Несмотря на повсеместное применение автоматических выключателей, одними из самых распространённых для защиты от коротких замыканий и перегрузок являются плавкие предохранители или плавкие вставки. В некоторых домах и квартирах всё ещё до сих пор стоят так называемые керамические "пробки", в которых сменной деталью является именно плавкий предохранитель. В бытовой аппаратуре и электронных изделиях плавкие вставки также применяются до сих пор и будут применяться ещё долгое время. Связано это с небольшими габаритами, надёжностью и дешевизной производства.
Внутреннее устройство, принцип работы, виды плавких предохранителей и их проверка
Их конструкция и размеры бывают совершенно разными, а от величины номинального напряжения непосредственно зависит их длина. Чем больше расстояние между контактами, тем выше напряжение. Номинальный ток определяется сечением проволоки, расположенной внутри корпуса.
Принцип его работы предельно прост. При протекании по проволоке, соединяющей контакты предохранителя, номинального тока, эта проволока разогревается до температуры около 70 °С. А при повышении тока она разогревается до температуры плавления и перегорает, тем самым размыкая цепь. Именно по этому предохранители и называют плавкими вставками. Аналогичная ситуация возникает при коротком замыкании, только происходит за доли секунды, тем самым защищая все элементы, подключенные после вставки.
Места применения предохранителей делятся на три основных вида:
1. Промышленные. Данные модели предохранителей могут быть разборными и комплектоваться сменными плавкими вставками или патронами. Корпус после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, не способных создавать герметичность, а внутренние стенки не покрыты нагаром или электропроводящими частицами от самой вставки, вплавившейся в кварцевый песок под воздействием электрической дуги. По виду контактов делятся на:
- Кварцевые или бочковые. Являются высоковольтными предохранителями до 36 кВ. Корпус имеет форму трубы из керамики, а контактами являются 2 колпачка, сделанных из меди с покрытием серебра или латуни. Внутри засыпается кварцевый песок и протянуты сами вставки, закрученные спиралью. При возникновении электрической дуги и перегорании, они как пружины расходятся в стороны, прижимаясь к контактам, тем самым гася дугу.
- Ножевые (220 В, до 1250 А). Корпус имеет в основном прямоугольную форму, но может быть и трубчатый, а контактами являются две пластины с припаянной между ними плавкой вставкой, монтирующиеся на 2 крышки, с засыпанным в середине кварцевым песком, для гашения электрической дуги. Одна из сторон пластин может заужена или заострена, на подобии лезвия ножа.
2. Бытовые. По сфере применения делятся на:
- Пробковые (220 В, до 63 А). Являются вводной защитой квартиры или дома. Имеют форму и устройство, схожее с трубчатыми. Пустота внутри заполняется мелким кварцевым песком.
- Слаботочные, применяются для защиты электронных изделий и приборов. Форма трубчатая, корпус может быть сделан керамическим или из стекла. Контакты сделаны из оцинкованной стали.
3. Вилочные. Применяются для защиты электрических цепей в автомобилях. Отличаются друг от друга размером (малые, средние и большие), видом корпуса, количеством и различным видом вилок, а также цветом, обозначающим номинальный ток. Являются неразборными.
Проверить любую плавкую вставку можно тестером, мультиметром или прозвонкой. Задача состоит в убеждении, что цепь предохранителя цела и способна проводить электрический ток.
Подбор предохранителя по номинальной мощности электроприбора и его замена
После проверки предохранителя и определения его выхода из строя, его необходимо заменить. Обычно номинал нанесён на корпус или продавлен на контактах. Но что делать, если прочитать не получается из-за повреждений или в прибор до вас уже кто-то лазил и менял предохранитель, а вы не уверены в его соответствии. Если вам известна мощность потребляемая электроприбором, то можно самостоятельно рассчитать номинальный ток по формуле:
Iном = Pмакс / Uном
Номинальный ток (Ампер) равен частному от максимальной мощности (Ватт) электроприбора, делённой на номинальное напряжение сети (Вольт).
Например, сгорел предохранитель в телевизоре, а узнать его номинал не выходит. Но на шильдике, расположенном на задней стенке корпуса, указана мощность потребления 150 Ватт.
150 / 220 = 0,68, округляем до ближайшего большего стандартного значения и получаем результат — 1 А.
При расчёте вы получаете точное значение тока, которое может не соответствовать ряду номинальных токов. По этому расчётное значение с учётом запаса 5% округляется до ближайшего стандартного значения. Также для простоты можно воспользоваться таблицей с номиналами стандартных предохранителей, с учётом их подключения к сети 220 Вольт.
Замена предохранителя так же как и его проверка, обязательно должна происходить при отключённом от сети электроприборе, во избежание поражения электрическим током и случайному КЗ. Также есть негласное правило: «если после замены другой предохранитель тоже перегорел, то надо искать неисправность в самом электроприборе, а установка предохранителя с большим номинальным током, однозначно приведёт к ещё большему повреждению электроприбора, вплоть до его не ремонтопригодности».
Ремонт плавкого предохранителя
Автомобильные вилочные вставки не подлежат ремонту из-за конструктивных особенностей, по этому меняются только на новые. Все виды промышленных предохранителей, если в них предусмотрена возможность ремонта, обязательно комплектуются заводскими запчастями и ремонт производится квалифицированным персоналом. Любая попытка изготовить самоделку плавкой вставки из, того что под рукой может привести к повреждению оборудования, установленного рядом или ими защищаемого. Это обусловлено большими токами и напряжением, протекающими через них.
А вот бытовые можно отремонтировать в домашних условиях, точно зная сечение вставки и имея под рукой такие инструменты как: плоскогубцы, паяльник с припоем, при необходимости сверло на 1-2 мм с шуруповёртом или дрелью и иголку от медицинского шприца нужного диаметра. При выходе из строя, корпус и контакты обычно остаются целыми, а перегорает сама проволока. По этому если под рукой не оказалось рабочего предохранителя, то можно дать перегоревшему вторую жизнь. Существуют 2 основных способа ремонта:
- Аккуратно снять контактные колпачки, не повредив корпус предварительно их нагрев. Отлично подходит для плавких вставок бочкового типа, где сам корпус изготавливается из керамики. Сняв колпачки и высыпав мелкий кварцевый песок, если есть, с остатками проволоки, нужно проверить внутреннюю поверхность корпуса на сажу и частички оплавленной проволоки с песком, для предотвращения не контролированного горения электрической дуги в дальнейшем. Отмеряем заранее выбранный кусочек проволоки, зачистив его концы от лака или окисленного слоя и продеваем через корпус. Зачищенные концы должны быть загнуты снаружи к корпусу и равны длине контактов. Прижимаем с одной стороны вставку одним из колпачков, далее засыпаем очищенный кварцевый песок назад и закрываем второй контактный колпачок. Для слаботочных со стеклянным корпусом данный способ подойдет только в случае обязательной чистки внутри корпуса и отсутствия паяльника с дрелью под рукой.
Ремонт предохранителя со стеклянным корпусом и снятием контактных колпачков
- Аккуратно паяльником очищаем отверстия по бокам извлекаем сгоревшие куски проволоки, вставляем новую и припаиваем к наконечникам. Этот способ подходит для слаботочных предохранителей, на контактах которых с завода предусмотрены отверстия, запаянные свинцовым припоем с концами плавкой вставки. Ремонт довольно прост. Снимаем при помощи паяльника свинцовый припой освобождая заводское отверстие и достаём остатки проволоки. Пример заводского колпачка с отверстиями
- Просовываем новый кусок, совпадающий по сечению со сгоревшим и запаиваем обратно.Пример предохранителя с просунутой проволокой
Для удобства просовывания, можно использовать медицинскую иглу, с просунутой в ней вставкой. Данный вариант применяется для тонкой проволоки, которая легко изгибается, усложняя тем самым работу. Если в конструкции контактных колпачков не предусмотрено отверстие, то можно его аккуратно просверлить, после зачистить от окисленного слоя и запаять вместе концами вставки.
Расчёт и подбор диаметра проволоки плавкого предохранителя
В заводских предохранителях используются различные виды металлов: медь, серебро, олово, алюминий, железо. Но в домашних условиях обычно самым доступным является медь, на всякий случай вот таблицы с указаниями диаметров проволоки, соответствующих номинальному току для разных видов металлов.
В случае, если необходим предохранитель на ток, не указанный в выше представленной таблице, то можно воспользоваться специальными формулами:
- Для малых токов (с диаметром проволоки от 0,02 до 0,2 мм) используется формула:
d = Iпл ∗ k+0,005
- Для больших токов (с диаметром проволоки более 0,2 мм) используется формула:
Где Iпл — ток плавкой вставки в амперах, а k и m коэффициенты, зависящие от материала проводника и приведённые в следующей таблице.
Также диаметр неизвестной нам проволоки можно узнать и подобрать при помощи микрометра.
А если его нет, то можно воспользоваться довольно примитивным дедовским способом. Намотать на любую длинную поверхность (линейка, карандаш)проволоку в 10-20 витков, плотно прижав их друг к другу и замерять полученной расстояние линейкой или штангенциркулем. После поделить его на количество витков.
Например, на картинке изображена ширина намотанных витков 9 мм на 20 витков. Разделив 9 на 20 получаем, что диаметр проволоки, если отбросить 0,05 мм на зазоры между витками, примерно равен 0,40 мм. При помощи этой проволоки можно восстановить предохранитель на 20 А.
Применение "жучков" на предохранителях
Жучком называется намотанная снаружи на контактные наконечники проволока. Данный способ недопустим ни для каких-либо видов предохранителей, из-за определённых конструктивных особенностей:
- Невозможно точно рассчитать длину проводка, даже если намотать меньшее сечение. Данный вариант из разряда "и так сойдёт" и обычно делается на глаз. Если длина проволоки окажется короткой, то она опять перегорит, а если длинной — она будет пропускать через себя больший ток чем необходимо, что может вывести из строя всё оборудование, запитанное после вставки или наоборот брать ток, больше чем указан и расчитан в общей цепи и вывести из строя предохранители, стоящие перед ней. Как пример, намотанный экстренно или для увеличения номинального тока жучёк на высоковольтную вставку или губочный фиксатор, может вызвать перегорание защитных вставок, установленных перед ним в общей цепи и вызвыть аварийное отключения целого района или города.Вот такие жучки и номиналы вставок бывают в подстанциях
2. Расположение плавкой вставки снаружи, в случае КЗ и возникшей электрической дуги, может вывести из строя ближашие к предохранителю контактные соединения или приборы.Предохранитель сплавкой вставкой снаружи
Надеюсь что данная информация поможет вам в непредвиденных ситуациях и убережет от необдуманных поступков, которые могут привести к большим финансовым потерям, вызванным казалось бы такой мелочью как плавкая вставка.
