Prilikom rada kućne i industrijske električne mreže uvijek postoji opasnost od električnih ozljeda ili oštećenja opreme. Mogu se pojaviti u bilo kom trenutku kada se pojave kritična stanja. Zaštitni uređaji mogu smanjiti takve posljedice. Njihova upotreba značajno povećava sigurnost korištenja električne energije.

Zaštite električnih kola rade na osnovu:

osigurač;

mehanički prekidač.

Princip rada i dizajn osigurača

Dva briljantna naučnika, Joule i Lenz, istovremeno su ustanovili zakone međusobnih odnosa između količine struje koja prolazi kroz vodič i oslobađanja toplote iz njega, otkrivajući zavisnost od otpora kola i trajanja vremenskog perioda.

Njihova otkrića omogućila su stvaranje najjednostavnijih zaštitnih struktura zasnovanih na termičkom efektu struje na metalnu žicu. Koristi tanak metalni umetak kroz koji prolazi puna struja kola.

Na nazivnim parametrima za prijenos električne energije, ova "žica" pouzdano podnosi toplinsko opterećenje, a ako njezine vrijednosti premašuju normu, izgara, prekidajući krug i oslobađajući napon od potrošača. Da biste vratili funkcionalnost kruga, potrebno je zamijeniti izgorjeli element: uložak osigurača.

To je jasno vidljivo na dizajnu osigurača za kućnu televizijsku i radio opremu sa staklenim, prozirnim kućištem umetka.

Na njegovim krajevima su montirani posebni metalni jastučići koji stvaraju električni kontakt kada se ugrađuju u utičnice. Ovaj princip je oličen u električnim utikačima sa topljivim vezama, koji su decenijama štitili naše roditelje i starije generacije od oštećenja u električnim instalacijama.

Automatske konstrukcije su razvijene koristeći istu formu, koje su uvrtane u utičnice umjesto utikača. Ali nije ih bilo potrebno zamijeniti kada se aktiviraju komponente. Da biste vratili napajanje, jednostavno pritisnite dugme unutar kućišta.

Na ovaj način su zaštićeni stari električni priključci u stanu. Zatim su se, zajedno sa osiguračima, počeli pojavljivati.

Izbor osigurača se zasniva na:

nazivne trenutne vrijednosti samog osigurača i njegovog umetka;

koeficijenti minimalne/maksimalne višestrukosti ispitne struje;

granična preklopna električna struja i mogućnost prekida prenosne snage;

zaštitne karakteristike uloška osigurača;

nazivni napon osigurača;

poštovanje principa selektivnosti.

Osigurači su jednostavnog dizajna. Široko se koriste u električnim instalacijama, uključujući visokonaponsku opremu do 10 kV, na primjer, u zaštiti instrumentalnih naponskih transformatora.

Princip rada i dizajn prekidača

Svrha mehaničkog sklopnog uređaja koji se zove prekidač je:

uključivanje, propuštanje, isključivanje struja u normalnom načinu rada;

automatsko uklanjanje napona iz električne instalacije u vanrednim situacijama, na primjer, metalne struje kratkog spoja. Prekidači rade u višekratnim načinima zaštite od kratkog spoja i preopterećenja. Mogućnost ponovljene upotrebe smatra se njihovom glavnom razlikom od osigurača.

Tokom sovjetske ere, automatski prekidači serije AP-50, AK-50, AK-63 i AO-15 bili su široko korišćeni u energetskom sektoru.

U modernom električni dijagrami U upotrebi su poboljšani dizajni stranih i domaćih proizvođača.

Svi su zatvoreni u dielektričnim kućištima i imaju zajedničke izvršne organe koji obezbeđuju:

1. termičko okidanje kola kada je dozvoljena vrijednost struje neznatno prekoračena;

2. elektromagnetno isključenje pri naglim udarima opterećenja;

3. komore za gašenje luka;

4. kontakt sistemi.

U slučaju zagrijavanja energijom proizvedene topline radi bimetalna ploča koja se savija pod utjecajem temperature dok se ne aktivira mehanizam za otpuštanje. Ova funkcija ovisi o količini oslobođene topline i produžava se tokom vremena do određene točke.

Prekidač radi što je brže moguće od rada elektromagnetnog solenoida uz pojavu električnog luka. Za gašenje se koriste posebne mjere.

Ojačani kontakti su dizajnirani da izdrže ponovljene prekide.

Radne razlike između prekidača i osigurača

Zaštitna svojstva obje metode su vremenski testirana, a svaka metoda zahtijeva analizu specifičnih radnih uvjeta prilikom procjene cijene konstrukcije, uzimajući u obzir trajanje i pouzdanost rada.

Prekidači jednostavniji dizajn, jednom isključite kolo, jeftinije. Oni mogu ručno osloboditi napetost, ali to obično nije baš zgodno. Osim toga, pri nešto većim strujama, oni na duže vrijeme isključuju opterećenje. Ovaj faktor može uzrokovati povećanu opasnost od požara.

Svaki osigurač štiti samo jednu fazu mreže.

Prekidači složeniji, skuplji, funkcionalniji. Ali oni su preciznije prilagođeni postavkama zaštićenog električnog kruga, odabranim prema struji radnog dizajna, uzimajući u obzir uključene snage.

Kućišta savremenih mašina napravljena od termoseta imaju povećanu otpornost na toplotne efekte. Ne tope se i otporne su na vatru. Za usporedbu, polistirensko kućište starih prekidača moglo je izdržati temperature ne veće od 70 stupnjeva.

Dizajn vam omogućava da odaberete modele za istovremeno otvaranje jednog do četiri električna kruga. Ako se osigurači koriste u trofaznom krugu, oni će ukloniti napon iz kruga s različitim vremenskim kašnjenjima, što može postati dodatni razlog za razvoj nesreće.

Osigurači rade na struju, ne uzimajući u obzir njegove karakteristike. Prekidači se biraju za opterećenje i razvrstavaju slovima:

A - električne mreže povećane dužine;

B - osvjetljenje hodnika i prostora;

C - sistemi napajanja i rasvjete sa umjerenim startnim strujama;

D—prevladavajuća opterećenja od uključivanja elektromotora sa visokim startnim parametrima;

K - indukcijske peći i električne sušare;

Svaki električni krug sastoji se od pojedinačnih elemenata. Svaki od njih karakteriziraju određene trenutne vrijednosti na kojima element radi. Povećanje struje iznad ovih vrijednosti može uzrokovati oštećenje elementa. To se događa zbog neprihvatljivo visoke temperature ili zbog prilično brze promjene strukture ovog elementa zbog utjecaja struje. U takvim situacijama, osigurači različitih dizajna pomažu u izbjegavanju oštećenja elemenata električnog kola.

Njihova klasifikacija se zasniva na načinu razbijanja električni krug ove osigurače, te stoga možemo navesti one koji se najčešće koriste kao sljedeće vrste osigurača:

• topljivi,
• elektromehanički,
• elektronski,
• samoizlječenje.

Metoda prekida električnog kola pokriva čitav niz procesa koji se javljaju u osiguraču kada se aktivira.

• Osigurači prekidaju električni krug kao rezultat topljenja karike osigurača.
• Elektromehanički osigurači sadrže kontakte koji su isključeni deformabilnim bimetalnim elementom.
• Elektronski osigurači sadrže elektronski ključ, kojim upravlja posebno elektronsko kolo.
• Osigurači koji se samoresetuju izrađuju se od posebnih materijala. Njihova svojstva se mijenjaju kada struja teče, ali se obnavljaju nakon što se struja u električnom kolu smanji ili nestane. U skladu s tim, otpor prvo raste, a zatim ponovo opada.

Fusible

Najjeftiniji i najpouzdaniji su osigurači. Osigurač, koji se, nakon povećanja struje iznad zadane vrijednosti, topi ili čak isparava, zajamčeno stvarajući prekid u električnom krugu. Efikasnost ove metode zaštite uglavnom je određena brzinom uništenja uloška osigurača. U tu svrhu izrađen je od posebnih metala i legura. To su uglavnom metali kao što su cink, bakar, željezo i olovo. Pošto je karika osigurača u suštini provodnik, ponaša se kao provodnik, što karakterišu grafikoni prikazani u nastavku.

Stoga za pravilan rad osigurač, toplina koja se stvara u ulošku osigurača pri nazivnoj struji opterećenja ne bi trebala dovesti do njegovog pregrijavanja i uništenja. Rasipa se u okolinu kroz elemente tijela osigurača, zagrijavajući umetak, ali bez destruktivnih posljedica za njega.



Ali ako se struja poveća, ravnoteža topline će se poremetiti i temperatura umetka će početi rasti.



U tom slučaju će doći do lavinskog povećanja temperature zbog povećanja aktivnog otpora uloška osigurača. U zavisnosti od brzine porasta temperature, umetak se ili topi ili isparava. Isparavanje je olakšano naponskim lukom, koji se može pojaviti u osiguraču pri značajnim vrijednostima napona i struje. Luk privremeno zamjenjuje uništeni uložak osigurača, održavajući struju u električnom kolu. Stoga, njegovo postojanje također određuje vremenske karakteristike isključenja uloška osigurača.



• Vremensko-strujna karakteristika je glavni parametar uloška osigurača, pomoću kojeg se bira za određeni električni krug.

U hitnom načinu rada, važno je prekinuti električni krug što je prije moguće. U tu svrhu koriste se posebne metode za karike osigurača, kao što su:

• lokalno smanjenje njegovog promjera;
• "metalurški efekat".



U principu, to su slične metode koje omogućuju, na ovaj ili onaj način, da izazovu lokalno, brže zagrijavanje umetka. Promjenjivi poprečni presjek s manjim prečnikom se zagrijava brže nego s većim poprečnim presjekom. Da bi se dodatno ubrzalo uništavanje uloška osigurača, napravljen je od paketa identičnih vodiča. Čim jedan od ovih vodiča izgori, ukupni poprečni presjek će se smanjiti, a sljedeći vodič će izgorjeti, i tako sve dok se cijeli paket vodiča potpuno ne uništi.

Metalurški efekat se koristi u tankim umetcima. Zasniva se na dobivanju lokalnog talina veće otpornosti i rastvaranju osnovnog materijala umetka niskog otpora u njemu. Kao rezultat, lokalni otpor se povećava i umetak se brže topi. Talina se dobija od kapi kalaja ili olova, koje se nanose na bakarno jezgro. Takve metode se koriste za osigurače male snage za struje do nekoliko jedinica ampera. Uglavnom se koriste za razne kućne električne aparate i uređaje.

Oblik, dimenzije i materijal kućišta mogu se razlikovati ovisno o modelu osigurača. Stakleno kućište je praktično jer vam omogućava da vidite stanje topljivog umetka. Ali keramičko kućište je jeftinije i jače. Ispod određene zadatke ostali dizajni su prilagođeni. Neki od njih su prikazani na slici ispod.



Konvencionalni električni utikači su zasnovani na cevastim keramičkim tijelima. Sam utikač je tijelo koje je posebno napravljeno da stane na uložak za praktično korištenje osigurača. Neki dizajni utikača i keramičkih osigurača opremljeni su mehaničkim indikatorom statusa karike osigurača. Kada pregori, pokreće se uređaj tipa semafora.

Kada struja poraste preko 5 - 10 A, postaje neophodno ugasiti naponski luk unutar tijela osigurača. Da biste to učinili, unutrašnji prostor oko topljivog umetka ispunjen je kvarcnim pijeskom. Luk brzo zagrijava pijesak dok se ne ispuštaju plinovi, koji sprječavaju daljnji razvoj naponskog luka.

Unatoč određenim neugodnostima uzrokovanim potrebom nabavke osigurača za zamjenu, kao i sporom i nedovoljno preciznom radu nekih električnih kola, ovaj tip osigurača je najpouzdaniji od svih. Što je veća brzina povećanja struje kroz njega, veća je pouzdanost rada.

Elektromehanički

Osigurači elektromehaničkog dizajna bitno se razlikuju od osigurača. Imaju mehaničke kontakte i mehaničke elemente za upravljanje. Budući da se pouzdanost bilo kojeg uređaja smanjuje kako postaje složeniji, za ove osigurače, barem teoretski, postoji mogućnost takvog kvara u kojem se zadana struja okidanja neće isključiti. Ponovljeni rad je značajna prednost ovih uređaja u odnosu na osigurače. Nedostaci se mogu identifikovati kao:

• pojava luka kada je isključena i postepeno uništavanje kontakata zbog njegovog utjecaja. Moguće je da se kontakti zavare zajedno.
• Mehanički kontaktni pogon, koji je skup za potpunu automatizaciju. Iz tog razloga, ponovno uključivanje se mora obaviti ručno;
• nedovoljno brz odziv, što ne može osigurati sigurnost nekih „kvarljivih“ potrošača električne energije.

Elektromehanički osigurač se često naziva “prekidač strujnog kruga” i povezan je s električnim krugom bilo bazom ili žičanim terminalima bez izolacije.

Electronic

U ovim uređajima mehanika je u potpunosti zamijenjena elektronikom. Imaju samo jedan nedostatak sa nekoliko manifestacija:

• fizičke osobine poluprovodnika.

Ovaj nedostatak se očituje:

• kod nepovratnog unutrašnjeg oštećenja elektronskog ključa usled abnormalnih fizičkih uticaja (višak napona, struje, temperature, zračenja);
• lažan rad ili kvar kontrolnog kruga elektronski ključ od abnormalnih fizičkih uticaja (previsoka temperatura, zračenje, elektromagnetno zračenje).



Samoizlječenje

Šipka je izrađena od posebnog polimernog materijala i opremljena elektrodama za spajanje na električni krug. Ovo je dizajn ove vrste osigurača. Otpor materijala u datom temperaturnom rasponu je mali, ali naglo raste počevši od određene temperature. Kako se hladi, otpor se ponovo smanjuje. Nedostaci:

• zavisnost otpora od temperature okoline;
• dugi oporavak nakon aktiviranja;
• kvar zbog viška napona i kvara iz tog razloga.

Odabir pravog osigurača omogućava značajnu uštedu troškova. Skupa oprema, pravovremeno isključena osiguračem u slučaju nesreće u električnom kolu, ostaje u funkciji.

Moderne električne mreže i uređaji su vrlo složeni i zahtijevaju pouzdanu zaštitu od mogućih preopterećenja i kratkih spojeva. Glavnu zaštitnu ulogu u takvim slučajevima imaju različiti sigurnosni uređaji. Među nizom ovih uređaja najčešći su osigurači, koji imaju visok stupanj pouzdanosti, lakoću rada i relativno nisku cijenu.

Unatoč širokoj upotrebi automatskih zaštitnih uređaja, osigurači ostaju relevantni u zaštiti elektroničke opreme, automobilskih električnih mreža, industrijskih električnih instalacija i sistema napajanja. Još uvijek se koriste u razvodnim pločama mnogih stambenih zgrada zbog pouzdanog rada, male veličine, stabilnih performansi i brze zamjene.

Za šta se koriste osigurači?

Ako su dvije žice spojene na izvor struje, pojavit će se dobro poznati efekat kratkog spoja. Razlog može biti oštećena izolacija, neispravan priključak potrošača itd. Uz relativno mali otpor žica, u ovom trenutku kroz njih će teći vrlo velika struja. Kao rezultat pregrijavanja žica, izolacija se zapali, što može dovesti do požara.

Izbjeći negativne posljedice vrlo moguće ugradnjom osigurača, također poznatih kao utikači. Ako struja premašuje dozvoljenu vrijednost, žica unutar osigurača postaje vrlo vruća i brzo se topi, prekidajući električni krug u ovom trenutku.

Dizajn osigurača može biti cijevni ili utični. Cjevasti elementi se proizvode u zatvorenom kućištu od vlakana sa svojstvima stvaranja plina. Ako temperatura poraste, unutar cijevi se stvara visoki tlak, uzrokujući prekid kruga. Osigurači utikača imaju standardni dizajn, opremljeni žicom koja se topi pod utjecajem velike električne struje.

Postoji još jedna vrsta takozvanih samoizlječivih fitilja, napravljenih od polimernih materijala koji mijenjaju svoju strukturu na različitim temperaturama. Značajno zagrijavanje dovodi do nagle promjene otpora prema povećanju, zbog čega se krug prekida. Dalje hlađenje uzrokuje smanjenje otpora, pa se krug ponovo zatvara. Ovi osigurači se uglavnom koriste u složenim digitalnim uređajima. Ne koriste se u konvencionalnim energetskim mrežama zbog njihove visoke cijene.



Ponekad neki majstori pokušavaju zamijeniti pregorjeli osigurač, koristeći umjesto toga takozvane bube, koje su komad debele žice ili tanke žice upletene u zajednički snop. Strogo je zabranjeno koristiti takve domaće uređaje, jer će struja tijekom kratkog spoja biti neprihvatljivo visoka. Ekstremno zagrijavanje ožičenja će uzrokovati oštećenje, paljenje i požar.

Osigurač

Sastav uključuje kućište ili uložak s električnim izolacijskim svojstvima i samu kariku osigurača. Njegovi krajevi su spojeni na terminale koji spajaju osigurač u seriju sa električnim krugom, zajedno sa zaštićenim uređajem ili električnom linijom. Materijal uloška osigurača odabran je tako da se može otopiti prije nego što indikator temperature žica dostigne opasan nivo, ili potrošač otkaže kao rezultat preopterećenja.



Na osnovu svojih dizajnerskih karakteristika, osigurači mogu biti uložak, ploča, utikač i cijev. Izračunata jačina struje koju karika osigurača može izdržati je naznačena na tijelu uređaja.

Niskonaponski osigurači imaju prilično jednostavan dizajn. Pod utjecajem velike struje, uložak osigurača ili provodni element se podvrgava intenzivnom zagrijavanju, nakon čega se, nakon postizanja određene temperature, topi u mediju za gašenje luka i isparava, prekidajući zaštićeni krug. Ovako radi osigurač u električnom kolu.

Kako bi se spriječio ulazak vrućih plinova i tekućeg metala u okolinu, koristi se keramički izolator, poznat i kao tijelo uređaja, koji je otporan na visoke temperature i značajan unutrašnji pritisak. Zaštitni poklopci koji se nalaze na rubovima osigurača opremljeni su posebnim trakama za objedinjene ručke koje drže uloške osigurača prilikom zamjene neupotrebljivih elemenata. Uz pomoć zaštitnih poklopaca i keramičkog kućišta, stvara se ljuska otporna na eksploziju koja ograničava električni luk koji se uključuje.



Pijesak koji ispunjava unutrašnji prostor ograničava struju. Materijal se bira sa određenim veličinama kristala, nakon čega se pravilno zbija. U pravilu, fitilj se puni kvarcnim kristalnim pijeskom, koji ima visoku hemijsku i mineralošku čistoću. Spajanje uloška osigurača sa držačem baze vrši se mehanički, pomoću kontaktnih noževa. Izrađuju se od bakra ili legura bakra presvučenih kalajem ili srebrom.

Karakteristike osigurača

Glavna karakteristika je direktna ovisnost vremena topljenja o jačini struje. Prema tome, vrijeme tokom kojeg osigurač pregori odgovara određenoj struji. Ovaj parametar poznatija kao vremensko-strujna karakteristika.



Osim indikatora vremena, postoje i druge karakteristike koje se koriste za određivanje vrsta osigurača. Među njima, prije svega, treba istaknuti. Ovo je najdozvoljenija struja opterećenja u uslovima dugotrajnog zagrijavanja tijela osigurača. Prilikom odabira uređaja na temelju ovog indikatora, mora se uzeti u obzir opterećenje električnog kruga, kao i radni uvjeti osigurača.

U nekim slučajevima, nazivna struja može biti veća od struje u samom električnom kolu. Na primjer, u elektromotornim starterima kako bi se izbjeglo da osigurač pregori tijekom pokretanja. Treba uzeti u obzir da nazivna struja osigurača mora odgovarati nazivnoj struji elementa koji se zamjenjuje.

Zauzvrat, nazivna struja elementa koji se zamjenjuje predstavlja maksimalnu dozvoljenu struju opterećenja za dugo vremena kada je ovaj element ugrađen u držač ili kontakte. Osim toga, postoje snage baze i držača osigurača koje se moraju uzeti u obzir pri odabiru zaštitnog uređaja. Osim toga, koristi se indikator kao što je nazivni napon. Ovaj parametar predstavlja interpolni napon, koji se poklapa sa nominalnim međufaznim naponom štićenih električnih mreža.



Da bi osigurači pružili pouzdanu zaštitu, vrijednost ove vrijednosti mora biti veća ili jednaka naponu štićenog objekta. Na primjer, osigurač od 400 volti može se koristiti za zaštitu krugova od 220 volti, ali ne i obrnuto. Dakle, ova vrijednost karakterizira sposobnost osigurača da brzo prekine električni krug i ugasi luk.

Stoga je pri odabiru osigurača kao zaštitnog uređaja neophodno uzeti u obzir parametre koji omogućuju pouzdanu zaštitu objekta.

Vrste osigurača

Za sve uređaje ove vrste postoji opšta klasifikacija prema njihovim osnovnim svojstvima.



Osigurači se mogu zatvoriti na različite načine, pa su stoga različiti i vanjski efekti koji se javljaju kada je struja isključena. Takvi osigurači se dijele na sljedeće vrste:

• Otvoreni uložak osigurača u kojem nema uređaja za ograničavanje volumena luka, emisije rastopljenih metalnih čestica i plamena.
• Poluzatvoreni uložak sa školjkom otvorenom na jednoj ili obje strane. To stvara određenu opasnost za ljude u blizini.
• Zatvoreni kertridž. Najpouzdaniji je jer nema sve gore navedene nedostatke. Gotovo svi moderni osigurači se proizvode sa zatvorenim uloškom.

Može se izvesti gašenje luka Različiti putevi. Ovisno o tome, osigurači su dostupni sa ili bez punila. U prvom slučaju se koriste praškaste, vlaknaste ili zrnate komponente, au drugom zbog kretanja plinova ili visokog pritiska u kertridžu. Dizajni samih patrona podijeljeni su na sklopive i nesklopive. Prva opcija uključuje zamjenu rastopljenog umetka, au drugom slučaju morat će se zamijeniti cijeli element. U nekim slučajevima, nerazdvojivi patroni mogu se napuniti u posebnim radionicama.

Osigurači se mogu ili ne moraju zamijeniti dok su pod naponom. U prvom slučaju, zamjena se može izvršiti direktno ručno, bez dodirivanja dijelova pod naponom. U drugom slučaju, uređaj mora biti isključen iz napona.

Oznake osigurača

Svaki osigurač na dijagramu označen je posebnim simbolom. Standardna oznaka se sastoji od dva slova. Prva slova određuju zaštitni interval: a - djelomična (zaštita samo od kratkih spojeva) i g - potpuna (osigurana je zaštita od kratkih spojeva i preopterećenja).

Drugo slovo označava vrste zaštićenih uređaja:

• G - štiti bilo koju opremu.
• F - zaštićeni su samo strujni krugovi.
• Tr - zaštita transformatora.
• M - elektromotori i uređaji za rastavljanje.

Više detaljne informacije Informacije o označavanju osigurača mogu se pronaći u priručniku namijenjenom inženjerima elektrotehnike.

Komponenta za jednokratnu upotrebu štiti izvor napajanja od prekomjernog opterećenja i najslabija je karika u električnom kolu. Osigurači su uključeni u gotovo sve električne sisteme. Ovaj uređaj se sastoji od komada žice čiji je poprečni presjek dizajniran da nosi određenu količinu struje. Kada se u strujnom krugu pojavi prekomjerno opterećenje, element osigurača se topi i prekida strujni krug.

Glavna svojstva osigurača su: nazivni napon, nazivna struja, maksimalna dozvoljena struja.

Neki ljudi vjeruju da kvaliteta osigurača ovisi o debljini žice u njemu. Ali nije tako. Nekvalificirani proračun debljine spoja osigurača može lako uzrokovati požar, jer se osim samog osigurača zagrijavaju i žice koje čine krug. Ako ugradite osigurač s pretankom žicom, to neće osigurati normalan rad i brzo će prekinuti strujni krug.

Princip rada

Osigurači su uključeni u razmak električnog kola na način da ukupna struja opterećenja ovog kola prolazi kroz njih. Dok se ne prekorači gornja granica struje, žičani element je topao ili hladan. Ali, kada se u krugu pojavi značajno opterećenje ili dođe do kratkog spoja, struja se značajno povećava, topi element žice osigurača, što dovodi do automatskog prekida u krugu.

Osigurači rade u 2 različita načina rada:

• Normalni mod , kada se uređaj zagrijava u stalnom procesu u kojem se potpuno zagrijava do Radna temperatura i otpušta toplinu napolje. Svaki osigurač označava najveću vrijednost struje pri kojoj se topi žičani element. Tijelo umetka može sadržavati topljive elemente dizajnirane za različite jačine struje.
• Način preopterećenja i kratkog spoja . Uređaj je dizajniran na način da kada se struja poveća do gornje dozvoljene granice, topljivi element vrlo brzo pregori. Da bi se postiglo ovo svojstvo, element osigurača na pojedinim mjestima je napravljen manjeg poprečnog presjeka. Oni stvaraju više topline nego na drugim mjestima. Tokom kratkog spoja, svi uski dijelovi topljivog elementa se tope i otvaraju strujni krug. U tom trenutku oko tačke topljenja se formira električni luk koji se gasi u kućištu osigurača.

Označavanje

Oznaku osigurača predstavljaju dva slova. Pogledajmo detaljnije označavanje osigurača.

Prvo slovo određuje interval zaštite:

• a— parcijalni interval (zaštita od kratkog spoja (kratkog spoja).
• g— puni interval (zaštita od kratkog spoja i preopterećenja).

Drugo slovo određuje tip zaštićenog uređaja:

• G— univerzalni tip za zaštitu različite opreme.
• L— zaštita žica i razvodnih uređaja.
• B— zaštita rudarske opreme.
• F— zaštita strujnih kola.
• M— zaštita rastavljača i elektromotora.
• R— zaštita poluvodičkih uređaja.
• S- brz odziv tokom kratkog spoja i srednji odziv tokom preopterećenja.
• Tr— zaštita transformatora.

vrste i uređaj

Niskostrujni umetci



Ovi osigurači se koriste za zaštitu električnih uređaja male snage sa potrošnjom struje do 6 A.

Prvi broj je vanjski prečnik, drugi je dužina osigurača.

• 3 x 15.
• 4 x 15.
• 5 x 20.
• 6 x 32.
• 7 x 15.
• 10 x 30.

Osigurači za viljuške

Koriste se za upotrebu u automobilima i štite njihova kola od preopterećenja. Utični umetci se proizvode za napone do 32 V. Izgled njihovi dizajni su pomaknuti u stranu, jer su kontakti na jednoj, a topljivi dio na drugoj strani.

• Minijaturni umetci.
• Regular.

Umetci od plute

Koriste se u stambenim zgradama i rade na strujama do 63 A.

• DIAZED.
• NEOZED.

Takvi osigurači se koriste za rasvjetu, zaštitne uređaje kućni aparati, brojila, elektromotori male snage. Od cjevastih umetaka razlikuju se po načinu pričvršćivanja.

Cjevasti umetci



Ovakvi umetci se izrađuju u zatvorenom obliku sa kućištem od materijala – vlakana, koji stvara gas koji stvara visok pritisak, prekidajući lanac.

1. Caps.
2. Prstenovi.
3. Vlakna.
4. Umetak je topljiv.

Blade osigurači

Radna struja dostiže 1,25 kA. Standardne veličine tipova noževa:

• 000 – do 100 A.
• 00 – do 160 A.
• 0 – do 250 A.
• 1 – do 355 A.
• 2 – do 500 A.
• 3 – do 800 A.
• 4 – do 1250 A.

Kvarc



Ovaj tip umetka ograničava struju, ne proizvodi plinove i koristi se za unutrašnju instalaciju. Kvarcni osigurači su dizajnirani za napone do 36 kilovolti.

1 – Kartridž (keramika, staklo).
2 – Topljivi umetak.
3 – Poklopci (metalni).
4 - Punilo.
5 – Indeks.

Uložak je zatvoren poklopcima koji osiguravaju nepropusnost. Punilo ima određene zahtjeve:

• Trajnost (električna).
• Visoka toplotna provodljivost.
• Ne bi trebalo da stvara gasove.
• Ne bi trebalo da apsorbuje vlagu.
• Čestice punila moraju biti strogo propisane veličine kako bi se izbjeglo sinterovanje ili nemogućnost gašenja luka.

Kvarcni pijesak ispunjava ove zahtjeve. Topljivi element je od bakra presvučen srebrom. Zbog svoje značajne dužine, topljivi element je namotan u obliku spirale.

Proizvodnja gasa



Ovaj tip uključuje sklopive PR osigurače, umetke za paljenje eksterna instalacija PSN, izduvni PVT za transformatore.

PR umetak se koristi za unutrašnju ugradnju u uređaje do 1000 volti. Sastoji se od:

1. Kartridž je napravljen od vlakana sa mesinganim prstenovima oko ivica. Na krajeve su pričvršćene mesingane kapice.
2. Caps.
3. Osigurač u obliku pocinčane ploče.
4. Kontakti.

Kada umetak izgori pod utjecajem električnog luka, formira se značajna količina plina. Njegov pritisak raste, luk se gasi u struji gasa. Umetak je napravljen u obliku slova V, jer se prilikom sagorevanja uskog grla stvara manja količina metalne pare koja sprečava gašenje luka.

Termički osigurači

Ova vrsta umetka je uređaj za jednokratnu upotrebu. Služi za zaštitu skupih elemenata opreme od pregrijavanja iznad postavljene temperaturne granice. Materijali osjetljivi na temperaturu smješteni su unutar kućišta, što osigurava ugradnju umetaka u strujna kola.



Princip rada je sljedeći. U normalnom načinu rada, umetak ima otpor jednak nuli. Kada se kućište zaštićenog uređaja zagrije na radnu temperaturu, kratkospojnik osjetljiv na toplinu je oštećen, što prekida strujni krug uređaja. Nakon okidanja, morate zamijeniti termalni osigurač i ukloniti uzrok kvara.

Takvi osigurači su postali popularni u domaćinstvu električnih uređaja: tosteri, aparati za kafu, pegle, kao i u opremi za kontrolu klime.

Opće karakteristike

Osigurači se razlikuju po svojstvima okidanja od njihove nazivne struje. Osigurači imaju inertan odgovor, pa ih profesionalci često koriste za selektivnu zaštitu zajedno s električnim prekidačima.

Pravila regulišu zaštitu nadzemnih vodova tako da umetak radi u roku od 15 s. Važna vrijednost je vrijeme uništenja vodiča pri radu sa strujom koja prelazi zadanu vrijednost. Kako bi se smanjilo ovo vrijeme, neki dizajni osigurača imaju prethodno zategnutu oprugu. Odvaja rubove uništenog vodiča kako bi spriječio nastanak električnog luka.

Kućišta osigurača izrađena su od izdržljive keramike. Za male struje koriste se umetci sa staklenim kućištem. Tijelo umetka igra ulogu glavnog dijela. Uz njega su pričvršćeni topljivi element, indikator rada, kontakti i tabela sa podacima. Kućište također djeluje kao komora za gašenje luka.

Nedostaci osigurača

• Može se koristiti jednom.
• Značajan nedostatak osigurača je njihov dizajn, koji omogućava beskrupuloznim stručnjacima da izvedu ranžiranje (koriste "bube"). To može uzrokovati zapaljenje ožičenja.
• U 3-faznim elektromotornim krugovima, kada jedan osigurač iskoči, jedna faza nestaje, što najčešće dovodi do kvarova motora. U ovom slučaju, preporučljivo je koristiti fazni kontrolni relej.
• Moguće je ilegalno ugraditi osigurač veće jačine struje.
• Fazni disbalans može nastati u 3-faznim mrežama pri značajnim strujama.

Prednosti osigurača

• U asimetričnim 3-faznim krugovima u hitnim slučajevima na 1. fazi, struja nestaje samo u ovoj fazi, ostale faze će nastaviti da napajaju potrošače. Pri velikim strujama ovakva situacija se ne smije dozvoliti, jer će to dovesti do neravnoteže faze.
• Zbog male brzine djelovanja, osigurači se mogu koristiti za selektivnost.
• Selektivnost samih umetaka u serijskom kolu mnogo je jednostavnije izračunati u odnosu na automatske osigurače, budući da se nazivne struje osigurača spojenih u seriju moraju međusobno razlikovati za faktor 1,6.
• Dizajn osigurača je mnogo jednostavniji od dizajna električnog prekidača, tako da je isključeno oštećenje mehanizma. Ovo daje potpunu garanciju da će strujni krug biti isključen tokom nesreće.
• Nakon zamjene osigurača s topljivim elementom, obnavlja se zaštita u strujnom krugu sa svojstvima koja zadovoljavaju proizvođača uređaja, za razliku od korištenja stroja čiji kontakti mogu pregorjeti, čime se mijenjaju karakteristike zaštite.

Osigurači su prekidački električni proizvodi koji se koriste za zaštitu električne mreže od prekomjernih struja i struja kratkog spoja. Princip rada osigurača temelji se na uništavanju posebno dizajniranih strujnih dijelova (osigurača) unutar samog uređaja kada kroz njih teče struja čija vrijednost prelazi određenu vrijednost.




Kartice osigurača su glavni element svakog osigurača. Nakon izgaranja (prekidanja struje), moraju se zamijeniti. Unutar spoja osigurača nalazi se topivi element (to je onaj koji izgara), kao i uređaj za gašenje luka. Osigurač je najčešće napravljen od porculanskog ili vlaknastog tijela i pričvršćen je na posebne provodne dijelove osigurača. Ako je osigurač dizajniran za male struje, onda osigurač za njega možda neće imati kućište, odnosno biti bez okvira.




Glavne karakteristike nosivosti osigurača uključuju: nazivnu struju, nazivni napon, prekidnu moć.




Elementi osigurača također uključuju:




Držač osigurača je element koji se može ukloniti, čija je glavna svrha držanje osigurača;




Kontakti osigurača su dio osigurača koji osigurava električnu komunikaciju između vodiča i kontakata osigurača;




Udarnik osigurača je poseban element čiji je zadatak, kada se osigurač iskoči, da utiče na druge uređaje i kontakte samog osigurača.




Svi osigurači su podijeljeni u nekoliko desetina tipova:




U skladu sa dizajnom karika osigurača, osigurači su sklopivi ili se ne mogu ukloniti. Kod sklopivih osigurača možete zamijeniti uložak osigurača nakon što pregori; s osiguračima koji se ne mogu ukloniti, to se ne može učiniti;




Prisustvo punila. Postoje osigurači sa i bez punila;




Dizajni za proizvodnju osigurača. Postoje osigurači sa noževim, vijčanim i prirubničkim kontaktima;




Osigurači za tijelo uloška osigurača dijele se na cjevaste i prizmatične. U prvom tipu osigurača, karika osigurača ima cilindrični oblik, u drugom tipu ima oblik pravokutnog paralelepipeda;




Vrsta uložaka osigurača u zavisnosti od raspona struja okidanja. Postoje osigurači s prekidnom sposobnošću u cijelom rasponu struja isključivanja - g i sa prekidnom sposobnošću u dijelu raspona struja isključivanja - a;




Brzina. Postoje spori osigurači (koriste se u većini slučajeva u transformatorima, kablovima, električnim mašinama) i brzohodni (koriste se u poluvodičkim uređajima);




Dizajn baze osigurača može biti sa baždarenom bazom (u takve osigurače neće biti moguće ugraditi osigurač koji je dizajniran da radi sa nazivnom strujom većom od samog osigurača) i sa nekalibriranom bazom (u takve osigurače moguće je ugraditi osigurač čija je nazivna struja veća od nazivne struje samog osigurača);




Naponski osigurači se dijele na niskonaponske i visokonaponske;




Broj polova. Postoje jedno-, dvo-, tropolni osigurači;




Prisustvo i odsustvo besplatnih kontakata. Postoje osigurači sa i bez slobodnih kontakata;




U zavisnosti od prisustva udarača i pokazivača, razlikuju se osigurači - bez udarača i bez pokazivača, sa pokazivačem bez udarača, sa udaračem bez pokazivača, sa pokazivačem i udaračem;




Po načinu pričvršćivanja provodnika, osigurači se dijele na osigurače sa prednjim priključkom, stražnji priključak, univerzalni (i stražnji i prednji);




Način ugradnje. Osigurači su na vlastitom postolju i bez njega.




Istorijski gledano, mehanički dizajn kutija sa osiguračima i njihove ukupne i priključne dimenzije varirale su od zemlje do zemlje. Postoje četiri glavna nacionalna standarda za veličine ugradnje osigurača: sjevernoamerički, njemački, britanski i francuski. Postoji i veliki broj kućišta osigurača koja su ista od zemlje do zemlje i nisu nacionalni standardi. Najčešće se takvi slučajevi odnose na standarde proizvođača koji je razvio određenu vrstu uređaja, koji se pokazao uspješnim i stekao uporište na tržištu. Poslednjih decenija, kao deo globalizacije privrede, proizvođači su se postepeno uključivali u međunarodni sistem standarda kućišta osigurača kako bi pojednostavili uslove za zamenljivost uređaja. Prilikom odabira pokušajte koristiti osigurače međunarodnih standarda: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC60549, IEC 60644.




Treba napomenuti da se prema vrsti uložaka osigurača, ovisno o rasponu struja isključivanja i brzine rada, osigurači dijele na klase upotrebe. U ovom slučaju, prvo slovo označava funkcionalnu klasu, a drugo označava objekt koji treba zaštiti:




1. slovo:




a - zaštita sa prekidnom sposobnošću u dijelu raspona (priloženi osigurači): ulošci osigurača koji mogu najmanje dugotrajno propuštati struje koje ne prelaze nazivnu struju koja je određena za njih, i struje isključivanja određenog višestrukog u odnosu na nazivnu struju do nazivni prekidni kapacitet;




g - zaštita sa prekidnom sposobnošću u cijelom rasponu (osigurači opće namjene): osigurači koji mogu najmanje kontinuirano propuštati struje koje ne prelaze nazivnu struju specificiranu za njih, i isključuju struje od minimalne struje topljenja do nazivne prekidne moći.




2. pismo:




G - zaštita kablova i žica;




M - zaštita sklopnih uređaja/motora;




R - zaštita poluprovodnika/tiristora;




L - zaštita kablova i žica (u skladu sa starim, više nevažećim DIN VDE standardom);




Tr - zaštita transformatora.




Opšti prikaz vremensko-strujnih karakteristika osigurača glavnih kategorija upotrebe prikazan je na slici 2.1.




Osigurači sa sljedećim klasama upotrebe pružaju:




gG (DIN VDE/IEC) - zaštita kablova i žica u celom opsegu;




aM (DIN VDE/IEC) - zaštita sklopnih uređaja u dijelu opsega;




aR (DIN VDE/IEC) - zaštita poluprovodnika u dijelu opsega;




gR (DIN VDE/IEC) - zaštita poluprovodnika u čitavom opsegu;




gS (DIN VDE/IEC) - zaštita poluprovodnika, kao i kablova i vodova u celom opsegu.




Osigurači s prekidnom sposobnošću u cijelom rasponu (gG, gR, gS) pouzdano isključuju i struje kratkog spoja i preopterećenja.





Rice. 2.1.




Osigurači s djelomičnim prekidnim kapacitetom (aM, aR) služe isključivo za zaštitu od kratkog spoja.




Za zaštitu instalacija za napone do 1000 V koriste se električni, cijevni i otvoreni (pločasti) osigurači.




Električni osigurač se sastoji od porculanskog tijela i utikača s karikom osigurača. Dovodni vod je spojen na kontakt osigurača, a izlazni vod na navoj zavrtnja. U slučaju kratkog spoja ili preopterećenja, uložak osigurača pregori i struja u strujnom kolu prestaje. Koriste se sljedeće vrste električnih osigurača: Ts-14 za struju do 10 A i napon 250 V sa pravokutnom bazom; Ts-27 za struju do 20 A i napon 500 V sa pravougaonom ili kvadratnom osnovom i Ts-33 za struju do 60 A i napon 500 V sa pravougaonom ili kvadratnom osnovom.




Na primjer, električni osigurači navojna, PRS serija, dizajnirana za zaštitu od preopterećenja i kratkih spojeva električne opreme i mreža. Nazivni napon prije




čuvari - 380 V naizmjenična struja frekvencija 50 ili 60 Hz. Strukturno, PRS osigurači (slika 2.2) se sastoje od kućišta, PVD-a sa uloškom osigurača, glave, baze, poklopca i centralnog kontakta.




Osigurači PRS se proizvode za nazivne struje osigurača od 6 do 100 A. Oznaka osigurača označava o kakvom se priključku radi: PRS-6-P - 6 A osigurač, prednji žični priključak; PRS-6-Z - 6A osigurač, priključak stražnje žice.




Cilindrični osigurači PTSU-6 i PTSU-20 sa navojnom bazom Ts-27 i ulošcima osigurača za struje od 1, 2, 4, 6, 10, 15, 20 ampera proizvode se u plastičnom kućištu. PD osigurači imaju porculansku bazu, dok PDS osigurači imaju osnovni materijal od steatita. U kućnim uvjetima koriste se automatski osigurači utikača, gdje se zaštićeni krug vraća gumbom.




Cjevasti osigurači se proizvode u sljedećim tipovima: PR-2, NPN i PN-2. Osigurač PR-2 (demontažni osigurač) namijenjen je za ugradnju u mreže napona do 500 V i za struje od 15, 60, 100, 200, 400, 600 i 1000 A.




U držaču osigurača PR-2 (sl. 2.3), uložak osigurača 5, pričvršćen vijcima 6 na kontaktne lopatice 1, postavljen je u vlaknastu cijev 4, na koju su montirane navojne čahure 3. Na njih su zašrafljene mesingane kapice 2, koje učvršćuju kontaktne noževe, koji se uklapaju u fiksne opružne kontakte ugrađene na izolacionu ploču.










Rice. 2.2.










Rice. 2.3.




Pod utjecajem električnog luka koji nastaje kada osigurač pregori, unutarnja površina vlaknaste cijevi se raspada i stvaraju se plinovi koji pomažu u brzom gašenju luka.




Zatvoreni osigurači sa finozrnatim punilom uključuju osigurače tipa NPN, NPR, PN2, PN-R i KP. Osigurači tipa NPN (punjeni osigurač koji se ne može ukloniti) imaju staklenu cijev. Ostali imaju porculanske lule. Osigurači tipa NPN su cilindričnog oblika, PN tipa su pravougaoni.




NPN set osigurača se sastoji od: osigurača - 1 komad; kontaktne baze - 2 kom.




NPN osigurači se proizvode za napone do 500 V i struje od 15 do 60 A, osigurači PN2 (masovni osigurač, sklopivi) - za napone do 500 V i struje od 10 do 600 A. Osigurači u rasutom stanju imaju uloške osigurača od nekoliko paralelnih bakrene ili posrebrene žice stavljaju se u zatvoreni porculanski uložak napunjen kvarcnim pijeskom. Kvarcni pijesak podstiče intenzivno hlađenje i deionizaciju gasova koji nastaju tokom sagorevanja luka. Pošto su cijevi zatvorene, prskanje rastopljenog metala iz karika osigurača i jonizirani plinovi se ne emituju van. Ovo smanjuje opasnost od požara i povećava sigurnost servisiranja osigurača. Osigurači sa punilom, poput osigurača tipa PR, ograničavaju struju.




Otvoreni pločasti osigurači se sastoje od bakarnih ili mesinganih ploča - vrhova u koje su zalemljene kalibrirane bakrene žice. Vrhovi su spojeni na kontakte na izolatorima pomoću vijaka.




Osigurači tipa NPR su zatvoreni, sklopivi (porculanski) uložak punjen kvarcnim pijeskom za nazivne struje do 400 A.




PD osigurači (PDS) - 1, 2, 3, 4, 5 - sa punilom za ugradnju direktno na sabirnice za struje od 10 do 600 A.




Za zaštitu energetskih ventila poluvodičkih pretvarača srednje i velike snage od vanjskih i unutrašnjih kratkih spojeva, široko se koriste brzohodni osigurači, koji su najjeftinije sredstvo zaštite. Sastoje se od kontaktnih noževa i topljive veze od srebrne folije smještene u zatvorenoj porculanskoj utičnici.




Osigurač takvih osigurača ima uske kalibrirane prevlake, koje su opremljene radijatorima od keramičkog materijala koji dobro provodi toplinu, kroz koji se toplina prenosi na tijelo osigurača. Ovi radijatori služe i kao komore za gašenje luka sa uskim prorezom, što značajno poboljšava gašenje luka koji se javlja u prevlaci. Paralelno sa uloškom osigurača postavljen je signalni uložak, čiji žmigavac signalizira topljenje uloška osigurača i, djelujući na mikroprekidač, zatvara signalne kontakte.




Industrija je dugo vremena proizvodila dvije vrste brzih osigurača dizajniranih da zaštite pretvarače sa energetskim poluvodičkim ventilima od struja kratkog spoja:




1) osigurači tipa PNB-5 (slika 2.4, a) za rad u krugovima sa nazivnim naponom do 660 V DC i AC za nazivne struje od 40, 63, 100, 160, 250, 315, 400, 500 i 630 A;




2) Osigurači tipa PBV za rad u krugovima naizmjenične struje frekvencije 50 Hz sa nazivnim naponom od 380 V za nazivne struje od 63 do 630 A.










Rice. 2.4.




Trenutno, industrija proizvodi osigurače tipa PNB-7 (slika 2.4, b) za nazivnu struju od 1000 A i za nazivni napon električnog kola od 690 V AC. Topljivi elementi osigurača PNB-7 izrađeni su od čistog srebra (brzina i izdržljivost). Kontakti (kleme) osigurača su izrađeni od elektrotehničkog bakra sa galvanskim premazom (visoka provodljivost i izdržljivost).




Kućište osigurača je izrađeno od ultra-porculana visoke čvrstoće. Dizajn osigurača omogućava upotrebu dodatni uređaji- indikator rada, slobodan kontakt.




Struktura simbol osigurači PNB7-400/100-X1-X2:




PNB-7 - oznaka serije;




400 - nazivni napon, V;




100 - nazivna struja;




X1 - simbol vrste ugradnje i vrste priključka provodnika na stezaljke: 2 - na vlastitoj izolacijskoj bazi sa baznim kontaktima; 5 - na bazi kompletnih uređaja sa baznim kontaktima; 8 - bez baze, bez kontakata (osigurač);




X2 - simbol za prisustvo indikatora rada: 0 - bez alarma; 1 - sa udarcem i slobodnim kontaktom; 2 - sa indikatorom rada; 3 - sa napadačem.




Industrijski osigurači serije PP dizajnirani su za zaštitu električne opreme industrijskih instalacija i električnih krugova od preopterećenja i kratkih spojeva.




Osigurači ove serije se proizvode u sljedećim glavnim tipovima: PP17, PP32, PP57, PP60S. Osigurači se proizvode sa indikatorom okidanja, sa indikatorom okidanja i slobodnim kontaktom ili bez signalizacije. U zavisnosti od tipa, osigurači su projektovani za napone do 690 V i nazivne struje od 20 A do 1000 A. Dizajnerske karakteristike omogućavaju ugradnju slobodnih kontakata, normalno otvorenih ili zatvorenih, kao i način ugradnje - na sopstvenoj bazi, na bazi kompletnih uređaja, na provodnicima kompletnih uređaja.




Struktura oznaka za osigurače tipova PP17 i PP32 - H1H2 - H3 - H4 - HHHH:




1) X1X2 - oznaka veličine (nazivna struja, A): 31 -100A; 35 - 250A; 37 - 400A; 39 - 630A.




2) X3 - simbol vrste ugradnje i vrste priključka: 2 - na sopstvenoj bazi, 5 - na bazi kompletnih uređaja, 7 - na provodnicima kompletnih uređaja (vijčani spoj), 8 - bez postolja (osigurač link), 9 - bez postolja ( Karika osigurača je ujednačena po veličini sa osiguračima PN2-100 i PN2-250).




3) X4 - simbol za prisustvo indikatora rada, udarača, slobodnog kontakta: 0 - bez signalizacije, 1 - sa udaračem i slobodnim kontaktom, 2 - sa indikatorom rada, 3 - sa udaračem.




4) HHHH - klimatska verzija: UHL, T i kategorija plasmana 2, 3.




Trenutno su poluvodički pretvarači opremljeni osiguračima serije PP57 (slika 2.5, a) i PP60S (slika 2.5, b).









Rice. 2.5.




Prvi su dizajnirani da zaštite pretvaračke jedinice od unutrašnjih kratkih spojeva AC i jednosmerna struja na naponima od 220 - 2000 V za struje od 100, 250, 400, 630 i 800 A. Drugi - za unutrašnje kratke spojeve naizmjenične struje na naponima od 690 V za struje od 400, 630, 800 i 1000 A.




Struktura oznake za osigurače tipa PP57 - ABCD - EF:




Slova PP - osigurač;




Dvocifreni broj 57 je uslovni serijski broj;




A - dvocifreni broj - simbol nazivne struje osigurača;




B - broj - simbol nazivnog napona osigurača;




C - broj - simbol prema načinu ugradnje i vrsti priključka vodiča na stezaljke osigurača (na primjer, 7 - na provodnicima uređaja pretvarača - pričvršćeni vijcima sa ugaonim stezaljkama);




D - broj - simbol za prisutnost indikatora rada i kontakta pomoćnog kruga:




0 - bez indikatora rada, bez pomoćnog kontakta





1 - sa indikatorom rada, sa pomoćnim kontaktom





2 - sa indikatorom rada, bez kontakta pomoćnog kola;




E - slovo - simbol klimatske verzije;






Primjer simbola osigurača: PP57-37971-UZ.




PPN osigurači su namijenjeni zaštiti kabelskih vodova i industrijskih električnih instalacija od struja preopterećenja i kratkog spoja. Osigurači se koriste u električne mreže naizmjenične struje frekvencije 50 Hz s naponom do 660 V i ugrađuju se u niskonaponske kompletne uređaje, na primjer, u razvodne ploče ShchO-70, ulazne razvodne uređaje VRU1, razvodne ormare ShRS1 itd.




Prednosti PPN osigurača:




1) telo osigurača i osnova držača su od keramike;




2) kontakti osigurača i držača su od električnog bakra;




3) kućište osigurača je ispunjeno finim kvarcnim peskom;




4) ukupne dimenzije osigurača su ~15% manje od PN-2 osigurača;




5) gubici snage su ~40% manji od onih kod PN-2 osigurača;




6) prisustvo indikatora rada;




7) osigurači se montiraju i uklanjaju pomoću univerzalnog izvlakača.




Karakteristike dizajna osigurača serije PPN prikazane su na Sl. 2.6.




Osigurači serije PPNI (slika 2.7) za opštu upotrebu su dizajnirani da zaštite industrijske električne instalacije i kablovske vodove od preopterećenja i kratkog spoja i dostupni su za nazivne struje od 2 do 630 A.




Koristi se u jednofaznim i trofaznim mrežama napona do 660 V, frekvencije 50 Hz. Područja primjene PPNI osigurača: ulazni razvodni uređaji (IDU); ormari i razvodna mesta (ShRS, ShR, PR); oprema transformatorskih podstanica (KSO, ShchO); niskonaponski ormari (ShR-NN); kontrolne ormare i kutije.











Rice. 2.6.




Zbog upotrebe visokokvalitetnih modernih materijala i novog dizajna, PPNI osigurači imaju smanjene gubitke snage u odnosu na PN-2 osigurače. Podaci prikazani u tabeli 2.1 pokazuju efikasnost PPNI osigurača u odnosu na PN-2.











Rice. 2.7.











Kontakti osigurača i držača izrađeni su od električnog bakra sa galvanskim premazom sa legurom kalaj-bizmut, što sprečava njihovu oksidaciju u toku rada.










Baza držača (izolatora) je izrađena od ojačane termoreaktivne plastike, otporne na koroziju, mehanička naprezanja, promjene temperature i dinamičke udare koji nastaju pri kratkim spojevima do 120 kA.










Kontakti osigurača su u obliku noža (naoštreni), što im omogućava da se ugrade u držače uz manje napora.










Sve dimenzije PPNI uložaka osigurača mogu se praktično montirati ili demontirati pomoću univerzalne ručice za skidanje RS-1, čija izolacija može izdržati napone do 1000 V.










Za brzo i efikasno gašenje luka, telo osigurača je ispunjeno visoko hemijski prečišćenim kvarcnim peskom.










Topljivi element je izrađen od fosforne bronze (legura bakra i cinka sa dodatkom fosfora) i čvrsto je spojen tačkastim zavarivanjem na terminale osigurača.










Dizajn uloška osigurača ima poseban indikator, napravljen u obliku uvlačne šipke, koji vam omogućava vizualno određivanje aktiviranih osigurača.










PPNI osigurači s prekidnom sposobnošću u cijelom "gG" opsegu rade pouzdano i pod strujama kratkog spoja i preopterećenja.










Dizajn, tehnički parametri, ukupne i ugradne dimenzije uložaka osigurača i PPNI držača su u skladu sa savremenim IEC i GOST standardima, te stoga ovi osigurači mogu zamijeniti druge domaće i uvozne osigurače.

Izbor osigurača




Osigurači se postavljaju na sve grane ako je poprečni presjek žice na grani manji od poprečnog presjeka žice u glavnom vodu, na ulazima i u glavnim dijelovima mreže u ulaznim razvodnim uređajima, razvodu električne energije ormari i kutije za napajanje u kompletu sa prekidačima ili na zasebnim pločama. Za selektivnost djelovanja potrebno je da svaki sljedeći osigurač u smjeru izvora struje ima




nazivna struja uloška osigurača je barem jedan korak viša od prethodne.




Za proračun zaštite mreža i opreme pomoću osigurača potrebni su sljedeći podaci:




Nazivni napon osigurača;




Maksimalna struja kratkog spoja isključena osiguračem;




Nazivna struja osigurača;




Nazivna struja osigurača;




Zaštitna karakteristika osigurača.




Nazivni napon osigurača (Unom, pr) naziva se




napon naznačen na njemu za kontinuirani rad za koji je predviđen. Stvarni napon mreže (Uc) ne bi trebao premašiti nazivni napon osigurača za više od 10%:




Us ≤ 1.1 Unom,pr (2.1)




Nazivna struja osigurača (Inom, pr) je struja naznačena na njemu, jednaka najvećoj od nazivnih struja uložaka osigurača (Imax nom, PV) namijenjenih za ovaj osigurač. Ovo je maksimalna dugotrajna struja koju propušta osigurač pod uvjetom zagrijavanja njegovih dijelova, osim umetaka.




Inom,pr = Imax nom,PV (2.2)




Maksimalna preklopna struja (prekidni kapacitet) osigurača (Imax,pr) je najveća vrijednost (efektivna) periodične komponente struje koju osigurač isključuje bez razaranja i opasnog emitiranja plamena ili produkata izgaranja električne energije. arc. Ova veličina osigurača za svaki tip može varirati ovisno o naponu, nazivnoj struji osigurača, vrijednosti cosph u isključenom kolu i drugim uvjetima.




Nazivna struja uloška osigurača (Inom, PV) je struja naznačena na njemu za kontinuirani rad za koji je predviđen. U praksi je to maksimalna dugotrajna struja koju propušta umetak (Imax, PB), prema uvjetu dopuštenog zagrijavanja samog umetka.




Inom,PV = Imax,PV (2.3)




Obično su, pored nazivne struje umetka, naznačene još dvije vrijednosti takozvanih ispitnih struja, kojima se umeci kalibriraju. Nižu vrijednost ispitne struje treba izdržati uložak osigurača određeno vrijeme, obično 1 sat, bez topljenja; pri gornjoj vrijednosti ispitne struje, umetak bi trebao izgorjeti za najviše određeno vrijeme, obično također 1 sat.




Glavni podaci za određivanje vremena sagorevanja umetka, a samim tim i selektivnosti serijski spojenih osigurača, su njihove zaštitne karakteristike.




Zaštitna karakteristika osigurača je ovisnost ukupnog vremena isključenja (zbir vremena topljenja umetka i vremena gorenja luka) o vrijednosti struje isključenja.




Zaštitne karakteristike se obično daju u obliku grafikona, u pravokutnim koordinatama. Vrijeme je iscrtano duž vertikalne koordinatne ose, a višestrukost struje isključene osiguračem na nazivnu struju umetka, odnosno uključenu struju, iscrtava se duž horizontalne ose.




Selektivnost zaštite sa osiguračima osigurava se odabirom uložaka osigurača na način da kada dođe do kratkog spoja, na primjer, na grani do električnog prijemnika, iskoči najbliži osigurač koji štiti ovaj električni prijemnik, ali osigurač koji štiti glavu dio mreže se neće isključiti.




Odabir uložaka osigurača prema uvjetu selektivnosti treba izvršiti korištenjem standardnih zaštitnih karakteristika osigurača, uzimajući u obzir moguće širenje stvarnih karakteristika prema proizvođaču.




Tipična vremensko-strujna karakteristika modernog osigurača dvostrukog djelovanja prikazana je na slici 2.8.




Sa nazivnom strujom od 200 A, osigurač bi trebao raditi neograničeno. Karakteristika pokazuje da kako se struja smanjuje, vrijeme odziva u području malih struja brzo raste i kriva ovisnosti bi idealno trebala asimptotski težiti pravoj liniji I = 200 A, za vrijeme t = + ∞. U području radnih preopterećenja, odnosno u slučaju kada je struja kroz osigurač u rasponu od (1-5)⋅In, vrijeme odziva osigurača je prilično dugo - prelazi nekoliko sekundi ( pri struji od 1000A, vrijeme odziva je 10 s).




Ova vrsta ovisnosti omogućava zaštićenoj opremi da radi nesmetano u cijelom rasponu radnih karakteristika preopterećenja. Daljnjim povećanjem struje, nagib vremensko-strujne karakteristike (slika 2.8) brzo raste, a već kod jedanaestostrukog preopterećenja, vrijeme odziva je samo 10 ms. Dalje povećanje struje preopterećenja smanjuje vrijeme odziva u još većoj mjeri, iako ne tako brzo kao u području između pet i deset puta većeg od preopterećenja. Ovo se objašnjava konačnom brzinom gašenja luka zbog konačnog toplinskog kapaciteta materijala za punjenje, konačnom toplinom fuzije topivog materijala mosta i određenom masom metala mosta koji se topi i isparava. Uz daljnje povećanje struje (više od 15-20 puta od nazivne vrijednosti), vrijeme odziva elementa osigurača može biti 0,02-0,5 ms, ovisno o vrsti i izvedbi osigurača.









Rice. 2.8.




Sa nazivnom strujom od 200 A, osigurač bi trebao raditi neograničeno. Karakteristika pokazuje da kako se struja smanjuje, vrijeme odziva u području malih struja brzo raste, a kriva ovisnosti bi idealno trebala asimptotski težiti pravoj liniji I = 200 A, za vrijeme t = + ∞. U području operativnih preopterećenja, odnosno u slučaju kada je struja kroz osigurač u rasponu od (1-5)⋅In, vrijeme odziva osigurača je prilično dugo - prelazi nekoliko sekundi (pri struja od 1000 A, vrijeme odziva je 10 s).




Ova vrsta ovisnosti omogućava zaštićenoj opremi da radi nesmetano u cijelom rasponu radnih karakteristika preopterećenja. Daljnjim povećanjem struje, nagib vremensko-strujne karakteristike (slika 2.8) brzo raste, a već kod jedanaestostrukog preopterećenja, vrijeme odziva je samo 10 ms. Dalje povećanje struje preopterećenja smanjuje vrijeme odziva u još većoj mjeri, iako ne tako brzo kao u području između pet i deset puta većeg od preopterećenja. Ovo se objašnjava konačnom brzinom gašenja luka zbog konačnog toplinskog kapaciteta materijala za punjenje, konačnom toplinom fuzije topivog materijala mosta i određenom masom metala mosta koji se topi i isparava. Uz daljnje povećanje struje (više od 15-20 puta od nazivne vrijednosti), vrijeme odziva elementa osigurača može biti 0,02-0,5 ms, ovisno o vrsti i izvedbi osigurača.




Siemens proizvodi široku paletu osigurača (kombinacije gG, gM, aM, gR, aR, gTr, gF, gFF), šest standardnih veličina - 000(00S), 00, 1, 2, 3, 4a (oznake prema IEC) za nazivne struje od 2 do 1600 A i napone (~ 400V, 500V i 690V; - 250V, 440V) sa najčešće korišćenim nožastim (NH) kontaktima u praksi, pretežno u vertikalnom položaju ugradnje.




Osigurači tipa NH imaju visoku prekidnu moć i stabilne karakteristike. Upotreba osigurača tipa NH omogućava selektivnu zaštitu tokom kratkog spoja.




Osigurači tipa nož NH (analog PPN) su namenjeni za ugradnju u držače kontakata PBS, PBD, u PVR serije APC i RBK, kao i u sklopke opterećenja tipa RAB. Moguće je koristiti ove osigurače u zaštitnim uređajima dizajniranim za korištenje domaćih umetaka tipa PPN.




Osigurači tipa NH su osigurači za gašenje luka u zatvorenom volumenu. Topljiva karika je utisnuta od cinka, koji je metal koji je nisko topljiv i otporan na koroziju. Oblik uloška osigurača omogućava postizanje povoljne vremenske struje (zaštitne) karakteristike. Umetak se nalazi u zatvorenom izolacionom keramičkom kućištu. Punilo - kvarcni pijesak sa sadržajem SiO od najmanje 98%, sa zrncima (0,2-0,4)⋅10 -3 m i vlažnošću ne većom od 3%.




Kada se isključi, sužene prevlake uloška osigurača izgaraju, nakon čega se nastali luk gasi zbog efekta ograničavanja struje koji se javlja kada pregore suženi dijelovi uloška osigurača. Prosečno vreme gašenja luka je 0,004 s.




Vremensko-strujne karakteristike osigurača tipa NH za klasu upotrebe gG prikazane su na slici 2.9.





2 10 100 1 000 10 000 100 000




Očekivana struja kratkog spoja IP, A




Rice. 2.9.




Osigurači tipa NH rade nečujno, gotovo bez emisije plamena ili plinova, što im omogućava da se instaliraju na malim udaljenostima jedan od drugog.




Još jedan važna karakteristika osigurač kao zaštitni uređaj je takozvani zaštitni indikator, koji se u stranim izvorima naziva I 2⋅t. Za zaštićeno električno kolo, zaštitni indikator je količina topline proizvedene u krugu od trenutka nastanka vanredna situacija sve dok se strujni krug potpuno ne isključi zaštitnim uređajem. Vrijednost zaštitnog indikatora određeni uređaj, zapravo, određuje granicu njegove otpornosti na termičko uništavanje u hitnim režimima. Prilikom izračunavanja vrijednosti zaštitnog indeksa koristi se efektivna vrijednost struje u kolu.




Na primjer, efektivna vrijednost struje koja teče kroz osigurač može se izračunati za uobičajeno korištena AC ispravljačka kola iz (izglađene) istosmjerne struje Id ili iz fazne struje IL, čije su vrijednosti date u tabeli 2.2.




Tokom kratkog spoja, struja osigurača (slika 2.10) raste tokom vremena topljenja tS do struje kratkog spoja IC (vrh struje topljenja).


Tabela 2.2 Efektivna vrijednost struje koja teče kroz osigurač

AC ispravljački krug	Efektivna vrijednost fazne struje (fazni osigurač)	Delovna vrijednost struje grane (osigurač u grani)
Jednopulsni sa srednjom tačkom
Dvopulsni sa srednjom tačkom
Tropulsni sa srednjom tačkom
Šest impulsa sa srednjom tačkom
Dvostruki trofazni poluval
sa sredinom (paralelno)
Dvopulsno mostno kolo
Šestoimpulsno mostno kolo
Jednofazni dvosmjerni krug

Tokom vremena gašenja luka tL nastaje električni luk i gasi se struja kratkog spoja (slika 2.10).




Integral kvadratne vrijednosti struje (∫l 2 dt) tokom cijelog radnog vremena (tS + tL), ukratko nazvan ukupni Joule integral, određuje toplinu koja se dovodi do poluvodičkog elementa koji treba zaštititi tokom procesa otvaranja .




Da bi se postigao dovoljan zaštitni efekat, ukupni Joule integral umetka osigurača mora biti manji od vrijednosti I 2 ⋅t (krajnjeg integrala opterećenja) poluvodičkog elementa. Budući da se ukupni Joule integral sigurnosnog umetka s porastom temperature, a samim tim i s povećanjem predopterećenja, praktično smanjuje na isti način kao i vrijednost I 2 ⋅t poluvodičkog elementa, dovoljno je uporediti vrijednosti I 2 ⋅t u neopterećenom (hladnom) stanju.









Rice. 2.10.




Ukupni Jouleov integral (I 2 ⋅tA) je zbir integrala topljenja (I 2 ⋅tS) i integrala luka (I 2 ⋅tL). Općenito, vrijednost ukupnog Joule integrala poluprovodnički uređaj mora biti veća ili jednaka vrijednosti indikatora zaštite osigurača:




((∫I 2 t) (poluprovodnik, t = 25 °C, tP = 10 ms) ≥ ((∫I 2 ⋅tA) (osigurač).




Integral topljenja I 2 ⋅tS može se izračunati za bilo koje vremenske vrijednosti, na osnovu parova vrijednosti vremensko-strujne karakteristike uloška osigurača.




Kako se vrijeme topljenja smanjuje, integral topljenja teži donjoj graničnoj vrijednosti, pri kojoj se tokom procesa topljenja praktično ne odvodi toplina sa mostova provodnika za topljenje u okolni prostor. Integrali topljenja navedeni u podacima za odabir i naručivanje i u karakteristikama odgovaraju vremenu topljenja tS = 1 ms.




Dok je integral topljenja I 2 ⋅tS svojstvo uloška osigurača, integral luka I 2 ⋅tL zavisi od karakteristika električnog kola, odnosno:




Od povratnog napona UW;




Od faktora snage cosf kratkog spoja;




Od očekivane struje IP// (struja na mjestu ugradnje uloška osigurača ako je kratko spojena).




Maksimalni integral luka se postiže za svaki tip osigurača pri struji od 10⋅IP do 30⋅IP.




Prilikom zaštite mreža sa osiguračima tipa PN, NPN i NPR sa datim zaštitnim karakteristikama, selektivnost zaštitnog djelovanja će se provoditi ako između nazivne struje uloška osigurača koji štiti glavni dio mreže (Inom G, PV) i nazivne struje uloška osigurača na grani do potrošača (Inom O, PV) održavaju se određeni odnosi.




Na primjer, pri malim strujama preopterećenja uloška osigurača (oko 180-250%), selektivnost će se održati ako Inom G, PV > Inom O, PV za najmanje jedan korak standardne skale nazivnih struja osigurača.




U slučaju kratkog spoja, selektivnost zaštite sa osiguračima tipa NPN osigurat će se ako se održavaju sljedeći odnosi:




I(3)SC / Inom O, PV ≤ …50; 100; 200;




Inom G, PV / Inom O, PV…2,0; 2.5; 3.3,




gdje je I(3)SC trofazna struja kratkog spoja grane, A.




Odnosi između nazivnih struja uložaka osigurača Inom G, PV i Inom O, PV za osigurače tipa PN2, koji osiguravaju pouzdanu selektivnost, dati su u tabeli 2.3.




Ako su zaštitne karakteristike uložaka osigurača nepoznate, preporučuje se metoda provjere selektivnosti u odnosu na poprečne presjeke uložaka, prilagođenu materijalu umetka i dizajnu osigurača. U ovom slučaju određuju se poprečni presjeci uložaka osigurača serijski spojenih (SK i SH); odnos SP/SK se izračunava i poredi sa vrednošću SP/SK = a, čime se obezbeđuje selektivnost.





SK - poprečni presjek umetka osigurača postavljenog bliže kratkom spoju; SP - poprečni presjek umetka osigurača postavljenog bliže izvoru napajanja.




Vrijednost a je određena iz tabele 2.4, a ako je izračunata vrijednost Sn/SK ≥ a, tada je osigurana selektivnost.




Glavni uslov koji određuje izbor osigurača za zaštitu asinhroni motori sa kaveznim rotorom, je odstupanje od startne struje.


Tabela 2.3 Nazivne struje serijski spojenih uložaka osigurača PN2, pružajući pouzdanu selektivnost

Nazivna struja manjeg uloška osigurača Inom O, PV A	Nazivna struja većeg uloška osigurača Inom G, PV, A, sa omjerom I(3)SC / Inom O, PV
				100 ili više




Bilješka. 1(3) Kratki spoj - struja kratkog spoja na početku štićenog dijela mreže.

Odstranjivanje uložaka osigurača od startnih struja vrši se prema vremenu: pokretanje elektromotora mora biti potpuno završeno prije nego što se umetak otopi pod utjecajem struje pokretanja.




Iskustvo u radu utvrdilo je pravilo: za pouzdan rad umetaka, početna struja ne smije prelaziti polovinu struje, što može rastopiti umetak prilikom pokretanja.




Svi elektromotori su podijeljeni u dvije grupe prema vremenu pokretanja i frekvenciji. Motori sa lakim paljenjem smatraju se motori ventilatora, pumpi, mašina za rezanje metala i sl., čiji se start završava za 3-5 s; ovi motori se pokreću rijetko, manje od 15 puta u toku 1 sata.




U motore sa teškim paljenjem spadaju motori dizalica, centrifuga, kuglični mlinovi, čiji start traje duže od 10 s, kao i motori koji se pali vrlo često - više od 15 puta u toku 1 sata. U ovu kategoriju spadaju i motori sa lakšim paljenjem uslovima, ali posebno odgovornim, za koje je lažno pregorevanje umetka pri pokretanju potpuno neprihvatljivo.


Tabela 2.4 Sn/SK odnos presjeka umetka koji osigurava selektivnost

Metalni osigurač	Metalni osigurač,
nalazi se osigurač	nalazi bliže kratkom spoju.
bliže izvoru napajanja
Osigurač sa punilom
Osigurač bez punjača

Odabir nazivne struje uloška osigurača za odvajanje od početne struje vrši se prema izrazu:




Inom,PV ≥ I start,DV / K, (2.4)




gdje je Ipus, DV startna struja motora, određena iz pasoša, kataloga ili direktnog mjerenja; K je koeficijent određen uslovima pokretanja i jednak je 2,5 za motore sa lakim paljenjem i 1,6-2 za motore sa teškim paljenjem.




Budući da se umetak zagrijava i oksidira pri pokretanju motora, poprečni presjek umetka se smanjuje, stanje kontakata se pogoršava i može lažno izgorjeti tijekom normalnog rada motora. Umetak odabran u skladu sa (2.4) također može izgorjeti kada




Pokretanje ili samopokretanje motora kasni u odnosu na procijenjeno vrijeme.




Stoga je u svim slučajevima preporučljivo izmjeriti napon na ulazima motora u trenutku pokretanja i odrediti vrijeme pokretanja.




Da ulošci ne bi pregoreli prilikom pokretanja, što može dovesti do dvofaznog rada motora i oštećenja, preporučljivo je u svim slučajevima kada je to dozvoljeno zbog osjetljivosti na struje kratkog spoja, odabrati umetke koji su grublji od prema uslovu (2.1).




Svaki motor mora biti zaštićen posebnim zaštitnim uređajem. Zajednički uređaj je dopušten za zaštitu nekoliko motora male snage samo ako je osigurana termička stabilnost uređaja za pokretanje i uređaja za zaštitu od preopterećenja ugrađenih u krug svakog motora.

Izbor osigurača za zaštitu vodova koji napajaju nekoliko asinhronih elektromotora




Zaštita vodova koji napajaju više motora mora osigurati i pokretanje motora s najvećom startnom strujom i samopokretanje motora, ako je to dopušteno u sigurnosnim uvjetima, tehnološki proces i tako dalje.




Prilikom proračuna zaštite potrebno je precizno odrediti koji se motori isključuju kada napon padne ili potpuno nestane, koji ostaju uključeni, a koji se ponovo uključuju kada se pojavi napon.




Kako bi se smanjili poremećaji u tehnološkom procesu, koriste se posebni krugovi za uključivanje elektromagneta koji drži starter, što osigurava trenutno uključivanje motora u mrežu kada se napon vrati. Stoga se u općenitom slučaju nazivna struja uloška osigurača, kroz koju se napaja nekoliko samopokretajućih motora, odabire prema izrazu:




Inom, PV ≥ ∑Ipus, DV / K, (2,5)




gdje je ∑Ipus, DV zbir startnih struja elektromotora koji se samopokreću.

Odabir osigurača za zaštitu vodova u nedostatku elektromotora koji se samopokreću




U ovom slučaju, osigurači se biraju prema sljedećem omjeru:




Inom, PV ≥ Imax, TL / K, (2,6)




gdje je Imax, TL = Ipus, DV + Idolt, TL - maksimalna kratkotrajna struja linije; Ipus, DV - startna struja elektromotora ili grupe istovremeno uključenih elektromotora, pri pokretanju koje kratkotrajna struja linije dostiže najveća vrijednost; Idlit, TL - dugotrajna izračunata struja linije do pokretanja elektromotora (ili grupe elektromotora) - to je ukupna struja koju troše svi elementi spojeni preko osigurača, određena bez uzimanja u obzir radne struje pokrenutog elektromotora motor (ili grupa motora).

Izbor osigurača za zaštitu asinhronih elektromotora od preopterećenja


Budući da je startna struja 5-7 puta veća od nazivne struje motora, uložak osigurača odabran prema izrazu (2.4) će imati nazivnu struju 2-3 puta veću od nazivne struje motora i, dok izdrži ovu struju tokom jednog neograničeno vrijeme, ne može zaštititi motor od preopterećenja. Za zaštitu motora od preopterećenja obično se koriste termički releji, ugrađeni u magnetne startere ili prekidače.




Ako se magnetni starter koristi za zaštitu motora od preopterećenja i kontrolu nad njim, tada je pri odabiru uložaka osigurača potrebno uzeti u obzir i uvjet sprječavanja oštećenja kontaktora startera.




Činjenica je da se tijekom kratkih spojeva u motoru smanjuje napon na elektromagnetu koji drži starter, on pada i prekida struju kratkog spoja svojim kontaktima, koji se u pravilu uništavaju. Da bi se spriječio ovaj kratki spoj, motori moraju biti isključeni osiguračem prije nego što se kontakti startera otvore.




Ovo stanje je osigurano ako vrijeme isključenja struje kratkog spoja osiguračem ne prelazi 0,15-0,2 s; za to struja kratkog spoja mora biti 10-15 puta veća od nazivne struje umetka osigurača koji štiti elektromotor, tj.:




I(3) Kratki spoj / Inom, PV ≥ 10–15. (2.7)

Zaštita osiguračima mreža do 1000 V od preopterećenja




PUE 3.1.10 specificira mreže napona do 1000 V, koje zahtijevaju, pored zaštite od kratkog spoja, i zaštitu od preopterećenja. To uključuje:




1. Sve mreže položene otvoreno nezaštićenim izolovanim žicama sa zapaljivim omotačem, unutar bilo kojih prostorija.




2. Sve rasvjetne mreže bez obzira na dizajn i način polaganja žica ili kablova u stambenim i javnim zgradama, u maloprodajnim objektima, u uslužnim i uslužnim prostorijama industrijskih preduzeća, u požarno opasnim industrijskim prostorijama, svim mrežama za napajanje kućanskih i prenosivih električnih aparata.




3. Sve elektroenergetske mreže u industrijskim preduzećima, stambenim i javnim prostorima, ako zbog uslova tehnološkog procesa može doći do dugotrajnog preopterećenja žica i kablova.




4. Sve mreže svih vrsta u eksplozivnim prostorijama i eksplozivnim vanjskim (van zgrada) instalacijama, bez obzira na način rada i namjenu mreže.




Nazivna struja uloška osigurača mora biti odabrana što je moguće niža, uz uvjet pouzdanog prijenosa maksimalne struje opterećenja. Gotovo pri konstantnom, bez udaraca, opterećenju, nazivna struja umetka 1nom, PV uzima se približno jednaka maksimalnoj kontinuiranoj struji opterećenja Imax, TN, i to:




Inom, radni ciklus ≥ Imax, TN. (2.8)




Na osnovu nazivne struje umetka određuje se dozvoljena trajna struja opterećenja 1dlit,TN za provodnik (položen u normalnim uslovima) zaštićen odabranim umetkom:




kk⋅Inom, PV ≤ kp⋅Idlit, TN, (2.9)




gdje je kk koeficijent koji uzima u obzir dizajn vodiča zaštićenih umetkom, jednak 1,25 prema PUE 3.1.10 za vodiče sa gumenom i sličnom zapaljivom izolacijom, položene u svim prostorijama osim neeksplozivnih industrijskih. Za sve provodnike položene u neeksplozivnim industrijskim prostorijama i kablove izolovane papirom u bilo kojoj prostoriji, kk = 1:




kp = kp1⋅kp2⋅kp3, (2-10)




gde je kp opšti korektivni faktor koji odgovara slučaju kada se stvarni uslovi polaganja razlikuju od normalnih.




Ako je opterećenje prirode udara, na primjer, elektromotor dizalice, a trajanje opterećenja je manje od 10 minuta, tada se uvodi korekcijski faktor kp1. Ovaj koeficijent se uvodi za bakrene provodnike sa poprečnim presekom od najmanje 6 mm2 i aluminijumske provodnike sa poprečnim presekom od najmanje 10 mm2. Vrijednost kp1 uzima se prema izrazu




kp1 = 0,875/ √PV,




gdje je PV vrijeme uključenja izraženo u relativnim jedinicama, jednako omjeru vremena uključenja prijemnika, na primjer električnog motora, prema ukupnom vremenu ciklusa povremenog načina rada. Koeficijent kP1 se uvodi ako trajanje uključivanja nije duže od 4 minute, a pauza između uključivanja je najmanje 6 minuta. Inače, vrijednost struje opterećenja se uzima kao za kontinuirani način rada.




Ako se temperatura okoline razlikuje od normalne, uvodi se faktor korekcije kP2, određen iz PUE tabela.




Prilikom polaganja više od jednog kabla u jednom rovu, uvodi se faktor korekcije kP3, koji se takođe određuje iz PUE tabela.




U sekundarnim sklopnim krugovima (radna struja, instrumentacija, transformatori za mjerenje napona, itd.), ulošci osigurača se biraju prema strujama kratkog spoja na osnovu uslova:




I(3)SC / Inom,PV ≥ 10 (2.11)




Osigurači su postavljeni na razvodnim pločama i tačkama napajanja. Spoj osigurača je postavljen okomito. Nakon što ste zategli sve pričvršćivače, provjerite kontakt između kontakata noža ili kapice patrone i čeljusti nosača. „Opruganje“ kontaktnih čeljusti nosača kada u njih uđe kapica noža ili kertridža treba biti vidljivo oku. Držači osigurača ne smeju da ispadnu iz kontaktnih stubova kada se na njih primeni sila, jednaka za osigurače naznačene na struju: 40A - sila 30N; 100A - 40N; 250A - 45N; 400A - 50N; 600A - 60N.




Prilikom ponovnog uključivanja, osigurači se provjeravaju u sljedećem obimu:




1. Vizuelni pregled, čišćenje, provjera kontaktnih spojeva.




2. Provjera ispravnog izbora nazivne struje uloška osigurača.




U proizvodnim uvjetima nastaju razlozi kada je potrebno, u nedostatku standardnog uloška osigurača, zamijeniti ga vodičem čija će svojstva biti ekvivalentna osiguraču.




Tabela 2.5 prikazuje površinu poprečnog presjeka različitih materijala provodnika pogodnih za upotrebu kao osigurač.

Odabir osigurača za zaštitu poluvodičkih elemenata




Osigurači za zaštitu poluvodičkih elemenata umetka biraju se prema nazivnom naponu, nazivnoj struji, ukupnom Joule integralu I2⋅tA i faktoru ciklusa opterećenja, uzimajući u obzir druge specificirane uslove.




Projektni napon Ur uloška osigurača je napon koji je dat kao efektivna vrijednost naizmjeničnog napona pri generiranju narudžbenih i projektnih podataka, kao i naznačen na samom osiguraču.




Projektni napon uloška osigurača odabran je na takav način da pouzdano isključuje napon koji inicira kratki spoj. Ovaj napon ne bi trebalo da prelazi vrednost Ur +10%. U ovom slučaju potrebno je uzeti u obzir i činjenicu da se napon napajanja Upc AC ispravljača može povećati za 10%. Ako su u krugu kratkog spoja dvije grane AC ispravljačkog kruga smještene u seriji, onda ako je struja kratkog spoja dovoljno velika, može se računati na ravnomjernu raspodjelu napona.


Tabela 2.5 Vrijednost poprečnog presjeka žice za osigurač u zavisnosti od struje opterećenja

Trenutna vrijednost, A	Olovo, mm2	Legura, mm2: 75% - olovo, 25% - kalaj		Gvožđe, mm2

Način ravnanja. Za AC ispravljače koji rade samo u režimu ispravljanja, napon napajanja Upc djeluje kao uzbudljiv napon.




Invertni način rada. Za ispravljače naizmjenične struje koji također rade u invertnom načinu rada, kvar može biti uzrokovan zastojem pretvarača. U ovom slučaju, zbroj napona napajanja djeluje kao uzbudljivi napon Uin u kratkom spoju DC napon(na primjer, elektromotorna sila DC mašine) i napon trofazne struje napojne mreže. Prilikom odabira uloška osigurača, ovaj iznos se može zamijeniti naizmjeničnim naponom, čija efektivna vrijednost odgovara 1,8 puta većoj od vrijednosti trofaznog napona napojne mreže (Uin = 1,8 Upc). Spojevi osigurača moraju biti izvedeni tako da pouzdano prekidaju napon Uin.




Nazivna struja, nosivost Ip uloška osigurača je struja koja je data u podacima i karakteristikama za odabir i naručivanje, a također je naznačena na osiguraču kao efektivna vrijednost naizmjenične struje za frekvencijski opseg 45-62 Hz.




Za rad uloška osigurača sa nazivnom strujom, normalni radni uslovi su:




Prirodno vazdušno hlađenje na temperaturi okoline +45°C;




Poprečni presjeci priključaka jednaki su kontrolnim poprečnim presjecima pri radu u postoljima NH osigurača i rastavljačima;




Ugao prekida struje pola ciklusa je 120°;




Konstantno opterećenje je maksimalno pri nazivnoj struji.




Za radne uvjete različite od gore navedenih, dozvoljena radna struja Ip uloška osigurača određena je sljedećom formulom:




Ip = ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ kwl ⋅ Ip, (2.12)




gdje je Ip izračunata struja uloška osigurača;




ku - faktor korekcije za temperaturu okoline;




kq - korekcijski faktor poprečnog presjeka priključka;




kl - faktor korekcije za trenutni granični ugao;




ki je faktor korekcije za intenzivno hlađenje vazduhom;




kwl - koeficijent ciklusa opterećenja.




Faktor ciklusa opterećenja kwl je redukcijski faktor koji se može koristiti za određivanje vremenski nepromjenjive nosivosti osigurača u bilo kojem ciklusu opterećenja. Sigurnosni umetci imaju različite koeficijente ciklusa opterećenja zbog svog dizajna. Karakteristike spojeva osigurača ukazuju na odgovarajući faktor ciklusa opterećenja kwl za > 10.000 promjena opterećenja (1 sat "Uključeno", 1 sat "Isključeno") tokom očekivanog vijeka trajanja karikova osigurača.




Kod ujednačenog opterećenja (nema ciklusa opterećenja i isključivanja), možete uzeti faktor ciklusa opterećenja kwl = 1. Za cikluse opterećenja i isključivanja koji traju više od 5 minuta i dešavaju se više od jednom tjedno, trebali biste odabrati ciklus opterećenja faktor kwl specificiran u karakteristikama pojedinačnih sigurnosnih karika od proizvođača.




Rezidualni koeficijent - krw.




Predopterećenje sigurnosnog umetka smanjuje dozvoljeno preopterećenje i vrijeme topljenja. Koristeći rezidualni koeficijent krw, moguće je odrediti vrijeme tokom kojeg uložak osigurača, s periodičnim ili neperiodičnim ciklusom opterećenja koji prelazi unaprijed izračunatu dozvoljenu struju opterećenja Ip, može raditi sa bilo kojom strujom preopterećenja Ila bez gubitka svoje originalna svojstva tokom vremena.




Rezidualni koeficijent kRW zavisi od predopterećenja V= Ieff/Ip - (odnos efektivne vrednosti struje Ieff koja teče kroz osigurač tokom ciklusa opterećenja i dozvoljene struje opterećenja Ip), kao i od frekvencije preopterećenja F. Grafički, ova zavisnost je predstavljena sa dve krive (slika 2.11): kRW1 = f (V), sa F = česte udarne struje / struje ciklusa opterećenja > 1/sedmično; kRW2 = f (V), sa F = rijetke udarne struje / struje ciklusa opterećenja


Nakon definisanja grafički koeficijent kRW1 (kRW2), smanjeno trajanje dozvoljenog opterećenja tsc može se odrediti izrazom:




tsc = kRW1 (kRW2) ⋅ ts




Smanjenje vremena topljenja sigurnosnog umetka tsy tokom predopterećenja određuje se iz izračunate vrijednosti V koristeći datu krivulju kR3 = f (V) (slika 2.11) prema izrazu:




tsy = kR3 ⋅ ts






Rice. 2.11.

Ispravljači naizmjenične struje često ne rade s kontinuiranim opterećenjima, već s naizmjeničnim opterećenjima, koja također mogu nakratko premašiti nazivnu struju AC ispravljača.




Za slučaj promjenjivog opterećenja klasificiraju se četiri tipične vrste opterećenja za način rada osigurača koji se ne mijenja tokom vremena:




Nepoznato promenljivo opterećenje, ali sa poznatom maksimalnom strujom (Sl. 2.13);




Varijabilno opterećenje sa poznatim ciklusom opterećenja (slika 2.14);




Nasumično udarno opterećenje od predopterećenja sa nepoznatim nizom udarnih impulsa (slika 2.15).




Određivanje potrebne nazivne struje IP uloška osigurača za svaku od četiri vrste opterećenja provodi se u dvije faze:




1. Određivanje projektne struje IP na osnovu efektivne vrijednosti Ieff struje opterećenja:




IP > Ieff ⋅(1/ ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ k). (2.13)




2. Provjera dozvoljenog trajanja preopterećenja strujnim blokovima koji prelaze dozvoljenu radnu struju IP/osigurača, koristeći izraz:




kRW ⋅ ts ≥ tk, (2.14)




gdje je tK trajanje preopterećenja.




Ako je rezultirajuće trajanje preopterećenja kraće od odgovarajućeg potrebnog trajanja preopterećenja, odaberite osigurač s višom nazivnom strujom Ip (uzimajući u obzir nazivni napon Up i dozvoljeni ukupni Joule integral) i ponovite test.




Primjer odabira osigurača