Материал за предпазен въглищ

Характеристики и материали на предпазните пръстени

Материалите, избрани за предпазни пръстени, трябва да притежават конкретен набор от свойства. Те трябва да имат ниска точка на топене, което гарантира, че предпазният пръстен ще се стопи бързо при прекомерно протичане на ток, като по този начин прекъсне цепта и защити електрическата система. Освен това тези материали трябва да показват ниски омически загуби, за да се минимизира разсейването на енергия по време на нормална работа. Висока електрическа проводимост (еквивалентна на ниска резистивност) е необходима за ефективно протичане на тока без значителни падения на напрежението. Стоимостната ефективност е друг важен фактор, тъй като предпазните пръстени се използват в голямо количество в различни електрически приложения. Освен това материалът трябва да не притежава свойства, които могат да доведат до деградация или отказ с течение на времето, гарантирайки надеждна работа.

Често предпазните пръстени са направени от материали с ниска точка на топене, такива като кесар, олово или цинк. Въпреки че тези метали са известни с тяхната ниска точка на топене, е важно да се отбележи, че някои метали с висока специфична резистивност също могат да предлагат ниска точка на топене, както е показано в таблицата по-долу. Тези материали предоставят баланс между способността да се топят бързо при аварийни условия и нуждата да поддържат приемлива електрическа производителност по време на нормална работа.

Материали за предпазни пръстени: характеристики, приложения и компромиси

Материалите, често използвани за предпазни пръстени, включват кесар, олово, сребро, мед, цинк, алуминий и сплав от олово и кесар. Всяко вещество има отличителни характеристики, които го правят подходящо за конкретни приложения в електрическите вериги.

Сплав от олово и кесар обикновено се използва за предпазни пръстени с малки токови означения. Обаче, когато токът надхвърли 15А, тази сплав става по-малко практична. За приложения с по-висок ток, използването на сплав от олово и кесар изисква предпазни пръстени с по-големи диаметри. Следователно, когато предпазният пръстен се стопи, се освобождава прекомерно количество топло метал, което може да представлява риск за безопасността и може да доведе до по-разширени повреди на околните компоненти.

За вериги с токови означения над 15А, често предпочитания избор са предпазни пръстени от медена нишка. Въпреки широкото й използване, медта има някои забележителни недостатъци. За да се постигне разумно нисък коефициент на предпазен пръстен (отношението между минималния предпазен ток и номиналния ток), предпазните пръстени от медна нишка работят при относително високи температури. Тази висока оперативна температура може да доведе до прекомерно затопляне на нишката с течение на времето. Резултатът е, че сечното сечение на нишката постепенно намалява, а предпазният ток също пада. Това явление увеличава вероятността за преждевременно топене, което потенциално води до ненужни прекъсвания на веригата и прекъсвания в електрическото обслужване.

От друга страна, среброто предлага няколко предимства като материал за предпазни пръстени. Едно от ключовите му предимства е устойчивостта му към оксидация; среброто не образува лесно стабилни оксиди. Дори и да се образува тънък слой оксид, той е нестабилен и лесно се разпада. Това свойство гарантира, че проводимостта на среброто остава незасегната от оксидацията, поддържайки консистентна електрическа производителност през целия му служебен живот. Освен това, благодарение на високата му електрическа проводимост, количеството топло метал, генерирано при действие на предпазния пръстен, е минимално. Това намаляване на масата на топления метал позволява по-бърза работа на предпазния пръстен, позволявайки му да прекъсне веригата по-бързо при условие на прекомерен ток. Въпреки това, високата цена на среброто в сравнение с други метали като мед или сплав от олово и кесар ограничава неговото широко използване. В повечето практически приложения, където стойността е важен фактор, медта или сплавите от олово и кесар са по-често използвани като предпазни пръстени.

Цинкът, когато се използва като предпазен пръстен, обикновено е в форма на лента. Това е поради факта, че цинкът не се топи бързо при малки прекомерни токове. Неговото относително по-бавно топене предоставя определена степен на толерантност към преходни или малки прекомерни токове, предотвратявайки ненужна работа на предпазния пръстен и намалявайки вероятността от фалшиви активации в електрическите вериги.