Een zekering is een apparaat dat in elektrische circuits wordt gebruikt om elektrische apparatuur te beschermen tegen overbelasting en kortsluiting. Het is het eenvoudigste en meest kosteneffectieve onderdeel om een elektrisch circuit te onderbreken wanneer het blootgesteld wordt aan stroomstoten of te grote overbelasting.
Zekeringen worden gebruikt voor overbelastings- of kortsluitingbeveiliging in hoogspanningsystemen tot 66 kV en laagspanningsystemen tot 400 V. In bepaalde toepassingen is hun gebruik beperkt tot scenario's waarin hun prestatiekenmerken uniek geschikt zijn voor de stroomonderbreking.
Werkingsprincipe van een zekering
Een zekering werkt op basis van het verwarmende effect van elektrische stroom. Onder normale omstandigheden:
Het zekerelement voert de normale werkingsspanning, waardoor warmte ontstaat die wordt afgevoerd naar de omringende lucht.
Dit houdt de temperatuur van het element onder het smeltpunt, wat continue circuitoperatie garandeert.
Tijdens een storing (bijvoorbeeld kortsluiting of overbelasting):
De stroomsterkte neemt aanzienlijk toe boven het normale niveau.
De resulterende extreme hitte smelt snel het zekerelement, waardoor het circuit wordt verbroken en de storing wordt geïsoleerd.
Dit beschermt verbonden machines en apparatuur tegen schade door abnormale stromen.
Ontwerp en Functie
Elementmateriaal: Gemaakt van zorgvuldig geselecteerde geleidende metalen (bijvoorbeeld koper, zilver of tin-loodlegingen) met lage smeltpunten om snelle smelting bij storingen te garanderen.
Patroonhouder: Omvat het element, biedt mechanische ondersteuning en (bij gesloten types) boogdempende materialen (bijvoorbeeld kwartszand) om boogvorming tijdens de onderbreking te onderdrukken.
Kernfunctie: Staart normale stroomtoevoer toe terwijl het snel hoge storingstromen onderbreekt.
Voordelen van Elektrische Zekeringen
Kosteneffectieve Bescherming: De meest economische vorm van circuitbescherming, vereist geen onderhoud.
Automatische Werking: Reageert onmiddellijk op storingen zonder externe interventie, vaak sneller dan schakelaars.
Stroombeperking: Kleinere zekerelementen beperken inherent storingstromen door snel te smelten, waardoor de belasting op systeemcomponenten wordt verminderd.
Inverse Tijd-Stroomkenmerk: Natuurlijke mogelijkheid om te onderscheiden tussen overbelasting (langzamere reactie) en kortsluiting (onmiddellijke onderbreking), waardoor het geschikt is voor overbelastingsbescherming.
Nadelen van Elektrische Zekeringen
Stilstandsperiode voor Vervanging: Vereist handmatige vervanging na bedrijf, wat tijdelijke dienstonderbrekingen veroorzaakt.
Aanpassingsproblemen: Het matchen van het tijd-stroomkenmerk van de zekering met andere beschermingsapparaten (bijvoorbeeld schakelaars) kan complex zijn, waardoor miswerking of vertraagde storingoplossing risico's bestaan.
Toepassingen
Laagspanningsystemen: Beschermt kabels in verlichtings- en krachtcircuits, meestal tot 400 V.
Middenspanningsystemen: Wordt gebruikt in primaire distributienetwerken voor transformatoren tot 200 kVA, werkend op spanningen tot 66 kV.
Gespecialiseerde Scenario's: Ideaal voor zelden gebruikte circuits of waar schakelaars te duur zijn, zoals in woon-, commerciële- en bepaalde industriële omgevingen.
Zekeringen blijven een hoeksteen van elektrische bescherming vanwege hun eenvoud, betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit, vooral in toepassingen waar de frequentie van storingen laag is en snelle, automatische onderbreking cruciaal is.
