7 Предохранители
Предохранитель – это элемент РЭА, предназначенный для ее защиты от перегрузок по току и корорткого замыкания в цепях постоянного и переменного тока.
Условно-графическое
обозначение предохранителей приведено
на рис.7.1.
Основными параметрами предохранителей являются:
Номинальный ток срабатывания – это ток, при превышении которого предохранитель либо разрывает электрическую цепь, или резко ограничивает ток в ней. Номинальный ток срабатывания указывается на корпусе предохранителя.
Номинальное напряжение – это напряжение, при котором предохранитель может работать в течение срока его службы с сохранением всех его параметров. Номинальное напряжение указывается на корпусе предохранителя.
Время срабатывания – это время, в пределах которого происходит срабатывание предохранителя, если ток превышает значение номинального тока в 2 раза.
По принципу работы предохранители делятся на плавкие, биметалические, самовосстанавливающиеся и предохранители на основе позисторов.
7.1 Плавкие предохранители
О
дним
из простейших и наиболее распространенных
устройств защиты от перегрузки по току
является обыкновенный плавкий
предохранитель. Он представляет собой
тонкую металлическую проволоку или
пластину (плавкую вставку), закрепленную
в стеклянном или керамическом трубчатом
корпусе с проводящими наконечниками
или радиальными выводами (рис.7.2).
Плавкий предохранитель включается последовательно с защищаемым устройством. В нормальном рабочем состоянии падение напряжения на активном сопротивлении предохранителя приводит только к незначительному его нагреву. В случае возникновения перегрузки по току увеличивающееся тепловыделение, совместно с увеличением сопротивления при нагреве предохранителя, приводит к повышению температуры активного элемента до точки его плавления. Разрушившийся в результате плавления активный элемент разрывает цепь протекания электрического тока, обеспечивая защиту цепи от перегрузки.
При небольших рабочих токах (до 3 А) диаметр плавкой вставки из круглого провода определяется по выражению:
[мм], (6.1)
где IH – номинальный рабочий ток предохранителя, [А];
k- коэффициент, зависящий от материала провода плавкой вставки, [мм/А] (k=34·10-3[мм/А] – для медного и k=31·10-3[мм/А] – для серебряного провода).
Основной недостаток плавкого предохранителя состоит в том, что это изделие одноразовое по принципу своей работы. После перегорания такой предохранитель должен быть заменен. Это приводит к необходимости разборки устройства для замены плавкого предохранителя или размещения его в легко доступном месте. Поэтому плавкие вставки вставляются в специальные держатели или имеют радиальные выводы для впайки в плату.
По времени срабатывания плавкие предохранители подразделяются на быстродействующие, инерционные и медленнодействующие.
Одной из модификаций такого типа предохранителей являются плавкие термопредохранители. Они срабатывают от величины максимально допустимой температуры корпуса предохранителя.
Чувствительным элементом термопредохранителя является непроводящая ток таблетка из специального состава. При нормальной рабочей температуре полупроводниковая таблетка удерживает подпружиненные контакты в замкнутом положении. При достижении определенной заданной температуры таблетка плавится, освобождая пружину. Тогда под действием пружины контакт отходит от вывода, и контур размыкается. После того, как термопредохранитель разомкнет контур, его необходимо заменить. Процедура замены должна включать устранение неисправности, вызвавшей срабатывание старого термопредохранителя.
Термопредохранитель устанавливают непосредственно на корпус защищаемого устройства, например, прижимают к сетевой обмотке трансформатора. Если температура обмотки трансформатора превысит температуру, заданную предохранителем, то происходит его разрушение, и электрическая цепь разрывается. Разогрев обмотки трансформатора может возникнуть при коротком замыкании витков вторичной обмотки или при большом потребляемом токе.
Термопредохранители различаются исполнениями по номинальной температуре срабатывания и максимальному рабочему току. Очень важно отметить, что в процессе сборки предохранитель нельзя нагревать, т.к. он может повредиться. Выводы предохранителя надо обжимать или при пайке предохранять от перегрева.
Плавкие предохранители обозначаются буквами ВП (вставка плавкая), ПМ (плавкий малогабаритный) и ПК (плавкий керамический). На металлическом колпачке предохранителя наносится номинальный ток срабатывания.
Для оперативной замены предохранителей используются специальные корпуса, которые устанавливаются в легко доступном месте.