Що таке електричний запобіжник та як він працює?

Багато електричних компонентів у вашому будинку зобов'язані своєю безпекою запобіжнику.

Щоразу, коли ви відчуваєте величезні стрибки напруги, але все ж таки виявляєте, що ваша подовжувальна розетка не згоріла вщент, запобіжник, якщо він використовується, є компонентом, який гарантує, що це так.

Що таке запобіжник та як він працює?

Наше керівництво намагається відповісти на ці питання сьогодні, оскільки ми представляємо все, що вам потрібно знати про одне, включаючи різні типи і те, що запобіжник відрізняється від автоматичного вимикача.

Давайте приступимо до справи.

Що таке запобіжник?

Електричний запобіжник - це невеликий пристрій з тонкою смужкою провідника, який захищає будинки та електроприлади від надмірних стрибків напруги. Це електричний захисний пристрій, який відключає живлення приладу або електричної системи, коли струм, що протікає, перевищує рекомендоване значення.

Електрика - це не просто елемент, який представляє для нас небезпеку ураження електричним струмом. Так само, як люди мають максимальну кількість напруги, яка може пройти через тіло без будь-яких смертельних наслідків, ваші електричні прилади та системи зазвичай мають свої власні номінальні значення струму та напруги. 

Коли подача електроенергії перевищує ці показники, вашим електричним системам завдається смертельного удару. У будинках і на підприємствах це означає витрати великих грошей на ремонт або навіть заміну дорогих пристроїв та приладів. 

Іноді такий сплеск, коли немає захисту, може викликати пожежу і виявитися дуже небезпечним для людини. Для захисту від несприятливого впливу навантаження струмом у справу вступає запобіжник.

Що робить запобіжник?

Для захисту від стрибків напруги тонка провідна смужка в запобіжнику плавиться і розриває ланцюг. Таким чином, потік електрики до інших компонентів у ланцюзі переривається, і ці компоненти рятуються від займання. Запобіжник використовується як жертва для захисту від перевантаження по струму. 

Тонкий провідник є внутрішнім дротом або елементом, виготовленим з цинку, міді або алюмінію, а також інших металів, характеристики яких можна передбачити.

Запобіжник встановлюється послідовно в ланцюзі, тому весь струм проходить через нього. У самому запобіжнику дроти встановлюються між двома клемами та контактують з клемами на обох кінцях. 

Крім перегорання через надмірну подачу електроенергії, запобіжники також перегорають при короткому замиканні або замиканні на землю.

Замикання на землю відбувається, коли в ланцюзі є чужий провідник, який є альтернативним заземленням.

Це коротке замикання може бути викликане людською рукою або будь-яким металевим предметом, що стикається з дротом під напругою. Електричний запобіжник, призначений для цього, також перегорає або плавиться.

Дізнатися, чи запобіжник перегорів, відносно легко. Ви можете виконувати візуальний огляд прозорих типів, перевіряючи, чи не зламався дріт, чи не розплавився він, а також немає слідів опіку.

Ви також можете використовувати мультиметр для перевірки безперервності запобіжника. Це найточніший метод діагностики.

Характеристики електричних запобіжників

Запобіжники бувають різних конструкцій та з різними номіналами. Номінал запобіжника - це максимальна кількість струму або напруги, яка може пройти через тонкий металевий дріт до того, як він розплавиться.

Цей рейтинг зазвичай на 10% нижчий, ніж номінал пристрою, який захищає запобіжник, тому захист є адекватним.

Запобіжник також може мати різну здатність, що відключає, і різний час спрацьовування в залежності від типу запобіжника.

номінал струму

Номінальний струм — це максимальна сила струму, яку розрахований запобіжник. Будь-яке незначне перевищення цього номіналу призводить до перегорання дроту.

Однак цей рейтинг завжди використовується разом із номіналом напруги та рейтингом часу спрацьовування, які залежать від ланцюга, в якому використовується запобіжник. 

Рівень напруги

Як і номінальний струм, номінал запобіжника у напрузі — це максимальна напруга, яку може витримати металева смуга. Однак при визначенні цього номіналу його зазвичай ставлять вище за напругу живлення від джерела.

Це особливо важливо, коли в електричній системі є кілька пристроїв, що використовують один і той же номінальний струм, але різні номінальні напруги. Номінальна напруга зазвичай встановлюється на максимальну безпечну напругу. 

Через це різновиди середньої напруги не використовуються в ланцюгах або системах низької напруги для забезпечення надійного захисту компонентів. 

Час відгуку

Час спрацьовування запобіжника – це затримка перед тим, як металева смуга згорить. Цей час відгуку тісно пов'язаний із поточним рейтингом, щоб забезпечити максимально адекватний захист. 

Наприклад, стандартні запобіжники вимагають джерела живлення, що вдвічі перевищує їх номінал, щоб перегоріти за одну секунду, в той час як запобіжники, що швидкодіють, з таким же номіналом і живленням можуть згоріти за 0.1 секунди. Плавкий запобіжник із затримкою спрацьовування відключає подачу живлення більш як за 10 секунд. 

Вибір з них залежить від чутливості та характеристик пристрою, що захищається.

Швидкодіючі запобіжники використовуються у пристроях з компонентами, які дуже чутливі до найменших стрибків струму, в той час як запобіжники, що повільно реагують або із затримкою спрацьовування, використовуються в двигунах, де компоненти зазвичай споживають більш високий струм, ніж зазвичай, протягом декількох секунд. 

Розривна потужність

Запобіжник, що вимикає, — це показник, що використовується у версіях з високою розривною здатністю (HRC). Запобіжники HRC пропускають перевантаження струмом протягом деякого часу з розрахунком на те, що вона зменшиться. Потім вони ламаються або плавляться, якщо цього скорочення не відбувається. 

Ви, можливо, правильно здогадалися, що це характерно для типів із тимчасовою затримкою, і точка розриву – це просто максимальний струм, допустимий протягом короткого часу затримки. 

Коли номінального часу затримки не досягнуто, але межа міцності перевищена, запобіжник згоряє або плавиться. Це свого роду подвійний захист. У цьому відношенні запобіжники HRC також можуть називатися запобіжниками з високою здатністю відключення (HBC).

Існують також високовольтні запобіжники HRC, що використовуються в електричних ланцюгах високої напруги, і запобіжники низьковольтні HRC, що використовуються в розподільчих системах низької напруги. Ці низьковольтні запобіжники HRC зазвичай більші, ніж звичайні запобіжники.

Конструкція запобіжника

Загалом номінали запобіжника визначають його міцність та конструкцію. Наприклад, у запобіжниках великої потужності можна знайти кілька смуг або металевих проводів, тоді як у деяких інших запобіжниках використовуються сталеві стрижні для підтримки смуги від деформації.

Деякі використовують матеріали, щоб контролювати розщеплення металу, і ви також знайдете стрічкові дроти, виготовлені у вигляді пружин, щоб прискорити процес поділу. 

Історія запобіжника

Історія запобіжника сягає 1864 року. Саме тоді Бреге запропонував використовувати струмопровідний пристрій на ділянці для захисту телеграфних станцій від ударів блискавки. Потім для цієї мети було створено безліч струмопровідних проводів, які працювали так само, як запобіжник. 

Однак тільки в 1890 Томас Едісон запатентував використання запобіжника в системах розподілу електроенергії для захисту будинків від цих величезних стрибків струму. 

Які типи запобіжників існують?

Як правило, існує дві категорії запобіжників. Це запобіжники змінного струму та запобіжники постійного струму. Зрозуміти різницю між цими двома не складно.

Запобіжники змінного струму просто працюють із змінним струмом, а запобіжники постійного струму працюють із постійним струмом. Однак одна суттєва різниця між ними полягає в тому, що ви можете виявити, що запобіжники постійного струму трохи більше, ніж запобіжники змінного струму.

Тепер ці дві категорії запобіжників діляться на запобіжники низької напруги та запобіжники високої напруги. Потім більш конкретні варіанти запобіжників розподіляються за цими двома групами.

Запобіжники низької напруги

Низьковольтні запобіжники є плавкими запобіжниками, що працюють з низькою номінальною напругою. Їх можна поділити на п'ять типів; патронні запобіжники, знімні запобіжники, ударні запобіжники, перемикачі запобіжники та запобіжники, що випадають.

• Змінні електричні запобіжники. Змінні запобіжники широко використовуються в системах розподілу електроенергії у будинках та офісах. Зазвичай це запобіжники з фарфоровим покриттям та ручкою, які працюють із основою запобіжника. У них також є дві ножові клеми для прийому та віддачі електрики в ланцюзі, як і у звичайної конструкції запобіжників.

Розбірні запобіжники використовуються в домашніх та офісних умовах через простоту їх підключення та вилучення з бази. 

• Картриджні електричні запобіжники: це запобіжники, всі компоненти яких повністю поміщені у контейнер, та відкриті лише клеми для підключення до ланцюга. Картриджні запобіжники бувають різних форм та мають різне застосування.

Картриджні електричні запобіжники D-типу мають форму пляшки та найчастіше зустрічаються у невеликих побутових приладах. Зазвичай вони поміщаються в керамічний корпус із металевими кінцями для проведення електрики.

Плавкі запобіжники є низьковольтні запобіжники HRC, в той час як ножові запобіжники можна легко замінити, як і запобіжники з можливістю повторного підключення, але натомість вони покриті пластиком. Ножеві запобіжники зазвичай використовуються в автомобілях.

• Електричні запобіжники ударника: запобіжник ударника не використовує тонку смужку, що плавиться. Натомість він викидає контактний штифт, щоб розірвати ланцюг, а також служить зовнішнім візуальним сигналом для визначення того, що запобіжник перегорів.
• Перемикачі електричних запобіжників: це запобіжники, що використовуються в низьковольтних системах із зовнішніми перемикачами, які можна використовувати для замикання або розмикання шляху струму. 
• Запобіжники, що випадають: Запобіжники, що випадають, викидають розплавлену смугу знизу і зазвичай знаходяться в підвісних системах низьковольтних трансформаторів. 

Запобіжники високої напруги

Високовольтні запобіжники бувають різних варіацій. Існують рідкі високовольтні запобіжники HRC, у яких гасіння дугового розряду використовуються рідини.

У нас також є запобіжники, що виштовхують, використовують борну кислоту для переривання процесу, і запобіжники HRC картриджного типу, які працюють так само, як і низьковольтні аналоги. 

Де слід використовувати запобіжники?

Плавкі запобіжники зазвичай використовують у малих і великих системах змінного струму з трансформаторами. Високовольтні запобіжники з високим номінальним струмом використовують у трансформаторах енергосистем, що працюють до 115,000 XNUMX вольт. 

Запобіжники низької та середньої напруги використовуються для захисту невеликих електричних трансформаторних систем. До них відносяться, серед іншого, системи у телевізорах, холодильниках та комп'ютерах. 

Крім того, незалежно від того, чи можна встановити запобіжник у будь-якому місці ланцюга, найкраще встановити його на початку системи. Ось чому ви бачите запобіжники, встановлені на вилках побутової техніки або передній панелі первинної точки підключення трансформатора.

Що таке блоки запобіжників?

Блоки запобіжників – це концентратори в електричних системах, в яких розміщено кілька запобіжників, які захищають різні частини вашого будинку чи офісу. Вони служать формою захисту за замовчуванням від стрибків напруги, якщо один із ваших пристроїв не оснащений внутрішнім запобіжником. 

Зазвичай ви побачите блоки запобіжників, які називають панелями вимикачів або розподільними коробками, але всі вони виконують одну і ту ж функцію. Вони містять від шести до дванадцяти окремих запобіжників з індивідуальними номіналами. 

Хоча старі блоки запобіжників у житлових будинках були розраховані лише на 60 ампер, сьогодні ми бачимо блоки запобіжників із загальним номіналом 200 ампер. Це сума номіналів усіх окремих запобіжників у коробці.

Тепер коробки запобіжників часто плутають із коробками автоматичних вимикачів.

Різниця між запобіжниками з автоматичними вимикачами

Автоматичні вимикачі виконують ту саму функцію, що й електричні запобіжники; вони захищають побутову техніку від стрибків напруги, перекриваючи ланцюг. Однак те, як ці два пристрої роблять це, відрізняється.

Замість того, щоб мати смугу, що плавиться або витіснена, автоматичні вимикачі працюють з внутрішніми контактами і зовнішніми перемикачами. Внутрішні контакти зазвичай замикають ланцюг, але зміщуються за наявності перевантаження струмом. Зовнішнє керування вимикачем допомагає перевести контакти та автоматичний вимикач у захисний стан. 

З цього ви бачите, що в той час, як запобіжники завжди замінюються, коли вони перегорають, автоматичні вимикачі можна використовувати знову і знову. Вам просто потрібно скинути їх. Потім коробки автоматичних вимикачів включають безліч цих вимикачів, а не запобіжників. 

Коли замінювати запобіжник

Запобіжник може працювати все життя, якщо він встановлений у рекомендованих системах живлення та відсутні стрибки напруги. Це те саме, коли він не встановлений у вологому або вологому середовищі, де він схильний до корозії.

Тим не менш, ви завжди повинні міняти запобіжники після 20-30 років використання. Це їхня звичайна тривалість життя.

Керівництво Відео

Що таке електричний запобіжник і як він працює

Висновок

Використання приладів без електричного запобіжника або наявність будинку без електричного блоку запобіжників є провісником електричних та пожежних лих. Завжди слідкуйте за тим, щоб в електричних системах або ланцюгах був встановлений правильний запобіжник і обов'язково замінюйте його, якщо він перегорів.

Часті питання

Навіщо використовується запобіжник?

Запобіжник використовується для захисту ланцюгів від стрибків напруги чи коротких замикань на землю. Він має внутрішню металеву смугу, яка ламається або згоряє, щоб перерізати шлях струму та відключити подачу електроенергії.

Запобіжник знижує струм?

Тільки запобіжники, що обмежують струм, зменшують подачу струму, коли в ланцюгу стався стрибок напруги. Інші не зменшують струм у ланцюгах, а повністю запобігають його протіканню.