Які існують типи запобіжників?
Які є типи п’єз?
П’єза — це пристрій, що перериває струм. Вона розриває або відкриває коло, топлячи свій елемент, тим самим відокремлюючи несправний пристрій від основного живлення. П’єзи головним чином поділяються на два типи залежно від напруги живлення: п’єзи постійного струму (DC) і п’єзи змінного струму (AC). Різні типи п’єз зображено на нижньому зображенні.
П’єза постійного струму (DC)
П’єза постійного струму функціонує, відкриваючи або розриваючи коло, коли через неї проходить надмірний струм. Однак головна проблема п’єз DC полягає у затуханні дуги, яку генерує постійний струм. Оскільки в колі постійного струму немає природних переходів через нуль, на відміну від кола змінного струму, затухання дуги дуже складне. Для зниження цього, електроди в п’єзі DC розташовані на більшій відстані один від одного. В результаті, розмір п’єзи DC більший, ніж аналогічної номінальної потужності п’єзи AC.
П’єзи змінного струму (AC)
П’єзи змінного струму поділяються на два основні типи: п’єзи низької напруги і п’єзи високої напруги. Змінний струм в п’єзах AC має частоту, яка заставляє його амплітуду змінюватися від 0° до 60° за одну секунду. Ця характеристика AC дозволяє легше затухати дугу в колі змінного струму, порівняно з колом постійного струму.
П’єзи низької напруги можуть бути поділені на чотири класи, як показано на нижньому зображенні. Полупрозорі або перезаповнювані п’єзи, разом з повністю закритими або картриджними п’єзами, є найчастіше використовуваними типами п’єз.
Перезаповнювані п’єзи
Перезаповнювані п’єзи переважно використовуються в малих струмових колах, таких як домашнє проводку. Перезаповнювана п’єза складається з двох основних компонентів: корпусу п’єзи і носія п’єзи. База п’єзи, зазвичай виготовлена з фарфору, призначена для утримання п’єзових дротів. Ці дроти можуть бути виготовлені з матеріалів, таких як свинець, олово, мідь або сплав свинцю та олова. Однією з переваг перезаповнюваних п’єз є те, що носій п’єзи може легко вставлятися або витягуватися з бази без потреби відкривати основний вимикач. Ця особливість дозволяє зручно замінювати п’єзовий дріт, коли він перегорів через надмірний струм, роблячи його практичним вибором для домашніх електричних систем, де цінуються простота і легкість обслуговування.
Повністю закриті або картриджні п’єзи
У повністю закритих або картриджних п’єзах, елемент п’єзи повністю заключений в закритому контейнері, з металевими контактами на обох кінцях. Ці п’єзи можуть бути поділені на два підтипу: D-тип картриджних п’єз і ланкові картриджні п’єзи. Кожен підтип має свою власну конструкцію і характеристики, які призначені для різних застосувань і електричних вимог. Закрита конструкція цих п’єз забезпечує покращену захист від навколишніх факторів та випадкового контакту, роблячи їх придатними для широкого спектра електричних систем, де важливі безпека та надійність.
D-тип картриджних п’єз
Основні компоненти D-тип картриджної п’єзи включають базу, адаптерне кільце, картридж і капсулу п’єзи. Картридж розташований в капсулі п’єзи, а капсула п’єзи надійно прикріплена до бази п’єзи. Коли картридж повністю завинчений до бази, верхня частина картриджа з’єднується з провідником, завершуючи коло через п’єзові ланки. Ця конструкція дозволяє легкий монтаж та заміну картриджа, забезпечуючи ефективне електричне з’єднання та захист у колі.
Ланкові картриджні п’єзи або п’єзи з високою розривною здатністю (HRC)
У ланкових картриджних або HRC п’єзах, елемент п’єзи призначений для проведення аварійного струму протягом тривалого часу. У разі, якщо аварія триває, елемент п’єзи розплавиться, ефективно відкриваючи коло та перериваючи струм. Однією з ключових переваг HRC п’єз є їх здатність очищати як низькі, так і високі аварійні струми. Це робить їх надійними для захисту електричних систем від широкого спектра аномальних умов струму.
HRC п’єзи характеризуються швидким роботою. Вони також потребують мінімального обслуговування, що є значним плюсом у багатьох застосуваннях. Однак, після кожного роботи, елемент п’єзи HRC треба замінити. Крім того, під час аварій, ці п’єзи генерують тепло, що може потенційно вплинути на роботу поблизьки розташованих вимикачів.
Корпус HRC п’єзи заповнений меленим чистим кварцем, який служить ефективним середовищем для затухання дуги. Дріт п’єзи в HRC п’єзах зазвичай виготовлений з срібла та міді. Цей дріт складається з двох або більше секцій, які з'єднані з допомогою олов'яного з'єднання. Олов'яне з'єднання допомагає знизити температуру при перевантаженнях, підвищуючи загальну продуктивність та довговічність п’єзи.
Для збільшення розривної здатності п’єз, два або більше срібних дроти з'єднані паралельно. Ці дроти розташовані таким чином, що топиться лише один дріт зараз. HRC п’єзи поділяються на два типи.
Вимикачі з ножовим переключенням
У вимикачах з ножовим переключенням, заміна п’єзового дроту в живому колі здійснюється за допомогою п’єзоотримувача. Цей інструмент дозволяє безпечне вилучення та заміну п’єзового дроту без прямих контактів, зменшуючи ризик електричного удару. Натомість, болтові HRC п’єзи мають дві провідні пластини, які надійно прикріплені до бази п’єзи. Однак, при вилученні такого типу вимикача, потрібен додатковий безпечний контур, щоб запобігти користувачу отримати електричний удар. Цей додатковий контур забезпечує правильне відокремлення електричного струму перед вилученням вимикача.
Випадкові п’єзи
Випадкова п’єза працює унікальним способом. Коли елемент п’єзи топиться через надмірний струм, він випадає під впливом гравітації навколо своєї нижньої опори. Ця характеристика робить випадкові п’єзи особливо придатними для захисту зовнішніх трансформаторів. У зовнішньому середовищі, де трансформатори виставлені різним погодним умовам та потенційним електричним аваріям, випадкова п’єза може швидко та ефективно відокремити винний компонент, захищаючи трансформатор та загальну електричну систему.
Страйкер-п’єза
Страйкер-п’єза — це механічний пристрій, оснащений достатньою силою та здатністю переміщення. Це дозволяє йому використовуватися для закриття трипінгових або індикаторних кіл. Коли в електричній системі виникає аварія, страйкер-п’єзу можна активувати, і його механічна дія може закрити відповідне трипінгове коло, яке, в свою чергу, може відключити живлення, захищаючи систему. Крім того, він може активувати індикаторне коло, щоб сигналізувати про виникнення аварії, надаючи важливу візуальну або звукову індикацію для обслуговуючого персоналу.
Вимикач-п’єза
Вимикачі-п’єзи призначені для використання в колах низької та середньої напруги. Одиниці п’єз у цих вимикачах доступні з номіналами в діапазоні 30, 60, 100, 200, 400, 600 та 800 ампер. Вони доступні в конфігураціях з 3-ма та 4-ма полюсами, що забезпечує гнучкість у різних електричних встановленнях. Здатність формування цих п’єз може досягати 46 кА. Залежно від їх номіналу, вони здатні безпечного розриву струмів, які приблизно в 3 рази перевищують струм навантаження. Це робить вимикачі-п’єзи надійними компонентами для захисту електричних кіл від надмірних струмів та коротких замикань у застосуваннях з низькою та середньою напругою.
Високонапігні HRC п’єзи
Однією з основних проблем, з якими стикаються високонапігні п’єзи, є проблема корони. Корона виникає, коли електричне поле навколо провідника достатньо сильне, щоб іонізувати оточуюче повітря, що призводить до розряду. Для вирішення цієї проблеми, високонапігні п’єзи проектуються з особливими характеристиками. Ці п’єзи головним чином поділяються на три типи, кожен з яких призначений для задоволення конкретних вимог високонапігних застосувань, з одночасним зменшенням впливу корони та забезпеченням надійної роботи.
Картриджні HRC п’єзи високої напруги
У картриджних HRC п’єзах високої напруги (HV), елемент п’єзи намотаний у вигляді спіралі. Ця конструкція ефективно знижує ефект корони при високих напругах. П’єза містить два паралельно розташовані елементи: один з низьким опором, а інший з високим опором. При нормальних умовах роботи, дріт з низьким опором проводить нормальний струм. Однак, під час аварії, він першим перегорає, знижуючи струм короткого замикання. Ця послідовна робота допомагає захистити електричну систему, швидко обмежуючи надмірний струм.
Рідковидні HRC п’єзи високої напруги
Рідковидні HRC п’єзи високої напруги заповнені карбон-тетрахлоридом і мають герметичні кришки на обох кінцях. Коли відбувається аварія, і струм перевищує дозволені межі, елемент п’єзи топиться і перегорає. Карбон-тетрахлоридовий рідина в п’єзі служить ефективним середовищем для затухання дуги в HRC п’єзах. Ці п’єзи знаходять застосування в захисті трансформаторів, а також в якості резервного захисту для автоматичних вимикачів. Їх здатність швидко гасити дуги робить їх надійними компонентами в електричних встановленнях високої напруги.
Викидні HRC п’єзи високої напруги
Викидні п’єзи широко використовуються для захисту підключення та трансформаторів через їх економічність. Вони зазвичай проектуються для систем 11 кВ і мають розривну здатність до 250 МВА. Цей тип п’єзи складається з порожньої, відкритої з обох кінців труби, виготовленої з синтетичної смоли, звязаної з папером. Елементи п’єз вставляються в труби, а кінці труб з'єднуються з відповідними фітингами. Коли виникає дуга, вона використовується проти внутрішнього покриття труби. Гази, що виробляються під час цього процесу, допомагають затушити дугу, ефективно захищаючи електричну систему від надмірних струмів.
