Что такое предохранитель?

Что такое предохранитель?

Предохранитель — это электрический/электронный компонент, который предотвращает электрический пожар или его распространение на верхние цепи в случае перегрузки по току.

Когда в электрической цепи возникает аномалия, такая как короткое замыкание или перегрузка, возникает перегрузка по току, при которой значение тока превышает расчетное значение цепи. Перегрузки по току не только приводят к выходу из строя самого оборудования в электрической цепи, но также могут стать причиной пожаров из-за аномального тепловыделения или возгорания.

Также существует высокий риск падения напряжения и других отклонений, возникающих в верхних цепях со стороны источника питания. Предохранители встроены для защиты от этих опасностей от сверхтоков. При последовательном подключении к цепи они действуют как проводники, которые несут ток во время нормальной работы. При возникновении сверхтока проводник в предохранителе плавится, тем самым прерывая подачу питания в цепь со стороны нагрузки.

Использование предохранителей

Предохранители используются в широком спектре промышленных применений.

Конкретные области применения:

• Для защиты контрольно-измерительных приборов и цепей управления
• Для защиты автомобильных деталей управления
• Для защиты оборудования OA, такого как принтеры и многофункциональные машины
• Защита бытовой техники, такой как телевизоры и кондиционеры
• Защита от короткого замыкания трансформаторов в высоковольтных сетях передачи и распределения электроэнергии
• Защита от короткого замыкания для высоковольтных двигателей

Раньше во многих домашних распределительных щитах использовались выключатели без предохранителей, но в последние годы выключатели без предохранителей стали более популярными, чем предохранители, которые необходимо заменять после перегорания.

Однако предохранители по-прежнему используются в автомобилях для защиты электрических систем и предотвращения возгораний транспортных средств. Они бывают разных форм в зависимости от области применения и включают пластинчатые и лезвийные предохранители.

Принцип работы предохранителей

Основной принцип предохранителя заключается в том, что он сам перегорает из-за тепла, выделяемого сверхтоком. Предохранители в основном состоят из мундштука, элемента предохранителя и корпуса.

1. Мундштук

Мундштук — это металлическая часть, которая соединяет предохранитель с электрической цепью. Также доступны предохранители с Y-образными клеммами или предохранители лопастного типа.

2. Элемент предохранителя

Плавкий элемент — это часть предохранителя, которая плавится в случае сверхтока. Когда ток протекает через плавкий элемент, выделяется джоулево тепло, пропорциональное квадрату значения тока. Если ток меньше номинального, рассеивание тепла превосходит повышение температуры, связанное с выделением джоулева тепла, поэтому плавления не происходит. При превышении номинального тока температура повышается, и ток отключается путем плавления. В общем случае предохранитель необратим и должен быть заменен, прежде чем его можно будет восстановить в исходное состояние.

3. Корпус

Корпус — это часть, которая поддерживает элемент и мундштук предохранителя. Он изготовлен из изоляционных материалов, таких как стекло, фарфор или смола. Предохранители, корпусы которых изготовлены из стеклянной трубки, называются предохранителями со стеклянной трубкой.

Как выбрать предохранитель

Предохранители выбираются в первую очередь по их номинальному току. Ключевым моментом является выбор предохранителя с номинальным током, который меньше или равен номинальному значению тока компонентов в цепи, при этом гарантируя отсутствие разрыва цепи из-за неисправности.

Токи, которые следует учитывать при выборе, включают установившийся ток и пусковой ток. Установившийся ток — это значение тока, которое течет, когда фактически используемая цепь стабильна, в то время как пусковой ток — это высокий пусковой ток, который возникает при включении питания цепи. Пусковой ток не приводит к расплавлению устройства, но он выбирается таким образом, чтобы оно расплавилось, когда пусковой ток превысит установившийся ток во время установившейся работы. Условия защиты проверяются путем объединения характеристики времени пробоя и номинального тока.

Характеристика времени плавления — это характеристика величины тока и времени, необходимого для его прерывания. Пусковой ток выбирается таким образом, чтобы устройство не расплавилось во время действия пускового тока и расплавилось немедленно в случае короткого замыкания. Еще одним важным моментом, который следует учитывать при выборе предохранителей, является температура окружающей среды, где цепь фактически будет использоваться. Предохранители рассчитаны на перегорание под воздействием тепла, поэтому на них влияет температура окружающей среды вокруг оборудования.

Типы предохранителей

Предохранители бывают разных форм и размеров, чтобы соответствовать типу цепи и среде, в которой они установлены.

Типичные типы:

• Предохранители для монтажа на электронных платах
• Термические предохранители
• Стеклянные трубчатые предохранители
• Плавленые предохранители
• Токоограничительные предохранители для высоковольтных цепей

Если тип или форма предохранителя, который вы хотите использовать, отсутствуют в стандартной продукции, некоторые производители принимают специальные заказы. Большинство предохранителей — это силовые предохранители, которые срабатывают при перегрузке по току, но есть также термопредохранители, которые срабатывают при температуре.

Поскольку они обнаруживают повышение температуры окружающей среды и перегорают, их часто используют в приборах, которые генерируют тепло, например, в фенах. Элементы термопредохранителей имеют низкое сопротивление и практически не генерируют тепла из-за тока.