Для чего нужен термопредохранитель
Что такое термопредохранители и зачем они нужны
Приветствую, друзья!
Многие из вас слышали о такой штуке как предохранитель, который еще называется плавкой вставкой.
Исторически такие предохранители были первыми защитными устройствами в электронной и прочей аппаратуре.
Прогресс не стоит на месте, и для защиты придумано еще кое-что.
Традиционный предохранитель — что та улитка.
Давайте-ка слегка углубимся в эту интересную тему!
Традиционные плавкие предохранители
Традиционная плавкая вставка состоит из свинцовой нити, помещенной в стеклянную или керамическую трубку. Трубка может быть заполнена кварцевым песком, который гасит электрическую дугу.
Свинцовая нить обладает некоторым сопротивлением и при прохождении через нее электрического тока нагревается.
В рабочем режиме, когда ток не превышает некоторого значения, свинцовая нить не препятствует его прохождению. Когда же ток (вследствие неисправности или аварии) возрастает, свинцовая нить нагревается и расплавляется, прерывая цепь.
Таким образом, ценой своей «смерти» предохранитель спасает устройство от гораздо больших неприятностей.
Но обычная плавкая вставка не всегда выполняет свои функции должным образом. Во-первых, для того, чтобы свинцовая нить нагрелась до температуры плавления, нужно некоторое время. Современные полупроводниковые изделия довольно “нежны”, и могут за это время благополучно сгореть.
Во-вторых, существуют устройства и детали, которые нагреваются в процессе работы до температуры, значительно превышающей комнатную. Одним из таких устройств является малогабаритный низкочастотный трансформатор, применяемый в блоках питания (адаптерах) модемов, коммутаторов ЛВС и т. п.
Эти адаптеры обеспечивают на своем выходе постоянное или переменное напряжение в несколько вольт при небольшом токе. Скажем прямо — производители часто экономят при их производстве, используя меньше меди и стали в трансформаторе.
Результатом является работа с перегрузкой и довольно сильный перегрев обмоток и сердечника даже при нормальных условиях эксплуатации.
Если же сетевое напряжение даже незначительно повысится (например, с 220 до 240 В), обмотки и сердечник нагреются еще сильнее, что может привести к возгоранию и пожару. При этом ток через обмотки, естественно возрастает, однако его величины не хватает для сгорания предохранителя.
Как же защитить такое оборудование?
Для таких случаев чья-то умная голова придумала
Термопредохранители
Во избежание возгорания такого трансформатора последовательно с его первичной обмоткой включается термопредохранитель. Он содержит в себе легкоплавкую цепь, подобную той, что есть в обычном плавком предохранителе.
При достижении некоторой температуры эта проволока расплавляется и прерывает цепь, предотвращая возгорание.
Плавкий предохранитель выбирают обычно с некоторым запасом. Поэтому в этом случае, скорее всего, он не сработает. Он сработает в результате короткого замыкания, когда ток возрастет значительно. А термопредохранитель «закроет грудью амбразуру», спасая жизнь своих «боевых товарищей».
Но в данном случае «геройство» это — вынужденное. Если бы трансформатор был сделан как положено, то даже при превышении напряжения он не сильно бы перегрелся. Так делали трансформаторы в Советском Союзе. Но теперь другая эпоха и другие подходы.
Дотошные головы просчитали, что дешевле будет применить дополнительную копеечную деталь, чем сделать трансформатор как положено.
На корпус термопредохранителя может наноситься различная маркировка:
Термопредохранитель отличается от обычного предохранителя тем, что перегорает от превышения окружающей температуры, а не от повышенного тока.
Материал проволочки термопредохранителя — не свинец (температура плавления которого 327 ºС), а специальный легкоплавкий припой. Максимальная рабочая температура трансформатора — 105 ºС. Термопредохранитель перегорает при 115 — 120 ºС.
Термопредохранители в лазерных принтерах
Существует другое конструктивное исполнение термопредохранителей, которое применяется в лазерных принтерах.
В этих принтерах существует блок закрепления (так называемая «печка»).
В блоке закрепления бумага с налипшим тонером проходит вблизи нагретого до высокой температуры вала.
Частицы тонера расправляются и сцепляются с волокнами бумаги, образуя устойчивое изображение.
Чтобы тонер расплавился, необходимо нагреть его до температуры 160 — 180 градусов.
Нагреватель в печке работает в циклическом режиме — то нагревается, то остывает.
Следит за температурой специальный термодатчик.
Иногда система контроля или силовые ключи выходят из строя, и нагревательный элемент не выключается. Вот тут и приходит на помощь термопредохранитель.
Такие предохранители имеют внутри пружину и контакты, спаянные легкоплавким припоем. Как только температура поднимется выше нормы, припой расплавляется, и пружина размыкает контакты.
Если бы не было последовательно включенного с ним термопредохранителя, блок закрепления получил бы необратимые повреждения. Да еще и пожар мог бы возникнуть!
Термопредохранитель, как и обычная плавкая вставка — деталь однократного применения. После устранения причин, приведших к выходу его из строя, необходимо установить новый — с такими же характеристиками.
В заключение скажем, что существуют и самовосстанавливающиеся предохранители, но это другая история и тема отдельной статьи.
Следует отметить, что в различных типах термопредохранителей используются различные материалы, которые отличаются температурой плавления. Существуют припои, температура плавления которых значительно меньше температуры кипящей воды.
Надеюсь, уважаемые читатели, вы уяснили, что обычные плавкие вставки и термопредохранители «жучком» не заменишь!
Термопредохранитель 250V 10A 121 + тест на работоспособность + замена
Термопредохранители бывают двух видов: многоразовые (восстанавливаются после срабатывания) и одноразовые (становятся полностью не работоспособными после превышения температурного порога).
Как подобрать понятно, а как быть, если ехать за новым термопредохранителем далеко или ночь (магазины не работают, а вышел из строя тепловентилятор)? Можно ли чем то его заменить временно или постоянно? Таким вопросом задаются владельцы мультиварок, термопотов, водонагревателей, утюгов, микроволновок и т.п. техники.
— Включили, начали что-то делать и бах — не работает. А нужно прямо сейчас, срочно!
Прежде всего убедитесь, что причиной отключения прибора стал именно термопредохранитель:
Слева — целый (около нулевого сопротивления). Справа — сгоревший (обрыв цепи).
Существует несколько методов замены. Но только один верный и надежный — замена на такой же термопредохранитель.
Приведенные методы — «делаются Вами на свой страх и риск». Предохранитель не перегорает просто так! Будьте предельно внимательны. Перед заменой, осмотрите на возможное короткое замыкание или иные повреждения и поломки прибора.
Что такое термопредохранитель и зачем он нужен
Термопредохранитель — это элемент электрической схемы, отключающий аппарат не при превышении тока выше номинального, как обычный предохранитель, а при повышении температуры.
Перегрев трансформатора происходит по разным причинам, основные из которых перегрузка или недостаточное охлаждение устройства. При этом разрушается изоляция обмоточных проводов, что приводит к витковому замыканию или возгоранию обмоток.
Основной задачей аппарата является разрывание цепи при перегреве. Он подключается последовательно с первичной обмоткой и устанавливается внутри катушек трансформатора, под наружной изоляцией. При перегреве происходит его срабатывание и отключение аппарата.
Литература
Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.
Принцип действия устройства
Есть несколько видов термопредохранителей, выполняющие одинаковые функции, но различные по конструкции:
Газовые плиты
Современная газовая плита – сложное устройство, зато пользоваться агрегатом одно удовольствие. Большинство изделий снабжены электроподжигом, значит, готовьтесь к розетке подключать, как другие бытовые кухонные приборы. Принцип действия розжига заключается в накоплении заряда конденсатором с последующим разрядом через ключевой элемент после достижения напряжением фиксированного значения. Вольтаж амплитудой 2-3 кВ пробивает разрядник, расположенный в конфорке, возникает электрическая дуга, зажигающая газ. Кран подачи голубого топлива открывается одновременно с вышеописанным процессом. Разряд происходит мгновенно.
Электроподжиг присутствует только на конфорках. Иногда для автоматизации духовки необходимо либо проложить дополнительные проводники согласно инструкции, либо вовсе доработать конструкцию. Как скоро автоматизация достигла таких высот, что газовая плита зажигается сама, неудивительно, что конструкторы снабдили технику защитой против угасания огня. Простейший пример, когда в сетевых коммуникациях пропадает газ, потом подается снова. Причем без предупреждения со стороны коммунальных служб.
Наличие термопары газовой плиты помогает избежать подобных эксцессов. Если осмотреть конфорку, сняв отражатель, рассекатель, заметим две вещи:
Первая отвечает за розжиг пламени, вторая контролирует, чтобы огонь горел исправно. Честно говоря, не приходилось видеть модели, дающие искру при повторной подаче газа, сделано для безопасности (если концентрация достигнет взрывоопасной, кухня рванет). Нынешний уровень технологии попросту не дает 100% гарантию исправной работы конструкции. Если газа в кухне хватает, пожар гарантирован. На практике пара анализаторов снаружи, турбинный датчик оборотов в трубопроводе поправили бы ситуацию, но кто хочет рисковать. Автоматика может 3-4 раза попробовать зажечь затухший огонь.
Ввиду описанных причин, термопара фиксирует угасание пламени, тракт подачи голубого топлива газовой плите перекрывается. Не всегда духовка оборудуется электроподжигом и защитой против угасания пламени. Важно отслеживать поставляемые опции. Имеем шансы наполнить кухню порцией газа, если защита от угасания пламени отсутствует. Осведомитесь у консультанта, в каких местах стоят термопары. Затем во избежание человеческой ошибки сверьте слова с руководством на газовую плиту. Лучше потратить лишние четверть часа, проделав указанные операции, чем подвергать жизнь опасности.
Типичное устройство розжига (блочок внутри газовой плиты) снабжается шестью или четырьмя парами контактов. Каждая способна выдавать искру. Профессиональный сленг описывает словами: выходы соединены параллельно. Всегда дооборудуете газовую плиту. На прилавке представлены модели, где специальная схемка показывает трассу укладки проводников, дополняющих духовку электроподжигом. Аналогичную процедур можно проделать с контролем горения, оборудовав термопарой выбранную область. Внедрить еще один элемент, не составит сложности опытному технику.
Какие термопредохранители используются
В зависимости от назначения аппарата в трансформаторах применяются разные типы термопредохранителей.
В трансформаторе музыкального центра
Перегрев музыкального центра не всегда связан с выходом из строя электронной схемы. Это может происходить из-за длительной работы, недостаточного охлаждения, установки центра возле батареи отопления и других причин.
Кроме того, музыкальная аппаратура дороже зарядных устройств и блоков питания, поэтому в них устанавливаются более дорогие многоразовые самовосстанавливающиеся предохранители и биметаллические термостаты.
Информация! В некоторых аппаратах термозащита устанавливается не только в трансформаторах, но и на радиаторах силовых транзисторов.
В трансформаторе блока питания
Блоки питания — это сравнительно недорогие устройства, поэтому в бп устанавливаются одноразовые предохранители со вставкой из легкоплавкого металла.
Типы корпусов, габаритные и установочные размеры
Самовосстанавливающиеся предохранители выпускаются в нескольких типах корпусов:
Маркируются логотипом производителя, идентификатором серии, кодовым обозначением нормального рабочего тока (Ihold) и кодовым обозначением даты производства. На самовосстанавливающиеся предохранители в бескорпусном исполнении в виде дисков маркировка не наносится.
Как проверить исправность работы термозащиты
Проверка работы одноразового предохранителя приведёт к его срабатыванию и выходу из строя, поэтому такие элементы проверяют только тестером на целостность.
Для проверки многоразовых устройств термозащиты кроме тестера необходима обычная зажигалка;
Особенности строения игнитрона
Игнитроны обладают не только важным достоинством ртутных вентилей – их способностью переносить перегрузки, но и всеми положительными свойствами тиратронов, как управляемых выпрямителей. Существенным недостатком игнитронов является ограниченный срок службы зажигателя.
Последний нагревается при работе, его поверхность с течением времени загрязняется и на ней образуются пятна ртути, что в конечном счете приводит к пропускам в зажигании дуги и к увеличенному потреблению тока. К недостаткам игнитронов относится также необходимость искусственного охлаждения, что значительно усложняет их конструкцию.
Игнитрон используется в устройствах, потребляющих токи до нескольких десятков ампер. Для исключения возможности возникновения обратного тока в цепи зажигателя в нее включают полупроводниковый или иной диод. Игнитрон имеет существенные недостатки, заключающиеся в ограниченном сроке службы зажигателя. Эти недостатки приводят к пропускам зажигания.
Игнитроны имеют анодные характеристики тиратронов, но обеспечивают большую мощность в нагрузке. Их применяют для управления точечной сваркой, электродвигателями, для преобразования больших мощностей постоянного тока в мощности переменного тока и для преобразования частоты мощных электрических устройств. В настоящее время мощные полупроводниковые управляемые диоды – тиристоры – начинают успешно заменять игнитроны.
Советский игнитрон
Игнитрон представляет собой лампу с ртутным катодом. Прерывателем ( зажигате-лем) в лампе является стержень из тугоплавкого материала с большим электрическим сопротивлением, погружаемый в ртуть. При соответствующем напряжении порядка более 100 в / см, поданном на зажигатель, возникает дуговой разряд между стержнем и зеркалом ( поверхностью) ртути.
Дуга становится источником электронов для главного разряда между катодом и анодом, происходящего через несколько микросекунд после возникновения дуги. Дуга в цепи зажигателя может образоваться через цепь конденсатора.
Игнитрон запускается каждый раз при подаче на пусковой электрод положительного по отношению к катоду импульса порядка сотен вольт, если анодное напряжение в этс время также положительное. При отрицательном напряжении на основном аноде происходит деионизация паров ртути и игнитрон закрывается. Регулируя время поступления импульсов на пусковой электрод относительно момента появления положительного напряжения на аноде, можно управлять анодным током через игнитрон.
Игнитроны находят широкое применение: 1) в эле ктро-сварке, где требуются периодические и значительные по величине импульсы тока; 2) в качестве ионных выключателей, сочетающих высокую перегрузочную способность с большой скоростью включения и выключения; 3) в качестве реле, обладающего чувствительным элементом и в то же время мощными контактами для непосредственного включения больших сил токов.
Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.
Как сделать самодельный термопредохранитель
Сделать полноценное устройство термозащиты в домашних условия нельзя – для этого необходимы дорогие и редкие сплавы. Распространённый оловянно-свинцовый припой ПОС-60 имеет температуру плавления 190°С и не обеспечит надёжную защиту.
Элемент для замены стоит недорого и его можно приобрести в магазине или заказать на Алиэкспресс. Выбор производится по трём параметрам:
Термопара
Согласно определению международного стандарта, термопара представлена двумя соединенными проводниками, используемыми в составе устройства, измеряющего температуру. Осталось добавить: материал проволочек выбирается различного знака коэффициентов термоэдс. Достигается максимальная разность потенциалов. Точность измерений напрямую определена величиной измеряемого параметра. Поскольку приборы демонстрируют абсолютные, относительные погрешности.
Распространенной термопарой считают изделие алюмеля (– 17,3 мкВ/ºС), хромеля (+ 24 мкВ/ºС). При температуре спая 300 ºС изделие выдает на контакты напряжение 12 мВ. Цифровой измеритель оценивает значение согласно полученному результату, газовая плита отрабатывает необходимые операции. В простейшем случае термопара определяет наличие огня конфорки. Огонь гаснет – срабатывает предохранительный клапан, перекрывающий подачу газа. Реализуется концепция безопасного пользования плитой.
Иногда точного измерения температуры не требуется, схема организована на цифровом компараторе, сравнивающем напряжение термопары с заданным уровнем. Порог перейден – происходит срабатывание схемы. Дальнейшие действия газовой плиты определены алгоритмом, заложенным разработчиками.
Термопары применяются в бытовой технике из-за беспримерной надежности, дешевизны, отказоустойчивости. Действительно, как может сломаться обыкновенный провод. Порвется – недолго срастить. Место пайки восстанавливается запросто. Газовая плита с термопарой надежно работает, ремонтопригодна.
Немалую роль играет аспект унификации. Термопара алюмель-хромель легко заменяется другой аналогичной. Сплавы легко приобрести по отдельности, можно своими руками изготовить измеритель температуры для газовой плиты. Немаловажный критерий маркетинговой привлекательности оборудования.
Видя простоту, покупатель готов потратить деньги. Монтаж несложен. Проложить пару проводов под силу каждому. Пару слов о назначении термопары.
Технологический процесс ремонта и замены предохранителя
Во многих случаях трансформатор перестаёт работать из-за срабатывания термопредохранителя. Это происходит не только из-за перегрева обмоток, но и из-за кратковременного повышения тока. В этом случае термозащита выполняет функцию обычного предохранителя.
Для восстановления работоспособности аппарата защитный элемент необходимо заменить на аналогичный или на обычный предохранитель. Есть два варианта подключения термозащиты.
Соединение проводов на плате
В этом случае достаточно закоротить вывода термозащиты или припаять параллельно вышедшему из строя элементу на длинных проводах исправный. Он укладывается на вторичную обмотку и закрепляется скотчем.
Соединение внутри катушек
В этом случае необходимо следующее:
Важно! Причиной срабатывания термозащиты может быть неисправность электронной схемы, поэтому после сборки работоспособность аппарата необходимо тщательно проверить.
Где размещают предохранитель в трансформаторах
Для эффективной работы устройство защиты должно находиться в непосредственной близости от намоточного провода, среди витков катушек.
В обмотке
Установка в первичной обмотке не применяется из-за того, что она находится ближе к магнитопроводу, и корпус термопредохранителя мешает наматывать вторичную обмотку, а температура намоточных проводов одинаковая во всём аппарате.
Исключением являются трансформаторы с раздельными катушками. В этом случае возможна установка двух элементов защиты – по одному в каждой обмотке.
Во вторичной обмотке
Самое распространённое место монтажа термозащиты – наружная поверхность вторичной обмотки, под внешней изоляцией трансформатора. В этом случае элемент устанавливается после намотки катушек и не мешает равномерной намотке проводов.
Кроме того, в случае короткого замыкания в схеме вторичная катушка нагревается сильнее первичной, особенно при наличии нескольких обмоток.