как узнать какой предохранитель нужен

Питалово системы (Подбор сечения кабеля и предохранителя)

Подбор сечения силового кабеля.

Работу электрической схемы постоянного тока можно легко объяснить, применяя аналогию движения электронов по проводнику движению воды по трубопроводу. Электрическая цепь ведет себя аналогично гидравлической системе подачи воды под
давлением. Электрический провод, по которому движутся электроны — это труба, по которой течет вода. Аккумуляторная батарея аналогична водонапорной башне (или насосу), которая создает давление в системе. Разность давления воды между начальной
точкой трубы, где установлен насос и ее конечной точкой заставляет течь воду по трубопроводу. Точно так же, разность потенциалов (напряжение) на концах проводника обеспечивает движение электронов по проводу. Количество воды, протекающее за
определенный промежуток времени через сечение трубы называют расходом воды в трубе (литр/сек). Аналогично расходу воды, сила тока в проводнике определяется как количество электрического заряда, переносимого за определенный промежуток времени
через сечение провода. Если сила тока со временем не меняется, то такой ток называют постоянным. Прение, возникающее в процессе движения электронов о кристаллическую решетку проводника принято называть сопротивлением проводника. Сопротивление
измеряется в Омах. По закону Ома для участка цепи сопротивление равно отношению напряжения к силе тока.

1 Ом = 1 Вольт /1 Ампер

Сопротивление проводника вызывает его нагрев. Поэтому правильный выбор сечения кабеля является очень важной задачей. Чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление, и тем больший ток он сможет пропустить. Следует помнить,
что с увеличением длины проводника сопротивление растет.

Автомобильные аудиосистемы потребляют большой ток, особенно если устанавливается несколько усилителей мощности. Напряжение в энергосистеме автомобиля постоянно и равно 12В, поэтому для обеспечения высокой мощности аудиосистема вынуждена потреблять большое количество тока. Усилитель является самым энергопотребляющим компонентом в звуковых системах. Поэтому для расчета
сечения силового кабеля нам прежде всего необходимо будет определить максимальную мощность усилителя. Для начала надо в спецификации к усилителю прочитать его среднюю мощность при 2 Ом или 4 омной нагрузке. Допустим, что мы имеем четырехканальный усилитель, RMS мощность которого равна 35 Вт на канал. Полная RMS мощность равна произведению количества каналов на мощность одного канала:
35 Вт х 4 = 140 Вт. (средняя мощность)

Зная, что средняя (RMS) мощность соответствует приблизительно 50% эффективности усилителя, то для определения максимальной мощности надо удвоить ее значение:
140 Вт х 2

280 Вт. (максимальная мощность)

Из физики известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение. Следовательно, сила тока равна:
Ампер = Ватт/Вольт.

Напряжение в сети автомобиля известно и равно приблизительно 13В. Значит, ток потребляемый нашим усилителем будет равен:
280 Вт /13 В = 21.53 A

Подобные вычисления следует произвести для каждого усилителя в аудиосистеме. После необходимо определить длину силового кабеля от аккумулятора до распределительного блока, а затем от этого блока до каждого компонента системы. Зная потребляемую силу тока и длину кабеля, обращаемся к специальной таблице подбора сечения и длины кабеля и подбираем необходимый калибр кабеля. Данные в таблице учитывают тот факт, что силовой кабель, сечение которого подобрано удовлетворяет не только потреблению тока усилителем, но и рассчитано на питание остальных компонентов аудиосистемы. Сечение заземляющих кабелей должно быть такое же, как и сечение питающих проводов. Плюсовой провод и заземление желательно тянуть от аккамулятора, если это невозможно по какой-то причине, заземлять ВСЕ компоненты системы нужно в одной точке, дабы исключить разность потенциалов между компонентами.
Расчет номинала предохранителя.
Расстояние от плюсовой клеммы аккумулятора до потребителя в основном превышает 40 сантиметров, поэтому устанавливаем защитный предохранитель, естественно не далее 40 сантиметров от аккумуляторной клеммы, а лучше устанавливать главный предохранитель возможно ближе к плюсовой клемме аккумулятора. Его назначение, защитить питающий кабель от возгорания, например в случае аварии автомобиля (ДТП). Повреждение автомобиля может быть пустяковым, но пережатый питающий кабель приведет к короткому замыканию, возгоранию и уничтожению автомобиля. Номинал главного предохранителя определяется МАКСИМАЛЬНО возможным номиналом предохранителя для данного сечения кабеля. Например для кабеля сечением 2 GA МАКСИМАЛЬНО возможный номинал предохранителя составляет 150 Ампер. А можно поставить предохранитель номиналом, допустим 100 Ампер, 80Ампер или 50 Ампер? Да можно! Можно поставить любой предохранитель, при одном условии, что он НЕ БУДЕТ превышать номинал 150 Ампер (иначе смысл этого предохранителя пропадает). Общий максимальный ток, который может быть потреблен к примеру двумя усилителями (моноблок 80А и двухканальник 30А), составляет 110 Ампер, так что если поставить главный предохранитель номиналом 100 Ампер, существует вероятность того, что он будет перегорать на пиках максимальной громкости. Исходя из вышеизложенного, я рекомендую выбрать предохранитель номиналом 150 Ампер, в случае нештатной ситуации он сработает.

Источник

Предохранители. Может кому пригодиться.

Иногда автолюбителю приходиться сталкиваться с тем, что перестаёт работать то или иное электрооборудование автомобиля. Причиной часто может быть обычное перегорание предохранителя. Для быстрой замены неисправного предохранителя нужно знать, где они находятся, как они выглядят, «вычислить» неисправные и правильно заменить их.

Где находятся предохранители?

Ни в одном автомобиле предохранители не разбросаны по кузову, а находятся в определенном месте, в блоке предохранителей.

Практически в любом автомобиле имеются два блока предохранителей и наш автомобиль не исключение. Как правило, первый располагается под капотом у левого стакана (именуемый иногда чёрным ящиков в сокращении ЧЯ), второй – в салоне автомобиля под панелью, под центральной торпедой.

1) К1 – реле очистителей фар;

2) К2 – реле указателей поворота и аварийной сигнализации;

3) К3 – реле очистителя ветрового стекла;

4) К4 – реле контроля исправности ламп;

5) К5 – реле стеклоподъёмников;

6) К6 – реле звуковых сигналов;

7) К7 – реле обогрева заднего стекла;

8) К8 – реле дальнего света фар;

9) К9 – реле ближнего света фар;

10)F1-F20 – плавкие предохранители.

Второй “блок” находится под торпедой со стороны передних пассажирских ног. Для доступа к нему нужно всего лишь открутить несколько креплений при помощи крестовой отвертки. Почему в кавычках, да потому что как такогого блока нет, там находится ЭБУ (мозги) и 3 предохранителя + 3 реле.

Описание предохранителей и реле на ЭБУ

Порядок предохранителей с верху в низ:

1 – предохранитель на топливный насос (15А)

2- предохранитель на реле электровентилятора радиатора, клапан продувки адсорбера, ДС, ДК, ДМРВ (7,5А)

3 — предохранитель на электронный блок управления, модуль зажигания (7.5А)

Стоит отметить, что на первых моделях все предохранители окло ЭБУ были номиналом в 15А.

Порядок реле с верху в низ:

1 – Реле включения топливного насоса

2 – реле включения электровентилятора радиатора охлаждения

Какой предохранитель сгорел?

В вашем авто, как и в любом другом находится довольно много предохранителей. И каждый защищает определенную лампочку или прибор. Как же узнать, какой перегорел?

Всё просто! Например, если не работает стеклоочиститель, то вскрываем блок и ищем на крышке соответствующий значок. Положение предохранителя в блоке соответствует положению рисунка на крышке.

Чтобы получить доступ к предохранителям, надо снять крышку блока. Это легко можно сделать голыми руками: одной рукой нажимаем на защелку, другой – поднимаем крышку.

Как проверить предохранитель?

Далее нужно найти неисправный. Есть два способа (в зависимости от типа предохранителя).

Мы либо просто вынимаем и смотрим – цела ли средняя часть ( на фото – слева перегоревший, справа исправный)

Если предохранители часто перегорают, то это значит, что у вас имеются проблемы с проводкой, которые необходимо устранить. В таком случае лучше доверить проверку электрики специалисту.

Источник

Как правильно выбрать предохранитель?

Каждый из нас примерно понимает, зачем нужен предохранитель и как его выбрать. Мы все когда-либо были рассержены или разочарованы перегоревшим предохранителем. Иногда нам хотелось бы, чтобы в наших цепях не было такого компонента. С появлением в 1800-х годах электрического распределения плавкие вставки стали важным средством предотвращения пожаров. Электронные системы нуждаются в них по той же причине, плюс плавкие вставки защищают дорогостоящие компоненты электрических систем. Электронные системы имеют те же проблемы с огнем, что и электрические.

Какой-то мастер придумал фразу: «Транзистор за двадцать долларов всегда сгорит, чтобы защитить предохранитель за десять центов». Предохранитель не предназначен для защиты транзистора. Он был бы еще менее подходящим для защиты лазерного диода, так как плавкие вставки разрушаются с помощью нескольких наносекунд перегрузки по току.

Предохранители идеально подходят для защиты проводов и дорожек печатных плат от расплавления и возгорания. Это может произойти, когда возникают контакты между проводами из-за поврежденной изоляции или магнитного провода, который закорочен из-за вибрации и сокращений под действием переменного магнитного поля. Другая распространенная неисправность связана с электролитическими и танталовыми конденсаторами, которые могут выйти из строя при коротком замыкании.

Вместо того, чтобы рассчитывать на плавкую вставку для защиты электронных компонентов вашего изделия, вы можете питать разрабатываемую вами цепь от лабораторного источника питания и устанавливать ограничение на выходной ток. Вы можете установить ток источника питания меньше того, который расплавил бы провода или разрушил p-n переходы внутри транзистора или интегральной микросхемы IC. Тогда ваша испытательная схема просто нагреется (в случае неправильной сборки или ошибки в расчетах), а не взорвется. После того, как все заработало, вы можете добавить предохранитель.

Необходимость в предохранителе

Все, что питается от источника с малым внутренним сопротивлением, нуждается в предохранителе. Это может быть электроприбор, который подключается к розетке или питается от батареи, или который работает от генератора переменного тока в вашем автомобиле. Источник с низким импедансом способен обеспечить достаточный ток для плавления токопроводящих частей и возникновения пожара (рисунок ниже). Лаборатории страховых компаний были созданы для снижения вероятности возникновения пожара и, как следствие, предотвратить страховые выплаты. Предохранитель может защитить людей от короткого замыкания на корпус, а также защитить электроприбор от возгорания.

Выберите пакет предохранителей

Ваше приложение будет определять тип предохранителя, который вы будете использовать. Вам может понадобиться высоковольтный предохранитель. Если ваш продукт в основном продается в США, то уместным является стандарт, как правило, 1/4 дюйма (3.5 см). В Европе более распространен стеклянный предохранитель размером 5 × 20 мм. Для автомобильных приложений предохранители с лезвийными выводами используются во всем мире. В промышленных электрошкафах вы можете наблюдать промышленный тип предохранителей. Если вы защищаете дорожки печатной платы, идеально подходят предохранители для поверхностного монтажа (рисунок ниже).

Часто достаточно просто нужно посмотреть на продукты, похожие на ваши, и узнать, какой предохранитель они использовали. Это может существенно помочь определится с выбором.

Оценка скорости срабатывания предохранителя

После того, как вы выбрали комплект предохранителей, возможно, в связи с этими усилиями вам следует удостоверится, что скорость срабатывания плавкой вставки соответствует требованиям вашего приложения. Быстродействующий предохранитель сгорит быстро, прежде чем провода или дорожки печатной платы успеют нагреться. Тем не менее, быстрое перегорание может стать причиной неприятного сбоя из-за кратковременной перегрузки.

Лампы накаливания, ёмкостная нагрузка, а также линейные и импульсные источники питания имеют большой импульс тока при включении. Задача немного усложняется в отношении нагрузок, питаемых от сети переменного тока, так как при включении бросок переменного тока может быть менее серьезным, если момент включения совпадет с моментом перехода напряжения через нуль. Вы должны также учитывать условие, когда вы подключаете питание в момент амплитудного значения напряжения. Это создаст хоть и короткий, но значительный импульс тока, который может сжечь плавкую вставку.

Запас тока предохранителя

При разработке ультрафиолетового ластика для пластин UVPROM в полупроводниковой машине возникла следующая ситуация. Известно, что если плавкая вставка сработала, то означало серьезную поломку оборудования. Все должно работать хорошо. Но ошибка состояла в том, что ток срабатывания плавкой вставки был подобран слишком близко к ожидаемой нагрузке высоковольтного линейного трансформатора.

Данная система отлично зарекомендовала себя в лаборатории, но когда машина была запущена в реальный рабочий процесс с питанием от сети 50 Гц переменного тока, всплыли нюансы. Они были связаны с более низкой частотой, что приводило к большим потерям в трансформаторе и потреблению им большего тока. Запас по току оказался слишком маленьким, что привело практически к мгновенному перегоранию предохранителя. К счастью, использовались европейские предохранители 5х20 мм, поэтому замена их на более мощные не составила большого труда.

Вместо установки более мощных предохранителей непосредственно на печатной плате руководством было принято решение вынести их на держатели в отдельную коробку. Это значительно усложнило монтаж схемы и добавило дополнительные расходы на материалы, но скорость замены предохранителя, таким образом, возросла. Кто был прав в этой ситуации разработчик или менеджер трудно сейчас сказать.

Также не стоит забывать о пусковых характеристиках электрооборудования, для которого и подбирается предохранитель. Ведь если вы выберете плавкую вставку, рассчитанную на максимальный ток устройства, но по пусковым характеристикам этот максимальный ток никогда не будет использован в рабочем цикле — не стоит выбирать предохранитель на максимальный ток. Исследуйте рабочий цикл устройства и делайте выбор оборудования исходя из него.

Все это говорит о том, что вы должны выбирать предохранитель, исходя из того, что бы он перегорел при рассчитанной перегрузке, а не просто на 10% выше рабочего тока. Измерьте рабочий ток при любых условиях работы и при любой температуре, если это необходимо. Поймите, что любая система питания с шиной постоянного тока будет иметь большой пусковой ток при первом включении. Предохранитель должен выдерживать это, даже если ребенок несколько раз щелкнет выключателем за несколько секунд.

Вполне возможно, что ваш номинальный ток предохранителя увеличится вдвое или даже в 10 раз по сравнению с рабочим током после проведения расчетов и испытаний. Ваша работа заключается в устранении ложных срабатываний плавкой вставки, при этом убедитесь, что любой сбой или короткое замыкание спалят предохранитель, прежде чем начнется пожар. Как отмечалось выше, вы можете попробовать медленно перегорающий предохранитель, чтобы обойти проблему пускового тока и при этом защитить схему от возгорания.

Выводы

Чтобы ваша цепь не расплавилась и не загорелась, никогда не помешает установить предохранитель на входе. Для больших электролитических конденсаторов в некоторых недорогих потребительских товарах токоведущие дорожки печатных плат имеют меньший размер, поэтому при замыкании конденсатора дорожки на печатной плате плавятся, служа плавким предохранителем. Однако это не лучшее решение, поскольку медь имеет высокий температурный коэффициент, а процесс изготовления печатной платы не контролирует потребности вашего временного медного предохранителя.

Вам лучше установить небольшие предохранители для поверхностного монтажа, которые работают более предсказуемо. Таким образом, когда техник заменяет «пробитые» электролитические конденсаторы, он или она может припаять новый предохранитель. При быстрой доставке конденсаторы и предохранители можно заказать во время обеда, и они прибудут в 10:00 на следующий день. А еще лучше, что не будет следов расплавленного металла на печатной плате (PCB). Если их отремонтировать с помощью шинного провода, то ток плавления будет слишком велик, и продукт может загореться при следующем пробое электролитического конденсатора.

Источник

Как правильно подобрать быстродействующий предохранитель

В настоящей статье будут рассмотрены особенности применения быстродействующих предохранителей в цепях постоянного тока. Кроме того, пойдет речь о конструктивных вариантах исполнения различных серий предохранителей и некоторых областях их применения.

Предохранители в режиме постоянного тока

Использование предохранителей в цепях постоянного тока имеет свои особенности, т.к. из-за большой скорости процессов и отсутствия нулевых переходов тока цепи на работу предохранителя значительно влияют реактивные параметры цепи. Индуктивность в цепи постоянного напряжения ограничивает скорость нарастания тока. Время, затрачиваемое на достижение током 63% от конечного значения, называется постоянной времени, обозначаемой соотношением L/R. Скорость же нарастания тока влияет на начальную энергию плавления элемента предохранителя. Это определяет как время-токовую характеристику плавления, так и максимальный пропускаемый ток (Рис.1).

Для длительного периода времени (более 1 секунды) тепловой эффект переменного тока такой же, как и постоянного, характеристики сливаются (см. рис. 2).

Рис.1. Время-токовая характеристика цепи постоянного тока

Рис.2. Зависимость времени плавления от L/R

Большинство схем имеют постоянную времени между 10 и 20 миллисекундами, исходя из чего спецификации МЭК (международной электротехнической комиссии) требуют тестирования в этих пределах. Константы времени больше чем 20 мс встречаются не часто, за исключением тяговых решений электротранспорта, где большая длина контактной сети даёт чрезвычайно высокое соотношение индуктивности к сопротивлению. При коротких замыканиях, в условиях срабатывания предохранителя, значение постоянной времени цепи может отличаться от постоянной времени в «нормальных» рабочих условиях.

Во многих выпрямительных схемах, даже в условиях срабатывания, плавкая вставка будет под воздействием переменного напряжения (когда напряжение стремится к нулю или близко к нулю с регулярностью, соответствующей частоте питания).

В этих условиях, гашение дуги внутри плавкой вставки в случае срабатывания упрощается снижением напряжения до нуля. Когда предохранитель установлен в цепи постоянного тока, процесс гашения дуги при срабатывании не будет упрощаться периодическим снижением напряжения до 0, как в ситуации с переменным напряжением. При постоянном токе погасить дугу гораздо сложнее, вот почему и предохранитель в этом случае, как правило, должен быть гораздо больше по размерам (Рис.3).

Рис.3. Предохранители одного номинала для переменного (слева) и постоянного (справа) тока

Напряжение, при котором плавкая вставка может безопасно работать, таким образом, зависит от постоянной времени цепи. Следует отметить, что при малых значениях постоянной времени номинал тока предохранителя при постоянном напряжении иногда может оказаться больше, чем при переменном (согласно стандартам IEC или UL). Однако для большинства случаев номинал предохранителей при постоянном токе не превышает 75% от номинала при переменном токе, и по мере увеличения постоянной времени он снижается.

Напряжение дуги, возникшей внутри плавкой вставки во время срабатывания, будет меняться по отношению к напряжению системы. Изменение напряжения дуги в результате самоиндукции относительно приложенного напряжения будет также различным для цепей переменного и постоянного тока. Если это специально не предусмотрено конструкцией, предохранители не рекомендуется применять для защиты от незначительных перегрузок в цепях постоянного тока. Производительность в этой области может быть ограничивающим фактором при выборе предохранителя.

Компания Bussmann производит большой диапазон предохранителей, специально разработанных для работы при постоянном токе в самых разнообразных приложениях: в тяговых транспортных решениях, системах бесперебойного питания, выпрямителях, частотных преобразователях, солнечной энергетике и др. Предохранители для цепей постоянного тока выпускаются на типовые напряжения 750, 1000, 1200, 1500, 2000 и 4000 В в диапазоне токов до 1600А, различного конструктивного исполнения.

Предохранители переменного тока в цепях постоянного тока

Учитывая вышесказанное, рассмотрим пример проверки возможности применения конкретного предохранителя в цепи постоянного тока.Приведенная ниже информация относится конкретно к прямоугольным предохранителям стандартной серии на 660, 690, 1000 и 1250 В переменного тока. При этом в каталоге для них нет информации о возможности их использования в цепях постоянного тока. Тем не менее эти предохранители могут применяться в цепях, где используется постоянное напряжение. Однако, при этом необходимо провести определённый проверочный расчёт.

Отключающая способность предохранителей зависит от сочетания:

Пример расчёта.

Используем параметры конкретного предохранителя 170M6149: 1100A, 1250 VAC,

Прилагаемое напряжение E = 500V DC

Возможный ток короткого замыкания Ip = E/R = 500/16 = 31.3 kA

Постоянная времени L/R = 40 ms (0.64/16)

Рис.4. Условная схема рассчитываемой цепи

Для расчётов используется ряд следующих зависимостей:

Шаг. 1 График на рис.5 показывает зависимость максимума приложенного напряжения постоянного тока от L/R с 3 уровнями тока Ip в качестве параметра.

Необходимо выбрать кривую 1, 2 или 3 выше точки пересечения известного напряжения и постоянной времени. Находим точку пересечения для прилагаемого напряжения 500 В и постоянной времени, равной 40ms. Непосредственно выше этой точки пересечения находится кривая 2.

Если выше точки пересечения напряжения и постоянной времени нет никакой кривой, тогда должен быть выбран плавкий предохранитель с номиналом переменного напряжения более 1250 В.

Рис.5. Зависимость максимума приложенного напряжения постоянного тока от L/R

Шаг 2. Для правильного применения предохранителя необходимо использовать коэффициент F, связывающий I2t с предполагаемым током срабатывания Ipmin. На рис.6 показана зависимость коэффициента F от L/R. По параметру 2 (выбранной кривой 2) для постоянной времени L/R = 40 ms находим коэффициент F = 26,5.

Рис.6. Определение промежуточного коэффициента F в зависимости от постоянной времени

Шаг 3. Для прилагаемого напряжения 500В по пересечению с кривой номинального напряжения используемого предохранителя находим пиковое напряжение дуги при срабатывании предохранителя.

Как видно из графика (Рис.7), для данного случая пиковое напряжение дуги при срабатывании предохранителя будет достигать значения 1900V.

Рис.7. Определение пикового напряжения дуги при срабатывания предохранителя

Шаг 4. Минимальный уровень тока (Ipmin) цепи должен соответствовать следующему условию:

Проверка с конкретными параметрами цепи показала, что отключающая способность выбранного предохранителя достаточна при следующих основных условиях:

Повторимся, приведенная методика проверки применимости относится конкретно к прямоугольным предохранителям стандартной серии на 660, 690, 1000 и 1250 В переменного тока. Возможность применения в цепях постоянного тока других быстродействующих предохранителей необходимо уточнять в справочных данных соответствующих каталогов.

Таким образом, плавкие предохранители допускают работу в цепях как переменного, так и постоянного тока, но с существенной коррекцией максимально допустимых параметров, в частности, напряжения. Однако не существует универсальной верной методики подбора предохранителя для постоянного тока, основываясь на его параметрах для переменного тока. В связи с этим, производителем рекомендуется в цепях постоянного тока применять специально разработанные для этого предохранители или предохранители, в справочных данных которых оговаривается возможность работы в режиме постоянного тока.

Выбор конструктивного исполнения быстродействующих предохранителей.

Поскольку в рамках нашей статьи мы говорим о выборе предохранителей, то касаться особенностей их внутреннего устройства не будем, так как писали об этом ранее (Силовая Электроника, № 4’2013, № 6’2013). Кроме правильного определения электрических параметров предохранителя, перед пользователем стоит задача выбора его конструктивного исполнения. Часто выбор конструктивного исполнения определяется требованиями к допустимым размерам, исходя из свободного пространства в месте установки. С другой стороны, размеры предохранителя, как правило, зависят от номиналов тока, напряжения, режима использования (цепи переменного или постоянного тока). Компания Bussmann представляет наиболее широкий ассортимент быстродействующих предохранителей на мировом рынке. Быстродействующие предохранители Bussmann выпускаются в корпусах всех международных типов, соответствующих стандарту EN60269-4, который объединяет все предыдущие европейские и американские стандарты для этих устройств.

Семейство быстродействующих предохранителей Bussmann включает в себя цилиндрические предохранители (Ferrule Style) различного размера (от 6×32 до 25×146), являющихся отличным решением для защиты небольших ИБП, малых приводов переменного тока и другого оборудования небольшой мощности, где приоритетом является минимальное занимаемое пространство (Рис.8). Устанавливаются в специальные модульные держатели и держатели открытого типа, имеющиеся в ассортименте продукции производителя. В линейке имеются варианты исполнения предохранителей с бойком индикации срабатывания (в серии FWP).

Рис.8. Быстродействующиецилиндрические предохранители (Ferrule Style)

Предохранители британского стандарта BS88:4 (Рис.9) для защиты полупроводников у Bussmann представлены самой широкой в индустрии линейкой, двумя диапазонами напряжения 240Vac/150Vdc и 690vac/500Vdc. Используют инновационные методы гашения дуги и материалы высокого класса, обеспечивающие минимальные значения I2t и отличную производительность в цепях постоянного тока. Конструктивное исполнение со смещёнными контактами под болт предполагает установку непосредственно на платы, монтажные панели приводов постоянного тока, выпрямителей, преобразователей напряжения, устройств плавного пуска и т.п. Опционально могут оснащаться индикаторами срабатывания.

Рис.9. Быстродействующиепредохранители британского стандарта BS88:4

Ещё одно линейка быстродействующих предохранителей — североамериканские цилиндрические с ножевыми и торцевыми привинчиваемыми контактами (Рис.10). Представляют отличное решение для силового оборудования средней мощности. Конструкция оптимизирована для обеспечения малых значений I2t, потерь мощности, напряжения дуги и применения в цепях постоянного тока. Для предохранителей линейки разработаны держатели с фиксированным центром и модульные универсальные держатели.

Рис.10. Быстродействующиепредохранители североамериканского стандарта

Рис.11. Быстродействующиепредохранители в прямоугольном корпусе

Предназначены для защиты полупроводниковых приборов в оборудовании средней и большой мощности. Имеются серии, разработанные специально для использования в цепях постоянного тока. В зависимости от номинала и спецификации, Bussmann производит целый диапазон различных типов корпусов быстродействующих предохранителей, от 0000 до 5 типоразмера (Рис.12).

Рис.12. Типоразмеры быстродействующих прямоугольных предохранителей

Также широкая линейка прямоугольных быстродействующих предохранителей делится на несколько подгрупп, характерных для определённых локальных стандартов и отличающихся преимущественно исполнением контактов (Рис.13).

Рис.13. Стандартыпредохранителей в прямоугольном корпусе с различным исполнением контактов

Это даёт возможность пользователю подобрать наиболее подходящий вариант для используемого оборудования и обеспечивает гибкость при разработке новых специфичных приложений. Некоторые из них могут быть установлены только в предназначенные для них держатели (например, предохранители стандарта DIN 43 620), другие могут устанавливаться как в специальные держатели, так и непосредственно на токоподводящие шины (стандарт DIN 43 653). В пределах практически каждой из этих подгрупп имеются варианты исполнения предохранителей с разными типами индикации: визуальный индикатор срабатывания, боёк на торцевой части предохранителя (тип Т), адаптер индикации срабатывания на теле предохранителя (тип К). Для обоих типов доступны специальные микропереключатели, которые выбираются опционально (Рис.14).

Рис.14. Микропереключатели индикации срабатывания прямоугольныхпредохранителей

Области применения быстродействующих предохранителей

Широкое распространение силовых полупроводниковых преобразователей определило рост применения быстродействующих предохранителей. Силовые полупроводниковые преобразователи используются для экономичного преобразования электрической энергии при автоматизации производственных процессов, механизации трубопрокатных и трубоэлектросварочных производств, питания и управления компрессорами и насосными станциями нефте- и газопроводов, горнодобывающей промышленности. Остановимся на специфике применения быстродействующих предохранителей в отдельных отраслях.

Компания Bussmann имеет специально разработанные решения для применения на железнодорожном и электротранспорте. Специфика определяется в первую очередь применением в цепях постоянного тока для большого диапазона токов и напряжений. Об особенностях применения в цепях постоянного тока мы уже говорили выше, в частности, в связи с более сложным процессом гашения дуги требуется использование более качественных материалов и увеличение физических размеров предохранителя. Особенностью тяговых преобразователей электроподвижного состава является к тому же эксплуатация в условиях непрерывных механических воздействий, циклических токовых перегрузок, большой индуктивности нагрузки, широкого диапазона климатических факторов, что накладывает ужесточение требований к применяемым предохранителям. В линейке для железнодорожного и электротранспорта у Bussmann есть предохранители для тяговых преобразователей, систем управления и контроля, преобразователей напряжения, вспомогательных систем подвижного состава (Рис.15).

Рис.15. Применение предохранителей Bussmann в цепях подвижного состава

Ещё одной характерной областью применения быстродействующих предохранителей Bussmann является металлургическая отрасль.

Производство стали в дуговых сталеплавильных печах требует токов до 100кА при напряжении более 1000 В. Процесс хлорного электролиза требует постоянных токов до 300-350kA и напряжения до 1000 В постоянного тока. Медь, цинк, свинец, никель, кадмий и т.п производятся также с применением больших токов. Для питания электролизных ванн в цветной металлургии применяются силовые выпрямительные установки на номинальный ток до 100 кА при напряжении до 1000 В. Эти установки характеризуются большим количеством параллельно соединённых выпрямительных модулей и необходимостью обеспечения непрерывности питания. В ряде случаев, при аварии, вызванной одиночным отказом полупроводникового модуля, когда аварийный ток достигает 150-200 кА, возможно образование дуги, сопровождаемое взрывом. Взрывы полупроводников, вызванные отсутствием, либо невысоким качеством защитных устройств, приводят к тяжёлым последствиям — разрушению конструкции преобразователя, нарушению сложных технологических процессов, дорогостоящему ремонту. Быстродействующий предохранитель призван при пробое соответствующего полупроводника (тиристора, IGBT), соединённого последовательно с ним, своевременно сработать и отключить его, и это не должно критически сказаться на работе преобразователя. Для удовлетворения растущего спроса на допустимые нагрузочные способности по току специалистами Bussmann был разработан предохранитель 5 размера в единой конструкции, которая оптимизирует температурный режим предохранителя как при принудительном обдуве, так и при одно- или двустороннем водяном охлаждении (Рис.16).

Рис.16. Специальные предохранители Bussmann 5 размера для металлургической отрасли

Ещё одно достаточно специфичное применение предохранителей Bussmann- оборудование солнечной энергетики (Рис.17). Солнечные системы для выработки электроэнергии состоят из массивов фотоэлементов и инверторов. Предохранители используются как для защиты линеек элементов солнечных панелей, подмассивов и массивов, так и для защиты связанных инверторов. Особенности солнечной энергетики — высокое напряжение постоянного тока, низкий выходной ток, очень низкие токи короткого замыкания, чувствительность к повреждению перенапряжением определяют и специфику защитных устройств. Bussmann производит весь спектр предохранителей для оборудования солнечных систем. В диапазоне есть цилиндрические предохранители с различным исполнением контактов для защиты линеек фотоэлементов (10×38мм 600В, 14×51мм 1000V/1100В, 14×65 мм 1300/1500В постоянного тока), а также прямоугольные предохранители разных типоразмеров на 1000/1500 В постоянного тока для защиты целых массивов. В ассортименте также различные держатели и прочие аксессуары. Предохранители с характеристикой gPV способны срабатывать при токе, всего в 1.3 превышающем номинальный, что является их характерной особенностью.

Рис.17. Предохранители с характеристикой gPV для защиты солнечных батарей

Также стоит напомнить о широком применении быстродействующих предохранителей в цепях защиты полупроводников частотных преобразователей, устройств плавного пуска, приводов электродвигателей, использующихся в составе производственного оборудования различных отраслей промышленности, источников бесперебойного питания, преобразователей напряжения, оборудования альтернативных источников энергии и т.д.

Компания Bussmann является ведущей компанией в мире по количеству моделей плавких предохранителей, выпускаемых на множестве её заводов по всему миру. Однако, в связи с большим количеством подделок на рынке, необходимо быть уверенными, что приобретаемые вами предохранители являются оригинальным продуктом Bussmann. Избежать приобретения неоригинальной продукции можно, обращаясь к официальному представителю Bussmann в России — компании «Айтекс». Более подробно познакомиться с технической информацией и подобрать нужную модель предохранителя можно на сайте www.bussfuse.ru.

2. IEC 60 269 — 1 Low voltage fuses. Part 1. General requirements.

3. High Speed Fuse Application Guide, Cooper Industries plc, USA, 2010.

4. Намитоков К.К.и др. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств.

М.: Энергоатомиздат, 1988г.

Автор: Руслан Черекбашев

Источник