Welke soorten zekeringen zijn er?

Welke soorten zekeringen zijn er?

Een zekering is een stroomonderbrekend apparaat. Het breekt of opent het circuit door het smelten van het zekerelement, waardoor het defecte apparaat wordt geïsoleerd van het hoofdvoedingscircuit. Zekeringen worden voornamelijk ingedeeld in twee typen op basis van de ingangsspanning: AC-zekeringen en DC-zekeringen. De verschillende soorten zekeringen worden weergegeven in de afbeelding hieronder.

DC Zekering

Een DC-zekering fungeert om het circuit te openen of te breken wanneer er een te grote stroom doorheen gaat. Echter, de belangrijkste uitdaging bij DC-zekeringen ligt in het doven van de boog die door directe stroom wordt gegenereerd. Aangezien er geen natuurlijke nulstroomovergangen zijn in een DC-circuit, in tegenstelling tot in een AC-circuit, is het doven van de boog uiterst moeilijk. Om dit te verhelpen, staan de elektroden in een DC-zekering verder uit elkaar. Daarom is de grootte van een DC-zekering groter vergeleken met een AC-zekering van vergelijkbare capaciteit.

AC Zekeringen

AC-zekeringen worden ingedeeld in twee hoofdtypes: laagspanningszekeringen en hoogspanningszekeringen. De wisselstroom in AC-zekeringen heeft een frequentie die ervoor zorgt dat de amplitude varieert van 0° tot 60° binnen één seconde. Dit kenmerk van AC maakt het gemakkelijker om de boog in een AC-circuit te doven vergeleken met een DC-circuit.

Laagspanningszekeringen kunnen verder worden ingedeeld in vier klassen, zoals weergegeven in de afbeelding hieronder. Half-afgesloten of herwijsbare zekeringen, samen met volledig afgesloten of patroon-type zekeringen, zijn de meest gebruikte types zekeringen.

Herwijsbare Zekeringen

Herwijsbare zekeringen worden voornamelijk gebruikt in kleine-stroomcircuits, zoals die voor huishoudelijke bedrading. De herwijsbare zekering bestaat uit twee hoofdonderdelen: de zekeringhouder en de zekeringdrager. De basis van de zekering, meestal gemaakt van porselein, is ontworpen om de zekeringsdraden vast te houden. Deze draden kunnen gemaakt zijn van materialen zoals lood, getinde koper, aluminium of een tin-loodlegging. Een van de voordelen van herwijsbare zekeringen is dat de zekeringdrager zonder moeite kan worden ingevoegd of verwijderd uit de basis zonder dat de hoofdschakelaar geopend hoeft te worden. Dit kenmerk maakt het gemakkelijk om de zekeringsdraad te vervangen wanneer deze door te veel stroom is gesmolten, waardoor het een praktische keuze is voor huiselektrische systemen waar eenvoud en onderhoudsgemak gewaardeerd worden.

Volledig Afgesloten of Patroon-Type Zekeringen

Bij volledig afgesloten of patroon-type zekeringen is het zekerelement volledig omsloten in een afgesloten behuizing, met metaalcontacten aan beide einden. Deze zekeringen kunnen verder worden ingedeeld in twee subtypes: D-type patroonzekeringen en Link-type patroonzekeringen. Elk subtype heeft zijn eigen unieke ontwerp en eigenschappen, die zijn aangepast aan verschillende toepassingen en elektrische vereisten. De afgesloten structuur van deze zekeringen biedt verbeterde bescherming tegen omgevingsfactoren en onbedoeld contact, waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan elektrische systemen waarbij veiligheid en betrouwbaarheid cruciaal zijn.

D-Type Patroonzekeringen

De belangrijkste componenten van een D-type patroonzekering zijn de basis, aansluitring, patroon en een zekeringkap. Het patroon is opgeborgen in de zekeringkap, en de zekeringkap is stevig bevestigd aan de zekeringbasis. Wanneer het patroon volledig is aangedraaid in de basis, maakt de punt van het patroon contact met de geleider, waardoor het circuit via de zekeringlinks wordt voltooid. Dit ontwerp maakt het gemakkelijk om het patroon te installeren en te vervangen, waardoor een efficiënte elektrische verbinding en bescherming binnen het circuit wordt gegarandeerd.

Link-Type Patroon of Hoge Verstoring Capaciteit (HRC) Zekeringen

Bij link-type patroon of HRC-zekeringen is het zekerelement ontworpen om foutstroom gedurende een langere periode te dragen. Indien de fout blijft bestaan, zal het zekerelement smelten, waardoor het circuit effectief wordt geopend en de stroomstroom wordt onderbroken. Een van de belangrijke voordelen van HRC-zekeringen is hun vermogen om zowel lage als hoge foutstromen te wissen. Dit maakt ze zeer betrouwbaar in het beschermen van elektrische systemen tegen een breed scala aan abnormale stroomcondities.

HRC-zekeringen worden gekenmerkt door hun snelle werking. Ze vereisen ook minimale onderhoud, wat een groot pluspunt is in vele toepassingen. Echter, na elke operatie moet het zekerelement van HRC-zekeringen worden vervangen. Bovendien genereren deze zekeringen tijdens fouten hitte, die potentieel de werking van nabijgelegen schakelaars kan beïnvloeden.

De behuizing van een HRC-zekering is gevuld met gepoederd zuiver kwarts, dat dient als een effectieve boogdovend medium. De zekeringdraad in HRC-zekeringen is meestal gemaakt van zilver en koper. Deze zekeringdraad bestaat uit twee of meer secties die met behulp van een tinverbinding worden verbonden. De tinverbinding helpt om de temperatuur te verlagen onder overbelaste omstandigheden, waardoor de algehele prestaties en duurzaamheid van de zekering worden verbeterd.

Om de onderbrekingscapaciteit van de zekeringen te verhogen, worden twee of meer zilverdraden parallel verbonden. Deze draden zijn zo gerangschikt dat slechts één draad tegelijk smelt. Er zijn twee types HRC-zekeringen.

Mes-Schakelaar Type Schakelaars

Bij mes-schakelaar type schakelaars wordt de vervanging van de zekeringsdraad binnen een live circuit vergemakkelijkt met behulp van een zekeringtrekker. Dit gereedschap stelt veilige verwijdering en substitutie van de zekeringsdraad mogelijk zonder deze direct aan te raken, waardoor het risico op elektrische schok wordt verminderd. Gebolteerde HRC-zekeringen hebben daarentegen twee geleidende platen die stevig zijn bevestigd aan de zekeringbasis. Echter, bij het verwijderen van dit type zekeringsschakelaar is een extra veiligheidscircuit nodig om te voorkomen dat de gebruiker een elektrische schok krijgt. Dit extra circuit zorgt ervoor dat de elektrische stroom correct wordt geïsoleerd voordat de schakelaar wordt verwijderd.

Uitval Zekering

Een uitval zekering werkt op een unieke manier. Wanneer het zekerelement smelt door te veel stroom, valt het uit onder invloed van de zwaartekracht rond de onderste ondersteuning. Dit kenmerk maakt uitval zekeringen bijzonder geschikt voor de bescherming van buitenversterkers. In een buitenomgeving, waar versterkers blootstaan aan verschillende weersomstandigheden en potentiële elektrische fouten, kan de uitval zekering snel en effectief het defecte onderdeel isoleren, waardoor de versterker en het algemene elektrische systeem worden beschermd.

Slag Zekering

Een slag zekering is een mechanisch apparaat dat voldoende kracht en verplaatsingsmogelijkheden heeft. Dit stelt het in staat om sluit-, trippel- of indicatiecircuits te gebruiken. Bij het optreden van een fout in het elektrische systeem kan de slag zekering worden geactiveerd, en de mechanische actie kan het relevante trippelcircuit sluiten, waardoor de stroomvoorziening wordt afgebroken om het systeem te beschermen. Bovendien kan het ook een indicatiecircuit activeren om de optredende fout aan te geven, wat een belangrijke visuele of gehoorbare indicatie biedt voor onderhoudspersoneel.

Schakelaar Zekering

Schakelaar zekeringen zijn ontworpen voor gebruik in lage- en middelspanningscircuits. De zekeringseenheden in deze schakelaars zijn verkrijgbaar met waarden in het bereik van 30, 60, 100, 200, 400, 600 en 800 ampères. Ze komen in 3-pols- en 4-polsconfiguraties, wat flexibiliteit biedt in verschillende elektrische opstellingen. De inrichtingscapaciteit van deze zekeringen kan oplopen tot 46 kA. Afhankelijk van hun rating kunnen ze stromen veilig doorbreken die ongeveer 3 keer de belastingsstroom bedragen. Dit maakt schakelaar zekeringen betrouwbare componenten voor het beschermen van elektrische circuits tegen overstromingen en kortsluitingen in lage- tot middelspanningsapplicaties.

Hoogspanning HRC Zekeringen

Een van de belangrijkste uitdagingen die hoogspanningszekeringen moeten trotseren, is het probleem van corona. Corona treedt op wanneer de elektrische veldsterkte rond een geleider voldoende is om de omringende lucht te ioniseren, wat resulteert in een ontlading. Om dit probleem te tackelen, zijn hoogspanningszekeringen ontworpen met speciale kenmerken. Deze zekeringen worden voornamelijk ingedeeld in drie typen, elk type aangepast aan de specifieke eisen van hoogspanningsapplicaties, terwijl de effecten van corona worden geminimaliseerd en een betrouwbare prestatie wordt gegarandeerd.

Patroon-Type Hoogspanning HRC Zekering

Bij een patroon-type hoogspanning (HV) hoge verstoring capaciteit (HRC) zekering is het zekerelement in een spiraalvorm gewikkeld. Dit ontwerp helpt effectief bij het verminderen van het corona-effect bij hoge spanningen. De zekering bevat twee parallel gerangschikte zekeringelementen: één met lage weerstand en de andere met hoge weerstand. Onder normale werkingsomstandigheden draagt de draad met lage weerstand de normale stroom. Tijdens een fout is deze echter de eerste die smelt, waardoor de kortsluitstroom wordt verminderd. Deze sequentiële werking helpt bij het beschermen van het elektrische systeem door de overmatige stroomstroom snel te beperken.

Vloeistof-Type Hoogspanning HRC Zekering

Vloeistof-type HV HRC-zekeringen zijn gevuld met kooltetracloride en hebben verzegelde doppen aan beide einden. Wanneer een fout optreedt en de stroom de toegestane limiet overschrijdt, smelt het zekerelement en springt het uit. Het kooltetracloride in de zekering dient als een efficiënt boogdovend medium voor HRC-zekeringen. Deze zekeringen worden gebruikt voor de bescherming van transformatoren en als back-upbescherming voor schakelaars. Hun vermogen om bogen snel te doven maakt ze betrouwbare componenten in hoogspannings elektrische opstellingen.

Verdrijvingstype Hoogspanning Zekering

Verdrijvingstype zekeringen worden populair gebruikt voor de bescherming van voeders en transformatoren vanwege hun kosteneffectiviteit. Ze zijn meestal ontworpen voor 11 kV-systemen en hebben een verstoringcapaciteit van maximaal 250 MVA. Dit type zekering bestaat uit een hol, open-eindig buis gemaakt van synthetisch hars gebonden papier. De zekeringelementen worden in de buizen ingevoegd, en de einden van de buis zijn verbonden met passende fittingen. Wanneer een boog wordt gegenereerd, wordt deze gedwongen tegen de binnenkant van de buis. De gassen die tijdens dit proces worden geproduceerd, helpen bij het doven van de boog, waardoor het elektrische systeem effectief wordt beschermd tegen overstroomcondities.