Hva er typer av sikringer?

Hva er typer av sikringer?

En sirkelbryter er et strømbrytende enhet. Den bryter eller åpner kretsen ved å smelte sirkelbryterelementet, dermed isolerer den defekte enheten fra hovedstrømkretsen. Sirkelbrytere er hovedsakelig klassifisert i to typer basert på inngangsspenningen: AC-sikringer og DC-sikringer. De ulike typene sirkelbrytere er vist i bildet nedenfor.

DC-sikring

En DC-sikring fungerer for å åpne eller bryte kretsen når en for stor strøm passerer gjennom den. Imidlertid ligger den største utfordringen med DC-sikringer i å slukke bua som genereres av likestrøm. Siden det ikke finnes naturlige null-strømkryssinger i en DC-krets, ulikt i en AC-krets, er buutslukking ekstremt vanskelig. For å mildre dette, er elektrodene i en DC-sikring plassert lenger unna hverandre. Dette resulterer i at størrelsen på en DC-sikring er større sammenlignet med en AC-sikring med tilsvarende kapasitet.

AC-sikringer

AC-sikringer er klassifisert i to hovedtyper: lavspenningssikringer og høyspenningssikringer. Vekselstrømmen i AC-sikringer har en frekvens som fører til at dens amplitud varierer fra 0° til 60° innen ett sekund. Dette trekket hos AC gjør det lettere å slukke bua i en AC-krets sammenlignet med en DC-krets.

Lavspenningssikringer kan videre kategoriseres i fire klasser, som vist i bildet nedenfor. Delvis lukkede eller ommonterbare sikringer, sammen med totalt lukkede eller patronetype sikringer, er de mest ofte brukte typene av sikringer.

Ommonterbare sikringer

Ommonterbare sikringer brukes hovedsakelig i småstrømskretser, som de for husinstallasjoner. Ommonterbar sikring består av to hovedkomponenter: sirkelbryterhuset og sirkelbryterholderen. Bunnen av sirkelbryteren, vanligvis laget av porselein, er designet for å holde sirkelbrytertrådene. Disse trådene kan være laget av materialer som bly, tinnet kobber, aluminium eller en blanding av tin og bly. En av fordeler med ommonterbare sikringer er at sirkelbryterholderen kan lett settes inn i eller fjernes fra bunnen uten å måtte åpne hovedskruen. Dette trekket gjør det enkelt å erstatte sirkelbrytertråden når den er brutt av for stor strøm, noe som gjør det til en praktisk valg for hjemmeelektriske systemer der enkelhet og letthet i vedlikehold er verdsett.

Totalt lukket eller patronetype sikringer

I totalt lukkede eller patronetype sikringer er sirkelbryterelementet helt omsluttet av et lukket beholder, med metallkontakter plassert på begge ender. Disse sikringene kan videre kategoriseres i to undergrupper: D-type patronesikringer og lenke-type patronesikringer. Hver undergruppe har sin egen distinkte design og egenskaper, som er tilpasset ulike anvendelser og elektriske krav. Den lukkede strukturen til disse sikringene gir bedre beskyttelse mot miljøfaktorer og uheldig kontakt, noe som gjør dem egnet for et bredt spekter av elektriske systemer der sikkerhet og pålitelighet er avgjørende.

D-type patronesikringer

De nødvendige komponentene i en D-type patronesikring inkluderer bunnen, adapterring, patronen, og en sirkelbryterkap. Patronen er hyllet i sirkelbryterkapet, og sirkelbryterkapet er solid fastgjort til sirkelbryterbunnen. Når patronen er fullt skrudd inn i bunnen, kommer patronens spiss i kontakt med lederen, dermed fullfører kretsen via sirkelbryterlenkene. Dette designet gjør det enkelt å installere og erstatte patronen, og sikrer effektiv elektrisk forbindelse og beskyttelse i kretsen.

Lenke-type patron eller høy brytkapasitets (HRC) sikringer

I lenke-type patron eller HRC-sikringer er sirkelbryterelementet designet for å føre feilstrøm over en lengre periode. Hvis feilen fortsetter, vil sirkelbryterelementet smelte, effektivt åpne kretsen og bryte strømflyten. En av de betydelige fordeler med HRC-sikringer er deres evne til å rydde både lave og høye feilstrømer. Dette gjør dem svært pålitelige i beskyttelsen av elektriske systemer mot et bredt spekter av abnormale strømtilstander.

HRC-sikringer karakteriseres ved deres høyhastighetsoperasjon. De krever også minimal vedlikehold, noe som er en stor fordel i mange anvendelser. Imidlertid må sirkelbryterelementet av HRC-sikringer erstattes etter hver operasjon. I tillegg produserer disse sikringene varme under feil, noe som potensielt kan påvirke drift av nærliggende skruer.

Beholderen til en HRC-sikring er fylt med pulverisert ren kvarts, som fungerer som et effektivt buutslukkende medium. Sirkelbrytertråden i HRC-sikringer er vanligvis laget av sølv og kobber. Denne sirkelbrytertråden består av to eller flere seksjoner som er forbundet ved hjelp av en tinnsøm. Tinnsømmen bidrar til å redusere temperaturen under overlast, noe som forbedrer den totale ytelsen og holdbarheten til sirkelbryteren.

For å øke brytkapasiteten til sirkelbryterne, er to eller flere sølvgarn forbundet parallelt. Garnene er arrangert på en slik måte at bare én tråd smelter om gangen. HRC-sikringer er av to typer

Knivbladtype skruer

I knivbladtype skruer forenkles erstatningen av sirkelbrytertråden i en levende krets ved hjelp av en sirkelbrytertrekker. Dette verktøyet tillater trygg fjerning og substitusjon av sirkelbrytertråden uten direkte håndtering, noe som reduserer risikoen for elektrisk støt. Boltet type HRC-sikringer, på den andre siden, har to ledende plater som er solid boltet til sirkelbryterbunnen. Imidlertid, når denne typen sirkelbryterskru fjernes, kreves en ekstra sikkerhetskrets for å hindre brukeren fra å få elektrisk støt. Denne ekstra kretsen sikrer at elektrisk strøm blir riktig isolert før skruen fjernes.

Utslagsbryter

En utslagsbryter fungerer på en unik måte. Når sirkelbryterelementet smelter av for stor strøm, faller det ut under gravitasjonens innflytelse rundt sin nedre støtte. Dette trekket gjør utslagsbrytere spesielt egnet for beskyttelse av utendørs transformatorer. I et utendørs miljø, hvor transformatorer er utsatt for ulike værforhold og potensielle elektriske feil, kan utslagsbryteren raskt og effektivt isolate den defekte komponenten, og sikre transformator og det totale elektriske systemet.

Slagbryter

En slagbryter er en mekanisk enhet utstyrt med tilstrekkelig kraft og forskyvningskapasitet. Dette lar den bli brukt for å stenge tripp- eller indikatorkretser. Når det oppstår en feil i det elektriske systemet, kan slagbryteren aktiveres, og dens mekaniske handling kan stenge den relevante trippkretsen, som igjen kan skille strømforsyningen for å beskytte systemet. I tillegg kan den også aktivere en indikatorkrets for å signalisere at det har oppstått en feil, noe som gir en viktig visuell eller hørbart indikasjon for vedlikeholdsansatte.

Skru-sirkelbryter

Skru-sirkelbrytere er designet for bruk i lav- og mellomspenningssikringer. Sirkelbryterenheter i disse skruene er tilgjengelige med kapasiteter i området 30, 60, 100, 200, 400, 600, og 800 amperer. De kommer i 3-pol og 4-pol konfigurasjoner, noe som gir fleksibilitet i ulike elektriske oppsett. Brytekapasiteten for disse sikringene kan nå opp til 46 kA. Avhengig av deres kapasitet, er de i stand til å bryte strømmer som er omtrent 3 ganger laststrømmen. Dette gjør skru-sirkelbrytere til pålitelige komponenter for beskyttelse av elektriske kretser mot overstrøm og kortslutning i lav- til mellomspenningssystemer.

Høy spenning HRC-sikringer

En av de primære utfordringene høy-spennings-sikringer står overfor, er problemet med korona. Korona oppstår når elektriske feltstyrken rundt en leder er så høy at den ioniserer omgivende luft, noe som resulterer i en utslipp. For å løse dette problemet, er høy-spennings-sikringer designet med spesielle egenskaper. Disse sikringene er hovedsakelig klassifisert i tre typer, hver type tilpasset for å møte de spesielle kravene i høy-spenningsanvendelser, samtidig som de minimerer effekten av korona og sikrer pålitelig ytelse.

Patronetype HV HRC-sikring

I en patronetype høy spenning (HV) høy brytkapasitets (HRC) sirkelbryter, er sirkelbryterelementet vindet i en spireform. Dette designet effektivt mildrer korona-effekten ved høy spenning. Sikringen inneholder to parallelle sirkelbryterelementer: ett med lav motstand og det andre med høy motstand. Under normale driftsforhold bærer lav-motstandslederen normal strøm. Imidlertid, under en feil, er det den første som bryter, noe som reduserer kortslutningsstrømmen. Denne sekventielle operasjonen bidrar til å beskytte det elektriske systemet ved raskt å begrense den ekstraordinære strømflyten.

Væske-type HV HRC-sikring

Væske-type HV HRC-sikringer er fylt med karbon tetraklorid og har seglerte lokker på begge ender. Når en feil oppstår og strømmen overstiger den tillatte grensen, smelter sirkelbryterelementet og bryter. Karbon tetraklorid-væsken i sikringen fungerer som et effektivt buutslukkende medium for HRC-sikringer. Disse sikringene brukes i transformatorbeskyttelse samt som backupbeskyttelse for strømbrytere. Deres evne til rask buutslukking gjør dem til pålitelige komponenter i høy-spennings-elektriske oppsett.

Eksplusjonstype HV-sikring

Eksplusjonstype sikringer er populært brukt for feeder- og transformatorbeskyttelse på grunn av deres kostnadseffektivitet. De er typisk designet for 11 kV-systemer og har en brytkapasitet på opptil 250 MVA. Denne typen sikring består av en tom, åpen-endet rør av syntetisk resinsammenbundet papir. Sirkelbryterelementene settes inn i rørene, og rørendene er koblet til passende monteringer. Når en bu oppstår, tvinges den mot det indre belaget av røret. Gassene som dannes under denne prosessen, bidrar til å slukke bua, noe som effektivt beskytter det elektriske systemet mot overstrøm.