Защита электрических цепей от губительных перегрузок или сверхтоков сопутствующих короткому замыканию – важная задача. Современные вводно-распределительные щиты укомплектованы автоматическими выключателями, гарантирующими автоматическое отключение нагрузки при токовых перегрузках. Их прообраз просматривается в электрических пробках, до недавнего времени неизменных обитателей электрических щитков.
Несмотря на появление защитной автоматики плавкую вставку, как элемент защиты рано списывать со счетов. Ее можно встретить в составе силового оборудования, например в виде ножевых предохранителей. В электронных устройствах в случае перегорания плавкой вставки обеспечивается защита блоков питания от перегрузок. В автомобиле в процессе разрушения плавкой вставки сохраняется электропроводка от возгорания.
Простые и надежные защитные предохранители находят применение в различных областях, определяющих их мощность, габаритные размеры и особенности конструкции. Объединяет их лишь одно – принцип действия, в случае превышения номинального токового значения вставка перегорает. При перегорании провода предохранителя контролируемая цепь разрывается, тем самым обеспечивая надежную защиту. В отличие от автоматов это одноразовый защитный элемент, но как раз эта характеристика и делает его более надежным вариантом.
Устройство и принцип действия
Не зависимо от назначения, коммутируемых мощностей и конструктивных особенностей плавкий предохранитель (еще одно название защитного элемента) представлен следующими составляющими:
- корпусом (держателем) из диэлектрического материала (стекла, пластика, керамики);
- непосредственно плавкой вставкой, в качестве которой применяют проволоки из меди разного сечения;
- контактами, зафиксированными на корпусе, имеющими электрическое соединение с проволокой.
Величина номинальных токов плавких предохранителей зависит от сечения проводника, чем он толще, тем при большем токе произойдет расплавление проволоки.
Принцип действия прост, как и устройство предохранителя. Медь – металл с низким удельным электрическим сопротивлением, по этой характеристике она уступает только серебру. Тем не менее значение его имеет конечную величину, что и является причиной разогрева проводника при прохождении электрического тока.
При работе предохранителя в номинальном режиме нагрев проволоки незначителен и перегорания проводника не происходит. В случае дальнейшего увеличения тока при достижении температуры плавления вставок проволока плавится, и цепь размыкается. Разумеется, процесс отличается некоторой инерционностью, при коротком замыкании перегорают вставки практически мгновенно.
Разновидности, достоинства и недостатки
Эволюция популярных защитных элементов предлагает широкое разнообразие форм и размеров. Наиболее распространенная группа слаботочных цилиндрических вставок представлена стеклянными и керамическими корпусами различных размеров. Вилочные предохранители обрели популярность у автомобилистов и находят применение при защите электрических цепей транспортных средств.
Плавкие предохранители ножевого типа, используемые в силовых цепях электропитания, имеют рабочий элемент в виде пластины с переменной площадью сечения. Такие меры, как и наполнение корпуса предохранителя кварцевым песком, служат для гашения электрической дуги. В быстродействующих предохранителях процесс размыкания ускоряет пружина, натягивающая медную проволоку.
К безусловным достоинствам плавких вставок (предохранителей) следует отнести:
- простоту устройства и гарантию срабатывания;
- высокие быстродействие с безотказностью;
- возможность использования в избирательных схемах.
Из недостатков следует отметить одноразовый режим использования и ограничения применения в трехфазных цепях (высок риск появления перекоса фаз). Правда в ряде сфер применение плавких предохранителей альтернативы не имеет.
