Как рассчитать предохранитель: Плавкий предохранитель – расчет и выбор проволоки для ремонта

Содержание

Как рассчитать предохранитель в автомобиле

Электрика и электроника остается той областью, в которой свободно себя чувствует наименьшее количество автомобилистов. В статье рассмотрим предохранители автомобильные, виды плавких вставок, как их правильно менять, а также основные правила подключения дополнительного оборудования.

Роль в электрической цепи

Многочисленные случаи перегорания электронной составляющей целых систем, возгорания автомобилей подтверждают тот факт, что к электричеству необходимо относиться если не с опаской, то с большой осторожностью.

Предохранитель предназначен для размыкания защищаемой цепи методом разрушения специально предусмотренной для этого токопроводящей части. Разрушение происходит при превышении номинального тока, на который рассчитан предохранитель. Номинальная сила тока плавкой вставки подбирается в соответствии с допустимой нагрузкой на защищаемую цепь, а также с учетом расчетного потребления тока электроприборами, включенными в цепь.

В случае нештатной ситуации первой обязана сгореть плавкая вставка, разомкнув при этом цепь и сохранив автомобиль от возгорания. К чрезмерному нагреву элементов цепи, что является потенциально опасной ситуацией, приводит:

  • короткое замыкание (не предусмотренное конструкцией соединение двух точек цепи, провоцирующее значительное превышение силы тока в цепи). КЗ может возникнуть вследствие нарушения изоляции токопроводящих элементов, неправильного подключения приборов. Скорее всего, вы и сами не раз сталкивались с перетиранием изоляции проводов в авто;
  • несоответствие мощности потребителя и номинальной силы тока, которая может пройти в цепи без разрушения ее составляющих. Такое сплошь и рядом встречается при неквалифицированной установке в автомобили дополнительного электрооборудования (к примеру, освещения). Мощные потребители запитываются от штатной электропроводки, которая рассчитана на куда меньшую величину тока. В итоге провода в цепи будут перегреваться, провоцируя оплавление изоляции, что приведет к КЗ и возгоранию автомобиля.

Порог срабатывания

Как вы уже могли догадаться из описания предназначения автомобильных предохранителей, суть правильного выбора предохранителя заключается в подборе уровня сопротивления плавкой части. Разрушение происходит вследствие теплового действия тока. Превышение номинального значения ведет к чрезмерному нагреву плавкой части, что провоцирует ее расплавление (перегорание) и разрыв цепи.

Номинальный ток предохранителя рассчитывается по формуле: Inom=Pmax/U, где

  • Inom – номинальная величина тока, измеряется в Амперах (А)
  • Pmax – максимальная мощность нагрузки потребителя, которая должна быть указана на приборе; измеряется в Ваттах (Вт, W)
  • U – напряжение сети, измеряется в Вольтах (V). Напомним, что напряжение питающей сети легкового авто составляет 12 V

Гораздо удобней использовать готовые таблицы, в которых указаны допуски по мощности для каждого типа предохранителя.

Согласно классификации по типу срабатывания, в авто применяются плавкие предохранители. Существует 3 типоразмера:

Но главное разделение, разумеется, идет по величине номинальной силы тока. Для удобства пользователей за определенной величиной номинального тока закреплен цвет корпуса. Но ориентироваться только на цвет не стоит, так как производителю никто не запрещает изменить цветовую гамму своих изделий.

1А – черные 10А – красные 40А – оранжевые
2А – серые 15А – голубые 60А – голубые
3А – фиолетовые 20А – желтые 70А – коричневые
4А – розовые 25А – белые 80А – светло-желтые
5А – желто-оранжевые 30А – зеленые 100А – сиреневые
7,5А — коричневые 35А – светло-фиолетовые

Замена, защита цепей при установке доп. оборудования

Менять штатные предохранители необходимо на изделия точно такого же номинала. Вся необходимая информация представлена в руководстве по ремонту и эксплуатации вашего авто. Если предохранитель перегорел 2-3 раза подряд, ищите неисправность в цепи. Ни в коем случае не устанавливайте плавкую вставку большего номинала. Также не следует менять электропредохранитель на «жука». Починить плавкую вставку в дороге с помощью проволоки можно, но длину и сечение проводника следует подобрать таким образом, чтобы проволока имела такой же номинальный ток, как и штатный предохранитель. Для этого в сети имеются все необходимые формулы и таблицы с готовыми переменными.

Для того чтобы понять, какой именно элемент следует менять, вам нужно просто проверить работоспособность определенной системы питания авто. Включите, например, дворники и проверьте контролькой наличие напряжения на ножках между перемычкой предохранителя, защищающего эту цепь. Также для этих целей подойдет мультиметр.

При установке дополнительных потребителей сначала рассчитайте, выдержит ли штатная проводка автомобиля возросшую нагрузку, и только потом рассчитывайте ток для установки предохранителя большего номинала. Для мощных потребителей следует прокладывать проводку отдельно, номинальный ток предохранителя должен быть в 1.5 раза больше, чем номинальный ток в цепи. Для расчета нагрузки на автомобильные провода используйте закон Ома, можете воспользоваться специальными таблицами, в которых для основных видов проводников указаны площадь поперечного сечения и допустимый ток.

Как выбрать

Предохранители для своего авто следует покупать только от проверенных производителей. Нередки случаи, когда предохранители плохого качества расплавляли изоляцию проводов цепи, посадочное место в монтажном блоке, но сами не перегорали. Скорее всего, расплавится вставка уже в процессе горения авто. Если говорить о фирмах, хорошо зарекомендовавших себя на практике, то можно выделить предохранители AVAR и TESLA.

Если вы не уверены в качестве купленных изделий, проверьте 1-2 плавкие вставки, специально пустив через них ток, при котором они должны перегореть. Для теста вам необходимо собрать цепь с электроприбором, потребление которого больше номинальной силы тока предохранителя. Величину тока в цепи можно рассчитать по формуле: I=P/U, где

  • P – мощность потребителя;
  • U – напряжение сети.

В качестве простейшей альтернативы можете сымитировать КЗ.

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.

Наибольшее распространение получили плавкие предохранители. Они дешевы и просты в изготовлении и в случае короткого замыкания в сети обеспечивает защиту проводки от возгорания.

Когда перегорает плавкий предохранитель, требуется быстро его заменить. Не всегда имеется запасной предохранитель на нужный ток. Проще всего защитный предохранитель выполнить из провода соответствующего диаметра. Причем диаметр провода для необходимого тока плавления (защиты) можно выбрать из таблицы, где приведены значения для разных металлов. В качестве основания для закрепления (припаивания) плавкой вставки может использоваться каркас перегоревшего.

Выбор медной проволоки под предохранитель (калькулятор)

 Бац, бух и хорошо, что не пожар… Выясняет, что всего лишь сгорел предохранитель. Здесь же можно взять, да и не мучиться,- впаять что-то серьезное, то есть провод потолще. Однако сами понимаете, что позже, вместо вот этого провода – предохранителя, теперь может сгореть нечто более существенное. Тогда ремонт не обойдется так легко. Вначале придется искать серьезную поломку, а затем еще покупать более дорогостоящую деталь и менять ее. Поэтому есть все же смысл подобрать медную проволоку такого диаметра, чтобы она заменила сгоревший предохранитель. То есть необходимо понять, какая существует зависимость между диаметром, сечением медного провода и максимальным током, когда он перегорает. Здесь важно заметить, что это не номинальный ток, а именно максимальный! Ведь при этом токе предохранитель должен срабатывать, то есть перегорать, а не работать без проблем. О подборе медного провода для проводки писал уже в другой статье, в этой же статье именно о критическом токе, когда проволока будет перегорать и работать как предохранитель.

Как определить номинал предохранителя по корпусу и на плате

 Прежде чем поменять что-то испортившееся, необходимо понять, что же все-таки испортилось. В нашем случае перегорело. Надеяться здесь стоит только на надписи на самой плате или на предохранителе, ибо другие методы узнать какой же это был номинал предохранителя весьма зыбки и безосновательны. Ведь исправный предохранитель ничего и не покажет как нулевое сопротивление, а неисправный обрыв. При этом не отдавать же его на анализ в лабораторию, дабы узнать какой это был материал. Смотрим примеры обозначения предохранителей на плате и SMD элементов. Кстати, иногда вместо предохранителя могут использовать даже резистор.

Расчет и подбор медной проволоки под плавкий предохранитель

 Ну хорошо, с номиналом разобрались, теперь бы подобрать такую проволоку, которая могла бы заменить сгоревший предохранитель. Этот вариант приоритетен в тех случаях, когда просто нет под замену аналогичного плавкого предохранителя.
Для того чтобы подобрать проволоку нужного диаметра, необходимо обратиться к форме ниже. В этом случае вы сможете сориентироваться с тем током и диаметром проволоки, в зависимости от материала, что пойдет именно вам.

Ток защиты предохранителя, Ампер 0,25 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
  Диаметр проволоки, мм   Медной 0.02 0.03 0.05 0.09 0.11 0.16 0.20 0.25 0.33 0.40 0.46 0.52 0.58 0.63 0.68
Алюминиевой 0.07 0.10 0.14 0.19 0.25 0.30 0.40 0.48 0.56 0.64 0.70 0.77 0.83
Стальной 0.32 0.20 0.25 0.35 0.45 0.55 0.72 0.87 1.00 1.15 1.26 1.38 1.50
Оловянной 0.18 0.28 0.38 0.53 0.66 0.85 1.02 1.33 1.56 1.77 1.95 2.14 2.30


Однако это все справочные материалы. А вот для того чтобы сделать подбор проволоки универсальным, можно воспользоваться формулой.

I пр = 80 √d3,

где
I пр – ток защиты предохранителя, А;
d – диаметр медной проволоки, мм.

Обратите внимание, что она верна для меди! Если у вас нет такого диаметра, то придется собирать проводник из нескольких меньших. Здесь надо понимать, что каждый из проводников будет работать параллельно, а значит ток будет падать соизмеримо количеству взятых проводников. Чтобы было легче прикинуть ток, диаметр и количество проводников, можно воспользоваться калькулятором. 

Теперь же пару слов о типовых номиналах предохранителей и случае, если номинал предохранителя первоначально не удалось установить.

Номиналы предохранителей ориентировочные

Номинал предохранителя на микроволновке порядка 12 А (2 Квт)
Номинал предохранителя в блоке питания компьютера 400 Вт – 2,5 А, 600 Вт-4, 800 Вт – 5 А.

 В целом примерно рассчитать предохранитель можно по мощности потребляемого устройства. То есть мощность делим на напряжение и получаем ток. Именно этот ток с небольшим запасом и станет номиналом нашего предохранителя.
Надо понимать, что даже предохранитель для защиты имеет небольшой запас по мощности порядка 10 процентов. Это связано с пусковыми индукционными токами при прохождении через индуктивность и при зарядке конденсаторов большой емкости.

КАК РАССЧИТАТЬ РАЗМЕР ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ — РЕМОНТ ЭЛЕКТРИКИ

Share

Pin

Tweet

Send

Share

Send

Предохранитель — это устройство электробезопасности, которое защищает цепь от перегрузки по току. Он содержит металлическую проволоку или полосу, которая начинает плавиться при прохождении слишком большого тока. Предохранители были использованы для защиты компонентов от повреждений и электрического пожара. В настоящее время существует множество электронных продуктов, которые используют правильный выбор предохранителей для обеспечения максимальной надежности. Существует даже целое исследование, посвященное основным принципам работы предохранителя, которое называется фузеология.

кредит: rokiir / iStock / GettyImagesКак рассчитать размер предохранителя

Условия и характеристики предохранителей

Ток, необходимый для того, чтобы перегореть предохранитель, также называется номиналом предохранителя. При обрыве цепи ток перестает течь, и цепь снова становится безопасной. Предохранители классифицируются по напряжению цепи переменного или постоянного тока, которому они соответствуют. В цепях постоянного тока ток течет в одном направлении, а напряжение не достигает нулевого потенциала. Напряжение цепи переменного тока превышает нулевой потенциал при 50 или 60 циклах в секунду. Существует два основных типа номиналов предохранителей: номинальная длительность и номинальная мощность. В первом случае длительный ток обычно не превышает 75 процентов от номинального значения предохранителя, тогда как предохранители с номинальным током помечаются номинальным током, при котором предохранитель перегорает. Они обычно отмечены на удвоенном значении непрерывного рейтинга.

Расчет размера предохранителя

Есть несколько вещей, которые необходимо учитывать при расчете размера предохранителя. Этот процесс важен для всех электрических и электронных систем. Поскольку большинство преобразователей постоянного тока в постоянный ток использует ограничения тока в цепи или схемы тепловой перегрузки для защиты от коротких замыканий, калькулятор размера предохранителя должен учитывать правильный выбор входного предохранителя. Это включает в себя номинальное напряжение, номинальный ток, номинальный ток прерывания, максимальный ток короткого замыкания цепи и другие механические факторы.

Класс предохранителей для защиты цепей

Предохранители могут быть выбраны по характеристикам, конструкции и классам. Существуют определенные стандарты, которые производители используют для создания предохранителей, и они относятся к классам предохранителей, в которые должен вписываться каждый продукт. Например, предохранители класса CC представляют собой невозобновляемые устройства, используемые для защиты компонентов от кратковременной перегрузки. и неиндуктивные нагрузки, а также цепи двигателя. Они снабжены наконечниками для отклонения в нижней части и имеют номинальное напряжение 600 В переменного тока. В то время как предохранители класса G используются для освещения и распределительных щитов, предохранитель класса H потребуется для защиты ответвленной цепи или даже электрической духовки от повреждения.

Share

Pin

Tweet

Send

Share

Send

Смотреть видео: Автомобильные предохранители. Выбор качественных, проверка на целостность, расчет номинала. (November 2021).

Как узнать мощность предохранителя — MOREREMONTA

Каждый предохранитель выполняет функцию защиты электрических цепей и оборудования от перегревания при прохождении тока с показателями, значительно превышающими номинальные. Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая.

Группы предохранителей

Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и коротких замыканий. Существуют различные конструкции и типы этих устройств, рассчитанные на любые токи.

До недавнего времени плавкие предохранители вставлялись в пробки и являлись единственной защитой квартиры или частного дома. В современных условиях их сменили более надежные защитные устройства многоразового использования – автоматические выключатели. Тем не менее, предохранители не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Они устанавливаются в различные приборы и в автомобили, защищая приборы и электрооборудование от любых негативных последствий.

Предохранители делятся на следующие основные группы:

  • Общего назначения
  • Быстродействующие
  • Защищающие полупроводниковые приборы
  • Для защиты трансформаторов
  • Низковольтные

Для того, чтобы произвести правильные расчеты, и определить, какие нужны плавкие вставки, рекомендуется учитывать все основные параметры, от которых зависит характеристика предохранителя.

Основным показателем является номинальный ток, значение которого связано с геометрическими и теплофизическими параметрами. При этом, учитывается потеря мощности и превышение на выводах температурного режима. Общая величина тока для предохранителя зависит от номинального тока плавкой вставки. Величина номинального тока для основания определяется таким же показателем плавкой вставки, установленной в предохранителе.

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название – плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

Общие правила расчета

Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.

Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах – напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.

Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит диаметр проволоки, установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax – максимальная мощность нагрузки, а U – напряжение питающей сети.

Онлайн расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей

Все расчеты можно выполнить гораздо быстрее, воспользовавшись онлайн-калькулятором. В соответствующие окна вводятся данные о материале вставки и токе, после чего в окне результата появятся данные о диаметре проволоки.

Плавкие вставки

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.

При монтаже проводки, возникает множество вопросов, среди которых и какой предохранитель или автомат устанавливать на освещение, розетки, на кухню или в гараж. Такой вопрос, кажется весьма сложный, и приходится обращаться к профессионалам или работникам магазина, но если вы, хоть немного знакомы с электрическими терминами, такой расчет сможете провести самостоятельно.

Например, необходимо определить, какой автоматический предохранитель установить на освещение гостиной . Для этого необходимо подсчитать мощность установленных светильников.
В гостиной имеется люстра с пятью лампочками, по 70Вт, два бра по 40Вт и светодиодная лента на 75Вт плюс мощность блока питания 10% , в результате: 70Вт*5=350Вт плюс бра40*2=80, плюс светодиодная лента с блоком питания 82.5Вт и того 512,5Вт.
Возможно, придётся установить мощнее лампочки, а также можно округлить эту мощность до 700Вт. Теперь произведём простейший расчёт: 700 разделим на напряжение сети 220 вольт и получим 3,18 А (ампера). Предохранитель можно ставить на 4 А.

Конечно такая мощность небольшая, поэтому можно объединить освещение гостиной с освещением других комнат, и установить более мощный предохранитель.
Такую же процедуру подсчёта можно провести и с розетками кухни, собрав суммарную мощность работающих приборов. Причём необходимо учитывать, что все приборы одновременно никогда не работают.

Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями

Страница 8 из 24

3-3. Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями типа ПК
Основные условия выбора предохранителей. Плавкий предохранитель должен отвечать следующим основным условиям.
Номинальное напряжение предохранителей и их плавких вставок должно быть равно номинальному напряжению сети:
(3-3)
Плавкие предохранители в СССР выпускаются на номинальные напряжения, соответствующие ГОСТ 721—77, в том числе на 6; 10; 20; 35; 110 кВ. Номинальное напряжение указывается в наименовании предохранителя, например ПК-6, ПК-10, ПСН-10, ПСН-35 и т. п.
Установка предохранителя, предназначенного для сети более низкого напряжения, т. е. создание условия Uном пр < Uном. с не допускается во избежание к.з. из-за перекрытия изоляции предохранителя. Наряду с этим не допускается без специального указания завода-изготовителя применение предохранителя в сетях с меньшим номинальным напряжением из-за опасности возникновения перенапряжений при отключении к. з.
Номинальный ток отключения выбранного предохранителя должен быть равен или больше максимального значения тока к. з. в месте установки предохранителя:
(3-4)
Применительно к силовым трансформаторам ток /к. макс рассчитывается для трехфазного к. з. на выводах высшего напряжения трансформатора, т. е. там, где установлены плавкие предохранители. При этом режим питающей системы принимается максимальным, что соответствует наименьшему сопротивлению питающей системы до места подключения рассматриваемого трансформатора. Следует учитывать также подпитку места к. з. электродвигателями, включенными на той же секции, что и рассматриваемый трансформатор.
Номинальные токи отключения указаны в ГОСТ и заводских информациях. Предохранители напряжением свыше 1000 В выпускаются с номинальным током отключения от 2,5 до 40 кА (ГОСТ 2213—70). (Прежнее наименование номинального тока отключения — предельно отключаемый ток.)

Рис. 3-7. Выбор номинального тока плавкой вставки для предохранителей на сторонах ВН и НН понижающего трансформатора 10(6)/0,4 кВ
Номинальный ток плавкой вставки /ном. я# /ном.тр (рис. 3-7). Таким образом кратность номинального тока вставки предохранителя на стороне ВН относительно номинального тока вставки предохранителя на стороне НН (токи приведены к напряжению одной и той же стороны трансформатора), должна быть равна примерно двум, а если возможно, то и больше [14].
При таком выборе /ном. вс предохранители на стороне НН защищают трансформатор от перегрузок, а сеть НН — от к. з. Предохранители на стороне ВН предназначаются только для защиты трансформатора от к. з. на выводах ВН и от повреждений внутри трансформатора [14].
Предохранители с плавкой вставкой, выбранной по условию (3-5), обеспечивают отключение трансформатора при любых значениях тока к. з. за время, меньшее, чем допустимо по условию термической стойкости трансформатора (1-1).
Рекомендуемые в соответствии с [14] значения номинальных токов плавких вставок предохранителей, защищающих силовые трансформаторы, приведены в табл. 3-1.
Номинальный ток предохранителя необходимо выбирать равным номинальному току плавкой вставки:
(3-6)
Проверка селективности между предохранителями на стороне ВН и защитными аппаратами на стороне НН трансформатора.

Рекомендуемые значения номинальных токов плавких вставок 1ном вс предохранителей для трехфазных силовых трансформаторов
6/0,4 и 10/0,4 кВ

 

Номинальный ток, А

Мощность трансформатора, кВ* А

трансформатора на стороне

плавкой вставки на стороне

0,4 кВ

6 кВ

10 кВ

0,4 кВ

6 кВ

10 кВ

25

36

2,40

1,44

40

8

5

40

58

3,83

2,30

60

10

8

63

91

6,05

3,64

100

16

10

100

145

9,60

5,80

150

20

16

160

231

15,4

9,25

250

32

20

250

360

24,0

14,40

400

50

40

400

580

38,3

23,10

600

80

50

630

910

60,5

36,4

1000

160

80

Примечание Предполагается, что на стороне 0,4 кВ применены предохранители типа ПН-2, на стороне 6 кВ—типа ПК-6, на стороне 10 кВ—типа ПК-10.
Возможны три варианта выполнения защиты на стороне 0,4 кВ рассматриваемых трансформаторов: плавкими предохранителями; автоматами с мгновенным действием; селективными автоматами (с выдержкой времени).
Для проверки селективности между последовательно включенными предохранителями разных типов необходимо сопоставить их защитные характеристики во всем диапазоне токов, возможных при перегрузках и коротких замыканиях. Сопоставление производится следующим образом. Для нескольких значений токов / определяются по защитным характеристикам соответствующие значения времени плавления /Пл. Защитные характеристики предохранителей типа ПК даны на рис. 3-2. Защитные характеристики низковольтных предохранителей типа ПН-2 показаны на рис. 3-8. При определении tпл токи / должны быть приведены к номинальному напряжению своей стороны. Затем сравниваются найденные значения tun предохранителей сторон ВН и НН (/плвя и /пл нн) для каждого из соответствующих значений токов: 1вн и Iнн.
Селективность между предохранителями обеспечивается, если значения и^вн при всех токах оказываются по крайней мере в 3 раза большими, чем Ълнн [15], т. е. соблюдается условие:

Условие (3-7) учитывает возможные значительные разбросы защитных характеристик существующих предохранителей.

Рис. 3-8. Защитные характеристики предохранителей типа ПН-2
Проделаем такую проверку для трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 250 кВ-А. Из табл. 3-1 находим рекомендуемые значения: /ном. вс = 40 А — для ПК-10 и /ном. вс — 400 А — для ПН-2. Одновременно проверим селективность предохранителя ПК-10 с /ном. вс = 32 А, которая рекомендовалась до 1976 г., т. е. до выпуска нового каталога предохранителей типа ПК- Расчеты сведены в табл. 3-2.
Значения <пл вн и или нн определялись по соответствующим защитным характеристикам рис. 3-2 и 3-8.
Из табл. 3-2 видно, что при /ном. вс=32 А не выполняется условие селективности (3-7), и поэтому в табл.
1 для трансформаторов этой мощности рекомендуется  /ном. вс = 40 А, что не противоречит директивным указаниям [14].
Следует обратить внимание на то, что защитные характеристики предохранителей типа ПК, изданные в 1976 г., существенно отличаются от ранее изданных характеристик (1967 г.), приведенных в существующей литературе [5, 11]. Основное отличие состоит в том, что характеристики, изданные в 1976 г., идут значительно более круто. Для примера на рис 3-9 показана часть защитных характеристик предохранителей ПК-10 для /ном. вс = 30 А (каталог 1967 г.) и для /НОм. вс = = 32 А (каталог 1976 г.) Штриховой линией показана защитная
Таблица 3-2
Пример проверки селективности плавких предохранителей ПК-10 и ПН-2 для трансформатора 10/0,4 кВ, 250 кВ — А

характеристика для /ном. вс — 40 А (каталог 1976 г.). Сравнивая характеристики токов 30 и 32 А, можно определить, что при характерном значении tnn = 5 с значение тока / было равно примерно 165 А, а теперь —примерно 105 А. Наряду с этим снизилось значение /пл при больших кратностях тока. Например, при / = 300 А или Ю/ном. вс было tnn « 0,4 с (по характеристике для тока 30 А), а при / = 320 А оказывается /пл«0,1 с (по характеристике для тока 32 А). 0,035 с, селективность между предохранителями типа ПК С /ном. вс, принятыми по табл. 3-1, и этими автоматами обеспечивается даже при максимально возможных токах к.з. за трансформатором.
При установке на стороне 0,4 кВ трансформатора селективного автомата, например типа АВМ, минимальное время действия которого составляет 0,25 с, требуется индивидуальная проверка селективности между предохранителями ПК на стороне ВН и автоматами на стороне НН. Проверка должна производиться путем сопоставления их защитных характеристик при всех реально возможных значениях тока к. з. за трансформатором, поскольку время срабатывания селективных автоматов, так же как и у предохранителей, зависит от значения тока к. з.
Особенно важно обеспечить селективность между предохранителями ПК и автоматами 0,4 кВ на двухтрансформаторных подстанциях (рис. 3-10). Типовые подстанции с предохранителями ПК-6 или ПК-10 выполняются с двумя трансформаторами мощностью по 400 или 630 кВ-А. Если вести расчет по металлическому трехфазному к. з., оказывается, что предохранитель ПК с / ном.вс — 80 А на трансформаторе 630 кВ-А расплавится за 0,4 с, а предохранитель с /ном. вс = 50 А на трансформаторе 400 кВ-А — за 0,2 с. При этом очевидно, что не может быть обеспечена селективность не только с селективным автоматом на вводе 0,4 кВ своего трансформатора, но даже с секционным автоматом САВ. В этом случае возможно либо не применять предохранители на стороне ВН, либо не считаться с малой вероятностью металлического трехфазного к.з. на секции 0,4 кВ, а расчет вести по к.з. через переходное сопротивление (§ 2-6). Тогда, например, для трансформатора 630 кВ-А получится « 1,5 с, что обеспечит селективность между предохранителем и селективным автоматом.
Проверка селективности между релейной защитой питающей линии и плавкими предохранителями трансформаторов подробно рассмотрена в работе [5].
В заключение следует напомнить директивные указания [14], в которых говорится о том, что при неоднократном перегорании правильно выбранных предохранителей из-за перегрузки трансформатора ни в коем случае нельзя заменять их предохранителями на больший номинальный ток, а необходимо» принимать меры к разгрузке трансформатора или к замене его трансформатором большей мощности. При замене трансформаторов необходимо одновременно производить замену предохранителей в соответствии с мощностью вновь устанавливаемого трансформатора. Дежурный и ремонтный персонал должен быть обеспечен таблицами, в которых указаны номинальные токи плавких вставок для всех установленных трансформаторов, а также достаточным количеством запасных калиброванных предохранителей и калиброванных плавких вставок.

Как правильно выбрать предохранитель для вашей системы?

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.

Преимущества и недостатки

К достоинствам плавких предохранителей относятся:

  • полная гарантия отключения аварийного участка цепи;
  • стабильность технических характеристик защиты;
  • можно применять для избирательности;
  • быстродействие;
  • безотказность;
  • простота конструкции.

Основные недостатки:

  • в трёхфазных сетях возможен перекос фаз;
  • вероятность длительного горения дуги;
  • влияние окружающей среды (температуры) на характеристики плавких вставок;
  • сложность в настройках селективной защиты;
  • необходимость замены вставки после каждого срабатывания защиты.

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.

Технические характеристики

Плавкие вставки идентифицируются двумя характеристиками: номинальным напряжением и величиной номинального тока. В промышленном оборудовании эти показатели могут достигать десятков киловольт и тысяч ампер.

В бытовых приборах применяются плавкие вставки, номинальное напряжение свободных контактах которых составляет:

  • 110, 220 В – для постоянных токов;
  • 220; 380 В – для переменного тока.

На контактах распространённых моделей номинальные токи составляют от 10 до 2500 А, а на концах плавких вставок – от 2 до 2500 А.

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.

Общие правила расчета

Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.

Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах – напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.

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.

Для чего применяются плавкие предохранители

Несмотря на широкое использование автоматических защитных устройств, плавкие вставки сохраняют свою актуальность при защите электронной аппаратуры, автомобильных электросетей, промышленных электроустановок и систем энергоснабжения. Они до сих пор применяются в распределительных щитах многих жилых домов, благодаря надежной работе, небольшим размерам, стабильным характеристикам и возможности быстрой замены.

В случае соединения двух проводов, подключенных к источнику тока, наступит всем известный эффект короткого замыкания. Причиной может стать испорченная изоляция, неправильное подключение потребителей и т.д. При сравнительно небольшом сопротивлении проводов, в этот момент по ним будет протекать очень высокий ток. В результате перегрева проводов загорается изоляция, что может привести к пожару.

Избежать негативных последствий вполне возможно путем включения в электрическую цепь плавких предохранителей, известных также под наименованием пробок. В случае превышения током допустимой величины, проволочка внутри предохранителя сильно нагревается и быстро расплавляется, разрывая в этом месте электрическую цепь.

Конструкция предохранителей может быть трубчатой или пробочной. Трубочные элементы изготавливаются в закрытом фибровом корпусе, обладающим свойствами газогенерации. В случае повышения температуры внутри трубки создается высокое давление, вызывающее разрыв цепи. Пробочные предохранители имеют стандартную конструкцию, оборудованную проволокой, расплавляющейся под действием высокого электрического тока.

Существует еще одна разновидность так называемых самовосстанавливающихся предохранителей, изготовленных из полимерных материалов, изменяющих свою структуру при разных температурах. Существенный нагрев приводит к резкому изменению сопротивления в сторону увеличения, в результате чего цепь разрывается. Дальнейшее остывание вызывает уменьшение сопротивления, поэтому цепь вновь замыкается. В основном такие предохранители используются в сложных цифровых устройствах. В обычных силовых сетях они не применяются из-за высокой стоимости.

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.

Разновидности

Для начала разберёмся в существующих типах автомобильных предохранителей. Их можно классифицировать в зависимости от используемых материалов и самой конструкции. Поскольку теперь каждый знает, что чего в автомобиле нужны эти самые предохранители, стоит изучить их разновидности. Теперь к вопросу о том, какие бывают предохранители, использующиеся в авто. Начнём с материалов изготовления. Тут ключевую роль играет то, из чего сделана именно легкоплавкая составляющая. Потому элементы делят на:

  • алюминиевые;
  • оловянные;
  • свинцовые;
  • сплавные (сочетание из свинца и олова).

Важнейшей характеристикой изделия является скорость или время срабатывания. То есть промежуток времени, за который плавкий элемент успевает расплавиться и разъединить цепь. Чем быстрее вставка сможет расплавиться, тем меньше вероятность, что пострадает защищаемое оборудование. Чтобы добиться желаемого результата, эти вставки изготавливаются из специальных сплавов и металлов, которые характеризуются низкой температурой плавления. Они способны быстро переходить из твёрдого в жидкое состояние. Для увеличения скорости срабатывания, в конструкциях некоторых предохранителей дополнительно предусматривается наличие системы подпружинивания. Конструктивно предохранители, используемые для авто, можно разделить на пальчиковые и флажковые.

Пальчиковые изделия получили широкое распространение на классических моделях автомобилей отечественного автопроизводителя в лице АвтоВАЗ. Это стержни, на которые надевается специальная плавкая перемычка. При этом пальчиковые защитные конструкции для авто делятся на пластиковые и керамические предохранители. Учитывая некоторые особенности предохранительных блоков, которыми оснащаются автомобили Жигули, наиболее предпочтительным вариантом считается именно керамический элемент. Он обладает большей устойчивостью по отношению к высокой температуре, считаются надёжнее и не способствуют ложному срабатыванию, если предохранитель начинает греться.

Но на современных автомобилях от пальчиковых конструкций отказались. Теперь основную массу предохранителей представляют флажковые защитные элементы. Они превосходят пальчиковые аналоги по удобству применения, а также опережают в плане надёжности. Флажковые также часто называют ножевыми, поскольку их конструкция предусматривает наличие пары ножек, необходимых для контакта при установке в своё гнездо внутри предохранительного блока. Наименование флажковых предохранителей можно объяснить прямоугольной или квадратной верхней частью, где и располагается непосредственно сам легкоплавкий элемент или перемычка. Головки на флажках делают разного цвета, который напрямую зависит от номинала. Визуально действительно напоминает флаг, откуда и пошло соответствующее название. Флажковые элементы в предохранительном блоке ценятся за хороший и крепкий контакт в посадочном гнезде. Но для извлечения устройства требуется использовать специальное приспособление.

Автопроизводители предусматривают этот момент, и размещают щипцы из пластика на крышке предохранительного блока с его внутренней стороны. При необходимости такой инструмент легко найти в любом магазине автомобильных товаров. Если действуете в экстремальных условиях, либо просто некогда искать и покупать щипцы, можно ухватиться на флажок с помощью плоскогубцев. Но здесь крайне важно быть аккуратным, чтобы случайно не спровоцировать замыкание выводов. Лучше всё же взять специализированное приспособление.

Выбор предохранителей по типу пуска двигателей

По частоте и времени пуска асинхронные электродвигатели делятся на два типа:

Для расчета номинального тока вставки значение пускового тока двигателя делится на коэффициент условий пуска. Первое значение определяется с помощью измерений, по каталогу или паспорту. Второе значение равно 2,5 для механизмов с легким пуском и от 1,6 до 2 – для механизмов с тяжелым пуском.

Важно предварительно точно определить время пуска и сделать замеры напряжения на вводах механизма в момент пуска, поскольку возможно ложное перегорание вставки при номинальной работе агрегата вследствие ее окисления и нагрева (как результат – уменьшение сечения и ухудшение состояния контактов).

Сгорание вставки при пуске приводит к тому, что двигатель начинает работать на двух фазах и быстро ломается. Поэтому, если уровень чувствительности механизма к КЗ позволяет, нужно выбирать более грубые чем по результатам расчетов вставки. Для каждого двигателя необходим отдельный аппарат защиты. Установка общего аппарата для нескольких двигателей допускается при соблюдении следующих условий:

Основные критерии выбора предохранителя в защитных схемах электронных устройств

Безусловным фактом является то, что электрическую схему любого электронного устройства необходимо защищать от различных воздействий: перенапряжений, импульсов высокой амплитуды (электростатический разряд, удар молнии), различных видов помех (синфазных, дифференциальных, перекрестных и т.д.). Один из типовых вариантов схем защиты представлен на рисунке 1. На этой схеме присутствует плавкий предохранитель, защищающий остальную схему от перегрузки по току, TVS-диод, защищающий схему от импульсов высокой амплитуды и перенапряжений, синфазный фильтр для подавления синфазных помех, а также сглаживающий конденсатор малой емкости. Рассмотрим отдельный элемент приведенной схемы – предохранитель.

Рис. 1. Фильтрующая схема

Идея использования плавкой вставки для защиты от коротких замыканий была предложена еще в XIX веке. Первый предохранитель, созданный в 1890 году в лаборатории Эдисона, представлял собой открытую конструкцию на базе лампочки с плавкой вставкой из проволоки. Более привычная для нас форма и концепция сменных защитных компонентов была реализована в 1914 году, когда появились предохранители общего назначения и автомобильные предохранители.

Рядовой пользователь может совершить много ошибок, выбирая предохранитель, ведь он опирается в основном на форм-фактор, рейтинг тока и рабочее напряжение. Однако с точки зрения разработчика все оказывается значительно сложнее, так как предохранители обладают множеством других параметров, которые следует учитывать при проектировании сложного электронного устройства. Рассмотрим набор важных характеристик плавких предохранителей.

Наиболее важной и информативной характеристикой плавкого предохранителя является вовсе не рейтинг тока, а его ампер-секундная характеристика, которая представляет из себя зависимость величины фактического времени срабатывания от ожидаемого постоянного или переменного синусоидального тока. Так, например, на рисунке 2 приведена ампер-секундная характеристика плавких предохранителей серии 438 компании Littelfuse.

Рис. 2. Ампер-секундная характеристика плавких вставок серии 438 Littelfuse

Как видно из графика, предохранитель не является идеальном элементом и имеет существенную инерцию – время его срабатывания зависит от величины тока. В частности, предохранитель с рейтингом тока 0,375 А даже при величине тока 0,9 А сработает только через 10 секунд.

Однако разработчик должен понимать, что инерция и задержка срабатывания предохранителя – это не всегда является недостатком, так как во многих устройствах присутствуют штатные перегрузки по току.

Существует несколько типов плавких предохранителей, которые определяются стандартом ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005:

  • FF – сверхбыстродействующие плавкие вставки;
  • F – быстродействующие плавкие вставки;
  • М – полузамедленные плавкие вставки;
  • Т – замедленные плавкие вставки;
  • ТТ – сверхзамедленные плавкие вставки.

В дополнении к вышесказанному следует упомянуть, что указываемый производителем рейтинг тока характеризует такой ток через плавкую вставку, который она может выдержать в течение определенного времени.

Недостатком ампер-секундной характеристики является то, что она применима для расчета предохранителя для работы только с постоянным или переменным синусоидальным током, однако во многих приложениях предохранитель защищает цепи, в которых протекают импульсные токи различной формы. Чтобы рассчитать энергию, которая будет выделена на предохранителе, используют интеграл Джоуля или I2t.

Интеграл Джоуля (I2t– интеграл квадрата тока за определенный период времени, выраженный в амперах в квадрате в секунду и равен энергии в джоулях, выделяемой на резисторе 1 Ом в цепи, защищаемой плавким предохранителем. Расчет I2t является важным параметром при выборе предохранителя. Разберем методику расчета данной характеристики подробнее.

I2рассчитывается исходя из вида импульса и их количества. На рисунке ниже приведены формы импульсов и формулы для расчета I2t.

Рис. 3. Расчетные формулы I2для соответствующих видов импульсов

Так, например, рассчитаем I2предохранителя для схемы на рисунке 3. В текущей схеме присутствует три фильтрующих конденсатора. Будем считать, что мы имеем идеальный источник напряжения, не имеющий внутреннего сопротивления. Напряжение питания составляет 75 В. Тогда ток заряда конденсатора в момент времени t будет ограничиваться только омическим сопротивлением предохранителя, и будет равен:

  (1)

А конкретное значение напряжения на обкладках конденсатора в момент времени t имеет вид:

    (2)

где t – время; t – постоянная времени для RC-контура.

Как известно t = RC. В нашем случае ограничивающим сопротивлением R является сопротивление предохранителя RFuse. Тогда (2) будет иметь вид:

Также считается, что максимальное количество энергии будет выделено за время, равное половине времени импульса. Тогда из (2) получим время полузарядки конденсатора t0,5:

                                                               

          (3)

                                                                                                             

Подставим (3) в формулу для расчета интеграла джоуля для импульса экспоненциальной формы:

(4)

Пользуясь формулой (4) мы можем рассчитать I2для емкостей в схеме, чтобы определить максимальную энергию, которую должен выдержать предохранитель, т.е. значение I2t, указанное в документации на плавкую вставку, должно быть больше, чем значение I2для схемы. Применим формулу (4) для схемы на рис.1 и подберем предохранитель.

Рассмотрим два типа предохранителей для номинального тока 750 мА.

Таблица

Тип предохранителя

Наименование

I2t, А2×с

Сопротивление, Ом

Сверхбыстродействующий

0451.750

0,02143

0,1444

Замедленный

0452.750

0,904

0,36

Суммарная емкость схемы будет равна сумме всех присутствующих емкостей:

Подставляя данные в формулу (4) сверхбыстродействующего предохранителя, для суммарной емкости получим:

Как видно, полученное значение I2t для емкостей схемы в разы больше значения, которое может выдержать предохранитель, т.е. плавкая вставка расплавится и разомкнет цепь при включении питания, поэтому необходимо подобрать другой предохранитель.

Используя замедленный тип предохранителя, для суммарной емкости получим:

Характеристика I2t с замедленным типом предохранителя больше, чем значение для схемы в 2,5 раза, поэтому для конкретного случая правильным будет выбрать этот предохранитель.

Таким образом, чтобы защитить схему правильно, необходимо грамотно подходить к выбору любого компонента защитной схемы. В данном основное внимание были рассмотрены основные характеристики плавкого предохранителя: его ампер-секундная характеристика и интеграл Джоуля. Также получены формулы для расчета I2t, позволяющие оценивать энергетическую характеристику схемы.

Как определить размер первичного предохранителя? — MVOrganizing

Как определить размер первичного предохранителя?

Первичные предохранители рассчитаны на% больше первичного тока в амперах в соответствии с таблицей ниже, когда вторичный предохранитель не используется. Пример. У вас есть трансформатор 2 кВА (2000 ВА), первичное напряжение — 460 В переменного тока, а вторичное — 120 В переменного тока. Первичный ток = ВА / В переменного тока = 2000/460 = 4,35 ампер.

Как определить размер предохранителя трансформатора?

А.Предохранитель = I * 167% на следующий размер меньше, если вторичный ток меньше 9 А. Предохранитель = I * 125% на следующий размер больше, если вторичный ток составляет 9 ампер. или выше. Предохранитель = I * 167% на следующий размер меньше, если первичный ток меньше 9 А.

Как измерить выключатель трансформатора?

Определите размер вторичной обмотки трансформатора. Используя числа в примере: Isecondary = (20 x 1000) / 240 = 20,000 / 240 = 83,3 ампер. Примечание. Если у вас трехфазный трансформатор, формула будет выглядеть следующим образом: I вторичный = кВА x 1000 / (V вторичный x 1.732).

Как выбрать автоматический выключатель для трансформатора?

Для первичной стороны:

  1. Первичный ток трансформатора (Ip) = 52,49 А, полное сопротивление 5%
  2. В соответствии с приведенной выше таблицей в неконтролируемом состоянии Размер автоматического выключателя = 600% первичного тока.
  3. Размер автоматического выключателя = 52,49 x 600% = 315 ампер.

Прерыватель какого размера Мне нужно запитать трансформатор 75 кВА?

Номинальный ток трансформатора может использоваться как основа для выключателя.Номинальный ток трехфазного трансформатора 75 кВА составляет 112 А, что составляет 25% номинального тока выключателя на 125 А.

Трансформатор какого размера мне нужен для работы на 200 ампер?

Для однофазной сети 200 А при 120 В полная мощность составляет 48 кВА. Трансформатор на 50 кВА не будет устанавливаться коммунальным предприятием. Стандартные размеры однофазных трансформаторов: 5, 10, 15, 25, 37,5, 50, 75, 100 и т. Д.

На сколько ампер подходит трансформатор 45 кВА?

Трехфазный трансформатор

кВА 208В 240 В
45 125 108
50 139 120
60 167 145
75 208 181

Соответствует ли трехфазная сеть на 200 ампер в сумме 600 ампер?

Первоначальный ответ: равняется ли трехфазная сеть на 200 ампер в сумме 600 ампер? Нет, потому что каждый из трех фазных проводов выдает силу тока только треть времени.Электропитание между этими тремя проводами вращается очень быстро, 60 раз в секунду, так что провода могут быть намного меньше, чем обычно.

Какой размер панели трансформатора?

Рассчитайте пример следующим образом. Двигатель на 120 вольт имеет силу тока нагрузки 5 ампер. Умножив 120 вольт на 5 ампер, получится 600ВА, теперь давайте умножим 125-процентный начальный коэффициент. Если 600 умножить на 1,25, получится 720 ВА, и большинство трансформаторов имеют размер 25 или 50 ВА.

Как подобрать трансформатор для нагрузки?

Как подобрать трансформатор

  1. Типоразмер трансформатора определяется мощностью нагрузки в кВА.
  2. Напряжение нагрузки или вторичное напряжение — это напряжение, необходимое для работы нагрузки.
  3. Напряжение сети или первичное напряжение — это напряжение от источника.
  4. Однофазный
  5. имеет две линии переменного тока.

Как выбрать блок питания для трансформатора?

Входное и выходное напряжение, частота, ток. Чтобы выбрать подходящий трансформатор, определите входное и выходное напряжение, частоту и ток. Чем быстрее изменяется напряжение, тем выше частота.Чем выше сила тока, тем больше тепла выделяется. Применяются другие уравнения.

Может ли трансформатор преобразовывать переменный ток в постоянный?

Трансформатор не предназначен для преобразования переменного тока в постоянный или постоянного в переменный. Трансформатор может повышать или понижать ток. Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной до вторичной, называется повышающим трансформатором.

Как рассчитать мощность трансформатора?

Входная и выходная мощность

  1. Электрическая мощность рассчитывается путем умножения напряжения (в вольтах) на ток (в амперах).
  2. Если трансформатор на 100% эффективен, то входная мощность будет равна выходной мощности.
  3. В P — входное (первичное) напряжение.
  4. I p — входной (первичный) ток.
  5. В с — выходное (вторичное) напряжение.

На сколько ампер подходит трансформатор 30 кВА?

Сколько ампер в трансформаторе на 30 кВА?

кВА 208В 240 В
25 69,5 60.2
30 83,4 72,3
37,5 104 90,3
45 125 108

Прерыватель какого размера мне нужен для трансформатора 30 кВА?

1.732 соответствует трехфазной конфигурации. Найдите размер автоматического выключателя для первичной обмотки трансформатора, умножив Iprimary на 1,25… .Сколько ампер может выдержать трансформатор 25 кВА?

кВА 208В 240 В
25 69.5 60,2
30 83,4 72,3
37,5 104 90,3

На сколько ампер подходит трансформатор на 1000 кВА?

Трехфазные трансформаторы, полный ток нагрузки (FLC)
кВА 208В 600 В
500 1387 481
750 2084 723
1000 2779 963
Калькулятор размера предохранителя

— Footprint Hero

Калькулятор размера предохранителя

Размер провода Выберите размер 18 AWG16 AWG14 AWG12 AWG10 AWG8 AWG6 AWG4 AWG3 AWG2 AWG1 AWG1 / 0 AWG2 / 0 AWG3 / 0 AWG4 / 0 AWG

Ошибка: Выберите размер провода

Номинальная температура провода (необязательно) Выберите номинал 60 ° C (140 ° F) 75 ° C (167 ° F) 90 ° C (194 ° F)

Ошибка: Ваш провод не рассчитан на такую ​​величину тока.Используйте более толстую проволоку.

Рекомендуемый размер предохранителя:

Примечание: Исходя из ваших данных, мы рекомендуем этот размер предохранителя только для медного провода. Если вы используете алюминиевую проволоку, используйте более толстую проволоку.

Предположения

Этот калькулятор предохранителей делает следующие упрощающие допущения:

  • Электропроводка устанавливается при температуре окружающей среды 30 ° C (86 ° F). См. Раздел 310.15 (B) Национального электротехнического кодекса (NEC) для поправочных коэффициентов допустимой нагрузки при температуре окружающей среды, отличной от 30 ° C (86 ° F).
  • Текущий ток в амперах — это постоянная нагрузка.
  • Проводники рассчитаны на 60 ° C (140 ° F), 75 ° C (167 ° F) или 90 ° C (194 ° F). Если номинальная температура провода не выбрана, по умолчанию используется значение 75 ° C (167 ° F).
  • В кабельной канавке или кабеле должно быть не более трех токоведущих проводов, включая запасные. Обратитесь к разделу 310.15 (C) (1) NEC относительно поправочных коэффициентов для более чем трех токоведущих проводов.

Примечание: Этот калькулятор предназначен для солнечных энергетических систем. Мы не рекомендуем использовать его для других типов электрических систем.

Как выбрать размер предохранителя

Размер предохранителя можно выбрать двумя способами:

  1. Используйте предохранитель, рекомендованный производителем.
  2. Рассчитайте размер предохранителя самостоятельно

Давайте рассмотрим пример для каждого сценария.

1. Используйте предохранитель номинала

, рекомендованный производителем.

Допустим, вы разрабатываете солнечную энергетическую систему и хотите установить предохранитель между контроллером заряда солнечной батареи и аккумуляторной батареей. Вы используете Renogy Wanderer 30A в качестве контроллера заряда.

Чтобы выбрать правильный размер предохранителя в этом примере, просто найдите рекомендуемый производителем размер предохранителя в документации контроллера заряда.

Вы берете небольшую брошюру, которая идет в комплекте с контроллером заряда, и открываете раздел под названием «Предохранитель».

Таким образом, вы увидите, что Renogy рекомендует использовать предохранитель на 30 А между контроллером и батареей.

Поскольку он рекомендован производителем, вы будете использовать именно этот размер.

Легко!

2. Вычислите размер предохранителя самостоятельно

Примечание: Всегда используйте предохранители номиналов, рекомендованных производителем, если они доступны. Вычисляйте номинал предохранителя самостоятельно только в том случае, если нет рекомендованного размера предохранителя, и даже в этом случае, если вы обладаете соответствующими рабочими знаниями и пониманием электрических систем.

Допустим, вы проектируете солнечную энергетическую систему и хотите установить предохранитель между инвертором и аккумуляторной батареей. (Многие инверторы имеют встроенные предохранители, но давайте предположим, что у вас их нет.)

Вы сверились с документацией к инвертору, но не нашли предохранителя рекомендованного размера.

Чтобы рассчитать правильный размер предохранителя в этом примере, вы можете:

  • Воспользуйтесь нашим калькулятором. Заполните наш калькулятор вверху страницы, и он предоставит рекомендуемый размер предохранителя на основе ваших данных.
  • Рассчитайте номинал предохранителя в соответствии с рекомендациями NEC. Это самый сложный способ подбора предохранителя. Проконсультируйтесь с NEC и его инструкциями по защите от сверхтоков.

Другие солнечные калькуляторы


Заявление об ограничении ответственности: Footprint Hero приложил все усилия, чтобы результаты, полученные с помощью этого калькулятора размеров предохранителей, были правильными и действительными для предоставленных пользователем данных. Однако Footprint Hero не гарантирует и не принимает на себя никакой ответственности за использование этого калькулятора.Использование этого калькулятора и выбор конкретных входных параметров часто требует инженерной оценки в каждом конкретном случае. Пользователю рекомендуется обратиться за квалифицированной технической помощью при использовании этого калькулятора и применении результатов, полученных с его помощью. Далее пользователя предупреждают, что полученные результаты основаны на определенных упрощающих предположениях, которые могут быть или не быть действительными для конкретного случая. Размеры предохранителей, рассчитанные с помощью этого калькулятора, не заменяют рекомендуемые размеры предохранителей, предоставленные производителями.Всегда используйте провода и предохранители с размерами, рекомендованными производителями, если таковые имеются. ВНИМАНИЕ: все электрические системы представляют собой риск возгорания и других опасностей. Footprint Hero разработал этот калькулятор для использования только лицами, имеющими соответствующие практические знания и понимание электрических систем. Этот калькулятор основан на отраслевых стандартах, включая NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс (NEC). Он не заменяет расчеты, основанные непосредственно на тех или иных отраслевых стандартах, которые могут применяться.Этот калькулятор может содержать ошибки ввода или расчета. Footprint Hero не несет ответственности за любое использование этого калькулятора, которое приведет к неправильному сечению проводов или защите цепи.

Рассчитать рейтинг предохранителя

Опубликовать комментарии?

Расчет номинала предохранителя Формула выбора размера предохранителя Двигатель

9 часов назад Для отдельной цепи номинал предохранителя должен быть в 1,5 раза больше тока полной нагрузки. Например, давайте, , рассчитаем номинал предохранителя для 230 В, 0.8 световых панелей и отдельных цепей, которые содержат 10 ртутных осветительных приборов на 400А. Номинал предохранителя для панели: Общая подключенная нагрузка = 10 x 400 Вт = 4000 Вт

Расчетное время чтения: 4 минуты

Веб-сайт: Electrical4u.net