وهي ليست خاصية للصمامات. اختيار الصمامات من الأسلاك للإصلاح. أنواع الصمامات

المصهر هو عنصر كهربائي يؤدي وظيفة وقائية. على عكس قاطع الدائرة، بعد كل عملية يحتاج إلى استبدال الجزء الذي يقطع الدائرة. يجب تحديد رابط المصهر، الذي يحترق عند تجاوز التيار المقنن المسموح به، مع مراعاة الحمل على الشبكة.

مبدأ التشغيل والغرض من الصمامات

يوجد داخل ملحق المصهر موصل مصنوع من المعدن النقي (النحاس والزنك وما إلى ذلك) أو السبائك (الفولاذ). تعتمد حماية الدائرة على الخاصية الفيزيائية للمعادن التي تسخن عند مرور التيار. العديد من السبائك لديها أيضًا معامل إيجابي للمقاومة الحرارية. تأثيره هو كما يلي:

• عندما يكون التيار أقل من القيمة المقدرة المقدمة للموصل، يسخن المعدن بالتساوي، ويتمكن من تبديد الحرارة، ولا يسخن؛
• الكثير من التيار يؤدي إلى تسخين قوي، وزيادة في درجة حرارة المعدن يؤدي إلى زيادة في مقاومته؛
• بسبب المقاومة المتزايدة، يتم تسخين الموصل بشكل أكثر كثافة، وعندما يتم تجاوز نقطة الانصهار، يتم تدميره.

يعتمد دمج الإدخال الموجود في المصهر الكهربائي على هذه الخاصية. اعتمادًا على التطبيق، يمكن أن يختلف شكل الموصل ومقطعه العرضي: من سلك رفيع في الأجهزة المنزلية وأجهزة السيارات إلى الألواح السميكة المصممة لتيار يصل إلى عدة آلاف من الأمبيرات (A).

الجزء المدمج يحمي الدائرة الكهربائية من الحمل الزائد والدوائر القصيرة. إذا تم تجاوز التيار المسموح به للشبكة (أي التيار المقنن)، فسيتم تدمير الإدخال وتنقطع الدائرة. لا يمكن استعادة تشغيله إلا بعد استبدال العنصر. عندما يكون هناك خلل في الجهاز المتصل، ستنفجر الصمامات مباشرة بعد تشغيل الجهاز المعيب، مما يسمح بتحديد السبب. في حالة حدوث ماس كهربائي في الشبكة، يعمل جهاز الحماية بنفس الطريقة.

رمز رسومي تقليدي على الرسم التخطيطي

وفقًا للنظام الموحد لوثائق التصميم في روسيا، في مخططات الدوائر الرسومية، يتم تحديد الصمامات بواسطة مستطيل مع وجود خط مستقيم بداخله. نهاياتها متصلة بجزئين من الدائرة قبل وبعد جهاز الحماية.

في وثائق الأجهزة المستوردة، يمكنك العثور على تسميات أخرى:

• مستطيل بأجزاء منفصلة في الأطراف (معيار IEC)؛
• خط متموج (IEEE/ANSI).

أنواع وأنواع الصمامات

للاستخدام في الدوائر الكهربائية، يتم استخدام أنواع وأصناف مختلفة من PP. تختلف المنتجات المصنعة في روسيا في نوع التصميم:

يرتبط مفهوم الامتلاء بوجود أنواع معينة من إدخالات المادة التي تنطفئ القوس الكهربائي الذي يحدث في لحظة احتراق الموصل. لن يتم فتح الدائرة إلا بعد اختفائها. لذلك، تحتوي القوارير المملوءة بـ PP على رمل الكوارتز. يمكن أن تطلق الغازات غير المملوءة غازات تطفئ القوس. يحدث هذا عندما يتم تسخين مادة جسم الإدخال.

بالإضافة إلى الأنواع، هناك أنواع مختلفة من PP:

1. تُستخدم الأجهزة ذات التيار المنخفض في الأجهزة المنزلية منخفضة الطاقة مع استهلاك حالي يصل إلى 6 أ. وهي عبارة عن إدخالات أسطوانية مع جهات اتصال في الأطراف.
2. غالبًا ما يتم تركيب مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المثبتة على الشوكة في السيارات. يرجع الاسم إلى مظهره: توجد جهات الاتصال على جانب واحد من العلبة ويتم إدخالها في الموصلات، مثل القابس في المقبس.
3. مقابس التوصيل هي مقابس كهربائية شائعة للعداد في الشبكات أحادية الطور. التيار المقدر لهذه الإدخالات هو 63 أ، وهي مصممة للتنشيط المتزامن للعديد من الأجهزة المنزلية. يوجد الإدخال المنفوخ في مثل هذا المصهر داخل علبة سيراميك مع خرطوشة ؛ ويبقى جهة اتصال واحدة بالخارج والآخر متصل بجهات اتصال القابس. إذا تم تجاوز الحمل، فإن الجزء يحترق، مما يؤدي إلى قطع الطاقة بالكامل عن الشقة. يمكن استعادة مصدر الطاقة عن طريق استبدال الملحق بآخر جديد.
4. يشبه هيكل PP الأنبوبي إدراج المقابس، ولكن يتم تثبيته بين جهات الاتصال. ونوع هذا المصهر غير مملوء، والجسم مصنوع من الألياف التي تطلق الغاز عند تسخينها بقوة.
5. تم تصميم الصمامات النصلية للقيمة الحالية من 100-1250 أمبير وتستخدم في الشبكات التي تتطلب حملاً عاليًا (على سبيل المثال، عند توصيل جهاز بمحرك قوي).
6. يستخدم الكوارتز المملوء برمل الكوارتز في الشبكات ذات الفولتية التي تصل إلى 36 كيلو فولت.
7. مولدة للغاز، قابلة للطي وغير قابلة للتفكيك. عندما يتم حرق أصناف PSN وPVT، يحدث إطلاق قوي للغاز، مصحوبًا بفرقعة. يستخدم PP للشبكات ذات الجهد 35-110 كيلو فولت. يصل التيار المقدر لمثل هذا PP إلى 100A.

اعتمادا على الحمل الإجمالي على الشبكة، يتم تثبيت أنواع مختلفة من PP - يتم تثبيت أكثر قوة في أكشاك محولات خاصة يمكنها تحمل التيار الذي يلبي احتياجات منطقة سكنية أو مؤسسة. يتم تركيب العدادات منخفضة الطاقة بالأمتار: فهي تحمي الشقق الفردية. يمكن أيضًا أن تحتوي الأجهزة المنزلية القديمة على PP (تيار منخفض)، لكن الأجهزة الحديثة نادرًا ما تحتوي على هذه العناصر.

اختيار وصلة الصمامات

يتم اختيار الصمامات مع الأخذ في الاعتبار تصنيفاتها وخصائصها الحالية والحمل الإجمالي على الشبكة (الطاقة الإجمالية لجميع عناصر التشغيل). التيار المقدر لـ PP هو التيار الذي يمكن أن يتحمله رابط المصهر قبل التدمير. تتم الإشارة إلى هذه القيمة على جسمها (على سبيل المثال، وضع علامة 63 A على الصمامات المنزلية المصنوعة من الفلين).

يتم حساب خصائص الوقت الحالي باستخدام الرسوم البيانية الخاصة. يجب أن تؤخذ في الاعتبار فقط عند توصيل محرك كهربائي بالشبكة، حيث يتجاوز تيار البدء جهد التشغيل عدة مرات. عند استخدام العديد من هذه الأجهزة (في المؤسسة)، يتم حساب عزم دوران المحرك الأقوى.

إجمالي قوة الحمل (القصوى) للشبكة هو مجموع جميع تيارات التشغيل للأجهزة (المشار إليها في التعليمات وفي العلبة). إذا كان المحرك الكهربائي متصلاً بالشبكة، فسيتم أيضًا أخذ عزم الدوران في الاعتبار، مقسومًا على المعامل k = 2.5 (لبدء التشغيل السهل والدوارات ذات القفص السنجابي) أو 2-1.6 (للبدء الصعب أو ملفوف الطور الدوارات).

لكي لا تضيع الوقت في الحسابات، حدد التيار المقدر لرابط المصهر وفقًا للجدول.

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

يشير السطر الأول (W) إلى قوة الجهاز المشار إليها على جسمه، ويشير الخط الثاني (A) إلى تصنيف المصهر. بالنسبة للشبكة السكنية، سيتعين عليك جمع قيم W لجميع الأجهزة المنزلية والعثور على الرقم المناسب في الجدول.

حساب قطر سلك الصمامات

يتم إجراء حسابات معقدة من أجل إصلاح الإدخال المحترق مؤقتًا إذا لم يكن من الممكن استبداله. من أجل حماية الشبكة من التحميل الزائد، يجب أن يتوافق سمك السلك المستخدم لتثبيت "الخطأ" مع تصنيف الإدخال المدمر. بالنسبة لشبكة شقة في المدينة، حيث تم تركيب 63 A PP، يمكنك استخدام الأسلاك النحاسية بقطر 0.9 ملم.

إذا كان إصلاح جهاز حماية آخر مطلوبا، فأنت بحاجة إلى تحديد تصنيف PP (المشار إليه على السكن)، ثم تحديد مدى امتثال الأسلاك النحاسية الموجودة:

• قياس قطرها.
• تكعيب هذا الرقم وخذ الجذر التربيعي للقيمة؛
• اضرب الرقم الناتج بـ 80.

يجب أن تكون النتيجة مساوية تقريبًا لتصنيف PP المشار إليه في العلبة.

أثناء الإصلاحات، يتم لف السلك المحدد حول جهات اتصال الإدخال المحترق، وربطها. يتم إدخال الخلل في المقبس الموجود على جسم المصهر.

إذا ذاب السلك مرة أخرى فهذا يعني أن الخلل في الجهاز المحمي أو في شبكة الشقة ويجب إصلاحهما. لا يمكنك استخدام سلك أكثر سمكًا، لأن ذلك قد يتسبب في نشوب حريق.

فحص الوظائف

تحتوي صمامات السيارات الحديثة في بعض الأحيان على مؤشر مدمج للاحتراق. يخبر المالك أن الجزء يحتاج إلى الاستبدال. في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات التيار المنخفض، يكون السلك مرئيًا من خلال الجسم الشفاف. لكن جزء من البرنامج غير شفاف وليس له أي مؤشرات.

إذا كان من المستحيل تحديد انقطاع الموصل بصريًا داخل PCB، فيمكن تحديد أدائه باستخدام مقياس متعدد. قبل التحقق من المصهر باستخدام جهاز اختبار، تحتاج إلى تحديد الحد الأدنى لقيمة المقاومة (أوم). قم بتطبيق مجسات الاختبار على جهات اتصال PP وحدد قراءات الجهاز:

• عندما تكون قيمة المقاومة صفر أو قريبة من 0، يتم التوصل إلى نتيجة حول قابلية تشغيل الإدخال؛
• إذا أظهر جهاز الاختبار الرقم 1 أو علامة اللانهاية، فهذا يعني أن PP قد احترق.

إذا كان لدى جهاز الاختبار جهاز صوت، فيمكنك ببساطة رنين المصهر عن طريق تطبيق مجسات على جهات الاتصال. يشير صرير جهاز الاختبار إلى إمكانية خدمة العنصر.

المصهر هو جهاز تبديل كهربائي مصمم لفصل الدائرة المحمية عن طريق تدمير الأجزاء الحية المصممة خصيصًا لهذا الغرض تحت تأثير تيار يتجاوز قيمة معينة.

في الفيوزات تنقطع الدائرة بسبب ذوبان وصلة المصهر التي تسخن بفعل تيار الدائرة المحمية الذي يمر عبرها. بعد فصل الدائرة، من الضروري استبدال وصلة المصهر بأخرى صالحة للعمل.

يتم توصيل المصهر على التوالي بالدائرة المحمية، ولإنشاء انقطاع واضح في الدائرة الكهربائية والصيانة الآمنة، يتم استخدام مفاتيح غير أوتوماتيكية أو قواطع دوائر مع المصهرات.

يتم تصنيع الصمامات لجهد التيار المتردد 42، 220، 380، 660 فولت وجهد التيار المستمر 24، 110، 220، 440 فولت.

العناصر الرئيسية للمصهر هي الجسم ووصلة المصهر (عنصر المصهر) وجزء الاتصال وجهاز إطفاء القوس ووسط إطفاء القوس.

تتميز الصمامات بالتيار المقدر لوصلة المصهر، أي التيار الذي تم تصميم وصلة المصهر من أجله للتشغيل على المدى الطويل. يمكن إدخال عناصر قابلة للانصهار قابلة للاستبدال لتيارات مقننة مختلفة في نفس جسم المصهر، وبالتالي يتميز المصهر نفسه بتيار مقنن

المصهر (القاعدة)، والذي يساوي التيار الأعلى تصنيفًا لوصلات المصهر المخصصة لتصميم المصهر هذا. على سبيل المثال، تحتوي منصهرات سلسلة PN2 وPR2 على وصلات منصهرات قابلة للاستبدال. وبالتالي، فإن فتيل سلسلة PN2-100 يحتوي على غلاف مصمم لتيار يصل إلى 100 أمبير ووصلات فتيل قابلة للاستبدال للتيارات 30، 40، 50، 60، 80، 100 أمبير.

يتم تصنيع الصمامات التي تصل إلى 1 كيلو فولت للتيارات المقدرة حتى 1000 أمبير.

في الوضع العادي، يتم نقل الحرارة الناتجة عن تيار الحمل في وصلة المصهر إلى البيئة، ولا تتجاوز درجة حرارة جميع أجزاء المصهر الحد المسموح به. عند التحميل الزائد أو قصر الدائرة، تزيد درجة حرارة الإدخال وتذوب. كلما زاد التيار المتدفق، كلما قصر وقت الانصهار. يُطلق على اعتماد وقت ذوبان رابط المصهر على القيمة الحالية (تعدد تيار التشغيل بالنسبة للتيار المقنن لرابط المصهر) خاصية الحماية (تيار الوقت) للمصهر (الشكل 3.1) .). في نفس التيار، يعتمد وقت ذوبان رابط المصهر على العديد من الأسباب (مادة الإدخال، حالة سطحه، ظروف التبريد، وما إلى ذلك). لتقليل وقت استجابة المصهر، يتم استخدام الصمامات المصنوعة من مواد مختلفة، وأشكال خاصة، كما يتم استخدام التأثير المعدني.

مواد وصلات الصمامات الأكثر شيوعًا هي النحاس والزنك والألومنيوم والرصاص والفضة.

تخضع الإدخالات النحاسية للأكسدة، ويتناقص مقطعها العرضي بمرور الوقت وتتغير الخصائص الوقائية للمصهر. لتقليل الأكسدة، عادة ما يتم استخدام إدراجات النحاس المعلبة. تبلغ نقطة انصهار النحاس 1080 درجة مئوية، وبالتالي، عند التيارات القريبة من الحد الأدنى لتيار الانصهار، تزيد درجة حرارة جميع عناصر المصهر بشكل ملحوظ.

يتمتع الزنك والرصاص بنقاط انصهار منخفضة (419 درجة مئوية و327 درجة مئوية)، مما يضمن تسخينًا طفيفًا للصمامات في التشغيل المستمر.

الزنك مقاوم للتآكل، وبالتالي فإن المقطع العرضي لوصلة المصهر لا يتغير أثناء التشغيل، وتبقى خاصية الحماية ثابتة. يتمتع الزنك والرصاص بمقاومات عالية، لذا فإن وصلات المصهر لها مقطع عرضي كبير. عادةً ما تستخدم وصلات الصمامات هذه في الصمامات بدون حشوات. الصمامات التي تحتوي على الزنك والرصاص لها تأخيرات زمنية طويلة أثناء الأحمال الزائدة.

أرز. 3.1.خصائص الوقت الحالي للصمامات

لا تتأكسد الإدخالات الفضية، وخصائصها هي الأكثر استقرارًا.

تستخدم إدخالات الألومنيوم في الصمامات بسبب نقص المعادن غير الحديدية. إن المقاومة العالية لأغشية الأكسيد على الألومنيوم تجعل من الصعب إجراء اتصالات موثوقة وقابلة للفصل. تُستخدم إدخالات الألومنيوم في التصميمات الجديدة لصمامات سلسلة PP31.

عند التيارات العالية، تصنع وصلات المصهر من أسلاك متوازية أو شرائح نحاسية رفيعة.

السمة الرئيسية للمصهر هي خاصية الوقت الحالي، وهي اعتماد وقت ذوبان الإدخال على التيار المتدفق. للحصول على حماية مثالية، من المرغوب فيه أن تكون خاصية التيار الزمني للمصهر (منحنى 1 في التين. 1.1) في جميع النقاط كان أقل قليلاً من خصائص الدائرة أو الجسم المحمي (المنحنى 2 في التين. 3.1). ومع ذلك، فإن الخصائص الفعلية للمصهر (منحنى 3) يعبر المنحنى 2. دعونا نشرح هذا. إذا كانت خاصية المصهر تتوافق مع المنحنى 1, ثم سوف يحترق بسبب الشيخوخة أو عند بدء تشغيل المحرك. سيتم إيقاف الدائرة في حالة عدم وجود أحمال زائدة غير مقبولة. لذلك، يتم اختيار تيار ذوبان الإدخال أكبر من تيار الحمل المقدر. وفي الوقت نفسه، المنحنيات 2 و 3 تتقاطع. في منطقة الأحمال الزائدة العالية (المنطقة ب)المصهر يحمي الكائن. في المنطقة أالمصهر لا يحمي الكائن.

عند الأحمال الزائدة الصغيرة (l.5–2) أناتسخين المصهر H 0 M بطيء. يتم فقدان معظم الحرارة إلى البيئة. تجعل ظروف نقل الحرارة المعقدة من الصعب حساب وصلة المصهر.

يسمى التيار الذي يحترق فيه رابط المصهر عندما يصل إلى درجة حرارة ثابتة بالتيار الحدودي أنا POGR.

لتسريع ذوبان المدخلات المصنوعة من النحاس والفضة، يتم استخدام التأثير المعدني - ظاهرة انحلال المعادن المقاومة للحرارة إلى معادن منصهرة أقل مقاومة للحرارة. على سبيل المثال، إذا تم لحام كرة من سبيكة القصدير والرصاص بنقطة انصهار تبلغ 182 درجة مئوية على سلك نحاسي يبلغ قطره 0.25 مم، فعند درجة حرارة السلك 650 درجة مئوية سوف تذوب خلال 4 دقائق، و عند 350 درجة مئوية - خلال 40 دقيقة. يذوب نفس السلك بدون مذيب عند درجة حرارة لا تقل عن 1000 درجة مئوية. لإنشاء تأثير معدني على النحاس والفضة، يتم استخدام القصدير النقي، الذي له خصائص أكثر استقرارا. في التشغيل العادي، ليس للكرة أي تأثير تقريبًا على درجة حرارة الإدخال.

الشكل 3.2.فتيل سلسلة PR2: أ -خرطوشة؛ ب -أشكال وصلة الصمامات

يتم أيضًا تسريع ذوبان الإدخال باستخدام إدراج فتيل ذو شكل خاص (الشكل 3.2 ، ب).مع تيارات الدائرة القصيرة، تسخن المناطق الضيقة بسرعة كبيرة بحيث لا يحدث أي إزالة للحرارة تقريبًا. يحترق الإدخال في وقت واحد في عدة أماكن ضيقة (القسم أ - أ و ب - ب، الشكل 3.2، ب)قبل أن يصل تيار الدائرة القصيرة إلى قيمة الحالة المستقرة في دائرة التيار المباشر أو تيار الصدمة في دائرة التيار المتردد (الشكل 3.3).

أرز. 3.3.تأثير الحد الحالي من وصلات الصمامات

الصمامات: أ -في تيار مستمر

ب -في التيار المتردد

يقتصر تيار الدائرة القصيرة على القيمة i (2-5 مرات). تسمى هذه الظاهرة بتأثير الحد الحالي وتحسن ظروف إطفاء القوس في الصمامات.

يجب إطفاء القوس الكهربائي الذي يحدث بعد احتراق رابط المصهر في أسرع وقت ممكن. يعتمد وقت انقراض القوس على تصميم المصهر.

أعلى تيار يمكن أن ينقطع المصهر دون التسبب في أي ضرر أو تشوه يسمى حد تيار الانهيار.

تستخدم الصمامات على نطاق واسع لحماية المحركات الكهربائية والمعدات الكهربائية والشبكات الكهربائية في التركيبات الكهربائية الصناعية والمنزلية ولها تصميمات مختلفة.

الصمامات، إلى جانب بساطة تصميمها وتكلفتها المنخفضة، لها عدد من العيوب الهامة:

لا يمكنهم حماية الخط من الحمل الزائد لأنهم يسمحون بذلك
الزائد على المدى الطويل حتى الذوبان؛

أنها لا توفر دائمًا حماية انتقائية على الشبكة التالية
انتشار خصائصها.

في حالة حدوث ماس كهربائي في شبكة ثلاثية الطور، فإن
تفجير أحد الصمامات الثلاثة ويظل الخط يعمل
على مرحلتين.

في هذه الحالة، تعمل المحركات الكهربائية ثلاثية الطور المتصلة بالشبكة على مرحلتين، وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة ملفات المحرك الكهربائي وفشلها.

يتم تصنيع الصمامات ذات العلب المغلقة القابلة للطي (الخراطيش) بدون حشو من سلسلة PR2 (الشكل 3.2) لجهود 220 و 500 فولت والتيارات المقدرة من 100-1000 أمبير. حامل المصهر PR2 (الشكل 3.2 ، أ)للتيارات التي تبلغ 100 أمبير وما فوق يتكون من أنبوب ألياف سميك الجدران 1، يتم تركيب البطانات النحاسية عليه بإحكام 3, وجود خيوط دقيقة. يتم ثمل القبعات النحاسية على الأنابيب 4, التي تثبت رابط المصهر 2، المثبت بالسكاكين 6، قبل تثبيته في الخرطوشة. تم تجهيز مصاهر هذه السلسلة بغسالة 5 بها أخدود للسكين وتمنع دوران السكاكين.

يتم إدخال الخرطوشة في أعمدة اتصال ثابتة مثبتة على لوحة عازلة. يتم توفير ضغط الاتصال اللازم عن طريق الينابيع.

وصلات المصهر مصنوعة من الزنك على شكل صفيحة ذات قواطع. تولد المناطق الضيقة حرارة أكثر من المناطق الواسعة. عند التيار المقدر، يتم نقل الحرارة الزائدة بسبب التوصيل الحراري للزنك إلى الأجزاء العريضة، وبالتالي فإن الإدخال بأكمله له نفس درجة الحرارة تقريبًا. أثناء الأحمال الزائدة، يتم تسخين الأقسام الضيقة بشكل أسرع، ويذوب الإدخال في المكان الأكثر سخونة (القسم أ - أ، الشكل 3.2، ب).

خلال دائرة كهربائية قصيرة، يذوب الإدخال في أقسام ضيقة A - A وB - B. ويؤدي القوس الناتج إلى تكوين غازات (50% CO 2، 40% H 2، 10% H 2 O بخار)، لأن جدران الخرطوشة مصنوعة من مادة مولدة للغاز - الألياف. يمكن أن يصل الضغط، اعتمادًا على التيار الذي يتم إيقافه، إلى 10 ميجا باسكال أو أكثر، مما يضمن الإطفاء السريع للقوس وتأثير الحد من التيار للصمام. لتقليل الجهد الزائد الذي يحدث عند إيقاف تشغيل تيار الدائرة القصيرة، يحتوي رابط المصهر على عدة أماكن ضيقة. عندما يذوبون واحدًا تلو الآخر، يتم إدخال الطول الكامل لفجوة القوس في الدائرة ليس على الفور، ولكن على مراحل.

تُستخدم الصمامات السائبة من سلسلة PN2 (الشكل 3.4) على نطاق واسع لحماية دوائر الطاقة حتى 500 فولت تيار متردد و440 فولت تيار مستمر وهي متاحة للتيارات المقدرة من 100-1000 أمبير.

1 2

أرز. 3.4.سلسلة الصمامات PN2

بورسلين، مربع من الخارج ومستدير من الداخل، أنبوبي 1 يحتوي على أربع فتحات ملولبة للبراغي لتثبيت الغطاء 4 مع حشية الختم 5. رابط الصمامات 2 ملحومة بواسطة لحام نقطة الاتصال الكهربائية إلى غسالات شفرة الاتصال 3. قبعات مع حشوات الأسبستوس تغلق الأنبوب بإحكام. الأنبوب مملوء برمل الكوارتز الجاف 6. يتكون رابط المصهر من شريط نحاسي واحد أو أكثر بسمك 0.15-0.35 مم وعرض يصل إلى 4 مم. يتم عمل فتحات 7 على الإدخال، مما يقلل من المقطع العرضي للإدخال بمقدار مرتين. لتقليل درجة حرارة انصهار الإدخال، يتم استخدام التأثير المعدني - يتم لحام كرات القصدير على شرائح النحاس 8, درجة حرارة الانصهار في هذه الحالة لا تتجاوز 475 درجة مئوية، ويحدث القوس في عدة قنوات متوازية (وفقا لعدد الإدخالات)؛ وهذا يضمن أقل كمية من البخار المعدني في القناة الواقعة بين حبيبات الكوارتز وأفضل الظروف لإطفاء القوس في فجوة ضيقة. حجم كبير

تتمتع الصمامات، تمامًا مثل صمامات سلسلة PR2، بخاصية الحد من التيار.

لتقليل الجهد الزائد الناتج، تحتوي وصلة المصهر على فتحات بطولها، ويعتمد عددها على الجهد المقنن للمصهر (على أساس 100-150 فولت لكل منطقة بين الفتحات). نظرًا لأن الإدخال يحترق في أماكن ضيقة، فقد تم تقسيم القوس الطويل إلى عدد من الأقواس القصيرة، التي لا يتجاوز الجهد الإجمالي لها مجموع الكاثود وينخفض ​​جهد الأنود.

الحشو في صمامات سلسلة PN عبارة عن رمل كوارتز نقي (99٪ SiO2). بدلاً من الكوارتز، يمكن استخدام الطباشير (CaCO3) وفي بعض الأحيان يتم مزجه مع ألياف الأسبستوس. عند حدوث قوس، يتحلل الطباشير مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون CO 2 وCaO، وهي مادة مقاومة للحرارة. ويحدث التفاعل مع امتصاص الطاقة مما يساعد على إطفاء القوس.

يصل الحد الأقصى للتيار القابل للتحويل لصمامات سلسلة PN2 إلى 50 كيلو أمبير.

تحتوي الصمامات السائبة من سلسلة NPN على خرطوشة زجاجية غير قابلة للإزالة بدون شفرات تلامس وهي مصممة لتيارات تصل إلى 60 أمبير.

بدلاً من الصمامات PN2، تم تطوير الصمامات من سلسلة PP-31 المزودة بإدخالات من الألومنيوم للتيارات المقدرة من 63 إلى 1000 أمبير ولها تيار إيقاف أقصى يصل إلى 100 كيلو أمبير عند جهد 660 فولت.

يتم تصنيع الصمامات من سلسلة PP-17 للتيارات التي تتراوح بين 500-1000 أمبير وجهد التيار المتردد 380 فولت والتيار المستمر 220 فولت. وتبلغ قدرة القطع القصوى لصمامات PP-17 100-120 كيلو أمبير. يتكون المصهر من عنصر المصهر الموجود في غلاف خزفي مملوء برمل الكوارتز ومؤشر الرحلة والاتصال الحر. عندما يذوب عنصر المصهر، يحترق العنصر القابل للانصهار في مؤشر التشغيل، مما يؤدي إلى تحرير المهاجم الذي تم إدخاله أثناء تجميع المؤشر، والذي يقوم بتبديل الاتصال الحر، ويتم إغلاق دائرة إشارة تشغيل المصهر.

ولحماية أجهزة أشباه الموصلات، تم تطوير الصمامات عالية السرعة لسلسلة PP-41، PP-57، PP-59، PP-71. هذه الصمامات مصنوعة من وصلات مصهر مصنوعة من رقائق الفضة في خراطيش مغلقة مملوءة برمل الكوارتز. وهي مصممة للتركيب في دوائر التيار المتردد مع الجهد

380-1250 فولت والتيار المستمر 230-1050 فولت. تنتج الصناعة الكهربائية صمامات للتيارات المقدرة من 100-2000 أمبير، والحد الأقصى لتيارات الإغلاق يصل إلى 200 كيلو أمبير. هذه الصمامات لها تأثير فعال في الحد من التيار.

تُستخدم صمامات التوصيل من سلسلة PRS على نطاق واسع في دوائر التحكم للأدوات الآلية والآليات والآلات، وكذلك في أنظمة إمداد الطاقة للمباني السكنية والعامة. التصنيف الحالي للحالة 6 ؛ 25؛ 63؛ 100 أ.

الصمامات عبارة عن أجهزة كهربائية تقوم، عند تيارات أكبر من قيمة معينة، بفتح الدائرة الكهربائية عندما يحترق رابط المصهر، الذي يتم تسخينه مباشرة بواسطة التيار حتى الانصهار. يتم تقسيم الصمامات حسب الغرض المقصود منها لحماية المنشآت ذات الفولتية التي تصل إلى 1000 فولت والصمامات للحماية عند الفولتية الأكبر من أو تساوي 1000 فولت.

الصمامات هي أجهزة تحمي التركيبات من الأحمال الزائدة وتيارات الدائرة القصيرة.

العناصر الرئيسية للمصهر هي وصلة المصهر، والتي يتم تضمينها في قطع الدائرة المحمية، وجهاز إطفاء القوس، الذي يطفئ القوس الذي يحدث بعد ذوبان الإدخال.

يتم اختيار الصمامات وفقًا للجهد المقنن والتيارات المقدرة للمصهر ووصلة المصهر والحد الأقصى للتيار القابل للتحويل.

المتطلبات الأساسية. متطلبات الصمامات

تنطبق المتطلبات التالية على الصمامات:

1. يجب أن تكون خاصية التيار الزمني للمصهر أقل، ولكن أقرب ما يمكن إلى خاصية التيار الزمني للكائن المحمي.

2. في حالة حدوث ماس كهربائي، يجب أن تعمل الصمامات بشكل انتقائي.

3. يجب أن يكون زمن استجابة المصهر أثناء حدوث ماس كهربائى قصيرًا قدر الإمكان، خاصة عند حماية الأجهزة شبه الموصلة. يجب أن تعمل الصمامات مع القيود الحالية.

4. يجب أن يكون أداء المصهر مستقرًا. يجب ألا تتداخل الاختلافات في المعلمات بسبب انحرافات التصنيع مع الخصائص الوقائية للمصهر.

5. نظرًا لزيادة قوة التركيبات، يجب أن تتمتع الصمامات بقدرة كسر عالية.

6. لا ينبغي أن يستغرق استبدال المصهر أو وصلة المصهر الكثير من الوقت.

في الصناعة، يتم استخدام الصمامات من النوعين PR-2 و PN-2 على نطاق واسع.

جهاز الصمامات PR-2

تتميز الصمامات PR-2 للتيارات من 15 إلى 60 أمبير بتصميم مبسط. يتم الضغط على رابط المصهر 1 مقابل الحامل النحاسي 4 بواسطة الغطاء 5، وهو جهة اتصال الإخراج. وصلة المصهر 1 مختومة من الزنك، وهي مادة منخفضة الذوبان ومقاومة للتآكل. يتيح الشكل المحدد للإدخال الحصول على خاصية مواتية للتيار الزمني (الوقائي). في الصمامات للتيارات الأكبر من 60 أمبير، يتم توصيل وصلة المصهر 1 بشفرات التلامس 2 باستخدام البراغي.

يوجد ملحق المصهر PR-2 في خرطوشة أنبوبية محكمة الغلق تتكون من أسطوانة ألياف 3 وحامل نحاسي 4 وغطاء نحاسي 5.

مبدأ تشغيل الصمامات PR-2

تتم عملية إطفاء القوس في المصهر PR-2 على النحو التالي. عند قطع الاتصال، تحترق البرزخ الضيقة لوصلة المصهر، وبعد ذلك يحدث القوس. تحت تأثير ارتفاع درجة حرارة القوس، تطلق جدران الألياف في الخرطوشة الغاز، ونتيجة لذلك يرتفع الضغط في الخرطوشة إلى 4-8 ميجا باسكال في أجزاء من نصف دورة. من خلال زيادة الضغط، ترتفع خاصية الجهد الحالي للقوس، مما يساهم في إطفاءه السريع.

يمكن أن يحتوي رابط المصهر الخاص بالمصهر PR-2 على تضييق واحد إلى أربعة، اعتمادًا على الجهد المقنن. تساهم الأجزاء الضيقة من الإدخال في ذوبانها السريع أثناء ماس كهربائى وتخلق تأثيرًا يحد من التيار.

نظرًا لأن إطفاء القوس في المصهر PR-2 يحدث بسرعة كبيرة (0.002 ثانية)، فيمكن افتراض أن الأجزاء الموسعة من الإدخال تظل بلا حراك أثناء عملية الإطفاء.

يتناسب الضغط داخل حامل المصهر مع مربع التيار في لحظة ذوبان الإدخال ويمكن أن يصل إلى قيم كبيرة. لذلك، يجب أن تتمتع أسطوانة الألياف بقوة ميكانيكية عالية، حيث يتم تثبيت مقاطع النحاس 4 في نهاياتها، ويتم توصيل الأقراص 6، المتصلة بشكل صارم بسكاكين التلامس 2، بمشبك الخرطوشة 4 باستخدام الأغطية 5.

تعمل منصهرات PR-2 بصمت، مع عدم وجود أي انبعاث للهب أو الغازات تقريبًا، مما يسمح بتركيبها بالقرب من بعضها البعض. تتوفر صمامات PR-2 بحجمين محوريين - قصير وطويل. تم تصميم الصمامات القصيرة PR-2 لتعمل على جهد متناوب لا يزيد عن 380 فولت. ولديها قدرة كسر أقل من الصمامات الطويلة المصممة للعمل في شبكات ذات جهد يصل إلى 500 فولت.

اعتمادًا على التيار المقنن، تتوفر ستة أحجام من الخراطيش بأقطار مختلفة. يمكن تركيب إدخالات لتيارات مصنفة مختلفة في خرطوشة من كل حجم. وبالتالي، في خرطوشة ذات تيار مقنن يبلغ 15 أمبير، يمكن تركيب إدخالات لتيار 6 و10 و15 أمبير.

هناك القيم الحالية للاختبار الدنيا والعليا. القيمة الأقل لتيار الاختبار هي الحد الأقصى للتيار الذي لا يتسبب في انفجار المصهر عند التدفق لمدة ساعة واحدة. القيمة العليا لتيار الاختبار هي الحد الأدنى للتيار الذي يؤدي، بعد مروره لمدة ساعة واحدة، إلى إذابة إدراج المصهر. وبدقة كافية، يمكن اعتبار التيار الحدي مساويًا للوسط الحسابي لتيارات الاختبار.

جهاز الصمامات PN-2

هذه الصمامات أكثر تقدمًا من صمامات PR-2. إن غلاف المقطع المربع 1 للمصهر من النوع PN-2 مصنوع من الخزف المتين أو الحجر الصخري. يوجد داخل الجسم وصلات شريطية 2 وحشو - رمل الكوارتز 3. وصلات الصمامات ملحومة بالقرص 4، وهي متصلة بالألواح 5 المتصلة بملامسات الشفرة 9. اللوحات 5 متصلة بالجسم بواسطة براغي.

كمادة حشو في الصمامات PN-2، يتم استخدام رمل الكوارتز بمحتوى SiO2 لا يقل عن 98٪، مع حبيبات بحجم (0.2-0.4)10-3 م ومحتوى رطوبة لا يتجاوز 3٪. قبل الردم، يتم تجفيف الرمال جيدًا عند درجة حرارة 120-180 درجة مئوية. تتميز حبيبات رمل الكوارتز بموصلية حرارية عالية وسطح تبريد متطور.

وصلة المصهر لصمامات PN-2 مصنوعة من شريط نحاسي بسمك 0.1-0.2 مم. للحصول على الحد الحالي، قام الإدخال بتضييق الأقسام 8. وينقسم رابط المصهر إلى ثلاثة فروع متوازية لاستخدام أكثر اكتمالا للحشو. إن استخدام شريط رفيع والإزالة الفعالة للحرارة من المناطق الضيقة يجعل من الممكن تحديد الحد الأدنى من المقطع العرضي الصغير للمدخل لتيار مقدر معين، مما يضمن قدرة عالية على الحد من التيار. يساعد توصيل عدة أقسام ضيقة بالتتابع على إبطاء نمو التيار بعد ذوبان الإدخال، حيث يزداد الجهد الكهربائي على قوس المصهر. لتقليل نقطة الانصهار، يتم تطبيق شرائح القصدير 7 على الإدخالات (التأثير المعدني).

مبدأ تشغيل المصهر PN-2

في حالة حدوث ماس كهربائي، يحترق رابط المصهر الخاص بمصهر PN-2 ويحترق القوس في القناة التي تشكلها حبيبات الحشو. بسبب الاحتراق في فجوة ضيقة عند تيارات أعلى من 100 أمبير، يتميز القوس بخاصية زيادة التيار والجهد. تدرج الجهد عبر القوس مرتفع جداً ويصل إلى (2-6)104 V/m. وهذا يضمن إطفاء القوس خلال بضعة أجزاء من الثانية.

بعد رحلات المصهر، يتم استبدال وصلات المصهر مع القرص 4، وبعد ذلك يتم ملء الخرطوشة بالرمل. لإغلاق الخرطوشة، يتم وضع حشية الأسبستوس 6 أسفل الألواح 5، والتي تحمي الرمل من الرطوبة. عند تيار مقنن يبلغ 40 أمبير أو أقل، يكون للمصهر تصميم أبسط.

يُطلق على الجهاز الذي يتكون من عنصر معدني قابل للانصهار على شكل لوحة رفيعة أو سلك ومبيت مزود بجهاز اتصال اسم المصهر. إنه مصمم لحماية الدوائر الكهربائية من التيارات الزائدة والدوائر القصيرة.

تدفق التيار طويل المدى هو وضع التشغيل العادي لوصلة المصهر. ولكن عندما يزيد الحمل فوق القيمة المقدرة أو تحدث دائرة كهربائية قصيرة (أقوم بالشبكة > أقوم بإدخالها)، يسخن المعدن حتى درجة حرارة الانصهار، وعند الانصهار، يكسر الدائرة. وعلى عكس رابط المصهر، فهو يمكن التخلص منه ويجب استبداله بآخر جديد عند تشغيله.

تُصنع وصلات المصهر، عادة، من سبيكة من الرصاص والنحاس، مع القصدير، وكذلك من معادن أخرى. يتم تعليب النحاس قبل التركيب لتجنب أكسدة المعدن وتدهور خصائصه الموصلة. لديهم مقطع عرضي صغير لأن لديهم مقاومة منخفضة. تم تجهيز عدد كبير جدًا من الصمامات بعوامل إطفاء القوس داخل مبيتها (على سبيل المثال، الألياف أو رمل الكوارتز). يسمى التيار الذي يتم حساب وصلة المصهر من أجله بالتيار المقدر لوصلة المصهر التي أقوم بإدخالها، على عكس المصهر المقدر الذي أقوم بصهره. ، والتي يتم من خلالها حساب الأجزاء الحاملة للتيار في الجهاز وكذلك أجزاء إطفاء التلامس والقوس.

يعتمد زمن احتراق وصلة المصهر على التيار المتدفق من خلالها، ويسمى اعتماد هذا التيار على زمن الاحتراق t=f(I) بالخاصية الوقائية. هو مبين أدناه:

يوضح الشكل خصائص مصهرين مختلفين 1 و 2. لهما تيارات تصنيف مختلفة، وكما نرى من الرسم البياني، عند نفس تيار الحمل الزائد، سوف يحترق الجهاز 1 بشكل أسرع من 2. وبناءً على ذلك، كلما انخفض تصنيف الجهاز، وأسرع أنه سوف يحترق. تسمح هذه الخاصية بالحماية الانتقائية للدوائر الكهربائية.

بناءً على ميزات التصميم الخاصة بها، يمكن تمييز الصمامات الأنبوبية وصمامات التوصيل.

أنبوبي - يتم إغلاقه بأغلفة مصنوعة من مادة مولدة للغاز - الألياف عندما ترتفع درجة الحرارة، فإنها تخلق ضغطًا مرتفعًا في الأنبوب، مما يؤدي إلى كسر السلسلة. العلاقات العامة نوع الصمامات:

حيث: 1 – وصلات الإغلاق، 2 – أغطية نحاسية، 3 – حلقات نحاسية، 4 – إدراج قابل للانصهار، 5 – أنبوب ألياف.

يتكون هذا الجهاز من رابط المصهر 4، وهو محاط بأنبوب ألياف من النوع القابل للطي 5، معزز بحلقات نحاسية نهائية 2، والتي تغلق جهات الاتصال 1.

تُستخدم صمامات التوصيل، كقاعدة عامة، في تركيبات الإضاءة لحماية المستهلكين المنزليين (عدادات الكهرباء)، وكذلك للمحركات الكهربائية ذات الطاقة المنخفضة والمتوسطة. وهي تختلف عن تلك الأنبوبية في طريقة تثبيت الملحق القابل للانصهار.

هناك أيضًا صمامات ذاتية الضبط. جوهر عملهم هو أنه عند تسخينها، فإنها تغير مقاومتها بشكل حاد إلى الأعلى، مما يؤدي إلى انقطاع الدائرة. وبمجرد أن تنخفض درجة حرارتها إلى درجة حرارة التشغيل، تقل المقاومة وتغلق الدائرة مرة أخرى. يعتمد تصميمها على مواد البوليمر، التي تحتوي على شبكة بلورية في ظل ظروف درجة الحرارة العادية وتتحول بشكل حاد إلى حالة غير متبلورة عند تسخينها.

تُستخدم هذه الصمامات على نطاق واسع في التكنولوجيا الرقمية (أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة وأنظمة التحكم الآلي في العمليات). نظرًا لتكلفتها العالية، لا يتم استخدامها عادةً في دوائر الطاقة. إنها مريحة للغاية لأنها لا تحتاج إلى استبدال بعد انقطاع السلسلة.

يقوم عدد كبير جدًا من الكهربائيين ، من أجل تجنب الإرهاق المتكرر لروابط المصهرات ، بعمل ما يسمى "الأخطاء" - بدلاً من سبيكة خاصة لوصلة المصهر ، يقومون بتوصيل سلك عادي ذي مقطع صغير. لا ينبغي القيام بذلك، لأن وقت احتراق السبائك والأسلاك العادية من نفس المقطع العرضي يمكن أن يختلف بشكل كبير، مما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة. لذلك، إذا كانت منصهراتك تتعطل بشكل متكرر، فيجب عليك تحديد سبب التعثر، وعدم محاولة تشديد الحماية عن طريق تثبيت "الأخطاء".

يمكنك أيضًا إلقاء نظرة على تصميم وتشغيل الصمامات هنا:

المصهر هو أحد مكونات إلكترونيات الطاقة ذات الاستخدام الواحد والذي يؤدي وظيفة وقائية. المصهر هو أضعف جزء من الدائرة الكهربائية المحمية، حيث يتعثر في وضع الطوارئ، وبالتالي يكسر الدائرة ويمنع التدمير اللاحق لعناصر أكثر قيمة في الدائرة الكهربائية بسبب درجات الحرارة المرتفعة الناجمة عن القيم الحالية المفرطة.

في الدائرة الكهربائية، المصهر هو جزء ضعيف من الدائرة الكهربائية يحترق في وضع الطوارئ، وبالتالي يكسر الدائرة ويمنع تدميرها لاحقًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

تنقسم الصمامات إلى الأنواع التالية:

1. إدراج التيار المنخفض(لحماية الأجهزة الكهربائية الصغيرة حتى 6 أمبير)

• 3x15 (الرقم الأول يعني القطر الخارجي والثاني - طول الإدخال)
• 10x30

2. شوكة(لحماية الدوائر الكهربائية للسيارات)

• مصغر
• شوكة عادية

3. الفلين(توجد في المناطق السكنية حتى 63 أمبير)

• DIAZED (الأكثر شيوعًا في الاتحاد السوفييتي)
• نيوزيد

4. سكين(حتى 1250 أمبير)

• الحجم 000 (حتى 100 أمبير)
• الحجم 00 (حتى 160 أمبير)
• الحجم 0 (حتى 250 أمبير)
• الحجم 1 (حتى 355 أمبير)
• الحجم 2 (حتى 500 أمبير)
• الحجم 3 (حتى 800 أمبير)
• الحجم 4a (حتى 1250 أمبير)

5. الكوارتز

6. توليد الغاز

تختلف الصمامات أيضًا في خصائص استجابتها بالنسبة للتيار المقنن. نظرًا للقصور الذاتي للصمامات، غالبًا ما يتم استخدامها في البيئة المهنية للكهربائيين كحماية انتقائية جنبًا إلى جنب مع قواطع الدائرة الكهربائية. يتم تحقيق الانتقائية بين وصلات الصمامات نفسها بنسبة 1:1.6 [المرجع نفسه]، ويتم تحديد خاصية التيار الزمني للصمامات من خلال الاعتماد، على التوالي، I²t؛ ينظم PUE حماية الخطوط الموصلة العلوية بحيث ينتقل المصهر خلال 15 ثانية (يجب أن يكون تيار الدائرة القصيرة في نهاية الخط مساوياً لثلاثة تيارات مصنفة للمصهر). القيمة الأساسية هي الوقت الذي يتم فيه تدمير الموصل عند تجاوز التيار المحدد. لتقليل هذا الوقت، تحتوي بعض الصمامات على زنبرك شد. يفصل هذا الزنبرك أيضًا نهايات الموصل المكسور، مما يمنع حدوث قوس.

منصهرات بقوة 40 أمبير بخاصية استجابة "gG" المكافئة لخاصية "PPN" السوفيتية

• وصلة المصهر - عنصر يحتوي على جزء متقطع من الدائرة الكهربائية (على سبيل المثال، سلك يحترق عند تجاوز مستوى تيار معين)
• آلية لربط وصلة المصهر بجهات الاتصال، مما يضمن إدراج المصهر في الدائرة الكهربائية وتركيب المصهر ككل.

عادة ما تكون علب الصمامات مصنوعة من درجات عالية القوة من السيراميك الخاص (البورسلين أو الحجر الأملس أو سيراميك اكسيد الالمونيوم). بالنسبة لعلب الصمامات ذات التيارات المنخفضة، يتم استخدام زجاج خاص. عادةً ما يكون جسم المصهر بمثابة الجزء الأساسي الذي يتم فيه تركيب عنصر المصهر مع جهات اتصال المصهر ومؤشر التشغيل وجهات الاتصال المجانية وأجهزة تشغيل المصهر ولوحة التصنيف. في الوقت نفسه، يؤدي السكن وظائف غرفة إطفاء القوس الكهربائي.

علامات الصمامات

الحرف الأول يعني نطاق الحماية:

• أ - نطاق جزئي (حماية ماس كهربائى فقط)
• ز - النطاق الكامل (الحماية من تيارات الدائرة القصيرة والحمل الزائد)
• ح - قدرة عالية على الكسر (الأنابيب مصنوعة من السيراميك الأبيض أو الرمادي)

ويشير الحرف الثاني إلى نوع المعدات المحمية:

• ز - المصهر العالمي لحماية أنواع مختلفة من المعدات: الكابلات والمحركات الكهربائية والمحولات
• لام - حماية الكابلات وأجهزة التوزيع
• ب- حماية معدات التعدين
• و - حماية الدوائر منخفضة الطاقة
• م - حماية دوائر المحركات الكهربائية وأجهزة الفصل
• ص - حماية أشباه الموصلات
• S - احتراق سريع في حالة قصر الدائرة الكهربائية ومتوسط ​​زمن الاحتراق في حالة التحميل الزائد
• Tr - حماية المحولات