Плавкая вставка. Устройство и принцип работы

ПЛАВКАЯ ВСТАВКА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Если говорить нормативным языком, то согласно пункту 2.1.1 ГОСТ Р МЭК 60269-1-2010 имеется следующее определение:

“Плавкий предохранитель (плавкая вставка) – это устройство, которое за счет расплавления одного или нескольких своих элементов, имеющих определенную конструкцию и размеры, размыкает цепь, в которую оно включено, отключая ток, превышающий заданное значение в течение определенного времени.”

От себя бы хотел добавить, плавкий предохранитель – это защитное устройство, конструктивно состоящий из плавкой вставки и держателя плавкой вставки (или предохранительного разъединителя).

УСТРОЙСТВО ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ

Все плавкие предохранители, изготавливаемые в настоящий момент, состоят из следующих конструктивных элементов:

  • Плавкий элемент – та самая проволочка или пластина, проводящая ток. Она состоит как правило из легкоплавких металлов, их сплавов или нескольких специально подобранных металлических слоев. 
  • Корпус – оболочка из диэлектрика для гашения электрической дуги с двумя контактами для включения в электрическую сеть.

Корпусы плавких вставок с небольшими номинальными токами выполняются из стекла. Как правило речь идет о привычных нам цилидрических предохранителях.

Материалом корпуса силовых плавких вставок как правило является фарфор, стеатит или корундо-муллитовая керамика.

На корпусе указываются характеристики плавкой вставки, такие как номинальный ток, напряжение, характеристика, габарит и отключающая способность.

плавкая вставка

Корпусы плавких вставок с небольшими номинальными токами выполняются из стекла. Как правило речь идет о привычных нам цилидрических предохранителях.

Материалом корпуса силовых плавких вставок как правило является фарфор, стеатит или корундо-муллитовая керамика.

На корпусе указываются характеристики плавкой вставки, такие как номинальный ток, напряжение, характеристика, габарит и отключающая способность.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ

Как мы уже говорили ранее, защитным компонентом в составе плавкой вставки является плавкий элемент, находящийся в дугогасящем корпусе, например.

Плавкий элементы выполняется в виде тонкой проволоки переменного сечения или пластины с вырезами. В случае пластины, вырезы необходимы для уменьшения площади проводящего ток сечения элемента.

В номинальном режиме работы избыточные тепловыделения из зауженных мест равномерно рассеиваются по всей площади плавкого элемента. За счет этого не происходит плавление. Но в случае перегрузки или короткого замыкания нагрев происходит настолько интенсивно, что избыточная теплота не успевает перераспределиться и плавкий элемент расплавляется в суженных местах.

В быстродействующих плавких вставках, защитный элемент имеет более сложную конструкцию. За счет специального конструктива разрыв сети происходит за счет действия электродинамических сил. Для ускорения срабатывания также может применяться натянутая пружина и “металлургический эффект”.

Что такое металлургический эффект?

Металлургический эффект — явление в металлах, заключающееся в способности растворения некоторых относительно тугоплавких металлов (меди, серебра и др.) во многих расплавленных легкоплавких металлах (олове, свинце и др.), при этом получающийся сплав обладает иными физическими характеристиками, чем исходные компоненты. (источник — википедия)

В случае применения металлургического эффекта плавкий элемент выполняется из нескольких проволок, располагаемых параллельно. Проволоки изготавливаются из тугоплавкого металла, например, из меди. На проволоки наплавляются шарики из легкоплавкого металла, например, из олова.

В номинальных режимах работы, ток протекает через плавкий элемент, не вызывая расплавления шариков. При перегрузке и коротком замыкании при целевом значении тока  шарик расплавляется, растворяя медь. Этот процесс приводит к местному увеличению сопротивления и, соответственно, увеличению температуры проводника в месте расположения шарика. Таким образом, плавкий элемент в этих местах разрывается гораздо раньше, чем ток короткого замыкания достигнет установившегося значения (в среднем в 2-5 раз меньше). Данный факт значительно нивелирует губительное для электрического (особенно, полупроводникового) оборудования действие электродинамических сил.

К списку