Предпазителът е устройство, използвано в електрическите вериги за защита на електрическото оборудване срещу прекомерни натоварвания и кратки замыкания. Той е най-простият и най-икономичен компонент за прекъсване на електрическа верига при излагане на токове от кратко замыкание или прекомерно натоварване.
Предпазители се използват за защита срещу прекомерни натоварвания и кратки замыкания в високонапрегови системи до 66 кВ и нисконапрегови системи до 400 В. В определени приложения техният употреба е ограничена до ситуации, в които техните характеристики са уникално подходящи за прекъсване на тока.
Принцип на действие на предпазителя
Предпазителят работи по принципа на нагряване от електрическия ток. При нормални условия:
Елементът на предпазителя пренася нормалния операционен ток, генерирайки топлина, която се разсейва в околната въздух.
Това поддържа температурата на елемента под точката му на топене, осигурявайки непрекъснато функциониране на веригата.
По време на дефект (например, кратко замыкание или прекомерно натоварване):
Магнитудата на тока се увеличава значително над нормалното ниво.
Резултантната прекомерна топлина бързо топи елемента на предпазителя, прекъсвайки веригата и изолирайки дефекта.
Това защитава свързаната машина и оборудването от повреди, причинени от аномални токове.
Дизайн и функция
Материал на елемента: Изработен от внимателно избрани проводещи метали (например мед, сребро или сплави от олово и олов) с ниска точка на топене, за да се осигури бързо топене при аварийни условия.
Картридж: Обгражда елемента, предоставяйки механична подкрепа и (в затворени типове) материали за потушаване на дъга (например кварцов пясък), за да се подтискат дъги по време на прекъсване.
Основна функция: Позволява нормален токов поток, докато бързо прекъсва високомагнитудни аварийни токове.
Преимущества на електрическите предпазители
Икономична защита: Най-икономичната форма на защита на веригата, без необходимост от постоянно поддръжка.
Автоматично действие: Реагира мигновено на дефектите без външно вмешателство, често по-бързо от автоматични щепселни ключове.
Ограничаване на тока: По-малките елементи на предпазителята инхерентно ограничават аварийните токове, като се топят бързо, намалявайки напрежението върху компонентите на системата.
Обратна характеристика на ток-време: Естествена способност да различава между прекомерни натоварвания (по-бавна реакция) и кратки замыкания (моментно прекъсване), правейки ги подходящи за защита срещу прекомерни натоварвания.
Недостатъци на електрическите предпазители
Спрягане за замяна: Изисква ръчна замяна след изпълнение, водейки до временни прекъсвания на услугата.
Проблеми с координация: Съвместяването на характеристиката на ток-време на предпазителя с други защитни устройства (например автоматични щепселни ключове) може да бъде сложно, рискувайки неправилно действие или забавено изчистване на дефекта.
Приложения
Нисконапрегови системи: Защитава кабели в осветителни и енергийни вериги, обикновено до 400 В.
Средненапрегови системи: Използва се в основните разпределителни мрежи за трансформатори с мощност до 200 кВА, работещи при напрежения до 66 кВ.
Специализирани сценарии: Идеален за рядко използвани вериги или там, където автоматичните щепселни ключове са скъпи, като в жилищни, комерсиални и определени индустриални съоръжения.
Предпазителите остават основен елемент на електрическата защита поради своето простота, надеждност и икономичност, особено в приложения, където честотата на дефектите е ниска и бързото, автоматично прекъсване е критично.
