Jakie są rodzaje bezpieczników?

Jakie są rodzaje bezpieczników?

Bezpiecznik to urządzenie przerywające prąd. Przerywa lub otwiera obwód poprzez stopienie elementu bezpiecznika, izolując w ten sposób uszkodzone urządzenie od głównego obwodu zasilania. Bezpieczniki są głównie klasyfikowane na dwa typy w zależności od napięcia zasilania wejściowego: bezpieczniki AC i DC. Różne rodzaje bezpieczników są przedstawione na poniższym obrazie.

Bezpiecznik DC

Bezpiecznik DC działa, otwierając lub przerywając obwód, gdy przez niego przepływa nadmierny prąd. Jednak główna trudność związana z bezpiecznikami DC polega na gaszeniu łuku wytworzonych przez prąd stały. Ponieważ w obwodzie DC nie ma naturalnych przejść przez zero prądu, tak jak w obwodzie AC, gaszenie łuku jest bardzo trudne. Aby temu zaradzić, elektrody w bezpieczniku DC są umieszczone na większej odległości od siebie. W rezultacie rozmiar bezpiecznika DC jest większy w porównaniu do bezpiecznika AC o podobnej mocy.

Bezpieczniki AC

Bezpieczniki AC są klasyfikowane na dwa główne typy: bezpieczniki niskiego napięcia i bezpieczniki wysokiego napięcia. Prąd przemienny w bezpiecznikach AC ma częstotliwość, która powoduje, że jego amplituda zmienia się od 0° do 60° w ciągu jednej sekundy. Ta cecha prądu AC umożliwia łatwiejsze gaszenie łuku w obwodzie AC w porównaniu do obwodu DC.

Bezpieczniki niskiego napięcia można dalej podzielić na cztery klasy, jak pokazano na poniższym obrazie. Półotwarte lub ponownie montowalne bezpieczniki, a także całkowicie zamknięte lub typ kasetowe, są najczęściej używanymi typami bezpieczników.

Ponownie montowalne bezpieczniki

Ponownie montowalne bezpieczniki są głównie stosowane w obwodach o małym prądzie, takich jak te do instalacji domowych. Ponownie montowalny bezpiecznik składa się z dwóch głównych komponentów: obudowy bezpiecznika i nośnika bezpiecznika. Podstawa bezpiecznika, zwykle wykonana z porcelany, jest zaprojektowana do utrzymania drutów bezpiecznika. Te druty mogą być wykonane z materiałów takich jak ołów, blachowany miedzią, aluminium lub stop cyny i ołowiu. Jedną z zalet ponownie montowalnych bezpieczników jest to, że nośnik bezpiecznika może być łatwo włożony lub wyciągnięty z podstawy bez konieczności otwierania głównego przełącznika. Ta funkcja pozwala na wygodną wymianę drutu bezpiecznika, gdy zostanie on spalony przez nadmierny prąd, co sprawia, że jest to praktyczny wybór dla systemów elektrycznych domowych, gdzie ceni się prostotę i łatwą konserwację.

Całkowicie zamknięte lub typ kasetowe bezpieczniki

W całkowicie zamkniętych lub typ kasetowych bezpiecznikach, element bezpiecznika jest całkowicie zamknięty w obudowie, z kontaktami metalowymi umieszczonymi na obu końcach. Te bezpieczniki można dalej podzielić na dwa podtypy: D - typowe kasetowe bezpieczniki i link - typowe kasetowe bezpieczniki. Każdy podtyp ma swój własny unikalny projekt i charakterystykę, które są dostosowane do różnych zastosowań i wymagań elektrycznych. Zamknięta struktura tych bezpieczników zapewnia lepszą ochronę przed czynnikami środowiskowymi i przypadkowym dotykiem, co sprawia, że są one odpowiednie dla szerokiego zakresu systemów elektrycznych, gdzie bezpieczeństwo i niezawodność są kluczowe.

D - typowe kasetowe bezpieczniki

Główne komponenty D - typowego kasetowego bezpiecznika obejmują podstawę, pierścień adaptera, kasetę i nakrętkę bezpiecznika. Kasetka jest umieszczona w nakrętce bezpiecznika, a nakrętka bezpiecznika jest solidnie przytwierdzona do podstawy bezpiecznika. Gdy kasetka jest w pełni wkręcona w podstawę, czubek kasetki styka się z przewodnikiem, uzupełniając obwód przez linki bezpiecznika. Ten projekt umożliwia łatwe montowanie i wymianę kasetki, zapewniając efektywną połączenie elektryczne i ochronę w obwodzie.

Link - typowe kasetowe lub wysokiej pojemności przerywania (HRC) bezpieczniki

W link - typowych kasetowych lub HRC bezpiecznikach, element bezpiecznika jest zaprojektowany do przeprowadzania prądu awaryjnego przez dłuższy czas. W przypadku, gdy awaria trwa, element bezpiecznika stopi się, efektywnie otwierając obwód i przerywając przepływ prądu. Jednym z istotnych zalet HRC bezpieczników jest ich zdolność do usuwania zarówno niskich, jak i wysokich prądów awaryjnych. To sprawia, że są one niezwykle niezawodne w ochronie systemów elektrycznych przed szerokim spektrum nietypowych warunków prądu.

HRC bezpieczniki charakteryzują się szybkim działaniem. Wymagają również minimalnej konserwacji, co jest dużą zaletą w wielu zastosowaniach. Jednak po każdym działaniu, element bezpiecznika HRC musi być wymieniony. Ponadto, podczas awarii, te bezpieczniki generują ciepło, co potencjalnie może wpłynąć na działanie pobliskich przełączników.

Obudowa HRC bezpiecznika jest wypełniona proszkiem czystego kwarcu, który służy jako skuteczne medium do gaszenia łuku. Drut bezpiecznika w HRC bezpiecznikach jest zazwyczaj wykonany z srebra i miedzi. Ten drut bezpiecznika składa się z dwóch lub więcej sekcji, które są połączone za pomocą stopy cynowo - ołowiowej. Stopa cynowo - ołowiowa pomaga w zmniejszeniu temperatury w warunkach przeciążenia, zwiększając ogólną wydajność i trwałość bezpiecznika.

Aby zwiększyć pojemność przerywania bezpieczników, dwa lub więcej drutów srebrnych są połączone równolegle. Te druty są ułożone w taki sposób, aby tylko jeden drut stopił się jednocześnie. HRC bezpieczniki są dwóch typów

Przełączniki typu widelec

W przełącznikach typu widelec, wymiana drutu bezpiecznika w obwodzie pod napięciem jest ułatwiona za pomocą narzędzia do wyciągania bezpieczników. To narzędzie pozwala na bezpieczne usunięcie i zastąpienie drutu bezpiecznika bez bezpośredniego dotykania go, zmniejszając ryzyko porażenia prądem. Natomiast w śrubowych HRC bezpiecznikach, znajduje się dwie płytki przewodzące, które są solidnie przymocowane do podstawy bezpiecznika. Jednak, podczas usuwania tego typu przełącznika bezpiecznika, wymagany jest dodatkowy obwód bezpieczeństwa, aby zapobiec otrzymaniu porażenia przez użytkownika. Ten dodatkowy obwód zapewnia, że prąd elektryczny jest prawidłowo izolowany przed usunięciem przełącznika.

Spadający bezpiecznik

Spadający bezpiecznik działa w unikalny sposób. Gdy element bezpiecznika topi się przez nadmierny prąd, opada pod wpływem grawitacji wokół swojego dolnego podparcia. Ta cecha sprawia, że spadające bezpieczniki są szczególnie odpowiednie do ochrony transformatorów na zewnątrz. W środowisku zewnętrznym, gdzie transformatory są narażone na różne warunki pogodowe i potencjalne awarie elektryczne, spadający bezpiecznik może szybko i skutecznie izolować uszkodzony element, chroniąc transformator i cały system elektryczny.

Bezpiecznik z uderzaczem

Bezpiecznik z uderzaczem to mechaniczne urządzenie wyposażone w wystarczającą siłę i możliwości przemieszczenia. Pozwala to na jego użycie do zamykania obwodów odłączenia lub wskaźnikowych. Gdy w systemie elektrycznym wystąpi awaria, bezpiecznik z uderzaczem może zostać wyzwolony, a jego działanie mechaniczne może zamknąć odpowiedni obwód odłączenia, co w kolejnym etapie może odłączyć zasilanie, chroniąc system. Dodatkowo może również aktywować obwód wskaźnikowy, sygnalizując wystąpienie awarii, co stanowi ważne wizualne lub słyszalne wskaźniki dla personelu serwisowego.

Przełącznik - bezpiecznik

Przełączniki - bezpieczniki są zaprojektowane do użycia w obwodach niskiego i średniego napięcia. Jednostki bezpieczników w tych przełącznikach są dostępne w zakresie moców 30, 60, 100, 200, 400, 600 i 800 amper. Są dostępne w konfiguracjach 3 - biegowych i 4 - biegowych, oferując elastyczność w różnych ustawieniach elektrycznych. Pojemność tworzenia tych bezpieczników może osiągnąć 46 kA. W zależności od ich mocy, są one zdolne do bezpiecznego przerywania prądów, które są około 3 razy większe niż prąd obciążenia. To sprawia, że przełączniki - bezpieczniki są niezawodnymi elementami do ochrony obwodów elektrycznych przed nadmiernymi prądami i zwarciami w zastosowaniach niskiego do średniego napięcia.

Wysokonapięciowe HRC bezpieczniki

Jednym z głównych problemów, z którymi borykają się wysokonapięciowe bezpieczniki, jest korona. Korona występuje, gdy natężenie pola elektrycznego wokół przewodnika jest wystarczająco duże, aby jonizować otaczające powietrze, powodując rozładowanie. Aby rozwiązać ten problem, wysokonapięciowe bezpieczniki są zaprojektowane ze specjalnymi cechami. Te bezpieczniki są głównie klasyfikowane na trzy typy, każdy typ dostosowany do spełnienia specyficznych wymagań zastosowań wysokonapięciowych, jednocześnie minimalizując efekty korony i zapewniając niezawodne działanie.

Kasetowy HV HRC bezpiecznik

W kasetowym wysokonapięciowym (HV) wysokiej pojemności przerywania (HRC) bezpieczniku, element bezpiecznika jest nawinięty w kształt helicy. Ten projekt efektywnie redukuje efekt korony przy wysokich napięciach. Bezpiecznik zawiera dwa równolegle ułożone elementy bezpiecznika: jeden o niskim oporze, a drugi o wysokim oporze. W normalnych warunkach pracy, drut o niskim oporze przeprowadza normalny prąd. Jednak podczas awarii, to on jest pierwszy, który się topi, redukując prąd zwarcia. Ta sekwencyjna operacja pomaga w ochronie systemu elektrycznego, szybko ograniczając nadmierny przepływ prądu.

Ciekły HV HRC bezpiecznik

Ciekłe HV HRC bezpieczniki są wypełnione czterochlorkiem węgla i mają zapieczętowane kaptury na obu końcach. Gdy wystąpi awaria i prąd przekroczy dopuszczalny limit, element bezpiecznika stopi się i wybuchnie. Ciekły czterochlorek węgla w bezpieczniku służy jako skuteczne medium do gaszenia łuku w HRC bezpiecznikach. Te bezpieczniki są stosowane do ochrony transformatorów oraz jako zapasowa ochrona dla wyłączników. Ich zdolność do szybkiego gaszenia łuków sprawia, że są niezawodnymi elementami w wysokonapięciowych ustawieniach elektrycznych.

Wydalający HV bezpiecznik

Wydalające bezpieczniki są popularnie stosowane do ochrony linii i transformatorów ze względu na ich koszt - efektywność. Są one zwykle zaprojektowane dla systemów 11 kV i mają pojemność przerywania do 250 MVA. Ten typ bezpiecznika składa się z pustej, otwartej na obu końcach rury wykonanej z syntetycznej resiny i papieru. Elementy bezpiecznika są wstawiane do rur, a końce rur są połączone z odpowiednimi wtykami. Gdy powstaje łuk, jest on zmuszony do uderzenia w wewnętrzne powłoki rury. Gazy produkowane w tym procesie pomagają w gaszeniu łuku, efektywnie chroniąc system elektryczny przed nadmiernym prądem.