Kar ni lastnost varovalke. Izbira varovalke žice za popravilo. Vrste varovalk

Varovalka je električni element, ki opravlja zaščitno funkcijo. Za razliko od odklopnika je treba po vsakem delovanju zamenjati prekinitveni del. Varovalko, ki izgori ob prekoračitvi dovoljenega nazivnega toka, je treba izbrati ob upoštevanju obremenitve omrežja.

Načelo delovanja in namen varovalk

Znotraj vložka varovalke je vodnik iz čiste kovine (baker, cink itd.) ali zlitine (jeklo). Zaščita tokokroga temelji na fizični lastnosti kovin, da se segrejejo, ko tok prehaja. Mnoge zlitine imajo tudi pozitiven koeficient toplotne upornosti. Njegov učinek je naslednji:

ko je tok pod nazivno vrednostjo, predvideno za prevodnik, se kovina enakomerno segreje, uspe odvajati toploto in se ne pregreje;
prevelik tok vodi do močnega segrevanja, zvišanje temperature kovine pa povzroči povečanje njegove odpornosti;
Zaradi povečanega upora se prevodnik še močneje segreva, pri prekoračitvi tališča pa se uniči.

Taljenje vložka v električni varovalki temelji na tej lastnosti. Oblika in presek prevodnika sta lahko različna glede na namen uporabe: od tanke žice v gospodinjskih in avtomobilskih aparatih do debelih plošč, namenjenih za tok več tisoč amperov (A).

Kompakten del ščiti električni krog pred preobremenitvijo in kratkim stikom. Če je dovoljeni tok za omrežje (tj. nazivni) presežen, se vložek uniči in tokokrog prekine. Njegovo delovanje je mogoče obnoviti šele po zamenjavi elementa. Če pride do okvare povezane opreme, bodo varovalke pregorele takoj po vklopu okvarjene naprave, kar bo omogočilo določitev vzroka. Če v omrežju pride do kratkega stika, zaščitna naprava deluje na enak način.

Običajni grafični simbol na diagramu

V skladu z enotnim sistemom projektne dokumentacije Rusije so na grafičnih shemah varovalke označene s pravokotnikom z ravno črto znotraj. Njegovi konci so povezani z dvema deloma vezja pred in za zaščitno napravo.

V dokumentaciji za uvožene naprave najdete druge oznake:

pravokotnik z ločenimi deli na koncih (standard IEC);
valovita črta (IEEE/ANSI).

Vrste in vrste varovalk

Za uporabo v električnih tokokrogih se uporabljajo različne vrste in sorte PP. Izdelki, proizvedeni v Rusiji, se razlikujejo po vrsti oblikovanja:

Koncept polnosti je povezan s prisotnostjo v določenih vrstah vložkov snovi, ki ugasne električni oblok, ki se pojavi v trenutku, ko vodnik izgori. Tokokrog se bo odprl šele, ko izgine. Zato bučke, polnjene s PP, vsebujejo kremenčev pesek. Nenapolnjeni so sposobni sproščati pline, ki ugasnejo oblok. To se zgodi, ko se material vložka segreje.

Poleg vrst obstajajo različne vrste PP:

Nizkotokovni se uporabljajo v gospodinjskih aparatih z majhno močjo s porabo toka do 6 A. To so cilindrični vložki s kontakti na koncih.
PCB-ji, nameščeni na vilice, so pogosto nameščeni v avtomobilih. Ime je posledica videza: kontakti so na eni strani ohišja in so vstavljeni v konektorje, kot vtič v vtičnico.
Vtični vtiči so običajni električni vtiči za merilnike v enofaznih omrežjih. Nazivni tok takih vložkov je 63 A; zasnovani so za hkratno vklop več gospodinjskih aparatov. Pregoreli vložek v taki varovalki se nahaja znotraj keramičnega ohišja s kartušo; 1 kontakt ostane zunaj, drugi pa je povezan s kontakti vtiča. Če je obremenitev presežena, del izgori in popolnoma prekine napajanje stanovanja. Napajanje je mogoče obnoviti z zamenjavo vložka z novim.
Struktura cevastega PP je podobna vložku za čepe, vendar je njegova pritrditev izvedena med 2 kontaktoma. Vrsta takšne varovalke je nepolnjena, telo pa je izdelano iz vlaken, ki ob močnem segrevanju sproščajo plin.
Nožne varovalke so zasnovane za vrednost toka 100-1250 A in se uporabljajo v omrežjih, kjer je potrebna velika obremenitev (na primer pri priključitvi naprave z močnim motorjem).
Kremen, polnjen s kremenčevim peskom, se uporablja v omrežjih z napetostjo do 36 kV.
Generator plina, zložljiv in nerazstavljiv. Pri sežigu sort PSN in PVT pride do močnega sproščanja plina, ki ga spremlja pokanje. PP se uporablja za omrežja z napetostjo 35-110 kV. Nazivni tok takega PP je do 100A.

Odvisno od skupne obremenitve omrežja so nameščene različne vrste PP - močnejši so nameščeni v posebnih transformatorskih kabinah; lahko prenesejo tok, ki ustreza potrebam stanovanjskega območja ali podjetja. Tisti z nizko močjo so nameščeni v števcih: ščitijo posamezna stanovanja. Stari gospodinjski aparati imajo lahko vgrajen tudi PP (slabotok), moderni aparati pa redko vsebujejo te elemente.

Izbira talilnega vložka

Pri izbiri varovalk se upoštevajo njihove nazivne vrednosti, časovno-tokovne karakteristike in skupna obremenitev omrežja (skupna moč vseh delovnih elementov). Nazivni tok PP je tisti, ki ga lahko prenese talilni vložek pred uničenjem. Ta vrednost je navedena na njegovem ohišju (na primer oznaka 63 A za plutaste gospodinjske varovalke).

Časovno-tokovne karakteristike se izračunajo s pomočjo posebnih grafov. Upoštevati jih je treba le pri priključitvi elektromotorja na omrežje, katerega začetni tok večkrat presega delovno napetost. Pri uporabi več takih naprav (v podjetju) se izračuna začetni navor najmočnejšega motorja.

Skupna (največja) moč obremenitve omrežja je vsota vseh obratovalnih tokov naprav (navedeno v navodilih in na ohišju). Če je elektromotor priključen na omrežje, se upošteva tudi njegov začetni navor, deljen s koeficientom k = 2,5 (za lahek zagon in rotorje s kletko) ali 2-1,6 (za težko zagon ali fazno naviti rotorji).

Da ne izgubljate časa z izračuni, izberite nazivni tok talilnega vložka v skladu s tabelo.

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

Prva vrstica (W) označuje moč naprave, ki je navedena na ohišju, druga (A) pa nazivno vrednost varovalke. Za stanovanjsko omrežje boste morali sešteti vrednosti W vseh gospodinjskih aparatov in poiskati ustrezno številko v tabeli.

Izračun premera žice varovalke

Za začasno popravilo ožganega vložka, če ga ni mogoče zamenjati, se naredijo kompleksni izračuni. Da bi bilo omrežje zaščiteno pred preobremenitvijo, mora debelina žice, ki se uporablja za namestitev "hrošča", ustrezati nazivni vrednosti uničenega vložka. Za omrežje mestnega stanovanja, kjer je nameščen PP 63 A, lahko uporabite bakreno žico s premerom 0,9 mm.

Če je potrebno popravilo druge zaščitne naprave, morate določiti oceno PP (navedeno na ohišju) in nato določiti skladnost obstoječe bakrene žice:

izmerite njegov premer;
kubirajte to število in izvlecite kvadratni koren vrednosti;
dobljeno številko pomnožite z 80.

Rezultat mora biti približno enak oceni PP, navedeni na ohišju.

Med popravilom se izbrana žica navije okoli kontaktov zgorelega vložka in jih poveže. Hrošč se vstavi v vtičnico na ohišju varovalke.

Če se žica ponovno stopi, je napaka v zaščiteni napravi ali v omrežju stanovanja in jih je treba popraviti. Ne morete uporabiti debelejše žice, ker lahko povzroči požar.

Preverjanje funkcionalnosti

Sodobne avtomobilske varovalke imajo včasih vgrajen indikator pregorelosti. Lastniku pove, da je treba del zamenjati. Pri tiskanih vezjih z nizkim tokom je žica vidna skozi prozorno telo. Toda del programske opreme je neprozoren in nima indikatorjev.

Če je nemogoče vizualno določiti prekinitev vodnika znotraj tiskanega vezja, lahko njegovo delovanje določite z multimetrom. Preden preverite varovalko s testerjem, morate izbrati najmanjšo vrednost upora (Ohm). Nanesite sonde testerja na kontakte PP in določite odčitke naprave:

ko je vrednost upora enaka nič ali blizu 0, se sklepa o delovanju vložka;
če tester pokaže 1 ali znak neskončnosti, potem je PP pregorel.

Če ima tester zvočno napravo, lahko preprosto zazvonite varovalko z uporabo sond na kontaktih. Škripanje testerja kaže na uporabnost elementa.

Varovalka je električna stikalna naprava, namenjena odklopu zaščitenega tokokroga z uničenjem delov pod napetostjo, posebej zasnovanih za ta namen, pod vplivom toka, ki presega določeno vrednost.

Pri varovalkah je tokokrog prekinjen zaradi taljenja talilnega vložka, ki se segreje s tokom skozi tok zaščitenega tokokroga. Po odklopu tokokroga je potrebno talilni vložek zamenjati z delujočim.

Varovalka je zaporedno vezana na varovano vezje, za ustvarjanje vidnega prekinitve električnega tokokroga in varnega vzdrževanja pa se skupaj z varovalkami uporabljajo neavtomatska stikala ali odklopniki.

Varovalke so izdelane za izmenične napetosti 42, 220, 380, 660 V in enosmerne napetosti 24, 110, 220, 440 V.

Glavni elementi varovalke so telo, talilni vložek (talilni element), kontaktni del, naprava za gašenje obloka in sredstvo za gašenje obloka.

Za varovalke je značilen nazivni tok talilnega vložka, to je tok, za katerega je talilni vložek zasnovan za dolgotrajno delovanje. Zamenljive taljive elemente za različne nazivne tokove je mogoče vstaviti v isto telo varovalke, zato je za samo varovalko značilen nazivni tok

varovalko (osnovo), ki je enak najvišjemu nazivnemu toku talilnih vložkov, predvidenih za to izvedbo varovalke. Na primer, varovalke serije PN2 in PR2 imajo zamenljive talilne vložke. Tako ima varovalka serije PN2-100 ohišje, zasnovano za tok do 100 A in zamenljive talilne vložke za tokove 30, 40, 50, 60, 80, 100 A.

Varovalke do 1 kV so izdelane za nazivne tokove do 1000 A.

V normalnem načinu se toplota, ki jo ustvari tok bremena v talilnem vložku, prenese v okolje, temperatura vseh delov varovalke pa ne preseže dovoljene meje. Pri preobremenitvi ali kratkem stiku se temperatura vložka poveča in ta se stopi. Večji kot je tok, krajši je čas taljenja. Odvisnost časa taljenja talilnega vložka od trenutne vrednosti (množnost delovnega toka glede na nazivni tok talilnega vložka) se imenuje zaščitna (časovno-tokovna) značilnost varovalke (slika 3.1 .). Pri istem toku je čas taljenja talilnega vložka odvisen od številnih razlogov (material vložka, stanje njegove površine, pogoji hlajenja itd.). Za zmanjšanje odzivnega časa varovalke se uporabljajo varovalke iz različnih materialov, posebnih oblik, uporablja pa se tudi metalurški učinek.

Najpogostejši materiali talilnih vložkov so baker, cink, aluminij, svinec in srebro.

Bakreni vložki so podvrženi oksidaciji, njihov presek se sčasoma zmanjša in zaščitne lastnosti varovalke se spremenijo. Za zmanjšanje oksidacije se običajno uporabljajo pocinkani bakreni vložki. Tališče bakra je 1080 ° C, zato se pri tokovih blizu minimalnega talilnega toka temperatura vseh elementov varovalke znatno poveča.

Cink in svinec imata nizki tališči (419 °C in 327 °C), kar zagotavlja rahlo segrevanje varovalk pri neprekinjenem delovanju.

Cink je odporen proti koroziji, zato se presek talilnega vložka med delovanjem ne spreminja, zaščitna lastnost ostaja konstantna. Cink in svinec imata visoko upornost, zato imajo talilni vložki velik presek. Takšni talilni vložki se običajno uporabljajo v varovalkah brez polnil. Varovalke s cinkovimi in svinčenimi vložki imajo dolge časovne zakasnitve med preobremenitvami.

riž. 3.1.Časovno-tokovne karakteristike varovalke

Srebrni vložki ne oksidirajo, njihove lastnosti pa so najbolj stabilne.

Aluminijasti vložki se uporabljajo v varovalkah zaradi pomanjkanja barvnih kovin. Visoka odpornost oksidnih filmov na aluminiju otežuje izdelavo zanesljivih ločljivih kontaktov. Aluminijasti vložki se uporabljajo v novih izvedbah varovalk serije PP31.

Pri visokih tokovih so talilni vložki izdelani iz vzporednih žic ali tankih bakrenih trakov.

Glavna značilnost varovalke je časovno-tokovna karakteristika, ki je odvisnost časa taljenja vložka od tekočega toka. Za popolno zaščito je zaželeno, da časovno-tokovna karakteristika varovalke (krivulja 1 na sl. 1.1) na vseh točkah nekoliko pod značilnostmi zaščitenega vezja ali predmeta (krivulja 2 na sl. 3.1). Vendar pa dejanske lastnosti varovalke (krivulja 3) prečka krivuljo 2. Razložimo to. Če karakteristika varovalke ustreza krivulji 1, potem bo pregorel zaradi staranja ali pri zagonu motorja. Tokokrog se bo izklopil, če ni nesprejemljivih preobremenitev. Zato je talilni tok vložka izbran večji od nazivnega bremenskega toka. Hkrati pa obline 2 in 3 sekajo. V območju velikih preobremenitev (območje B) Varovalka ščiti objekt. V območju A Varovalka ne ščiti predmeta.

Pri majhnih preobremenitvah (l.5–2) jaz H 0 M varovalka se segreva počasi. Večina toplote se izgubi v okolje. Zapleteni pogoji prenosa toplote otežujejo izračun talilnega vložka.

Tok, pri katerem talilni vložek izgori, ko doseže enakomerno temperaturo, se imenuje mejni tok jaz POGR.

Za pospešitev taljenja vložkov iz bakra in srebra se uporablja metalurški učinek - pojav raztapljanja ognjevzdržnih kovin v staljene, manj ognjevzdržne kovine. Če na primer kroglico iz zlitine kositra in svinca s tališčem 182 °C prispajkamo na bakreno žico s premerom 0,25 mm, se bo pri temperaturi žice 650 °C talila v 4 minutah in pri 350 °C - v 40 minutah. Ista žica brez topila se topi pri temperaturi najmanj 1000 ° C. Za ustvarjanje metalurškega učinka na bakrenih in srebrnih vložkih se uporablja čisti kositer, ki ima bolj stabilne lastnosti. Pri normalnem delovanju kroglica praktično ne vpliva na temperaturo vložka.

Slika 3.2. Varovalka serije PR2: A - kartuša; b - oblike talilnih vložkov

Pospešitev taljenja vložka dosežemo tudi z uporabo posebej oblikovanega vložka varovalke (slika 3.2, b). Pri tokovih kratkega stika se ozka področja segrejejo tako hitro, da skoraj ne pride do odvajanja toplote. Vložek izgori hkrati na več zoženih mestih (odsek A - A in B - B, sl. 3.2, b) preden tok kratkega stika doseže svojo ustaljeno vrednost v enosmernem tokokrogu ali udarni tok v izmeničnem tokokrogu (slika 3.3).

riž. 3.3. Tokovno omejevalni učinek talilnih vložkov

varovalke: A - pri konstantnem toku;

b - pri izmeničnem toku

Tok kratkega stika je omejen na vrednost i limit (2-5 krat). Ta pojav se imenuje delovanje omejevanja toka in izboljša pogoje za ugasnitev obloka v varovalkah.

Gašenje električnega obloka, ki nastane po pregorevanju talilnega vložka, je treba izvesti čim hitreje. Čas ugasnitve obloka je odvisen od konstrukcije varovalke.

Največji tok, ki ga varovalka lahko prekine, ne da bi povzročila kakršno koli škodo ali deformacijo, se imenuje meja prekinitvenega toka.

Varovalke se pogosto uporabljajo za zaščito elektromotorjev, električne opreme, električnih omrežij v industrijskih in gospodinjskih električnih napeljavah in imajo različne izvedbe.

Varovalke imajo skupaj s preprostostjo zasnove in nizkimi stroški številne pomembne pomanjkljivosti:

Ne morejo zaščititi proge pred preobremenitvijo, saj omogočajo
dolgotrajna preobremenitev do taljenja;

Ne zagotavljajo vedno selektivne zaščite v omrežju, ki sledi
širjenje njihovih značilnosti;

V primeru kratkega stika v trifaznem omrežju se
pregori ena od treh varovalk in linija ostane delujoča
na dveh fazah.

V tem primeru trifazni elektromotorji, priključeni na omrežje, vklopijo dve fazi, kar vodi do pregrevanja navitij elektromotorja in njihove okvare.

Varovalke z zaprtimi zložljivimi ohišji (vložki) brez polnila serije PR2 (slika 3.2) so izdelane za napetosti 220 in 500 V in nazivne tokove 100-1000 A. Nosilec varovalke PR2 (slika 3.2, A) za tokove 100 A in več je sestavljen iz debelostenske vlaknene cevi 1, na katero so tesno pritrjene medeninaste puše 3, ki imajo fine niti. Medeninasti pokrovčki so priviti na cevi 4, ki pritrjujejo talilni vložek 2, privit na nože 6, preden ga namestijo v vložek. Varovalke te serije so opremljene s podložko 5, ki ima utor za nož in preprečuje vrtenje nožev.

Kartuša se vstavi v fiksne kontaktne stebre, nameščene na izolacijsko ploščo. Potreben kontaktni pritisk zagotavljajo vzmeti.

Talilni vložki so izdelani iz cinka v obliki plošče z izrezi. Ozka območja proizvajajo več toplote kot široka območja. Pri nazivnem toku se odvečna toplota zaradi toplotne prevodnosti cinka prenese na široke dele, zato ima celoten vložek približno enako temperaturo. Med preobremenitvami se ogrevanje ozkih odsekov zgodi hitreje, vložek pa se topi na najbolj vročem mestu (odsek A - A, sl. 3.2, b).

Med kratkim stikom se vložek stopi v ozkih delih A - A in B - B. Nastali oblok povzroči nastanek plinov (50% CO 2, 40% H 2, 10% H 2 O hlapov), saj stene vložek je izdelan iz materiala, ki proizvaja plin - vlaken. Tlak, odvisno od izklopljenega toka, lahko doseže 10 MPa ali več, kar zagotavlja hitro ugasnitev obloka in učinek omejevanja toka varovalke. Za zmanjšanje prenapetosti, ki nastane ob izklopu kratkostičnega toka, ima talilni vložek več zoženih mest. Ko se stopijo eden za drugim, se celotna dolžina obločne reže ne vnese v tokokrog takoj, ampak v korakih.

Varovalke v razsutem stanju serije PN2 (slika 3.4) se pogosto uporabljajo za zaščito napajalnih tokokrogov do 500 V AC in 440 V DC in so na voljo za nazivne tokove 100-1000 A.

1 2

riž. 3.4. Varovalka serije PN2

Porcelan, kvadraten zunaj in okrogel znotraj, cev 1 ima štiri navojne luknje za vijake za pritrditev pokrova 4 s tesnilnim tesnilom 5. Varovalni vložek 2 privarjen z električnim kontaktnim točkovnim varjenjem na kontaktne rezilne podložke 3. Pokrovi z azbestnimi tesnili hermetično zaprejo cev. Cev je napolnjena s suhim kremenčevim peskom 6. Talilni vložek je izdelan iz enega ali več bakrenih trakov debeline 0,15-0,35 mm in širine do 4 mm. Na vložku so narejene reže 7, ki zmanjšajo prečni prerez vložka za 2-krat. Za zmanjšanje temperature taljenja vložka se uporablja metalurški učinek - kositrne kroglice so spajkane na bakrene trakove 8, temperatura taljenja v tem primeru ne presega 475 ° C, oblok se pojavi v več vzporednih kanalih (v skladu s številom vložkov); to zagotavlja najmanjšo količino kovinske pare v kanalu med zrni kremena in najboljše pogoje za gašenje obloka v ozki reži. V razsutem stanju

varovalke, tako kot varovalke serije PR2, imajo lastnost omejevanja toka.

Za zmanjšanje posledičnih prenapetosti ima talilni vložek po svoji dolžini reže, njihovo število pa je odvisno od nazivne napetosti varovalke (na podlagi 100-150 V na območje med režami). Ker vložek izgori na ozkih mestih, se izkaže, da je dolgi lok razdeljen na več kratkih lokov, katerih skupna napetost ne presega vsote katodnih in anodnih padcev napetosti.

Polnilo v varovalkah serije PN je čisti kremenčev pesek (99 % SiO2). Namesto kremena lahko uporabimo kredo (CaCO3), včasih jo primešamo azbestnim vlaknom. Ko pride do obloka, se kreda razgradi s sproščanjem ogljikovega dioksida CO 2 in CaO - ognjevzdržnega materiala. Reakcija poteka z absorpcijo energije, ki pomaga ugasniti oblok.

Največji preklopni tok varovalk serije PN2 doseže 50 kA.

Masivne varovalke serije NPN imajo neodstranljiv stekleni vložek brez kontaktnih rezil in so zasnovane za tokove do 60 A.

Namesto varovalk PN2 so bile razvite varovalke serije PP-31 z aluminijastimi vložki za nazivne tokove 63-1000 A in največji izklopni tok do 100 kA pri napetosti 660 V.

Varovalke serije PP-17 so izdelane za tokove 500-1000 A, AC napetost 380 V in DC 220 V. Največja izklopna moč varovalk PP-17 je 100-120 kA. Varovalka je sestavljena iz elementa varovalke, nameščenega v keramičnem ohišju, napolnjenem s kremenčevim peskom, indikatorja izklopa in prostega kontakta. Ko se element varovalke stopi, talilni element indikatorja delovanja izgori, pri čemer se sprosti udarec, ki je bil vnesen med montažo indikatorja, ki preklopi prosti kontakt in signalno vezje delovanja varovalke se sklene.

Za zaščito polprevodniških naprav so bile razvite hitre varovalke serije PP-41, PP-57, PP-59, PP-71. Te varovalke so izdelane s talilnimi vložki iz srebrne folije v zaprtih vložkih, napolnjenih s kremenčevim peskom. Namenjeni so vgradnji v tokokroge izmeničnega toka z napetostjo

380-1250 V in DC 230-1050 V. Elektroindustrija proizvaja varovalke za nazivne tokove 100-2000 A, največji izklopni tok do 200 kA. Te varovalke imajo učinkovit učinek omejevanja toka.

Vtične varovalke serije PRS se pogosto uporabljajo v krmilnih tokokrogih obdelovalnih strojev, mehanizmov, strojev, pa tudi v sistemih napajanja stanovanjskih in javnih zgradb. Nazivni tok ohišja 6; 25; 63; 100 A.

Varovalke so električne naprave, ki pri tokovih, večjih od dane vrednosti, sklenejo električni krog, ko pregori talilni vložek, ki ga tok neposredno segreva do taljenja. Varovalke delimo po namenu za zaščito inštalacij z napetostjo do 1000 V in varovalke za zaščito pri napetostih večjih ali enakih 1000 V.

Varovalke so naprave, ki ščitijo instalacije pred preobremenitvami in kratkimi tokovi.

Glavni elementi varovalke so talilni vložek, ki je vključen v rez zaščitenega tokokroga, in naprava za gašenje obloka, ki ugasne oblok, ki nastane po taljenju vložka.

Izbira varovalk poteka glede na nazivno napetost, nazivne tokove varovalke in talilnega vložka ter največji preklopni tok.

Primarne zahteve. zahteve za varovalke

Za varovalke veljajo naslednje zahteve:

1. Časovno-tokovna karakteristika varovalke mora biti nižja, vendar čim bližje časovno-tokovni karakteristiki varovanega predmeta.

2. V primeru kratkega stika morajo varovalke delovati selektivno.

3. Odzivni čas varovalke med kratkim stikom naj bo čim krajši, še posebej pri zaščiti polprevodniških naprav. Varovalke morajo delovati z omejitvijo toka.

4. Delovanje varovalke mora biti stabilno. Spremembe parametrov zaradi proizvodnih odstopanj ne smejo vplivati na zaščitne lastnosti varovalke.

5. Zaradi povečane moči inštalacij morajo imeti varovalke visoko izklopno moč.

6. Zamenjava pregorele varovalke ali talilnega vložka ne bi smela vzeti veliko časa.

V industriji se najpogosteje uporabljajo varovalke tipa PR-2 in PN-2.

Varovalka PR-2

Varovalke PR-2 za tokove od 15 do 60 A imajo poenostavljeno zasnovo. Talilni vložek 1 je pritisnjen na medeninasto držalo 4 s pokrovčkom 5, ki je izhodni kontakt. Talilni vložek 1 je vtisnjen iz cinka, ki je nizko talilni in korozijsko odporen material. Navedena oblika vložka omogoča pridobitev ugodne časovno-tokovne (zaščitne) karakteristike. Pri varovalkah za tokove nad 60 A je talilni vložek 1 povezan s kontaktnimi noži 2 z vijaki.

Vložek varovalke PR-2 se nahaja v zaprtem cevnem vložku, ki je sestavljen iz vlaknenega cilindra 3, medeninastega držala 4 in medeninaste kapice 5.

Načelo delovanja varovalk PR-2

Postopek ugasnitve obloka v varovalki PR-2 poteka na naslednji način. Ko so odklopljeni, izgorijo zoženi prelivi talilnega vložka, po katerem nastane lok. Pod vplivom visoke temperature obloka vlaknaste stene vložka oddajajo plin, zaradi česar se tlak v vložku v delih pol-cikla dvigne na 4-8 MPa. Zaradi povečanja tlaka se tokovno-napetostna karakteristika obloka dvigne, kar prispeva k njegovemu hitremu ugasnitvi.

Talilni vložek varovalke PR-2 ima lahko od enega do štirih zožitev, odvisno od nazivne napetosti. Zoženi deli vložka prispevajo k njegovemu hitremu taljenju med kratkim stikom in ustvarjajo učinek omejevanja toka.

Ker pride do ugasnitve obloka v varovalki PR-2 zelo hitro (0,002 s), lahko predpostavimo, da razširjeni deli vložka med postopkom ugasnitve ostanejo nepremični.

Tlak v držalu varovalke je sorazmeren s kvadratom toka v trenutku, ko se vložek stopi in lahko doseže velike vrednosti. Zato mora imeti vlaknasti valj visoko mehansko trdnost, za kar so na njegovih koncih nameščene medeninaste sponke 4, ki so togo povezane s kontaktnimi noži 2, pritrjene na sponko kartuše 4 s pokrovi 5.

Varovalke PR-2 delujejo tiho, praktično brez oddajanja plamena ali plinov, kar omogoča njihovo vgradnjo blizu ena drugi. Varovalke PR-2 so na voljo v dveh aksialnih velikostih - kratke in dolge. Kratke varovalke PR-2 so zasnovane za delovanje pri izmeničnih napetostih, ki niso višje od 380 V. Imajo nižjo prekinitveno moč kot dolge varovalke, namenjene za delovanje v omrežjih z napetostjo do 500 V.

Glede na nazivni tok je na voljo šest velikosti vložkov z različnimi premeri. V vložek vsake velikosti je možno vgraditi vložke za različne nazivne tokove. Tako lahko v kartušo z nazivnim tokom 15 A vgradimo vložke za tok 6, 10 in 15 A.

Obstajajo spodnje in zgornje vrednosti preskusnega toka. Spodnja vrednost preskusnega toka je največji tok, ki pri teku 1 ure ne povzroči pregorevanja varovalke. Zgornja vrednost preskusnega toka je najmanjši tok, ki v 1 uri topi vložek varovalke. Z zadostno natančnostjo je mogoče vzeti, da je mejni tok enak aritmetični sredini preskusnih tokov.

Varovalna naprava PN-2

Te varovalke so naprednejše od varovalk PR-2. Ohišje kvadratnega prereza 1 varovalke tipa PN-2 je izdelano iz trpežnega porcelana ali steatita. V ohišju so trakovi talilni vložki 2 in polnilo - kremenčev pesek 3. Talilni vložki so privarjeni na ploščo 4, ki je pritrjena na plošče 5, povezane z nožnimi kontakti 9. Plošče 5 so pritrjene na telo z vijaki.

Kot polnilo v varovalkah PN-2 se uporablja kremenčev pesek z vsebnostjo SiO2 najmanj 98 % z zrni velikosti (0,2-0,4)10-3 m in vsebnostjo vlage največ 3 %. Pred nasutjem se pesek temeljito posuši pri temperaturi 120-180 °C. Zrna kremenčevega peska imajo visoko toplotno prevodnost in dobro razvito hladilno površino.

Talilni vložek varovalk PN-2 je izdelan iz bakrenega traku debeline 0,1-0,2 mm. Da bi dosegli omejitev toka, ima vložek zožene odseke 8. Talilni vložek je razdeljen na tri vzporedne veje za popolnejšo uporabo polnila. Uporaba tankega traku in učinkovito odvajanje toplote iz zoženih območij omogoča izbiro majhnega minimalnega preseka vložka za dani nazivni tok, kar zagotavlja visoko sposobnost omejevanja toka. Povezava več zoženih odsekov dosledno pomaga upočasniti rast toka po taljenju vložka, saj se napetost na obloku varovalke poveča. Za zmanjšanje tališča se na vložke nanesejo kositrni trakovi 7 (metalurški učinek).

Načelo delovanja varovalke PN-2

V primeru kratkega stika pregori talilni vložek varovalke PN-2 in oblok zagori v kanalu, ki ga tvorijo zrna polnila. Zaradi zgorevanja v ozki reži pri tokovih nad 100 A ima oblok naraščajočo tokovno-napetostno karakteristiko. Napetostni gradient čez oblok je zelo visok in doseže (2-6)104 V/m. To zagotavlja, da oblok ugasne v nekaj milisekundah.

Po sprožitvi varovalke se zamenjajo talilni vložki skupaj z diskom 4, nato pa se vložek napolni s peskom. Za tesnjenje vložka je pod ploščami 5 nameščeno azbestno tesnilo 6, ki ščiti pesek pred vlago. Pri nazivnem toku 40 A in manj ima varovalka preprostejšo zasnovo.

Naprava, sestavljena iz taljivega kovinskega elementa v obliki tanke plošče ali žice in ohišja s kontaktno napravo, se imenuje varovalka. Zasnovan je za zaščito električnih tokokrogov pred preobremenitvijo in kratkimi tokovi.

Dolgotrajni pretok toka je normalen način delovanja talilnega vložka. Ko pa se obremenitev poveča nad nazivno vrednostjo ali pride do kratkega stika (I omrežje> Vstavim), se kovina segreje na temperaturo taljenja in s taljenjem prekine tokokrog. V nasprotju s tem je talilni vložek za enkratno uporabo in ko se sproži, ga je treba zamenjati z novim.

Taljivi vložki so izdelani, običajno iz zlitine svinca in bakra, s kositrom in tudi z drugimi kovinami. Bakrene vložke pred vgradnjo pocinkamo, da preprečimo oksidacijo kovine in poslabšanje njenih prevodnih lastnosti. Imajo majhen presek, ker imajo nizek upor. Precej veliko število varovalk je opremljenih s sredstvi za gašenje obloka v svojem ohišju (na primer vlakna ali kremenčev pesek). Tok, za katerega je izračunan talilni vložek, se imenuje nazivni tok talilnega vložka I, v nasprotju z nazivno varovalko I fuse. , za katere se izračunajo tokovni deli naprave, pa tudi kontaktni in obločni deli za gašenje.

Čas izgorevanja talilnega vložka je odvisen od toka, ki teče skozenj, odvisnost tega toka od časa izgorevanja t=f(I) pa imenujemo zaščitna karakteristika. Spodaj je prikazano:

Na sliki so prikazane značilnosti dveh različnih varovalk 1 in 2. Imata različne nazivne tokove in, kot lahko vidimo iz grafa, bo pri enakem preobremenitvenem toku naprava 1 izgorela hitreje kot 2. Skladno s tem je nižja nazivna vrednost naprava, hitreje bo pregorela. Ta lastnost omogoča selektivno zaščito električnih tokokrogov.

Glede na oblikovne značilnosti ločimo cevaste in vtične varovalke.

Cevasti - izdelani so zaprti z ohišji iz plinotvornega materiala - vlaken; ko se temperatura dvigne, se v cevi ustvari visok pritisk, zaradi katerega se veriga zlomi. Varovalka tipa PR:

Kje: 1 – zapiralni kontakti, 2 – medeninasti pokrovčki, 3 – medeninasti obročki, 4 – taljivi vložek, 5 – vlaknena cev.

Takšna naprava je sestavljena iz talilnega vložka 4, ki je zaprt v vlakneni cevi 5 zložljivega tipa, ojačani s končnimi medeninastimi obroči 2, ki zapirajo kontakte 1.

Vtične varovalke se praviloma uporabljajo v svetlobnih inštalacijah, za zaščito gospodinjskih porabnikov (števci električne energije), pa tudi za elektromotorje nizke in srednje moči. Od cevastih se razlikujejo po načinu pritrditve taljivega vložka.

Obstajajo tudi samoponovne varovalke. Bistvo njihovega dela je, da pri segrevanju močno spremenijo svoj upor navzgor, kar vodi do prekinitve tokokroga. Takoj, ko njihova temperatura pade na delovno temperaturo, se upor zmanjša in tokokrog se ponovno zapre. Njihova zasnova temelji na polimernih materialih, ki imajo pri normalnih temperaturnih pogojih kristalno mrežo in se pri segrevanju močno spremenijo v amorfno stanje.

Takšne varovalke se pogosto uporabljajo v digitalni tehnologiji (računalniki, mobilni telefoni, avtomatizirani sistemi za nadzor procesov). Zaradi visokih stroškov se običajno ne uporabljajo v napajalnih tokokrogih. So zelo priročni, ker jih po zlomu verige ni treba zamenjati.

Precej električarjev, da bi se izognili pogostemu izgorevanju talilnih vložkov, naredi tako imenovane "hrošče" - namesto posebne zlitine talilnega vložka pritrdijo navadno žico majhnega preseka. Tega ne bi smeli storiti, ker se lahko čas izgorevanja zlitine in navadne žice istega preseka zelo razlikuje, kar lahko povzroči hude posledice. Zato, če se vaše varovalke pogosto sprožijo, morate ugotoviti razlog za njihovo sprožitev in ne poskušati okrepiti zaščite z namestitvijo "hroščev".

Zasnovo in delovanje varovalk si lahko ogledate tudi tukaj:

Varovalka je komponenta močnostne elektronike za enkratno uporabo, ki opravlja zaščitno funkcijo. Varovalka je najšibkejši del zaščitenega električnega tokokroga, ki sproži v zasilnem načinu, s čimer prekine tokokrog in prepreči kasnejše uničenje vrednejših elementov električnega tokokroga zaradi visokih temperatur, ki jih povzročajo previsoke vrednosti toka.

V električnem tokokrogu je varovalka šibek odsek električnega tokokroga, ki gori v zasilnem načinu, s čimer prekine tokokrog in prepreči kasnejše uničenje zaradi visoke temperature.

Varovalke so razdeljene na naslednje vrste:

1. nizkotokovni vložki(za zaščito majhnih električnih aparatov do 6 amperov)

3x15 (prva številka pomeni zunanji premer, druga - dolžino vložka)
10x30

2. vilice(za zaščito električnih tokokrogov avtomobilov)

miniaturni
običajne vilice

3. pluta(najdeno v stanovanjskih območjih, do 63 amperov)

DIAZED (najpogostejši v ZSSR)
NEOZED

4. nož(do 1250 amperov)

velikost 000 (do 100 amperov)
velikost 00 (do 160 amperov)
velikost 0 (do 250 amperov)
velikost 1 (do 355 amperov)
velikost 2 (do 500 amperov)
velikost 3 (do 800 amperov)
velikost 4a (do 1250 amperov)

5. kremen

6. proizvodnja plina

Varovalke se razlikujejo tudi po odzivnih lastnostih glede na nazivni tok. Zaradi vztrajnosti varovalk se v poklicnem okolju električarjev pogosto uporabljajo kot selektivna zaščita v povezavi z odklopniki. Selektivnost med samimi talilnimi vložki je dosežena z razmerjem 1:1,6 [ibid.], časovno-tokovna karakteristika varovalk je določena z odvisnostjo, oziroma I²t; PUE ureja zaščito nadzemnih prevodnih vodov tako, da varovalka sproži v 15 sekundah (kratki tok na koncu voda mora biti enak trem nazivnim tokovom varovalke). Bistvena vrednost je čas, v katerem je vodnik uničen, ko je nastavljeni tok presežen. Za skrajšanje tega časa imajo nekatere varovalke prednapeto vzmet. Ta vzmet tudi ločuje konce pretrganega vodnika in preprečuje nastanek obloka.

40-amperske varovalke z odzivno karakteristiko "gG", enakovredno sovjetski karakteristiki "PPN"

varovalka - element, ki vsebuje prekinjen del električnega tokokroga (na primer žica, ki izgori, ko je presežena določena raven toka)
mehanizem za pritrditev talilnega vložka na kontakte, ki zagotavlja vključitev varovalke v električni tokokrog in namestitev varovalke kot celote.

Ohišja varovalk so običajno izdelana iz visoko trdnih razredov posebne keramike (porcelan, milnica ali korund-mulitna keramika). Za ohišja varovalk z nizkimi nazivnimi tokovi se uporablja posebno steklo. Telo varovalke običajno služi kot osnovni del, na katerega je nameščen element varovalke s kontakti varovalke, indikatorjem delovanja, prostimi kontakti, napravami za upravljanje varovalke in tipsko ploščico. Hkrati ohišje opravlja funkcije komore za gašenje električnega obloka.

Oznake varovalk

Prva črka pomeni območje zaščite:

a - delno območje (samo zaščita pred kratkim stikom)
g - celoten obseg (zaščita pred tokovi kratkega stika in preobremenitvijo)
h - visoka lomnost (cevi so iz bele ali sive keramike)

Druga črka označuje vrsto zaščitene opreme:

G - univerzalna varovalka za zaščito različnih vrst opreme: kabli, elektromotorji, transformatorji
L - zaščita kablov in razdelilnih naprav
B - zaščita rudarske opreme
F - zaščita tokokrogov nizke moči
M - zaščita tokokrogov elektromotorja in odklopnih naprav
R - zaščita polprevodnikov
S - hitro zgorevanje v primeru kratkega stika in povprečni čas zgorevanja v primeru preobremenitve
Tr - zaščita transformatorja