En säkring är en enhet som används i elektriska kretsar för att skydda elektrisk utrustning mot överbelastningar och kortslut. Det är den enklaste och mest kostnadseffektiva komponenten för att bryta en elektrisk krets vid exponering för kortslutströmmar eller överdrivna överbelastningar.
Säkringar används för överbelastnings- eller kortslutsskydd i högspänningssystem upp till 66 kV och lågspänningssystem upp till 400 V. I vissa tillämpningar är deras användning begränsad till scenarier där deras prestandakarakteristika är unikt lämpade för strömavbrott.
Arbetsprincip för en säkring
En säkring fungerar baserat på elektrisk ströms uppvärmningseffekt. Under normala förhållanden:
Säkringselementet bär den normala driftströmmen, vilket genererar värme som avleds till omgivande luft.
Detta håller elementets temperatur under dess smältpunkt, vilket garanterar kontinuerlig kretsfunktion.
Vid ett fel (t.ex. kortslut eller överbelastning):
Strömmens magnitud ökar betydligt över det normala nivån.
Den resulterande överdrivna värmen smälter snabbt säkringselementet, bryter kretsen och isolerar felet.
Detta skyddar ansluten maskineri och utrustning från skador orsakade av ovanliga strömmar.
Design och funktion
Elementmaterial: Tillverkad av noggrant valda ledda metaller (t.ex. koppar, silver eller tin-blylegeringar) med låga smältpunkter för att säkerställa snabb smältning vid felförhållanden.
Patron: Omger elementet, ger mekanisk stöd och (i inneslutna typer) bågkvävande material (t.ex. kvartsand) för att dämpa bågar under avbrott.
Kärnfungering: Tillåter normal strömföring samtidigt som den snabbt bryter högmagnitudsfelfströmmar.
Fördelar med elektriska säkringar
Kostnadseffektivt skydd: Den mest ekonomiska formen av kretsskydd, kräver ingen löpande underhåll.
Automatisk funktion: Reagerar omedelbart på fel utan extern ingripande, ofta snabbare än strömbrytare.
Strömbegränsning: Små säkringselement begränsar naturligt felfströmmar genom att smälta snabbt, vilket minskar belastningen på systemkomponenter.
Inverterad tid-ström-karakteristik: Naturlig förmåga att skilja mellan överbelastningar (långsam reaktion) och kortslut (oftera omedelbar avbrott), vilket gör det lämpligt för överbelastningsskydd.
Nackdelar med elektriska säkringar
Downtime för ersättning: Kräver manuell ersättning efter operation, vilket leder till tillfälliga serviceavbrott.
Koordinationssvårigheter: Att matcha säkringens ström-tid-karakteristik med andra skyddsenheter (t.ex. strömbrytare) kan vara komplicerat, vilket riskerar misshändelse eller försenade felavbrott.
Tillämpningar
Lågspänningssystem: Skyddar kablar i belysnings- och effektkretsar, vanligtvis upp till 400 V.
Medelspänningssystem: Används i primära distributionsnät för transformatorer med kapacitet upp till 200 kVA, som opererar vid spänningar upp till 66 kV.
Specialiserade scenarier: Ideala för sällan aktiverade kretsar eller där strömbrytare är för dyra, såsom i bostadsområden, kommersiella och vissa industriella miljöer.
Säkringar är fortfarande en hörnsten i elektriskt skydd tack vare sin enkelhet, tillförlitlighet och kostnadseffektivitet, särskilt i tillämpningar där fel frekvensen är låg och snabba, automatiska avbrott är kritiska.
