Для чего нужен предохранитель

Предохранитель (электрический)

Предохранитель — электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами «FU» (международное обозначение, от слова англ. Fuse ) или «Пр» (обозначение в СССР) и прямоугольником со сплошной линией в центре.

Предохранители бывают плавкими (одноразовыми) и автоматическими (многоразовыми). В низковольтных цепях также применяются самовосстанавливающиеся предохранители.

Содержание

Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель обычно представляет из себя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепь со всеми её элементами от перегрева и возгорания.

Плавкие предохранители имеют следующую маркировку:

Лампы накаливания снабжают плавкими предохранителями для предотвращения перегрузки питающей цепи в случае возникновения электрической дуги в момент перегорания лампы. Предохранителем в лампе служит участок одного из вводных проводников, расположенных в цоколе лампы. Этот участок имеет меньшее сечение по сравнению с остальной длиной провода; в лампах с прозрачной колбой это можно заметить, рассматривая лампу на просвет. Для 220-вольтовых бытовых ламп предохранитель обычно рассчитан на ток 7 А.

Существенной величиной является время, за которое происходит разрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этого времени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительного натяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника, предотвращая возникновение дуги.

Автоматический предохранитель

Автоматический предохранитель (правильное название: Автоматический выключатель, также называется «автомат защиты», «защитный автомат» или же просто «автомат») состоит из диэлектрического корпуса, внутри которого располагаются подвижный и неподвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или электромагнитным.

Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере.

Расчёт необходимого предела срабатывания

Рассчитать ток можно по следующей формуле: , где

I_nom — номинальный ток срабатывания предохранителя, А; W_max — максимальная мощность нагрузки, Вт (с запасом примерно 20 %); U — напряжение сети, В.

Предохранитель выбирается из стандартного ряда, с ближайшим номинальным током срабатывания, превышающим полученное значение.

Техника безопасности

Замену предохранителя следует производить только при снятой нагрузке. Замена предохранителя под нагрузкой может привести к возникновению электрической дуги, и, как следствие, повреждению глаз, ожогам рук, порче держателя предохранителя. В электроустановках до 1000 вольт замена производится в срествах защиты лица и глаз специальными клещами либо рукой в диэлектрических перчатках.

Советы по выбору предохранителей

Номинал предохранителя в электроустановках не должен превышать допустимого длительного тока для проводов в сегменте электропроводки ниже предохранителя по ходу распределения энергии. Допустимый ток зависит от характеристик провода и определяется в соответствии с пунктом 1.3.10 ПУЭ. Если в защищаемом сегменте есть элементы с ещё меньшим допустимым током, то номинал предохранителя ограничен их номиналом тока. Например, если провода допускают 25 А, а розетки — только 16, то предохранитель следует брать не более 16 А. При нарушении этих условий чрезмерный ток может повредить розетки и другие элементы электроустановки, а также привести к пожару. Форма патрона для плавких предохранителей может быть такой, что установить в него предохранитель большего номинала невозможно.

При необходимости подключения очень мощного электроприбора сто́ит позаботится о предварительном отключении всех не нужных в данный момент электроприборов, это часто предотвращает срабатывание предохранителя.

Следует также обратить внимание на приборы, способные выйти из строя при неожиданных включениях/выключениях и при больших колебаниях напряжения в сети: электромоторы (в том числе холодильники), компьютеры, цветные телевизоры (с катушкой размагничивания на кинескопе) и видеомагнитофоны.

Жучок

Иногда при отсутствии в наличии необходимого предохранителя, или с целью сознательного обхода защиты, используют металлическую перемычку — «жучок». Это недопустимо и часто является причиной пожаров.

Источники

Корякин-Черняк С. Л. Краткий справочник домашнего электрика. Изд. 2-е — СПб.: Наука и Техника, 2006. С. 272. ISBN 5-94387-176-4

Источник

Что такое плавкие предохранители и для чего они необходимы?

Защита электрических цепей от КЗ и перегрузок является одной из самых важных задач в электротехнике. С этой целью изобретено множество защитных аппаратов, которые сегодня применяются как в силовых цепях, так и для защиты электрических схем в различных устройствах. Практически в каждом сложном электроприборе можно встретить плавкие предохранители – одноразовые коммутационные устройства, разъединяющие цепь в аварийной ситуации.

Назначение и принцип действия

Основная задача плавких предохранителей – защита электрической сети и электрооборудования от сверхтоков, возникающих при коротком замыкании или в результате критических перегрузок. При этом они обеспечивают бесперебойную работу защищаемых цепей в номинальном режиме.

В отличие от автоматического выключателя, часто применяемого в электротехнике, плавкая вставка срабатывает только один раз, после чего он подлежит замене. Однако срабатывает такое устройство со стопроцентной вероятностью, в то время как автоматика после многократного отключения может подвести. Именно поэтому для защиты дорогостоящего оборудования используют плавкие вставки. Не отказываются от применения этих защитных устройств и в силовых цепях.

Устройство и принцип защиты

В конструкции плавкого предохранителя есть два основных элемента: корпус (держатель) с контактами и плавкую вставку (рисунок 1). Строго говоря, только сочетание этих элементов можно называть предохранителем. Очень часто деталь плавкой вставки (особенно если она заменяемая) называют плавким предохранителем. В данной статье мы тоже иногда будем придерживаться этой традиции.

Рис. 1. Конструкция плавкого предохранителя

Рабочим элементом вставки является проводник из меди или сплава металлов. Благодаря этому плавкому элементу происходят отключения цепи в критических ситуациях.

В качестве плавкого элемента может быть одна или несколько медных проволок, пластина либо фигурная деталь. Эти проводники помещаются в жаропрочный корпус: стеклянный, керамический (рис. 2) или пластиковый. В зависимости от назначения, пространство вокруг плавкого элемента может быть заполнено кварцевым песком или окружено легкоиспаряющимся веществом, предназначенным для гашения электрической дуги.

При прохождении номинальных токов через проволоку вставки, она незначительно нагревается, не достигая температуры плавления. Но в режиме короткого замыкания резко возрастает величина тока, что приводит к плавлению вставок. Это приводит к разрыву цепи.

Нагревание предохранителя происходит также при перегрузках, то есть в результате превышения номинального напряжения на защищаемом участке цепи. При достижении рабочих напряжений величины, называемой током отключения, температура плавкого элемента возрастает до точки плавления и цепь разрывается. После восстановления параметров цепи плавкую вставку необходимо заменить.

Плавкие вставки имеют некую инерционность срабатывания. При КЗ задержка незаметна, так как в этом случае плавкий элемент нагревается молниеносно.

Иначе обстоит дело в случаях с перегрузками. Для достижения температуры плавления требуется больше времени. Поэтому, чтобы повысить скорость срабатывания, элементам вставок придают специальную форму и нагружают их силами упругости (один конец пластины соединяют с растянутой пружиной).

В некоторых моделях под действием пружины наружу выходит штифт, называемый индикатором срабатывания (рисунок 3). Он выступает в роли указателя срабатывания и свидетельствует о том, что вставку надо менять.

Рис. 3. Строение плавкой вставки

Цифрами на рисунке обозначено:

В ряде случаев для увеличения скорости срабатывания используют вставки с параллельно натянутыми проволоками разных диаметров. Перегорание самой тонкой проволоки увеличивает нагрузку на остальные элементы, ускоряя их плавление.

С целью снижения перенапряжений в некоторых конструкциях вставок применяют проволоки с разными сечениями отдельных участков. При срабатывании такого предохранителя, первым перегорает участок с наименьшим сечением вставки. Если пары расплавленного металла спровоцируют в точке разрыва электрическую дугу, то перегорит участок с большим сечением.

Конструктивные особенности предохранителей можно узнать по их маркировке. К сожалению, время-токовые характеристики наносятся не на все типы изделий. Но модели, на которые нанесены буквенно-цифровые коды, можно легко классифицировать по их назначению.

Маркировка

При выборе предохранителей важно знать диапазон защиты. Их всего 2: частичный и полный. При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ. Полная защита включает также срабатывание от перегрузок.

В кодовой маркировке диапазоны защиты обозначены буквами «a» (частичный) и «g» (полный). Эти буквы стоят первыми перед цифрами, обозначающими номинальный ток.

На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

Иногда на вставках проставляют только значения номинального тока. Такие предохранители применяются для защиты лишь от коротких замыканий.

Миниатюрные плавкие вставки маркируются в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005. Согласно этому стандарту указывается номинальный ток и номинальное напряжение.

Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.

Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

Виды и устройство

В зависимости от решаемых задач классификация предохранителей может быть следующей (рисунок 5):

Существуют также самовосстанавливающиеся предохранители, инерционные и откидывающиеся (рис. 6). Изделия инерционного типа предназначены для защиты электромоторов, которые при запуске создают большие нагрузки. Плавкие элементы нагреваются, но не перегорают. После того, как двигатель запустится, инерционный предохранитель переходит в режим ожидания.

Откидывающиеся вставки применяют в защите линий электропередач. В аварийных ситуациях плавкий элемент размыкает цепь. Под действием высокой температуры вставка удлиняется, в результате чего происходит давление на спусковой механизм, который отбрасывает предохранитель из его гнезда. Таким образом, обеспечивается надёжное отключение аварийного участка.

Рис. 6. Откидывающиеся плавкие предохранители

Устройство самовосстанавливающегося предохранителя отличается от других типов электрических аппаратов. Рабочим элементом изделия является полимер с положительным температурным коэффициентом расширения. Полимер содержит углеродистые включения, которые проводят ток.

При нагревании углеродные связи разрываются, в результате чего растёт электрическое сопротивление. При достижении температуры плавления полимера сопротивление стремится к бесконечности, то есть, цепь размыкается. При остывании возобновляется электропроводность полимера. Предохранитель самовосстанавливается.

Технические характеристики

Плавкие вставки идентифицируются двумя характеристиками: номинальным напряжением и величиной номинального тока. В промышленном оборудовании эти показатели могут достигать десятков киловольт и тысяч ампер.

В бытовых приборах применяются плавкие вставки, номинальное напряжение свободных контактах которых составляет:

На контактах распространённых моделей номинальные токи составляют от 10 до 2500 А, а на концах плавких вставок – от 2 до 2500 А.

Преимущества и недостатки

К достоинствам плавких предохранителей относятся:

Основные недостатки:

Источник

Предохранители — для чего нужны, как проверить, как заменить

Предохранители защищают электрические цепи автомобиля от чрезмерного тока (перегрузки). Без предохранителя перегруженный провод может перегореть или загореться.

Для чего нужны предохранители

Каждая цепь имеет свой предохранитель. Большие предохранители с высоким номинальным током защищают несколько цепей одновременно или сильноточные цепи, такие как цепи электроусилителя руля или вентилятора радиатора.

Также есть хотя бы один главный предохранитель. Зачастую основные и силовые предохранители устанавливаются ближе к аккумулятору. Смотрите эту схему блока предохранителей.

Современные автомобили имеют как минимум два блока предохранителей. В большинстве автомобилей один блок предохранителей установлен под капотом, другой находится внутри машины.

Когда какое-либо электрическое устройство в автомобиле не работает, первым шагом нужно проверить предохранитель, который защищает цепь с этим устройством.

Вы можете найти карту предохранителей в руководстве по эксплуатации или на крышке блока предохранителей. Во многих автомобилях есть съёмник для снятия предохранителей, который может быть расположен в блоке предохранителей или в крышке блока предохранителей.

Проверка целостности

Есть несколько способов проверить предохранители. Самый простой способ — вытащить предохранитель и проверить его визуально.

Например, мы собираемся проверить предохранитель прикуривателя. Перестал работать. Скорее всего это из-за предохранителя, который перегорает чаще всего.

Поверните ключ зажигания в положение ВЫКЛ. Перед извлечением предохранителя всегда полезно пометить его положение, чтобы вы могли установить его обратно в тоже место.

Берём съёмник и вытаскиваем предохранитель. Плавкие предохранители имеют тонкий металлический провод, который плавится, когда ток превышает номинальное значение предохранителя. В этом перегоревшем предохранителе проводник расплавлен, смотрите фото.

Если предохранитель перегорел, значит что-то замкнуло защищаемую цепь. Если проблема не устранена, предохранитель снова перегорит. В этой машине это был маленький винт, который упал в гнездо прикуривателя.

Запасные предохранители могут находиться внутри крышки блока предохранителей. При замене можно использовать только предохранитель подходящего типа и номинального тока. Предохранитель прикуривателя на 15 А, в большинстве автомобилей он синий.

Некоторые типы предохранителей, такие как миниатюрные низкопрофильные предохранители на фото выше, универсальны и могут быть куплены в любых магазинах автозапчастей. Большие предохранители или панели с несколькими предохранителями могут быть заказаны в специализированных автомагазинах или у дилера.

Как проверить главный предохранитель

Все автомобили имеют хотя бы один главный предохранитель. Обычно он устанавливается на положительной клемме аккумулятора или в блоке предохранителей, подключенному к положительному кабелю аккумулятора.

Часто основной предохранитель перегорает при случайном прикосновении к неправильной клемме батареи при зарядке разряженного аккумулятора. Признак перегоревшего главного предохранителя — отсутствие питания и подсветки внутри автомобиля.

Проверить главный предохранитель легко, обычно хорошо видно, если он перегорел. Если главный предохранитель перегорел, есть вероятность, что перегорели также несколько других более мелких предохранителей.

Как проверить предохранитель с помощью мультиметра

Если у вас есть мультиметр, тогда проверить предохранитель можно двумя способами.

Проверка напряжения

Первый способ — измерить напряжение на обоих контактах (выводах) предохранителя. На маленьких предохранителях есть верхняя часть обоих выводов, выступающая сквозь корпус предохранителя. Это позволяет измерять напряжение на каждой стороне предохранителя, не вынимая его.

Установите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (=U). Подсоедините щуп COM (черный) к минусу или металлической части кузова. Установите стояночный тормоз и поверните зажигание в положение ON (ВКЛ).

Зажигание должно быть включено, потому что при выключенном зажигании не на все предохранители подаётся напряжение. С помощью положительного щупа (красного) проверьте напряжение на обеих сторонах каждого предохранителя. Предохранитель, это просто электрический проводник.

Если обе стороны показывают 12 вольт — предохранитель в порядке.

Если на одной стороне предохранителя 12 В, а на другой стороне напряжения нет — предохранитель перегорел.

Этот метод хорошо работает, когда необходимо проверить много предохранителей одновременно.

Проверка сопротивления

Если вы уже вытащили предохранитель, но не ясно, перегорел он или нет, вы можете проверить его сопротивление. Сопротивление обратно пропорционально току. Чем ниже сопротивление, тем выше ток.

Сопротивление измеряется в Омах. Проводник, как медный или алюминиевый провод, имеет очень низкое сопротивление (около 0 Ом). Исправный предохранитель покажет 0 (или близко к 0) Ом.

Другими словами, между двумя контактами предохранителя должна быть непрерывность. Перегоревший же предохранитель покажет очень высокое сопротивление (бесконечность).

Чтобы измерить сопротивление любого электрического оборудования, оно должно быть отключено от электрической цепи. Вы не можете измерить сопротивление, пока оборудование подключено или включено. Переключите мультиметр на «Ом» и подключите щупы, как на фото.

Если предохранитель перегорел — мультиметр показывает OL, что означает отсутствие непрерывности или сопротивление выше, чем можно измерить. Если предохранитель исправен, мультиметр показывает 0 Ом.

Смотрите видео, как проверить предохранитель с помощью зажигалки или мультиметра:

Что может вызвать перегорание предохранителя?

Предохранитель защищает цепь от более высокого тока, чем может выдержать цепь. Если перегорел предохранитель, это означает, что где-то есть короткое замыкание. Оно может быть между двумя проводами или проводом питания и землёй (кузовом автомобиля).

Предохранитель также может перегореть, если оборудование потребляет более высокий ток, чем на который оно рассчитано. Например, если электродвигатель стеклоочистителя или вентилятора заблокирован при включении, он потребляет более высокий ток и, возможно, перегорит предохранитель.

То же самое может произойти, если замкнута обмотка внутри двигателя. Есть несколько распространенных проблем, которые вызывают перегорание предохранителей во многих автомобилях:

Источник

Для чего нужен предохранитель и как проводить его замену

Плавкие предохранители имеются в любом автомобиле и во многих моделях электротехники, ведь если возникнет короткое замыкание или перегрузка в электрической сети, то оборудование вполне может выйти из строя.

Главная функция предохранителей

Главная их функция сводится к размыканию электрической цепи, в тех случаях, если сила тока в ней превышает все допустимые значения.

Значит, предохранители способны предоставить эффективную защиту, как для электрооборудования, так и для проводки.

В случае их использования, риск возгорания и короткого замыкания сводится к нулю.

А главное достоинство предохранителей заключается в том, что стоят они копейки, а оберегают дорогостоящее оборудование.

Если предохранитель выходит из строя, то его замена никак не связана с серьёзными финансовыми вложениями и трудностями установки.

Правда, менять сгоревший предохранитель нужно на его номинальный аналог. Ибо определяющей его характеристикой считается сила тока.

Существуют более мощные предохранители, действие которых распространяется не на отдельный электроприбор или малую электросеть.

А на одно или несколько помещений, или даже квартиру.

Сила тока и влияние ее на работу предохранителя

В случаях, когда сила тока имеет действующее значение, превышающее допустимое, то предохранитель срабатывает стопроцентно.

А в цепь каждого отдельно взятого оборудования устанавливается персональный предохранитель, имеющий соответствующий номинал.

Когда в электрическую цепь устанавливается вставка плавкая, рассчитанная на меньшую силу тока, то она способна сработать и при пониженном значении силы тока.

Конечно, такой предохранитель может обеспечить защиту другим устройствам, вот только менять его нужно будет почаще.

А когда устанавливается вставка плавкая, рассчитанная на более высокую силу тока, никто не даст гарантии, что проходящий по цепи ток, может быть выше, чем допускается для устройств.

Значит, эти устройства просто перегорят, а предохранитель не выполнит свою задачу.

Специфика замены предохранителя

Чтобы произвести замену вставки плавкой, нужно сначала выяснить причину её перегорания.

Обычно, столь неприятное явление наблюдается при нарушении целостности проводов или же в результате сбоя работы оборудования.

При неисправностях генератора и электрических сетей перегорание предохранителей также возможно.

Определить, какой именно предохранитель перегорел, очень просто даже без специальных приборов: если есть подозрение, что сгорел какой-то конкретный предохранитель, нужно его просто извлечь из гнезда, а на его место поставить, к примеру, отвёртку.

Как делать не нужно.

Включённое заранее оборудование, нужно отключать в произвольной последовательности.

Если в процессе отключения между гнёздами будет появляться искра, то это укажет, какое именно устройство пришло в негодность.

Но не забудьте, что на отвертке должна быть изоляционная ручка, а на руках у вас должны быть диэлектрические перчатки.

Источник