Электрический предохранитель

Электрический предохранитель

Предохранитель — коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи размыканием или разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определённое значение.

Предохранитель включается последовательно с потребителем электрического тока и разрывает цепь тока при превышении им номинального тока, — тока, на который рассчитан предохранитель.

По принципу действия при разрыве тока в защищаемой цепи предохранители разделяются на четыре класса — плавкие, электромеханические, электронные и использующие нелинейные обратимые свойства по изменению сопротивления после воздействия сверхтока у некоторых проводящих полупроводниковых материалов (самовосстанавливающиеся предохранители).

В плавких предохранителях при превышении тока свыше номинального происходит разрушение токопроводящего элемента предохранителя (расплавление, испарение), традиционно этот процесс называют «перегоранием» или «сгоранием» предохранителя.

Автоматический выключатель защиты сети снабжён датчиками протекающего тока (электромагнитными и/или тепловыми), при превышении тока сверх номинального, разрывают цепь размыканием контактов, обычно, движение контактов на размыкание производится посредством предварительно взведённой пружины.

В электронных предохранителях защищаемую цепь разрывают бесконтактные ключи.

В самовосстанавливающихся предохранителях, при превышении тока, на несколько порядков увеличивается удельное электрическое сопротивление полупроводникового материала токопроводящего элемента предохранителя, что снижает ток цепи, после снятия тока и их охлаждения восстанавливают своё сопротивление.

Под термином электрический предохранитель или, обычно, предохранитель, подразумевается наиболее часто используемый и дешёвый плавкий предохранитель.

Предохранители повсеместно используются для защиты любого электрооборудования, например, для исключения перегрева проводов бытовой электрической сети в случае коротких замыканий.

Отсутствие предохранителей или неграмотное их применение может привести к пожару.

Предохранители на принципиальных электрических схемах обозначаются аббревиатурой «FU» (международное обозначение, от англ.  to fuse  — плавить) или «Пр» (графическое изображение в советских и российских стандартах по ЕСКД совпадает с IEEE/ANSI, второй вариант на рисунке [1] ). В компьютерном тексте используется символ ⏛ (номер в Юникоде U+23DB, HTML-код ⏛)

Как выбрать предохранитель?

Несмотря на то, что сегодня повсеместно применяются автоматы защиты, в ряде случаев требуется установка плавкого предохранителя – классического устройства, применяемого электротехниками для защиты электрической сети от перегрузки, короткого замыкания.

Можно сказать, что для некоторых устройств именно установка предохранителя является вариантом более предпочтительным, а то и незаменимым, выполняя роль важного звена в электроцепи в:

• автомашинах;
• бытовой электронике и прочей аппаратуре;
• системах энергетического снабжения;
• промышленных электрических установках.

В народе предохранители называют чаще всего пробками, и они по-прежнему работают в огромном числе распредщитков в домах, оставшихся от советского периода застройки. Недорогие, маленькие по размеру, они популярны, потому что их просто заменить, к тому же, они хорошо справляются со своей задачей.

Что такое предохранитель и как он работает

Предохранитель защищает от перегрузок тока посредством компонента, который называется плавкой вставкой. При определенных параметрах проводник расплавляется, и электрическая цепь размыкается. Вставки бывают одноразовыми, а предохранитель – это своего рода их многоразовый держатель.

В разных предохранителях используются разные вставки. Так, вставка может быть в виде тонкой проволоки, которые применяются в электронике. В цепях, где ток превышает тысячу ампер, применяются массивные пластины. В любом случае срабатывание происходит через несколько ступеней:

• компонент разогревается;
• происходит расплавление металла и его испарение;
• возникает электродуга;
• происходит ее гашение.

После этого наступает отключение.

Как выбрать предохранитель

Все предохранители отвечают единым параметрам:

• номинальное рабочее напряжение – это одна из главных характеристик предохранителя. В продаже можно найти устройства, предназначенные для тока переменного в 230, 400, 55 и 690 В, тока постоянного от 24 до 1000 В. При этом в сети напряжение должно быть меньшим или равным тому, что является номинальным напряжением. Если же в предохранителе номинал меньше, чем в сети, то вероятно возникновение короткого замыкания;
• номинальный ток вставки – это обозначение тока, который допустим для плавкой вставки. Вставка перегорит при превышении предельно допустимого номинального тока. Проводники, которые устанавливаются в корпусе предохранителя, могут быть рассчитаны на разные номинальные токи. При этом в одном предохранителе допустимо устанавливать вставку от десяти до сотни А, как, например, в модели ПН-100. Немаловажно то, что если наступают кратковременные или малозначительные перегрузки, то вставка должна оставаться целой, как, например, при запуске электродвигателя. Вообще время наступления расплавления вставки должно наступать не ранее чем после 1 часа при превышении на 25 процентов тока от номинального. Однако при превышении на 60 процентов в течение часа вставка должна плавиться;
• номинальный ток предохранителя.

В целом говорить о выборе предохранителя вряд ли корректно. Выбирать тут нечего, нужно искать именно тот предохранитель, который бы отвечал конкретным условиям. Главным условием можно назвать следующее: плавкая вставка предохранителя должна иметь номинальный ток со значением, превышающим номинальный ток цепи, которую защищает предохранитель. При этом напряжение данного предохранителя должно совпадать с сетевым напряжением.

Предохранители выбирают разных типов. Так, для сельских сетей низкого напряжения используются внутри помещения предохранители трубчатого и пробочного типа с нормированными по особой шкале номинальными токами – от 4 до 300 А.

Установку предохранителей производят в местах уменьшения сечения проводника в направлении мест энергопотребления, в местах ввода в сооружения и на головном участке сети. Если случится авария, то перегореть должен только тот предохранитель, который находится ближе прочих к месту повреждения. Этого можно достичь, если в каждом предохранителе плавкая вставка будет иметь номинальный ток с уменьшением в сторону от источника питания.

Предохранители автоматические

Кроме плавких предохранителей, существуют автоматические. Принято различать несколько типов:

• автоматические выключатели, именуемые также электромеханическими предохранителями;
• автоматы электронные;
• самовосстанавливающиеся автоматы.

Наибольшее распространение в настоящее время получили автоматические выключатели. Популярность их объясняется тем, что, в отличие от плавких предохранителей, они не требуют столь частой замены и более функциональны. Так, автомат можно без проблем и очень быстро включить повторно, а управлять им – на расстоянии, дистанционно.

Как устроен предохранитель-автомат

Каждый из автоматов работает, обеспечивая электромагнитную и тепловую защиту. При тепловой защите расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, пропускающую через себя электроток, который ее и нагревает. Когда же ток доходит до максимально допустимой величины порога, срабатывает защита – благодаря деформированию самой пластины. Размеры минимального тока связаны с типом предохранителя. Удобство такого устройства в том, что, остывая, пластина вновь приобретает прежний вид и становится пригодной к дальнейшей эксплуатации.

Как выбрать предохранитель-автомат

При выборе автомата нужно, в первую очередь, принимать во внимание такой показатель, как номинальный ток. Его максимальное значение не должно быть больше максимальной нагрузки в проводке – более того, нагрузка проводки должна быть больше на 15 процентов. Только в этом случае возможна ее защита.

Вторым критерием отбора является выбор предохранителя, наиболее близкого по стандартному ряду.

Наконец, выбор следующего параметра – тока срабатывания – зависит от того, для чего приобретается аппарат. Так, в доме или квартире можно установить сразу несколько предохранителей-аппаратов, в каждом из которых выбор номинала зависеть будет от той нагрузки, что несет каждая линия. Разумеется, при разработке электросхемы не нужно забывать и о селективности, то есть о том, что аппараты, расположенные в разноуровневых местах, должны работать по очереди – низший уровень раньше верхнего.

На вводе обычно ставят перед счетчиком автомат основной и двухполюсный, после чего производится подключение однополюсных автоматов по каждой из отдельных электролиний. Существуют также автоматы дифференциальные, предназначенные для работы в виде собственно автомата и УЗО.

Если главный ввод вы планируете как трехфазный, то стоит установить четырехполюсный предохранитель автоматического типа, распределив всю нагрузку на все линии равномерно. Когда требуется установить газовые котлы, станки с электродвигателем, применяют трехфазный ввод с соответствующим автоматом четырехполюсного типа и номиналом, который меньше главного, расположенного на входе.

Для основных однофазных потребителей применяются три типа предохранителя:

• тип силовой, или D – их используют при установке, к примеру, стиральной машины;
• освещение, или В;
• для хозпомещений, или С – имеется в виду обустройство подвала или гаража.

Электронные предохранители

Они бывают самовосстанавливающимися, сигнализирующими о наступлении аварии, восстанавливающими питание посредством внешнего вмешательства

Популярные производители и цены

Важно правильно выбирать средства защиты электрических приборов. Нельзя экономить на них, и желательно отдавать предпочтение изготовителям с проверенной репутацией.

Проверенные зарубежные бренды:

1. АВВ. Компания является шведско-швейцарской, и изготавливает качественную электротехническую продукцию. Товар отличается высокой надежностью, безопасностью и долговечностью.
2. Legrand. Фирма из Франции, которая зарекомендовала себя как один из лучших изготовителей электротехнических приборов. Цена изделий довольно высока, но и качество с надежностью находятся на высоком уровне.
3. Schneider Electric. Электрики часто используют продукцию этой французской компании. Фирма выпускает профессиональное оборудование.
4. General Electric. Главный конкурент французских фирм. По качеству и характеристикам приборы американской General Electric и Legrand схожи, но в России распространены последние.
5. Siemens. Предлагают продукцию с оптимальным соотношением цена-качество.

Также можно выделить компании Moeller, КЭАЗ, ИЕК, Контактор.

Электрические пробки являются защитными средствами для счетчиков старых образцов. У них много недостатков – пробки срабатывают при малейшем изменении тока, неудобны в использовании, одноразовые (керамические приборы). По этой причине жильцы домов стали менять их на автоматические выключатели. Для замены устаревших средств защиты на автоматы обязательно нужно обратиться в компанию, поставляющую услуги по электроснабжению

Вывод

Диаметр провода для предохранителей зависит от номинального тока изделия и от материала используемого провода. Подобрать или рассчитать этот диаметр не так уж сложно. Но такая починка является лишь временной мерой.

ПУЭ не зря требует использования лишь калиброванных вставок, а что касается неразборных предохранителей с небольшим номинальным током, то их цена не столь высока, чтобы рисковать дорогостоящим оборудованием. Поэтому при первой возможности обязательно замените «жучок» на нормальный предохранитель или калиброванную вставку.

Виды и типы плавких предохранителей

В электрических домашних сетях распространены только два типа размыкателей.

1. Автоматический. Внутри него располагается пружина, которая нагревается под действием силы тока больше расчетной. Элемент увеличивается. Происходит срабатывание кнопки на корпусе. Электрическая цепь размыкается. Размыкатель подлежит многоразовому использованию.
2. Керамический. Встречается в квартирах со старой электропроводкой. Представляет собой пробку с резьбой и металлическим наконечником (проводником). Под воздействием большой силы тока элемент плавится и разрывается. Происходит размыкание электрической цепи, свет гаснет. После этого необходима замена старого предохранителя на новый.

Удобнее пользоваться автоматическими пробками. Они безопасны и не требуют ремонта.

Также плавкие предохранители классифицируются по следующим признакам:

• по типу. Этоцилиндрические, со штырьками, высоковольтные, типоразмер D. У цилиндрических плавких применяется пластинка gG. Они состоят из керамики, подходят к каждому типу оборудования. Высоковольтные имеют больший корпус, но одинаковы по принципу срабатывания.
• по варианту исполнения. Сюда относят вилочные, пробковые, слаботочные, ножевые, кварцевые.Но для квартир используют только пробковые. Они представляют собой корпус в виде цилиндра с резьбой и пластинкой внутри.

Пробковые предохранители — это безопасные устройства, которые размыкают цепь при увеличении номинального тока.

Выбирать предохранители следует с учетом маркировки. Производитель указывает ее на упаковке. Каждая буква имеет индивидуальное значение:

• g — работа в полном диапазоне;
• L — защита электропроводки и кабелей;
• G — самая распространенная категория, используется в быту и промышленности.

Маркировка на предохранителях может сочетаться. gG — это лучший тип плавкого предохранителя для квартирной электрической цепи.

Для домашних электрощитов используются цилиндрические размыкатели — они выполнены из керамики. По обоим торцам имеют металлические крышки. Они соединены волоском, который проводит ток.

При выборе размыкателя обязательно производится расчет мощности. Его выполняют с использованием следующей формулы:

Inom = Pmax / U, где:

• I nom — номинальный ток защиты;
• P max — max мощность, W;
• U — напряжение питания.

Обязательно уделяйте внимание размеру предохранителей. Для бытовых целей используют варианты: 10х38, 22х58, 14х51.

Чтобы убедиться в работоспособности размыкателя цепи, проверьте наличие в нем напряжения индикатором.

Устаревшие модели электрических пробок нередко перегреваются, что способно вызвать пожар. Перегрев может быть вызван следующими причинами:

• недостаточным контактом на пробках;
• плохим контактом в розетках на включённых приборах или соединениях в электропроводке;
• чрезмерной суммарной мощностью включённых потребителей;
• нештатной работой бытовых электроприборов.

При возникновении подобной ситуации необходимо немедленно обесточить домашнюю электрическую сеть и выявить причину неисправности. Для этого следует провести полную ревизию проводки с проверкой состояния розеток и соединений проводов.

Функции защитных автоматов и особенности их выбора и подключения

О функциях защитных автоматов

Итак, мы знаем, что внутри электрощита расположены все виды устройств, распределяющих и контролирующих электропитание квартиры или частного дома. Речь идет об устройствах УЗО, клеммниках, реле, автоматах, счетчиках и т.д. По сути, оборудование держится на din-рейке, которая производится из проводящих материалов. Данную рейку заземляют в одной точке.

Как правило, электрощитки находятся рядом с входной дверью квартиры или дома, с внешней стороны. Защитные автоматы относят к категории сложнотехнических устройств. К ним следует предъявлять ряд конкретных требований, которые будут зависеть от назначения устройства.

Главная функция автоматов-предохранителей – защита электропроводки и приборов от коротких замыканий. Во многих случаях автомат способен спасти человека от удара током.

Ни в коем случае нельзя использовать самодельное крепление для автомата в электрощите. Это категорически запрещено правилами электробезопасности.

До того, как осуществить подключение защитных автоматов, следует определиться с перечнем бытовых электроприборов, которые будут ими «обслуживаться». К примеру, если вы собираетесь использовать нагревательные приборы большой мощности, предохранители также должны быть рассчитаны на большее количество ампер. При использовании маломощных приборов рекомендуем установить электронные автоматы.

Чаще всего применяется стандартный вариант подключения кабелей, которые находятся под напряжением – со стороны потолка. Однако нередки случаи, когда корпус для электрощитка монтируется «специалистами», очень далекими от сферы электрики. В таких случаях фаза может быть подведена к автоматам снизу. В связи с этим, до того, как произвести замену пришедшего в негодность устройства, следует измерить напряжение с помощью исправного вольтметра.

Общая информация

В большинстве квартир схема подключения электрощита — двухпроводная. Данная система очень проста и состоит из отводящего провода — нейтраля (ноля) и питающего – фазы. Однако, в соответствии с современными нормативами, рекомендуется применять заземляющий кабель, во избежание коротких замыканий. Бытовые приборы с высокой мощностью (рефрижераторы, стиральные машины, электрические печи и т.д.) в обязательном порядке должны быть подключены с «заземлением» (трехпроводная схема).

Провода заземления маркируются зеленым или желтым цветом. При подключении защитных автоматов, непринципиально – к какой из клемм подключается «фаза». Однако провод фазы должен подводиться со стороны потолка. В противном случае следующий человек, который будет иметь дело с электрощитком (особенно, если у него нет опыта работы с электрикой), может испытать на себе действие тока, взявшись за кабель, ведущий к автомату снизу.

Далеко не всегда можно быстро и просто разобраться с особенностями подключения некоторых типов предохранителей. Так, сложности могут возникнуть в ситуации, когда каждая лампа и розетка связаны с отдельным выключателем.

В настоящее время на рынке электротоваров представлены готовые электрощиты с полной сборкой. Однако, покупая такой щиток, необходимо учесть предусмотреть вариант с возможной необходимостью подключения дополнительных предохранителей в дальнейшем.

Особенности установки

Для того чтобы установить и подключить защитное автоматическое устройство нам понадобится небольшой инструментарий. Для работы вы воспользуемся: крестовой и плоской отверткой, кусачками и мультиметром.

Сечение кабеля, рассчитанного под защитный автомат, должно быть подобрано с учетом возможной нагрузки (желательно с двухкратным запасом). Подключение автомата производится на закрепленный электрощит, в связи с этим иметь дело с din-рейкой не придется. Крепления автоматов – стандартные. Для защиты проводов от возможных механических воздействий укладываем их в специальный гофр.

С конца провода должна быть удалена вся изоляция. Длина зачищенного отрезка кабеля не должна превышать 10 миллиметров (по технике безопасности). Настоятельно рекомендуем предварительно произвести заземление.

Заземляющий провод (желательно, большого сечения) подводится к общему открытому клеммнику, расположенному на электрощитке. «Ноль» следует подводить в виде одной колодки, но закрытым способом.

Установку автомата начинаем с подключения «земли», потом подводим нейтральный кабель и только после этого – «фазу». Если мы говорим об установке нескольких защитных устройств, следует поставить необходимое количество перемычек (ставятся, начиная от входного выключателя). Использование гофрированного шланга внутри электрощита целесообразно лишь в варианте с нестандартной укладкой проводов (если есть вероятность их повреждений).

В качестве альтернативы перемычкам иногда применяются общие распределяющие пластины, которые может приобрести в каждом магазине электротоваров.

Защита контактов автомата от возможных касаний обеспечивается при помощи специального пластикового короба (или другой материал –диэлектрик).

О выборе автоматов

В настоящее время наиболее популярными и востребованными являются устройства на 20,16 и 10 Ампер. Более мощные предохранители обычно устанавливают под нагревательные бытовые приборы, стиралки, холодильники. В некоторых случаях на одно устройство могут быть переключены нагрузки от разных бытовых приборов, тогда расчет оптимальных технических характеристик автомата производится путем сложения всех значений.

Большинство специалистов советуют не запитывать на один предохранитель большое количество разнокалиберных электроточек (светильники, розетки, бытовая техника). Если одно «звено» выйдет из строя, может произойти оплавление розетки, при этом автомат не сработает.

Мы продолжим разговор об установке и подключении электрических защитных автоматов в следующем материале данного раздела.

Видео: Как правильно подключить УЗО