Расчет предохранителя по току 12 вольт

Отделители

Что такое отделитель?

Отделитель — высоковольтный аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги. Устройство отделителя такое же как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем создаёт систему отделитель-короткозамыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения очень мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1,0 с. Отделитель отсоединяет поврежденные участки электрической цепи после отключения защитного выключателя. Выключатель срабатывает от искусственного короткого замыкания, создаваемого короткозамыкателем.

Отделители представляют собой двухколонковый разъединитель с ножами заземления (ОДЗ); одним ОДЗ-1А, ОДЗ-1Б, двумя ОДЗ-2 или без них (ОД), управляемый приводом ШПО (привод отделителя в шкафу). До 110 кВ включительно три полюса отделителя соединяются в общий трехполюсный аппарат и управляются одним приводом ШПО.

Отделители на 220 кВ выполняются в виде трех отдельных полюсов, каждый из которых управляется самостоятельным приводом.

Отключение отделителя происходит автоматически под действием заведенных пружин при срабатывании блокирующего реле или отключающего электромагнита, освобождающих механизм свободного расцепления привода. Включение отделителя производится вручную.

Операции, производимые отделителями

Отделителями допускаются операции отключения и включения:

трансформаторов напряжения, зарядного тока шин и подстанционного оборудования всех напряжений (кроме конденсаторных батарей);
параллельных ветвей, находящихся под током нагрузки, если разъединители этих ветвей шунтированы другими включенными разъединителями или выключателями;
намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов воздушных и кабельных линий;
нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек при отсутствии в сети замыкания фазы на землю.

Принцип действия отделителей

Обычно отделитель представляет контактную систему рубящего типа без дугогашения и снабжённого пружинно — моторным приводом. В нормальном режиме электродвигателем осуществляется натяжение пружины и постановку механизма на защёлку. При подаче сигнала защелка освобождается специальным расцепителем электромагнитного действия и под действием натянутой пружины отделитель размыкает цепь. Такой принцип (пружинное отключение) необходим для энергонезависимости срабатывания отделителя (для надёжной его работы). Необходимо также отметить обязательную блокировку отключения отделителя под током.

Недостатки отделителей

Низкая надёжность – поскольку отделители располагаются в основном в ОРУ, то осадки могут привести к отказу срабатывания отделителя.

Для чего нужны предохранители

Каждая цепь имеет свой предохранитель. Большие предохранители с высоким номинальным током защищают несколько цепей одновременно или сильноточные цепи, такие как цепи электроусилителя руля или вентилятора радиатора.

Также есть хотя бы один главный предохранитель. Зачастую основные и силовые предохранители устанавливаются ближе к аккумулятору. Смотрите эту схему блока предохранителей.

Современные автомобили имеют как минимум два блока предохранителей. В большинстве автомобилей один блок предохранителей установлен под капотом, другой находится внутри машины.

Когда какое-либо электрическое устройство в автомобиле не работает, первым шагом нужно проверить предохранитель, который защищает цепь с этим устройством.

Вы можете найти карту предохранителей в руководстве по эксплуатации или на крышке блока предохранителей. Во многих автомобилях есть съёмник для снятия предохранителей, который может быть расположен в блоке предохранителей или в крышке блока предохранителей.

Как измерять диаметра проволоки

Диаметр тонкого провода лучше всего измерять микрометром. Если под рукой нет микрометра для измерения диаметра проволоки, то можно воспользоваться обыкновенной линейкой.

Нужно намотать 10-20 витков к витку проволоки на линейку, поделить количество закрытых миллиметров на количество намотанных витков. Получите диаметр. Например, у меня намотано 10 витков провода, и они закрыли 6,5 мм. Делим 6,5 на 10. Диаметр провода получается равным 0,65 мм. 0,05 мм занимает изоляция. Следовательно, реальный диаметр составляет 0,6 мм.

Такой провод подойдет для изготовления предохранителя на 30 А. Провод мотал толстый для большей наглядности. Чем больше намотаете витков на линейку, тем точнее будет результат измерений. Нужно наматывать не менее одного сантиметра. Если в наличии проволока малой длины, то намотайте ее на любой стержень, например, отвертку, зубочистку или карандаш, а линейкой измерьте ширину намотки.

Онлайн калькулятор для расчета диаметра провода

Ширина намотки на линейке, мм:

Количество витков:

Результаты измерений можете обработать с помощью онлайн калькулятора. Для определения диаметра провода достаточно в окошках ввести ширину намотки, количество витков и нажать «Рассчитать диаметр провода».

Конструкция

Современный плавкий предохранитель состоит из двух частей:

основание из электроизоляционного материала с металлической резьбой (необходимо для соединения с электрической цепью);
сменная вставка, которая плавится.

Основа устройства – вставка, которая сгорает или плавится при коротком замыкании. Для того чтобы погасить дугу, которая образовывается в результате перегорания сменной вставки, устанавливают дугогасящие приспособления.

Выводы вставки соединяются с клеммами таким образом, что предохранитель подключается в линию электрической цепи. Для этого применяют специальные надежные крепежные клеммы (держатели), которые должны обеспечивать хороший контакт. Если его не будет – то в этом месте может возникнуть нагрев.

Особенностью конструкции предохранителей считается то, что устройство сгорает раньше, чем повреждаются другие части механизма. Ведь его легче заменить, чем микросхему или другой компонент оборудования. Поэтому такую деталь и выбирают с тем учетом, чтобы скорость его плавления была больше, чем в проводах линии. Их температура не должна достигнуть опасного уровня, так как это приведет к выходу из строя оборудования.

Конструкция механизма пробочного типа имеет вид патрона, в который вкручивается плавкий предохранитель с цоколем. При возникновении аварийной ситуации перегорает пробка. На сегодня это пробка имеет вид кнопки, похожей на обычный выключатель. Эта кнопка после аварии возвращает устройство в рабочее состояние.

Помимо того, что плавкий компонент защищает электрическую цепь от повреждений, он еще и защищает от пожаров и возгораний. Ведь обычный провод может соприкасаться с горючими материалами в момент возгорания, а деталь сгорает внутри корпуса прибора.

Номиналы устройства подбираются по наименьшим расчетным токам электрической сети или отдельной части электрической цепи. Таблица номиналов предоставлена ниже:

Если необходимо сменить такой компонент на АВ (автоматические выключатели), то их номинал должен быть на шаг больше составляющей части. Например:

О том, как заменить пробки на автоматы своими руками, мы рассказывали в соответствующей статье.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип действия и назначение плавких предохранителей. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Как подключить автоматический выключатель
Как определить короткое замыкание
Что такое релейная защита

Расположение предохранителей

Первое, с чем придется столкнуться автолюбителю при попытке проверить состояние предохранителей или заменить их, — поиск предохранительного блока. Дело в том, что выяснить, где предохранитель расположен, задача нетривиальная. В разных моделях машин блок с предохранителями расположен в разных частях салона или даже под капотом. Иногда количество предохранителей сильно возрастает, и производитель авто ставит по несколько блоков в разных частях машины. Из-за подобного беспорядка предложить универсальную схему или инструкцию для поиска предохранительного блока просто невозможно. Например, в машинах отечественного производства предохранители находятся под капотом (классический вариант расположения для «Жигулей»). В иномарках ситуация сложнее. Предохранители в «Тойоте-Королла» расположены справа от руля на приборной панели. Казалось бы, производители одной страны должны быть схожи в выборе расположения элементов, но на деле все иначе. Предохранители в «Ниссан-Альмера» расположены слева от руля, в небольшом кармане.

Назначение реле

Основное назначение предохранителей — это защита электрической проводки транспортного средства от коротких замыканий и перегрузок. В автомобилях в электросети в зависимости от типа машины напряжение может составлять 12−24 Вольта. При коротких замыканиях напряжение в сети может увеличиваться, что приводит к возгоранию проводки или выходу из строя дорогостоящих блоков управления.

Принцип действия такой защиты чрезвычайно прост. В случае короткого замыкания и перегрузки они размыкают цепь за счет расплавления легкоплавкого элемента, который располагается внутри защитного реле. После расплавления защиты цепь размыкается, что предупреждает ее нагрев и другие критические повреждения. Нужно лишь правильно подобрать предохранитель, который по своим параметрам соответствует характеристикам напряжения в сети автомобиля.

Причины выхода из строя

Существует несколько распространенных причин, по которым автомобильные предохранители перегорают и требуют замены. К таким причинам принято относить следующее:

Плохая фиксация реле в гнезде блока.
Неправильный выбор планки по ее показателям номинального тока.
Наличие неисправностей в электропроводке автомобиля.
Механические повреждения пластикового корпуса, чрезмерный нагрев и вибрационные нагрузки.

В итоге в процессе эксплуатации автомобиля при существенной нагрузке, например, когда автовладелец одновременно включает стеклоочистители и пытается завести двигатель, в сети могут отмечаться незначительные колебания напряжения, что приводит к оплавлению корпуса и полному выходу из строя защиты.

Виды и типы предохранителей

Помимо символьных обозначений, указанных выше, есть также особые типы предохранителей для дома. Разница между ними обычно заключается в стадии строительства и местах размещения. Рассмотрим их более подробно:

NH предохранители

Они используются во многих областях. Такие предохранители часто устанавливают в электродвигатели, для защиты электрических сетей, ветряных и солнечных электростанций, а также многие другие отрасли промышленности.

Конструкция изделий с маркировкой NH часто включает специальную систему сигнализации, которая связана с включенным состоянием

Важной особенностью предохранителей этого типа является то, что они используются в высоковольтных сетях низкого напряжения, поскольку их мощность короткого замыкания превышает 100 кА. Именно поэтому они чаще всего используются в промышленности

Цилиндрические предохранители

Этот тип предохранителей чаще всего используется в устройствах с небольшим свободным пространством. Его размеры очень малы, а сама конструкция позволяет установить оборудование практически в любых условиях. Цилиндрическая вставка плавкого предохранителя используется в бытовых установках, но также и в некоторых отраслях промышленности.

Газовые предохранители

Это особый тип предохранителей, который приспособлен для работы в сетях среднего и высокого напряжения. Их отличает особая конструкция.

Как правило, газовый предохранитель помещен в правильно подготовленную трубку (она изготовлена из так называемого газообразного материала). При достижении значений, которые угрожают установке, газоотвод трубки и предохранитель натягиваются с помощью пружины, которая вытягивает ее из трубки. Благодаря этому кабель отключается за относительно короткое время.

Автоматические предохранители

Это еще один нестандартный тип плавких предохранителей. Они считаются более надежными и современными — при перегрузке предохранитель не плавится и остается в рабочем состоянии. Однако так называемое материальное сопротивление (сопротивление) увеличивается, что приводит к отключению кабеля.

Предохранители типа D

Это наиболее часто используемые предохранители в домашних хозяйствах, отличающихся малым энергопотреблением. Он отличается простой конструкцией, состоящей из пробковой вставки, которая ввинчивается в основание.

Предохранители D-типа также имеют разные номинальные токи, то есть максимальный ток, который может выдержать устройство

Его адаптация к вашей установке очень важна, поэтому вы должны обратить на это пристальное внимание. Конкретные уровни тока (выраженные в амперах — A) обозначены цветом индикатора

Цвет предохранителя напрямую связан с мощностью тока, с которым он может работать:

2А — розовый;
4А — коричневый;
6А — зеленый;
10А — красный;
16А — серый;
20А — синего цвета;
25А — желтый;
35А — черный;
50А — белый;
63А — медный;
80А — серебристый цвет;
100А — красный.

Последний параметр, на который важно обратить внимание, выбирая данное оборудование, это размеры предохранителей. Чаще всего плавкие предохранители продаются в размерах: 10×38, 22×58 или 14×51

Разновидности

К сожалению, на данный момент не существует единой системы классификации предохранителей, однако их можно классифицировать по разным признакам.

По рабочим характеристикам защищаемых цепей

Быстродействующие (полупроводниковые)

Отдельно можно выделить потому, что полупроводниковые приборы имеют очень низкое время срабатывания, исчисляемое порой микросекундами. Особенно актуально это стало в последнее время, потому что энергетики всё чаще используют в качестве коммутационных силовых элементов мощные полупроводниковые ключи. В случае выхода из строя такого ключа никакой плавкий предохранитель не в состоянии сработать с подобной скоростью, однако сам выход из строя сопровождается порой настолько мощным выбросом энергии, что процесс, если его не остановить, носит фактически взрывной характер и в состоянии повредить дорогостоящее оборудование, находящееся поблизости от такого полупроводникового ключа. И именно этот процесс быстродействующая плавкая вставка уже предотвратить может и должна.

Низковольтные

Предназначены для защиты цепей переменного тока с напряжением до 1 кВ при перегрузках и коротких замыканиях.

На среднее напряжение

Используются в цепях защиты линий электропередач, трансформаторов, двигателей и конденсаторных батарей от перегрузок и коротких замыканий до напряжений порядка 30 кВ.

На высокое напряжение

Используются в основном в промышленных целях для работы с напряжениями от нескольких десятков до сотен кВ.

По характеристике

Вообще говоря, все предохранители имеют определённую время-токовую характеристику, показывающую время, прошедшее до момента срабатывания плавкого предохранителя со времени начала его работы. И можно отметить некоторые важные режимы его работы.

Так, можно выделить минимальный ток срабатывания, если протекающий ток ниже этого значения или равен ему, то плавкая вставка продержится сколько угодно долгое время без срабатывания. В этом режиме, назовём его номинальным или рабочим, все плавкие предохранители ведут себя абсолютно одинаково.

Но как только протекающий через него ток начинает превышать значение минимального тока срабатывания, предохранитель начнёт плавиться. И в зависимости от конструктивных особенностей разных видов плавких вставок, процесс может протекать по разному. Одни быстро расплавяются даже при слабо превышающем значении тока (быстродействующие), другие (как, например, используемые в цепях защиты электродвигателей) в состоянии выдерживать ток, значительно превышающий номинальный в течение довольно-таки продолжительного времени, достаточного, чтобы электрическая цепь вышла на свой рабочий режим, при котором ток упадёт до номинального для предохранителя значения (в электродвигателях, например, это момент его запуска, когда проходящий в обмотки ток многократно превышает ток, при котором двигатель уже работает, набрав рабочие обороты). Именно этот, второй режим работы в основном и определяет предназначение плавкого предохранителя и делит их на разные типы. И именно время-токовая характеристика на этом участке, её форма и значения определяются конструкцией изготовления плавкой вставки и дугогасительной системы.

И третий режим работы предохранителя — это работа в режиме короткого замыкания. Здесь, как и в первом случае, почти все предохранители ведут себя похоже. При токе короткого замыкания его значение в цепи нарастает чрезвычайно быстро и принимает значения, многократно (а то и на порядки) превышающие номинальные для данной цепи. От предохранителя при работе в этом режиме требуется только одно — максимально быстро разорвать цепь, не допустив теплового или механического повреждения элементов этой цепи большими значениями тока.

Эта характеристика указывается (но не всегда и не на всех моделях) в буквенном коде перед значением номинального тока в маркировке

первая буква означает диапазон защиты

a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания)

g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки)

вторая буква означает тип защищаемого оборудования

G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов

L — защита кабелей и распределительных устройств

B — защита горного оборудования

F — защита маломощных цепей

M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств

R — защита полупроводников

S — быстрое сгорание при коротком замыкании и среднее время сгорания при перегрузке

Tr — защита трансформаторов

Принцип работы и назначение плавких предохранителей

Внутри вставки предохранителя находится проводник из чистого металла (меди, цинка и пр.) или сплава (стали). Защита цепей основана на физическом свойстве металлов нагреваться при прохождении тока. Многие сплавы обладают и положительным коэффициентом термического сопротивления. Его эффект заключается в следующем:

когда ток ниже номинального значения, предусмотренного для проводника, металл равномерно нагревается, успевая рассеивать тепло, и не перегревается;
большая сила тока приведёт к нагреву проводника, при этом, рассчитанный на определённое значение силы тока предохранитель, разрушится.

На этом свойстве основана расплавление тонкой проволочины, помещенной в электрический предохранитель. В зависимости от сферы применения форма и сечение проводника могут быть разными: от тонкой проволоки в бытовых и автомобильных приборах до толстых пластин, рассчитанных на силу тока в несколько тысяч ампер (А).

Компактная деталь защищает электрическую цепь от перегрузки и короткого замыкания. При превышении допустимого для сети (т. е. номинального) тока происходит разрушение вставки и разрыв цепи. Восстановить её работу можно только после замены элемента. Когда есть дефект в подключенном оборудовании, предохранители сгорают сразу после включения неисправного прибора, позволяя сохранить целостность прибора и указать на наличие проблемы. Если в сети произошло короткое замыкание, защитное устройство срабатывает так же.

Группы предохранителей

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

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

Предохранители делятся на следующие основные группы:

Общего назначения
Быстродействующие
Защищающие полупроводниковые приборы
Для защиты трансформаторов
Низковольтные

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

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

Маркировка

При выборе предохранителей важно знать диапазон защиты. Их всего 2: частичный и полный. При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ

Полная защита включает также срабатывание от перегрузок

При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ. Полная защита включает также срабатывание от перегрузок.

В кодовой маркировке диапазоны защиты обозначены буквами «a» (частичный) и «g» (полный). Эти буквы стоят первыми перед цифрами, обозначающими номинальный ток.

На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

G — универсальный предохранитель. Применяется для защиты оборудования: трансформаторов, кабелей, электродвигателей;
L — для кабелей и распределительных устройств;
B — защита горнодобывающего оборудования;
F — устройство для маломощных цепей;
M — прибор для защиты цепей электромоторов и коммутирующих устройств;
R — устройства для защиты полупроводниковых схем;
S — моментальное сгорание при КЗ и среднее время срабатывания при перегрузках;
Tr —трансформаторные предохранители.

Иногда на вставках проставляют только значения номинального тока. Такие предохранители применяются для защиты лишь от коротких замыканий.

Миниатюрные плавкие вставки маркируются в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005. Согласно этому стандарту указывается номинальный ток и номинальное напряжение.

Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

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

Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.

Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

Характеристики автоматических предохранителей

Дифференциальный прибор необходимо подбирать на основании номинального предела отключения, количеству полюсов, время-токовому показателю и номиналу тока срабатывания.

Номинальная отключающая способность

Данная ТТХ автомата указывает диапазон, при котором он разомкнет проводку для обесточивания ее и потребителей. По номинальной отключающей способности бывают приборы:

на 4,5 кА – применяется в качестве защиты силовой линии частного дома. Сопротивление кабеля равно 0,05 Ом, предел тока – 500 А;
на 6 кА – устанавливается в жилом секторе или общественных зданиях с сопротивлением 0,04 Ом и пределом тока 5,5 кА;
на 10 кА – защищают промышленные установки, поскольку ток до 10 000 А возникает в короткой магистрали, проложенной от подстанции.

Количество полюсов

Четырехполюсный автоматический выключатель класса D

По данному параметру можно установить количество проводов для подключения. Существует 4 модификации:

Однополюсные. На выключатель можно подкинуть кабели отвода и питания, но он защитит только от возгорания. Нейтраль размещается на нулевой шине в обход автомата. При выключении разрывается фаза.
Двухполюсные. Одновременно обесточивают всю проводку. Применяются, когда подключается однофазный прибор (бойлер, водонагреватель). К нему автомат подсоединяется 2-мя проводами питания и 2-мя проводами отвода.
Трехполюсные. Используются, когда в сети трехфазный или четырехфазный тип питания. Соединяются по схеме треугольника или звезды.
Четырехполюсный. Прибор, необходимый для 6 проводов (3 – фаза, 3 – защита). Допускается подключение на 8 кабелей (4 – фаза с нейтралью, 4 – отводящие, т.е. фазный и нулевой).

Время-токовый показатель

Время-токовые характеристики автоматических выключателей

Величина, при которой автоматическое устройство отключит сеть до достижения критической отметки. Срабатывание происходит:

за 10 и более мс;
за 6-10 мс;
за 2,5-6 мс.

Чем больше категория, тем меньше нагревается сетевой кабель.

Номинал рабочего тока

Номиналы автоматов по мощности

Характеристика, определяющая скорость срабатывания прибора при увеличении тока над номинальным показателем. На рынке присутствуют модификации:

1 и 2А – обеспечивают электричеством малое количество приборов с суммарной мощностью не больше возможностей устройства;
3А – промышленный вариант при треугольном трехфазном подключении;
6А, 10А и 16А – применяются для запитки отдельных комнат и квартир;
16А – имеют 3 или 4 полюса, устанавливаются на вводе при трехфазном питании;
20А, 25А, 32А – устанавливаются для защиты квартир с большим количеством бытовой техники;
40А, 50А, 63А – высокомощные приборы для промышленных и строительных линий.

Используйте для квартиры модификацию 25А на вводе.

Самостоятельная замена

Если перестала работать фара, какой-либо электроблок, дворники и другие электроустройства, автовладельцу необходимо проверить блок предохранителей и при необходимости выполнить замену перегоревших реле. Такая замена не представляет сложности и занимает от силы 15−20 секунд.

Необходимо лишь правильно подобрать номинальную мощность заменяемых предохранителей, что позволит обеспечить в последующем отсутствие каких-либо проблем в работе электрооборудования и гарантирует защиту электроцепи от перенапряжений и замыканий.

Если предохранитель перегорает несколько раз подряд, то следует искать в электроцепи имеющиеся неисправности. Эксплуатировать такой автомобиль не рекомендуется.

Автовладельцу необходимо будет заранее побеспокоиться о наличии в бардачке нескольких запасных реле с различным номиналом. Приобретать их следует от проверенных производителей, так как предохранители плохого качества с трудом входят в посадочные гнезда в установочном блоке и не дают должную защиту электросети, не обесточивая цепь даже при критических нагрузках.

Расчет диаметра проволоки для предохранителя