Как определить номинал предохранителя – Прокачай АВТО

Подбор сечения силового кабеля.

Работу электрической схемы постоянного тока можно легко объяснить, применяя аналогию движения электронов по проводнику движению воды по трубопроводу. Электрическая цепь ведет себя аналогично гидравлической системе подачи воды под
давлением. Электрический провод, по которому движутся электроны — это труба, по которой течет вода. Аккумуляторная батарея аналогична водонапорной башне (или насосу), которая создает давление в системе. Разность давления воды между начальной
точкой трубы, где установлен насос и ее конечной точкой заставляет течь воду по трубопроводу. Точно так же, разность потенциалов (напряжение) на концах проводника обеспечивает движение электронов по проводу. Количество воды, протекающее за
определенный промежуток времени через сечение трубы называют расходом воды в трубе (литр/сек). Аналогично расходу воды, сила тока в проводнике определяется как количество электрического заряда, переносимого за определенный промежуток времени

через сечение провода. Если сила тока со временем не меняется, то такой ток называют постоянным. Прение, возникающее в процессе движения электронов о кристаллическую решетку проводника принято называть сопротивлением проводника. Сопротивление
измеряется в Омах. По закону Ома для участка цепи сопротивление равно отношению напряжения к силе тока.

1 Ом = 1 Вольт /1 Ампер

Сопротивление проводника вызывает его нагрев. Поэтому правильный выбор сечения кабеля является очень важной задачей. Чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление, и тем больший ток он сможет пропустить. Следует помнить,
что с увеличением длины проводника сопротивление растет.

Автомобильные аудиосистемы потребляют большой ток, особенно если устанавливается несколько усилителей мощности. Напряжение в энергосистеме автомобиля постоянно и равно 12В, поэтому для обеспечения высокой мощности аудиосистема вынуждена потреблять большое количество тока. Усилитель является самым энергопотребляющим компонентом в звуковых системах.

Поэтому для расчета
сечения силового кабеля нам прежде всего необходимо будет определить максимальную мощность усилителя. Для начала надо в спецификации к усилителю прочитать его среднюю мощность при 2 Ом или 4 омной нагрузке. Допустим, что мы имеем четырехканальный усилитель, RMS мощность которого равна 35 Вт на канал. Полная RMS мощность равна произведению количества каналов на мощность одного канала:
35 Вт х 4 = 140 Вт. (средняя мощность)

Зная, что средняя (RMS) мощность соответствует приблизительно 50% эффективности усилителя, то для определения максимальной мощности надо удвоить ее значение:
140 Вт х 2

280 Вт. (максимальная мощность)

Из физики известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение. Следовательно, сила тока равна:

Ампер = Ватт/Вольт.

Напряжение в сети автомобиля известно и равно приблизительно 13В. Значит, ток потребляемый нашим усилителем будет равен:
280 Вт /13 В = 21.53 A

Подобные вычисления следует произвести для каждого усилителя в аудиосистеме. После необходимо определить длину силового кабеля от аккумулятора до распределительного блока, а затем от этого блока до каждого компонента системы. Зная потребляемую силу тока и длину кабеля, обращаемся к специальной таблице подбора сечения и длины кабеля и подбираем необходимый калибр кабеля. Данные в таблице учитывают тот факт, что силовой кабель, сечение которого подобрано удовлетворяет не только потреблению тока усилителем, но и рассчитано на питание остальных компонентов аудиосистемы. Сечение заземляющих кабелей должно быть такое же, как и сечение питающих проводов. Плюсовой провод и заземление желательно тянуть от аккамулятора, если это невозможно по какой-то причине, заземлять ВСЕ компоненты системы нужно в одной точке, дабы исключить разность потенциалов между компонентами.

Расчет номинала предохранителя.
Расстояние от плюсовой клеммы аккумулятора до потребителя в основном превышает 40 сантиметров, поэтому устанавливаем защитный предохранитель, естественно не далее 40 сантиметров от аккумуляторной клеммы, а лучше устанавливать главный предохранитель возможно ближе к плюсовой клемме аккумулятора. Его назначение, защитить питающий кабель от возгорания, например в случае аварии автомобиля (ДТП). Повреждение автомобиля может быть пустяковым, но пережатый питающий кабель приведет к короткому замыканию, возгоранию и уничтожению автомобиля. Номинал главного предохранителя определяется МАКСИМАЛЬНО возможным номиналом предохранителя для данного сечения кабеля. Например для кабеля сечением 2 GA МАКСИМАЛЬНО возможный номинал предохранителя составляет 150 Ампер. А можно поставить предохранитель номиналом, допустим 100 Ампер, 80Ампер или 50 Ампер? Да можно! Можно поставить любой предохранитель, при одном условии, что он НЕ БУДЕТ превышать номинал 150 Ампер (иначе смысл этого предохранителя пропадает). Общий максимальный ток, который может быть потреблен к примеру двумя усилителями (моноблок 80А и двухканальник 30А), составляет 110 Ампер, так что если поставить главный предохранитель номиналом 100 Ампер, существует вероятность того, что он будет перегорать на пиках максимальной громкости. Исходя из вышеизложенного, я рекомендую выбрать предохранитель номиналом 150 Ампер, в случае нештатной ситуации он сработает.

В наше время все большей популярностью пользуются автоматические выключатели (АВ) как иностранных так и отечественных производителей, это в первую очередь связано с тем, что у АВ отсутствуют недостатки предохранителей. Но не смотря на все свои недостатки, предохранители все еще активно используются, так как это наиболее дешевый вариант защиты присоединения.

Например у нас на предприятии, если заказчик не возражает, для защиты двигателей мощностью до 100 кВт, применяются разъединитель-предохранитель, учитывая что короткое замыкание не такое частое явление, предохранитель – это очень хорошее решения для защиты присоединения.

В связи с этим, в этой статье я расскажу как нужно правильно выбирать предохранители с плавкими вставками в соответствии с ПУЭ и другой справочной литературой, чтобы Ваши предохранители срабатывали только при ненормальных режимах работы электроприемников.

При выборе предохранителя, должны выполняться условия:

• номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети:

Uном = Uном.

сети (1)

• номинальный ток отключения предохранителя должен быть не меньше максимального тока к.з. в месте установки:

Iном.откл > Iмакс.кз (2)

Условия выбора плавких вставок:

• ток плавкой вставки должен быть больше максимального тока защищаемого присоединения:

Iн.вс. > Iраб.макс. (3)

• при защите одиночного асинхронного двигателя, выбирается ток плавкой вставки с учетом пуска двигателя:

Iн.вс. > Iпуск.дв/k (4)

k – коэффициент, принимается равным 2,5 согласно [Л1. с. 124,125], что соответствует ПУЭ пункт 5.3.56, для электродвигателей с короткозамкнутым ротором при небольшой частоте включений и легких условиях пуска (tп=2-2,5 сек.).

Обычно данный коэффициент принимается для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Для двигателей с тяжелыми условия пуска (tп > 10-20 сек.), например для двигателей мешалок, дробилок, центрифуг, шаровых мельниц и т. п. А также для двигателей с большой частотой включений, т.е. для двигателей кранов и других механизмов повторно-кратковременного режима, коэффициент k принимается равным 1,6 – 2.

Для двигателей с фазным ротором коэффициент k принимается равным 0,8 – 1.

При выборе тока плавкой вставке по условию (4), следует учитывать, что с течением времени защитные свойства вставки ухудшаются, из-за этого есть вероятность ложных сгораний плавкой вставке при пусках двигателей. В результате двигатель может вообще не запуститься, либо работать на 2-х фазах, что приводит к перегреву двигателя.

И если не предусмотрена защита от перегрузки, двигатель может выйти из строя.

Решением данной проблемы, является выбор большего тока плавкой вставки, чем по условию (4), если это допустимо по чувствительности к токам КЗ.

При защите сборки, ток плавкой вставки выбирают по трем условиям:

• по наибольшему длительному току:

• при полной нагрузке сборки и пуске наиболее мощного двигателя:

• при самозапуске двигателей:

где:
k – коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя;

— сумма пусковых токов самозапускающих двигателей;

— сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током Iпуск. макс.;

Для проверки надежного срабатывания предохранителя в конце защищаемой линии, нужно выполнить на кратность тока кз и учитывать время отключения.

В справочной литературе, Вы можете встретить такое утверждение, что для надежного и быстрого перегорания плавкой вставки, требуется чтобы при КЗ в конце защищаемой линии обеспечивалась необходимая кратность тока короткого замыкания, т.е отношение тока короткого замыкания Iкз к номинальному току плавкой вставки Iн.вс.

Данное условие было взято, еще со старого ПУЭ образца 1986 г пункт 1.7.79 ( для невзрывоопасной среды: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >3), данный пункт в ПУЭ 7-издания был изменен, и теперь нужно учитывать время отключения в системе TN, согласно таблицы 1.7.1.

Для взрывоопасной среды, согласно ПУЭ 7-издание пункт 7.3.139, должно выполнятся условие кратности тока кз: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >4). Данный пункт остался без изменения, если сравнивать с ПУЭ 1986 г, что весьма странно, если учитывать что изменился пункт 1. 7.79.

Если Вам неизвестны значения пусковых токов двигателя, то в порядке исключений, можно выбрать номинальные токи плавких вставок для двигателей мощность до 100 кВт и частотой пусков не более 10-15 в час следующим образом [Л2. с. 15]:

• при Uн.сети = 500 В Iн.вс = 4,5*Рн;
• при Uн.сети = 380 В Iн.вс = 6*Рн;
• при Uн.сети = 220 В Iн.вс = 10,5*Рн.

После того как Вы выбрали предохранитель, нужно выполнить проверку селективности (избирательности) последовательно включенных между собой предохранителей с учетом защитных характеристик.

Это означает, что при коротком замыкании должна перегореть только та плавка вставка и того предохранителя, который находиться ближе всего к месту повреждения. Как показывает практика, для обеспечения селективности между двумя последовательно включенными предохранителями. Нужно чтобы предохранители между собой отличались на две ступени по шкале номинальных токов. При этом вставки, должны иметь одинаковые защитные характеристики, поэтому нужно выбирать предохранители одного типа.

Вот в принципе и все, что Вам нужно знать про выбор плавких предохранителей, если данной информации Вам не достаточно, рекомендую ознакомится с литературой, которую я использовал при написании данной статьи. В следующей статье, я приведу примеры выбора плавких предохранителей для различных электроприемников.

1. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988 г. Выпуск 617.
2. Е.Н. Зимин. Защита асинхронных двигателей до 500 В. 1967 г.
3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.

При возникновении эксплуатационных (технологических) перегрузок и аварийных режимов, являющихся следствием нарушений работы схемы, по электрическим цепям аварийного контура протекают токи, превосходящие номинальные значения, на которые рассчитано электрооборудование.

В результате воздействия аварийных токов и перегрева токопроводов нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности соединительных шин и электрических аппаратов. Электродинамические удары при переходных процессах вызывают повреждение шин, изоляторов и обмоток реакторов.

Для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания применяются специальные устройства и системы защиты электрооборудования.

Примечание. Устройства защиты должны отключить аварийную цепь раньше, чем могут выйти из строя отдельные ее элементы.

При больших перегрузках или коротких замыканиях устройства защиты должны сразу отключить всю электроустановку или часть ее с максимальным быстродействием для обеспечения дальнейшей работоспособности или, если авария является следствием выхода из строя одного из элементов цепи, предотвратить выход из строя другого электрооборудования.

В случае небольших перегрузок, не опасных для оборудования в течение определенного времени, система защиты может воздействовать на предупреждающую сигнализацию для сведения обслуживающего персонала или на систему автоматического регулирования для снижения тока.

Виды защиты и требования к ней

Поскольку основным фактором, приводящим к выходу из строя электрооборудования, является тепловое действие аварийного тока, то по принципу построения защитные устройства делятся на токовые и тепловые.

Токовые защитные устройства контролируют значения или отношения значений протекающих через оборудование токов.

Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите.

Быстродействие — обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого.

Селективность. Аварийное отключение должно производиться только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи должны оставаться в работе.

Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости.

Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов. Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов. Они обеспечивают возможность быстрого

восстановления электрической цепи при устранении неисправности.

Помехоустойчивость. При появлении помех в сети и в цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать.

Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для элеменов схемы, независимо от места и характера аварии.

Определение. Плавкие предохранители — это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания.

Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство (это не обязательный атрибут, а вспомогательный, без него предохранитель все равно работать будет), гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

– времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта;

– время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимальным, особенно при защите полупроводниковых приборов;

– характеристики предохранителя должны быть стабильными;

– в связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность;

– замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна занимать много времени.

для защиты асинхронных электродвигателей

Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока.

Правило. Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.

Все электродвигатели разбиты на две группы: по времени; по частоте пуска.

Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3–5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч.

К двигателям с тяжелым пуском относятся двигатели подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, пуск которых продолжается более 10 с, а также двигатели, которые пускаются очень часто — более 15 раз в 1 ч.

Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по формуле:

где I_пд — пусковой ток двигателя; К — коэффициент, определяемый условиями пуска и равный для двигателей с легким пуском 2,5, а для двигателей с тяжелым пуском 1,6–2.

Примечание. Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она со временем может перегореть и при нормальной работе двигателя.

Вставка, выбранная в соответствии с приведенной выше формулой, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя. Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска.

Сгорание вставок при пуске может повлечь работу двигателя на двух фазах и его повреждение.

Примечание. Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи питания каждого двигателя.

Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателей

Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током, и самозапуск двигателей. Если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

При расчете уровня защиты необходимо точно определить, какие двигатели:

– отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения;

– повторно включаются при появлении напряжения.

Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по формуле:

где ∑I_пд — сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.

Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей

Плавкие вставки предохранителей выбираются по следующему соотношению:

где I_кр = I_пуск + I_длит — максимальный кратковременный ток линии; I_пуск — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения; I_длит — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей) — это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, подключенными через плавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки

Поскольку пусковой ток в 5–7 раз превышает номинальный ток двигателя, плавкая вставка, выбранная по выражению I_вс ≥ I_пд/К будет иметь номинальный ток в 2–3 раза больше номинального тока двигателя. Выдерживая этот ток неограниченное время, она не может защитить двигатель от перегрузки.

Для защиты двигателей от перегрузки обычно применяют тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели или в автоматические выключатели.

Примечание. Если для защиты двигателя от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учитывать также возможность повреждения контактов пускателя.

Дело в том, что при коротких замыканиях в двигателе снижается напряжение на удерживающем электромагните пускателя. Он разрывает ток короткого замыкания своими контактами, которые, как правило, разрушаются. Для предотвращения короткого замыкания двигатели должны отключаться предохранителем раньше, чем разомкнутся контакты пускателя.

Это условие обеспечивается, если время отключения тока короткого замыкания предохранителем не превышает 0,15–0,2 с. Для этого ток короткого замыкания должен быть в 10–15 раз больше номинального тока вставки предохранителя, защищающего электродвигатель.

Обеспечение селективности срабатывания плавких предохранителей

Избирательность (селективность) защиты плавкими предохранителями обеспечивается подбором плавких вставок таким образом, чтобы при возникновении короткого замыкания, например, на ответвлении к электроприемнику, срабатывал ближайший плавкий предохранитель, защищающий этот электроприемник, но не срабатывал предохранитель, защищающий головной участок сети.

Выбор плавких предохранителей по условию селективности следует производить, пользуясь типовыми время-токовыми характеристиками t=f(I) предохранителей с учетом возможного разброса реальных характеристик по данным завода-изготовителя.

При защите сетей предохранителями типов ПН, НПН и НПР с типовыми характеристиками (рис. 20 и рис. 21) селективность действия защиты будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки, защищающей головной участок сети I_г, и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю I_o выдерживаются определенные соотношения.

Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180–250 %) селективность будет выдерживаться, если I_г больше I_o хотя бы на одну ступень стандартной шкалы номинальных токов плавких вставок.

Рис. 20. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа ПН-2

Рис. 21. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа НПР и НПН

При коротком замыкании селективность защиты предохранителями типа НПН будет обеспечиваться, если будут выдерживаться следующие соотношения:

где I_к — ток короткого замыкания ответвления, А; I_г — номинальный ток плавкой вставки плавкого предохранителя головного участка сети, А; I_о — номинальный ток плавкой вставки на ответвлении, А.

Соотношения между номинальными токами плавких вставок I_г и I_о для предохранителей типа ПН2, обеспечивающие надежную селективность, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Номинальные токи последовательно включенных плавких вставок предохранителей ПН2, обеспечивающих надежную селективность

Номинальный ток меньшей плавкой вставки Iо, а

Номинальный ток большей плавкой вставки Iг, а, при отношении Iк/Io

Как выбрать предохранитель?

Несмотря на то, что сегодня повсеместно применяются автоматы защиты, в ряде случаев требуется установка плавкого предохранителя – классического устройства, применяемого электротехниками для защиты электрической сети от перегрузки, короткого замыкания.

Можно сказать, что для некоторых устройств именно установка предохранителя является вариантом более предпочтительным, а то и незаменимым, выполняя роль важного звена в электроцепи в:

• автомашинах;
• бытовой электронике и прочей аппаратуре;
• системах энергетического снабжения;
•  промышленных электрических установках.

В народе предохранители называют чаще всего пробками, и они по-прежнему работают в огромном числе распредщитков в домах, оставшихся от советского периода застройки. Недорогие, маленькие по размеру, они популярны, потому что их просто заменить, к тому же, они хорошо справляются со своей задачей.

Что такое предохранитель и как он работает

Предохранитель защищает от перегрузок тока посредством компонента, который называется плавкой вставкой. При определенных параметрах проводник расплавляется, и электрическая цепь размыкается. Вставки бывают одноразовыми, а предохранитель – это своего рода их многоразовый держатель.

В разных предохранителях используются разные вставки. Так, вставка может быть в виде тонкой проволоки, которые применяются в электронике. В цепях, где ток превышает тысячу ампер, применяются массивные пластины. В любом случае срабатывание происходит через несколько ступеней:

• компонент разогревается;
• происходит расплавление металла и его испарение;
• возникает электродуга;
• происходит ее гашение.

После этого наступает отключение.

Как выбрать предохранитель

Все предохранители отвечают единым параметрам:

• номинальное рабочее напряжение – это одна из главных характеристик предохранителя. В продаже можно найти устройства, предназначенные для тока переменного в 230, 400, 55 и 690 В, тока постоянного от 24 до 1000 В. При этом в сети напряжение должно быть меньшим или равным тому, что является номинальным напряжением. Если же в предохранителе номинал меньше, чем в сети, то вероятно возникновение короткого замыкания;
• номинальный ток вставки – это обозначение тока, который допустим для плавкой вставки. Вставка перегорит при превышении предельно допустимого номинального тока. Проводники, которые устанавливаются в корпусе предохранителя, могут быть рассчитаны на разные номинальные токи. При этом в одном предохранителе допустимо устанавливать вставку от десяти до сотни А, как, например, в модели ПН-100. Немаловажно то, что если наступают кратковременные или малозначительные перегрузки, то вставка должна оставаться целой, как, например, при запуске электродвигателя. Вообще время наступления расплавления вставки должно наступать не ранее чем после 1 часа при превышении на 25 процентов тока от номинального. Однако при превышении на 60 процентов в течение часа вставка должна плавиться;
• номинальный ток предохранителя.

В целом говорить о выборе предохранителя вряд ли корректно. Выбирать тут нечего, нужно искать именно тот предохранитель, который бы отвечал конкретным условиям. Главным условием можно назвать следующее: плавкая вставка предохранителя должна иметь номинальный ток со значением, превышающим номинальный ток цепи, которую защищает предохранитель. При этом напряжение данного предохранителя должно совпадать с сетевым напряжением.

Предохранители выбирают разных типов. Так, для сельских сетей низкого напряжения используются внутри помещения предохранители трубчатого и пробочного типа с нормированными по особой шкале номинальными токами – от 4 до 300 А.

Установку предохранителей производят в местах уменьшения сечения проводника в направлении мест энергопотребления, в местах ввода в сооружения и на головном участке сети. Если случится авария, то перегореть должен только тот предохранитель, который находится ближе прочих к месту повреждения. Этого можно достичь, если в каждом предохранителе плавкая вставка будет иметь номинальный ток с уменьшением в сторону от источника питания.

Предохранители автоматические

Кроме плавких предохранителей, существуют автоматические. Принято различать несколько типов:

• автоматические выключатели, именуемые также электромеханическими предохранителями;
• автоматы электронные;
• самовосстанавливающиеся автоматы.

Наибольшее распространение в настоящее время получили автоматические выключатели. Популярность их объясняется тем, что, в отличие от плавких предохранителей, они не требуют столь частой замены и более функциональны. Так, автомат можно без проблем и очень быстро включить повторно, а управлять им – на расстоянии, дистанционно.

Как устроен предохранитель-автомат

Каждый из автоматов работает, обеспечивая электромагнитную и тепловую защиту. При тепловой защите расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, пропускающую через себя электроток, который ее и нагревает. Когда же ток доходит до максимально допустимой величины порога, срабатывает защита – благодаря деформированию самой пластины. Размеры минимального тока связаны с типом предохранителя. Удобство такого устройства в том, что, остывая, пластина вновь приобретает прежний вид и становится пригодной к дальнейшей эксплуатации.

Как выбрать предохранитель-автомат

При выборе автомата нужно, в первую очередь, принимать во внимание такой показатель, как номинальный ток. Его максимальное значение не должно быть больше максимальной нагрузки в проводке – более того, нагрузка проводки должна быть больше на 15 процентов. Только в этом случае возможна ее защита.

Вторым критерием отбора является выбор предохранителя, наиболее близкого по стандартному ряду.

Наконец, выбор следующего параметра – тока срабатывания –  зависит от того, для чего приобретается аппарат. Так, в доме или квартире можно установить сразу несколько предохранителей-аппаратов, в каждом из которых выбор номинала зависеть будет от той нагрузки, что несет каждая линия. Разумеется, при разработке электросхемы не нужно забывать и о селективности, то есть о том, что аппараты, расположенные в разноуровневых местах, должны работать по очереди – низший уровень раньше верхнего.

На вводе обычно ставят перед счетчиком автомат основной и двухполюсный, после чего производится подключение однополюсных автоматов по каждой из отдельных электролиний. Существуют также автоматы дифференциальные, предназначенные для работы в виде собственно автомата и УЗО.

Если главный ввод вы планируете как трехфазный, то стоит установить четырехполюсный предохранитель автоматического типа, распределив всю нагрузку на все линии равномерно. Когда требуется установить газовые котлы, станки с электродвигателем, применяют трехфазный ввод с соответствующим автоматом четырехполюсного типа и номиналом, который меньше главного, расположенного на входе.

Для основных однофазных потребителей применяются три типа предохранителя:

• тип силовой, или D – их используют при установке, к примеру, стиральной машины;
• освещение, или В;
• для хозпомещений, или С – имеется в виду обустройство подвала или гаража.

Электронные предохранители

Они бывают самовосстанавливающимися, сигнализирующими о наступлении аварии, восстанавливающими питание посредством внешнего вмешательства

Ваш браузер устарел рекомендуем обновить его до последней версии
или использовать другой более современный.

Обратная связь

ФИО * 

Ваш E-mail * 

Мобильный телефон * 

Сообщение: 

Прикрепите файл

&nbsp Согласие на обработку персональных данных
в соответствии с Политикой конфиденциальности

Корзина заказов

Корзина пуста.

Учебное пособие по предохранителю

| DigiKey

Электроника стала чрезвычайно точной и быстрой. По мере увеличения функциональности компонентов растет и их хрупкость. Гораздо проще повредить ПЛИС, чем резистор большой мощности. Электронная промышленность прошла долгий путь в плане обеспечения чистого питания цепи, но на линии все еще могут быть всплески, которые могут быть потенциально опасными. Наряду с этим всегда возможно возникновение короткого замыкания в цепи, которое может вызвать условия перегрузки по току, которые могут повредить устройства. Здесь в дело вступает простой предохранитель. Предохранитель будет намного дешевле, чем все электронное устройство. Часто компонент, который стоит намного меньше одного доллара, может сэкономить тысячи долларов на другом оборудовании. В этой статье будут рассмотрены различные соображения по выбору предохранителя, некоторые отраслевые термины и области применения различных типов предохранителей.

Предохранитель — это устройство, защищающее остальную часть цепи. Обычно это встроенное устройство, которое пропускает через себя определенное количество тока. Если течет слишком большой ток, предохранитель буквально расплавится, вызывая открытие и прерывание потока тока. Двумя наиболее важными электрическими параметрами предохранителя являются «Номинальный ток» и «Номинальное напряжение». Номинальный ток — это максимальный ток, который может протекать через предохранитель в нормальных условиях. Номинальные характеристики предохранителей обычно снижаются на 25 %, чтобы избежать нежелательного перегорания при 25 °C. Пример из статьи под названием «Fuseology» от Littelfuse продолжает использование предохранителя на 10 ампер для цепи на 7,5 ампер при 25°C. Следующее уравнение показывает, как найти текущий рейтинг.

В параметрическом поиске раздела «Предохранители» на веб-сайте Digi-Key есть вкладка «Текущий рейтинг». На рисунке 1 показано, где можно найти вкладку «Текущий рейтинг». Глядя на изображение, можно увидеть текущий рейтинг в правом верхнем углу. Чтобы выбрать правильный текущий рейтинг, просто пролистайте вкладку, пока не найдете нужный рейтинг. Выделите его, щелкнув по нему, а затем нажмите красную кнопку «Применить фильтры» в левом нижнем углу рисунка 1.

Рисунок 1: Текущее рейтинговое местоположение.

Как упоминалось ранее, номинальное напряжение предохранителя также очень важно. Номинальное напряжение — это максимальное напряжение, при котором предохранитель может безопасно сработать в случае возникновения ситуации перегрузки по току. Номинальное напряжение на предохранителе может быть выше, чем напряжение в цепи, но не наоборот. Если предохранитель 250 В _AC используется на устройстве, которое использует 120 В _AC , проблем быть не должно. Если 125 В 9Предохранитель 0017 AC используется в сети 250 В _AC , предохранитель будет поврежден, и велика вероятность дугового разряда при перегорании предохранителя. Еще одним важным аспектом предохранителя является «отключающая способность». Это максимальный уровень тока, при котором предохранитель может перегореть. Как правило, керамический предохранитель имеет более высокую отключающую способность, чем стеклянный.

Размер – еще одна общая характеристика, которую нельзя упускать из виду. Стандартных размеров предохранителей не существует; однако есть некоторые, которые встречаются чаще, чем другие. Одним из наиболее распространенных размеров цилиндрических предохранителей является размер упаковки 5 мм x 20 мм. Примером предохранителя с размером упаковки 5 мм x 20 мм является 0235001.HXP от Littelfuse. Это то, что у большинства людей обычно ассоциируется с предохранителем. Он имеет два металлических колпачка на обоих концах и небольшой провод, который может расплавиться в случае перегрузки по току. Рисунок 2 представляет собой изображение 0235001.HXP.

Рисунок 2: Предохранитель Littelfuse 0235001.HXP.

Для такого предохранителя потребуется держатель. Существуют разные способы найти подходящий держатель для данного предохранителя. Один из способов — использовать документацию на предохранитель. 0235001.HXP относится к серии 235 от Littlefuse. В техническом описании серии 235 внизу есть раздел «Рекомендуемые аксессуары». Это будет иметь различные типы аксессуаров для предохранителей из этой серии. Есть держатели, блоки и зажимы. Это различные типы корпусов, в которых может находиться предохранитель. Рисунок 3 изображает эту часть таблицы данных; есть гиперссылки, которые можно использовать в таблице данных, которые ведут на страницу на веб-сайте Littlefuse.

Рис. 3: Рекомендуемые аксессуары из описания предохранителей серии Littelfuse 235 (Изображение предоставлено Littelfuse).

Нажав на гиперссылку «345_ISF», вы будете перенаправлены на страницу веб-сайта Littlefuse с тремя держателями разных размеров. Имейте в виду, что 0235001.HXP представляет собой предохранитель размером 5 мм x 20 мм. На странице Littlefuse для 345_ISF есть раздел с вариантами 5 мм x 20 мм, это примерно 2/3 страницы вниз. Там будут номера деталей для всех этих держателей предохранителей. На рис. 4 показан 3455HS2 в списке.

Рисунок 4: Запись 3455HS2 выделена на веб-странице держателей предохранителей Littelfuse серии 345 (Изображение предоставлено Littelfuse).

Взяв номер 3455HS2 и введя его в строку поиска Digi-Key, можно будет найти 03455HS2H на веб-сайте Digi-Key. На веб-сайте Digi-Key в конце номера детали есть буква «H». Это всего лишь суффикс упаковки, означающий, что этот продукт был отправлен Digi-Key в упаковке по 100 штук. «0» перед числом — это просто заполнитель; это не имеет отношения к номеру продукта.

Еще один способ найти подходящий корпус для предохранителя — выполнить поиск на веб-сайте Digi-Key на странице «Держатели предохранителей». Там будет вкладка «Размер предохранителя», которую можно использовать для выбора всех держателей предохранителей 5 мм x 20 мм. Поскольку держатели предохранителей иногда могут принимать несколько размеров пакетов предохранителей, обязательно выделите все применимые параметры, как на рис. 5, а затем нажмите кнопку «Применить фильтры». Диаметр 5 мм был включен, потому что некоторые держатели удерживают только центр предохранителя. Такие держатели предохранителей делают длину предохранителя несущественной. Примером может служить FC-211-DD от Bel Fuse Inc. 9.0003

Рис. 5: Выбор размеров предохранителей 5 мм из поля поиска деталей Digi-Key.

Важно отметить, что держатели предохранителей также имеют электрические характеристики. Самое главное, что нужно помнить для держателя предохранителя, это то, что номинальные напряжение и ток должны быть выше, чем то, что на самом деле будет присутствовать в цепи. При наличии предохранителя на 10 ампер использование держателя предохранителя на 20 ампер не составит труда; тогда как использование держателя предохранителя на 10 ампер с предохранителем на 20 ампер, вероятно, вызовет проблемы. Та же теория верна для номинального напряжения на держателе предохранителя.

Еще один простой способ найти подходящий держатель для предохранителя — использовать вкладку сопутствующих товаров на веб-сайте Digi-Key. Внизу страницы 0235001.HXP есть область связанных продуктов. Это будет иметь элементы от одного и того же производителя, которые связаны. На рис. 6 показано, как выглядит эта область ассоциированных продуктов. Если есть гиперссылка «Просмотреть больше», то доступно больше параметров, чем отображается в данный момент. Просто нажав «Просмотреть больше», откроется новая страница с дополнительными опциями аксессуаров.

Рисунок 6: Ассортимент продукции для предохранителя Littelfuse 0235001.HXP.

Другим распространенным размером предохранителя является размер 3AB/3AG. Это будет 1-1/4” x 1/4” или 6,3 мм x 32 мм. Они будут очень похожи на предохранители 5 мм x 20 мм. Поэтому при замене предохранителя стоит использовать штангенциркуль, чтобы убедиться, что предохранитель имеет правильный размер. Примером предохранителя 3AB, 3AG является предохранитель BK/ABC-15R от Eaton. Если вы ищете запасной предохранитель, номер детали которого известен, но отсутствует на складе, есть быстрый и простой способ поиска на веб-сайте Digi-Key. Наиболее важными аспектами BK/ABC-15R являются номинальный ток, номинальное напряжение, размер и время отклика. На странице конкретного продукта веб-сайта Digi-Key есть область с надписью «Атрибуты продукта». Это не только определяющий список атрибутов, но и еще одна форма параметрического поиска. У каждого атрибута справа есть флажок, который, если он установлен, может выбрать все аналогичные продукты на странице «Предохранители». Установив флажок рядом с «Текущий рейтинг», «Номинальное напряжение — переменный ток», «Время отклика» и «Упаковка/кейс», пользователь теперь может искать все похожие элементы, нажав кнопку поиска ниже. После нажатия кнопки поиска просто выберите кнопку «В наличии» и нажмите «Применить фильтры». Рисунки 7 и 8 демонстрируют это.

Рис. 7: Выбор быстродействующих фильтров для держателя предохранителя Eaton BK/ABC-15R.

Рис. 8. Выбор «В наличии» перед нажатием кнопки «Применить фильтры» для выбранных быстрых фильтров на рис. 7.

Существует также множество вариантов предохранителей для поверхностного монтажа. Примером этого может служить ERB-RE1R00V от Panasonic Electronic Components. Этот предохранитель находится в корпусе 0603 и предназначен для установки прямо на плату. Это отличная новость для инженера, перед которым стоит задача занимать как можно меньше места. Автомобильные предохранители также очень распространены с двумя основными типами предохранителей: ножевыми и рычажными. Примером лезвийного предохранителя может быть 029.9030.ZXNV от Littelfuse. Эти типы предохранителей помещаются в держатель. Конкретным держателем для 0299030.ZXNV является 0MAB0001F. На рисунках 9 и 10 показаны предохранитель и держатель соответственно. Как и в предыдущих примерах, такие аксессуары, как держатели, обычно можно найти в разделе сопутствующих товаров.

Рисунок 9: Предохранитель Littelfuse 0299030.ZXNV серии 299.

Рисунок 10: Держатель предохранителя Littelfuse 0MAB0001F для предохранителя , показанного на рисунке 9.

Плавкие автомобильные предохранители имеют цветовую маркировку в зависимости от номинального тока, который они несут. Они также обычно имеют номинальный ток, напечатанный на верхней части предохранителя. На рис. 11 показан цветовой код для номиналов от 0,5 до 40 А.

Рисунок 11: Цветовой код автомобильных предохранителей (Изображение предоставлено Littelfuse).

То, что еще не было рассмотрено, — это время срабатывания предохранителя. Существуют быстродействующие предохранители, которые отлично подходят для продуктов, потребляющих один и тот же ток в течение всего времени их работы. Для ситуаций, когда есть пусковой ток, например, нагрузка, подключенная к двигателю, предохранители с задержкой срабатывания будут более подходящими. Это связано с тем, что на мгновение будет протекать сильный ток, который уничтожит быстродействующий предохранитель, но позволит медленно перегорающему предохранителю выжить в течение ограниченного периода времени. Это выбираемый параметр на веб-сайте Digi-Key; он помечен как «Время отклика». Выделив желаемое время отклика и нажав красную кнопку применения фильтра, все неподходящие предохранители будут удалены.

Плавкие предохранители часто требуют одобрения агентства, поскольку они являются защитными устройствами. Digi-Key сделал параметр, который позволяет клиентам искать предохранитель по одобрению агентства. На веб-сайте Digi-Key есть несколько комбинаций разрешений, поэтому рекомендуется сначала попробовать найти другие параметры, прежде чем искать утверждения агентства. Это связано с тем, что выбор на основе утверждений, скорее всего, отфильтрует несколько хороших вариантов, которые будут работать для данного приложения. Выбрав сначала номинальный ток, номинальное напряжение, размер и другие параметры, пользователь сможет более четко увидеть, что доступно. Это связано с тем, что количество возможных комбинаций одобрений агентств будет значительно уменьшено к тому времени, когда клиент доберется до этой точки. Для дальнейшего пояснения: на момент написания этой статьи на странице «Предохранители» веб-сайта Digi-Key было около 265 различных наборов разрешений агентств. Представьте себе, что желаемый результат — найти плавкий предохранитель на 10 А с размерами 5 мм x 20 мм, для которого требуются сертификаты CE, CSA, KC, PSE, SEMKO, UL, VDE. При поиске только по сертификатам потребуется много времени, чтобы найти вариант CE, CSA, KC, PSE, SEMKO, UL, VDE для выделения. Если сначала выбрать все остальные параметры, список утверждений сократится до менее чем десяти вариантов.

Предохранители также имеют параметр, относящийся к тепловой энергии, вызванной протеканием тока. Это обозначается как I ² t и измеряется в ампер-секундах в квадрате. В параметрическом поиске Digi-Key есть параметр, который помечен как «Плавка I ² t». Это позволяет пользователю выбрать правильное значение плавления I ² t.

Часто техник по техническому обслуживанию может быть в поле и обнаружить часть оборудования со сгоревшим предохранителем. Простой электрический компонент, способный защитить более дорогую цепь, может сделать часть оборудования полностью бесполезной, когда она выйдет из строя. По этой причине иметь запасной комплект предохранителей может быть не такой уж плохой идеей. К счастью, Digi-Key продает несколько комплектов предохранителей. На веб-сайте Digi-Key есть целый раздел комплектов предохранителей под названием «Комплекты защиты цепи — предохранитель». Например, 0034.9.871 от Schurter, Inc., который поставляется со 180 отдельными предохранителями 5 мм x 20 мм в диапазоне от 800 мА до 10 А. На рис. 12 изображен 0034.9871.

Рисунок 12: Комплект предохранителей Schurter 0034.9871.

Сервисные центры , работающие с автомобилями , также могут значительно выиграть , имея комплект автомобильных предохранителей , например 187.6085.9702 от Littelfuse , который содержит 475 отдельных предохранителей в диапазоне от 3 до 80 ампер , и все они рассчитаны на 32 В постоянного тока . Рисунок 13 иллюстрирует 187.6085.9.702.

Рисунок 13: Комплект автомобильных предохранителей Littelfuse 187.6085.9702.

Заключение

Предохранители представляют собой простые устройства, предназначенные для защиты цепи от потенциально опасных ситуаций перегрузки по току. Это дешевый способ убедиться, что ничего не повреждено. В современном мире схемы могут быть очень сложными с очень тонкими деталями. Предохранители бывают разных стилей и форм. Хотя все они делают одно и то же, важно использовать предохранитель соответствующего размера для данного держателя предохранителя. Нет никаких стандартов, когда речь идет о размере предохранителя, но есть некоторые размеры упаковки, которые более распространены, чем другие. Есть несколько номиналов, которые очень важны при выборе предохранителя. Номинальные значения напряжения и тока имеют первостепенное значение. Номинал предохранителя должен быть снижен на 25 % при комнатной температуре, то есть при наличии цепи на 7,5 А следует использовать предохранитель на 10 А при 25°C. Номинальное напряжение на предохранителе может быть выше напряжения в цепи, но не ниже. В конце концов, простой предохранитель — отличный способ эффективно защитить цепь.

Ресурсы

1. «Фузеология». Проверено 18 сентября. 2017
2. «Быстрые предохранители против медленных: как выбрать?». Проверено 18 сентября. 2017

 

Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и/или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics. .

Номинальные параметры предохранителей — как правильно выбрать номинал предохранителя

Предохранитель вилки BS1363 предназначен для защиты кабеля. Правильный размер предохранителя в конечном итоге зависит от номинального тока кабеля. Однако в большинстве случаев мы можем предположить, что производитель установил кабель правильного размера и соответствующий предохранитель, и в этом случае следует использовать номинал предохранителя, рекомендованный производителем.




Если в приборе установлена ​​литая (неразборная) вилка, проще всего проверить маркировку на вилке. На всех литых вилках для Великобритании (BS1363) должен быть указан номинал предохранителя.

Если это разъемная вилка и номинал предохранителя, установленного производителем, неизвестен, рекомендуется использовать правило 700 Вт: Для приборов мощностью более 700 Вт следует установить предохранитель на 13 А.

Одна из сложностей использования правила 700 Вт заключается в том, что некоторые приборы могут потреблять более высокий ток при первом включении (пусковой ток). Электродвигатели, например, могут потреблять в несколько раз больше своей нормальной нагрузки. Таким образом, для некоторых приборов простое правило 700 Вт может не работать, и они должны быть оснащены предохранителем большего размера, чем предполагает номинальная мощность. Типичным примером является пылесос, который может иметь мощность менее 700 Вт, но для него потребуется предохранитель на 13 А, чтобы предохранитель не перегорел при первом включении.

BS1363 стандартизировал только два предпочтительных номинала предохранителей, 3 А и 13 А, однако можно использовать любой предохранитель до 13 А. Нестандартные предохранители окрашены в черный цвет и доступны в размерах 1А, 2А, 5А, 7А и 10А. Предохранители на 5 А и 10 А часто находятся в съемных проводах, подключенных к ИТ-оборудованию, и их не нужно менять, если они соответствуют размеру кабеля.

Размеры кабеля и предохранителя, установленные производителем, иногда могут показаться противоречащими стандартным номинальным токам кабеля. Типичным примером этого является современный чайник. Чайник в нашем офисе рассчитан на 2,2 кВт, оснащен 0,75 мм ² и защищен предохранителем на 13 А. Сначала это кажется неверным, так как кабель ² диаметром 0,75 мм обычно рассчитан всего на 6 А, а наш чайник потребляет около 10 А. Однако, если производитель установил кабель длиной менее 2 м и оснащен неразборной вилкой, BS1363 может обеспечить более высокий номинальный ток и размер предохранителя.

Таблица 1. Установленные производителем кабели длиной 2 м и менее.

Проводник csa (мм 2 )	Номинальный ток (А)	Номинал предохранителя (А)
0,5	3	3(5) и
0,75	6	13
1(0,75) в	10	13
1,25	13	13
1,5	13	13


Примечание a — Цифра в скобках указывает номинал предохранителя, когда неразборная вилка используется с определенными типами оборудования, где необходимо использование плавкой вставки на 5 А из-за высокого мгновенного пускового тока.

Примечание c. Цифра в скобках указывает размер гибкого шнура, который можно использовать для наборов шнуров, в которых используются неразборные вилки с максимальной длиной гибкого шнура 2 м.

Это также кратко упоминается в Своде правил IET.

«Если гибкий кабель производителя имеет длину менее 2 м, сечение 0,75 мм ² и оснащен неразборной вилкой, он может быть рассчитан на 10 А и иметь плавкий предохранитель на 13 А в соответствии с таблицей 2 стандарта BS1363. примечание С.» — Свод правил IET, стр. 133.

Таблица 2. Номинал предохранителя и кабель CSA

Проводник csa (мм 2 )	Максимальный ток (А)	Номинал предохранителя (А)
0,5	3	3
0,75	6	5
1	10	10
1,25	13	13
1,5	15	13

Если кабель, первоначально установленный производителем, был удлинен, заменен или если есть сомнения относительно правильного размера предохранителя, номинал предохранителя должен основываться на размере кабеля.