Vsako električno vezje je sestavljeno iz posameznih elementov. Za vsakega od njih so značilne določene trenutne vrednosti, pri katerih ta element deluje. Povečanje toka nad temi vrednostmi lahko povzroči poškodbe elementa. To se zgodi zaradi nesprejemljivo visoke temperature ali zaradi precej hitre spremembe strukture tega elementa zaradi vpliva toka. V takšnih situacijah varovalke različnih izvedb pomagajo preprečiti poškodbe elementov električna vezja.

Njihova razvrstitev temelji na tem, kako te varovalke prekinejo električni tokokrog, zato lahko naštejemo tiste, ki se najpogosteje uporabljajo kot naslednje vrste varovalk:

• taljivo,
• elektromehanski,
• elektronski,
• samozdravljenje.

Metoda prekinitve električnega tokokroga zajema celoten niz procesov, ki se pojavijo v varovalki, ko se sproži.

• Varovalke prekinejo električni tokokrog zaradi taljenja talilnega vložka.
• Elektromehanske varovalke vsebujejo kontakte, ki so izklopljeni z deformabilnim bimetalnim elementom.
• Elektronske varovalke vsebujejo elektronski ključ, ki ga krmili posebno elektronsko vezje.
• Samoponovne varovalke so izdelane iz posebnih materialov. Njihove lastnosti se spremenijo, ko tok teče, vendar se obnovijo, ko se tok v električnem tokokrogu zmanjša ali izgine. Skladno s tem se odpornost najprej poveča in nato spet zmanjša.

Taljivo

Najcenejše in najbolj zanesljive so varovalke. Talilni vložek, ki se po povečanju toka nad nastavljeno vrednost stopi ali celo izhlapi, zajamčeno povzroči prekinitev električnega tokokroga. Učinkovitost tega načina zaščite je odvisna predvsem od stopnje uničenja talilnega vložka. V ta namen je izdelan iz posebnih kovin in zlitin. To so predvsem kovine, kot so cink, baker, železo in svinec. Ker je talilni vložek v bistvu prevodnik, se obnaša kot prevodnik, kar je značilno na spodnjih grafih.

Zato za pravilno delovanje varovalke, toplota, ki nastane v talilnem vložku pri nazivnem obremenitvenem toku, ne sme povzročiti njegovega pregrevanja in uničenja. V okolje se razprši skozi elemente ohišja varovalke, segreje vložek, vendar brez uničujočih posledic zanj.

Če pa se tok poveča, se bo toplotno ravnovesje porušilo in temperatura vložka se bo začela povečevati.

V tem primeru bo prišlo do plazovitega povišanja temperature zaradi povečanja aktivnega upora talilnega vložka. Odvisno od hitrosti naraščanja temperature se vložek stopi ali izhlapi. Izhlapevanje olajša voltaični oblok, ki se lahko pojavi v varovalki pri znatnih vrednostih napetosti in toka. Oblok začasno nadomesti uničen talilni vložek in ohranja tok v električnem tokokrogu. Zato njegov obstoj določa tudi časovne značilnosti odklopa talilnega vložka.

• Časovno-tokovna karakteristika je glavni parameter talilnega vložka, s katerim je izbran za določeno električno vezje.

V zasilnem načinu je pomembno, da čim hitreje prekinete električni tokokrog. V ta namen se uporabljajo posebne metode za talilne vložke, kot so:

• lokalno zmanjšanje njegovega premera;
• "metalurški učinek".

Načeloma gre za podobne metode, ki tako ali drugače omogočajo lokalno, hitrejše segrevanje vložka. Spremenljivi prerez z manjšim premerom se segreje hitreje kot z večjim prerezom. Za dodatno pospešitev uničenja talilnega vložka je ta sestavljen iz paketa enakih vodnikov. Takoj, ko eden od teh vodnikov pregori, se skupni presek zmanjša in naslednji vodnik izgori in tako naprej, dokler ni celoten paket vodnikov popolnoma uničen.

Metalurški učinek se uporablja pri tankih vložkih. Temelji na pridobivanju lokalne taline z večjo odpornostjo in raztapljanju osnovnega materiala vložka z nizkim uporom v njej. Posledično se poveča lokalni upor in vložek se hitreje stopi. Talino dobimo iz kapljic kositra ali svinca, ki jih nanesemo na bakreno jedro. Takšne metode se uporabljajo za varovalke majhne moči za tokove do več enot ampera. Uporabljajo se predvsem za različne gospodinjske električne aparate in naprave.

Oblika, mere in material ohišja se lahko razlikujejo glede na model varovalke. Stekleno ohišje je priročno, ker vam omogoča, da vidite stanje taljivega vložka. Toda keramično ohišje je cenejše in močnejše. Spodaj določene naloge drugi modeli so bili prilagojeni. Nekateri od njih so prikazani na spodnji sliki.

Običajni električni vtiči temeljijo na cevastih keramičnih telesih. Sam vtič je telo, ki je posebej izdelano za prileganje vložku za priročno uporabo varovalke. Nekatere izvedbe vtičev in keramičnih varovalk so opremljene z mehanskim indikatorjem stanja talilnega vložka. Ko izgori, se sproži naprava tipa semafor.

Ko tok naraste nad 5 - 10 A, je treba ugasniti napetostni oblok znotraj telesa varovalke. Da bi to naredili, je notranji prostor okoli taljivega vložka napolnjen s kremenčevim peskom. Oblok hitro segreje pesek, dokler se ne sprostijo plini, ki preprečijo nadaljnji razvoj voltaičnega obloka.

Kljub določenim nevšečnostim zaradi potrebe po dobavi varovalk za zamenjavo ter počasnemu in premalo natančnemu delovanju nekaterih električnih tokokrogov je ta vrsta varovalk najbolj zanesljiva od vseh. Večja kot je stopnja povečanja toka skozi to, večja je zanesljivost delovanja.

Elektromehanski

Varovalke elektromehanske izvedbe se bistveno razlikujejo od varovalk. Imajo mehanske kontakte in mehanske elemente za njihovo krmiljenje. Ker se zanesljivost vsake naprave s kompleksnostjo zmanjšuje, pri teh varovalkah vsaj teoretično obstaja možnost takšne okvare, pri kateri nastavljeni izklopni tok ne bo izklopljen. Večkratno delovanje je pomembna prednost teh naprav pred varovalkami. Slabosti je mogoče opredeliti kot:

• pojav loka ob izklopu in postopno uničenje stikov zaradi njegovega vpliva. Možno je, da so kontakti zvarjeni skupaj.
• Mehanski kontaktni pogon, katerega popolna avtomatizacija je draga. Zaradi tega je treba ponovno omogočitev izvesti ročno;
• premalo hitra odzivnost, ki ne more zagotoviti varnosti nekaterih »pokvarljivih« porabnikov električne energije.

Elektromehanska varovalka se pogosto imenuje "odklopnik" in je povezana z električnim tokokrogom z osnovo ali žičnimi sponkami brez izolacije.

Elektronski

V teh napravah je mehaniko popolnoma nadomestila elektronika. Imajo samo eno pomanjkljivost s številnimi manifestacijami:

• fizikalne lastnosti polprevodnikov.

Ta pomanjkljivost se kaže:

• pri nepopravljivi notranji poškodbi elektronskega ključa zaradi neobičajnih fizičnih vplivov (previsoka napetost, tok, temperatura, sevanje);
• lažno aktiviranje ali okvara krmilnega vezja elektronskega ključa zaradi nenormalnih fizičnih vplivov (previsoka temperatura, sevanje, elektromagnetno sevanje).

Samozdravljenje

Palica je izdelana iz posebnega polimernega materiala in opremljena z elektrodami za priključitev na električni tokokrog. To je zasnova te vrste varovalke. Odpornost materiala v določenem temperaturnem območju je majhna, vendar se od določene temperature močno poveča. Ko se ohladi, se upor spet zmanjša. Napake:

• odvisnost upora od temperature okolja;
• dolgo okrevanje po sprožitvi;
• okvara zaradi previsoke napetosti in okvara iz tega razloga.

Izbira prave varovalke zagotavlja znatne prihranke stroškov. Draga oprema, pravočasno izklopljena z varovalko v primeru nesreče v električnem tokokrogu, ostane v delovanju.

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

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

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

Varovalke so izdelane za napetost izmenični tok 42, 220, 380, 660 V in enosmerni tok 24, 110, 220, 440 V.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

riž. 3.1.Časovno-tokovne karakteristike varovalke

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

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

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

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

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

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

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

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

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

riž. 3.3. Tokovno omejevalni učinek talilnih vložkov

varovalke: A - pri konstantnem toku;

b - pri izmeničnem toku

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1 2

riž. 3.4. Varovalka serije PN2

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

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

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

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

Največji preklopni tok varovalk serije PN2 doseže 50 kA.

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

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

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

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

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

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

ELEKTROSPEC

ELEKTROSPEC

Material varovalke

Talilni vložki so izdelani iz bakra, cinka, svinca ali srebra. Glavni tehnični podatki teh materialov glede njihove uporabnosti za talilne vložke so podani v tabeli. 1.

Tabela 1.

V današnjih najnaprednejših varovalkah imajo prednost bakreni vložki s kositrnim topilom. Razširjeni so tudi cinkovi vložki. Najbolj priročni, enostavni in poceni so bakreni vložki varovalk. Izboljšanje njihovih lastnosti dosežemo tako, da na določeno mesto, približno na sredini vložka, zlijemo kositrno kroglico. Takšni vložki se uporabljajo na primer v omenjeni seriji množičnih varovalk PN2. Kositer se tali pri temperaturi 232° C, bistveno nižji od tališča bakra, in raztopi baker vložka na mestu stika z njim. Oblok, ki se pojavi v tem primeru, že stopi celoten vložek in ugasne. Tokokrog se izklopi.
Tako taljenje kositrne kroglice povzroči naslednje.
Prvič, bakreni vložki začnejo s časovnim zamikom reagirati na tako majhne preobremenitve, na katere v odsotnosti topila sploh ne bi reagirali. Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm s topilom se stopi pri temperaturi 280 ° C v 120 minutah.
Drugič, pri enaki dovolj visoki temperaturi (torej pod enako obremenitvijo) vložki s topilom reagirajo veliko hitreje kot vložki brez topila. Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm brez topila pri povprečni temperaturi 1000 °C se je stopila v 120 minutah, enaka žica, vendar s topilom pri povprečni temperaturi samo 650 °C, pa se je stopila v samo 4 minute.
Uporaba kositrnega topila omogoča zanesljive in poceni bakrene vložke, ki delujejo pri relativno nizki delovni temperaturi, imajo relativno majhno prostornino in težo kovine (kar daje prednost preklopni sposobnosti varovalke) in imajo hkrati večja hitrost pri velikih preobremenitvah in se s časovnim zamikom odzovejo na relativno majhne preobremenitve. Razmerje Ip og:Iv za takšne vložke je relativno majhno (ne več kot 1,45), kar olajša izbiro vodnikov, zaščitenih s takimi talilnimi vložki pred preobremenitvami.
Cink se pogosto uporablja za izdelavo talilnih vložkov. Še posebej se takšni vložki uporabljajo v omenjeni seriji varovalk PR2. Cinkovi vložki so bolj odporni proti koroziji. Zato bi bilo zanje, kljub razmeroma nizkemu tališču, na splošno mogoče omogočiti enako najvišjo delovno temperaturo kot pri (baker 250°C) in oblikovati vložke z manjšim presekom. Vendar pa je električni upor cinka približno 3,4-krat večji od upora bakra. Da bi ohranili enako temperaturo, je treba zmanjšati izgube energije v njem in s tem povečati njegov presek. Vložek se izkaže za veliko bolj masiven. To ob enakih drugih pogojih vodi do zmanjšanja preklopne zmogljivosti varovalke. Poleg tega z masivnim vložkom s temperaturo 250°C ne bi bilo mogoče vzdrževati temperature vložka in kontaktov na sprejemljivi ravni v istih dimenzijah. Zaradi vsega tega je treba najvišjo temperaturo cinkovih vložkov znižati na 200°C in s tem dodatno povečati prerez vložka. Zaradi tega imajo varovalke s cinkovimi vložki enakih dimenzij bistveno manjšo odpornost na kratkostične tokove kot varovalke z bakrenimi vložki in kositrnimi topili.
V primeru velikih potreb številna podjetja proizvajajo talilne vložke v lastnih delavnicah za popravilo električne opreme. Hkrati morajo biti materiali, iz katerih so izdelani elementi talilnih vložkov, skrbno kalibrirani in vsaj 10 % končnih talilnih vložkov mora biti selektivno testiranih na najmanjše in največje tokove.
Vzame se najmanjši tok, pri katerem talilni vložek ne sme pregoreti v manj kot 1 uri.Običajno je ta tok enak 1,3-1,5 nazivnega toka, to je Imin = (l,3-1,5)In.
Upošteva se največji tok, pri katerem mora talilni vložek pregoreti v manj kot 1 uri; običajno je (l,6-2,l)In.
Proizvedeni vložki varovalk morajo glede kakovosti, lastnosti in nazivnih tokov izpolnjevati zahteve ustreznih GOST.
Nesprejemljivo je uporabljati domače vložke, saj v najboljšem primeru ščitijo namestitev samo pred tokovi kratkega stika. Za pritrditev cinkovega talilnega vložka je treba uporabiti jekleno podložko povečanega premera in vzmetno podložko. Če teh podložk ni, se cink postopoma iztisne izpod kontaktnega vijaka in oslabi kontakt. Bakrenega vložka v nosilec varovalke PR ne morete namestiti brez kositrnega topila, od kdaj visoka temperatura taljenjem bakrenega vložka se fiber kartuša hitro uniči.

Pregorele talilne vložke zamenjajte z rezervnimi, tovarniško umerjenimi. Če jih ni, jih je mogoče začasno nadomestiti z vnaprej pripravljenimi žicami, zasnovanimi za določen tok. Premeri in materiali žic so podani v tabeli 2.

Tabela 2.

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

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

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

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

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

Avtor: oblikovne značilnosti Ločimo cevne in vtične varovalke.

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

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

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

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

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

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

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

Zasnovo in delovanje varovalk si lahko ogledate tudi tukaj:

Za domačo in industrijsko uporabo električno omrežje Vedno obstaja nevarnost električnih poškodb ali poškodb opreme. Pojavijo se lahko kadarkoli, ko se pojavijo kritična stanja. Zaščitne naprave lahko zmanjšajo takšne posledice. Njihova uporaba bistveno poveča varnost uporabe električne energije.

Zaščite električnega tokokroga delujejo na podlagi:

varovalka;

mehanski odklopnik.

Načelo delovanja in zasnova varovalke

Dva briljantna znanstvenika, Joule in Lenz, sta hkrati vzpostavila zakone medsebojnih odnosov med količino toka, ki poteka v prevodniku, in sproščanjem toplote iz njega, razkrivajo odvisnost od upora vezja in trajanja časovnega obdobja.

Njihove ugotovitve so omogočile ustvarjanje najpreprostejših zaščitnih struktur, ki temeljijo na toplotnem učinku toka na kovinsko žico. Uporablja tanek kovinski vložek, skozi katerega teče polni tok tokokroga.

Pri nazivnih parametrih za prenos električne energije ta "žica" zanesljivo vzdrži toplotno obremenitev in če njene vrednosti presežejo normo, izgori, prekine tokokrog in razbremeni napetost potrošnikov. Za ponovno vzpostavitev funkcionalnosti vezja je treba zamenjati izgoreli element: talilni vložek.

To je jasno vidno na izvedbah varovalk za gospodinjsko televizijsko in radijsko opremo s steklenimi, prozornimi ohišji.

Na njegovih koncih so nameščene posebne kovinske blazinice, ki ustvarjajo električni kontakt pri vgradnji v vtičnice. To načelo je utelešeno v električnih vtikačih s taljivimi vložki, ki so dolga desetletja ščitili naše starše in starejše generacije pred poškodbami električne napeljave.

Z isto obliko so bile razvite avtomatske strukture, ki so bile privijačene v vtičnice namesto čepov. Vendar jih ob sprožitvi ni bilo treba zamenjati komponente. Za ponovno vzpostavitev napajanja preprosto pritisnite gumb znotraj ohišja.

Na ta način so bili zaščiteni stari električni priključki do stanovanja. Nato so se skupaj z varovalkami začele pojavljati.

Izbira varovalke temelji na:

nazivne tokovne vrednosti same varovalke in njenega vložka;

koeficienti najmanjše/največje večkratnosti preskusnega toka;

mejni preklopni električni tok in možnost prekinitve transportirane moči;

zaščitne lastnosti talilnega vložka;

nazivna napetost varovalke;

skladnost z načeli selektivnosti.

Varovalke imajo preprosto zasnovo. Široko se uporabljajo v električnih inštalacijah, vključno z visokonapetostna oprema do 10 kV, na primer pri zaščiti merilnih napetostnih transformatorjev.

Načelo delovanja in zasnova odklopnika

Namen mehanske stikalne naprave, imenovane odklopnik, je:

vklop, prehod, izklop tokov v normalnem načinu vezja;

samodejno odstranjevanje napetosti iz električne instalacije v izrednih razmerah, na primer kovinski tokovi kratkih stikov. Odklopniki delujejo v načinih zaščite pred kratkim stikom in preobremenitvijo za večkratno uporabo. Možnost večkratne uporabe velja za njihovo glavno razliko od varovalke.

V času Sovjetske zveze so se v energetskem sektorju pogosto uporabljali avtomatski odklopniki serije AP-50, AK-50, AK-63 in AO-15.

V sodobnem električni diagrami V uporabi so izboljšane izvedbe tujih in domačih proizvajalcev.

Vsi so zaprti v dielektričnih ohišjih in imajo skupne izvršilne organe, ki zagotavljajo:

1. toplotno sprožitev tokokroga, ko je dovoljena vrednost toka nekoliko presežena;

2. elektromagnetni izklop med nenadnimi sunki obremenitve;

3. komore za dušenje obloka;

4. kontaktni sistemi.

V primeru ogrevanja z energijo proizvedene toplote deluje bimetalna plošča, ki se pod vplivom temperature upogiba, dokler se ne aktivira sprožilni mehanizem. Ta funkcija je odvisna od količine sproščene toplote in se s časom podaljša do določene točke.

Odklop deluje čim hitreje od delovanja elektromagnetnega solenoida s pojavom električnega obloka. Za gašenje se uporabljajo posebni ukrepi.

Ojačani kontakti so zasnovani tako, da prenesejo ponavljajoče se zlome.

Razlike v delovanju med odklopniki in varovalkami

Zaščitne lastnosti obeh metod so časovno preizkušene in vsaka metoda zahteva analizo specifičnih pogojev delovanja pri oceni stroškov konstrukcije ob upoštevanju trajanja in zanesljivosti delovanja.

Odklopniki enostavnejša zasnova, vezje enkrat onemogočite, ceneje. Napetost lahko razbremenijo ročno, vendar to običajno ni zelo priročno. Poleg tega pri nekoliko višjih tokovih za dalj časa odklopijo breme. Ta dejavnik lahko povzroči povečano nevarnost požara.

Vsaka varovalka ščiti samo eno fazo omrežja.

Odklopniki kompleksnejši, dražji, bolj funkcionalen. Toda natančneje so prilagojeni nastavitvam zaščitenega električnega tokokroga, izbranega glede na delovni projektni tok, ob upoštevanju preklopnih moči.

Ohišja sodobnih strojev iz duroplastov imajo povečano odpornost na toplotne učinke. Ne topijo se in so odporni proti ognju. Za primerjavo, polistirensko ohišje starih stikal je zdržalo temperature največ 70 stopinj.

Zasnova vam omogoča izbiro modelov za hkratno odpiranje enega do štirih električnih tokokrogov. Če se v trifaznem vezju uporabljajo varovalke, bodo z različnimi časovnimi zakasnitvami odstranile napetost iz vezja, kar lahko postane dodaten razlog za razvoj nesreče.

Varovalke delujejo na tok, ne da bi upoštevale njegove značilnosti. Odklopniki so izbrani glede na obremenitev in razvrščeni po črkah:

A - električna omrežja povečane dolžine;

B - osvetlitev hodnikov in območij;

C - sistemi napajanja in razsvetljave z zmernimi začetnimi tokovi;

D - prevladujoče obremenitve zaradi vklopa elektromotorjev z visokimi začetnimi parametri;

K - indukcijske peči in električni sušilniki;