Електрически предпазител

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Принципна електрическа схема за включване на предпазител (F) към източник на електрически ток (U) и товар (H1, H2)
Схема на патрон за предпазител нормално изпълнение за инсталации с малка мощност
1. кварцов пясък
2. стопилка/тънък меден или сребърен проводник/
3. контактна месингова капачка
4. сигнатура
5. неглазирано порцеланово тяло

Електрическият предпазител (на английски: fuse) (на руски: Электрический предохранитель) (разг. бушон) е устройство, което се въвежда в електрическите уредби, за да се обезпечат предварително определени работни условия и да защити инсталацията при нарушаването им, чрез прекъсването на електрическата верига. С конструкцията си този елемент предпазва електрическите вериги и включените уреди и апарати от претоварване и повреди при повишаване на тока над някаква пределна стойност и създаване на условия за опасен авариен режим в инсталацията. [1]За защита и прекъсване се включват последователно на електрическата верига. [2], [3] В съвременните електрически инсталации посредством разпределителни табла към общ източник, се изграждат токови кръгове за различните консуматори и на всяка токова линия се поставя предпазител. По такъв начин не се нарушава захранването на всички потребители, а се изключва само токовият кръг с авариен режим на работа.

Видове електрически предпазители[редактиране | редактиране на кода]

Електрическите предпазители се разделят на два основни типа по начин на прекъсване на електрическата верига:

– предпазители със стопяем проводник /стопилка/,
- автоматични предпазители.

Основната разлика между двата типа е, че при този със стопилката е за еднократно ползване и се налага подмяна на предпазителя, докато автоматичният не е дефектирал при изключването на електрическата верига и може да се ползва многократно като прекъсвач. Последният позволява възстановяване на електрическата верига след отстраняване на повредата, като причина за задействане на защитата чрез прекъсването на електрическия ток.

Комплект предпазители нормално изпълнение със стопяема жичка - порцеланова капачка, патрон и тяло на предпазителя
Високомощен предпазител 100 А с ножови накрайници
Ножови предпазители 1000 А в трансформаторни или разпределителни подстанции

Предпазители със стопяем проводник[редактиране | редактиране на кода]

Предпазителите със стопяем проводник /стопилка/ се включват последователно в електрическата верига и имат различно конструктивно изпълнение в зависимост от конкретната електрическа уредба - за сградна или промишлена инсталация, за електрическа уредба на транспортно средство или предпазител в радиоелектронна апаратура. Независимо от конструкцията, принципът на защита е еднакъв - защитната стопилка, оразмерена за номиналния за уредбата електрически ток се стопява, ако се превиши стойносттта му. Формата и размерът на предпазителя, дори предназначен за едни и същи съоръжения, може да бъде различен и се определя от стойността на преминаващия номинален ток.

Видове стопяеми предпазители според предназначението[редактиране | редактиране на кода]

Предпазители използвани в бита - със стопилка и едисонова резба, автоматични с едисонова резба и автоматични в бок

Типовете предпазители използване за защитата на електрическите вериги в една електрическа уредба са много различни в зависимост от предназначението си и свързаният с това преминаващ електрически ток. Практически са обособени групи унифицирани предпазители по предназначение, при които отделните фирмени промени са несъществени. Основни групи предпазители са:

- предпазители нормално изпълнение ниско напрежение за сградни и промишлени инсталации с порцеланово тяло /патрон/ на предпазителя и нормирана стопилка за ток 2, 4, 5, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63, 100 и 200 А. В средата в празното пространство на патрона, където е стопилката е поставен сух и чист кварцов пясък за гасене на възникналата дъга по време на изгарянето ѝ. В двата края на патроне има месингови котактни капачки. Порцелановата капачка обхваща патрона и се завинтва към корпуса посредством вградена в нея месингова гилза, снабдена с едисонова резба - Е 16, Е27, Е 33.
- високомощни предпазители за защита от къси съединения и трайни претоварвания на мрежи и електрически съоръжения ниско напрежение работещи с висока стойност на тока. Конструктивно патронът е от порцеланово тяло с оформени месингови контактни части (ножови накрайници) или с отвори в тях за захващане към включените в електрическата мрежа корпуси на държателите им. Ножовите патрони са неразглобяеми и се произвеждат за номинални токове 100 А (вложки 40, 50, 60, 80, 100 А), 250 А (вложки 125, 160, 200, 250 А); 400 А (вложки 250, 315, 400 А); 600 А (315, 400, 630 А) и 1000А (вложки 630, 800, 1000 А).
Автомобилни предпазители
- автомобилни предпазители предназначени за защита на електрическата уредба на автомобила. Различните фирми имат предпочитания към различна форма на патрона със стояема жичка, но автомобилите се комплектуват с кутия с държачи с пружиниращи месингови гнезда за предпазители и патрони съобразени с конкретния използван тип. Обикновено телата на патроните са цилиндрични порцеланови със стопилка разположена вътре или върху изолационната основа или плоски от пластмаса, а някои модели и от този тип имат възможност за възстановяване. Това са т.нар. предпазители за многократно действие. Последните се използват в автомобилите руско производство като към патрона има допълнително намотан проводник, от който може бързо да се размотае проводник-стопилка и възстанови функционирането на патрона на предпазителя. За по-големи токове се използват термобиметални предпазители, при които повишаването на протичащия ток повишава температурата на биметалната пластина и деформирането ѝ отваря контактите включени в електрическата верига. [4]
Стъклени предпазители в радиоелектронна апаратура
- предпазители за радиотехническа и електронна апаратура. Този вид предпазители обикновено са патрон от стъклено тяло с медни капачки - накрайници и стопилка във вътрешната част. Разнообразно е закрепването и включването към електрическата верига. Предпазителите монтирани на печатни платки се поставят в пружиниращи гнезда /скоби/, а в трудно разглобяема апаратура с използването на един или няколко предпазители, патроните са поставят в бакелитови корпуси с винт, монтирани на операторския панел на апаратурата. Стопяемите предпазители имат малко бързодействие в тази апартура - от 1 до 2 секунди. Транзисторите на стабилизаторите по напрежение не издържат продъжително претоварване повече от неколко десетки милисекунди. Това налага в модерната електронна апаратура да се влагат различни електронни схеми за токоограничение на тока на късо съединение или претоварване. [5]Независимо от тези схемни решения, за предотвратяване на по-тежки повреди, стопяемите предпазители са неотменим елемент за защита.
- високоволтови предпазители. Използват се за защита в преносните мрежи високо напрежение и много високи нива на номиналния ток.

Автоматични предпазители[редактиране | редактиране на кода]

Автомотичен еднофазен предпазител

Автоматичните предпазители се автоматични прекъсвачи предназначени за управление и защита от претоварване и къси съедининия на трифазни или еднофазни консуматори с напрежение до 500 V и честота 50 Hz. [6].

Прекъсвачите се произвеждат в еднополюсно или триполюсно изпълнение. Конструкцията на еднополюсните прекъсвачи позволяват чрез набор от еднополюсни прекъсвачи да се създаде набор комбинация за дву-, три-, или четириполюсни изпълнения. В зависимост от конкретното приложение, прекъсвачите може да съдържат следните устройства: помощни контакти; минимално напреженов изключвател; независим изключвател. Поставянето на автоматични прекъсвачи се определя от безопасността на околната среда (без съдържание на агресивни газове и фино метално прахообразуване), от стойността на номиналния ток в инсталацията и възможностите за настройка на термичния изключвател, комутационната възможност на прекъсвача трябва да е по-висока от очаквания брой режими на късо съединение в защитаваната електрическа мрежа.

Действието на тези предпазители с възстановима работоспособност се дължи на конструкцията, където вместо стопилка, контролът на стойността на тока през предпазителя се осъществява от биметална пластина. При нагряване единият метал се разширява повече от другия, пластинката се огъва, при което електрическата верига се прекъсва. Когато пластинката изстине, формата ѝ се възстановява и след натискане командния бутон на превключвателя, предпазителят се включва отново. В повечето случаи действието на биметалната пластинка е комбинирано с токово реле за подобряване на характеристиките.

Основната разлика между двата типа е, че при този със стопяема жичка се налага подмяна на предпазителя, докато автоматичният може да се ползва многократно и като прекъсвач. Последният позволява възстановяване на електрическата верига след прекъсването ѝ.

Видове автоматични прекъсвачи[редактиране | редактиране на кода]

Произвеждат се автоматични прекъсвачи вграждани в електрически уредби с ток до 1000 А.

- еднополюсни прекъсвачи използвани като разпределителни прекъсвачи при еднофазни консуматори. Основната използвана гама е за номинален ток 25 А и 40 А.
- триполюсен прекъсвач (тип АТ-00). Използва се като главен, защитен или разпределителен прекъсвач за трифазни консуматори. Произвежда се за ток до 32 А. Триполюсни прекъсвачи от типа ВА -51-31 работят с номинален ток до 100 А. Прекъсвачът тип А, работи с номинален ток 800 А и се употребява за управление на променливо-постояннотокови електродвигатели, генератори, трансформатори, изправители, като с поставянето му в тази мрежа, прекъсвача защитава електрическата верига от претоварване и късо съединение. [6].

Оразмеряване и бързодействие[редактиране | редактиране на кода]

За защитата и за автоматично прекъсване на електрическите вериги, се използват стопяеми предпазители с еднократно действие с прегарянето на калибриран проводник или термобиметални предпазители за многократно действие. За проводник-стопилка се използват проводници, изчислени и оразмерени за продължителна работа при протичане на номинален ток и които сработват при протичането на по-голям максимално допустим ток от обозначения за предпазителя. Основната характеристика на предпазителите е ампер-секундната характеристика, която изразява зависимостта между времето за прекъсване на електрическата верига от стойността на протичащия ток. На практика това се постига с избора на такова сечение на проводника-стопилка, на който ампер-секундната характеристика е по-ниска от тази на използвания монтажен проводник в електрическата уредба. При късо съединение или при увеличено потребление на ток, предпазителите прекъсват електрическата верига и с това не се допуска нагряването на проводниците до пределна допустимата температура от 90 0С. [4]

Като пример за параметъра бързодействие, може да се разгледа предпазител с еднократно действие. Бързодействието се изразява чрез зависимостта на времето за прекъсването на електрическата верига от превишението на тока на късо съединение или претоварване спрямо номиналния нормиран ток за конкретния предпазител ( / ). При експериментите за това нормиране участва и трети параметър - допустимото прегряване на монтажните проводници в инсталацията. Сечението на монтажните проводници, а от там и прегряването им при протичането на ток на късо съединение, е много важен фактор за надеждността на електрическата инсталация. Оразмеряването на стопилката е такова, че да не се достигне до температури на запалване на изолацията. С тези три параметри се създава графиката на ампер-секундната характеристика за конкретен тип предпазители. Примерното бързодействие на предпазител е дадено в таблицата по-долу: [4]

Ампер-секундна характеристика на стопяем предпазител тип Пр 112
I / IN
(температура на проводника
до 40 0С)
s I / IN
(температура на проводника
до 50 0С)
s
2,6 1 2,3 1
2,0 5,4 1,65 6
1,8 10 1,55 10

Галерия[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Carson Dunlop. Electrical Systems. Чикаго, Dearborn Real Estate, 2003. с. 16 – 18.
  2. Петков, инж. Любомир Ц., Електроматериалознание и електрически инсталации с проектиране, Издателство „Техника“, София, 2006, с. 110, ISBN -10: 954-03-0536-3
  3. Carson Dunlop. Electrical Systems. Чикаго, Dearborn Real Estate, 2003. с. 16 – 18.
  4. а б в Илиев, проф. к.т.н. инж. Любен А, к.т.н. Борислав Трайков. Електрически уредби на автомобилите и тракторите, ДИ „Техника“, София 1990, с. 218 – 219
  5. Григоров, инж. Борис Танчев и др., Токозахранващи устройства, Държавно издателство „Техника“, София, 1990, с. 118
  6. а б Петков, инж. Любомир Ц., Електроматериалознание и електрически инсталации с проектиране, Издателство „Техника“, София, 2006, с. 114 -115, ISBN -10: 954-03-0536-3