Всем привет! Сегодня мы поговорим об очень интересной теме, а точнее о плавких предохранителях. Не обо всех, конечно, а только о небольшой группе серий ППЦ (ПВЦ) и ППН. Узнаем, какие они бывают, где применяются и как правильно их выбирать.
Начнем с расшифровки. ППЦ - плавкий предохранитель цилиндрический. Некоторые производители называют их ПВЦ – плавкая вставка цилиндрическая, или ПЦ – предохранитель цилиндрический (что не совсем верно), и ППН - плавкий предохранитель низковольтный.
Данные серии предохранителей имеют общие или схожие классификации:
1. Категории применения
Производственного назначения ГОСТ IEC 60269-1 (настоящий стандарт распространяется на плавкие предохранители, оснащенные токоограничивающими закрытыми плавкими вставками с номинальной отключающей способностью не ниже 6 кА - плавкие предохранители, предназначенные для установок, в которых плавкие вставки доступны только для уполномоченного квалифицированного персонала и должны заменяться только им).
Бытового назначения ГОСТ IEC 60269-3-1 - Дополнительные требования к плавким предохранителям для эксплуатации неквалифицированным персоналом (плавкие предохранители бытового и аналогичного назначения). Разделы I-IV.
2. Габариты (размеры основания предохранителя)
Как видим, у двух видов этих предохранителей есть габариты, но из-за отсутствия общепринятого стандарта и большого разнообразия предохранителей каждый вид будет иметь свое индивидуальное обозначение размера основания.
ППЦ (ПВЦ) бывают разных габаритов с разным максимальным током основания:
· 4х15 (RO13) - (до 16А)
· 8х31 (RO14) - (до 25А)
· 10х38 (RO15) - (до 32А)
· 14х51 (RO16) - (до 63А)
· 22х58 (RO17) - (до 125А)
· 30х58 (RO18) - (до 125А) – в России не имеет практического применения.
ППН также имеют различные габариты с максимальным током основания.
· габарит 00С - 33 (до 100А)
· габарит 00,0 - 33 (до 160А)
· габарит 1 - 35 (до 250А)
· габарит 2 - 37 (до 400А)
· габарит 3 - 39 (до 630А)
· габарит 4 - 41 (до 1250А)
· габарит 4а - 41 (до 1600А)
3. Диапазон отключающих токов и время-токовые характеристики
Данный раздел классификации предназначен для правильного подбора предохранителей. Это самый важный раздел с точки зрения грамотного выбора предохранителя для защищаемого устройства (объекта). На всех предохранителях типа ППЦ (ПВЦ), ППН вы точно встретите две буквы, которые будут обозначать его характеристику диапазона отключающей способности и тип защищаемого устройства (объекта).
Первая (прописная) обозначает диапазон отключения:
g - с отключающей способностью в полном диапазоне токов отключения. Токоограничивающая плавкая вставка, способная в установленных условиях отключать все токи, вызывающие расплавление плавкого элемента вплоть до номинальной отключающей способности.
а - с отключающей способностью в части диапазона токов отключения. Токоограничивающая плавкая вставка, способная в установленных условиях отключать все токи в интервале между наименьшим током и номинальной отключающей способностью.
Например:
«gМ» — плавкие вставки для защиты цепей двигателей с отключающей способностью во всем диапазоне;
«аМ» — плавкие вставки для защиты цепей двигателей с отключающей способностью в части диапазона;
Вторая (заглавная) буква описывает тип защищаемого оборудования объект (характеристику или категорию):
G - универсальные предохранители для защиты кабелей, электродвигателей, трансформаторов;
L - предохранители для распределительных устройств и кабелей;
B - предохранители для горнодобывающих оборудований;
F - предохранители для маломощных электрических цепей;
M - предохранители для коммутирующих устройств и электромоторов;
R - предохранители для полупроводниковых схем;
S - предохранители с моментальным сгоранием и со средним временем срабатывания;
Tr - предохранители для трансформаторов.
4. По типу присоединения (применимо к ППН)
Предохранители ППН бывают разных видов по типу присоединения. Это обусловлено тем, что данный предохранитель имеет очень широкое применение в разных сферах, требующих специальных решений в контактной системе предохранителя.
Контактный ножевой - применяется в диапазоне от 6 А до 1250 А (плавкая вставка вставляется в губки контактного основания).
Контактный болтовой - применяется в диапазоне от 6 А до 1600 А в сетях с высокой нагрузкой и повышенными требованиями к виброустойчивости (плавкая вставка присоединяется непосредственно к проводникам комплектного устройства).
Общее устройство и конструкция
Предохранитель состоит из четырех основных частей: фарфорового основания, контактов, плавкого элемента и наполнителя (кварцевый песок). Плавкий элемент может быть в виде тонкой проволоки как в ППЦ (ПВЦ) (простая система) или виде пластин как в ППН (сложная система).
Теперь, зная основы, мы можем перейти к принципу действия и работы данного устройства. Рассматривать будем на базе ППН, так как конструкция данного устройства более сложная, чем у ППЦ (ПВЦ), но принцип действия одинаковый, различия в лишь в конструкции плавкого элемента. У ППЦ (ПВЦ) она проще, чем у ППН.
Для более правильного понимания принципа работы начнем с режимов работы предохранителя, они будут одинаковые для всех устройств данного типа.
Работа предохранителя протекает в двух резко различающихся режимах: нормальный режим (в данном режиме ничего не происходит) и режим перегрузки, или коротких замыканий (в данном режиме предохранитель срабатывает).
Нормальный режим работы.
В нормальных условиях нагрев плавкого элемента имеет характер установившегося процесса, при котором всё выделяемое в нем количество теплоты отдается в окружающую среду. При этом, кроме элемента нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений.
При номинальной силе тока избыточное количество теплоты вследствие теплопроводности материала элемента успевает распространиться к более широким частям, и весь элемент практически нагревается до одной температуры.
Режим перегрузки или КЗ.
Возрастание силы тока в сети. Плавкий элемент выполняют в виде пластин с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках. На этих суженных участках выделяется большее количество теплоты, чем на широких.
При коротком замыкании нагревание суженных участков происходит настолько интенсивно, что отводом количества теплоты практически можно пренебречь. Плавкий элемент расплавляется («перегорает») одновременно во всех или в нескольких суженных местах (при использовании одной пластины).
Если конструкцией предусмотрено применение перфорированных пластин две и более - на поверхность данных пластин, как правило, посередине наносится оловянный припой, который при превышении номинального значения тока плавкого элемента предохранителя и повышении температуры расплавляется, что приводит к ослаблению, растворению и образованию дуги в этом месте пластин в один момент времени. Причем сила тока в цепи при коротком замыкании не успевает достичь установившегося значения. В момент расплавления элемента в месте разрыва цепи возникает электрическая дуга. Гашение дуги происходит в ограниченном объеме керамического корпуса за счет кварцевого песка.
Достоинства плавких предохранителей
- Высокая предельная наибольшая отключающая способность Icu
- Безотказность
- Простота конструкции
- Отсутствие собственного потребления
- Низкая цена
Недостатки плавких предохранителей
- Возможность использования только один раз.
- Конструкция, дающая возможность шунтирования, то есть использования «жучков», приводящих к пожарам.
- В цепях трёхфазных электродвигателей при сгорании одного предохранителя инициируется пропадание одной фазы, что может привести к выходу из строя электродвигателя (рекомендуется использовать дополнительное оборудования для контроля фаз).
- Возможность необоснованной замены на предохранитель номиналом выше.
Подведём итог
Первое, предохранители - это самое простое и надежное устройств защиты, которое гарантирует отключение электроснабжения сети (объекта) в любом аварийном режиме при условии соблюдения правил расчёта плавкого элемента (вставки).
Второе, имеет высокую предельную отключающую способность (Icu), и широкий спектр максимальных токов отключения.
Третье, работы по замене вышедших из строя предохранителей должен производить человек, имеющий специальное образование. В некоторых случаях, оговоренных в ГОСТ IEC 60269-3-1, эту процедуру может производить неквалифицированный персонал.