Jaké jsou typy pojistek?

Jaké jsou typy pojistek?

Pojistka je zařízení pro přerušení proudu. Přerušuje nebo otevírá obvod tím, že rozpustí svůj pojistný prvek, čímž izoluje vadné zařízení od hlavního zásobovacího obvodu. Pojistky jsou hlavně rozděleny do dvou typů podle napájecího napětí: AC pojistky a DC pojistky. Různé typy pojistek jsou znázorněny na níže uvedeném obrázku.

DC pojistka

DC pojistka slouží k otevření nebo přerušení obvodu, když přes ni prochází nadměrný proud. Nicméně, hlavní problém s DC pojistkami spočívá v uhasení oblouku vygenerovaného stejnosměrným proudem. Protože v DC obvodu neexistují přirozené nulové přechody, na rozdíl od AC obvodu, uhasení oblouku je extrémně obtížné. Aby se tento problém zmírnil, jsou elektrody v DC pojistce umístěny v větší vzdálenosti od sebe. V důsledku toho je velikost DC pojistky v porovnání s AC pojistkou stejného stupně větší.

AC pojistky

AC pojistky jsou rozděleny do dvou hlavních typů: nízkonapěťových pojistek a vysokonapěťových pojistek. Střídavý proud v AC pojistkách má frekvenci, která způsobuje, že jeho amplituda se mění od 0° do 60° během jedné sekundy. Tato charakteristika AC umožňuje snazší uhasení oblouku v AC obvodu ve srovnání s DC obvodem.

Nízkonapěťové pojistky lze dále rozdělit do čtyř tříd, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku. Polozavřené nebo převoditelné pojistky, spolu s úplně zavřenými nebo kazetovými pojistkami, jsou nejčastěji používanými typy pojistek.

Převoditelné pojistky

Převoditelné pojistky jsou především používány v obvodech s malým proudem, jako jsou domácí elektrické instalace. Převoditelná pojistka se skládá ze dvou hlavních částí: pojistné skříně a nosiče pojistky. Základ pojistky, obvykle vyrobený z porcelánu, je navržen tak, aby držel pojistné drátky. Tyto drátky mohou být vyrobeny z materiálů jako olovo, lakované měď, hliník nebo slitina olova a cínu. Jedním z výhod převoditelných pojistek je, že nosič pojistky lze snadno vložit do nebo odebrat z základu bez nutnosti otevření hlavního spínače. Tato funkce umožňuje pohodlnou výměnu pojistného drátu, pokud se přepálí kvůli nadměrnému proudu, což z nich činí praktickou volbu pro domovské elektrické systémy, kde je ceněna jednoduchost a snadná údržba.

Úplně zavřené nebo kazetové pojistky

V úplně zavřených nebo kazetových pojistkách je pojistný prvek úplně uzavřen v uzavřené nádrži, s kovovými styčnými částmi umístěnými na obou koncích. Tyto pojistky lze dále rozdělit do dvou podtypů: D-typu kazetové pojistky a vazebných kazetových pojistek. Každý podtyp má svůj vlastní specifický design a charakteristiky, které jsou přizpůsobeny různým aplikacím a elektrickým požadavkům. Uzavřená struktura těchto pojistek poskytuje zvýšenou ochranu proti vnějším faktorům a náhodnému kontaktu, což je činí vhodnými pro širokou škálu elektrických systémů, kde je klíčová bezpečnost a spolehlivost.

D-typ kazetové pojistky

Klíčové komponenty D-typu kazetové pojistky zahrnují základ, adaptér, kazetu a víko pojistky. Kazeta je umístěna uvnitř víka pojistky, a víko pojistky je pevně připevněno k základu pojistky. Když je kazeta plně vytlačena do základu, konec kazety se dotýká vodiče, což dokončuje obvod prostřednictvím pojistných propojek. Tento design umožňuje snadnou instalaci a výměnu kazety, zajišťuje efektivní elektrické spojení a ochranu v obvodu.

Vazebný typ kazetové nebo vysoké přerušovací kapacity (HRC) pojistky

U vazebných kazetových nebo HRC pojistek je pojistný prvek navržen tak, aby nesl chybný proud po delší dobu. Pokud chyba trvá, pojistný prvek se rozpustí a efektivně otevře obvod, přeruší proud. Jedním z významných výhod HRC pojistek je jejich schopnost vyřešit jak nízké, tak vysoké chybné proudy. To je činí vysokoreliabilními v ochraně elektrických systémů před širokou škálou nepravidelných stavů proudu.

HRC pojistky se charakterizují svou vysokorychlostní prací. Vyžadují minimální údržbu, což je velký plus v mnoha aplikacích. Nicméně, po každém provozu je třeba nahradit pojistný prvek HRC pojistek. Kromě toho, během chyb tyto pojistky produkují teplo, které může potenciálně ovlivnit fungování blízkých spínačů.

Obal HRC pojistky je plněn práškovým čistým křemenem, který slouží jako efektivní prostředek pro uhasení oblouku. Pojistný drát v HRC pojistkách je obvykle vyroben z stříbra a mědi. Tento pojistný drát se skládá z dvou nebo více částí, které jsou spojeny pomocí cínového spoje. Cínový spoj pomáhá snížit teplotu za přetížení, což zlepšuje celkovou výkonnost a životnost pojistky.

Aby byla zvýšena přerušovací kapacita pojistek, jsou dvě nebo více stříbrných drátů spojeny paralelně. Tyto dráty jsou uspořádány tak, že najednou roztaje pouze jeden drát. HRC pojistky jsou dvou typů

Spínače s nožovým čelem

U spínačů s nožovým čelem je výměna pojistného drátu v živém obvodu usnadněna pomocí nástroje pro vytahování pojistky. Tento nástroj umožňuje bezpečné odstranění a nahrazení pojistného drátu bez jeho přímého zachycení, což snižuje riziko elektrického šoku. Převíjené HRC pojistky, na druhou stranu, mají dvě vodičové desky, které jsou pevně převíjeny k základu pojistky. Nicméně, při odstraňování tohoto typu spínače je potřeba dodatečný bezpečnostní obvod, aby se zabránilo uživateli v dostání elektrického šoku. Tento dodatečný obvod zajistí, že elektrický proud bude správně izolován před odstraněním spínače.

Pojistka s automatickým vypadnutím

Pojistka s automatickým vypadnutím funguje unikátním způsobem. Když pojistný prvek roztaje kvůli nadměrnému proudu, vypadne pod vlivem gravitace kolem svého dolního podpěrného prvku. Tato charakteristika dělá pojistky s automatickým vypadnutím obzvláště vhodnými pro ochranu venkovních transformátorů. Ve venkovním prostředí, kde jsou transformátory vystaveny různým povětrnostním podmínkám a možným elektrickým chybám, pojistka s automatickým vypadnutím může rychle a efektivně izolovat vadnou součást, chráníc transformátor a celkový elektrický systém.

Pojistka s bušidlem

Pojistka s bušidlem je mechanické zařízení vybavené dostatečnou silou a výchylkou. To umožňuje její použití pro uzavření spínacích nebo indikačních obvodů. Když dojde k chybě v elektrickém systému, může být pojistka s bušidlem aktivována, a její mechanická akce může uzavřít relevantní spínací obvod, což následně může odpojit zdroj proudu a chránit systém. Kromě toho může také aktivovat indikační obvod, aby signalizoval výskyt chyby, což poskytuje důležitou vizuální nebo akustickou indikaci pro personál provádějící údržbu.

Spínač s pojistkou

Spínače s pojistkou jsou navrženy pro použití v nízkonapěťových a středonapěťových obvodech. Jedinice pojistek v těchto spínačích jsou dostupné s nominálními hodnotami v rozmezí 30, 60, 100, 200, 400, 600 a 800 amperů. Jsou k dispozici v 3-pólových a 4-pólových konfiguracích, což nabízí flexibilitu v různých elektrických nastaveních. Spínací kapacita těchto pojistek může dosáhnout až 46 kA. Podle jejich nominální hodnoty jsou schopny bezpečně přerušit proudy, které jsou přibližně 3krát větší než proud zatížení. To činí spínače s pojistkou spolehlivými komponenty pro ochranu elektrických obvodů před přetoky a krátkými spoji v nízkonapěťových a středonapěťových aplikacích.

Vysokonapěťové HRC pojistky

Jedním z hlavních problémů, s kterými se vysokonapěťové pojistky setkávají, je problém koruny. Koruna vzniká, když je elektrické pole okolo vodiče dostatečně silné, aby ionizovalo okolní vzduch, což vede k výboji. Aby se tento problém řešil, jsou vysokonapěťové pojistky navrženy s speciálními funkcemi. Tyto pojistky jsou hlavně rozděleny do tří typů, každý typ je upraven tak, aby splňoval specifické požadavky vysokonapěťových aplikací, minimalizoval efekty koruny a zajišťoval spolehlivou výkonnost.

Kazetová HRC vysokonapěťová pojistka

V kazetové vysokonapěťové (HV) HRC pojistce je pojistný prvek namotán do šroubového tvaru. Tento design efektivně minimalizuje efekt koruny při vysokých napětích. Pojistka obsahuje dva paralelně uspořádané pojistné prvky: jeden s nízkým odporem a druhý s vysokým odporem. Za normálních provozních podmínek nese drát s nízkým odporem normální proud. V případě výpadku je však první, kdo roztaje, snižuje krátkozaměnný proud. Tento postupné fungování pomáhá chránit elektrický systém rychlým omezením nadměrného proudu.

Tekutá HRC vysokonapěťová pojistka

Tekuté HV HRC pojistky jsou plněny čtyřchlornatým uhličitanem a mají zapečetěné víčky na obou koncích. Když dojde k výpadku a proud překročí povolenou hranici, pojistný prvek roztaje a vypne. Tekutina čtyřchlornatého uhličitanu uvnitř pojistky slouží jako efektivní prostředek pro uhasení oblouku pro HRC pojistky. Tyto pojistky jsou používány k ochraně transformátorů a také jako zálohová ochrana pro spínače. Jejich schopnost rychle uhasit oblouky je činí spolehlivými komponenty v vysokonapěťových elektrických nastaveních.

Expulzní HRC vysokonapěťová pojistka

Expulzní pojistky jsou populárně používány pro ochranu vedení a transformátorů díky své ekonomičnosti. Jsou obvykle navrženy pro systémy 11 kV a mají přerušovací kapacitu až 250 MVA. Tento typ pojistky se skládá z duté, otevřené trubky vyrobené z syntetického pryskyřičně vázaného papíru. Pojistné prvky jsou vloženy do trubek a koncové části trubek jsou spojeny s vhodnými příslušenstvími. Když se vygeneruje oblouk, je ten vynucen proti vnitřnímu povlaku trubky. Plynové produkty během tohoto procesu pomáhají uhasit oblouk, efektivně chráníc elektrický systém před přetoky.