de protecție sunt împărțite în trei tipuri:

• circuit electric de autovindecare după eliminarea accidentului;
• dispozitive de alarmare a accidentelor;
• restabilirea alimentaţiei prin intervenţie externă.

Electronica utilizează senzori de curent conectați la sarcină. Când scăderea de tensiune pe senzor crește peste o valoare predeterminată, acesta trimite un semnal către un dispozitiv de protecție, care oprește circuitul sau limitează curentul.

Cea mai simplă protecție radio dispozitive electronice de la suprasarcinile curente este prezentată în Fig. O. Curentul de sarcină aici nu poate fi mai mare decât curentul maxim al tranzistorului KP302V. Pentru a schimba curentul de ieșire, puteți selecta un alt tranzistor sau le puteți conecta în paralel.

Circuite electronice de limitare a curentului

În fig. b curentul electric este limitat și de tranzistori. VT1 funcționează în modul de saturație, iar tensiunea de intrare este aproape complet transferată la ieșire. În modul de funcționare, VT2 este închis și LED-ul HL1 este stins. Senzorul de curent este rezistența R3. Când valoarea pragului căderii de tensiune de pe aceasta este depășită, tranzistorul VT2 începe să se deschidă, iar VT1 începe să se închidă, limitând curentul de sarcină. În același timp, LED-ul HL1 se aprinde, semnalând că curentul a atins valoarea de prag.

Pentru curenți mari de funcționare se folosește un circuit de protecție a tiristoarelor (Fig. c). În modul normal, tiristorul este blocat, iar tranzistorul compozit funcționează în modul de saturație. Când R n apare în sarcină scurt-circuit, un curent trece prin joncțiunea de control a tiristorului, deschizându-l. În acest caz, circuitul de control al tranzistorilor este manevrat de un tiristor deschis, iar curentul din sarcină este redus la minimum.

Video despre siguranțe AES 50A, 70A

Videoclipul de mai jos descrie caracteristicile utilizării siguranțelor automate rezistente la apă din seria AES 50A, 70A.

O siguranță automată modernă, care a evoluat de la o priză obișnuită la un dispozitiv multifuncțional, îndeplinește cerințele de siguranță pentru funcționarea unui circuit electric. Este important să îl selectați corect pentru tipul de sarcină conectat și pentru caracteristicile cablajului. Viteza și puterea mașinilor sunt destul de mari. Dacă este necesară protejarea circuitelor semiconductoare, se folosesc dispozitive electronice. Cea mai eficientă protecție este cu mai multe dispozitive, inclusiv siguranțe.

Scopul și principiul de funcționare

Definiție și scop

Siguranța este o siguranță de comutare element electric, conceput pentru a deconecta circuitul protejat prin topirea elementului de protecție. Elementele fuzibile sunt fabricate din plumb, aliaje de plumb și staniu, zinc și cupru. Conceput pentru a proteja echipamentele și rețelele electrice de curenții de scurtcircuit și suprasarcinile inacceptabile pe termen lung.

Moduri de funcționare a siguranței

Siguranța funcționează în două moduri puternic diferite: în condiții normale; în condiţii de suprasarcină şi scurtcircuite.

Prima etapă- funcționarea în modul normal de rețea.În condiții normale, încălzirea unui element fuzibil are caracterul unui proces în stare staționară, în care întreaga cantitate de căldură eliberată în acesta este eliberată în mediu. În acest caz, pe lângă element, toate celelalte părți ale siguranței sunt încălzite la o temperatură constantă. Această temperatură nu trebuie să depășească valorile admise.

Puterea curentului pentru care elementul siguranței este proiectat pentru funcționare pe termen lung se numește puterea curentului nominal al elementului siguranței (1 N ohm). Poate fi diferită de puterea curentului nominal al siguranței în sine. De obicei, în aceeași siguranță pot fi introduse elemente fuzibile cu valori nominale diferite de curent.

Curentul nominal al siguranței indicate pe ea este egal cu cea mai mare valoare a curentului a elementului siguranței destinate acestui proiect de siguranță. La curentul nominal, excesul de căldură datorat conductivității termice a materialului elementului are timp să se răspândească în părți mai largi, iar întregul element este practic încălzit la aceeași temperatură.

Etapa a doua- creșterea puterii curentului în rețea. Pentru a reduce semnificativ timpul de topire al insertului pe măsură ce curentul crește, elementul este realizat sub forma unei plăci cu decupaje care îi reduc secțiunea transversală în anumite zone. Aceste zone înguste generează mai multă căldură decât cele largi.

În timpul unui scurtcircuit, încălzirea zonelor înguste are loc atât de intens încât îndepărtarea cantității de căldură poate fi practic neglijată. circuitul în timpul unui scurtcircuit nu are timp să atingă o valoare constantă.

Când elementul se topește, are loc un arc electric în punctul în care circuitul se întrerupe. Stingerea arcului în siguranțe moderne are loc într-un volum limitat al suportului siguranței. În același timp, siguranțele sunt realizate astfel încât metalul lichid să nu poată deteriora obiectele din jur.

Dispozitiv generalși design

În general, o siguranță modernă constă din două părți principale: o bază de porțelan cu un fir metalic; legătură cu siguranțe înlocuibile (Fig. 21.1).

Legătura de siguranță a unei astfel de siguranță este proiectată pentru curenți nominali de 10, 16, 20 A. Prin proiectare, siguranțele pot fi de tip filetat (ștecher) sau tubulare. În fig. 21.2 prezintă o siguranță PPT-10 cu o inserție de siguranță VTF (inserție tubulară din porțelan) pentru 6 sau 10 A pentru instalații de până la 250 V. Baza este din plastic, prinsă de structura de susținere cu un șurub. În interiorul tubului (VTF) există nisip de cuarț uscat. Tubul este instalat în orificiul din capacul siguranței. Principalii parametri ai siguranțelor includ: curentul nominal; tensiunea nominală; curent comutabil maxim.

Principiul de funcționare

Legătura siguranței se încălzește când trece curentul prin ea. Când trece un curent mare prin el din cauza unei suprasarcini sau a unui scurtcircuit, se arde. Timp epuizări dimensiunea siguranței depinde de curentul care trece prin filament. Deci, în cazul unui scurtcircuit, siguranțele se ard suficient de repede și, în acest caz cel mai periculos, servesc drept protecție simplă, ieftină și fiabilă. Pentru a preveni apariția fenomenului periculos al unui arc electric atunci când legătura siguranței din siguranță se arde, insertul este plasat într-un tub de porțelan.

Exemplu. Să introducem în circuitul din fig. 21.3 o secțiune de protecție de 30 mm lungime din sârmă de cupru cu diametrul de 0,2 mm. Secțiunea sa transversală;S = π r 2 = π /4d 2 = 3,14 0,2 2: 4 = 0,0031 mm 2.

Rezistența secțiunii de protecție este de 0,029 Ohm. Apoi selectați mental o secțiune de aceeași lungime, rezistența unui fir de aluminiu de lucru cu o secțiune transversală de 2,5 mm 2 de aceeași lungime este de 0,00063 Ohm. Din moment ce cu egal conditii cantitatea de căldură este proporțională cu rezistența 0,029: 0,00063 = de 46 de ori mai multă căldură este eliberată în firul siguranței.

Concluzii. Cu un curent admisibil pe termen lung pentru un anumit fir, acesta se încălzește moderat.Cu toate acestea, temperatura firului este mult mai mare, dar nu se arde. LaÎn cazul unui scurtcircuit, firul se încălzește atât de repede încât se arde. Pentru aceastatimp firul de lucru nu are timp să se încălzească până la o temperatură periculoasă pentru izolarea sa.

Cea mai importantă caracteristică a unei siguranțe este dependența timpului de ardere a elementului siguranței de puterea curentului - caracteristica timp-curent este prezentată în Fig. 21.4.

Avantajele siguranțelor

1. Timpul necesar pentru arderea siguranțelor depinde de puterea curentului care trece prin filament. Deci, în timpul unui scurtcircuit, când curentul este foarte mare, siguranțele ard suficient rapid, iar în acest caz cel mai periculos servesc drept protecție simplă, ieftină și fiabilă.

2. Cele mai multe cutii de siguranțe oferă capacitatea de a seifînlocuirea fuzibilului sub tensiune.

Dezavantajele siguranțelor

1. Dacă curentul din circuit depășește puțin limita admisă, siguranțele nu îndeplinesc bine un rol de protecție.

Exemple. La suprasarcini de până la 30%, durata de viață a cablurilor este redusă considerabil, iar siguranțele nu se ard. La valori mari de suprasarcină (până la 50...70%), timpul de explozie a siguranței variază de la un minut la zeci de minute. În acest timp, izolația firelor supraîncărcate are timp să se supraîncălzească foarte mult.

2. Un alt dezavantaj al siguranțelor este deteriorarea acestora.
După ce ștecherul se stinge, acesta trebuie înlocuit cu unul nou (reîncărcat). Pentru ușurința restaurării, la proiectarea siguranțelor sunt utilizate legături de siguranță calibrate înlocuibile.

Orice sistem electric operează pe echilibrul energiei furnizate și consumate. Când tensiunea este aplicată unui circuit electric, aceasta este aplicată unei anumite rezistențe a circuitului. Ca urmare, pe baza legii lui Ohm, se generează un curent, datorită căruia se lucrează.

În cazul defecțiunilor de izolație, erori de instalare sau mod de urgență, rezistența circuitului electric scade treptat sau scade brusc. Acest lucru duce la o creștere corespunzătoare a curentului, care, atunci când atinge o valoare care depășește valoarea nominală, provoacă daune echipamentelor și oamenilor.

Problemele de siguranță au fost și vor fi întotdeauna relevante atunci când se utilizează energie electrică. Prin urmare, se acordă în mod constant o atenție sporită dispozitivelor de siguranță. Primele astfel de modele, numite siguranțe, sunt utilizate pe scară largă până în prezent.

Siguranța electrică face parte din circuitul de funcționare, se taie în tăietura firului de alimentare, trebuie să reziste în mod fiabil la sarcina de funcționare și să protejeze circuitul de apariția curenților în exces. Această funcție stă la baza clasificării sale după curentul nominal.

În conformitate cu principiul de funcționare utilizat și metoda de întrerupere a circuitului, toate siguranțele sunt împărțite în 4 grupuri:

1. cu siguranță;

2. proiectare electromecanica;

3. bazat pe componente electronice;

4. modele de autovindecare cu proprietăţi neliniare reversibile după acţiunea supracurenţilor.

Legătură de siguranță

Siguranțele de acest design conțin un element conducător, care, sub influența unui curent cu o valoare care depășește valoarea nominală setată, se topește din cauza supraîncălzirii și se evaporă. Acest lucru asigură că tensiunea este îndepărtată din circuit și este protejată.

Legăturile sigure pot fi realizate din metale, de exemplu, cupru, plumb, fier, zinc sau aliaje individuale care au un coeficient de dilatare termică care asigură proprietățile de protecție ale echipamentelor electrice.

Caracteristicile de încălzire și răcire ale conductorilor pentru echipamente electrice în condiții de funcționare în regim de echilibru sunt prezentate în figură.

Funcționarea unui fuzibil sub sarcina de proiectare este asigurată de crearea unui echilibru de temperatură fiabil între căldura generată pe metal din trecerea unui curent electric de lucru prin acesta și îndepărtarea căldurii în mediu datorită disipării. .

Când apar condiții de urgență, acest echilibru este rapid perturbat.

Când este încălzită, partea metalică a legăturii siguranțe crește valoarea rezistenței sale active. Acest lucru determină mai multă încălzire, deoarece căldura generată este direct proporțională cu valoarea I2R. În același timp, rezistența și generarea de căldură cresc din nou. Procesul continuă ca o avalanșă până când apare topirea, fierberea și distrugerea mecanică a inserției fuzibile.

Când circuitul se întrerupe în interiorul cutiei de siguranță, are loc un arc electric. Prin el trece un curent periculos pentru instalație până la stingerea completă, care se modifică conform caracteristicii prezentate în figura de mai jos.

Principalul parametru de funcționare al unei legături sigure este acesta caracteristica timp-curent, care determină dependența multiplicității curentului de urgență (relativ la valoarea nominală) de timpul de răspuns.

Pentru a accelera funcționarea legăturii siguranțe la rate scăzute ale curenților de urgență, se folosesc tehnici tehnice speciale:

crearea formelor de secțiune transversală variabilă cu zone de suprafață redusă;

folosind efectul metalurgic.

Schimbarea secțiunii

La îngustarea plăcilor, rezistența crește și se generează mai multă căldură. În funcționare normală, această energie reușește să se răspândească uniform pe întreaga suprafață, iar în timpul supraîncărcărilor se creează zone critice pe blocajele. Temperatura lor atinge rapid o stare în care metalul se topește și întrerupe circuitul electric.

Pentru a crește performanța, plăcile sunt realizate din folie subțire și utilizate în mai multe straturi conectate în paralel. Burning-ul oricărei secțiuni de pe unul dintre straturi accelerează răspunsul protecției.

Principiul efectului metalurgic

Se bazează pe proprietatea metalelor individuale cu punct de topire scăzut, de exemplu plumbul sau staniul, de a dizolva mai mult cupru refractar, argint și aliaje individuale în structura lor.

Pentru a face acest lucru, picături de cositor sunt aplicate pe firele cu toroane din care este realizată legătura siguranței. La temperatura admisa fire metalice, acești aditivi nu creează niciun efect, dar în modul de urgență se topesc rapid, dizolvă o parte din metalul de bază și asigură o funcționare mai rapidă a siguranței.

Eficacitatea acestei metode apare numai pe conductorii subțiri și scade semnificativ pe măsură ce secțiunea lor transversală crește.

Principalul dezavantaj al unei siguranțe este că atunci când se declanșează, aceasta trebuie înlocuită manual cu una nouă. Pentru a face acest lucru, trebuie să le mențineți aprovizionarea.

Siguranțe de proiectare electromecanica

Principiul tăierii unui dispozitiv de protecție în firul de alimentare și asigurării ruperii acestuia pentru a elibera tensiunea ne permite să clasificăm produsele electromecanice create în acest scop drept siguranțe. Cu toate acestea, majoritatea electricienilor le clasifică într-o clasă separată și le numesc, sau prescurtat, mașini automate.

În timpul funcționării lor, un senzor special monitorizează în mod constant cantitatea de curent care trece. După atingerea unei valori critice, este trimis un semnal de control către actuator– un arc încărcat dintr-o eliberare termică sau magnetică.

Siguranțe pe componentele electronice

Aceste modele au o funcție de protecție schema electrica angajat în non-contact chei electronice bazate pe dispozitive semiconductoare de putere din diode, tranzistoare sau tiristoare.

Sunt numiti sigurante electronice(ED) sau module de control și comutare a curentului (MCCT).

Ca exemplu, figura arată schema bloc, care arată principiul de funcționare a unei siguranțe pe un tranzistor.

Circuitul de control al unei astfel de siguranțe elimină semnalul măsurat despre valoarea curentului dintr-un șunt rezistiv. Este modificat și aplicat la intrarea unui semiconductor de poartă izolată.

Când curentul prin siguranță începe să depășească valoarea admisă, poarta este blocată și sarcina este oprită. În acest caz, siguranța este comutată în modul de autoblocare.

Dacă o mulțime de MCCT sunt utilizate într-un circuit electric, atunci apar dificultăți în determinarea siguranței care s-a declanșat. Pentru a facilita căutarea acestuia, a fost introdusă funcția de trimitere a unui semnal de „Alarmă”, care poate fi detectat prin aprinderea unui LED sau activarea unui releu cu semiconductor sau electromecanic.

Astfel de siguranțe electronice au acțiune rapidă, timpul lor de răspuns nu depășește 30 de milisecunde.

Schema discutată mai sus este considerată simplă, poate fi extinsă semnificativ cu noi funcții suplimentare:

monitorizarea continuă a curentului din circuitul de sarcină cu generarea comenzilor de oprire când curentul depășește 30% din valoarea nominală;

deconectarea zonei protejate în caz de scurtcircuit sau suprasarcină, emiterea unui semnal când curentul din sarcină crește peste 10% din setarea setată;

protecția elementului de putere al tranzistorului atunci când temperaturile depășesc 100 de grade.

Pentru astfel de scheme, modulele MCCT utilizate sunt împărțite în 4 grupuri în funcție de timpul de răspuns. Cele mai rapide dispozitive sunt clasificate ca clasa „0”. Opresc curenții care depășesc setarea cu 50% în până la 5 ms, cu 300% în 1,5 ms și cu 400% în 10 μs.

Aceste dispozitive de protecție diferă de siguranțe prin aceea că, după deconectarea sarcinii de urgență, rămân operaționale pentru utilizare repetată ulterioară. De aceea au fost numite auto-vindecare.

Designul se bazează pe materiale polimerice care au un coeficient de temperatură pozitiv pentru rezistența electrică. Au o structură de rețea cristalină în condiții obișnuite, normale și se transformă brusc într-o stare amorfă atunci când sunt încălzite.

Caracteristicile de răspuns ale unei astfel de siguranțe sunt de obicei date sub forma logaritmului rezistenței în funcție de temperatura materialului.

Când un polimer are o rețea cristalină, trece bine curentul electric, ca un metal. În stare amorfă, conductivitatea se deteriorează semnificativ, ceea ce asigură că sarcina este deconectată atunci când apare o condiție anormală.

Aceste siguranțe sunt utilizate în dispozitive de protectie pentru a elimina supraîncărcările multiple care apar acolo unde înlocuirea unei siguranțe sau acțiunile manuale ale operatorului este dificilă. Acesta este domeniul dispozitivelor electronice automate, utilizat pe scară largă în tehnologii informatice, gadgeturi mobile, echipamente de măsurare și medicale, vehicule.

Funcționarea fiabilă a siguranțelor cu resetare automată este influențată de temperatura ambiantă și de cantitatea de curent care trece prin aceasta. Pentru a le ține seama, au fost introduși termeni tehnici:

curent de trecere, definit ca valoarea maximă la o temperatură de +23 grade Celsius, care nu declanșează dispozitivul;

curent de acționare ca valoare minimă care, la aceeași temperatură, duce la trecerea polimerului într-o stare amorfă;

valoarea maximă a tensiunii de operare aplicate;

timpul de răspuns, măsurat din momentul în care apare curentul de urgență până la deconectarea sarcinii;

puterea de disipare, care determină capacitatea siguranței la +23 de grade de a transfera căldură în mediu;

rezistența inițială înainte de conectarea la locul de muncă;

rezistenta atinsa la 1 ora dupa terminarea actionarii.

Siguranțele cu resetare automată au:

dimensiuni mici;

răspuns rapid;

loc de muncă stabil;

protecția combinată a dispozitivelor împotriva supracurentului și supraîncălzirii;

nu necesita intretinere.

Tipuri de modele de siguranțe

În funcție de sarcină, siguranțele sunt proiectate să funcționeze în circuite:

instalatii industriale;

aparate electrocasnice de uz general.

Deoarece funcționează în circuite de diferite tensiuni, carcasele sunt realizate cu proprietăți dielectrice distincte. Conform acestui principiu, siguranțele sunt împărțite în modele care funcționează:

cu dispozitive de joasă tensiune;

în circuite de până la 1000 volți inclusiv;

în circuitele echipamentelor industriale de înaltă tensiune.

Modelele speciale includ siguranțe:

exploziv;

pumnirea;

cu stingerea arcului atunci când circuitul se deschide în canale înguste de umpluturi cu granulație fină sau formarea de autogaz sau explozie lichidă;

pentru vehicule.

Curentul de urgență limitat de siguranțe poate varia de la fracțiuni de amper la kiloamperi.

Uneori, electricienii instalează în carcasă un fir calibrat în loc de o siguranță. Această metodă nu este recomandată deoarece chiar și cu o selecție precisă a secțiunii transversale, rezistența electrică a firului poate diferi de cea recomandată datorită proprietăților metalului sau aliajului în sine. O astfel de siguranță nu va funcționa cu precizie.

O greșeală și mai mare este folosirea „bug-urilor” de casă la întâmplare. Ele sunt cel mai adesea cauza accidentelor și incendiilor care apar în cablajul electric.

Siguranțele și întreruptoarele sunt dispozitive de protecție care opresc automat circuitul electric protejat în condiții anormale.

Siguranțele sunt utilizate pentru a proteja receptoarele electrice, firele și cablurile de. De asemenea, ele pot proteja împotriva supraîncărcării semnificative dacă toate elementele rețelei protejate au debitului cu cel puțin 25% mai mare decât curentul siguranței. Deoarece siguranțele rezistă curenților cu 30...50% mai mari decât curenții nominali ai circuitelor de siguranță timp de o oră sau mai mult, atunci la curenți care depășesc curenții nominali ai circuitelor de siguranță cu 60 - 100%. se topesc în mai puțin de o oră.

Din punct de vedere structural, siguranța este un cartus în care este atașată o legătură sigură, care este o legătură slăbită artificial în rețeaua electrică.

În majoritatea siguranțelor, siguranțe arse sunt înlocuite cu altele noi.

Clasificarea siguranțelor

Siguranțele sunt împărțite în:

1. inerțială- cu inertie termica mare, i.e. capacitatea de a rezista la suprasarcini semnificative de curent pe termen scurt. Acestea sunt siguranțe cu filet și punte conductivă de plumb;
2. fără inerţie- cu inertie termica scazuta, i.e. cu capacitate de suprasarcină limitată. Acestea sunt siguranțe cu o punte conductivă de cupru, precum și siguranțe cu inserții ștanțate.

Cele mai utilizate siguranțe în rețelele electrice de până la 1 kV sunt NGGN2-63, PN2, PR2.

• Siguranțe NPN2(neseparabile cu umplutură) sunt echipate cu un cartuş de sticlă neseparabil umplut cu nisip de cuarţ uscat şi o inserţie de sârmă de cupru cu o bilă de tablă. Astfel de siguranțe nu pot fi reîncărcate și trebuie înlocuite cu altele noi după declanșare.
• Siguranțe PN2(pliabil cu umplutură) constau dintr-un corp de porțelan umplut cu nisip de cuarț cu granulație fină, în care sunt amplasate una sau mai multe legături fuzibile din plăci de cupru. Când siguranța este declanșată, arcul electric se ramifică între boabele de nisip de cuarț și este răcit intens datorită transferului de căldură către umplutură.
• Siguranțe PR2(pliabil fără umplutură) consta dintr-un tub de fibre în care se află o inserție fuzibilă de o formă specială de aliaj de zinc. Când legătura siguranței se arde, tubul din fibră eliberează gaze, presiunea din tub crește semnificativ și arcul este deionizat.

Siguranțele de tip PR2 sunt utilizate în principal în mașini-unelte și cutii de comutare. În dispozitivele de distribuție (panouri, dulapuri electrice) se folosesc siguranțe NPN2 și PN2, în barele de distribuție - PN2.

În rețelele de iluminat se pot folosi siguranțe filetate (fișă), de exemplu, tip PD, PRS.

Urmărește mai jos un videoclip interesant despre funcționarea siguranțelor:

Caracteristicile siguranței

Siguranța se caracterizează prin:

1. tensiunea nominală la care funcționează siguranța perioadă lungă de timp;
2. curentul nominal al cartușului, pentru care părțile sale purtătoare de curent și conexiunile de contact sunt proiectate în condiții de încălzire prelungită;
3. curentul nominal al fuzibilului, pe care îl poate rezista fără a se topi pentru o lungă perioadă de timp;
4. capacitate de rupere (curent maxim de oprire), determinat de curentul maxim de oprire la care arderea fuzibilă fără emisie periculoasă de flăcări sau produse de ardere cu arc și fără distrugerea cartuşului;
5. caracteristica de protecție timp-curent, dependența timpului de oprire completă a circuitului de mărimea curentului comutat.

Date tehnice de bază Cele mai comune siguranțe sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Caracteristicile de protecție ale siguranțelor de tip PN2 pentru diferiți curenți nominali sunt prezentate în Fig. 2.4.

Un alt videoclip interesant despre siguranțe:

Siguranțele împreună cu simplitatea designului lor și costul redus au o serie de dezavantaje semnificative:

• incapacitatea de a proteja circuitul de suprasarcini;
• împrăștierea caracteristicilor de protecție cauzată de creșterea rezistenței de contact ca urmare a slăbirii contactelor și a îmbătrânirii materialului de inserție în condiții de funcționare;
• Dacă există un scurtcircuit într-o linie trifazată, una dintre cele trei siguranțe se poate exploda. Motoarele electrice asincrone cu un rotor cu colivie conectat la linie sunt pornite în două faze, iar acest lucru poate duce la suprasarcină și defecțiune.

Fig 2.4 Caracteristicile de protecție ale siguranțelor PN2

Scopul întreruptoarelor

Caracteristicile de protecție ale mașinilor

Întrerupătoare poate avea următoarele caracteristici de protecție (Fig. 2.6):

1. caracteristică dependentă de curent - timpul de răspuns. Astfel de întrerupătoare au doar o eliberare termică. Folosit rar din cauza capacității și vitezei maxime de comutare insuficiente;
2. caracteristica timpului de răspuns independent de curent. Astfel de întrerupătoare au doar o întrerupere a curentului, realizată cu ajutorul unui declanșator electromagnetic sau electronic care funcționează fără întârziere sau cu întârziere;
3. caracteristică de timp de răspuns în două trepte dependentă de curent limitat. În zona de suprasarcină, întrerupătorul de circuit este oprit cu o întârziere dependentă de curent, în zona de curent - printr-o întrerupere a curentului cu o întârziere prestabilită, independentă de curent (pentru comutatoare selective) sau fără întârziere. (pentru comutatoare neselective). Comutatorul are fie o declanșare termică și electromagnetică (combinată), fie o declanșare electronică:
4. caracteristică de protecție în trei trepte. În zona de curent de suprasarcină, comutatorul este oprit cu o întârziere dependentă de curent, în zona curentă - cu o întârziere independentă, prestabilită (zonă de întrerupere selectivă), iar în curenți apropiati - fără întârziere. (zona de operare instantanee).

Zona de răspuns instantaneu este concepută pentru a reduce durata expunerii la curenți în timpul scurtcircuitelor apropiate. Astfel de comutatoare au o declanșare electronică și sunt utilizate pentru a proteja intrarea în stațiile de transformare a pachetului și liniile de ieșire.

Datele tehnice principale ale unor serii de mașini sunt date în tabel. P11.

–Acesta este un element al unui circuit electric, al cărui scop principal este de a-l proteja de deteriorare..

Principiul de funcționare

Siguranța este proiectată astfel încât să se ardă înainte ca alte elemente să fie deteriorate. La urma urmei, este mai ușor să introduceți o nouă siguranță decât să înlocuiți fire, microcircuite și alte elemente care se pot arde atunci când există o creștere a curentului în circuit.

O siguranță se numește siguranță deoarece se bazează pe o legătură de siguranță. Această legătură sigură este formată dintr-un aliaj care are un punct de topire scăzut și când apare un curent periculos pentru circuit, cantitatea de căldură care este eliberată atunci când un astfel de curent trece prin această inserție este suficientă pentru a o topi. Când inserția se topește - „se arde”, circuitul este deschis.

Motivele pentru o siguranță arsă pot fi scurtcircuit, suprasarcină și creșteri bruște de curent.

Siguranța nu numai că protejează circuitul de deteriorare, dar servește și ca protecție împotriva incendiilor și incendiilor, deoarece legătura siguranței arde în corpul siguranței, spre deosebire de fir, care poate intra în contact cu materiale inflamabile în momentul arderii. .

Se întâmplă ca oamenii să facă așa-zisul bug. De obicei, aceasta este o bucată obișnuită de sârmă care este introdusă în locul siguranței. Acest lucru se face pentru că nu există nicio siguranță cu valoarea nominală necesară sau pentru a ocoli protecția. Adesea, astfel de bug-uri duc la incendii, deoarece nu se știe la ce curent se va arde un astfel de bug sau dacă se va arde deloc.

Dispozitiv de siguranță

După cum am menționat mai sus, cea mai simplă siguranță este formată din partea sa principală - o legătură de siguranță (fir) și o carcasă care este proiectată pentru a fi conectată circuit electricși servește ca element de fixare pentru inserare.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele siguranțelor includ costul lor relativ scăzut.

Principalul dezavantaj siguranța este un timp de răspuns relativ lung în comparație cu siguranțele automate. În timpul în care o siguranță se arde în rețelele de înaltă tensiune, echipamentul se poate defecta. În plus, siguranța este un element de unică folosință, adică, odată ce se arde, nu poate fi folosită pentru utilizare ulterioară, în timp ce siguranțele automate pot servi destul de mult timp, deoarece principiul funcționării lor se bazează pe deschiderea circuitului fără deteriorarea structurii siguranței în sine.

Parametrii de bază

Parametrii care caracterizează o siguranță sunt curentul nominal, tensiunea nominală, puterea, viteza de răspuns.

Unde U– tensiunea rețelei și Pmax– putere maximaîncărcare cu o marjă de aproximativ 20%.

Viteza cu care funcționează siguranțele variază. De exemplu, în circuitele în care sunt prezente dispozitive semiconductoare, este mai bine dacă siguranța se arde mai repede pentru a nu deteriora dispozitivele, dar dacă este o siguranță puternică care este utilizată într-un circuit de motor electric, atunci va fi mult mai mult. util dacă nu întrerupe circuitul de fiecare dată în momentul curenților de aprindere .