Какие бывают типы предохранителей?

Какие бывают типы предохранителей?

Предохранитель — это устройство, прерывающее ток. Он разрывает или открывает цепь, плавясь, тем самым изолируя неисправное устройство от основной цепи питания. Предохранители в основном классифицируются на два типа в зависимости от входного напряжения: предохранители переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Различные типы предохранителей показаны на изображении ниже.

Предохранитель постоянного тока (DC)

Предохранитель постоянного тока функционирует, разрывая или прерывая цепь при прохождении через него чрезмерного тока. Однако основная проблема с предохранителями постоянного тока заключается в гашении дуги, создаваемой постоянным током. Поскольку в цепи постоянного тока нет естественных нулевых пересечений, как в цепи переменного тока, гашение дуги крайне затруднено. Для уменьшения этой проблемы электроды в предохранителе постоянного тока расположены на большем расстоянии друг от друга. В результате размер предохранителя постоянного тока больше, чем у предохранителя переменного тока аналогичного номинала.

Предохранители переменного тока (AC)

Предохранители переменного тока подразделяются на два основных типа: низковольтные предохранители и высоковольтные предохранители. Переменный ток в предохранителях AC имеет частоту, которая заставляет его амплитуду изменяться от 0° до 60° в течение одной секунды. Эта характеристика переменного тока позволяет легче гасить дугу в цепи переменного тока по сравнению с цепью постоянного тока.

Низковольтные предохранители можно дополнительно разделить на четыре класса, как показано на изображении ниже. Полузакрытые или перезаряжаемые предохранители, а также полностью закрытые или картриджные предохранители являются наиболее часто используемыми типами предохранителей.

Перезаряжаемые предохранители

Перезаряжаемые предохранители в основном используются в цепях малого тока, таких как домашняя проводка. Перезаряжаемый предохранитель состоит из двух основных компонентов: корпуса предохранителя и держателя предохранителя. Основание предохранителя, обычно изготовленное из фарфора, предназначено для удержания проволочных предохранителей. Эти провода могут быть изготовлены из материалов, таких как свинец, луженая медь, алюминий или сплав олова и свинца. Одним из преимуществ перезаряжаемых предохранителей является то, что держатель предохранителя можно легко вставить или вынуть из основания без необходимости открывать главный выключатель. Эта особенность позволяет удобно заменять проволочный предохранитель, когда он перегорает из-за чрезмерного тока, делая его практичным выбором для домашних электрических систем, где ценятся простота и удобство обслуживания.

Полностью закрытые или картриджные предохранители

В полностью закрытых или картриджных предохранителях элемент предохранителя полностью заключен в герметичный контейнер, с металлическими контактами, расположенными на обоих концах. Эти предохранители можно дополнительно разделить на два подтипа: D-типовые картриджные предохранители и предохранители типа "ссылка". Каждый подтип имеет свои уникальные конструкцию и характеристики, которые адаптированы к различным применениям и электрическим требованиям. Закрытая структура этих предохранителей обеспечивает повышенную защиту от внешних факторов и случайного контакта, делая их подходящими для широкого спектра электрических систем, где важны безопасность и надежность.

D-типовые картриджные предохранители

Основные компоненты D-типового картриджного предохранителя включают основание, адаптерное кольцо, картридж и крышку предохранителя. Картридж размещен внутри крышки предохранителя, а крышка предохранителя надежно прикреплена к основанию предохранителя. Когда картридж полностью завинчен в основание, кончик картриджа соприкасается с проводником, тем самым завершая цепь через предохранительные звенья. Эта конструкция позволяет легко устанавливать и заменять картридж, обеспечивая эффективное электрическое соединение и защиту в цепи.

Предохранители типа "ссылка" или высокой разрывной способности (HRC)

В предохранителях типа "ссылка" или HRC элемент предохранителя предназначен для длительного пропускания тока короткого замыкания. В случае, если неисправность продолжается, элемент предохранителя плавится, прерывая цепь и прекращая поток тока. Одним из значительных преимуществ предохранителей HRC является их способность очищать как низкие, так и высокие токи короткого замыкания. Это делает их высоко надежными в защите электрических систем от широкого диапазона аномальных условий тока.

Предохранители HRC характеризуются высокоскоростной работой. Они также требуют минимального обслуживания, что является большим плюсом во многих применениях. Однако после каждого срабатывания элемент предохранителя HRC необходимо заменить. Кроме того, при неисправностях эти предохранители выделяют тепло, которое может потенциально повлиять на работу близлежащих выключателей.

Корпус предохранителя HRC заполнен порошкообразным чистым кварцем, который служит эффективным средой для гашения дуги. Проволока предохранителя в предохранителях HRC обычно изготовлена из серебра и меди. Эта проволока состоит из двух или более секций, соединенных с помощью оловянного соединения. Оловянное соединение помогает снижать температуру при перегрузке, улучшая общую производительность и долговечность предохранителя.

Для увеличения разрывной способности предохранителей, два или более серебряных провода соединяются параллельно. Эти провода расположены таким образом, что только один провод плавится за один раз. Предохранители HRC бывают двух типов.

Выключатели типа "лезвие"

В выключателях типа "лезвие" замена проволочного предохранителя в живой цепи осуществляется с помощью извлекателя предохранителей. Этот инструмент позволяет безопасно удалять и заменять проволочный предохранитель, не прикасаясь к нему напрямую, что снижает риск поражения электрическим током. Болтовые предохранители HRC, с другой стороны, имеют две проводящие пластины, которые надежно закреплены на основании предохранителя. Однако при удалении такого типа выключателя требуется дополнительная защитная цепь, чтобы предотвратить поражение электрическим током пользователя. Эта дополнительная цепь обеспечивает правильную изоляцию электрического тока перед удалением выключателя.

Предохранитель с автоматическим выбросом

Предохранитель с автоматическим выбросом работает уникальным образом. Когда элемент предохранителя плавится из-за чрезмерного тока, он падает под действием гравитации вокруг нижней опоры. Эта особенность делает предохранители с автоматическим выбросом особенно подходящими для защиты наружных трансформаторов. В условиях наружной среды, где трансформаторы подвергаются различным погодным условиям и возможным электрическим неисправностям, предохранитель с автоматическим выбросом может быстро и эффективно изолировать неисправный компонент, защищая трансформатор и всю электрическую систему.

Ударный предохранитель

Ударный предохранитель — это механическое устройство, оснащенное достаточной силой и возможностью перемещения. Это позволяет использовать его для закрытия срабатывающих или индикаторных цепей. При возникновении неисправности в электрической системе ударный предохранитель может быть активирован, и его механическое действие может закрыть соответствующую срабатывающую цепь, которая, в свою очередь, может отключить питание для защиты системы. Кроме того, он может активировать индикаторную цепь, сигнализируя о возникновении неисправности, предоставляя важное визуальное или звуковое указание для технического персонала.

Выключатель-предохранитель

Выключатели-предохранители предназначены для использования в низковольтных и средневольтных цепях. Единицы предохранителей в этих выключателях доступны с номинальными значениями 30, 60, 100, 200, 400, 600 и 800 ампер. Они выпускаются в трехполюсных и четырехполюсных конфигурациях, предлагая гибкость в различных электрических установках. Способность коммутации этих предохранителей может достигать 46 кА. В зависимости от их номинала они способны безопасно прерывать ток, примерно в три раза превышающий нагрузочный ток. Это делает выключатели-предохранители надежными компонентами для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий в низковольтных и средневольтных приложениях.

Высоковольтные предохранители HRC

Одним из основных вызовов, с которыми сталкиваются высоковольтные предохранители, является проблема короны. Короны возникают, когда электрическое поле вокруг проводника достаточно сильно, чтобы ионизировать окружающий воздух, вызывая разряд. Для решения этой проблемы высоковольтные предохранители оснащены специальными функциями. Эти предохранители в основном классифицируются на три типа, каждый из которых адаптирован для удовлетворения специфических требований высоковольтных применений, минимизируя эффекты короны и обеспечивая надежную работу.

Картриджный высоковольтный предохранитель HRC

В картриджном высоковольтном (HV) предохранителе с высокой разрывной способностью (HRC) элемент предохранителя намотан в виде спирали. Эта конструкция эффективно снижает эффект короны при высоких напряжениях. Предохранитель содержит два параллельно расположенных элемента: один с низким сопротивлением и другой с высоким сопротивлением. В нормальных условиях работы проводник с низким сопротивлением пропускает нормальный ток. Однако при неисправности он первым перегорает, снижая ток короткого замыкания. Последовательная работа помогает защищать электрическую систему, быстро ограничивая избыточный поток тока.

Жидкий высоковольтный предохранитель HRC

Жидкие высоковольтные предохранители HRC заполнены тетрахлорметаном и имеют герметичные колпачки на обоих концах. При возникновении неисправности и превышении допустимого тока элемент предохранителя плавится и выходит из строя. Жидкий тетрахлорметан внутри предохранителя служит эффективным средством для гашения дуги в предохранителях HRC. Эти предохранители находят применение в защите трансформаторов, а также в качестве резервной защиты для автоматических выключателей. Их способность быстро гасить дуги делает их надежными компонентами в высоковольтных электрических установках.

Изгоняющий высоковольтный предохранитель

Изгоняющие предохранители широко используются для защиты линий питания и трансформаторов благодаря своей экономической эффективности. Они обычно предназначены для систем 11 кВ и имеют разрывную способность до 250 МВА. Этот тип предохранителя состоит из полого, открытого с обеих сторон трубчатого корпуса, изготовленного из синтетического связующего материала на основе бумаги. Элементы предохранителя вставляются в трубы, а концы труб соединяются с соответствующими фитингами. Когда образуется дуга, она воздействует на внутреннее покрытие трубы. Газы, образующиеся в процессе, помогают гасить дугу, эффективно защищая электрическую систему от перегрузок по току.