Плавкі запобіжники: загальні відомості
Теплова дія струму широко використовується для захисту електротехнічних пристроїв і ліній передач від руйнівної дії коротких замикань і тривалих перевантажень.
Схема запобіжника.
Найпростішим приладом такої термічної захисту є плавкий запобіжник. У ньому основним елементом захисту служить плавкахвставка - яке змінюється частина запобіжника, плавиться, коли сила струму в захищається ланцюга перевищить певне значення. По суті, це короткий ділянку захищається електричного кола, відносно легко руйнується тепловим дією струму. Щоб отримати таку знижену термічну стійкість, плавкахвставка виготовляється з матеріалу з порівняно високим питомим опором (наприклад, сплаву олова та свинцю) або з добре провідного металу (наприклад, срібла, міді), але з відносно малим перерізом.
При перегорання запобіжника в ньому не повинна виникати дуга, отже, плавкахвставка повинна мати довжину, відповідну вимикати напряженію- з цієї причини на запобіжниках, крім номінального струму, вказується також і напруга.
Малюнок 1. Пробковий запобіжник.
У конструктивному відношенні плавкі запобіжники виконуються самим різним чином.
Для струмів приблизно до 60 А і низьких напруг застосовують пробкові запобіжники (рис. 1), у яких плавка частина абсолютно закрита. В основу 1 запобіжника ввертається яке змінюється при перегорання вставка 2, так звана пробка- струм проходить через гвинтову різьбу пробки, плавку дріт 3 всередині неї і контактний гвинт 4 в дні заснування.
У житлових будинках запобіжники зосереджують на групових щитках. Останні служать місцем розгалуження проводки: від них дроти розходяться в окремі споруди, частини будівлі або кімнати квартири. Кожну лінію тут захищає окрема пара запобіжників (рис. 2). Такий пристрій полегшує нагляд за запобіжниками і зміну пробок при перегорання їх.
Іноді замість перегоріли пробки в основу запобіжника вставляють кілька мідних жилок, число яких в більшості випадків береться випадково.
У таких умовах при короткому замиканні в квартирі може спалахнути пожежа або від перегрітого струмом трохи захищеного запобіжником шнура проводки, або від розбризкування металу навколо запобіжника.
Малюнок 2. Схема групового щитка.
Для промислових установок низької напруги широко застосовуються пластинчасті запобіжники (рис. 3). У них плавка частина, вставка 2, складається з декількох дротів (або пластинки), забезпечених контактними наконечниками 3, які служать для закріплення вставки за допомогою гвинтів 4 на ізолюючому вогнестійкому підставі 1. Для захисту від бризок розплавленого металу (при перегорання вставки) вставка закрита кожухом 5.
В установках високої напруги застосовуються трубчасті запобіжники, в яких плавиться дріт поміщена в порцелянову трубку і має значну довжину. Виникає при плавленні дроту всередині трубки дуга швидко розривається через тяги повітря в трубці, разом з тим трубка не дає можливості розбризкується розплавленого металу.
Характерною величиною для запобіжника є його номінальна сила струму, т. Е. Та гранична сила струму, яку запобіжник повинен витримувати невизначено довгий час, не руйнуючись. Це значення сили струму вказується на вставці запобіжника.
Що ж стосується сили струму плавлення запобіжника, то його значення залежить від ряду причин і в першу чергу від тривалості навантаження струмом і умов охолодження запобіжника.
На представлена залежність часу перегоряння плавкої вставки від так званої кратності струму, т. Е. Від відносини фактичної сили струму до його номінальної силі.
Малюнок 3. Пластинчастий запобіжник.
Запобіжник повинен надійно захищати дроти установки від небезпечної перевантаження, проте він повинен витримувати короткочасні поштовхи струму при пусках двигунів і т. П. Тому при виборі запобіжника необхідно знати не тільки номінальну силу струму навантаження лінії, але і її характер. Якщо лінія живить двигуни, то за основу для вибору запобіжника потрібно брати середнє значення пускового струму, яке орієнтовно в 5-7 разів більше номінального значення струму двигуна.
Тривалість пускового процесу зазвичай становить близько 5-10 сек- протягом цього часу, згідно рис. 23, запобіжник повинен витримувати силу струму, що перевищує його номінальну приблизно в 2,5 рази. Отже, номінальна сила струму запобіжника повинна бути дорівнює (або більше) 40% від середньої пусковий сили струму двигуна, т. Е.
In = 1 / 2.5 х Iпуск = 0.4 Iпуск.
Однак, коли обрані таким чином номінальні значення сили струму плавких вставок істотно перевищують допустимі тривалі навантаження захищаються провідників, тоді запобіжники захищають проводи від коротких замикань, але не від тривалих перевантажень.
Якщо лінія несе спокійну неколеблющуюся навантаження, без пускових поштовхів, номінальна сила струму запобіжника повинна бути дорівнює робочій силі струму лінії. Хоча запобіжник витримує і велике навантаження, але тривалий час навантажений понад номінальної сили струму він сильно нагрівається і тому ненадійний в роботі.
