Die Wohnung verwendet eine Sicherung. Das Funktionsprinzip von Sicherungen. Auswahl der Sicherungsverbindung

Zweck und Funktionsprinzip

Definition und Zweck

Die Sicherung ist eine Schaltung elektrisches Element, entworfen, um den geschützten Stromkreis durch Schmelzen des Schutzelements zu deaktivieren. Sie stellen Schmelzelemente aus Blei, Blei-Zinn-Legierungen, Zink und Kupfer her. Entwickelt, um elektrische Geräte und Netzwerke vor Kurzschlussströmen und unzulässigen Langzeitüberlastungen zu schützen.

Betriebsarten sichern

Der Betrieb der Sicherung erfolgt in zwei stark unterschiedlichen Modi: unter normalen Bedingungen; unter Überlast- und Kurzschlussbedingungen.

Erste Stufe- normalen Netzwerkbetrieb. Unter normalen Bedingungen hat die Erwärmung eines Schmelzelements den Charakter eines stationären Vorgangs, bei dem die gesamte darin freigesetzte Wärmemenge an Wärme abgegeben wird Umgebung. Dabei werden neben dem Element auch alle anderen Teile der Sicherung auf eine konstante Temperatur erwärmt. Diese Temperatur darf die zulässigen Werte nicht überschreiten.

Die Stromstärke, für die das Schmelzelement für den Dauerbetrieb ausgelegt ist, wird Nennstromstärke des Schmelzelements (1 N Ohm) genannt - Sie kann von der Nennstromstärke der Sicherung selbst abweichen. In der Regel ist es möglich, Schmelzelemente für unterschiedliche Sicherungen in dieselbe Sicherung einzusetzen Nennwerte Stromstärke.

Der darauf angegebene Nennstrom der Sicherung ist gleich dem höchsten Wert des Stroms des Schmelzelements, der für diese Sicherungsausführung vorgesehen ist. Bei der Nennstromstärke hat die überschüssige Wärmemenge aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Elementmaterials Zeit, sich auf breitere Teile auszubreiten, und das gesamte Element wird praktisch auf die gleiche Temperatur erwärmt.

Zweite Phase- Erhöhung des Stroms im Netzwerk. Um die Schmelzzeit des Einsatzes mit zunehmender Stromstärke deutlich zu verkürzen, ist das Element in Form einer Platte mit Ausschnitten ausgeführt, die seinen Querschnitt in getrennten Bereichen verringern. In diesen schmalen Bereichen wird mehr Wärme freigesetzt als in breiten.

Im Kurzschlussfall erfolgt die Erwärmung der Engstellen so stark, dass die Wärmeabfuhr praktisch vernachlässigt werden kann Das Schmelzelement schmilzt ("verbrennt") gleichzeitig an allen oder mehreren Engstellen, und der Stromstärke im Stromkreis während eines Kurzschlusses hat keine Zeit, einen konstanten Wert zu erreichen.

Im Moment des Schmelzens des Elements entsteht an der Stelle der Stromunterbrechung ein Lichtbogen. Die Lichtbogenlöschung bei modernen Sicherungen findet in einem begrenzten Volumen des Sicherungshalters statt. Gleichzeitig werden Sicherungen so hergestellt, dass flüssiges Metall umliegende Gegenstände nicht beschädigen kann.

Allgemeines Gerät und Design

Im Allgemeinen besteht eine moderne Sicherung aus zwei Hauptteilen: einer Porzellanbasis mit einem Metallfaden; auswechselbarer Schmelzeinsatz (Abb. 21.1).

Der Schmelzeinsatz einer solchen Sicherung ist für Nennströme von 10, 16, 20 A ausgelegt. Sicherungen können bauartbedingt Gewinde- (Stecker) oder Rohrsicherungen sein. Auf Abb. 21.2 zeigt die PPT-10-Sicherung mit VTF-Schmelzeinsatz (Rohrporzellaneinsatz) für 6 oder 10 A für Installationen bis 250 V. Der Sockel ist aus Kunststoff und wird mit einer Schraube an der Tragkonstruktion befestigt. Im Rohr (WTF) befindet sich trockener Quarzsand. Das Rohr wird in die Öffnung der Sicherungsabdeckung eingebaut. Die Hauptparameter von Sicherungen sind: Nennstrom; Nennspannung; aktuelle Grenze brechen.

Funktionsprinzip

Das Schmelzlot erwärmt sich, wenn Strom durch es fließt. Während aufgrund von Überlastung oder Kurzschluss ein großer Strom durch ihn fließt, brennt er durch. Zeit Burnouts Sicherung hängt von der Stärke des Stroms ab, der durch den Faden fließt. Im Kurzschlussfall brennen die Sicherungen also schnell genug durch und dienen in diesem gefährlichsten Fall als einfacher, billiger und zuverlässiger Schutz. Damit beim Durchbrennen des Schmelzeinsatzes in der Sicherung das gefährliche Phänomen eines Lichtbogens nicht auftritt, wird der Einsatz in ein Porzellanrohr eingesetzt.

Beispiel. Wir führen in die Schaltung in Abb. 21.3 ein 30 mm langes Schutzprofil aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm. Die Fläche seines Querschnitts;S = π r 2 = π /4d 2 \u003d 3,14 0,2 2: 4 \u003d 0,0031 mm 2.

Der Widerstand des Schutzabschnitts beträgt 0,029 Ohm. Dann wählen wir gedanklich einen Abschnitt gleicher Länge aus, der Widerstand eines funktionierenden Aluminiumdrahtes mit einem Querschnitt von 2,5 mm 2 gleicher Länge beträgt 0,00063 Ohm. Da für gleich Bedingungen Die Wärmemenge ist proportional zum Widerstand, 0,029: 0,00063 = 46-mal mehr Wärme wird im Sicherungsdraht freigesetzt.

Schlussfolgerungen. Bei einem langfristig zulässigen Strom für einen bestimmten Draht erwärmt er sich mäßig.aber, und die Temperatur des Drahtes ist viel höher, aber es brennt nicht aus. BeiBei einem Kurzschluss erwärmt sich der Draht so schnell, dass er durchbrennt. DafürZeit hat der Arbeitsdraht keine Zeit, sich auf eine Temperatur zu erwärmen, die für seine Isolierung gefährlich ist.

Die wichtigste Sicherungskennlinie ist die Abhängigkeit der Schmelzelement-Durchbrennzeit von der Stromstärke - die Zeit-Strom-Kennlinie ist in Abb. 21.4.

Vorteile von Sicherungen

1. Die Durchbrennzeit der Sicherungen hängt von der Stärke des Stroms ab, der durch das Filament fließt. Im Falle eines Kurzschlusses, wenn der Strom sehr groß ist, brennen die Sicherungen durch genügend schnell, und in diesem äußerst gefährlichen Fall dienen sie als einfache, billige und zuverlässige Verteidigung.

2. Die meisten Sicherungen können das sicher Austausch des Sicherungseinsatzes unter Spannung.

Nachteile von Sicherungen

1. Wenn der Strom im Stromkreis den zulässigen Wert leicht überschreitet, erfüllen Sicherungen keine gute Schutzfunktion.

Beispiele. Bei Überlastungen bis zu 30 % wird die Lebensdauer der Verkabelung merklich reduziert und die Sicherungen lösen nicht aus. Bei hohen Überlastungen (bis zu 50 ... 70%) beträgt die Durchbrennzeit der Sicherung eine Minute bis zu mehreren zehn Minuten. Während dieser Zeit hat die Isolierung überlasteter Drähte Zeit, sich stark zu überhitzen.

2. Ein weiterer Nachteil von Sicherungen ist ihre Beschädigung.
Nach einem Burnout muss der Stecker durch einen neuen ersetzt (aufgeladen) werden. Zur Erleichterung der Wiederherstellung werden bei der Konstruktion von Sicherungen austauschbare kalibrierte Sicherungseinsätze verwendet.

Sicherungen u Leistungsschalter sind Schutzgeräte, die das Geschützte automatisch ausschalten elektrische Schaltung unter anormalen Bedingungen.

Sicherungen werden zum Schutz von elektrischen Empfängern, Drähten und Kabeln verwendet. Sie können auch vor erheblicher Überlastung schützen, wenn alle Elemente des Netzwerks geschützt sind Durchsatz nicht weniger als 25 % höher als der Strom des Sicherungseinsatzes. Da die Sicherungen eine Stunde oder länger Strömen standhalten, die 30 ... 50% höher sind als die Bemessungsströme der Sicherungseinsätze, dann bei Strömen, die die Bemessungsströme der Sicherungseinsätze um 60 - 100% überschreiten. sie schmelzen in weniger als einer Stunde.

Strukturell ist eine Sicherung eine Patrone, in der ein Schmelzeinsatz angebracht ist, der ein künstlich geschwächtes Glied im Stromnetz darstellt.

Bei den meisten Sicherungen werden durchgebrannte Sicherungseinsätze durch neue ersetzt.

Sicherungsklassifizierung

Sicherungen werden unterteilt in:

1. träge- mit großer thermischer Trägheit, d.h. die Fähigkeit, erheblichen kurzzeitigen Stromüberlastungen standzuhalten. Dies sind Sicherungen mit Schraubgewinde und einer leitenden Bleibrücke;
2. trägheitslos- mit geringer thermischer Trägheit, d.h. mit eingeschränkter Überlastfähigkeit. Dies sind Sicherungen mit Kupferleitbrücke sowie Sicherungen mit gestanzten Einsätzen.

Am weitesten verbreitet in elektrischen Netzen bis 1 kV sind Sicherungen NGGN2-63, PN2, PR2.

• Sicherungen NPN2(nicht trennbar mit Füllstoff) ausgestattet mit einer nicht trennbaren Glaskartusche gefüllt mit trockenem Quarzsand und einem Einsatz aus Kupferkabel mit Blechkugel. Solche Sicherungen können nicht wieder aufgeladen werden und müssen nach dem Auslösen durch neue ersetzt werden.
• Sicherungen PN2(mit Füllmasse zerlegbar) bestehen aus einem mit feinkörnigem Quarzsand gefüllten Porzellankörper, in dem sich ein oder mehrere Kupferblechsicherungen befinden. Beim Ansprechen der Sicherung verzweigt sich der Lichtbogen zwischen den Quarzsandkörnern und wird durch die Wärmeübertragung auf den Füllstoff intensiv gekühlt.
• Sicherungen PR2(ohne Füllmaterial zerlegbar) bestehen aus einem Faserschlauch, in dem sich ein Schmelzeinsatz aus einer speziellen Zinklegierung befindet. Wenn ein Schmelzlot durchbrennt, setzt das Faserrohr Gase frei, der Druck im Rohr steigt stark an und der Lichtbogen deionisiert.

Sicherungen vom Typ PR2 werden hauptsächlich in Werkzeugmaschinen, Schaltschränken verwendet. In Schaltanlagen (Schalttafeln, Schaltschränke) werden Sicherungen NPN2 und PN2 verwendet, in Verteilerschienen - PN2.

In Beleuchtungsnetzen können Gewindesicherungen (Stecksicherungen) verwendet werden, z. B. Typ PD, PRS.

Ein interessantes Video über den Betrieb von Sicherungen, siehe unten:

Sicherungswerte

Die Sicherung zeichnet sich aus durch:

1. Nennspannung, bei der die Sicherung anspricht lange Zeit;
2. Nennstrom der Kartusche, für den ihre stromführenden Teile und Kontaktanschlüsse entsprechend der Bedingung der Dauererwärmung ausgelegt sind;
3. der Nennstrom des Sicherungseinsatzes, dem er lange standhalten kann, ohne zu schmelzen;
4. Ausschaltvermögen (Grenzausschaltstrom), bestimmt durch den maximalen Ausschaltstrom, bei dem der Schmelzeinsatz ohne gefährlichen Austritt von Flammen oder Lichtbogenverbrennungsprodukten und ohne Zerstörung der Kartusche durchbrennt;
5. Schutzzeit-Strom-Charakteristik, die Abhängigkeit des Zeitpunkts der vollständigen Trennung des Stromkreises von der Größe des abgeschalteten Stroms.

Technische Hauptdaten Die gebräuchlichsten Sicherungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Die Schutzeigenschaften der Sicherungseinsätze der PN2-Sicherungen für verschiedene Bemessungsströme sind in Abb. 2 dargestellt. 2.4.

Andere interessante Videos zum Thema Sicherungen:

Sicherungen, zusammen mit der Einfachheit ihres Designs und niedrigen Kosten haben eine Reihe von erheblichen Nachteilen:

• die Unmöglichkeit, den Stromkreis vor Überlastung zu schützen;
• Streuung der Schutzeigenschaften durch Erhöhung des Übergangswiderstandes infolge Kontaktlockerung und Alterung des Einsatzmaterials unter Betriebsbedingungen;
• Bei einem Kurzschluss in einer Drehstromleitung kann eine der drei Sicherungen durchbrennen. Es stellt sich heraus, dass asynchrone Elektromotoren mit an das Netz angeschlossenem Kurzschlussläufer zweiphasig eingeschaltet werden, was zu ihrer Überlastung und ihrem Ausfall führen kann.

Abb. 2.4 Schutzeigenschaften von Sicherungen ПН2

Zweck von Leistungsschaltern

Schutzeigenschaften von Maschinen

Leistungsschalter können folgende Schutzeigenschaften haben (Abb. 2.6):

1. stromabhängige Kennlinie - Ansprechzeit. Solche Schalter haben nur eine thermische Auslösung. Sie werden aufgrund unzureichender Grenzschaltleistung und -geschwindigkeit selten verwendet;
2. stromunabhängige Ansprechzeitcharakteristik. Solche Schalter haben nur eine Stromunterbrechung, die mit Hilfe eines elektromagnetischen oder elektronischen Auslösers erfolgt und ohne Verzögerung oder mit Zeitverzögerung arbeitet;
3. strombegrenzte zweistufige Ansprechzeitcharakteristik. In der Zone der Überlastströme löst der Leistungsschalter mit einer stromabhängigen Zeitverzögerung aus, in der Stromzone - mit einer Stromunterbrechung mit einer stromunabhängigen, voreingestellten Zeitverzögerung (für selektive Schalter) oder ohne Zeit Verzögerung (für nicht-selektive Schalter). Der Leistungsschalter hat entweder einen thermischen und elektromagnetischen (kombinierten) Auslöser oder einen elektronischen Auslöser:
4. dreistufige Schutzcharakteristik. In der Überlaststromzone löst der Leistungsschalter mit einer stromabhängigen Zeitverzögerung aus, in der Stromzone - mit einer unabhängigen, voreingestellten Zeitverzögerung (selektive Abschaltzone) und bei geschlossenen - ohne Zeitverzögerung ( sofortige Auslösezone).

Die unverzögerte Auslösezone wurde entwickelt, um die Dauer der Stromeinwirkung bei engen Fehlern zu reduzieren. Solche Schalter haben einen elektronischen Auslöser und dienen zum Schutz des Eingangs zum Umspannwerk und der abgehenden Leitungen.

Die wichtigsten technischen Daten einiger Maschinenserien sind in der Tabelle aufgeführt. P11.

Modern Elektrizität des Netzes und Geräte sind komplex und müssen vor Überlastungen und Kurzschlüssen geschützt werden, die aus verschiedenen Gründen auftreten können. Sicherungen dienen dem Schutz. Anderer Typ und Zusatzgeräte.

Der moderne Markt bietet große Auswahl eine Vielzahl von Geräten, aber der Verbraucher verwendet lieber Sicherungen. Dies liegt daran, dass das Gerät ein hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweist und einfach zu bedienen ist. Außerdem bezahlbarer Preis erfreut jeden Verbraucher. Das muss man natürlich erstmal wissen.

Auch wenn Leistungsschalter heute weit verbreitet sind, ziehen Sicherungen immer noch Aufmerksamkeit auf sich und bleiben relevant. Das Gerät wird oft verwendet für auto power schutz, Energiesparsysteme, Elektrogeräte, industrielle Elektroinstallationen.

In vielen Wohngebäuden findet man noch ein ähnliches Gerät. Das Interesse wird in erster Linie aufgrund des zuverlässigen Betriebs bestehen bleiben, außerdem spielen die Kompaktheit des Produkts und die stabilen Eigenschaften eine wichtige Rolle. Bei Bedarf kann der Austausch in kürzester Zeit erfolgen. Doch wie funktioniert eine Sicherung und wozu dient sie?

Wofür werden Sicherungen verwendet?

Sicherungen dienen dem Schutz von Elementen und Zusatzgeräten elektrischer Anlagen, Leistungsschalter dienen denselben Zwecken. Bei anormalem Betrieb elektrischer Geräte werden häufig Schäden an einzelnen Gerätekomponenten oder der gesamten Anlage beobachtet. Häufig wird eine Sicherung verwendet, um elektrische Kabel und Leitungen zu schützen, um Überlastungen und Kurzschlüsse zu vermeiden.

Das Funktionsprinzip der Sicherung ist, dass es früher durchbrennt, als andere Elemente des Systems Zeit haben, durch Überlastung beschädigt zu werden. Und dies ist zweifellos ein Vorteil, da es viel einfacher ist, ein kleines Element auszutauschen, als elektrische Leitungen, Mikroschaltkreise und zusätzliche Geräte auszutauschen. Es muss gesagt werden, dass kein einziges Element vor Überlastungen und damit vor Burnout gefeit ist.

Eine schmelzbare Vorrichtung wird genannt, weil die Basis ein schmelzbares Element hat - einen speziellen Einsatz. Es besteht aus einer Legierung mit niedriger Zündtemperatur, und bei einem leichten Kurzschluss reicht die Hitze zum Schmelzen gegebenes Element. Somit ist der Stromkreis offen und nichts anderes gefährdet die Integrität des gesamten Systems.

Burnout kann aus verschiedenen Gründen auftreten, es ist nur ein Kurzschluss, eine Überlastung und Stromstöße, die sehr oft beobachtet werden.

Neben dem Schutz des Systems vor Beschädigungen ist dieses Element auch ein Schutz gegen das Auftreten von Feuer und Feuer. Die Sicherung brennt direkt im Gehäuse durch, während elektrische Leitungen mit brennbaren und brennbaren Elementen in Kontakt kommen können.

Einige Handwerker machen einen Fehler, meistens ist es nur ein Stück Draht, das als Sicherung verwendet wird. Dies geschieht, weil keine Sicherung zur Hand ist, die alle Anforderungen erfüllt, und der Schutz auf irgendeine Weise umgangen werden muss. Experten empfehlen diese Methode jedoch nicht, da ein solcher Fehler möglicherweise überhaupt nicht ausbrennt und dies zu einem Zusammenbruch des Systems führt und sehr schwerwiegend sein kann oder sogar ein Brand auftritt.

Wie Sicherungen funktionieren

Vor dem Kauf müssen Sie genauer wissen, wie die Sicherung funktioniert. Die großen Wissenschaftler Lenz und Joule haben die Gesetze der gegenseitigen Beziehungen zwischen der Größe des durch den Leiter fließenden Stroms und der Freisetzung von Wärme aufgestellt. Die Abhängigkeit des Widerstands des Stromkreises über einen bestimmten Zeitraum trug dazu bei, die einfachsten, aber unglaublich effektiven Schutzmethoden zu schaffen. Das Prinzip dieser Sicherung ist die thermische Wirkung von Strom auf das Metall eines elektrischen Drahtes. Durch einen ziemlich dünnen Metalleinsatz wird der volle eklektische Strom der gesamten Schaltung geleitet.

Während des normalen Betriebs spezielle Einlage erfüllt seinen Zweck erfolgreich, aber wenn die Norm überschritten wird, brennt der Draht durch, wodurch der Stromkreis unterbrochen und die Spannung vom Verbraucher entfernt wird. Durch den Austausch eines durchgebrannten Elements können Sie die Leistung des gesamten Systems wiederherstellen minimale Kosten wie Geld, und Zeit.

Das Produkt ist auf dem Design von Radio- oder Fernsehgeräten zu sehen, wo es oft ein gläsernes und transparentes Gehäuse gibt.

An den Enden des Produkts sind spezielle Metallpads vorgesehen, die wiederum Kontakt herstellen, wenn sie in einer Steckdose montiert werden. Ein ähnliches Funktionsprinzip wird bei elektrischen Steckern mit Schmelzloten beobachtet. Die langjährige Praxis zeigt, dass diese Methode tatsächlich unglaublich effektiv und effizient ist.

Wie funktioniert eine sicherung

Bekanntlich gem Funktion von Sicherungen unterteilt in automatisch und schmelzbar. Die letzte Option sind gewöhnliche Korken, und im Alltag sind sie weit verbreitet. Das ist das meiste effektive Methode Schutz und es gibt keinen Grund, andere Geräte zu installieren. Sie werden direkt in die Nähe der Theke geschraubt, das Merkmal des Produkts ist, dass der Sockel derselbe ist wie bei einer herkömmlichen Glühbirne.

Schon nach der Theke elektrischer Strom verzweigt sich in der ganzen Wohnung. Wissenswert ist aber, dass nicht nur der Haupteingang, sondern auch jeder einzelne Stromkreis vor Kurzschluss geschützt werden sollte. Wenn ein wir reden B. bei Altbauten, dann kommen hier oft Korken mit dünnen leitfähigen Einlagen zum Einsatz. Und wenn es keine Tropfen gibt und alles im normalen Modus funktioniert, funktioniert dieser Einsatz erfolgreich und führt seine Funktionen aus.

Wenn der Wert den Nennwert überschreitet, brennt der Einsatz einfach durch und unterbricht dadurch den Stromkreis. Um den normalen Betrieb wiederherzustellen, müssen Sie nur das durchgebrannte Element ersetzen. Dazu müssen Sie sich nicht an einen Spezialisten wenden, auch eine Person ohne besondere Fähigkeiten kann einen Ersatz vornehmen.

Die Automatisierung erfolgt in ähnlicher Form. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass bei Spannungsspitzen die Stecker automatisch ausgeschaltet werden und Sie zur Wiederherstellung der Arbeitsfähigkeit nur die Taste drücken müssen.

Die automatische Sicherung vom Typ PAR wird analog zu klassischen Korken hergestellt und anstelle eines schmelzbaren Modells in die Patrone geschraubt. Das beliebteste Modell der PAR-Sicherung schließt im aktiven Zustand den Stromkreis mit einem zentralen Kontakt und einer Gewindehülse mittels eines elektrischen Drahtes.

Die Verdrahtung ist um die Elektromagnetspule gewickelt und mit der Bimetallplatte verbunden. Wird eine Überlastung und dadurch ein Temperaturanstieg beobachtet, biegt sich die Platte und der Draht wird freigegeben und schaltet dadurch ab. Der Maschinenknopf hebt sich und dies zeigt an, dass der Mechanismus gearbeitet hat und seine Schutzfunktion erfüllt hat.

Sicherungsgerät

Das Produkt enthält eine Patrone oder ein Gehäuse, das sich zwangsläufig in den elektrischen Isoliereigenschaften unterscheidet. Und zusätzlich gibt es Schmelzverbindung. Die Enden des letzten Elements sind mit den Klemmen verbunden und sind wiederum dafür verantwortlich, die Sicherung in Reihe mit dem Stromkreis zu verbinden.

Basierend auf den Designmerkmalen, Sicherungen unterteilt in röhrenförmig, Patrone, Kork, Kunststoff. Auf dem Gehäuse des Geräts befindet sich eine berechnete Stromstärke, der das Produkt standhalten kann.

Das Design ist mit einem keramischen Isolator ausgestattet, manchmal wird Glas als Material verwendet, dieses Element verhindert, dass Gas und flüssiges Metall in die Umgebung gelangen. Der Körper ist beständig gegen hohe Temperaturen und hohen Druck. Der Austausch defekter Sicherungseinsätze erfolgt sehr schnell, dies ist durch das Konstruktionsmerkmal vorgesehen.

Manchmal ist die Sicherung mit Quarzsand gefüllt, der den Lichtbogen in kurzer Zeit löschen soll. Beim Durchbrennen des Sicherungseinsatzes tritt eine zusätzliche Entladung zwischen den Leitern auf. Es wiederum ionisiert die Luft, was den Lichtbogen unterstützt. Quarzsand verhindert Feuer.

Sicherungen sind elektrische Schaltprodukte, die zum Schutz des elektrischen Netzes vor Überströmen und Kurzschlussströmen verwendet werden. Das Funktionsprinzip von Sicherungen basiert auf der Zerstörung von speziell dafür ausgelegten stromführenden Teilen (Sicherungen) im Gerät selbst, wenn ein Strom durch sie fließt, dessen Wert einen bestimmten Wert überschreitet.

Schmelzlote sind das Hauptelement jeder Sicherung. Nach einem Burnout (Stromausfall) müssen sie ersetzt werden. Im Schmelzeinsatz befindet sich ein Schmelzelement (er brennt durch) sowie eine Lichtbogenlöschvorrichtung. Der Schmelzeinsatz besteht meistens aus einem Porzellan- oder Faserkörper und ist an speziellen leitfähigen Teilen der Sicherung befestigt. Wenn die Sicherung für kleine Ströme ausgelegt ist, darf der Schmelzeinsatz dafür kein Gehäuse haben, also unverpackt sein.

Die Hauptmerkmale von Schmelzsicherungen sind: Nennstrom, Nennspannung, Ausschaltvermögen.

Zu den Elementen der Sicherung gehören auch:

Schmelzlothalter - ein abnehmbares Element, dessen Hauptzweck darin besteht, das Schmelzlot zu halten;

Sicherungseinsatzkontakte – Teil der Sicherung, der eine elektrische Verbindung zwischen Leitern und Sicherungseinsatzkontakten herstellt;

Der Sicherungsschlagbolzen ist ein spezielles Element, dessen Aufgabe es ist, beim Auslösen der Sicherung auf andere Geräte und die Kontakte der Sicherung selbst einzuwirken.

Alle Sicherungen sind in mehrere Dutzend Typen unterteilt:

Entsprechend der Konstruktion von Sicherungseinsätzen sind Sicherungen zusammenklappbar und nicht zusammenklappbar. Bei Schmelzsicherungen ist es möglich, den Sicherungseinsatz nach dem Durchbrennen auszutauschen, bei nicht trennbaren Sicherungen funktioniert dies nicht;

das Vorhandensein eines Füllstoffs. Es gibt Sicherungen mit Füller und ohne Füller;

Konstruktionen zur Herstellung von Schmelzeinsätzen. Es gibt Sicherungen mit Messer-, Bolzen- und Flanschkontakten;

Die Körper der Schmelzsicherungen sind in röhrenförmige und prismatische unterteilt. Bei der ersten Art von Sicherungen hat der Schmelzeinsatz eine zylindrische Form, bei der zweiten Art hat er die Form eines rechteckigen Parallelepipeds;

Die Art der Sicherungseinsätze hängt vom Bereich der Auslöseströme ab. Es gibt Sicherungen mit Ausschaltvermögen im gesamten Ausschaltstrombereich - g und mit Ausschaltvermögen in einem Teil des Ausschaltstrombereichs - a;

Leistung. Es gibt nichtflinke Sicherungen (die in den meisten Fällen in Transformatoren, Kabeln und elektrischen Maschinen verwendet werden) und Hochgeschwindigkeitssicherungen (die in Halbleitergeräten verwendet werden);

Sicherungssockelkonstruktionen können mit einem Kalibriersockel (in solchen Sicherungen ist es nicht möglich, einen Sicherungseinsatz zu installieren, der für den Betrieb mit einem Nennstrom größer als die Sicherung selbst ausgelegt ist) und mit einem unkalibrierten Sockel (in solchen Sicherungen können Sie einen Sicherungseinsatz, dessen Bemessungsstrom größer ist als die Bemessungsstromsicherung selbst)

Spannungssicherungen werden in Niederspannung und Hochspannung unterteilt;

die Polzahl. Es gibt ein-, zwei-, dreipolige Sicherungen;

Das Vorhandensein und Fehlen von freien Kontakten. Es gibt Sicherungen mit und ohne freie Kontakte;

Bei Vorhandensein eines Schlagbolzens und einer Auslöseanzeige gibt es Sicherungen - ohne Schlagbolzen und ohne Indikator, mit einem Index ohne Schlagbolzen, mit einem Schlagbolzen ohne Index, mit einem Index und einem Schlagbolzen;

Durch die Methode der Befestigung von Leitern werden Sicherungen in Sicherungen mit Frontanschluss, Rückseite, Universal (sowohl hinten als auch vorne) unterteilt;

Befestigungsmethode. Es gibt Sicherungen auf ihrer eigenen Basis und ohne sie.

Historisch gesehen sind die mechanische Konstruktion von Sicherungsgehäusen und ihre Gesamt- und Anschlussabmessungen unterschiedlich verschiedene Länder Oh. Es gibt vier große nationale Standards für Sicherungsanschlussgrößen: nordamerikanisch, deutsch, britisch und französisch. Es gibt auch eine Reihe von Sicherungsgehäusen, die für verschiedene Länder gleich sind und sich nicht auf nationale Normen beziehen. Meistens beziehen sich solche Fälle auf die Standards des Herstellers, der einen bestimmten Gerätetyp entwickelt hat, der sich als erfolgreich und auf dem Markt etabliert hat. Im Rahmen der Globalisierung der Wirtschaft schließen sich die Hersteller in den letzten Jahrzehnten nach und nach dem internationalen Normensystem für Sicherungsgehäuse an, um die Austauschbarkeit von Geräten zu vereinfachen. Bei der Auswahl sollten Sie versuchen, Sicherungen zu verwenden internationale Standards: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC 60549, IEC 60644.

Es ist zu beachten, dass je nach Art der Sicherungseinsätze, je nach Bereich der Auslöseströme und Geschwindigkeit, die Sicherungen in Gebrauchsklassen eingeteilt werden. In diesem Fall gibt der erste Buchstabe die Funktionsklasse und der zweite das zu schützende Objekt an:

1. Buchstabe:

a - Schutz mit Ausschaltvermögen in einem Teilbereich (mitgelieferte Sicherungen): Sicherungseinsätze, die zumindest dauerhaft Ströme führen können, die den für sie angegebenen Nennstrom nicht überschreiten, und die Ströme mit einer bestimmten Multiplizität relativ zum Nennstrom ausschalten zum Nennausschaltvermögen;

g - Schutz mit Ausschaltvermögen im gesamten Bereich (Allzwecksicherungen): Sicherungseinsätze, die mindestens dauerhaft Ströme leiten können, die ihren angegebenen Nennstrom nicht überschreiten, und Ausschaltströme von Mindeststrom Schmelzen und bis zum Auslegungsausschaltvermögen.

2. Buchstabe:

G - Schutz von Kabeln und Leitungen;

M - Schutz von Schaltgeräten/Motoren;

R - Schutz von Halbleitern/Thyristoren;

L - Schutz von Kabeln und Leitungen (nach alter, nicht mehr gültiger DIN VDE-Norm);

Tr - Schutz von Transformatoren.

Eine allgemeine Übersicht über die Zeit-Strom-Kennlinien von Sicherungen der Hauptverwendungskategorien ist in Abbildung 2.1 dargestellt.

Schmelzlote mit folgenden Gebrauchsklassen bieten:

gG (DIN VDE / IEC) - Schutz von Kabeln und Leitungen im gesamten Sortiment;

aM (DIN VDE / IEC) - Schutz von Schaltgeräten im Teilprogramm;

aR (DIN VDE / IEC) - Schutz von Halbleitern im Teilbereich;

gR (DIN VDE / IEC) - Schutz von Halbleitern im gesamten Bereich;

gS (DIN VDE / IEC) - Schutz von Halbleitern, sowie Kabeln und Leitungen im gesamten Bereich.

Sicherungen mit Vollausschaltvermögen (gG, gR, gS) schalten sowohl Kurzschlussströme als auch Überlast zuverlässig ab.

Reis. 2.1.

Sicherungen mit Teilbereichsausschaltvermögen (aM, aR) dienen ausschließlich dem Kurzschlussschutz.

Zum Schutz von Anlagen für Spannungen bis 1000 V werden elektrische, Rohr- und offene (Lamellen-) Sicherungen verwendet.

Die elektrische Sicherung besteht aus einem Porzellankörper und einem Stecker mit Schmelzeinsatz. Die Zuleitung wird an den Sicherungskontakt angeschlossen, die Ableitung an das Schraubgewinde. Bei Kurzschluss oder Überlastung brennt das Schmelzlot durch und der Strom im Stromkreis wird unterbrochen. Es werden folgende Arten von elektrischen Sicherungen verwendet: C-14 für Strom bis 10 A und Spannung 250 V mit rechteckiger Basis; C-27 für Strom bis 20 A und Spannung 500 V mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche und C-33 für Strom bis 60 A und Spannung 500 V mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche.

Beispielsweise sind elektrische Gewindesicherungen der PRS-Serie zum Schutz vor Überlastungen und Kurzschlüssen von elektrischen Geräten und Netzen konzipiert. Nennspannung vor

Wächter - 380 V AC, 50 oder 60 Hz. Strukturell bestehen PRS-Sicherungen (Abb. 2.2) aus einem Körper, einem PVD-Schmelzlot, einem Kopf, einem Sockel, einer Abdeckung und einem zentralen Kontakt.

PRS-Sicherungen werden für Nennströme des Sicherungseinsatzes von 6 bis 100 A hergestellt. Die Bezeichnung der Sicherung gibt an, um welchen Anschluss es sich handelt: PRS-6-P - 6-A-Sicherung, vorderer Anschluss der Drähte; PRS-6-Z - Sicherung für 6A, rückseitiger Kabelanschluss.

Zylindersicherungen PCU-6 und PCU-20 mit Gewindesockel Ts-27 und Sicherungseinsätzen für Ströme von 1, 2, 4, 6, 10, 15, 20 Ampere werden in einem Kunststoffgehäuse hergestellt. PD-Sicherungen haben eine Porzellanbasis, während bei PDS-Sicherungen das Basismaterial Steatit ist. Unter häuslichen Bedingungen werden automatische Stecksicherungen verwendet, bei denen der geschützte Stromkreis mit einem Knopf wiederhergestellt wird.

Rohrsicherungen werden in folgenden Typen hergestellt: PR-2, NPN und PN-2. Die Sicherung PR-2 (Faltsicherung) ist für den Einbau in Netze mit Spannung bis 500 V und für Ströme von 15, 60, 100, 200, 400, 600 und 1000 A ausgelegt.

Beim Sicherungshalter PR-2 (Abb. 2.3) ist der mit Schrauben 6 an den Kontaktmessern 1 befestigte Schmelzeinsatz 5 in einem Faserrohr 4 angeordnet, auf dem Gewindebuchsen 3 montiert sind. Darauf sind Messingkappen 2 aufgeschraubt, die die Kontaktmesser fixieren, die in den auf der Isolierplatte montierten festen Federkontakten enthalten sind.

Reis. 2.2.

Reis. 2.3.

Unter der Wirkung eines Lichtbogens, der auftritt, wenn eine Sicherung durchbrennt, zersetzt sich die Innenfläche des Faserrohrs und es bilden sich Gase, die zum schnellen Löschen des Lichtbogens beitragen.

Geschlossene Sicherungen mit feinkörniger Füllung umfassen Sicherungen der Typen NPN, NPR, PN2, PN-R, KP. Bei Sicherungen vom Typ NPN (gefüllte nicht trennbare Sicherung) ist das Rohr aus Glas. Der Rest hat Porzellanpfeifen. Sicherungen vom Typ NPN haben eine zylindrische Form, PN - rechteckig.

Der NPN-Sicherungssatz besteht aus: einem Schmelzeinsatz - 1 Stk.; Basiskontakt - 2 Stk.

NPN-Sicherungen werden für Spannungen bis 500 V und Ströme von 15 bis 60 A hergestellt, Sicherungen PN2 (Massensicherung) - für Spannungen bis 500 V und Ströme von 10 bis 600 A. Bei Massensicherungen Sicherungen aus mehreren parallelen Kupfern oder versilberte Drähte werden in eine geschlossene, mit Quarzsand gefüllte Porzellankartusche eingelegt. Quarzsand fördert die intensive Kühlung und Entionisierung von Gasen, die beim Lichtbogenbrennen entstehen. Da die Rohre geschlossen sind, werden Spritzer des geschmolzenen Metalls der Schmelzverbindungen und ionisierte Gase nicht herausgeschleudert. Dies verringert die Brandgefahr und erhöht die Sicherheit bei der Sicherungswartung. Sicherungen mit Füller sowie Sicherungen vom Typ PR sind strombegrenzend.

Offene Lamellensicherungen bestehen aus Kupfer- oder Messingplatten - Spitzen, in die kalibrierte Kupferdrähte eingelötet sind. Die Spitzen werden mit den Kontakten der Isolatoren verschraubt.

Sicherungen vom Typ NPR - eine geschlossene Faltpatrone (Porzellan) mit Quarzsandfüller für Nennströme bis 400 A.

Sicherungen PD (PDS) - 1, 2, 3, 4, 5 - mit einem Füller für die Installation direkt auf Sammelschienen für Ströme von 10 bis 600 A.

Um die Leistungsventile von Halbleiterumrichtern mittlerer und hoher Leistung bei externen und internen Kurzschlüssen zu schützen, werden häufig flinke Sicherungen verwendet, die die billigsten Schutzmittel darstellen. Sie bestehen aus Kontaktmessern und einem Schmelzeinsatz aus Silberfolie in einer geschlossenen Porzellankartusche.

Der Schmelzeinsatz solcher Sicherungen weist schmale kalibrierte Landengen auf, die mit Strahlern aus gut wärmeleitendem Keramikmaterial ausgestattet sind, durch die Wärme zum Sicherungskörper abgeführt wird. Diese Strahler dienen auch als Lichtbogenschächte mit engem Spalt, was das Löschen des im Isthmusbereich auftretenden Lichtbogens erheblich verbessert. Parallel zum Schmelzeinsatz ist eine Signalpatrone eingebaut, deren Blinker das Schmelzen des Schmelzeinsatzes signalisiert und auf den Mikroschalter wirkend die Signalkontakte schließt.

Die Industrie produzierte lange Zeit zwei Arten von flinken Sicherungen, um Umrichter mit Leistungshalbleiterventilen vor Kurzschlussströmen zu schützen:

1) Sicherungen vom Typ PNB-5 (Abb. 2.4, a) für den Betrieb in Stromkreisen mit einer Nennspannung von bis zu 660 V DC und AC für Nennströme von 40, 63, 100, 160, 250, 315, 400, 500 und 630 A;

2) Sicherungen vom Typ PBV für den Betrieb in Wechselstromkreisen mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Bemessungsspannung von 380 V für Bemessungsströme von 63 bis 630 A.

Reis. 2.4.

Derzeit produziert die Industrie Sicherungen vom Typ PNB-7 (Abb. 2.4, b) für einen Nennstrom von 1000 A und für eine Nennspannung des Stromkreises von 690 V AC. Die Schmelzelemente der PNB-7-Sicherung bestehen aus reinem Silber (Schnelligkeit und Haltbarkeit). Kontakte (Abschlüsse) der Sicherung bestehen aus elektrotechnischem Kupfer mit galvanischer Beschichtung (hohe Stromleitfähigkeit und Haltbarkeit).

Der Körper der Sicherung besteht aus hochfestem Ultraporzellan. Das Design der Sicherung ermöglicht die Verwendung zusätzlicher Geräte - Betriebsanzeige, freier Kontakt.

Struktur Symbol Sicherungen PNB7-400/100-X1-X2:

PNB-7 - Serienbezeichnung;

400 - Nennspannung, V;

100 - Nennstrom;

X1 - Symbol für die Art der Installation und die Art des Anschlusses der Leiter an die Klemmen: 2 - auf einer eigenen isolierenden Basis mit Basiskontakten; 5 - auf den Basen von kompletten Geräten mit Basiskontakten; 8 - ohne Sockel, ohne Kontakte (Schmelzeinsatz);

X2 - Symbol für das Vorhandensein einer Betriebsanzeige: 0 - ohne Signalisierung; 1 - mit Schlagbolzen und freiem Kontakt; 2 - mit Betriebsanzeige; 3 - mit einem Stürmer.

Sicherungen für den industriellen Einsatz der PP-Serie dienen zum Schutz elektrischer Geräte von Industrieanlagen und Stromkreisen vor Überlastung und Kurzschluss.

Sicherungen dieser Serie der folgenden Haupttypen werden hergestellt: PP17, PP32, PP57, PP60S. Sicherungen werden mit Auslöseanzeige, mit Auslöseanzeige und freiem Kontakt oder ohne Signalisierung ausgeführt. Je nach Typ sind die Sicherungen für Spannungen bis 690 V und Nennströme von 20 A bis 1000 A ausgelegt. Konstruktionsmerkmale ermöglichen Ihnen die Installation freier Kontakte mit Schließer oder Öffner sowie die Montageart – auf einem eigenen Sockel – auf auf der Basis kompletter Geräte, auf den Leitern kompletter Geräte .

Die Struktur der Bezeichnung der Sicherungen Typ PP17 und PP32 - X1X2 - X3 - X4 - XXXX:

1) X1X2 - Symbol der Dimension (Nennstrom, A): 31 -100A; 35 - 250A; 37 - 400A; 39 - 630A.

2) X3 - Symbol der Art der Installation und Art des Anschlusses: 2 - auf eigener Basis, 5 - auf Basis kompletter Geräte, 7 - auf Leitern kompletter Geräte (Schraubanschluss), 8 - ohne Basis (Schmelzsicherung Einsatz), 9 - ohne Sockel ( Der Schmelzeinsatz ist in seinen Abmessungen mit den Sicherungen PN2-100 und PN2-250 vereinheitlicht).

3) X4 - Symbol für das Vorhandensein einer Betriebsanzeige, eines Schlagbolzens, eines freien Kontakts: 0 - ohne Signalisierung, 1 - mit einem Schlagbolzen und einem freien Kontakt, 2 - mit einer Betriebsanzeige, 3 - mit einem Schlagbolzen.

4) XXXX - Klimaausführung: UHL, T und Platzierungskategorie 2, 3.

Derzeit sind Halbleiterwandler mit Sicherungen der Serien PP57 (Abb. 2.5, a) und PP60S (Abb. 2.5, b) ausgestattet.

Reis. 2.5.

Die ersten dienen zum Schutz von Umrichtereinheiten bei internen Kurzschlüssen von AC und Gleichstrom bei Spannungen von 220 - 2000 V für Ströme von 100, 250, 400, 630 und 800 A. Die zweite - für interne Kurzschlüsse von Wechselstrom bei Spannungen von 690 V für Ströme von 400, 630, 800 und 1000 A.

Die Struktur der Bezeichnung der Sicherungen Typ PP57 - ABCD - EF:

Buchstaben PP - Sicherung;

Die zweistellige Zahl 57 ist die bedingte Nummer der Serie;

A - zweistellige Zahl - Symbol des Nennstroms der Sicherung;

B - Zahl - Symbol der Nennspannung der Sicherung;

C - Nummer - Symbol entsprechend der Installationsmethode und der Art des Anschlusses der Leiter an die Klemmen der Sicherung (z. B. 7 - an den Leitern des Umrichters - mit abgewinkelten Klemmen verschraubt);

D - Ziffer - Symbol für das Vorhandensein einer Betriebsanzeige und eines Hilfsstromkreiskontakts:

0 - keine Betriebsanzeige, kein Hilfskontakt

1 - mit Betriebsanzeige, mit Hilfskontakt

2 - mit Betriebsanzeige, ohne Hilfskontakt;

E - Buchstabe - Symbol der klimatischen Version;

Ein Beispiel für ein Sicherungssymbol: PP57-37971-UZ.

PPN-Sicherungen dienen zum Schutz von Kabelleitungen und industriellen Elektroinstallationen vor Überlastströmen und Kurzschlüssen. Sicherungen werden in Wechselstromnetzen mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von bis zu 660 V verwendet und in Niederspannungs-Komplettgeräten installiert, beispielsweise in SHO-70-Verteilerschränken, VRU1-Eingangsverteilungsgeräten, ShRS1 Stromverteilerschränke usw.

Vorteile von PPN-Sicherungen:

1) Der Sicherungskörper und der Haltersockel bestehen aus Keramik;

2) Sicherungs- und Halterkontakte bestehen aus elektrotechnischem Kupfer;

3) der Sicherungskasten ist mit feinem Quarzsand bedeckt;

4) die Gesamtabmessungen der Sicherungen sind ~15 % kleiner als die Sicherungen PN-2;

5) Leistungsverluste sind ~40 % geringer als bei PN-2-Sicherungen;

6) das Vorhandensein einer Betriebsanzeige;

7) Sicherungen werden mit einem Universalabzieher montiert und demontiert.

Die Konstruktionsmerkmale der Sicherungen der Serie PPN sind in Abb. 1 dargestellt. 2.6.

Sicherungen der Serie PPNI (Bild 2.7) für den allgemeinen Gebrauch dienen dem Schutz von industriellen Elektroinstallationen und Kabelleitungen vor Überlastung und Kurzschluss und sind für Nennströme von 2 bis 630 A erhältlich.

Sie werden in einphasigen und dreiphasigen Netzen mit Spannung bis 660 V, Frequenz 50 Hz eingesetzt. Einsatzgebiete von Sicherungen PPNI: Input-Distribution Devices (ASU); Schränke und Verteilungspunkte (SHRS, ShR, PR); Ausrüstung von Umspannwerken (KSO, ShchO); Niederspannungsschränke (SHR-NN); Schaltschränke und Schaltschränke.

Reis. 2.6.

Durch die Verwendung hochwertiger moderner Materialien und eines neuen Designs werden die Leistungsverluste bei PPNI-Sicherungen im Vergleich zu PN-2-Sicherungen reduziert. Die in Tabelle 2.1 dargestellten Daten zeigen die Effizienz von PPNI-Sicherungen im Vergleich zu PN-2.

Reis. 2.7.

Die Kontakte der Sicherung und des Halters bestehen aus elektrotechnischem Kupfer, das mit einer Zinn-Wismut-Legierung beschichtet ist, was ihre Oxidation während des Betriebs verhindert.

Die Basis des Halters (Isolator) besteht aus verstärktem Duroplast, beständig gegen Korrosion, mechanische Beanspruchung, Temperaturänderungen und dynamische Stöße, die bei Kurzschlüssen bis 120 kA auftreten.

Die Kontakte des Schmelzeinsatzes sind in Form eines Messers (geschärft) ausgeführt, wodurch sie mit weniger Aufwand in Halterungen eingebaut werden können.

Mit dem universellen Ausbaugriff RS-1, dessen Isolierung Spannungen bis zu 1000 V standhalten kann, lassen sich alle Abmessungen von PPNI-Sicherungseinsätzen bequem installieren oder demontieren.

Für eine schnelle und effiziente Lichtbogenlöschung ist der Körper des Schmelzlots mit hochchemisch gereinigtem Quarzsand gefüllt.

Das Schmelzelement besteht aus Phosphorbronze (einer Legierung aus Kupfer und Zink mit Phosphorzusatz) und ist mit den Sicherungsanschlüssen fest verschweißt.

Das Design des Schmelzlots verfügt über eine spezielle Anzeige in Form einer einziehbaren Stange, mit der Sie die durchgebrannten Sicherungen visuell bestimmen können.

PPNI-Sicherungen mit Ausschaltvermögen über den gesamten „gG“-Bereich arbeiten zuverlässig sowohl bei Kurzschlussströmen als auch bei Überlast.

Entwurf, technische Spezifikationen, Gesamt- und Einbauabmessungen von Schmelzeinsätzen und Haltern PPNI entsprechen den modernen IEC- und GOST-Standards, und daher können diese Sicherungen andere inländische und importierte Sicherungen ersetzen.

Auswahl von Sicherungseinsätzen

Sicherungen werden an allen Abzweigen installiert, wenn der Leitungsquerschnitt auf der Abzweigung geringer ist als der Leitungsquerschnitt in der Hauptleitung, an den Eingängen und in den Kopfabschnitten des Netzes in den Eingangsverteilern, Stromverteilerschränken und Stromkästen komplett mit Leistungsschaltern oder auf separaten Feldern. Zur Selektivität der Wirkung ist es erforderlich, dass jede nachfolgende Sicherung in Richtung der Stromquelle weist

der Nennstrom des Sicherungseinsatzes ist mindestens eine Stufe höher als der vorherige.

Um den Schutz von Netzen und Geräten mit Sicherungen zu berechnen, werden folgende Daten benötigt:

Nennspannung der Sicherung;

Maximaler Kurzschlussstrom durch die Sicherung abgeschaltet;

Sicherungsnennstrom;

Bemessungsstrom des Sicherungseinsatzes;

Die Schutzeigenschaft der Sicherung.

Nennspannung der Sicherung (Unom,pr) wird genannt

die darauf angegebene Spannung für den bestimmungsgemäßen Dauerbetrieb. Die tatsächliche Netzspannung (Uc) darf die Bemessungsspannung der Sicherung um nicht mehr als 10 % überschreiten:

Uс ≤ 1,1 Unom,pr (2,1)

Der Nennstrom der Sicherung (Inom, pr) ist der darauf angegebene Strom, der dem größten Nennstrom der für diese Sicherung vorgesehenen Sicherungseinsätze (Imax nom, PV) entspricht. Dies ist der maximale Dauerstrom, der von der Sicherung gemäß dem Erwärmungszustand ihrer Teile mit Ausnahme der Einsätze durchgelassen wird.

Inom, pr = Imax nom, PV (2.2)

Der maximale Ausschaltstrom (Ausschaltvermögen) der Sicherung (Imax, pr) ist der größte Wert (effektiv) des periodischen Anteils des Stroms, der durch die Sicherung ohne Zerstörung und gefährliches Ausbrechen einer Flamme oder Verbrennungsprodukten abgeschaltet wird Lichtbogen. Dieser Wert der Sicherungen für jeden Typ kann je nach Spannung, Nennstrom der Sicherung, cosf-Wert des zu trennenden Stromkreises und anderen Bedingungen variieren.

Der Nennstrom des Sicherungseinsatzes (Inenn, PV) ist der auf ihm angegebene Strom für den bestimmungsgemäßen Dauerbetrieb. In der Praxis ist dies der maximale Dauerstrom, den der Einsatz durchlässt (Imax, PB), je nach Zustand der zulässigen Erwärmung des Einsatzes selbst.

Inom,PV = Imax,PV (2.3)

Üblicherweise werden neben dem Nennstrom des Einsatzes noch zwei weitere Werte der sogenannten Prüfströme angegeben, nach denen die Einsätze kalibriert sind. Der Sicherungseinsatz muss dem niedrigeren Wert des Prüfstroms standhalten bestimmte Zeit, normalerweise 1 Stunde ohne Schmelzen; beim oberen Wert des Prüfstroms darf der Einsatz in maximal einer bestimmten Zeit, meist ebenfalls 1 Stunde, durchbrennen.

Die Hauptdaten zur Bestimmung der Brenndauer des Einsatzes und damit der Selektivität von Sicherungen in Reihe sind ihre Schutzeigenschaften.

Die Schutzeigenschaft einer Sicherung ist die Abhängigkeit der Gesamtabschaltzeit (Summe aus Schmelzzeit des Einsatzes und Lichtbogenbrennzeit) von der Größe des abzuschaltenden Stromes.

Schutzeigenschaften werden normalerweise in Form eines Diagramms in rechtwinkligen Koordinaten angegeben. Auf der vertikalen Koordinatenachse ist die Zeit und auf der horizontalen Achse das Verhältnis des durch die Sicherung abgeschalteten Stroms zum Nennstrom des Einsatzes bzw. der Abschaltstrom aufgetragen.

Die Selektivität (Selektivität) des Schutzes durch Sicherungen wird durch die Auswahl der Sicherungen so sichergestellt, dass im Falle eines Kurzschlusses beispielsweise an einem Abzweig zu einem elektrischen Empfänger die nächste Sicherung aktiviert wird, die diesen elektrischen Empfänger schützt, aber die Sicherung, die den Hauptabschnitt des Netzwerks schützt, funktioniert nicht.

Die Auswahl der Sicherungseinsätze nach der Selektivitätsbedingung sollte anhand der typischen Schutzeigenschaften der Sicherungen unter Berücksichtigung der möglichen Streuung der tatsächlichen Eigenschaften nach Herstellerangaben erfolgen.

Eine typische Zeit-Strom-Kennlinie einer modernen doppeltwirkenden Sicherung ist in Abbildung 2.8 dargestellt.

Bei einem Nennstrom von 200 A muss die Sicherung unbegrenzt arbeiten. Aus der Kennlinie ist ersichtlich, dass mit abnehmendem Strom die Ansprechzeit im Bereich kleiner Ströme schnell ansteigt und die Abhängigkeitskurve für die Zeit t = + ∞ idealerweise asymptotisch gegen die Gerade I = 200 A tendiert. Im Bereich der Betriebsüberlastung, dh wenn der Strom durch die Sicherung innerhalb von (1-5)⋅Inenn liegt, ist die Sicherungsbetriebszeit ziemlich lang - sie überschreitet einige Sekunden (bei einem Strom von 1000 A , die Betriebszeit beträgt 10 s).

Diese Art der Abhängigkeit ermöglicht es der geschützten Ausrüstung, im gesamten Bereich der Betriebsüberlasteigenschaften frei zu arbeiten. Bei weiter steigendem Strom steigt die Steilheit der Zeit-Strom-Kennlinie (Abb. 2.8) rapide an und selbst bei elffacher Überlast beträgt die Ansprechzeit nur noch 10 ms. Eine weitere Erhöhung des Überlaststroms reduziert die Auslösezeit noch stärker, wenn auch nicht so schnell wie im Bereich zwischen fünf- und zehnfacher Überlast. Dies erklärt sich durch die endliche Lichtbogenlöschrate aufgrund der endlichen Wärmekapazität des Füllmaterials, der Endschmelzwärme des Schmelzlotmaterials und einer bestimmten Masse an schmelzendem und verdampfendem Metall des Lots. Bei einer weiteren Erhöhung des Stroms (mehr als das 15- bis 20-fache gegenüber dem Nennwert) kann die Ansprechzeit des Schmelzelements je nach Art und Ausführung der Sicherung 0,02 bis 0,5 ms betragen.

Reis. 2.8.

Bei einem Nennstrom von 200 A muss die Sicherung unbegrenzt arbeiten. Aus der Kennlinie ist ersichtlich, dass mit abnehmendem Strom die Ansprechzeit im Bereich kleiner Ströme schnell ansteigt und die Abhängigkeitskurve für die Zeit t = + ∞ idealerweise asymptotisch gegen die Gerade I = 200 A tendiert. Im Bereich der Betriebsüberlastung, d.h. wenn der Strom durch die Sicherung innerhalb von (1-5)⋅Inenn liegt, ist die Sicherungsbetriebszeit ziemlich lang - sie überschreitet einige Sekunden (bei einem Strom von 1000 A, die Betriebszeit beträgt 10 s).

Diese Art der Abhängigkeit ermöglicht es der geschützten Ausrüstung, im gesamten Bereich der Betriebsüberlasteigenschaften frei zu arbeiten. Bei weiter steigendem Strom steigt die Steilheit der Zeit-Strom-Kennlinie (Abb. 2.8) rapide an und selbst bei elffacher Überlast beträgt die Ansprechzeit nur noch 10 ms. Eine weitere Erhöhung des Überlaststroms reduziert die Auslösezeit noch stärker, wenn auch nicht so schnell wie im Bereich zwischen fünf- und zehnfacher Überlast. Dies erklärt sich durch die endliche Lichtbogenlöschrate aufgrund der endlichen Wärmekapazität des Füllmaterials, der Endschmelzwärme des Schmelzlotmaterials und einer bestimmten Masse an schmelzendem und verdampfendem Metall des Lots. Bei einer weiteren Erhöhung des Stroms (mehr als das 15- bis 20-fache gegenüber dem Nennwert) kann die Ansprechzeit des Schmelzelements je nach Art und Ausführung der Sicherung 0,02 bis 0,5 ms betragen.

Siemens produziert ein breites Sortiment an Sicherungen (Kombinationen gG, gM, aM, gR, aR, gTr, gF, gFF), sechs Größen - 000(00C), 00, 1, 2, 3, 4a (Bezeichnungen nach IEC) für Nennströme von 2 bis 1600 A und Spannungen (~ 400 V, 500 V und 690 V; - 250 V, 440 V) mit den gängigsten Messerkontakten (NH), überwiegend in senkrechter Einbaulage.

NH-Sicherungen haben ein hohes Ausschaltvermögen und stabile Eigenschaften. Der Einsatz von NH-Sicherungen ermöglicht eine Schutzselektivität im Kurzschlussfall.

Flachsicherungen NH (analog PPN) sind für den Einbau in Kontakthalter PBS, PBD, in PVR der APC- und RBK-Reihe sowie in Lasttrennschalter vom Typ RAB bestimmt. Es ist möglich, diese Sicherungen in Schutzgeräten zu verwenden, die für die Verwendung von Haushaltseinsätzen des Typs PPN ausgelegt sind.

Die NH-Sicherungen sind Sicherungen mit Lichtbogenlöschung geschlossenes Volumen. Der Schmelzeinsatz ist aus Zink gestanzt, einem niedrig schmelzenden und korrosionsbeständigen Metall. Die Form des Schmelzeinsatzes ermöglicht eine günstige Zeit-Strom-(Schutz-)Charakteristik. Der Einsatz befindet sich in einem abgedichteten isolierenden Keramikgehäuse. Füllstoff – Quarzsand mit einem SiO-Gehalt von nicht weniger als 98 %, mit Körnern (0,2–0,4) × 10 –3 m und einer Feuchtigkeit von nicht mehr als 3 %.

Beim Trennen brennen die verengten Landengen des Sicherungseinsatzes durch, wonach der resultierende Lichtbogen aufgrund des strombegrenzenden Effekts gelöscht wird, der auftritt, wenn die verengten Abschnitte des Sicherungseinsatzes durchbrennen. Die durchschnittliche Lichtbogenlöschzeit beträgt 0,004 s.

Die Zeit-Strom-Kennlinien von NH-Sicherungen für die Betriebsklasse gG sind in Bild 2.9 dargestellt.

2 10 100 1 000 10 000 100 000

Voraussichtlicher Kurzschlussstrom IP, A

Reis. 2.9.

NH-Sicherungen arbeiten geräuschlos, praktisch ohne Flammen- und Gasentwicklung, wodurch sie in geringem Abstand zueinander installiert werden können.

Einer noch wichtige Eigenschaft Sicherung als Schutzeinrichtung ist der sogenannte Schutzindikator, in ausländischen Quellen mit I 2 ⋅t bezeichnet. Bei einem geschützten Stromkreis ist der Schutzindikator die Wärmemenge, die im Stromkreis von dem Moment an erzeugt wird, in dem ein Notfall eintritt, bis der Stromkreis vollständig durch die Schutzvorrichtung abgeschaltet wird. Der Wert des Schutzindikators bestimmtes Gerät, bestimmt in der Tat die Grenze seines Widerstands gegen thermische Zerstörung in Notfallmodi. Bei der Berechnung des Werts des Schutzindikators wird der Effektivwert des Stroms im Stromkreis verwendet.

Beispielsweise kann der Effektivwert des durch die Sicherung fließenden Stroms für gängige Wechselstrom-Gleichrichterschaltungen aus dem (geglätteten) Gleichstrom Id oder aus dem Phasenstrom IL berechnet werden, deren Werte in Tabelle 2.2 angegeben sind.

Im Kurzschlussfall steigt der Strom des Sicherungseinsatzes (Bild 2.10) während der Schmelzzeit tS bis auf den Kurzschlussstrom IC (Spitzenschmelzstrom) an.

Tabelle 2.2 Der Effektivwert des durch die Sicherung fließenden Stroms

Wechselstrom-Gleichrichterschaltung	Effektivwert des Phasenstroms (Phasensicherung)	Abzweigstromeffektivwert (Abzweigsicherung)
Einzelpuls mit Mittelpunkt
Zweipuls mit Mittelpunkt
Dreipuls mit Mittelpunkt
Sechs-Puls mit Mittelpunkt
Doppelte dreiphasige Halbwelle
Mittelpunkt (parallel)
Zweipuls-Brückenschaltung
Sechspuls-Brückenschaltung
Einphasige bidirektionale Schaltung

Während der Lichtbogenlöschzeit tL bildet sich ein Lichtbogen und der Kurzschlussstrom erlischt (Bild 2.10).

Das Integral des quadratischen Werts des Stroms (∫l 2 dt) über die gesamte Betriebszeit (tS + tL), kurz Gesamt-Joule-Integral genannt, bestimmt die Wärme, die dem zu schützenden Halbleiterelement während des Öffnungsvorgangs zugeführt wird .

Um eine ausreichende Schutzwirkung zu erzielen, muss das gesamte Joule-Integral des Sicherungseinsatzes kleiner sein als der Wert von I 2 ⋅t (Endlastintegral) des Halbleiterelements. Da das gesamte Joule-Integral des Sicherheitseinsatzes mit steigender Temperatur und folglich mit steigender Vorspannung praktisch genauso abnimmt wie der Wert von I 2 ⋅t eines Halbleiterelements, reicht es aus, die Werte von zu vergleichen I 2 ⋅t im unbelasteten (kalten) Zustand.

Reis. 2.10.

Das gesamte Joule-Integral (I 2 ⋅tA) ist die Summe des Schmelzintegrals (I 2 ⋅tS) und des Bogenintegrals (I 2 ⋅tL). Im Allgemeinen der Wert des gesamten Joule-Integrals Halbleitergerät muss größer oder gleich dem Schutzwert der Sicherung sein:

((∫I 2 t) (Halbleiter, t = 25 °C, tP = 10 ms) ≥ ((∫I 2 ⋅tA) (Sicherungseinsatz).

Anhand von Wertepaaren der Zeit-Strom-Kennlinie des Sicherungseinsatzes lässt sich das Schmelzintegral I 2 ⋅tS für beliebige Zeitwerte berechnen.

Mit abnehmender Schmelzzeit strebt das Schmelzintegral dem unteren Grenzwert zu, bei dem während des Schmelzvorgangs praktisch keine Wärme von den Brücken des abschmelzenden Leiters an die Umgebung abgeführt wird. Die in den Auswahl- und Bestelldaten sowie in den Kennlinien angegebenen Schmelzintegrale entsprechen einer Schmelzzeit tS = 1 ms.

Während das Schmelzintegral I 2 ⋅tS eine Eigenschaft des Sicherungseinsatzes ist, hängt das Lichtbogenintegral I 2 ⋅tL von den Eigenschaften des Stromkreises ab, nämlich:

Aus Wiederkehrspannung UW;

Aus dem Leistungsfaktor cosf des kurzgeschlossenen Stromkreises;

Aus dem voraussichtlichen Strom IP// (Strom am Einbauort des Sicherungseinsatzes, falls dieser kurzgeschlossen ist).

Das maximale Lichtbogenintegral wird für jeden Sicherungstyp bei Strömen von 10⋅IP bis 30⋅IP erreicht.

Beim Schutz von Netzen mit Sicherungen vom Typ PN, NPN und NPR mit bestimmten Schutzeigenschaften wird die Selektivität der Schutzwirkung ausgeführt, wenn zwischen dem Nennstrom des Sicherungseinsatzes, der den Kopfabschnitt des Netzes schützt (Inom G, PV ) und dem Nennstrom des Sicherungseinsatzes am Abzweig zum Verbraucher (Inom O , PV) bestimmte Verhältnisse eingehalten werden.

Beispielsweise wird bei niedrigen Überlastströmen des Sicherungseinsatzes (ca. 180–250 %) die Selektivität aufrechterhalten, wenn Inom G, PV > Inom O, PV um mindestens eine Stufe der Standardskala der Bemessungsströme der Sicherung -links.

Im Kurzschlussfall ist die Selektivität des Schutzes durch Sicherungen vom Typ NPN gewährleistet, wenn folgende Verhältnisse eingehalten werden:

I(3)SC / Inenn O, PV ≤ …50; 100; 200;

Inom G, PV / Inom O, PV ...2,0; 2,5; 3.3,

wo I (3) Kurzschluss - dreiphasiger Kurzschlussstrom des Zweigs, A.

Die Verhältnisse zwischen den Nennströmen der Sicherungseinsätze Inom G, PV und Inom O, PV für Sicherungen des Typs PN2, die eine zuverlässige Selektivität bieten, sind in Tabelle 2.3 dargestellt.

Wenn die Schutzeigenschaften von Schmelzeinsätzen nicht bekannt sind, wird ein Verfahren zur Überprüfung der Selektivität in Bezug auf die Schnitte der Schmelzeinsätze empfohlen, korrigiert um das Material des Schmelzeinsatzes und die Bauform der Sicherung. In diesem Fall werden die Abschnitte der Sicherungseinsätze von in Reihe geschalteten Sicherungen (SK und SH) bestimmt; das Verhältnis SP/SK wird berechnet und mit dem Wert SP/SK = a verglichen, der die Selektivität sicherstellt.

SK - Abschnitt des Sicherungseinsatzes, näher am Kurzschluss installiert; SP - Abschnitt des Sicherungseinsatzes, näher an der Stromquelle installiert.

Der Wert von a wird nach Tabelle 2.4 bestimmt, wenn der berechnete Wert von Sn/SK ≥ a, dann ist die Selektivität gewährleistet.

Die Hauptbedingung, die die Wahl der Sicherungen zum Schutz bestimmt Induktionsmotoren bei einem Kurzschlussläufer, ist die Verstimmung vom Anlaufstrom.

Tabelle 2.3 Nennströme von in Reihe geschalteten PN2-Sicherungseinsätzen, die eine zuverlässige Selektivität bieten

Bemessungsstrom des kleineren Sicherungseinsatzes Inom O, PV A	Bemessungsstrom des größeren Sicherungseinsatzes Inom G, PV, A, im Verhältnis I(3)KZ / Inom O, PV
				100 oder mehr

Notiz. 1(3)KZ - Kurzschlussstrom am Anfang des geschützten Abschnitts des Netzes.

Die Verstimmung von Sicherungseinsätzen durch Anlaufströme erfolgt rechtzeitig: Der Anlauf des Elektromotors muss vollständig abgeschlossen sein, bevor der Sicherungseinsatz unter Einwirkung des Anlaufstroms schmilzt.

Die Betriebserfahrung hat die Regel aufgestellt: Für einen zuverlässigen Betrieb der Einsätze sollte der Anlaufstrom die Hälfte des Stroms nicht überschreiten, der den Einsatz während des Starts schmelzen kann.

Alle Elektromotoren werden nach Startzeit und Frequenz in zwei Gruppen eingeteilt. Motoren mit leichtem Start gelten als Motoren von Lüftern, Pumpen, Metallschneidemaschinen usw., deren Start in 3-5 s endet, diese Motoren werden selten gestartet, weniger als 15 Mal in 1 Stunde.

Zu den Motoren mit schwerem Anlauf gehören Motoren von Kränen, Zentrifugen, Kugelmühlen, deren Start länger als 10 s dauert, sowie Motoren, die sehr oft starten - mehr als 15 Mal in 1 Stunde. Zu dieser Kategorie gehören auch Motoren mit leichteren Startbedingungen , aber besonders verantwortlich, für die ein falsches Durchbrennen des Einsatzes während des Starts völlig inakzeptabel ist.

Tabelle 2.4 Einsatzquerschnittsverhältnis Sn/SK für Selektivität

Schmelzlot Metall	Sicherung Schmelzlot Metall,
Sicherung liegt	liegt näher am Ort von k.
näher an der Stromquelle
Mit Spachtelmasse sichern
Sicherung ohne Füller

Die Wahl des Bemessungsstroms des Sicherungseinsatzes zur Verstimmung vom Anlaufstrom erfolgt nach dem Ausdruck:

Inom, PV ≥ I start, DV / K, (2.4)

wo Istart, DV - der Startstrom des Motors, bestimmt durch den Pass, Kataloge oder direkte Messung; K ist ein Koeffizient, der durch die Startbedingungen bestimmt wird und 2,5 für Motoren mit leichtem Start und 1,6-2 für Motoren mit schwerem Start beträgt.

Da sich der Einsatz beim Starten des Motors erwärmt und oxidiert, nimmt der Querschnitt des Einsatzes ab, der Zustand der Kontakte verschlechtert sich, es kann fälschlicherweise durchbrennen, wenn normale Operation Motor. Der gemäß (2.4) gewählte Einsatz kann auch beim Ausbrennen durchbrennen

verzögerter Start im Vergleich zur geschätzten Zeit, oder Selbststart Motor.

Daher ist es in jedem Fall ratsam, zum Startzeitpunkt die Spannung an den Motoreingängen zu messen und den Startzeitpunkt zu ermitteln.

Um ein Durchbrennen der Einsätze beim Anlaufen zu verhindern, was zu einem zweiphasigen Betrieb des Motors und dessen Beschädigung führen kann, ist es ratsam, in allen Fällen, in denen dies hinsichtlich der Empfindlichkeit gegenüber Kurzschlussströmen zulässig ist, zu wählen Einsätze, die gröber sind als nach Bedingung (2.1).

Jeder Motor muss durch ein eigenes separates Schutzgerät geschützt werden. Ein gemeinsames Gerät darf mehrere Motoren kleiner Leistung nur dann schützen, wenn die thermische Stabilität der im Stromkreis jedes Motors installierten Startgeräte und Überlastschutzgeräte gewährleistet ist.

Auswahl von Sicherungen zum Schutz von Leitungen, die mehrere Asynchronmotoren versorgen

Der Schutz von Leitungen, die mehrere Motoren versorgen, muss sowohl den Anlauf des Motors mit dem höchsten Anlaufstrom als auch den Selbstanlauf der Motoren gewährleisten, wenn dies unter den Bedingungen der Sicherheit, des technologischen Prozesses usw. zulässig ist.

Bei der Berechnung des Schutzes muss genau festgelegt werden, welche Motoren bei Spannungseinbruch oder -ausfall abgeschaltet werden, welche eingeschaltet bleiben, welche bei Wiedereinsetzen der Spannung wieder eingeschaltet werden.

Um Störungen im technologischen Prozess zu reduzieren, werden spezielle Schemata zum Einschalten des Elektromagneten zum Halten des Anlassers verwendet, die bei Wiederherstellung der Spannung eine sofortige Einbeziehung in das Motornetz gewährleisten. Daher wird im allgemeinen Fall der Bemessungsstrom des Sicherungseinsatzes, durch den mehrere selbstanlaufende Motoren gespeist werden, durch den Ausdruck ausgewählt:

Inom, PV ≥ ∑Istart, DV / K, (2.5)

wo ∑ Istart, DV - die Summe der Anlaufströme von selbststartenden Elektromotoren.

Wahl der Sicherungen zum Schutz der Leitungen bei fehlenden selbstanlaufenden Elektromotoren

In diesem Fall werden die Sicherungseinsätze nach folgendem Verhältnis ausgewählt:

Inenn, PV ≥ Imax, TL / K, (2.6)

wobei Imax, TL = Istart, DV + Idlit, TL - maximaler Kurzzeitstrom der Leitung; Istart, DV - Anlaufstrom eines Elektromotors oder einer Gruppe gleichzeitig eingeschalteter Elektromotoren, bei deren Start der Kurzzeitstrom der Leitung den höchsten Wert erreicht; Idlit, TL - Langzeitnennstrom der Leitung bis zum Start des Elektromotors (oder der Gruppe von Elektromotoren) - dies ist der Gesamtstrom, der von allen durch die Sicherung verbundenen Elementen verbraucht wird, bestimmt ohne Berücksichtigung des Betriebs Strom des startenden Elektromotors (oder der Gruppe von Motoren).

Auswahl an Sicherungen zum Schutz von Asynchronmotoren vor Überlastung

Da der Anlaufstrom das 5- bis 7-fache des Motornennstroms beträgt, hat der gemäß Ausdruck (2.4) ausgewählte Sicherungseinsatz einen 2- bis 3-fachen Nennstrom des Motors und kann diesem Strom nicht unbegrenzt standhalten schützt den Motor vor Überlastung . Um Motoren vor Überlastung zu schützen, werden meist Thermorelais eingesetzt, die in Magnetstarter oder Automatikschalter eingebaut werden.

Wenn ein Magnetstarter verwendet wird, um den Motor vor Überlastung zu schützen und zu steuern, muss bei der Auswahl der Sicherungseinsätze auch die Bedingung berücksichtigt werden, dass die Starterkontakte nicht beschädigt werden.

Tatsache ist, dass bei Kurzschlüssen im Motor die Spannung am Halteelektromagneten des Anlassers abnimmt, verschwindet und den Kurzschlussstrom mit seinen Kontakten unterbricht, die in der Regel zerstört werden. Um diesen Kurzschluss zu verhindern, müssen die Motoren über eine Sicherung abgeschaltet werden, bevor die Starterkontakte öffnen.

Dieser Zustand ist gewährleistet, wenn die Kurzschlussstrom-Abschaltzeit durch die Sicherung 0,15-0,2 s nicht überschreitet; dazu muss der Kurzschlussstrom 10-15 mal größer sein als der Nenneinschaltstrom der Sicherung, die den Motor schützt, d.h.:

I(3)SC / Inenn, PV ≥ 10–15. (2.7)

Absicherung für Netze bis 1000 V gegen Überlast

In PUE 3.1.10 werden Netze mit Spannungen bis 1000 V angegeben, die neben dem Kurzschlussschutz auch einen Überlastschutz erfordern. Diese beinhalten:

1. Alle Netze offen ungeschützt verlegt isolierte Drähte mit einer brennbaren Ummantelung in allen Räumen.

2. Alle Beleuchtungsnetze, unabhängig von der Ausführung und Art der Verlegung von Drähten oder Kabeln in Wohn- und öffentlichen Gebäuden, in Geschäftsräumen, in Dienstleistungs- und Aufenthaltsräumen von Industrieunternehmen, in feuergefährdeten Industriegebäuden, alle Netze zur Stromversorgung von Haushalts- und tragbaren elektrischen Geräten Haushaltsgeräte.

3. Alle Stromnetze in Industrieunternehmen, in Wohn- und öffentlichen Gebäuden, wenn unter den Bedingungen des technologischen Prozesses eine längere Überlastung von Drähten und Kabeln auftreten kann.

4. Alle Netze aller Art in explosionsgefährdeten Räumen und explosionsgefährdeten Außenanlagen (außerhalb von Gebäuden), unabhängig von der Betriebsart und dem Zweck des Netzes.

Der Nennstrom des Schmelzeinsatzes ist entsprechend der Bedingung der zuverlässigen Übertragung des maximalen Laststromes möglichst klein zu wählen. Praktisch bei konstanter, stoßfreier Last wird der Nennstrom des Einsatzes 1nom, PV ungefähr gleich dem maximalen Dauerlaststrom Imax, TH genommen, nämlich:

Inenn, PV ≥ Imax, TN. (2.8)

Der Bemessungsstrom des Einsatzes bestimmt den zulässigen Dauerbelastungsstrom 1dlit, TN für den durch den gewählten Einsatz geschützten (normal verlegten) Leiter:

kk⋅Inom, PV ≤ kp⋅Ilong, TN, (2.9)

wobei kk ein Koeffizient ist, der die Konstruktion der durch den Einsatz geschützten Leiter berücksichtigt, gleich 1,25 gemäß PUE 3.1.10 für Leiter mit Gummi- und ähnlichen brennbaren Isolierungen, die in allen Räumen verlegt sind, außer in nicht explosionsgefährdeten Industrieräumen. Für alle Leiter, die in nicht explosionsgefährdeten Industrieräumen verlegt sind, und Kabel mit Papierisolierung in allen Räumen, kk = 1:

kp = kp1⋅kp2⋅kp3, (2-10)

wobei kp ein allgemeiner Korrekturfaktor ist, der dem Fall entspricht, wenn die tatsächlichen Verlegebedingungen von den normalen abweichen.

Wenn die Belastung stoßartig ist, z. B. ein Kranmotor, und die Dauer der Belastung weniger als 10 Minuten beträgt, wird ein Korrekturfaktor kp1 eingeführt. Dieser Koeffizient wird für Kupferleiter mit einem Querschnitt von mindestens 6 mm2 und Aluminiumleiter von mindestens 10 mm2 eingeführt. Der Wert kp1 wird gemäß dem Ausdruck genommen

kp1 = 0,875/ √PV,

wobei PV die Einschaltdauer ist, ausgedrückt in relativen Einheiten, gleich dem Verhältnis der Einschaltzeit des Empfängers, beispielsweise eines Elektromotors, zur Gesamtzykluszeit des intermittierenden Modus. Der kP1-Koeffizient wird eingegeben, wenn die Einschaltdauer nicht mehr als 4 Minuten beträgt und das Intervall zwischen dem Einschalten nicht weniger als 6 Minuten beträgt. Ansonsten wird der Wert des Laststroms wie bei Dauerbetrieb angenommen.

Wenn die Umgebungstemperatur vom Normalwert abweicht, wird ein Korrekturfaktor kP2 eingeführt, der gemäß den PUE-Tabellen bestimmt wird.

Bei Verlegung mehrerer Kabel in einem Graben wird ein Korrekturfaktor kP3 eingeführt, der ebenfalls aus den Tabellen der PUE ermittelt wird.

In Sekundärschaltkreisen (Betriebsstrom, Instrumentierung, Messspannungswandler usw.) werden Sicherungseinsätze nach Kurzschlussströmen unter der Bedingung ausgewählt:

I(3) Kurzschluss / Inenn, PV ≥ 10 (2.11)

Sicherungen sind an Schalttafeln und Steckdosen installiert. Der Schmelzeinsatz ist senkrecht ausgeführt. Nach dem Anziehen aller Befestigungselemente wird der Kontakt der Kontakte des Messers oder der Patronenkappe und der Backen der Zahnstangen überprüft. Das „Springen“ der Kontaktbacken der Zahnstangen beim Eindringen eines Messers oder einer Patronenkappe sollte mit dem Auge wahrnehmbar sein. Sicherungshalter dürfen nicht aus den Kontaktleisten fallen, wenn eine Kraft auf sie ausgeübt wird, die gleich ist für Sicherungen mit Nennstrom: 40 A - Kraft 30 N; 100A - 40H; 250A - 45H; 400A - 50H; 600A - 60H.

Die Überprüfung der Sicherungen beim Wiedereinschalten erfolgt in folgendem Umfang:

1. Äußere Inspektion, Reinigung, Überprüfung der Kontaktverbindungen.

2. Überprüfung der Richtigkeit der Wahl des Bemessungsstroms des Sicherungseinsatzes.

BEI Arbeitsbedingungen Gründe ergeben sich, wenn es erforderlich ist, in Ermangelung eines Standard-Sicherungseinsatzes diesen durch einen Leiter zu ersetzen, der in seinen Eigenschaften einem Sicherungseinsatz entspricht.

Tabelle 2.5 listet die Querschnitte verschiedener Leitermaterialien auf, die für den Einsatz als Sicherungseinsatz geeignet sind.

Auswahl von Sicherungen für den Halbleiterschutz

Die Sicherungen zum Schutz der Halbleiterelemente des Einsatzes werden nach Nennspannung, Nennstrom, vollem Joule-Integral I2⋅tA und Lastwechselfaktor unter Berücksichtigung weiterer vorgegebener Bedingungen ausgewählt.

Die Bemessungsspannung Up eines Sicherungseinsatzes ist die bei der Erstellung der Bestell- und Planungsdaten als Effektivwert der Wechselspannung angegebene Spannung, die auch auf dem Sicherungseinsatz selbst angegeben ist.

Die Nennspannung des Sicherungseinsatzes ist so gewählt, dass er die kurzschlussverursachende Spannung zuverlässig abschaltet. Diese Spannung sollte Ur +10 % nicht überschreiten. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass die Versorgungsspannung Upc des AC-Gleichrichters um 10 % ansteigen kann. Liegen zwei Zweige der Wechsein Reihe in einem kurzgeschlossenen Kreis, so ist bei ausreichend großem Kurzschlussstrom mit einer gleichmäßigen Spannungsverteilung zu rechnen.

Tabelle 2.5 Der Wert des Leiterquerschnitts für den Sicherungseinsatz in Abhängigkeit vom Laststrom

Aktueller Wert, A	Blei, mm2	Legierung, mm2: 75 % - Blei, 25 % - Zinn		Eisen, mm2

Berichtigungsmodus. Bei Wechselstromgleichrichtern, die nur im Gleichrichtungsmodus arbeiten, wirkt die Versorgungsspannung Upc als Erregerspannung.

Modus invertieren. Bei AC-Gleichrichtern, die auch im Wechselrichtermodus arbeiten, kann ein Fehler durch das Blockieren des Wechselrichters verursacht werden. In diesem Fall die Summe aus der Versorgungsgleichspannung (z. B. der elektromotorischen Kraft einer Gleichstrommaschine) und der Spannung Drehstrom Versorgungsnetz. Diese Menge kann bei der Auswahl einer Sicherheitseinlage ersetzt werden Wechselstrom Spannung, dessen Effektivwert dem 1,8-fachen Wert der Spannung des Drehstroms des Versorgungsnetzes entspricht (Uext=1,8Ups). Sicherungseinsätze müssen so dimensioniert sein, dass sie die Spannung Uext zuverlässig öffnen.

Der Bemessungsstrom, Belastbarkeit Ip des Sicherungseinsatzes ist der in den Auswahl- und Bestelldaten und Kennlinien angegebene Strom, sowie auf dem Sicherungseinsatz als AC-Effektivwert für den Frequenzbereich 45-62 Hz angegeben.

Für den Betrieb des Sicherungseinsatzes mit Nennstrom sind die normalen Betriebsbedingungen:

natürlich Luftkühlung bei Umgebungstemperatur +45°С;

Bei Arbeiten in NH-Sicherungsunterteilen und -Trennschaltern entsprechen die Querschnitte der Anschlüsse den Steuerquerschnitten;

Der Halbzyklus-Stromabschaltwinkel beträgt 120°;

Bei Nennstrom ist die Dauerbelastung maximal.

Für andere als die oben aufgeführten Betriebsbedingungen bestimmt sich der zulässige Betriebsstrom Ip des Sicherungseinsatzes nach folgender Formel:

Ip = ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ kwl ⋅ Ip, (2.12)

wobei Ip der Bemessungsstrom der Sicherung ist;

ku ist der Korrekturfaktor für die Umgebungstemperatur;

kq - Korrekturfaktor für den Querschnitt der Verbindung;

kl - Korrekturfaktor des aktuellen Grenzwinkels;

ki - Korrekturfaktor für intensive Luftkühlung;

kwl - Koeffizient der Lastzyklen.

Der Lastspielfaktor kwl ist ein Reduktionsfaktor, mit dem die zeitlich unveränderliche Belastbarkeit von Sicherungseinsätzen für beliebige Lastspiele ermittelt werden kann. Sicherungseinsätze haben konstruktionsbedingt unterschiedliche Lastwechselfaktoren. Die Spezifikationen der Sicherungseinsätze geben die entsprechende Einschaltdauer kwl für > 10.000 Lastwechsel (1 Stunde an, 1 Stunde aus) über die erwartete Lebensdauer der Sicherungseinsätze an.

Bei gleichmäßiger Belastung (keine Lastspiele und keine Abschaltungen) können Sie den Lastspielfaktor kwl = 1 nehmen. Bei Lastspielen und Abschaltungen, die länger als 5 Minuten dauern und mehr als einmal pro Woche auftreten, sollten Sie den Lastspielfaktor wählen kwl in den Eigenschaften der einzelnen Sicherungseinsätze der Hersteller angegeben.

Restkoeffizient - krw.

Das Vorspannen des Sicherheitseinsatzes verkürzt die Überlastfähigkeit und die Schmelzzeit. Mit Hilfe des Restfaktors krw lässt sich die Zeit ermitteln, in der der Sicherungseinsatz bei einem periodischen oder nicht periodischen Lastspiel mit einem beliebigen Überlaststrom Ila betrieben werden kann, der über dem zuvor berechneten zulässigen Laststrom Ila liegt, ohne seinen zu verlieren ursprüngliche Eigenschaften im Laufe der Zeit.

Der Restbeiwert kRW ist abhängig von der Vorlast V= Ieff/Ip - (das Verhältnis des Effektivwerts des durch die Sicherung fließenden Stroms Ieff während des Lastspiels zum zulässigen Laststrom Ip) sowie von der Überlasthäufigkeit F. Grafisch wird diese Abhängigkeit durch zwei Kurven dargestellt (Abb. 2.11): kRW1 = f (V), mit F = häufige Stoßströme / Einschaltdauerströme > 1/Woche; kRW2 = f (V), mit F = seltene Stoßströme / Einschaltdauerströme

Nachdem der Faktor kRW1 (kRW2) grafisch ermittelt wurde, kann die verkürzte Tragfähigkeit tsc bestimmt werden durch:

tsc = kRW1 (kRW2) ⋅ ts

Die Verkürzung der Schmelzzeit des Sicherungseinsatzes tsy unter Vorspannung wird aus dem errechneten Wert V anhand der angegebenen Kurve kR3 = f (V) (Bild 2.11) nach dem Ausdruck:

tsy = kR3 ⋅ ts

Reis. 2.11.

Wechselspannungsgleichrichter arbeiten häufig nicht mit Dauerlast, sondern mit Wechsellast, die auch kurzzeitig den Nennstrom des Wechselspannungsgleichrichters überschreiten kann.

Für den Fall einer variablen Belastung werden vier typische Belastungsarten für die zeitlich unveränderliche Arbeitsweise der Sicherungseinsätze eingeteilt:

Unbekannte variable Last, aber mit bekanntem Maximalstrom (Abb. 2.13);

Veränderliche Belastung mit bekanntem Lastspiel (Abb. 2.14);

Zufällige Stoßbelastung durch eine Vorlast mit unbekannter Folge von Stoßimpulsen (Abb. 2.15).

Die Ermittlung des erforderlichen Bemessungsstroms IP des Sicherungseinsatzes für jede der vier Belastungsarten erfolgt in zwei Schritten:

1. Ermittlung des Bemessungsstroms IP anhand des Effektivwerts Ieff des Laststroms:

IP > Ieff ⋅(1/ ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ k). (2.13)

2. Überprüfung der zulässigen Dauer der Überlastung durch Stromblöcke, die den zulässigen Betriebsstrom der Sicherung IP / überschreiten, mit dem Ausdruck:

kRW ⋅ ts ≥ tk, (2.14)

wobei tK die Dauer der Überlastung ist.

Ist die resultierende Überlastzeit kürzer als die entsprechend geforderte Überlastzeit, Sicherungseinsatz mit höherem Bemessungsstrom Ip wählen (unter Berücksichtigung der Bemessungsspannung Up und des zulässigen Gesamt-Joule-Integrals) und Prüfung wiederholen.

Beispiel für die Sicherungsauswahl

Moderne elektrische Netze und Geräte sind sehr komplex und benötigen einen zuverlässigen Schutz vor möglichen Überlastungen und Kurzschlüssen. Die Hauptschutzfunktion spielen in solchen Fällen verschiedene Sicherheitseinrichtungen. Unter der Vielzahl dieser Geräte gelten Sicherungen als die gebräuchlichsten, da sie ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und relativ geringe Kosten aufweisen.

Trotz der weit verbreiteten Verwendung automatischer Schutzeinrichtungen bleiben Schmelzsicherungen für den Schutz von elektronischen Geräten, elektrischen Netzwerken in Kraftfahrzeugen, industriellen elektrischen Anlagen und Stromversorgungssystemen relevant. Sie werden aufgrund ihrer zuverlässigen Leistung, geringen Größe, stabilen Leistung und ihres schnellen Austauschs immer noch in den Schalttafeln vieler Wohngebäude eingesetzt.

Wofür werden Sicherungen verwendet?

Beim Verbinden zweier an eine Stromquelle angeschlossener Drähte tritt der bekannte Kurzschlusseffekt auf. Der Grund kann eine beschädigte Isolierung, ein falscher Anschluss von Verbrauchern usw. sein. Bei einem relativ kleinen Widerstand der Drähte fließt in diesem Moment ein sehr hoher Strom durch sie. Durch Überhitzung der Drähte entzündet sich die Isolierung, was zu einem Brand führen kann.

Es ist durchaus möglich, negative Folgen zu vermeiden, indem Sicherungen, auch Stecker genannt, in Sicherungen eingebaut werden. Wenn der Strom den zulässigen Wert überschreitet, wird der Draht in der Sicherung sehr heiß und schmilzt schnell, wodurch der Stromkreis an dieser Stelle unterbrochen wird.

Das Design von Sicherungen kann röhrenförmig oder kork sein. Die Rohrelemente sind in einem geschlossenen Fasermantel mit gaserzeugenden Eigenschaften gefertigt. Steigt die Temperatur an, entsteht im Inneren der Röhre ein hoher Druck, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Stecksicherungen sind standardmäßig mit einem Draht ausgestattet, der unter dem Einfluss eines hohen elektrischen Stroms schmilzt.

Es gibt eine andere Art von sogenannten selbstheilenden Sicherungen aus polymeren Materialien, die ihre Struktur bei unterschiedlichen Temperaturen ändern. Eine starke Erwärmung führt zu einem starken Widerstandsanstieg, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Bei weiterer Abkühlung sinkt der Widerstand, der Stromkreis schließt sich wieder. Grundsätzlich werden solche Sicherungen in komplexen digitalen Geräten verwendet. In konventionellen Stromnetzen werden sie wegen der hohen Kosten nicht eingesetzt.

Manchmal versuchen einige Handwerker, eine durchgebrannte Sicherung zu ersetzen, indem sie stattdessen die sogenannten Käfer verwenden, bei denen es sich um ein Stück dicken Draht oder dünne Drähte handelt, die zu einem gemeinsamen Bündel verdreht sind. Eine solche hausgemachte Geräte Die Verwendung ist strengstens verboten, da der Strom im Kurzschlussfall unzulässig hoch ist. Eine starke Erwärmung der Verkabelung führt zu Schäden, Feuer und Feuer.

Sicherungsgerät

Die Zusammensetzung umfasst einen Körper oder eine Patrone mit elektrisch isolierenden Eigenschaften und die Sicherung selbst. Seine Enden sind mit den Klemmen verbunden, die die Sicherung zusammen mit dem zu schützenden Gerät oder in Reihe in den Stromkreis schalten elektrische Leitung. Das Material des Schmelzeinsatzes ist so gewählt, dass es schmelzen kann, bevor die Temperatur der Leitungen ein gefährliches Niveau erreicht oder der Verbraucher durch Überlastung ausfällt.

Basierend auf den Konstruktionsmerkmalen können Sicherungen Patronen-, Platten-, Stecker- und Rohrsicherungen sein. Der geschätzte Strom, dem das Schmelzlot standhalten kann, ist auf dem Gerätegehäuse angegeben.

Genügend einfaches Design bei Niederspannungssicherungen. Der Schmelzeinsatz bzw. das stromführende Element wird unter Einwirkung hoher Ströme stark erhitzt, schmilzt bei Erreichen einer bestimmten Temperatur im Lichtbogenlöschmedium und verdampft, wodurch der geschützte Stromkreis unterbrochen wird. So funktioniert eine Sicherung in einem Stromkreis.

Um zu verhindern, dass heiße Gase und flüssiges Metall in die Umgebung gelangen, wird ein Keramikisolator verwendet, der auch der Körper des Geräts ist und hohen Temperaturen und erheblichem Innendruck standhält. Schutzabdeckungen an den Kanten der Sicherung sind mit speziellen Streifen für einheitliche Griffe ausgestattet, die schmelzbare Einsätze beim Ersetzen unbrauchbarer Elemente erfassen. Mit Hilfe von Schutzabdeckungen und einem Keramikgehäuse wird ein explosionsgeschütztes Gehäuse geschaffen, das den schaltenden Lichtbogen begrenzt.

Den Innenraum füllender Sand begrenzt die Stromstärke. Das Material wird mit bestimmten Kristallgrößen ausgewählt, wonach es richtig verdichtet wird. Sicherungen werden in der Regel mit Quarzkristallsand gefüllt, der eine hohe chemische und mineralogische Reinheit aufweist. Die Verbindung des Schmelzeinsatzes mit dem Sockelhalter erfolgt mechanisch mit Kontaktmessern. Zu ihrer Herstellung werden mit Zinn oder Silber beschichtete Kupfer- oder Kupferlegierungen verwendet.

Sicherungseigenschaften

Hauptmerkmal ist die direkte Abhängigkeit der Schmelzzeit von der Stromstärke. Daher entspricht die Zeit, die ein Sicherungseinsatz benötigt, um durchzubrennen, einem bestimmten Strom. Dieser Parameter besser bekannt als Zeit-Strom-Kennlinie.

Neben der Zeitanzeige gibt es weitere Merkmale, anhand derer die Sicherungstypen bestimmt werden. Unter ihnen ist vor allem zu beachten. Dies ist der höchstzulässige Laststrom gemäß den Bedingungen einer Erwärmung des Sicherungsgehäuses für eine lange Zeit. Bei der Auswahl eines Geräts gemäß diesem Indikator müssen die Belastung des Stromkreises sowie die Betriebsbedingungen der Sicherung berücksichtigt werden.

In einigen Fällen kann der Nennstrom höher sein als der Strom im Stromkreis selbst. Zum Beispiel in Elektromotorstartern, um ein Durchbrennen der Sicherung während des Starts zu vermeiden. Beachten Sie, dass der Bemessungsstrom der Sicherung dem Bemessungsstrom des auszutauschenden Elements entsprechen muss.

Der Nennstrom des zu ersetzenden Elements ist wiederum der maximal zulässige Laststrom für eine lange Zeit, wenn dieses Element in der Halterung oder in den Kontakten installiert ist. Darüber hinaus gibt es Sockel- und Sicherungshalterstromstärken, die bei der Auswahl eines Schutzgeräts berücksichtigt werden müssen. Zusätzlich wird ein Indikator wie die Nennspannung verwendet. Dieser Parameter stellt die Spannung zwischen den Polen dar, die mit der nominalen Leiter-Leiter-Spannung der geschützten elektrischen Netze zusammenfällt.

Damit Sicherungen zuverlässig schützen, muss der Wert dieses Wertes größer oder gleich der Spannung des Schutzobjektes sein. Beispielsweise kann eine 400-Volt-Sicherung zum Schutz von 220-Volt-Stromkreisen verwendet werden, aber niemals umgekehrt. Somit charakterisiert dieser Wert die Fähigkeit der Sicherung, den Stromkreis rechtzeitig zu unterbrechen und den Lichtbogen zu löschen.

Daher müssen bei der Auswahl einer Sicherung als Schutzmittel unbedingt die Parameter berücksichtigt werden, mit denen Sie einen zuverlässigen Schutz des Objekts gewährleisten können.

Arten von Sicherungen

Für alle Geräte dieses Typs gibt es allgemeine Einteilung nach ihren Grundeigenschaften.

Schmelzlote können auf unterschiedliche Weise geschlossen werden, in diesem Zusammenhang unterscheiden sich auch äußere Einwirkungen, die beim Abschalten des Stroms auftreten. Solche Sicherungen werden in folgende Typen unterteilt:

• Ein offenes Schmelzlot, das keine Vorrichtungen zur Begrenzung des Lichtbogenvolumens, des Ausstoßes geschmolzener Metallpartikel und der Flamme enthält.
• Halbgeschlossene Kartusche mit ein- oder beidseitig offenem Mantel. Es stellt eine gewisse Gefahr für Personen in der Nähe dar.
• Geschlossene Patrone. Es ist das zuverlässigste, da es nicht alle oben genannten Nachteile hat. Fast alle modernen Sicherungen werden mit einer geschlossenen Patrone hergestellt.

Es kann eine Lichtbogenlöschung durchgeführt werden verschiedene Wege. Je nachdem gibt es Sicherungen mit oder ohne Füller. Im ersten Fall werden pulverförmige, faserige oder körnige Komponenten verwendet, im zweiten Fall aufgrund der Gasbewegung oder des hohen Drucks in der Kartusche. Die Designs der Patronen selbst sind in zusammenklappbare und nicht zusammenklappbare unterteilt. Die erste Option besteht darin, den geschmolzenen Einsatz auszutauschen, und im zweiten Fall müssen Sie das gesamte Element austauschen. In einigen Fällen können nicht trennbare Patronen in speziellen Werkstätten nachgeladen werden.

Sicherungen können unter Spannung ausgetauscht werden oder nicht. Im ersten Fall kann der Austausch direkt von Hand erfolgen, ohne spannungsführende Teile zu berühren. Im zweiten Fall wird das Gerät zwangsläufig von der Spannung getrennt.

Sicherungskennzeichnung

Jede Sicherung im Diagramm ist durch eine bestimmte Symbolik gekennzeichnet. Die Standardkennzeichnung besteht aus zwei Buchstaben. Die Anfangsbuchstaben definieren das Schutzintervall: a - teilweise (Schutz nur gegen Kurzschlüsse) und g - voll (Schutz gegen Kurzschlüsse und Überlast ist vorhanden).

Der zweite Buchstabe gibt die Typen der geschützten Geräte an:

• G - schützt alle Geräte.
• F - Nur Schwachstromkreise sind geschützt.
• Tr - Schutz von Transformatoren.
• M - Elektromotoren und Trennvorrichtungen.

Weitere Informationen zu Sicherungskennzeichnungen finden Sie in Nachschlagewerken für Elektrofachkräfte.