Jakýkoli elektrický obvod se skládá z jednotlivých prvků. Každý z nich je charakterizován určitými aktuálními hodnotami, při kterých je prvek funkční. Zvýšení proudu nad tyto hodnoty může způsobit poškození prvku. K tomu dochází v důsledku nepřijatelně vysoké teploty nebo v důsledku poměrně rychlé změny struktury tohoto prvku vlivem proudu. V takových situacích pomáhají pojistky různých konstrukcí zabránit poškození prvků elektrické obvody.

Jejich klasifikace je založena na způsobu, jakým tyto pojistky přerušují elektrický obvod, a proto můžeme ty nejpoužívanější uvést jako následující typy pojistek:

• tavný,
• elektromechanický,
• elektronický,
• samoléčení.

Metoda přerušení elektrického obvodu pokrývá celý soubor procesů, které se vyskytují v pojistce při jejím spuštění.

• Pojistky přeruší elektrický obvod v důsledku roztavení pojistkové vložky.
• Elektromechanické pojistky obsahují kontakty, které jsou vypínány deformovatelným bimetalovým prvkem.
• Elektronické pojistky obsahují elektronický klíč, který je ovládán speciálním elektronickým obvodem.
• Samočinné pojistky jsou vyrobeny ze speciálních materiálů. Jejich vlastnosti se mění, když protéká proud, ale jsou obnoveny poté, co proud v elektrickém obvodu klesne nebo zmizí. V souladu s tím se odpor nejprve zvyšuje a poté znovu klesá.

Tavitelné

Nejlevnější a nejspolehlivější jsou pojistky. Pojistková vložka, která se po zvýšení proudu nad nastavenou hodnotu roztaví nebo dokonce vypaří, zaručeně vytvoří přerušení elektrického obvodu. Účinnost tohoto způsobu ochrany je dána především rychlostí destrukce pojistkové vložky. Pro tento účel je vyroben ze speciálních kovů a slitin. Jedná se především o kovy jako zinek, měď, železo a olovo. Vzhledem k tomu, že pojistková vložka je v podstatě vodič, chová se jako vodič, což je charakterizováno níže uvedenými grafy.

Proto pro řádný provoz pojistky, teplo generované v pojistkové vložce při jmenovitém zatěžovacím proudu by nemělo vést k jejímu přehřátí a zničení. Rozptyluje se do prostředí prostřednictvím prvků těla pojistky, zahřívá vložku, ale bez destruktivních následků pro ni.

Ale pokud se proud zvýší, tepelná bilance se naruší a teplota vložky se začne zvyšovat.

V tomto případě dojde k lavinovitému zvýšení teploty v důsledku zvýšení aktivního odporu pojistkové vložky. V závislosti na rychlosti nárůstu teploty se vložka buď roztaví nebo odpaří. Odpařování je usnadněno galvanickým obloukem, který se může objevit v pojistce při významných hodnotách napětí a proudu. Oblouk dočasně nahradí zničenou pojistkovou vložku a udržuje proud v elektrickém obvodu. Jeho existence tedy určuje i časové charakteristiky odpojování pojistkové vložky.

• Časově proudová charakteristika je hlavním parametrem pojistkové vložky, kterým se volí pro konkrétní elektrický obvod.

V nouzovém režimu je důležité co nejrychleji přerušit elektrický obvod. K tomuto účelu se pro pojistkové vložky používají speciální metody, jako jsou:

• lokální zmenšení jeho průměru;
• „metalurgický efekt“.

V principu se jedná o podobné metody, které umožňují tak či onak způsobit lokální rychlejší ohřev vložky. Proměnný průřez s menším průměrem se ohřívá rychleji než s větším průřezem. Pro další urychlení zničení pojistkové vložky je vyrobena složená ze sady identických vodičů. Jakmile jeden z těchto vodičů shoří, celkový průřez se zmenší a další vodič vyhoří a tak dále, dokud není celý svazek vodičů zcela zničen.

U tenkých vložek se využívá metalurgického efektu. Je založena na získání lokální taveniny s vyšším odporem a rozpuštění základního materiálu nízkoodporové vložky v ní. V důsledku toho se zvyšuje místní odpor a vložka se rychleji taví. Tavenina se získává z kapek cínu nebo olova, které se nanášejí na měděné jádro. Takové metody se používají pro pojistky s nízkým výkonem pro proudy až do několika jednotek ampér. Používají se především pro různé domácí elektrospotřebiče a zařízení.

Tvar, rozměry a materiál pouzdra se mohou lišit v závislosti na modelu pojistky. Skleněná skříň je pohodlná, protože umožňuje vidět stav tavné vložky. Keramické pouzdro je ale levnější a pevnější. Pod určité úkoly ostatní návrhy byly upraveny. Některé z nich jsou zobrazeny na obrázku níže.

Běžné elektrické zástrčky jsou založeny na trubkových keramických tělesech. Samotná zástrčka je tělo, které je speciálně vyrobeno tak, aby pasovalo do kazety pro pohodlné použití pojistky. Některá provedení zástrček a keramických pojistek jsou vybavena mechanickým ukazatelem stavu pojistkové vložky. Když vyhoří, spustí se zařízení typu semafor.

Když se proud zvýší nad 5 - 10 A, je nutné uhasit napěťový oblouk uvnitř těla pojistky. K tomu je vnitřní prostor kolem tavné vložky vyplněn křemičitým pískem. Oblouk rychle ohřívá písek, dokud se neuvolní plyny, které brání dalšímu rozvoji elektrického oblouku.

Přes určité nepříjemnosti způsobené nutností zásobování pojistkami pro výměnu a také pomalým a nedostatečně přesným chodem některých elektrických obvodů je tento typ pojistek nejspolehlivější ze všech. Čím vyšší je rychlost nárůstu proudu procházejícího, tím větší je spolehlivost provozu.

Elektromechanické

Pojistky elektromechanického provedení se zásadně liší od pojistek. Mají mechanické kontakty a mechanické prvky k jejich ovládání. Vzhledem k tomu, že spolehlivost jakéhokoli zařízení se stále složitějším klesá, u těchto pojistek alespoň teoreticky existuje možnost takové poruchy, při které nedojde k vypnutí nastaveného vybavovacího proudu. Opakovaný provoz je významnou výhodou těchto zařízení oproti pojistkám. Nevýhody lze identifikovat jako:

• vzhled oblouku při vypnutí a postupné zničení kontaktů v důsledku jeho vlivu. Je možné, že kontakty mohou být svařeny dohromady.
• Mechanický kontaktní pohon, jehož plná automatizace je nákladná. Z tohoto důvodu je nutné opětovné povolení provést ručně;
• nedostatečně rychlá odezva, která nemůže zajistit bezpečnost některých „kazících se“ spotřebitelů elektřiny.

Elektromechanická pojistka je často označována jako „jistič“ a je připojena k elektrickému obvodu buď základnou, nebo svorkami vodičů zbavených izolace.

Elektronický

U těchto zařízení je mechanika zcela nahrazena elektronikou. Mají pouze jednu nevýhodu s několika projevy:

• fyzikální vlastnosti polovodičů.

Tato nevýhoda se projevuje:

• při nevratném vnitřním poškození elektronického klíče abnormálními fyzikálními vlivy (nadměrné napětí, proud, teplota, záření);
• nesprávná činnost nebo porucha řídicího obvodu elektronického klíče v důsledku abnormálních fyzikálních vlivů (nadměrná teplota, záření, elektromagnetické záření).

Samoléčení

Tyč je vyrobena ze speciálního polymerního materiálu a opatřena elektrodami pro připojení k elektrickému obvodu. Toto je konstrukce tohoto typu pojistky. Odpor materiálu v daném teplotním rozsahu je malý, ale od určité teploty prudce roste. Jak se ochlazuje, odpor opět klesá. nedostatky:

• závislost odporu na okolní teplotě;
• dlouhé zotavení po spuštění;
• porucha přepětím a porucha z tohoto důvodu.

Výběr správné pojistky přináší značné úspory nákladů. Drahé zařízení, včas vypnuté pojistkou v případě havárie v elektrickém obvodu, zůstává funkční.

Pojistka je elektrické spínací zařízení určené k odpojení chráněného obvodu zničením živých částí speciálně určených k tomuto účelu vlivem proudu překračujícího určitou hodnotu.

V pojistkách dochází k rozpojení obvodu v důsledku roztavení pojistkové vložky, která se zahřívá proudem chráněného obvodu, který jí protéká. Po odpojení obvodu je nutné vyměnit pojistkovou vložku za funkční.

Pojistka se zapojuje sériově do chráněného obvodu a pro vytvoření viditelného přerušení elektrického obvodu a bezpečnou údržbu se spolu s pojistkami používají neautomatické spínače nebo jističe.

Pojistky jsou vyráběny pro napětí střídavý proud 42, 220, 380, 660 V a stejnosměrný proud 24, 110, 220, 440 V.

Hlavními prvky pojistky jsou tělo, pojistková vložka (pojistkový prvek), kontaktní část, zhášecí zařízení oblouku a zhášecí médium oblouku.

Pojistky jsou charakterizovány jmenovitým proudem pojistkové vložky, tedy proudem, na který je pojistková vložka dimenzována pro dlouhodobý provoz. Do stejného těla pojistky lze vložit vyměnitelné tavné prvky pro různé jmenovité proudy, takže samotná pojistka je charakterizována jmenovitým proudem

pojistka (základna), která se rovná nejvyššímu jmenovitému proudu pojistkových vložek určených pro toto provedení pojistky. Například pojistky řady PN2 a PR2 mají vyměnitelné pojistkové vložky. Pojistka řady PN2-100 má tedy pouzdro dimenzované na proud do 100 A a vyměnitelné pojistkové vložky pro proudy 30, 40, 50, 60, 80, 100 A.

Pro jmenovité proudy do 1000 A se vyrábí pojistky do 1 kV.

V normálním režimu se teplo generované zatěžovacím proudem v pojistkové vložce přenáší do okolí a teplota všech částí pojistky nepřekračuje povolenou mez. Při přetížení nebo zkratu se zvýší teplota vložky a ta se roztaví. Čím větší proud protéká, tím kratší je doba tavení. Závislost doby tavení pojistkové vložky na hodnotě proudu (násobek pracovního proudu ve vztahu ke jmenovitému proudu tavné vložky) se nazývá ochranná (časově proudová) charakteristika pojistky (obr. 3.1). .). Při stejném proudu závisí doba tavení pojistkové vložky na mnoha příčinách (materiál vložky, stav jejího povrchu, podmínky chlazení atd.). Pro snížení doby odezvy pojistky se používají pojistkové vložky různé materiály, speciální tvar, a také využívá metalurgický efekt.

Nejběžnějšími materiály pojistkových vložek jsou měď, zinek, hliník, olovo a stříbro.

Měděné vložky podléhají oxidaci, jejich průřez se časem zmenšuje a mění se ochranná charakteristika pojistky. Pro snížení oxidace se obvykle používají pocínované měděné vložky. Teplota tavení mědi je 1080 °C, proto při proudech blízkých minimálnímu tavnému proudu se výrazně zvyšuje teplota všech tavných prvků.

Zinek a olovo mají nízké body tání (419 °C a 327 °C), což zajišťuje mírné zahřívání pojistek v nepřetržitém provozu.

Zinek je odolný vůči korozi, takže průřez pojistkové vložky se během provozu nemění, ochranná charakteristika zůstává konstantní. Zinek a olovo mají vysoké měrné odpory, takže pojistkové vložky mají velký průřez. Takové pojistkové vložky se obvykle používají v pojistkách bez výplní. Pojistky se zinkovou a olověnou vložkou mají dlouhé časové prodlevy při přetížení.

Rýže. 3.1.Časově-proudové charakteristiky pojistky

Stříbrné vložky neoxidují a jejich vlastnosti jsou nejstabilnější.

Hliníkové vložky se používají v pojistkách kvůli nedostatku barevných kovů. Vysoká odolnost oxidových filmů na hliníku ztěžuje vytvoření spolehlivých rozebíratelných kontaktů. V nových provedeních pojistek řady PP31 jsou použity hliníkové vložky.

Při vysokých proudech jsou pojistkové vložky vyrobeny z paralelních drátů nebo tenkých měděných pásků.

Hlavní charakteristikou pojistky je charakteristika časově proudová, což je závislost doby tavení vložky na protékajícím proudu. Pro dokonalou ochranu je žádoucí, aby časově-proudová charakteristika pojistky (křivka 1 na Obr. 1.1) byla ve všech bodech mírně pod charakteristikou chráněného obvodu nebo objektu (křivka 2 na Obr. 3.1). Skutečné vlastnosti pojistky (křivka 3) překračuje křivku 2. Pojďme si to vysvětlit. Pokud charakteristika pojistky odpovídá křivce 1, pak vyhoří stárnutím nebo při startování motoru. Obvod se vypne, pokud nedojde k nepřijatelnému přetížení. Proto je tavný proud vložky zvolen větší než jmenovitý zatěžovací proud. Přitom křivky 2 A 3 protínají. V oblasti vysokého přetížení (oblast b) Pojistka chrání předmět. V oblasti A Pojistka nechrání předmět.

Při malém přetížení (l.5–2) já Zahřívání pojistky H 0 M je pomalé. Většina tepla se ztrácí do okolí. Složité podmínky přenosu tepla znesnadňují výpočet pojistkové vložky.

Proud, při kterém pojistková vložka vyhoří, když dosáhne ustálené teploty, se nazývá hraniční proud já POGR.

K urychlení tavení vložek z mědi a stříbra se využívá metalurgický efekt - jev rozpouštění žáruvzdorných kovů na roztavené, méně žáruvzdorné kovy. Pokud se např. kulička ze slitiny cínu a olova o teplotě tání 182 °C připájela na měděný drát o průměru 0,25 mm, pak se při teplotě drátu 650 °C roztaví do 4 minut a při 350 °C - do 40 minut . Stejný drát bez rozpouštědla se taví při teplotě nejméně 1000 ° C. Pro vytvoření metalurgického efektu na měděných a stříbrných vložkách se používá čistý cín, který má stabilnější vlastnosti. V běžném provozu nemá kulička prakticky žádný vliv na teplotu vložky.

Obrázek 3.2.PojistkaŘada PR2: A - kazeta; b - tvary pojistkových vložek

Urychlení tavení vložky je dosaženo také použitím speciálně tvarované pojistkové vložky (obr. 3.2, b). Při zkratových proudech se úzké oblasti zahřívají tak rychle, že nedochází téměř k žádnému odvodu tepla. Vložka prohoří současně na několika zúžených místech (řez A - A a B - B, obr. 3.2, b) dříve, než zkratový proud dosáhne své ustálené hodnoty v obvodu stejnosměrného proudu nebo rázového proudu v obvodu střídavého proudu (obr. 3.3).

Rýže. 3.3.Účinek pojistkových vložek omezující proud

pojistky: A - při konstantním proudu;

b - při střídavém proudu

Zkratový proud je omezen na mezní hodnotu i (2-5krát). Tento jev se nazývá akce omezující proud a zlepšuje podmínky zhášení oblouku v pojistkách.

Uhašení elektrického oblouku, který vznikne po spálení pojistkové vložky, musí být provedeno co nejrychleji. Doba zhášení oblouku závisí na konstrukci pojistky.

Nejvyšší proud, který může pojistka přerušit, aniž by došlo k poškození nebo deformaci, se nazývá limit vypínacího proudu.

Pojistky jsou široce používány k ochraně elektromotorů, elektrických zařízení, elektrických sítí v průmyslových a domácích elektroinstalacích a mají různá provedení.

Pojistky spolu s jednoduchostí jejich konstrukce a nízkou cenou mají řadu významných nevýhod:

Nedokážou ochránit vedení před přetížením, protože to umožňují
dlouhodobé přetížení až do roztavení;

Ne vždy poskytují selektivní ochranu v následující síti
šíření jejich vlastností;

V případě zkratu v třífázové síti dojde ke zkratu
přepálení jedné ze tří pojistek a vedení zůstane funkční
na dvou fázích.

V tomto případě třífázové elektromotory připojené k síti zapnou dvě fáze, což vede k přehřátí vinutí elektromotoru a jeho selhání.

Pojistky s uzavřenými skládacími pouzdry (kartušemi) bez náplně řady PR2 (obr. 3.2) se vyrábí pro napětí 220 a 500 V a jmenovité proudy 100-1000 A. Držák pojistky PR2 (obr. 3.2, Obr. A) pro proudy 100 A a více se skládá ze silnostěnné vláknité trubky 1, na které jsou těsně nasazeny mosazné pouzdra 3, mající jemné nitě. Na trubky jsou našroubovány mosazné uzávěry 4, které zajišťují pojistkovou vložku 2, přišroubovanou k noži 6, před její instalací do kartuše. Pojistky této řady jsou vybaveny podložkou 5, která má drážku pro nůž a zabraňuje otáčení nožů.

Kartuše se vkládá do pevných kontaktních sloupků namontovaných na izolační desce. Potřebný přítlak zajišťují pružiny.

Pojistkové vložky jsou vyrobeny ze zinku ve formě destičky s výřezy. Úzké oblasti generují více tepla než široké oblasti. Při jmenovitém proudu se přebytečné teplo vlivem tepelné vodivosti zinku přenáší na široké části, takže celá vložka má přibližně stejnou teplotu. Při přetížení dochází k rychlejšímu zahřívání úzkých sekcí a taví se vložka v nejteplejším místě (sekce A - A, obr. 3.2, b).

Při zkratu se vložka roztaví v úzkých úsecích A - A a B - B. Vzniklý oblouk způsobí tvorbu plynů (50 % CO 2, 40 % H 2, 10 % páry H 2 O), protože stěny kartuše jsou vyrobeny z plynotvorného materiálu - vlákna. Tlak v závislosti na vypínaném proudu může dosáhnout 10 MPa i více, což zajišťuje rychlé uhašení oblouku a proud omezující účinek pojistky. Pro snížení přepětí, ke kterému dochází při vypnutí zkratového proudu, má pojistková vložka několik zúžených míst. Když se roztaví jeden po druhém, celá délka obloukové mezery se zavede do obvodu ne okamžitě, ale v krocích.

Objemové pojistky řady PN2 (obr. 3.4) jsou široce používány k ochraně silových obvodů do 500 V AC a 440 V DC a jsou k dispozici pro jmenovité proudy 100-1000 A.

1 2

Rýže. 3.4. Pojistka řady PN2

Porcelán, čtvercový vně a kulatý uvnitř, tuba 1 má čtyři závitové otvory pro šrouby pro zajištění krytu 4 s těsněním 5. Pojistkový spoj 2 přivařené elektrickým kontaktním bodovým svařováním na kontaktní podložky čepele 3. Uzávěry s azbestovým těsněním trubici hermeticky utěsňují. Trubice je naplněna suchým křemičitým pískem 6. Pojistková vložka je vyrobena z jednoho nebo více měděných pásků o tloušťce 0,15-0,35 mm a šířce do 4 mm. Na vložce jsou vytvořeny štěrbiny 7, které zmenšují průřez vložky 2krát. Pro snížení teploty tavení vložky se používá metalurgický efekt - cínové kuličky jsou napájeny na měděné pásy 8, teplota tavení v tomto případě nepřesahuje 475 °C, oblouk vzniká v několika paralelních kanálech (podle počtu vložek); to zajišťuje nejmenší množství kovových par v kanálku mezi zrny křemene a nejlepší podmínky pro zhášení oblouku v úzké mezeře. Hromadně

pojistky, stejně jako pojistky řady PR2, mají vlastnost omezující proud.

Pro snížení vzniklých přepětí má pojistková vložka podél své délky štěrbiny a jejich počet závisí na jmenovitém napětí pojistky (vztaženo na 100-150 V na plochu mezi štěrbinami). Protože vložka vyhoří v úzkých místech, ukáže se, že dlouhý oblouk je rozdělen na řadu krátkých oblouků, jejichž celkové napětí nepřesahuje součet úbytků katodového a anodového napětí.

Plnidlem pojistek řady PN je čistý křemičitý písek (99% SiO2). Místo křemene lze použít křídu (CaCO3), někdy je smíchána s azbestovým vláknem. Při vzniku oblouku se křída rozkládá za uvolňování oxidu uhličitého CO 2 a CaO, žáruvzdorného materiálu. Reakce nastává s absorpcí energie, která pomáhá uhasit oblouk.

Maximální vypínatelný proud pojistek řady PN2 dosahuje 50 kA.

Objemové pojistky řady NPN mají nevyjímatelnou skleněnou kartuši bez kontaktních nožů a jsou určeny pro proudy do 60 A.

Místo pojistek PN2 byly vyvinuty pojistky řady PP-31 s hliníkovými vložkami pro jmenovité proudy 63-1000 A a s maximálním vypínacím proudem až 100 kA při napětí 660 V.

Pojistky řady PP-17 se vyrábí pro proudy 500-1000 A, střídavé napětí 380 V a DC 220 V. Maximální vypínací schopnost pojistek PP-17 je 100-120 kA. Pojistka se skládá z pojistkového prvku umístěného v keramickém pouzdru naplněném křemičitým pískem, indikátoru vypnutí a volného kontaktu. Při roztavení pojistkového prvku dojde k vyhoření tavné vložky indikátoru provozu, čímž se uvolní úderník zavedený při montáži indikátoru, který spíná volný kontakt a obvod signalizace provozu pojistky se uzavře.

Pro stráž polovodičová zařízení Byly vyvinuty vysokorychlostní pojistky řady PP-41, PP-57, PP-59, PP-71. Tyto pojistky jsou vyrobeny s pojistkovými vložkami ze stříbrné fólie v uzavřených patronách plněných křemičitým pískem. Jsou určeny pro instalaci do střídavých obvodů s napětím

380-1250 V a DC 230-1050 V. Elektrotechnický průmysl vyrábí pojistky pro jmenovité proudy 100-2000 A, maximální vypínací proudy do 200 kA. Tyto pojistky mají účinný účinek omezující proud.

Zástrčkové pojistky řady PRS jsou široce používány v řídicích obvodech obráběcích strojů, mechanismů, strojů a také v napájecích systémech obytných a veřejných budov. Jmenovitý proud pouzdra 6; 25; 63; 100 A.

ELEKTROSPETY

ELEKTROSPETY

Pojistkový materiál

Pojistkové vložky jsou vyrobeny z mědi, zinku, olova nebo stříbra. Hlavní technické údaje těchto materiálů z hlediska jejich použitelnosti pro pojistkové vložky jsou uvedeny v tabulce. 1.

Stůl 1.

V dnešních nejpokročilejších pojistkách se dává přednost měděným vložkám s cínovým rozpouštědlem. Rozšířené jsou také zinkové vložky. Nejpohodlnější, nejjednodušší a nejlevnější jsou měděné pojistkové vložky. Zlepšení jejich vlastností je dosaženo natavením cínové kuličky v určitém místě, přibližně uprostřed vložky. Takové vložky se používají např. ve zmíněné řadě objemových pojistek PN2. Cín se taví při teplotě 232° C, výrazně nižší než je bod tání mědi, a rozpouští měď vložky v místě kontaktu s ní. Oblouk, který se v tomto případě objeví, již roztaví celou vložku a zhasne. Aktuální obvod se vypne.
Zatavení cínové koule má tedy za následek následující.
Jednak měděné vložky začnou s časovým zpožděním reagovat na taková malá přetížení, na která by bez rozpouštědla nereagovaly vůbec. Například měděný drát o průměru 0,25 mm s rozpouštědlem roztaveným při teplotě 280 ° C za 120 minut.
Za druhé, při stejné dostatečně vysoké teplotě (tj. při stejném zatížení) reagují vložky s rozpouštědlem mnohem rychleji než vložky bez rozpouštědla. Například měděný drát o průměru 0,25 mm bez rozpouštědla při průměrné teplotě 1000 °C se roztavil za 120 minut a stejný drát, ale s rozpouštědlem o průměrné teplotě pouze 650 °C, se roztavil za pouhých 4 minuty.
Použití cínového rozpouštědla umožňuje mít spolehlivé a levné měděné vložky, které pracují při relativně nízké provozní teplotě, mají relativně malý objem a hmotnost kovu (což zvýhodňuje spínací schopnost pojistky) a zároveň mají větší rychlost při velkém přetížení a na relativně malá přetížení reagují s časovým zpožděním. Poměr Ip og:Iv pro takové vložky je relativně malý (ne více než 1,45), což usnadňuje výběr vodičů chráněných takovými pojistkovými vložkami před přetížením.
Zinek se často používá k výrobě pojistkových vložek. Zejména takové vložky se používají ve zmíněné řadě pojistek PR2. Zinkové vložky jsou odolnější vůči korozi. Proto i přes relativně nízkou teplotu tání by pro ně obecně řečeno bylo možné povolit stejnou maximální provozní teplotu jako u (měď 250°C) a navrhovat vložky s menším průřezem. Elektrický odpor zinku je však přibližně 3,4krát větší než u mědi. Pro udržení stejné teploty je nutné v ní snížit energetické ztráty a odpovídajícím způsobem zvětšit její průřez. Vložka se ukazuje být mnohem masivnější. To, za jinak stejných okolností, vede ke snížení spínací schopnosti pojistky. Navíc s masivní vložkou o teplotě 250°C by nebylo možné ve stejných rozměrech udržet teplotu kartuše a kontaktů na přijatelné úrovni. To vše vede k nutnosti snížit maximální teplotu zinkových vložek na 200°C, a tím dále zvětšit průřez vložky. Díky tomu mají pojistky se zinkovými vložkami stejných rozměrů podstatně menší odolnost proti zkratovým proudům než pojistky s měděnými vložkami a cínovými rozpouštědly.
Když je velká potřeba, řada podniků vyrábí pojistkové vložky ve svých vlastních elektroopravnách. Zároveň musí být materiály, ze kterých jsou tavné pojistkové vložky vyrobeny, pečlivě kalibrovány a minimálně 10 % hotových pojistkových vložek musí být selektivně testováno na minimální a maximální proudy.
Odebírá se minimální proud, při kterém by pojistková vložka neměla vyhořet za méně než 1 hod. Obvykle je tento proud roven 1,3-1,5 jejího jmenovitého proudu, tj. Imin = (l,3-1,5)In.
Odebírá se maximální proud, při kterém musí pojistková vložka vyhořet za méně než 1 hodinu, obvykle je (l.6-2.l)In.
Vyrobené pojistkové vložky musí svými kvalitami, charakteristikami a jmenovitými proudy splňovat požadavky příslušných GOST.
Je nepřijatelné používat doma vyrobené vložky, protože v nejlepším případě chrání instalaci pouze před zkratovými proudy. Pro upevnění zinkové pojistkové vložky je nutné použít ocelovou podložku se zvětšeným průměrem a pérovou podložku. Při absenci těchto podložek je zinek postupně vytlačován zpod kontaktního šroubu a zeslabuje kontakt. Odkdy nemůžete nainstalovat měděnou vložku do držáku pojistky PR bez cínového rozpouštědla vysoká teplota roztavením měděné vložky se vláknová patrona rychle zničí.

Spálené pojistkové vložky by měly být nahrazeny náhradními z výroby kalibrovanými. Pokud žádné nejsou, lze je dočasně nahradit předem připravenými vodiči určenými pro určitý proud. Průměry a materiály drátů jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

Zařízení sestávající z tavitelného kovového prvku ve formě tenké desky nebo drátu a pouzdra s kontaktním zařízením se nazývá pojistka. Je určen k ochraně elektrických obvodů před přetížením a zkratovými proudy.

Normálním provozním režimem pojistkové vložky je dlouhodobý tok proudu. Ale když se zatížení zvýší nad jmenovitou hodnotu nebo dojde ke zkratu (I síť > I vložka), kov se zahřeje na teplotu tavení a roztavením přeruší obvod. Naproti tomu pojistková vložka je jednorázová a při jejím spuštění je nutné ji vyměnit za novou.

Pojistkové vložky se vyrábějí, obvykle ze slitiny olova a mědi, s cínem a také s jinými kovy. Měděné vložky jsou před montáží pocínovány, aby se zabránilo oxidaci kovu a zhoršení jeho vodivých vlastností. Mají malý průřez, protože mají nízký odpor. Poměrně velké množství pojistek je vybaveno zhášecími prostředky uvnitř svého pouzdra (například vlákno nebo křemičitý písek). Proud, pro který se pojistková vložka vypočítává, se na rozdíl od jmenovité pojistky I nazývá jmenovitý proud pojistkové vložky I. , pro které se počítají proudovodné části zařízení, jakož i kontaktní a zhášecí části oblouku.

Doba vyhoření pojistkové vložky závisí na proudu, který jí protéká, přičemž závislost tohoto proudu na době vyhoření t=f(I) se nazývá ochranná charakteristika. Je zobrazen níže:

Obrázek ukazuje charakteristiky dvou různých pojistek 1 a 2. Mají různé jmenovité proudy, a jak můžeme vidět z grafu, při stejném přetěžovacím proudu se zařízení 1 spálí rychleji než 2. V souladu s tím, čím nižší je jmenovitý proud zařízení, tím rychleji vyhoří. Tato vlastnost umožňuje selektivní ochranu elektrických obvodů.

Podle Designové vlastnosti Lze rozlišit trubicové a zástrčkové pojistky.

Trubkové - jsou vyrobeny uzavřené s pouzdry z plynotvorného materiálu - vlákna, při zvýšení teploty vytváří v trubce vysoký tlak, díky kterému se řetěz přetrhne. Pojistka typu PR:

Kde: 1 – uzavírací kontakty, 2 – mosazné krytky, 3 – mosazné kroužky, 4 – tavná vložka, 5 – vláknová trubice.

Takové zařízení se skládá z pojistkové vložky 4, která je uzavřena ve skládací trubici 5 z vláken, vyztužené koncovými mosaznými kroužky 2, které uzavírají kontakty 1.

Zástrčkové pojistky se zpravidla používají v osvětlovacích zařízeních k ochraně domácích spotřebitelů (elektroměry) a také pro elektromotory s nízkým a středním výkonem. Od trubkových se liší způsobem upevnění tavné vložky.

Nechybí ani samočinné pojistky. Podstatou jejich práce je, že při zahřátí prudce mění svůj odpor směrem nahoru, což vede k přerušení obvodu. Jakmile jejich teplota klesne na provozní teplotu, odpor se sníží a obvod se opět uzavře. Jejich konstrukce je založena na polymerních materiálech, které mají za normálních teplotních podmínek krystalickou mřížku a při zahřívání se prudce přeměňují do amorfního stavu.

Takové pojistky jsou široce používány v digitální technice (počítače, Mobily, automatizované systémy řízení procesů). Kvůli jejich vysoké ceně se obvykle nepoužívají v silových obvodech. Jsou velmi pohodlné, protože nevyžadují výměnu po přetržení řetězu.

Poměrně mnoho elektrikářů, aby se zabránilo častému vyhoření pojistkových vložek, vyrábí takzvané „štěnice“ - místo speciální slitiny pojistkové vložky připojují obyčejný drát malého průřezu. To by se nemělo dělat, protože doba vyhoření slitiny a běžného drátu stejného průřezu se může značně lišit, což může vést k hrozným následkům. Pokud tedy vaše pojistky často vypínají, měli byste zjistit důvod jejich vypínání a nesnažit se posílit ochranu instalací „chyb“.

Na konstrukci a funkci pojistek se můžete také podívat zde:

Pro domácí i průmyslové použití elektrické sítě Vždy existuje riziko úrazu elektrickým proudem nebo poškození zařízení. Mohou se objevit kdykoli, když se objeví kritické podmínky. Ochranná zařízení mohou tyto následky snížit. Jejich použití výrazně zvyšuje bezpečnost používání elektrické energie.

Ochrany elektrických obvodů fungují na základě:

pojistka;

mechanický jistič.

Princip činnosti a konstrukce pojistky

Dva brilantní vědci, Joule a Lenz, současně stanovili zákony vzájemných vztahů mezi množstvím proudu procházejícího vodičem a uvolňováním tepla z něj, odhalili závislost na odporu obvodu a trvání časového úseku.

Jejich poznatky umožnily vytvořit nejjednodušší ochranné konstrukce založené na tepelném účinku proudu na kovový drát. Používá tenkou kovovou vložku, kterou prochází plný proud obvodu.

Při jmenovitých parametrech pro přenos elektřiny tento „drát“ spolehlivě odolává tepelnému zatížení, a pokud jeho hodnoty překročí normu, shoří, přeruší obvod a uvolní napětí od spotřebitelů. Pro obnovení funkčnosti obvodu je nutné vyměnit spálený prvek: pojistkovou vložku.

Dobře je to vidět na návrzích pojistek pro domácí televizní a rozhlasová zařízení se skleněnými, průhlednými pouzdry vložek.

Na jeho koncích jsou namontovány speciální kovové podložky, které při instalaci do zásuvek vytvářejí elektrický kontakt. Tento princip je ztělesněn v elektrických zástrčkách s tavnými články, které po mnoho desetiletí chránily naše rodiče a starší generace před poškozením elektrického vedení.

Ve stejném tvaru byly vyvinuty automatické struktury, které byly zašroubovány do zásuvek místo zástrček. Po spuštění je ale nebylo nutné vyměnit komponenty. Pro obnovení napájení jednoduše stiskněte tlačítko uvnitř pouzdra.

Tímto způsobem byly chráněny staré elektrické přípojky do bytu. Pak se spolu s pojistkami začaly objevovat.

Výběr pojistky je založen na:

hodnoty jmenovitého proudu samotné pojistky a její vložky;

koeficienty minimální/maximální multiplicity zkušebního proudu;

limitní vypínatelný elektrický proud a možnost přerušení dopravovaného výkonu;

ochranné vlastnosti pojistkové vložky;

jmenovité napětí pojistky;

dodržování zásad selektivity.

Pojistky mají jednoduchý design. Jsou široce používány v elektrických instalacích včetně vysokonapěťová zařízení do 10 kV např. při ochraně přístrojových transformátorů napětí.

Princip činnosti a konstrukce jističe

Účelem mechanického spínacího zařízení zvaného jistič je:

zapnutí, průchod, vypnutí proudů v režimu normálního obvodu;

automatické odstranění napětí z elektrické instalace během nouzových podmínek, například kovových proudů zkraty. Jističe pracují v opakovaně použitelných režimech ochrany proti zkratu a přetížení. Možnost opakovaného použití je považována za jejich hlavní rozdíl od pojistky.

Během sovětské éry byly v energetickém sektoru široce používány automatické jističe řad AP-50, AK-50, AK-63 a AO-15.

V moderním elektrická schémata Používají se vylepšené návrhy od zahraničních i tuzemských výrobců.

Všechny jsou uzavřeny v dielektrických pouzdrech a mají společné výkonné orgány, které zajišťují:

1. tepelné vypínání obvodu při mírném překročení přípustné hodnoty proudu;

2. elektromagnetické vypínání při náhlých zátěžových rázech;

3. komory pro potlačení oblouku;

4. kontaktní systémy.

V případě ohřevu energií vytvořeného tepla pracuje bimetalová deska, která se vlivem teploty ohýbá, dokud není aktivován uvolňovací mechanismus. Tato funkce závisí na množství uvolněného tepla a v průběhu času se prodlužuje až do určitého bodu.

Vypnutí funguje co nejrychleji od činnosti elektromagnetického solenoidu s výskytem elektrického oblouku. K jeho uhašení se používají speciální opatření.

Zesílené kontakty jsou navrženy tak, aby vydržely opakované přerušení.

Provozní rozdíly mezi jističi a pojistkami

Ochranné vlastnosti obou metod jsou prověřeny časem a každá metoda vyžaduje rozbor konkrétních provozních podmínek při hodnocení ceny konstrukce s přihlédnutím k délce a spolehlivosti provozu.

Jističe jednodušší design, deaktivujte okruh jednou, levnější. Mohou uvolnit napětí ručně, ale to obvykle není příliš pohodlné. Navíc při mírně vyšších proudech odpojují zátěž na dlouhou dobu. Tento faktor může způsobit zvýšené nebezpečí požáru.

Jakákoli pojistka chrání pouze jednu fázi sítě.

Jističe složitější, dražší, funkčnější. Jsou však přesněji přizpůsobeny nastavení chráněného elektrického obvodu, zvoleného podle provozního návrhového proudu, s ohledem na spínané výkony.

Plášť moderních strojů z termosetů má zvýšenou odolnost proti tepelným vlivům. Netaví se a jsou odolné vůči ohni. Pro srovnání, polystyrenové pouzdro starých vypínačů sneslo teploty nepřesahující 70 stupňů.

Konstrukce umožňuje vybrat modely pro současné otevření jednoho až čtyř elektrických obvodů. Pokud jsou v třífázovém obvodu použity pojistky, odstraní napětí z obvodu s různým časovým zpožděním, což se může stát dalším důvodem pro rozvoj nehody.

Pojistky pracují s proudem, aniž by zohledňovaly jeho vlastnosti. Jističe se vybírají pro zatížení a klasifikují se písmeny:

A - elektrické sítě zvýšené délky;

B - osvětlení chodeb a prostor;

C - napájecí a osvětlovací systémy s mírnými startovacími proudy;

D – převládající zatížení ze spouštění elektromotorů s vysokými startovacími parametry;

K - indukční pece a elektrické sušárny;