Typer sikringer

Hvert elektrisk system fungerer på balansen mellom tilført og forbrukt energi. Når spenning påføres en elektrisk krets, påføres den en viss motstand i kretsen. Som et resultat, basert på Ohms lov, genereres en strøm på grunn av handlingen som arbeidet utføres.

Ved isolasjonsfeil, monteringsfeil, nødmodus, reduseres eller synker motstanden til den elektriske kretsen gradvis eller kraftig. Dette fører til en tilsvarende økning i strømmen, som ved overskridelse av nominell verdi forårsaker skade på utstyr og personer.

Sikkerhetsspørsmål har alltid vært og vil alltid være relevante ved bruk av elektrisk energi. Derfor gis det hele tiden spesiell oppmerksomhet til beskyttelsesanordninger. De første slike designene, kalt sikringer, er fortsatt mye brukt i dag.

Den elektriske sikringen er en del av arbeidskretsen, den er kuttet på delen av strømledningen, den må pålitelig tåle arbeidsbelastningen og beskytte kretsen mot forekomsten av overflødig strøm.Denne funksjonen er grunnlaget for klassifiseringen av merkestrøm.

I henhold til det anvendte driftsprinsippet og metoden for å bryte kretsen, er alle sikringer delt inn i 4 grupper:

1. med smeltbar kobling;

2. elektromekanisk design;

3. Basert på elektroniske komponenter;

4. selvhelbredende modeller med ikke-lineære reversible egenskaper etter påvirkning av overstrøm.

Hot link

Sikringer av denne designen inkluderer et ledende element som, under påvirkning av en strøm som overstiger den nominelle innstilte verdien, smelter fra overoppheting og fordamper. Dette fjerner spenningen fra kretsen og beskytter den.

Smelteforbindelser kan være laget av metaller som kobber, bly, jern, sink eller noen legeringer som har en termisk utvidelseskoeffisient som gir beskyttelsesegenskapene til elektrisk utstyr.

Oppvarmings- og kjøleegenskapene til ledninger for elektrisk utstyr under stasjonære driftsforhold er vist i figuren.

Driften av sikringen ved designbelastning sikres ved å skape en pålitelig temperaturbalanse mellom varmen som frigjøres på metallet ved passasje av en elektrisk strøm gjennom det og fjerning av varme til miljøet på grunn av spredning.

I nødstilfeller blir denne balansen raskt forstyrret.

Metalldelen av sikringen øker verdien av dens aktive motstand når den varmes opp. Dette resulterer i mer oppvarming ettersom varmen som genereres er direkte proporsjonal med verdien av I2R. Samtidig øker motstanden og varmeutviklingen igjen. Prosessen fortsetter som et snøskred inntil smelting, koking og mekanisk ødeleggelse av sikringen skjer.

Når kretsen bryter, er det en lysbue inne i sikringen. Inntil øyeblikket for fullstendig forsvinning passerer en strøm som er farlig for installasjonen, som endres i henhold til karakteristikken vist i figuren nedenfor.

Sikringens viktigste driftsparameter er dens karakteristiske strøm over tid, som bestemmer avhengigheten av multiplumet av nødstrømmen (i forhold til den nominelle verdien) på responstiden.

For å fremskynde driften av sikringen ved lave hastigheter av nødstrøm, brukes spesielle teknikker:

• skape variable tverrsnittsformer med områder med redusert areal;

• bruke den metallurgiske effekten.

Bytt fane

Når platene smalner, øker motstanden og mer varme genereres. Ved normal drift rekker denne energien å spre seg jevnt over hele overflaten, og ved overbelastning dannes kritiske soner på trange steder. Temperaturen deres når raskt en tilstand der metallet smelter og bryter den elektriske kretsen.

For å øke hastigheten er platene laget av tynn folie og brukes i flere lag koblet parallelt. Å brenne hvert område av et av lagene øker hastigheten på den beskyttende operasjonen.

Prinsippet om den metallurgiske effekten

Den er basert på egenskapen til visse lavtsmeltende metaller, for eksempel bly eller tinn, for å løse opp mer ildfast kobber, sølv og visse legeringer i deres struktur.

For å gjøre dette påføres tinndråper på de strandede ledningene som smelteforbindelsen er laget av.Ved den tillatte temperaturen på metallet i ledningene skaper disse tilsetningsstoffene ingen effekt, men i en nødmodus smelter de raskt, oppløser en del av basismetallet og gir en akselerasjon av driften av sikringen.

Effektiviteten til denne metoden manifesteres bare på tynne ledninger og reduseres betydelig med en økning i tverrsnittet.

Den største ulempen med en sikring er at når den utløses, må den manuelt byttes ut med en ny. Dette krever vedlikehold av lagrene deres.

Elektromekaniske sikringer

Prinsippet om å kutte en beskyttelsesanordning inn i tilførselsledningen og sikre at den brytes for å avlaste spenningen, gjør det mulig å klassifisere de elektromekaniske produktene som er laget for dette, som sikringer. De fleste elektrikere klassifiserer dem imidlertid i en egen klasse og ringer dem effektbrytere eller forkortet som automatiske maskiner.

Under driften overvåker en spesiell sensor hele tiden verdien av den passerende strømmen. Etter å ha nådd en kritisk verdi, sendes et styresignal til stasjonen - en ladet fjær fra en termisk eller magnetisk utløser.

Elektroniske komponentsikringer

I disse designene overtas funksjonen for å beskytte den elektriske kretsen av berøringsfrie elektroniske brytere basert på krafthalvlederenheter av dioder, transistorer eller tyristorer.

Disse kalles elektroniske sikringer (EP) eller strømstyrings- og koblingsmoduler (MKKT).

Som et eksempel viser figuren et blokkskjema som viser operasjonsprinsippet til en transistorsikring.

Styrekretsen til en slik sikring fjerner det målte strømverdisignalet fra den resistive shunten.Den er modifisert og påført inngangen til den isolerte halvlederporten MOSFET-type felteffekttransistor. 

Når strømmen gjennom sikringen begynner å overskride den tillatte verdien, lukkes porten og lasten slås av. I dette tilfellet byttes sikringen til selvlåsende modus.

Hvis det brukes mye videoovervåking i kretsen, blir det vanskelig å fastslå hvilken sikring som har gått. For å gjøre det lettere å finne, er signalfunksjonen "Alarm" introdusert, som kan detekteres ved å blinke på lysdioden eller ved å utløse et solid eller elektromekanisk relé.

Slike elektroniske sikringer er hurtigvirkende, deres responstid overstiger ikke 30 millisekunder.

Ordningen diskutert ovenfor anses som enkel, den kan utvides betydelig med nye tilleggsfunksjoner:

• kontinuerlig overvåking av strømmen i lastkretsen med dannelse av avstengingskommandoer når strømmen overstiger 30% av den nominelle verdien;

• avstengning av den beskyttede sonen i tilfelle kortslutning eller overbelastning med et signal når strømmen i lasten øker over 10 % av den innstilte innstillingen;

• beskyttelse av kraftelementet til transistoren i tilfelle temperaturer over 100 grader.

For slike ordninger er ICKT-modulene som brukes delt inn i 4 responstidsgrupper. De raskeste enhetene er klassifisert som klasse «0». De avbryter strømmer som overskrider innstillingen med 50 % i opptil 5 ms, med 300 % på 1,5 ms, med 400 % på 10 μs.

Selvhelbredende sikringer

Disse beskyttelsesanordningene skiller seg fra sikringer ved at etter at nødlasten er slått av, beholder de funksjonen for videre gjentatt bruk.Derfor ble de kalt selvhelbredende.

Designet er basert på polymermaterialer med en positiv temperaturkoeffisient for elektrisk motstand. De har en krystallinsk gitterstruktur under normale, normale forhold og forvandles brått til en amorf tilstand ved oppvarming.

Utløsningskarakteristikken til en slik sikring er vanligvis gitt som logaritmen av motstand mot materialtemperatur.

Når en polymer har et krystallgitter, er det bra, som et metall, å lede elektrisitet. I amorf tilstand er ledningsevnen betydelig forringet, noe som sikrer at belastningen slås av når en unormal modus oppstår.

Slike sikringer brukes i beskyttelsesanordninger for å eliminere forekomsten av gjentatte overbelastninger når utskifting av sikringen eller manuelle handlinger av operatøren er vanskelig. Det er feltet for automatiske elektroniske enheter mye brukt i datateknologi, mobile dingser, måling og medisinsk teknologi og kjøretøy.

Den pålitelige driften av selvinnstillende sikringer påvirkes av omgivelsestemperaturen og mengden strøm som flyter gjennom den. For å bli redegjort for er det innført tekniske forhold:

• overføringsstrøm, definert som den maksimale verdien ved en temperatur på +23 grader Celsius, som ikke utløser enheten;

• driftsstrømmen, som en minimumsverdi som ved samme temperatur fører til overgangen av polymeren til en amorf tilstand;

• den maksimale verdien av den påførte driftsspenningen;

• responstid, målt fra øyeblikket nødstrømmen oppstår til lasten slås av;

• krafttap, som bestemmer sikringens evne ved +23 grader til å overføre varme til miljøet;

• innledende motstand før tilkobling til arbeid;

• motstand når 1 time etter avsluttet operasjon.

Selvhelbredende beskyttere har:

• små størrelser;

• rask respons;

• Stabil jobb;

• kombinert beskyttelse av enheter mot overbelastning og overoppheting;

• ikke behov for vedlikehold.

Varianter av sikringsdesign

Avhengig av oppgavene lages sikringer for å fungere i kretser:

• industrielle installasjoner;

• elektriske husholdningsapparater til generell bruk.

Fordi de opererer i kretser med forskjellige spenninger, er skapene produsert med særegne dielektriske egenskaper. I henhold til dette prinsippet er sikringer delt inn i strukturer som fungerer:

• med lavspenningsenheter;

• i kretser opp til og med 1000 volt;

• i høyspent industriutstyrskretser.

Spesielle design inkluderer sikringer:

• eksplosiv;

• perforert;

• med bueslukking når kretsen åpnes i smale kanaler med finkornede fyllstoffer eller dannelse av autogass eller væskeeksplosjon;

• for kjøretøy.

Den begrensede feilstrømmen til en sikring kan variere fra brøkdeler av en ampere til kiloampere.

Noen ganger installerer elektrikere, i stedet for en sikring, en kalibrert ledning i huset. Denne metoden anbefales ikke, fordi selv med et nøyaktig valg av tverrsnittet, kan den elektriske motstanden til ledningen avvike fra den anbefalte på grunn av egenskapene til selve metallet eller legeringen. En slik sikring vil ikke fungere sikkert.

En enda større feil er utilsiktet bruk av hjemmelagde "bugs".De er den vanligste årsaken til ulykker og brann i elektriske ledninger.