Ochrana elektrických obvodů před zkratem a přetížením je jedním z nejdůležitějších úkolů v elektrotechnice. Za tímto účelem bylo vynalezeno mnoho ochranných zařízení, která se dnes používají jak v silových obvodech, tak k ochraně elektrických obvodů v různých zařízeních. Téměř v každém složitém elektrospotřebiči najdete pojistky – jednorázové spínací přístroje, které nouzově rozpojí obvod.

Účel a princip činnosti

Hlavním úkolem pojistek je chránit elektrickou síť a elektrická zařízení před nadproudy, ke kterým dochází při zkratu nebo v důsledku kritického přetížení. Zároveň zajišťují nepřetržitý provoz chráněných obvodů ve jmenovitém režimu.

Na rozdíl od jističe, často používaného v elektrotechnice, tavná pojistka funguje pouze jednou, poté musí být vyměněna. Takové zařízení se však spouští se XNUMX% pravděpodobností, zatímco automatizace po opakovaném vypnutí může selhat. Proto se k ochraně drahých zařízení používají tavné spoje. Neodmítejte používat tato ochranná zařízení v silových obvodech.

Zařízení a princip ochrany

V konstrukci pojistky jsou dva hlavní prvky: tělo (držák) s kontakty a pojistka (obrázek 1). Přísně vzato, pouze kombinace těchto prvků může být nazývána pojistkou. Velmi často se část pojistkové vložky (zejména pokud je vyměnitelná) nazývá pojistka. V tomto článku se této tradice také někdy budeme držet.

Konstrukce pojistky

Rýže. 1. Konstrukce pojistky

Pracovním prvkem vložky je vodič z mědi nebo slitiny kovu. Díky tomuto tavnému prvku dochází v kritických situacích k vypínání okruhu.

Tavným prvkem může být jeden nebo více měděných drátů, deska nebo tvarovaná část. Tyto vodiče jsou umístěny v tepelně odolném pouzdře: skleněném, keramickém (obr. 2) nebo plastovém. V závislosti na účelu může být prostor kolem tavného prvku vyplněn křemičitým pískem nebo obklopen těkavou látkou určenou k uhašení elektrického oblouku.

Keramické pojistkové vložky

Rýže. 2. Keramické pojistkové vložky

Při průchodu jmenovitých proudů vložkovým drátem se mírně zahřívá, aniž by dosáhl bodu tání. Ale v režimu zkratu se hodnota proudu prudce zvyšuje, což vede k roztavení vložek. To způsobí přetržení řetězu.

Pojistka se zahřívá i při přetížení, tedy v důsledku překročení jmenovitého napětí v chráněné části obvodu. Když provozní napětí dosáhne hodnoty zvané vypínací proud, teplota tavného prvku stoupne k bodu tání a obvod se přeruší. Po obnovení parametrů obvodu je nutné vyměnit tavnou pojistku.

READ
Jak zjistit, zda je ventil otevřený nebo zavřený?

Tavné vložky mají určitou setrvačnost odezvy. Při zkratu je zpoždění nepostřehnutelné, protože v tomto případě se tavný prvek zahřívá rychlostí blesku.

Jiná situace je v případech s přetížením. Dosažení bodu tání trvá déle. Proto, aby se zvýšila rychlost odezvy, dostávají vkládací prvky speciální tvar a zatěžují elastickými silami (jeden konec desky je spojen s napnutou pružinou).

U některých modelů se působením pružiny vysune kolík zvaný provozní indikátor (obrázek 3). Funguje jako indikátor provozu a signalizuje, že je třeba vyměnit vložku.

Struktura tavného spoje

Rýže. 3. Struktura tavného článku

Čísla na obrázku označují:

  • I – kazeta;
  • 2 – tavná deska;
  • 3 – cínové kuličky;
  • 4 – tavná vložka;
  • 5 – křemičitý písek;
  • 6 – pružina;
  • 7 – textolitová podložka;
  • 8 – spoušťový mechanismus indikátoru provozu;
  • 9 – uzávěr;
  • 10 – ráfek uzávěru;
  • 11 – indikátor provozu;
  • 12 – azbestocementové těsnění;
  • 13 – lití cementu.

V některých případech se pro zvýšení rychlosti odezvy používají vložky s paralelně natahovanými dráty různých průměrů. Vyhoření nejtenčího drátu zvyšuje zatížení zbývajících prvků a urychluje jejich roztavení.

Pro snížení přepětí u některých provedení vložek se používají vodiče s různými průřezy jednotlivých sekcí. Při aktivaci takové pojistky nejprve vyhoří úsek s nejmenším průřezem vložky. Pokud páry roztaveného kovu vyvolají elektrický oblouk v bodě zlomu, vyhoří úsek s velkým průřezem.

Konstrukční vlastnosti pojistek lze rozpoznat podle jejich označení. Časově aktuální charakteristiky se bohužel neaplikují na všechny typy produktů. Ale modely, které jsou označeny alfanumerickými kódy, lze snadno klasifikovat podle jejich účelu.

značkování

Při výběru pojistek je důležité znát rozsah ochrany. Jsou pouze 2: částečná a plná. Při částečné ochraně funguje pojistka pouze proti zkratovým proudům. Plná ochrana také zahrnuje vypnutí při přetížení.

V kódovém označení jsou rozsahy ochrany označeny písmeny „a“ ​​(částečné) a „g“ (plné). Tato písmena jsou na prvním místě před čísly označujícími jmenovitý proud.

Na druhém místě jsou připojena velká anglická písmena, která označují:

  • G – univerzální pojistka. Používá se k ochraně zařízení: transformátorů, kabelů, elektromotorů;
  • L – pro kabely a rozvaděče;
  • B – ochrana důlních zařízení;
  • F – zařízení pro obvody s nízkým výkonem;
  • M – zařízení pro ochranu obvodů elektromotorů a spínacích zařízení;
  • R – zařízení pro ochranu polovodičových obvodů;
  • S – okamžité spalování při zkratu a průměrná doba odezvy při přetížení;
  • Tr – pojistky transformátoru.
READ
Jak poznáte, že expanzní nádrž selhala?

Někdy jsou na vložkách vyznačeny pouze hodnoty jmenovitého proudu. Tyto pojistky se používají pouze pro ochranu proti zkratu.

Miniaturní pojistkové vložky jsou označeny podle potřeby GOST R IEC 60127-1-2005. Podle této normy je stanoven jmenovitý proud a jmenovité napětí.

Před hodnotou jmenovitého proudu jsou umístěny následující abecední symboly:

  • FF – ultrarychlé pojistky;
  • F – vysokorychlostní pojistkové vložky;
  • M – polopomalé;
  • T – pomalý;
  • TT – super pomalé.

Barevné značení je povoleno. Příklad takového značení je na Obr. 4.

Barevné kódování miniaturních pojistek

Rýže. 4. Barevné kódování miniaturních pojistek

Typy a zařízení

V závislosti na řešených úkolech může být klasifikace pojistek následující (obrázek 5):

Existují také samočinné pojistky, setrvačné a naklápěcí (obr. 6). Produkty inerciálního typu jsou navrženy tak, aby chránily elektromotory, které při startování vytvářejí velké zatížení. Tavné prvky se zahřívají, ale neshoří. Po nastartování motoru se setrvačná pojistka přepne do pohotovostního režimu.

Polohovací vložky se používají při ochraně elektrického vedení. V nouzových situacích tavný prvek otevře obvod. Působením vysoké teploty se vložka prodlužuje, v důsledku čehož je vyvinut tlak na spoušťový mechanismus, který odhodí pojistku ze svého sedla. Je tak zajištěno spolehlivé odstavení havarijního úseku.

Vyklápěcí pojistky

Rýže. 6. Překlopné pojistky

Resetovatelné pojistkové zařízení se liší od ostatních typů elektrických přístrojů. Pracovním prvkem výrobku je polymer s kladným teplotním koeficientem roztažnosti. Polymer obsahuje uhlíkaté inkluze, které vedou proud.

Při zahřátí se uhlíkové vazby přeruší, což má za následek zvýšení elektrického odporu. Když je dosaženo teploty tání polymeru, odpor má tendenci k nekonečnu, to znamená, že se obvod otevře. Po ochlazení se elektrická vodivost polymeru obnoví. Pojistka se sama resetuje.

Технические характеристики

Pojistkové vložky jsou identifikovány dvěma charakteristikami: jmenovitým napětím a jmenovitým proudem. V průmyslových zařízeních mohou tato čísla dosahovat desítek kilovoltů a tisíců ampér.

V domácích spotřebičích se používají pojistkové vložky, jejichž jmenovité napětí volných kontaktů je:

  • 110, 220 V – pro stejnosměrné proudy;
  • 220; 380 V – pro střídavý proud.

Na kontaktech běžných modelů se jmenovité proudy pohybují od 10 do 2500 A a na koncích pojistkových vložek – od 2 do 2500 A.

READ
Kde v bytě nejlépe sušit prádlo?

Pojistky spolu s jističi slouží k ochraně prvků a zařízení elektrických instalací před poškozením, ke kterému může dojít při abnormálních podmínkách ohrožujících celistvost jednotlivých prvků nebo celé instalace. Pojistky se obvykle používají k ochraně kabelů, vodičů a elektrických zařízení s vysokým a nízkým proudem před zkraty a více či méně významnými přetíženími.

Pojistka

Poměrná levnost a jednoduchost konstrukce pojistek vedly k jejich širokému použití ve všech případech, kdy jsou vhodné pro ochranu elektrických instalací. Protože jsou však pojistky jednoduché, mají řadu nevýhod, které určují jejich použití v elektrických instalacích s jednoduchými spínacími obvody a k ochraně prvků instalací, které nemají vysoké požadavky na ochranu proti přetížení.

Hlavní nevýhody pojistek jsou:

obtížnost a v některých případech nemožnost dosáhnout jejich selektivního působení jak při zkratech v síti, tak při přetížení;

nízká vhodnost většiny pojistek pro ochranu před malým přetížením;

potřeba speciálního spínacího zařízení (vypínač, odpojovač), protože pojistka, na rozdíl od jističů, může provádět automatické vypnutí pouze v nouzových režimech, protože v normálních režimech je nekontrolovaným zařízením;

nutnost výměny jedné z částí pojistky (pojistkové vložky) po jejím vypadnutí.

V současné době probíhá vývoj pojistek s pokročilejšími charakteristikami, které umožňují spolehlivou ochranu proti přetížení a mají vyšší selektivní účinek.

Pojistky jsou obvykle klasifikovány podle následujících kritérií:

V současné době se vyrábí velké množství různých typů pojistek. Více o tom najdete zde: Typy pojistek

Závislost celkové doby hoření pojistkové vložky a zhasnutí vzniklého oblouku na násobku proudu tavícího vložku ve vztahu ke jmenovitému proudu pojistkové vložky se nazývá charakteristika pojistky, nebo jinak řečeno. ampérsekundová (ochranná) charakteristika.

Ochranná charakteristika pojistky

Vlastnosti pojistky jsou určeny:

schopnost chránit instalační prvek před přetížením;

selektivita působení pojistky ve spojení s působením ostatních pojistek a reléová ochrana obvodu, ve kterém je pojistka instalována.

Volbou vhodných ampérsekundových charakteristik pojistkových vložek sekvenčně zapojených pojistek sousedních úseků sítě dosáhneme selektivity jejich působení, tedy takového působení, při kterém se vložka pojistky níže ve směru napájení vypálí před vložka pojistky vyšší úrovně má čas vyhořet.

Trubkové pojistky

Při výběru pojistkových vložek podle podmínek selektivity jištění musí být splněna i podmínka, aby jmenovitý proud pojistkové vložky nepřesáhl hodnotu stanovenou pravidly pro chráněný prvek instalace.

READ
Jak správně mýt pánve?

Důležitou vlastností pojistky je její vypínací schopnost, která určuje maximální hodnotu zkratového proudu odpojeného pojistkou. Vypínací schopnost pojistky závisí na rychlosti zhášení oblouku při spálení pojistkové vložky, a za jinak stejných okolností, čím nižší je ampérsekundová charakteristika pojistkové vložky, tím je větší.

Uspořádání pojistek

Jak bylo uvedeno výše, hlavním účelem pojistky je chránit prvky elektrických instalací před přetížením a zkraty. Pojistka zapojená do série s chráněným prvkem se přepálí, když proud chráněného obvodu o určitou hodnotu překročí jmenovitý proud pojistkové vložky. V tomto případě pojistka automaticky vypne poškozenou část sítě. Na jiné odchylky od běžného provozu sítě pojistka nereaguje. Pro obnovení napájení části sítě při spálení pojistkové vložky je nutné vyměnit spálenou pojistkovou vložku za novou.

Pojistky Hager a Siemens

Hlavní části každé pojistky jsou:

prvek sloužící k umístění (uchycení) pojistkové vložky a vytvoření podmínek pro zhášení oblouku při přepálení tavné vložky;

pojistkový spodek ve formě stojánku nebo zásuvky, podle typu pojistky, se svorkou pro připojení k elektrickému obvodu.

Základna pojistky a prvek použitý pro uložení pojistkové vložky jsou vybaveny odpovídajícími kontaktními zařízeními. Pomocí kontaktních zařízení je prvek upevněn k základně pojistky a je zajištěno spolehlivé zařazení pojistkové vložky do obvodu ochranného proudu.

Některé pojistky jsou vybaveny přídavnými zařízeními: svorkami zabraňujícími vypadnutí pojistek při vibracích, úchyty pro pohodlné a bezpečné vyjmutí vyjímatelné pojistkové vložky z rozváděče atd.

Vypínač s pojistkami

Instalace a provoz pojistek

Trubkové pojistky musí být instalovány na svislých rovinách s kontaktními sloupky instalovanými přísně svisle. Je přísně zakázáno instalovat jiné než tovární pojistkové vložky nebo vložky, které nejsou určeny pro tento typ patrony, aby se zabránilo prasknutí trubice a překrytí při vypadnutí pojistky. Jmenovitý proud pojistkové vložky musí odpovídat údajům chráněného prvku instalace.

Během provozu musíte sledovat stav pojistek a distribučních zařízení, abyste zabránili kontaminaci a prachu, aby se zabránilo překrývání pojistek se stejnou polaritou. Kontaktní části pojistek je nutné pravidelně čistit od oxidů. Všechny operace k vyjmutí patron z kontaktních kolíků musí být prováděny pomocí speciálně navržených zařízení (kleště, rukojeti) s odpojeným napětím.

Pojistky se doporučuje instalovat na svislé roviny, ale lze je instalovat na nakloněných a vodorovných rovinách. Aby nedošlo k přehřátí pojistkových svorek, je nutné pečlivě připojit přívodní vodiče pomocí přípojnic nebo vodičů správného průřezu. Při provozu je nutné neustále hlídat správné dotažení pojistkových vložek, v případě potřeby pootočit hlavou pojistky. Kontaktní části pojistek se doporučuje mazat čistou technickou vazelínou.

READ
Jak odlišit pracovní desku odolnou proti vlhkosti od běžné?

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!