Varje elektrisk krets består av individuella element. Var och en av dem kännetecknas av vissa nuvarande värden där detta element är i drift. Att öka strömmen över dessa värden kan orsaka skada på elementet. Detta sker på grund av en oacceptabelt hög temperatur eller på grund av en ganska snabb förändring i strukturen hos detta element på grund av strömmens inverkan. I sådana situationer hjälper säkringar av olika design att undvika skador på element elektriska kretsar.

Deras klassificering är baserad på hur dessa säkringar bryter den elektriska kretsen, och därför kan vi lista de som är mest använda som följande typer av säkringar:

• smältbar,
• elektromekaniska,
• elektronisk,
• självläkande.

Metoden att bryta en elektrisk krets täcker hela uppsättningen av processer som sker i säkringen när den utlöses.

• Säkringar bryter den elektriska kretsen till följd av att säkringslänken smälter.
• Elektromekaniska säkringar innehåller kontakter som är avstängda av ett deformerbart bimetallelement.
• Elektroniska säkringar innehåller en elektronisk nyckel, som styrs av en speciell elektronisk krets.
• Självåterställande säkringar är gjorda med speciella material. Deras egenskaper förändras när ström flyter, men återställs efter att strömmen i den elektriska kretsen minskar eller försvinner. Följaktligen ökar motståndet först och minskar sedan igen.

Smältbar

Det billigaste och mest pålitliga är säkringar. En säkringslänk, som smälter eller till och med avdunstar efter att ha ökat strömmen över det inställda värdet, kommer garanterat att skapa ett avbrott i den elektriska kretsen. Effektiviteten av denna skyddsmetod bestäms huvudsakligen av hastigheten för förstörelse av säkringslänken. För detta ändamål är den gjord av speciella metaller och legeringar. Det är främst metaller som zink, koppar, järn och bly. Eftersom säkringslänken i huvudsak är en ledare, beter den sig som en ledare, vilket kännetecknas av graferna som visas nedan.

Därför för korrekt drift säkring, värmen som alstras i säkringslänken vid märklastströmmen bör inte leda till överhettning och förstörelse. Det försvinner i miljön genom elementen i säkringskroppen, värmer insatsen, men utan destruktiva konsekvenser för den.

Men om strömmen ökar kommer värmebalansen att störas och temperaturen på insatsen börjar öka.

I detta fall kommer en lavinliknande temperaturökning att inträffa på grund av en ökning av det aktiva motståndet hos säkringslänken. Beroende på temperaturökningshastigheten smälter eller avdunstar insatsen. Avdunstning underlättas av en voltaisk båge, som kan uppstå i en säkring vid betydande värden på spänning och ström. Bågen ersätter tillfälligt den förstörda säkringslänken och upprätthåller strömmen i den elektriska kretsen. Därför bestämmer dess existens också tidsegenskaperna för säkringslänksurkoppling.

• Tid-strömkarakteristiken är huvudparametern för en säkringslänk, genom vilken den väljs för en viss elektrisk krets.

I nödläge är det viktigt att bryta den elektriska kretsen så snabbt som möjligt. För detta ändamål används speciella metoder för säkringslänkar, såsom:

• lokal minskning av dess diameter;
• "metallurgisk effekt".

I princip är det liknande metoder som på ett eller annat sätt gör det möjligt att orsaka lokal, snabbare uppvärmning av skäret. Ett variabelt tvärsnitt med mindre diameter värms upp snabbare än med ett större tvärsnitt. För att ytterligare påskynda förstörelsen av säkringslänken är den sammansatt av ett paket identiska ledare. Så fort en av dessa ledare brinner ut kommer det totala tvärsnittet att minska och nästa ledare kommer att brinna ut, och så vidare tills hela paketet med ledare är helt förstört.

Den metallurgiska effekten används i tunna skär. Det är baserat på att erhålla en lokal smälta med högre resistans och lösa upp basmaterialet för lågresistansinsatsen i den. Som ett resultat ökar det lokala motståndet och skäret smälter snabbare. Smältan erhålls från droppar av tenn eller bly, som appliceras på en kopparkärna. Sådana metoder används för lågeffektsäkringar för strömmar upp till flera enheter ampere. De används främst för olika elektriska hushållsapparater och enheter.

Husets form, dimensioner och material kan variera beroende på säkringsmodell. Glashöljet är bekvämt eftersom det låter dig se tillståndet för den smältbara insatsen. Men det keramiska höljet är billigare och starkare. Under vissa uppgifter andra mönster har anpassats. Några av dem visas i bilden nedan.

Konventionella elkontakter är baserade på rörformade keramiska kroppar. Själva kontakten är en kropp som är speciellt gjord för att passa patronen för bekväm användning av säkringen. Vissa konstruktioner av pluggar och keramiska säkringar är utrustade med en mekanisk indikator för säkringslänkens status. När den brinner ut utlöses en enhet av semafortyp.

När strömmen ökar över 5 - 10 A, blir det nödvändigt att släcka spänningsbågen inuti säkringskroppen. För att göra detta fylls det inre utrymmet runt den smältbara insatsen med kvartssand. Ljusbågen värmer snabbt upp sanden tills gaser släpps ut, vilket förhindrar fortsatt utveckling av den elektriska bågen.

Trots vissa olägenheter orsakade av behovet av en leverans av säkringar för utbyte, samt långsam och otillräckligt exakt drift för vissa elektriska kretsar, är denna typ av säkringar den mest tillförlitliga av alla. Ju högre ökningstakten i strömmen genom den, desto större är driftsäkerheten.

Elektromekanisk

Säkringar av elektromekanisk design skiljer sig fundamentalt från säkringar. De har mekaniska kontakter och mekaniska element för att styra dem. Eftersom tillförlitligheten för någon enhet minskar när den blir mer komplex, för dessa säkringar, åtminstone teoretiskt, finns det en möjlighet för ett sådant fel där den inställda utlösningsströmmen inte kommer att stängas av. Upprepad drift är en betydande fördel med dessa enheter jämfört med säkringar. Nackdelar kan identifieras som:

• utseendet på en båge när den är avstängd och den gradvisa förstörelsen av kontakter på grund av dess inflytande. Det är möjligt att kontakterna är sammansvetsade.
• Mekanisk kontaktdrivning, som är dyr att helautomatisera. Av denna anledning måste återaktivering göras manuellt;
• otillräckligt snabb respons, vilket inte kan garantera säkerheten för vissa "förgängliga" elkonsumenter.

En elektromekanisk säkring kallas ofta för en "strömbrytare" och är ansluten till den elektriska kretsen antingen med en bas eller med kabelanslutningar som är avskalade från isolering.

Elektronisk

I dessa enheter är mekaniken helt ersatt av elektronik. De har bara en nackdel med dess flera manifestationer:

• fysikaliska egenskaper hos halvledare.

Denna nackdel visar sig:

• i irreversibel inre skada på den elektroniska nyckeln från onormal fysisk påverkan (överspänning, ström, temperatur, strålning);
• falsk aktivering eller haveri av den elektroniska nyckelns styrkrets på grund av onormal fysisk påverkan (för hög temperatur, strålning, elektromagnetisk strålning).

Självläkande

En stång är gjord av ett speciellt polymermaterial och utrustad med elektroder för anslutning till en elektrisk krets. Detta är designen av denna typ av säkring. Motståndet hos ett material i ett givet temperaturområde är litet, men ökar kraftigt från en viss temperatur. När det svalnar minskar motståndet igen. Brister:

• motståndets beroende av omgivningstemperaturen;
• lång återhämtning efter utlösning;
• genombrott av överspänning och fel av denna anledning.

Att välja rätt säkring ger betydande kostnadsbesparingar. Dyr utrustning, i tid avstängd av en säkring i händelse av en olycka i den elektriska kretsen, förblir i drift.

En säkring är en elektrisk omkopplingsanordning utformad för att koppla bort den skyddade kretsen genom att förstöra spänningsförande delar speciellt utformade för detta ändamål under påverkan av en ström som överstiger ett visst värde.

I säkringar är kretsen frånkopplad på grund av smältningen av säkringslänken, som värms upp av strömmen från den skyddade kretsen som flyter genom den. Efter att ha kopplat bort kretsen är det nödvändigt att byta ut säkringslänken med en fungerande.

Säkringen är seriekopplad med den skyddade kretsen och för att skapa ett synligt brott i den elektriska kretsen och säkert underhåll används icke-automatiska brytare eller brytare tillsammans med säkringarna.

Säkringar är tillverkade för spänning växelström 42, 220, 380, 660 V och likström 24, 110, 220, 440 V.

Huvudelementen i en säkring är kroppen, säkringslänken (säkringselementet), kontaktdelen, ljusbågssläckningsanordningen och ljusbågssläckningsmediet.

Säkringar kännetecknas av säkringslänkens märkström, det vill säga den ström för vilken säkringslänken är konstruerad för långtidsdrift. Utbytbara smältbara element för olika märkströmmar kan sättas in i samma säkringskropp, så själva säkringen kännetecknas av en märkström

säkring (bas), vilket är lika med den högsta märkströmmen för säkringslänkarna avsedda för denna säkringskonstruktion. Till exempel har säkringar i serierna PN2 och PR2 utbytbara säkringslänkar. Således har PN2-100-seriens säkring ett hus utformat för en ström på upp till 100 A och utbytbara säkringslänkar för strömmar på 30, 40, 50, 60, 80, 100 A.

Säkringar upp till 1 kV tillverkas för märkströmmar upp till 1000 A.

I normalt läge överförs värmen som genereras av belastningsströmmen i säkringslänken till omgivningen, och temperaturen på alla delar av säkringen överstiger inte den tillåtna gränsen. Vid överbelastning eller kortslutning ökar temperaturen på insatsen och den smälter. Ju mer ström som flyter, desto kortare smälttid. Beroendet av smälttiden för säkringslänken på strömvärdet (mångfalden av driftström i förhållande till säkringslänkens märkström) kallas säkringens skydds- (tid - ström) karaktäristik (fig. 3.1) .). Vid samma ström beror smälttiden för säkringslänken på många orsaker (insatsens material, ytans tillstånd, kylningsförhållanden, etc.). För att minska svarstiden för säkringen används säkringslänkar olika material, speciell form, och använder också en metallurgisk effekt.

De vanligaste säkringslänkmaterialen är koppar, zink, aluminium, bly och silver.

Kopparinsatser utsätts för oxidation, deras tvärsnitt minskar med tiden och säkringens skyddande egenskaper förändras. För att minska oxidationen används vanligtvis förtenna kopparinsatser. Smältpunkten för koppar är 1080 °C, därför, vid strömmar nära den lägsta smältströmmen, ökar temperaturen på alla säkringselement avsevärt.

Zink och bly har låga smältpunkter (419 °C och 327 °C), vilket säkerställer lätt uppvärmning av säkringar i kontinuerlig drift.

Zink är resistent mot korrosion, så tvärsnittet av säkringslänken ändras inte under drift, skyddsegenskaperna förblir konstant. Zink och bly har höga resistiviteter, så säkringslänkar har ett stort tvärsnitt. Sådana säkringslänkar används vanligtvis i säkringar utan fyllmedel. Säkringar med zink- och blyinsatser har långa tidsfördröjningar vid överbelastning.

Ris. 3.1. Tid-strömkarakteristika hos säkringen

Silverinsatser oxiderar inte, och deras egenskaper är de mest stabila.

Aluminiuminsatser används i säkringar på grund av bristen på icke-järnmetaller. Den höga motståndskraften hos oxidfilmer på aluminium gör det svårt att skapa pålitliga löstagbara kontakter. Aluminiuminsatser används i nya konstruktioner av säkringar i PP31-serien.

Vid höga strömmar är säkringslänkar gjorda av parallella ledningar eller tunna kopparband.

Huvudkarakteristiken för en säkring är tidsströmkarakteristiken, vilket är beroendet av insatsens smälttid på den strömmande strömmen. För perfekt skydd är det önskvärt att säkringens tids-strömkarakteristik (kurva 1 i fig. 1.1) på alla punkter var något under egenskaperna för den skyddade kretsen eller objektet (kurva 2 i fig. 3.1). De faktiska egenskaperna hos säkringen (kurva 3) korsar kurvan 2. Låt oss förklara detta. Om säkringskaraktäristiken motsvarar kurvan 1, då brinner den ut på grund av åldrande eller när motorn startas. Kretsen kommer att stängas av i frånvaro av oacceptabla överbelastningar. Därför väljs insatsens smältström större än märklastströmmen. Samtidigt kurvorna 2 Och 3 korsas. I området med höga överbelastningar (område B) Säkringen skyddar föremålet. I området A Säkringen skyddar inte föremålet.

Vid små överbelastningar (l,5–2) jag H 0 M säkringsuppvärmningen är långsam. Det mesta av värmen går förlorad till miljön. Komplexa värmeöverföringsförhållanden gör det svårt att beräkna säkringslänken.

Den ström vid vilken säkringslänken brinner ut när den når en konstant temperatur kallas gränsströmmen jag POGR.

För att påskynda smältningen av skär gjorda av koppar och silver används den metallurgiska effekten - fenomenet med upplösning av eldfasta metaller till smälta, mindre eldfasta metaller. Om till exempel en kula av tenn-blylegering med en smältpunkt på 182 °C löds på en koppartråd med en diameter på 0,25 mm, så kommer den vid en trådtemperatur på 650 °C att smälta inom 4 minuter, och vid 350 °C - inom 40 minuter. Samma tråd utan lösningsmedel smälter vid en temperatur på minst 1000 ° C. För att skapa en metallurgisk effekt på koppar- och silverinsatser används rent tenn, som har mer stabila egenskaper. Vid normal drift har kulan praktiskt taget ingen effekt på insatsens temperatur.

Figur 3.2.Säkring PR2-serien: A - patron; b - säkringslänkformer

Acceleration av smältningen av insatsen uppnås också genom att använda en specialformad säkringsinsats (Fig. 3.2, b). Vid kortslutningsströmmar värms smala områden upp så snabbt att nästan ingen värmeavlägsnande sker. Insatsen brinner ut samtidigt på flera avsmalnande ställen (sektion A - A och B - B, Fig. 3.2, b) innan kortslutningsströmmen når sitt stationära värde i en likströmskrets eller stötström i en växelströmskrets (fig. 3.3).

Ris. 3.3. Strömbegränsande effekt av säkringslänkar

säkringar: A - vid konstant ström;

b - vid växelström

Kortslutningsströmmen är begränsad till värdet i limit (2-5 gånger). Detta fenomen kallas strömbegränsande verkan och förbättrar ljusbågssläckningsförhållandena i säkringar.

Släckning av den ljusbåge som uppstår efter att säkringslänken har brunnit ut ska utföras så snabbt som möjligt. Tiden för ljusbågssläckning beror på säkringens utformning.

Den högsta ström som en säkring kan bryta utan att orsaka skada eller deformation kallas brytströmsgränsen.

Säkringar används ofta för att skydda elmotorer, elektrisk utrustning, elektriska nätverk i industri- och hushållselektriska installationer och har olika design.

Säkringar, tillsammans med enkelheten i deras design och låga kostnader, har ett antal betydande nackdelar:

De kan inte skydda linjen från överbelastning eftersom de tillåter
långvarig överbelastning tills smältning;

De ger inte alltid selektivt skydd på nätverket som följer
spridningen av deras egenskaper;

I händelse av en kortslutning i ett trefasnät kan den
blåser en av de tre säkringarna och ledningen fortsätter att fungera
på två faser.

I det här fallet slår trefaselektriska motorer anslutna till nätverket på två faser, och detta leder till överhettning av elmotorlindningarna och deras fel.

Säkringar med slutna hopfällbara höljen (patroner) utan fyllmedel av PR2-serien (Fig. 3.2) tillverkas för spänningar på 220 och 500 V och märkströmmar på 100-1000 A. Säkringshållare PR2 (Fig. 3.2, A) för strömmar på 100 A och över består av ett tjockväggigt fiberrör 1, på vilket mässingsbussningar är tätt fastsatta 3, med fina trådar. Mässingslock skruvas fast på rören 4, som fäster säkringslänken 2, skruvad till knivarna 6, innan den installeras i patronen. Säkringarna i denna serie är utrustade med en bricka 5, som har ett spår för kniven och förhindrar rotation av knivarna.

Patronen sätts in i fasta kontaktstolpar monterade på en isoleringsplatta. Det nödvändiga kontakttrycket tillhandahålls av fjädrar.

Säkringslänkar är gjorda av zink i form av en platta med utskärningar. Smala områden genererar mer värme än breda områden. Vid märkström överförs överskottsvärme på grund av zinkens värmeledningsförmåga till de breda delarna, så hela insatsen har ungefär samma temperatur. Under överbelastning sker uppvärmning av smala sektioner snabbare, och insatsen smälter på den hetaste platsen (sektion A - A, Fig. 3.2, b).

Under en kortslutning smälter insatsen i smala sektioner A - A och B - B. Den resulterande ljusbågen orsakar bildning av gaser (50 % CO 2, 40 % H 2, 10 % H 2 O-ånga), eftersom väggarna i patronen är gjord av gasalstrande material - fiber. Trycket, beroende på strömmen som slås av, kan nå 10 MPa eller mer, vilket säkerställer snabb släckning av ljusbågen och säkringens strömbegränsande effekt. För att minska den överspänning som uppstår när kortslutningsströmmen stängs av har säkringslänken flera smala platser. När de smälter en efter en, införs båggapets fulla längd i kretsen inte omedelbart, utan i steg.

Bulksäkringar i PN2-serien (Fig. 3.4) används i stor utsträckning för att skydda strömkretsar upp till 500 V AC och 440 V DC och är tillgängliga för märkströmmar på 100-1000 A.

1 2

Ris. 3.4. Säkringsserie PN2

Porslin, fyrkantig utsida och rund insida, tub 1 har fyra gängade hål för skruvar för att fästa locket 4 med tätningspackning 5. Säkringslänk 2 svetsad genom elektrisk kontaktpunktsvetsning till kontaktbladsbrickorna 3. Lock med asbestpackningar tätar röret hermetiskt. Röret är fyllt med torr kvartssand 6. Säkringslänken är gjord av en eller flera kopparremsor med en tjocklek på 0,15-0,35 mm och en bredd på upp till 4 mm. Slitsar 7 är gjorda på insatsen, vilket minskar skärets tvärsnitt med 2 gånger. För att minska insatsens smälttemperatur används en metallurgisk effekt - plåtkulor löds på kopparremsor 8, smälttemperaturen i detta fall överstiger inte 475 °C, bågen förekommer i flera parallella kanaler (i enlighet med antalet skär); detta säkerställer minsta möjliga mängd metallånga i kanalen mellan kvartskornen och de bästa förutsättningarna för att släcka ljusbågen i en smal spalt. Bulk

säkringar, precis som säkringar i PR2-serien, har en strömbegränsande egenskap.

För att minska de resulterande överspänningarna har säkringslänken slitsar längs sin längd, och deras antal beror på säkringens märkspänning (baserat på 100-150 V per område mellan spåren). Eftersom insatsen brinner ut på trånga ställen, visar sig den långa bågen vara uppdelad i ett antal korta bågar, vars totala spänning inte överstiger summan av katod- och anodspänningsfallen.

Fyllmedlet i PN-seriens säkringar är ren kvartssand (99 % SiO2). Istället för kvarts kan krita (CaCO3) användas, ibland blandas det med asbestfiber. När en ljusbåge uppstår sönderdelas kritan med frigöring av koldioxid CO 2 och CaO, ett eldfast material. Reaktionen sker med energiabsorption, vilket hjälper till att släcka bågen.

Den maximala omkopplingsbara strömmen för säkringar i PN2-serien når 50 kA.

Bulksäkringar i NPN-serien har en icke-borttagbar glaspatron utan kontaktblad och är designade för strömmar upp till 60 A.

Istället för PN2-säkringar har säkringar i PP-31-serien med aluminiuminsatser utvecklats för märkströmmar på 63-1000 A och med en maximal avstängningsström på upp till 100 kA vid en spänning på 660 V.

Säkringar i PP-17-serien tillverkas för strömmar på 500-1000 A, växelspänning 380 V och DC 220 V. Den maximala brytkapaciteten för PP-17-säkringar är 100-120 kA. Säkringen består av ett säkringselement placerat i ett keramiskt hölje fyllt med kvartssand, en utlösningsindikator och en fri kontakt. När säkringselementet smälter, brinner det smältbara elementet av driftindikatorn ut, vilket släpper slutstycket som infördes under monteringen av indikatorn, vilket växlar den fria kontakten, och säkringsdriftsignalkretsen stängs.

För vakt halvledarenheter Höghastighetssäkringar i serierna PP-41, PP-57, PP-59, PP-71 har utvecklats. Dessa säkringar är gjorda med säkringslänkar av silverfolie i slutna patroner fyllda med kvartssand. De är designade för installation i växelströmskretsar med spänning

380-1250 V och DC 230-1050 V. Elindustrin tillverkar säkringar för märkströmmar på 100-2000 A, maximala avstängningsströmmar upp till 200 kA. Dessa säkringar har en effektiv strömbegränsande effekt.

Pluggsäkringar i PRS-serien används ofta i styrkretsar för verktygsmaskiner, mekanismer, maskiner, såväl som i strömförsörjningssystem för bostäder och offentliga byggnader. Märkström av höljet 6; 25; 63; 100 A.

ELEKTROSPET

ELEKTROSPET

Säkringsmaterial

Säkringslänkar är gjorda av koppar, zink, bly eller silver. De viktigaste tekniska data för dessa material när det gäller deras tillämplighet för säkringslänkar ges i tabell. 1.

Bord 1.

I dagens mest avancerade säkringar föredras kopparinsatser med tennlösningsmedel. Zinkinsatser är också utbredda. Kopparsäkringsinsatser är de mest bekväma, enkla och billiga. Förbättring av deras egenskaper uppnås genom att smälta en plåtkula på en viss plats, ungefär i mitten av insatsen. Sådana insatser används till exempel i den nämnda serien av bulksäkringar PN2. Tenn smälter vid en temperatur av 232°C, betydligt lägre än kopparns smältpunkt, och löser insatsens koppar vid kontaktpunkten med den. Bågen som uppträder i detta fall smälter redan hela insatsen och släcks. Strömkretsen stängs av.
Sålunda, sammansmältning av en plåtkula resulterar i följande.
För det första börjar kopparskär att reagera med en tidsfördröjning på sådana små överbelastningar, som de inte skulle reagera alls på i frånvaro av ett lösningsmedel. Till exempel smälte en koppartråd med en diameter på 0,25 mm med ett lösningsmedel vid en temperatur av 280 ° C på 120 minuter.
För det andra, vid samma tillräckligt höga temperatur (dvs under samma belastning), reagerar skär med lösningsmedel mycket snabbare än skär utan lösningsmedel. Till exempel smälte en koppartråd med en diameter på 0,25 mm utan lösningsmedel vid en medeltemperatur på 1000 ° C på 120 minuter, och samma tråd, men med ett lösningsmedel vid en medeltemperatur på endast 650 ° C, smälte på bara 4 minuter.
Användningen av ett tennlösningsmedel gör det möjligt att ha pålitliga och billiga kopparinsatser som arbetar vid en relativt låg driftstemperatur, har en relativt liten volym och vikt av metall (vilket gynnar säkringens kopplingsförmåga) och som samtidigt har högre hastighet vid höga överbelastningar och reagerar med tidsfördröjning på relativt små överbelastningar. Förhållandet Ip og:Iv för sådana insatser är relativt litet (inte mer än 1,45), vilket underlättar valet av ledare som skyddas av sådana säkringslänkar från överbelastning.
Zink används ofta för att göra säkringslänkar. I synnerhet används sådana insatser i nämnda serie av PR2-säkringar. Zinkinsatser är mer motståndskraftiga mot korrosion. Därför skulle det, trots den relativt låga smältpunkten, för dem generellt sett vara möjligt att tillåta samma maximala driftstemperatur som för (koppar 250°C) och designade skär med mindre tvärsnitt. Den elektriska resistansen hos zink är emellertid ungefär 3,4 gånger större än för koppar. För att upprätthålla samma temperatur är det nödvändigt att minska energiförlusterna i den, och därmed öka dess tvärsnitt. Insatsen visar sig vara mycket mer massiv. Detta leder, allt annat lika, till en minskning av säkringens kopplingskapacitet. Dessutom, med en massiv insats med en temperatur på 250°C, skulle det inte vara möjligt att hålla temperaturen på patronen och kontakterna på en acceptabel nivå i samma dimensioner. Allt detta gör det nödvändigt att sänka den maximala temperaturen för zinkinsatser till 200°C, och därför öka skärets tvärsnitt ytterligare. Som ett resultat har säkringar med zinkinsatser av samma dimensioner betydligt mindre motstånd mot kortslutningsströmmar än säkringar med kopparinsatser och tennlösningsmedel.
När det finns ett stort behov tillverkar ett antal företag säkringslänkar i sina egna elverkstäder. Samtidigt måste materialen som säkringslänkelementen är tillverkade av noggrant kalibreras och minst 10 % av de färdiga säkringslänkarna måste selektivt testas för minimala och maximala strömmar.
Den minsta strömmen tas vid vilken säkringslänken inte ska brinna ut på mindre än 1 timme. Vanligtvis är denna ström lika med 1,3-1,5 av dess märkström, d.v.s. Imin = (l.3-1.5)In.
Den maximala strömmen tas vid vilken säkringslänken måste brinna ut på mindre än 1 timme, den är vanligtvis (l.6-2.l)In.
De tillverkade säkringsinsatserna måste uppfylla kraven i de relevanta GOSTs vad gäller deras kvaliteter, egenskaper och märkströmmar.
Det är oacceptabelt att använda hemmagjorda insatser, eftersom de i bästa fall skyddar installationen endast från kortslutningsströmmar. För att fästa zinksäkringslänken måste en stålbricka med ökad diameter och en fjäderbricka användas. I avsaknad av dessa brickor, pressas zinken gradvis ut under kontaktbulten och försvagar kontakten. Du kan inte installera en kopparinsats i PR-säkringshållaren utan tennlösningsmedel, sedan när hög temperatur smältning av kopparinsatsen förstörs fiberpatronen snabbt.

Utbrutna säkringslänkar bör bytas ut mot extra fabrikskalibrerade. Om det inte finns några kan de tillfälligt ersättas med förberedda ledningar utformade för en viss ström. Trådarnas diametrar och material anges i tabell 2.

Tabell 2.

En anordning som består av ett smältbart metallelement i form av en tunn platta eller tråd och ett hus med en kontaktanordning kallas en säkring. Den är utformad för att skydda elektriska kretsar från överbelastning och kortslutningsströmmar.

Långtidsströmflöde är det normala driftsättet för säkringslänken. Men när belastningen ökar över det nominella värdet eller en kortslutning inträffar (I-nätverk > Jag sätter in), värms metallen upp till smälttemperaturen och, smältning, bryter kretsen. Däremot är säkringslänken engångslänk och när den utlöses måste den bytas ut mot en ny.

Säkringslänkar är gjorda, vanligtvis av en legering av bly och koppar, med tenn och även med andra metaller. Kopparinsatser förtennas före installation för att undvika oxidation av metallen och försämring av dess ledande egenskaper. De har ett litet tvärsnitt eftersom de har lågt motstånd. Ett ganska stort antal säkringar är utrustade med ljusbågssläckningsmedel inuti sitt hus (till exempel fiber eller kvartssand). Strömmen som säkringslänken beräknas för kallas märkström för säkringslänk I-insats, till skillnad från märksäkring I-säkring. , för vilka anordningens strömförande delar samt kontakt- och ljusbågssläckande delar beräknas.

Utbränningstiden för säkringslänken beror på strömmen som flyter genom den, och denna ströms beroende av utbränningstiden t=f(I) kallas skyddskarakteristiken. Det visas nedan:

Figuren visar egenskaperna hos två olika säkringar 1 och 2. De har olika märkströmmar och, som vi kan se från grafen, vid samma överbelastningsström, kommer enhet 1 att brinna ut snabbare än 2. Följaktligen, ju lägre märkning av enheten, desto snabbare kommer den att brinna ut. Denna egenskap möjliggör selektivt skydd av elektriska kretsar.

Förbi design egenskaper Rör- och pluggsäkringar kan urskiljas.

Rörformade - de är gjorda förslutna med hus gjorda av gasgenererande material - fiber, när temperaturen stiger skapar det högt tryck i röret, vilket gör att kedjan går sönder. PR typ säkring:

Var: 1 – stängningskontakter, 2 – mässingslock, 3 – mässingsringar, 4 – smältbar insats, 5 – fiberrör.

En sådan anordning består av en säkringslänk 4, som är innesluten i ett hopfällbart fiberrör 5, förstärkt med ändmässingsringar 2, vilka sluter kontakter 1.

Sticksäkringar används som regel i belysningsinstallationer för att skydda hushållskonsumenter (elmätare) samt för elmotorer med låg och medelstor effekt. De skiljer sig från rörformiga i metoden för att fästa den smältbara insatsen.

Det finns även självåterställande säkringar. Kärnan i deras arbete är att när de värms upp ändrar de sitt motstånd kraftigt uppåt, vilket leder till ett avbrott i kretsen. Så snart deras temperatur sjunker till driftstemperaturen minskar motståndet och kretsen stängs igen. Deras design är baserad på polymermaterial, som har ett kristallgitter under normala temperaturförhållanden och kraftigt omvandlas till ett amorft tillstånd vid upphettning.

Sådana säkringar används ofta inom digital teknik (datorer, Mobiltelefoner, automatiserade processkontrollsystem). På grund av deras höga kostnad används de vanligtvis inte i kraftkretsar. De är mycket bekväma eftersom de inte behöver bytas ut efter att kedjan går sönder.

En hel del elektriker, för att undvika frekvent utbränning av säkringslänkar, gör så kallade "buggar" - istället för en speciell legering av säkringslänken, fäster de en vanlig tråd med liten sektion. Detta bör inte göras, eftersom utbränningstiden för legeringen och den vanliga tråden med samma tvärsnitt kan variera mycket, vilket kan leda till svåra konsekvenser. Därför, om dina säkringar ofta löser ut, bör du fastställa orsaken till att de löser ut och inte försöka härda skyddet genom att installera "buggar".

Du kan också titta på design och funktion av säkringar här:

För hushålls- och industribruk elektriska nätverk Det finns alltid risk för elektriska skador eller skador på utrustningen. De kan uppstå när som helst när kritiska förhållanden uppstår. Skyddsanordningar kan minska sådana konsekvenser. Deras användning ökar avsevärt säkerheten för att använda el.

Elektriska kretsskydd fungerar på basis av:

säkring;

mekanisk strömbrytare.

Funktionsprincip och säkringsdesign

Två briljanta forskare, Joule och Lenz, etablerade samtidigt lagarna för ömsesidiga relationer mellan mängden ström som passerar i en ledare och frigörandet av värme från den, vilket avslöjar beroendet av kretsens motstånd och tidsperiodens varaktighet.

Deras resultat gjorde det möjligt att skapa de enklaste skyddsstrukturerna baserat på den termiska effekten av ström på metalltråden. Den använder en tunn metallinsats genom vilken kretsens fulla ström passerar.

Vid nominella parametrar för överföring av el tål denna "tråd" på ett tillförlitligt sätt den termiska belastningen, och om dess värden överstiger normen, brinner den ut, bryter kretsen och avlastar spänningen från konsumenterna. För att återställa kretsens funktionalitet är det nödvändigt att byta ut det utbrända elementet: säkringslänken.

Det är tydligt synligt på designen av säkringar för hushålls-tv och radioutrustning med glas, genomskinliga insatshus.

Speciella metallkuddar är monterade i ändarna, vilket skapar elektrisk kontakt när de installeras i uttagen. Denna princip är förkroppsligad i elektriska kontakter med smältbara länkar, som under många decennier skyddade våra föräldrar och äldre generationer från skador i elektriska ledningar.

Automatiska strukturer utvecklades med samma form, som skruvades in i uttag istället för pluggar. Men de behövde inte bytas ut när de utlöstes komponenter. För att återställa strömförsörjningen, tryck helt enkelt på knappen inuti fodralet.

Gamla elanslutningar till lägenheten skyddades på detta sätt. Sedan, tillsammans med säkringar, började de dyka upp.

Valet av säkring baseras på:

märkströmvärden för själva säkringen och dess insats;

koefficienter för minsta/maximala testströmmångfald;

gränsbrytbar elektrisk ström och möjligheten till avbrott av transporterad kraft;

skyddsegenskaper hos säkringslänken;

säkringsmärkspänning;

efterlevnad av selektivitetsprinciperna.

Säkringarna har en enkel design. De används ofta i elektriska installationer inklusive högspänningsutrustning upp till 10 kV, till exempel för skydd av instrumentspänningstransformatorer.

Funktionsprincip och konstruktion av effektbrytaren

Syftet med en mekanisk omkopplingsenhet som kallas en strömbrytare är:

slå på, skicka, stänga av strömmar i normalt kretsläge;

automatisk borttagning av spänning från en elektrisk installation under nödsituationer, till exempel metallströmmar kortslutningar. Strömbrytare fungerar i återanvändbara kortslutnings- och överbelastningsskyddslägen. Möjligheten till upprepad användning anses vara deras huvudsakliga skillnad från en säkring.

Under sovjettiden användes automatiska strömbrytare i serierna AP-50, AK-50, AK-63 och AO-15 i stor utsträckning inom energisektorn.

I modern elektriska diagram Förbättrade mönster från utländska och inhemska tillverkare används.

Alla är inneslutna i dielektriska höljen och har gemensamma verkställande organ som tillhandahåller:

1. termisk utlösning av kretsen när det tillåtna strömvärdet överskrids något;

2. elektromagnetisk avstängning vid plötsliga belastningsöverspänningar;

3. ljusbågsdämpningskammare;

4. kontaktsystem.

Vid uppvärmning med energin från den genererade värmen fungerar en bimetallisk platta som böjer sig under påverkan av temperaturen tills frigöringsmekanismen aktiveras. Denna funktion beror på mängden värme som frigörs och förlängs över tiden till en viss punkt.

Avstängningen fungerar så snabbt som möjligt från driften av den elektromagnetiska solenoiden med uppkomsten av en elektrisk ljusbåge. För att släcka den används speciella åtgärder.

Förstärkta kontakter är designade för att tåla upprepade brott.

Driftsskillnader mellan brytare och säkringar

De skyddande egenskaperna för båda metoderna har testats i tid, och varje metod kräver en analys av specifika driftsförhållanden vid bedömning av kostnaden för strukturen, med hänsyn till driftens varaktighet och tillförlitlighet.

Brytare enklare design, inaktivera kretsen en gång, billigare. De kan lindra spänningar manuellt, men det är vanligtvis inte särskilt bekvämt. Dessutom, vid något högre strömmar, kopplar de bort belastningen under lång tid. Denna faktor kan orsaka en ökad brandrisk.

Varje säkring skyddar endast en fas i nätverket.

Brytare mer komplex, dyrare, mer funktionell. Men de är mer noggrant anpassade till inställningarna för den skyddade elektriska kretsen, vald enligt driftsdesignströmmen, med hänsyn till de omkopplade krafterna.

Höljena till moderna maskiner gjorda av härdplast har ökat motståndet mot termiska effekter. De smälter inte och är resistenta mot eld. Som jämförelse kunde polystyrenhuset till gamla strömbrytare motstå temperaturer som inte överstiger 70 grader.

Designen låter dig välja modeller för samtidig öppning av en till fyra elektriska kretsar. Om säkringar används i en trefaskrets kommer de att ta bort spänningen från kretsen med olika tidsfördröjningar, vilket kan bli en ytterligare orsak till utvecklingen av en olycka.

Säkringar fungerar på ström, utan att ta hänsyn till dess egenskaper. Effektbrytare väljs för belastningen och klassificeras med bokstäver:

A - elektriska nätverk med ökad längd;

B - belysning av korridorer och områden;

C - kraft- och belysningssystem med måttliga startströmmar;

D—övervägande belastningar från att slå på elmotorer med höga startparametrar;

K - induktionsugnar och elektriska torktumlare;