Несмотря на повсеместное внедрение автоматических выключателей, плавкие предохранители еще применяются для защиты от коротких замыканий и перегрузок. В некоторых домах и квартирах их еще не успели заменить. Но в электроустановках предохранители используют из-за их достоинств:
- они дешевые;
- скорость отключения коротких замыканий выше, чем у автоматов;
- гарантированное отключение коротких замыканий в связи с отсутствием подвижных частей и узлов;
- лучшее гашение дуги;
- габариты трех предохранителей меньше, чем у автоматического выключателя на тот же ток;
- динамическая устойчивость к токам короткого замыкания ограничивается только типом применяемых изоляторов, на которых устанавливаются предохранители.
В бытовой аппаратуре и электронных изделиях предохранители также применяются до сих пор, и будут использоваться для ее защиты еще долгое время. Связано это с из небольшими габаритами, надежностью и дешевизной. В некоторых устройствах вместо них используют термореле, но в изделиях, где возникновения замыкания маловероятно, применение предохранителей экономически оправданным. Особенно там, где выход их из строя требует ремонта защищаемого оборудования в специализированных мастерских. Применение же термореле актуальнее в удлинителях, где вероятность замыканий и перегрузок выше, а защита розетки, к которой он подключен, не обеспечивает скоростное отключение при ненормальных режимах работы.
Модели предохранителей, применяемые в промышленных электроустановках, комплектуются сменными плавкими вставками . Корпус предохранителя после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, и изоляция не потеряла своих свойств под воздействием электрической дуги. Применение вставок создает дополнительное достоинство: в один и тот же корпус устанавливаются сменные элементы, рассчитанные на различные номинальные токи. Это позволяет унифицировать места для расположения предохранителей в распределительных устройствах, и гибко реагировать на изменение мощности нагрузки, изменяя номинальный ток вставки.
Предохранители, применяемые в бытовой аппаратуре, также унифицируются, но замена вставки в их корпусе не предусматривается. Плавкая вставка представляет собой проволочку из специального материала, расположенную внутри стеклянного или керамического корпуса в виде трубки. Концы проволочки припаяны к металлическим колпачкам по краям трубки, служащими одновременно выводами для подключения предохранителя в электрическую цепь. Такой предохранитель после срабатывания заменяется целиком.
Принцип действия предохранителя
При прохождении электрического тока проводники нагреваются. Чем больше ток или меньше сечение проводника, тем нагрев сильнее. При достижении некоторой величины, называемой током плавления, проводник плавится и разрушается, разрывая тем самым электрическую цепь.
Но этого недостаточно. В момент разрыва ток короткого замыкания может не прерываться, а продолжит проходить через предохранитель через электрическую дугу, возникающую за счет ионизации газа внутри него. Для ее гашения используются три метода:
- Заполнение полости внутри предохранителя веществом, не поддерживающим горение. Для этого используют кварцевый песок. Заполняя предохранитель, он вытесняет оттуда воздух, способный ионизироваться.
- Дробление дуги на части за счет перегорания вставки одновременно в нескольких местах.
- Применение подпружиненных вставок. После их перегорания пружинка освобождается и резко увеличивает расстояние между контактами, вытягивая дугу и заставляя ее гаснуть.
Ремонт предохранителей
Ремонт предохранителей со сменными вставками заключается в их замене новыми, рассчитанными на тот же ток. Номинальный ток вставки указывается на ее поверхности в тех местах, которые не страдают при плавлении. Дополнительно ток вставки предохранителя указывают рядом с ним на корпусе устройства, а на промышленных объектах на корпус предохранителя дополнительно вешают бирку.
При появлении трещин, копоти, металлизации от действия электрической дуги на корпусе его заменяют. Любой дефект, способный ухудшить дугогасящие свойства предохранителя, приведет к проблемам при отключении следующего короткого замыкания: корпус расплавится, дуга перекинется на соседние контакты. Распределительное устройство отключится целиком и получит повреждения.
Предохранители в бытовой аппаратуре меняются целиком. В предохранителях типа «пробка» заменяется плавкая вставка. Но не всегда под рукой оказываются вставки на нужный ток. Иногда возникает необходимость временно отремонтировать предохранитель, но при этом обеспечить безаварийную работу защищаемого устройства.
Электрики давно решают эту проблему установкой вместо вставки тонкой медной проволочки, называемой «жучком». Но при его установке нужно учитывать два главных правила, соблюдение которых позволит сохранить безопасность отремонтированного предохранителя.
2 основных правила ремонта предохранителя
| Номинальный ток предохранителя, А | Диаметр медного провода в изоляции, мм |
| 0,25 | 0,02 |
| 0,50 | 0,03 |
| 1,0 | 0,05 |
| 3,0 | 0,09 |
| 5,0 | 0,16 |
| 10,0 | 0,25 |
| 15,0 | 0,33 |
| 20,0 | 0,40 |
| 25,0 | 0,46 |
| 30,0 | 0,52 |
| 35,0 | 0,58 |
| 40,0 | 0,63 |
| 45,0 | 0,68 |
| 50,0 | 0,73 |
Плавкий предохранитель (рис.1А) ("пробка керамическая") является простейшим устройством для защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. Пробки перегорают при коротком замыкании в электрической цепи или при длительной перегрузке.
Принцип действия предохранителя - внутри фарфоровой трубки (1) плавкой вставки ("предохранителя") есть проволочка, которая при протекании по ней тока - нагревается. Во время перегрузки или короткого замыкания она перегорает. Цепь тока при этом разрывается. При коротком замыкании предохранитель срабатывает практически мгновенно, а при перегрузках - через некоторое время.
Все вставки имеют одну длину, но разные диаметры:
6А - 6 мм
10А - 8 мм
15А - 10 мм
20А - 12 мм
Для защиты от ошибочной установки завышенной по току сменной плавкой вставки ("защита от дурака") на дне гнезда, над центральным контактом имеется фарфоровая гильза с отверстием на 6, 8, 10 или 12 мм.
Узнать, целый предохранитель или сгорел - можно с помощью мультиметра или проверить простейшим лампочным пробником.
Пробочные автоматы резьбовые (автоматическая пробка) (рисунок 1Б) ввёртываются как и пробки. При перегрузке и коротких замыканиях в линии - автомат отключает её. Цепь восстанавливается нажатием на кнопку (2). Кнопка-выключатель (3) служит для отключения цепи.
Бытовой автомат (автоматический выключатель) (рис.1В) совмещает функции предохранителя и выключателя. После его срабатывания - сначала перевести тумблер (4) в положение "отключено", а затем - включить.
Из перечисленных устройств, обычная керамическая пробка (pис. 1A) с плавким предохранителем - самая надёжная защита от перегрузки и короткого замыкания в электрической цепи. Интересно, что, при этом, и недорогая. Электромеханические предохранители (рис. 1Б, 1В) имеют слишком большой "разброс" по току срабатывания.
Внимание:
Перед тем как включать "выбитый" предохранитель - сначала надо выяснить и устранить причину его срабатывания на линии.
Если в пробке подгорел контакт, тогда недостаточно заменить только предохранитель - следует целиком заменить сгоревшую
пробку на новую.
Выбор предохранителя
Основные параметры:
- номинальный ток срабатывания, при котором плавкий элемент перегорает и размыкает цепь (6A, 10A и т.д.) Обычно, в
быту - десятиамперный предохранитель и больше. Если электропроводка ветхая - не более десяти ампер. При расчёте надо
учитывать высокие пусковые токи части оборудования - холодильника, ЭЛТ монитора и т.д.
- номинальное напряжение (220 В);
- время срабатывания (быстрые, сверхбыстрые)
Для защиты дорогой бытовой техники, предохранителей недостаточно - нужен "Источник бесперебойного питания" (ИБП) или, как минимум - стабилизатор напряжения, соответствующей мощности.
Правила :
Замену перегоревших предохранителей следует производить при отключённом напряжении.
Все электрические цепи должны быть защищены от токов короткого замыкания.
Предохранитель должен быть калиброванный (то есть - стандартный, в заводском исполнении).
Формула расчета плавкого предохранителя (до 10А)
Дачники часто, при перегорании "пробки" ставят, временно, самодельный плавкий электрический предохранитель "жучок" Медную проволоку подбирают по диаметру, в зависимости от нужного тока срабатывания (зависимость нелинейная). Слишком толстую проволку нужно калибровать до меньшего диаметра (см. таблицу)
Для тонкой медной проволочки диаметром от 0,02 до 0,2 мм (без толщины изоляции), ток плавления (ампер) расчитывается по формуле:
Iпл = (d - 0,005) / 0,034
d - диаметр металлического (медного) проводника в мм;
Таблица соотношения силы тока к сечению медной проволоки
Ремонт электрического предохранителя
- экстренный ремонт электрического предохранителя. |
Внимание : НЕ ПРИМЕНЯТЬ в сетях общего пользования - самодельные некалиброванные плавкие вставки, в качестве "жучков" вместо заводского предохранителя, чтобы не нарушать правила электро и пожаробезопасности. В радиолюбительской аппаратуре применение предохранителей-самоделок - только в случае достаточной индуктивности на входе (трансформатор или дроссель), если их нет - ставить "быструю" электронную схему защиты. Питание - автономное. Внимание : бытовая техника, после вставки в неё любой "самопальной самоделки" - может быть не принята в ремонт по гарантии, в случае её поломки. |
Что нужно делать чтобы не сгорела электропроводка и не случилось пожара?
Одновременное включение в электросеть нескольких электроприборов большой мощности (особенно в старых домах с
ветхой электропроводкой) ведёт к её перегрузке ("горит предохранитель") и может стать причиной пожара;
- нельзя оставлять включенные электроприборы без присмотра;
- не изготавливать и не применять самодельные нагревательные приборы, особенно - большой мощности;
- включенные электроутюги, электроплитки и другие электронагревательные приборы нужно ставить только на несгораемые
и теплоизоляционные подставки, а электрорефлекторы нельзя оставлять около предметов, которые могут загореться;
- не оставляйте включенный телевизор без присмотра, если рядом малолетние дети;
- во избежание повреждения изоляции и возникновения короткого замыкания не разрешается закрашивать и белить шнуры и
провода, вешать на них что-либо или закреплять их за водопроводные трубы, за батареи отопительной системы. Не допускать
соприкосновения электрических проводов с телефонными и радиотрансляционными проводами, радио- и телеантеннами, ветками
деревьев и кровлями строений. Нельзя также использовать в качестве проводника электрического тока телефонные или радиопровода;
- недопустимо размещение электропроводов в пространстве за подвесным потолком;
- нельзя допускать подключение большого количества приборов к одной розетке или в одной комнате;
- недопустимо соединять (скручивать) медные провода с алюминиевыми, оставлять их оголёнными или использовать для
изоляции непригодные, старые материалы;
- включать электронагревательные приборы можно только взрослым. Уходя из дома, эти приборы следует обязательно выключать;
- нагревательные приборы можно устанавливать только в негорючие подставки из негорючих материалов достаточной толщины;
- если в вашей квартире изоляция электропроводки повреждена, пересохла или потрескалась, ее нужно срочно заменить. Это
относится и к старым розеткам, вилкам.
По статистике наиболее распространенные причины пожаров в жилых домах следующие:
- непогашенные окурки, положенные мимо пепельниц, небрежно брошенные на пол или выпавшие из рук уснувшего на
кровати человека, находящегося в нетрезвом состоянии;
- включенные электрические приборы, оставленные без присмотра;
- неисправная электропроводка;
- игра детей со спичками;
- нарушение правил пользования бытовыми газовыми приборами и газобаллонными установками сжиженных газов.
Перегрузка сетей (особенно в старых домах с ветхой электропроводкой) возникает при одновременном использовании таких энергоёмких приборов, как электрочайники, кондиционеры, посудомоечные и стиральные машины, обогреватели, а так же при нарушении правил монтажа и эксплуатации электропроводки.
В зимнее время, если разморожены трубы, приборы центрального отопления, их часто, отогревают паяльными лампами, что и приводит к пожарам. Рекомендуется применять горячую воду или нагретый песок.
Типовые значения мощности для различных
приборов приведены в таблице 1. Точные значения
можно узнать из паспортных данных. Для большинства бытовых приборов и инструментов с достаточной точностью
можно считать ВА (вольтампер) = Вт (ватт).
Потребляемая мощность (ватт) бытовых электроприборов:
| Наименование | Мощность, Вт |
| Системный блок компьютера | 200-500 |
| ЭЛТ-монитор * | 200-300 |
| ж/к монитор | 150-200 |
| Принтер струйный или матричный А4 | 100-200 |
| Принтер лазерный А4 | 500-1000 |
| Сканер А4 | 10-50 |
| Электролампа настольная | 40-75 |
| Аэроионизатор настольный униполярный без вентилятора | 2 - 5 |
| Аэро. ионизатор воздуха биполярный с вентилятором | 5 - 25 |
| Кондиционер * | 1000-3000 |
| Электроплита | 1000-5000 |
| Обогреватель | 1000-2500 |
| СВЧ - печь * | 1500-2000 |
| Гриль * | 1000-2000 |
| Духовка | 1000-2000 |
| Электрочайник | 1000-2000 |
| Утюг | 500-2000 |
| Тостер | 600-1500 |
| Кофеварка | 500-1500 |
| Фен для волос | 500-2000 |
| Пылесос * | 500-2000 |
| Холодильник компрессорный * | 150-600 |
| Телевизор (ЭЛТ, кинескоп) * | 100-300 |
| Электромоторы * | 500-3000 |
| Водяной насос (погружной) * | 500-1000 |
| Дрель * | 300-1800 |
* Указанное оборудование имеет высокие пусковые (в момент включения) токи. При расчёте суммарной мощности - паспортную потребляемую мощность необходимо умножить на три (у самого мощного; для остальных - суммировать номинальные значения, "как есть")
Дорогую бытовую технику лучше питать через стабилизатор напряжения или ИБП
Согласно ГОСТ напряжение бытовой электросети должно быть в пределах 198:231 В.
Оценить величину и стабильность напряжения в сети можно с помощью приборов или "на глаз"
- как горит лампочка (потускнение или чрезмерно яркое свечение). Если "свет моргает" -
необходим стабилизатор напряжения.
Окромя тока есть ещё и напряженье?!
Если в цепь с обычным электрическим предохранителем будет подано напряжение в несколько киловольт,
тогда возможен пробой искры "мимо провода" - на корпус, на "землю" и т.д.
При малом электр. токе - плавкий предохранитель может и не сработать.
Для примерного расчёта, при обычной, нормальной влажности воздуха: пробивное напряжение составляет 1 киловольт на 1
миллиметр расстояния между электродами.
// Так искрит на остром, угловатом электроде. На шаровом, плоском - величина напряжения пробоя в воздухе может быть больше - до 3 kV/mm.
Обратная задача: длина искры, дуги = 4 мм, значит U = 4 кВ (достаточное выходное напряжение для работы настольного ионизатора воздуха). Аэроионизатор надо ставить дальше от другой электроники, чтобы та не сгорела от наводки статического электричества ("статики") с излучающих иголок или электромагнитного поля - с обмоток высоковольтного трансформатора.
Характеристики предохранителя:
- номинальный ток срабатывания, при котором плавкий элемент перегорает и размыкает цепь;
- номинальное напряжение;
- время срабатывания;
- падение напряжения на элементе;
- температура окружающей среды;
- размер (второй размер - до 25А, третий типоразмер - до 63 А и т.д.)
Номинальный ток . Наиболее применяемыми стандартами являются: UL 248-14, CSA 248.14 и IEC60127. Они отличаются по времени срабатывания плавкого элемента от протекающего тока.
Номинальное напряжение - максимальное напряжение, при котором предохранитель будет гарантировано прерывать аварийный ток, в соответствии с выбранным номиналом.
Температура у поверхности (1 см) предохранителя - не должна превышать 70 °C.
Время срабатывания . Основное применение предохранителей - защита от повышенных токов. Различные устройства по-разному реагируют на превышение тока. Для некоторых фатальным может быть воздействие кратковременного импульса тока с большой амплитудой, для других - незначительное превышение номинального тока, но на большой интервал времени. Поэтому выпускаются предохранители с различными временными параметрами: быстрые, сверхбыстрые и предохранители с задержкой времени срабатывания. Быстрый и сверхбыстрый предохранитель используется для защиты устройств от кратковременных скачков с большой амплитудой в цепях, где отсутствуют скачки при включении или пульсирующие токи (отсутствуют переходные процессы). Сверхбыстрые предохранители применяются для защиты электрических устройств на полупроводниковых элементах. Предохранители с задержкой времени срабатывания используются в цепях с емкостной и индуктивной нагрузкой, где присутствуют переходные электр. процессы при включении и выключении, броски и импульсы тока (различные электродвигатели, лампы накаливания, трансформаторы и пр.)
Использован материал:
Во многих блоках и радиоэлектронных устройствах применяются плавкие предохранители для защиты аппаратуры в критических ситуациях, при которых электрический ток выходит за пределы его нормального значения. Этот метод защиты дешев и прост, но, тем не менее, достаточно надежен. Единственный недостаток заключается в том, что при перегорании нити предохранителя, его необходимо менять на новый.
И так, у вас перестал работать электрический прибор или какая-нибудь техника, и вы определили, что необходима замена предохранителя, вот только не всегда в запасе имеется новый, чтобы быстро исправить данную ситуацию. Что делать в подобном случае? Не бежать же по магазинам в поисках нужного вам типоразмера и требуемого номинала плавкой вставки… Конечно не обязательно. В этом случае можно заняться реанимацией перегоревшего предохранителя, а как это сделать, мы сейчас с вами и разберемся.
Убедитесь в целостности корпуса предохранителя (стекло или керамика не должны иметь трещин и других механических повреждений). На одном из металлических колпачков должно быть клеймо, указывающее, на какой номинальный ток был рассчитан предохранитель. Этот параметр зависит от материала и диаметра провода впаянного между колпачками. Этот маленький отрезок провода может быть изготовлен из медной, алюминиевой, стальной или оловянной проволочки. Осталось только по таблице выбрать нужный диаметр провода для плавкой вставки (как правило, применяют проволочку из меди), и заменить перегоревший волосок в колбе перегоревшего предохранителя.
Таблица выбора материала и диаметра провода для определенного тока изображена на рисунке ниже:
Для увеличения таблицы кликните мышкой на изображении
Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что номинальный ток плавкой вставки, обозначенный на колпачке, это тот ток, который предохранитель способен выдерживать в течение длительного времени, а не ток, при котором происходит перегорание проволочки. Разрушение волоска должно происходить примерно за 10 сек., если ток превышает номинал в 2…2,5 раза.
Наверно, стоит еще написать, как правильно вычислить диаметр и площадь поперечного сечения проволоки, перед тем, как впаивать ее вместо сгоревшего волоска предохранителя. Конечно, измерение диаметра лучше всего производить при помощи микрометра, тем самым вы получите наиболее точные данные.
Менее точным является нахождение диаметра провода при помощи обычной линейки. Суть этого метода заключается в намотке провода виток к витку на некоторое расстояние (чем длиннее намотка, тем точнее окажутся данные). Например, намотка составила 40 мм. Разделим 40 на количество витков, получим приблизительный диаметр одной жилы.
Если вы имеете в наличии многожильный провод и знаете его поперечное сечение, тогда можно определить диаметр одной его жилки (проволочки), и по таблице прикинуть на какой ток можно использовать эту жилку в предохранителе. Приведем пример:
У вас есть многожильный провод сечением 1,5 мм, количество жилок в проводе 19, разделим 1,5 на 19, получим поперечное сечение одной жилки провода, т.е. в нашем случае S = 0,07894 мм, осталось пересчитать значение поперечного сечения в диаметр, для этого воспользуемся упрощенной формулой:
Смотрим таблицу, если в предохранитель впаять данную жилку, то его номинал будет соответствовать порядка 14-ти амперам.
Тема: сгорел предохранитель, что делать, как можно самому его восстановить.
Любой предохранитель в электрической цепи выполняет защитную функцию. Именно он является наиболее простым, и в тоже время достаточно надежным способом обеспечить сохранность электрических, электронных схем. Каждый предохранитель рассчитан на определенный ток срабатывания. Как только это ток будет превышен плавкая вставка начнёт плавится, что приведет к ее перегоранию и разрыву цепи. Именно это даст возможность не дать чрезмерному току повредить другие элементы электроцепи. Предохранитель как бы изначально рассчитан на то, чтобы в этой самой цепи быть самым слабым звеном, выходящим из строя первым.
После сгорания предохранитель нужно заменить на новый. Если причиной сгорания был обычный скачок напряжения в электрической сети, и при этом кроме плавкой вставки больше ничего не пострадало, то после замены предохранителя на заведомо исправный устройство снова заработает. Если же причиной перегорания предохранителя является конкретная неисправность на самой схеме, то тут уж после замены плавкой вставки она сново сгорит. Нужно искать и восстанавливать саму схему, а не менять постоянно сгоревшие защитные плавкие предохранители.
Хорошо когда под рукой есть запасной предохранитель, для замены сгоревшего. А если нет, что делать? В этом случае можно сделать ремонт предохранителя своими руками, восстановив его работоспособность. Наиболее простым способом это можно сделать путём вставки нового плавкого проводника, с пайкой его концов к металлическим контактам предохранителя. Новые, заводские плавкие вставки имеют легкоплавкий проводник. В нашем случае мы обойдемся обычным тонким медным проводом, достаточно маленького диаметра.
Итак, ремонт предохранителя будем делать так - берем сгоревшую плавкую вставку, в боках на металлических контактах проделываем тонким сверлом небольшие отверстия. Далее нам понадобится многожильный провод, имеющий достаточно тонкие жилки. Я использовал монтажный провод с полихлорвиниловой изоляцией телесного цвета (в нем как раз провода нужного диаметра). После того, как я снял эту самую изоляцию с провода, вытащил одну тонкую жилку (ее примерное сечение около 0,1 мм). Эту жилку вставил в проделанные отверстия в предохранителе. В итоге у меня получился тонкий медный проводник внутри стеклянного корпуса предохранителя.
Концы с отверстиями и выходящим с них плавким проводником аккуратно запаял. Вот и все, предохранитель восстановлен и готов к использованию снова. Конечно же он будет не такой чувствительный к чрезмерному току, как был изначально. Но для большинства обычных электрических схем, с не очень чувствительной схемотехникой на плате, он вполне подойдёт. Хотя если есть возможность лучше поставить на место сгоревшего предохранителя новый, купленный, рассчитанный на свой ток срабатывания (сгорания).
