Úvod do Breguetovej úlohy pri vývoji poistiek
Breguetov návrh: použiť zmenšenú časť vodičov na ochranu telegrafných staníc pred bleskom
1864: Použitie fóliových tavných prvkov a drôtov na ochranu telegrafných káblov a osvetľovacích zariadení
1890: Thomas Alva Edison získava práva na poistku ako súčasť svojho elektrického distribučného systému
Čo je to poistka?
Definícia v elektronike/elektrike
Rozhodujúce zariadenie na ochranu pred nadprúdovými podmienkami
Kovový pás sa rozpúšťa nadmerným prúdom a otvára obvod
Tiež sa nazýva automatické odpojenie napájania (ADS)
Lacné a bežne používané na ochranu proti skratu alebo vysokému prúdu
Prečo vyžadujeme poistku?
Účel:
Zabraňuje poškodeniu domácich spotrebičov vysokým prúdom alebo preťažením
Zabraňuje chybám v elektroinštalácii a nebezpečenstvu požiaru
Náhla iskra pri prerušení poistky môže poškodiť spotrebič
Pre účinnú ochranu sú potrebné rôzne typy poistiek
Poistky menovité v ampéroch; na základe tepla generovaného odporom
Kratšia dĺžka drôtu, minimálny odpor
Minimálna dĺžka drôtu, minimálny odpor
Charakteristika poistiek
Aktuálna hodnota hodnotenia
Maximálny prúd vedený bez roztavenia
Merané v ampéroch; má tepelné vlastnosti
Hodnota menovitého napätia
Sériové pripojenie; menovité napätie nie je rozšírené
Teplota
Vyššia prevádzková teplota znižuje menovitý prúd a spôsobuje roztavenie
Pokles napätia
Dodatočný prúd zvyšuje teplotu, spôsobuje tavenie; pokles napätia je po roztavení minimálny
Princíp činnosti poistky
Vyhrievací účinok prúdu
Vyrobené z tenkého kovového pásika/závitu
Vždy zapojené do série
Vysoký prúd zmäkčuje poistku, otvára obvod, zabraňuje napájaniu
Normálna prevádzka: teplo sa rozptýli, teplota pod bodom topenia
Chybové stavy: vysoký prúd, vysoká teplota, poistka sa roztaví a zlomí, chráni pred preťažením/skratom
Konštrukcia poistiek
Vyrobené zo starostlivo vybraného kovového vodiča
Umožňuje len obmedzený prúd; pri prekročení preruší obvod
Poskytuje potlačenie prepätia
Konštrukčné detaily:
Vymeniteľné za poistku s rovnakým výkonom
Materiály: meď (Cu), zinok (Zn), hliník (Al), striebro (Ag)
Funguje ako istič a bezpečnostné zariadenie
Vzorec hodnotenia poistiek:
Hodnota poistky=(výkon (watty)/napätie (volty)) x 1,25
Kroky výberu poistky:
Vyberte poistku
Zapíšte napätie spotrebiča (V) a výkon (W)
Vypočítajte hodnotu poistky
Použite najbližšiu najvyššiu dostupnú hodnotu poistky (napr. 7,689A → použite poistku 8A)
Potlačenie prepätia v poistkách
Okrem obmedzovania prúdu môžu poistky zohrávať úlohu aj pri ochrane obvodov pred napäťovými špičkami. Niekedy sú elektrické obvody vystavené náhlym prepätiam alebo prepätiam, ktoré môžu byť rovnako škodlivé ako nadmerný prúd. Na vyriešenie tohto problému sa často používajú ochranné zariadenia proti prepätiu spolu s poistkami na ochranu pred prúdovými a napäťovými špičkami.
Komponenty ako termistory so záporným teplotným koeficientom (NTC) sú bežne umiestnené paralelne s napájaním. Keď špička napätia spôsobí tok nadmerného prúdu, odpor NTC sa zníži, čo mu umožní absorbovať špičku a chrániť obvod. Podobne varistory z oxidu kovu (MOV) sú polovodičové zariadenia, ktoré dokážu obojsmerne absorbovať napäťové rázy, čím ponúkajú ďalšiu ochranu pred prechodnými prepätiami.
Začlenením týchto prvkov poistka nielen chráni pred preťažením a skratom, ale tiež zvyšuje celkovú bezpečnosť elektrického systému potlačením škodlivých napäťových špičiek.
Základná konštrukcia poistky je znázornená nasledovne:
Poistku v elektrickom obvode je možné vymeniť umiestnením novej poistky, ktorá má podobné úrovne výkonu. Môže byť navrhnutý s prvkami ako Cu (meď), Zn (zinok),
Al (hliník) a Ag (striebro). Fungujú tiež ako istič na prerušenie obvodu, zatiaľ čo v obvode dôjde k náhlej poruche. Toto funguje ako poistka
opatrenie alebo ochrana ľudí pred rizikami. Takto funguje poistka.
Hodnota poistky=(výkon (watty)/napätie (volty)) x 1,25
Výber poistky je možné vykonať výpočtom hodnoty poistky pomocou vyššie uvedeného vzorca.
Vyberte poistku.
Zapíšte si napätie (volty) a výkon (watty) spotrebiča.
Vypočítajte hodnotu poistky.
Po výsledku použite maximálnu hodnotu poistky. Napríklad, ak je vypočítaná hodnota poistky maximálna hodnota poistky. To znamená, že pri vypočítanej hodnote poistky
je 7,689 ampérov, potom musí byť v elektrickom obvode namontovaná poistka s 8 ampérom.
Rôzne typy poistiek
Klasifikácia podľa aplikácie:
AC poistka
Poistka typu DC
Ďalej klasifikované podľa úrovní napätia
Odkaz na diagram: tabuľka typov poistiek (nie je zobrazená)
Typy poistiek
DC poistky:
Väčšia veľkosť, konštantná hodnota nad 0V
Komplikované odstránenie/deaktivácia okruhu
Možnosť elektrického oblúka; elektródy umiestnené ďaleko od seba
Veľké rozmery, zložitá konštrukcia
AC poistky:
Menší rozmer
Prúd osciluje 50-60 krát/s; žiadny elektrický oblúk
Môže byť menšia; ďalej klasifikované na poistky VN (vysoké napätie) a NN (nízke napätie).
Poistky NN
Typy nízkonapäťových poistiek:
Prepojiteľné
Náplň
vypadnúť
Striker
Prepínač
Prepojiteľné typy poistiek
Používa sa v domácich elektroinštaláciách, malých priemyselných odvetviach, slaboprúdových aplikáciách
Dve hlavné časti: poistkový spodok (porcelán, vstupné/výstupné svorky), držiak poistky (hliník, pocínovaná meď, olovo)
Nosič poistiek ľahko vymeniteľný
Typy poistiek úderníkov
Používa sa na vypínací/uzatvárací obvod
Majú značnú silu a posun
Poistka typu spínača
Uzavretý kovovým vypínačom a poistkou
Používa sa pri nízkom a strednom napätí
Výpadkové typy poistiek
Tavenie spôsobuje, že prvok klesá gravitáciou
Používa sa na zabezpečenie externých transformátorov
HV (vysokonapäťové) typy poistiek
Používa sa na ochranu transformátorov (prístrojové transformátory, malé výkonové transformátory, energetické systémy)
Určené pre 1500 V až 138 000 V
Poistková časť vyrobená z medi, striebra alebo cínu pre konzistentný výkon
Resetovateľné poistky (Polyfuses alebo PTC poistky)
Ďalšou významnou kategóriou je resetovateľná poistka, bežne známa ako polyfuse alebo poistka PTC (Positive Temperature Coefficient). Na rozdiel od tradičných poistiek, ktoré si po poruche vyžadujú manuálnu výmenu, majú tieto poistky šikovnú funkciu samo{1}}resetovania.
Ako fungujú resetovateľné poistky
Resetovateľné poistky sú vyrobené z materiálov, ako sú organické polyméry naplnené uhlíkovými časticami. Za normálnych podmienok ľahko vedú elektrický prúd a umožňujú prúdenie prúdu podľa potreby. Keď však prechádza príliš veľa prúdu-v dôsledku poruchy alebo preťaženia-, generované teplo spôsobí roztiahnutie polyméru. Táto akcia oddeľuje častice uhlíka, dramaticky zvyšuje odpor a v podstate zastaví prúd. Keď sa problém vyrieši a zariadenie vychladne, polymér sa zmrští, uhlíkové častice sa znova spoja a poistka opäť získa vodivý stav-pripravený na opätovné zabezpečenie obvodu.
Tieto typy poistiek sú obzvlášť cenené v aplikáciách, kde je prístup zložitý, napríklad vo vnútri počítačových zdrojov, nabíjačiek telefónov a dokonca aj leteckej elektroniky. Nie je potrebná výmena ani manuálny zásah-poistka sa resetuje sama, vďaka čomu je ideálna pre takéto uzavreté alebo{2}}kritické nastavenia.
Identifikácia resetovateľných poistiek
Poistky PTC sú často rozpoznateľné podľa ich tvaru a farby: verzie s priechodnými{0}otvormi majú zvyčajne tvar disku-a žlto{2}}oranžové, zatiaľ čo verzie s povrchovou-montážou môžu byť zelené s bielymi značkami alebo čierne so zlatou farbou. Vyrábajú sa v širokom rozsahu prúdových menovitých hodnôt, čo zaisťuje kompatibilitu s rôznymi potrebami ochrany.
Polovodičové poistky
Ďalšou dôležitou kategóriou, ktorú treba zvážiť, sú polovodičové poistky. Sú špeciálne navrhnuté na ochranu citlivých elektronických komponentov, ako sú diódy, tyristory a tranzistory, ktoré sa bežne vyskytujú vo výkonovej elektronike. Na rozdiel od štandardných poistiek reagujú polovodičové poistky extrémne rýchlo na nadprúdové situácie-často označované ako „ultrarýchle“ poistky.
Dôvod tejto rýchlosti je jednoduchý: polovodiče môžu byť poškodené aj krátkymi rázmi vysokého prúdu. Polovodičové poistky sú skonštruované s nízkymi hodnotami I²t (čo znamená, že obmedzujú prepustenú energiu- počas poruchy) a okamžite prerušia obvod, aby sa predišlo poškodeniu. V dôsledku toho sa zvyčajne používajú v aplikáciách zahŕňajúcich pohony s premenlivou frekvenciou, meniče a iné presné elektronické zariadenia, kde je nevyhnutná rýchla ochrana.
Tieto poistky sú bežným javom v priemyselných ovládacích paneloch a vysokorýchlostných spínacích obvodoch{0}, ktoré ponúkajú dodatočnú úroveň bezpečnosti pre jemné,-hodnotné komponenty.
Rozdiel medzi pomalými a rýchlymi poistkami
Pri výbere poistky pre konkrétnu aplikáciu je dôležité pochopiť rozdiel medzi poistkami s pomalým vypálením a poistkami s rýchlym vypálením, pretože každý typ reaguje inak na prepätia a preťaženie.
Pomalé poistky: Tieto poistky sú navrhnuté s hrubším alebo špeciálne skonštruovaným prvkom, ktorý im umožňuje tolerovať dočasné nadprúdy, ako sú krátkodobé -prepätia alebo nárazové prúdy bežné u zariadení, ako sú motory a transformátory. Vďaka tomu sú ideálne tam, kde sa počas normálnej prevádzky očakávajú krátkodobé skoky, pretože poistka odpojí obvod iba vtedy, ak nadbytočný prúd pretrváva dlhšie ako krátky interval.
Rýchle vyfukovacie poistky: Naproti tomu rýchle poistky fungujú s oveľa menšou toleranciou voči preťaženiu. Sú navrhnuté tak, aby prerušili obvod takmer okamžite, ak je prekročený menovitý prúd. Táto vlastnosť ich robí vhodnými na ochranu citlivej elektroniky alebo komponentov, ktoré by sa mohli rýchlo poškodiť aj krátkym nadprúdom.
Výber medzi týmito dvoma typmi poistiek závisí vo veľkej miere od povahy zariadenia a typického profilu prúdu, ktorý sa vyskytuje počas spúšťania a prevádzky.
Resetovateľné poistky (Polyfuses alebo PTC poistky)
Ďalšou významnou kategóriou je resetovateľná poistka, bežne známa ako polyfuse alebo poistka PTC (Positive Temperature Coefficient). Na rozdiel od tradičných poistiek, ktoré si po poruche vyžadujú manuálnu výmenu, majú tieto poistky šikovnú funkciu samo{1}}resetovania.
Ako fungujú resetovateľné poistky
Resetovateľné poistky sú vyrobené z materiálov, ako sú organické polyméry naplnené uhlíkovými časticami. Za normálnych podmienok ľahko vedú elektrický prúd a umožňujú prúdenie prúdu podľa potreby. Keď však prechádza príliš veľa prúdu-v dôsledku poruchy alebo preťaženia-, generované teplo spôsobí roztiahnutie polyméru. Táto akcia oddeľuje častice uhlíka, dramaticky zvyšuje odpor a v podstate zastaví prúd. Keď sa problém vyrieši a zariadenie vychladne, polymér sa zmrští, uhlíkové častice sa znova spoja a poistka opäť získa vodivý stav-pripravený na opätovné zabezpečenie obvodu.
Tieto typy poistiek sú obzvlášť cenené v aplikáciách, kde je prístup zložitý, napríklad vo vnútri počítačových zdrojov, nabíjačiek telefónov a dokonca aj leteckej elektroniky. Nie je potrebná výmena ani manuálny zásah-poistka sa resetuje sama, vďaka čomu je ideálna pre takéto uzavreté alebo{2}}kritické nastavenia.
Identifikácia resetovateľných poistiek
Poistky PTC sú často rozpoznateľné podľa ich tvaru a farby: verzie s priechodnými{0}otvormi majú zvyčajne tvar disku-a žlto{2}}oranžové, zatiaľ čo verzie s povrchovou-montážou môžu byť zelené s bielymi značkami alebo čierne so zlatou farbou. Vyrábajú sa v širokom rozsahu prúdových menovitých hodnôt, čo zaisťuje kompatibilitu s rôznymi potrebami ochrany.
Prepojiteľné typy poistiek
Opraviteľné poistky spadajú pod klasifikáciu poistiek NN a používajú sa takmer v malých aplikáciách, ako je elektroinštalácia v domácnosti, v malom-priemysle a v iných malých prúdových aplikáciách. Tieto typy poistiek obsahujú dve základné časti, ktorými sú poistková základňa, ktorá má dve svorky ako dnu a von. Vo všeobecnosti je tento prvok vyrobený z porcelánu. Ďalšou súčasťou tejto poistky je držiak poistky, ktorý zviera poistkový prvok.
Tento prvok je vyrobený z hliníka, pocínovanej medi a olova. Hlavnou výhodou nosiča poistiek je, že ho môžeme jednoducho zastrčiť a vybrať zo základne poistky bez rizika úrazu. Keďže poistka je poškodená silným prúdom, potom môžeme nosič poistky jednoducho odstrániť, ako aj vrátiť poistkový drôt.
Poznámka:Opätovne zapojiteľné poistky sú jednoduché a opakovane použiteľné, ale sú o niečo menej spoľahlivé ako poistky s vysokou ruptúrou (HRC). Sú široko používané v domácnostiach a kanceláriách pre ich jednoduchú údržbu napriek miernemu kompromisu v spoľahlivosti.
Typy vložiek poistiek
Kazetový typ poistiek má úplne uzavreté nádoby a kovový kontakt. Aplikácie tejto poistky zahŕňajú hlavne nízke napätie (NN), vysoké napätie (HV) a malé poistky. Tieto typy poistiek sú opäť rozdelené do dvoch typov, sú to poistky typu D-a Link-typu.
Poistky kazetysú svojou konštrukciou veľmi podobné kazetovým DC poistkám. Pozostávajú z priehľadného, zapečateného obalu obklopujúceho poistkový prvok, ktorý umožňuje jednoduchú kontrolu. Kazetové poistky môžu byť zasunuté (typ čepele) alebo naskrutkované do držiaka (typ skrutky).
D-typ Cartridge Fuse
Tento typ poistky sa skladá z kazety, základne poistky, krúžku adaptéra a uzáveru. Základom poistky je uzáver poistky, ktorý je pribalený k zložke poistky kazetou pomocou adaptačného krúžku.
Skladá sa z kazety, základne poistky, uzáveru a krúžku adaptéra. Poistkový spodok má kryt poistky, na ktorom je cez krúžok adaptéra osadená poistková vložka s kartušou. Zapojenie obvodu je ukončené, keď naklonenie kazety vytvorí kontakt cez vodič.
Poistka typu odkazu
Poistka typu spojky je známa aj ako poistka s vysokou prieraznou kapacitou (HRC) alebo poistka typu BS. V tomto druhu poistky je tok prúdu s poistkovým prvkom špecifikovaný za štandardných podmienok.
V tejto poistke typu BS je prietok prúdu poistkovým prvkom daný za normálnych podmienok. Oblúk, ktorý je generovaný vypálenou poistkou je riadený, je vyrobený z porcelánu, keramiky a striebra. Nádoba poistkovej vložky je naplnená kremičitým pieskom. Tento typ poistky je opäť kategorizovaný na dve časti, a to lopatkový typ a skrutkový typ.
Čepelové a skrutkové typy poistiek
Nožová poistka alebo zástrčka{0}}typ poistiek je vyrobený z plastu. Tento typ poistky môže byť jednoducho vymeniteľný v elektrickom obvode bez akejkoľvek záťaže.
V skrutkovej poistke sú dosky tejto poistky vodivé umiestnené na základni poistky.
Typy poistiek úderníkov
Poistka typu úderník sa používa na vypínanie a uzatváranie elektrického obvodu. Tieto poistky majú veľkú silu, ako aj výtlak.
Dodatočná funkcia:Poistky spúšte sú často vybavené pružinou-nabíjačkou, ktorá funguje ako vizuálny indikátor, ktorý ukazuje, kedy je poistka spálená. Úderník môže tiež aktivovať prídavné spínacie zariadenie, čím pridáva ďalšiu úroveň bezpečnosti a automatizácie.
Poistka typu spínača
V zásade je poistka typu spínača uzavretá s kovovým spínačom a tiež poistkou. Tieto poistky sa používajú hlavne pri nízkom a strednom napätí. Pozoruhodnou vlastnosťou odpínačovej poistky je ručne ovládaná rukoväť, ktorá umožňuje bezpečné pripojenie alebo odpojenie vysokoprúdových poistiek. Integráciou spínacieho mechanizmu s poistkou je oveľa jednoduchšie izolovať obvod počas údržby alebo v prípade poruchy, čo ponúka ďalšiu vrstvu ochrany a pohodlia v elektrických systémoch.
Prevádzka:Spínačové poistky sú vybavené ručne ovládanou rukoväťou, ktorá vám umožňuje bezpečne pripojiť alebo odpojiť vysokoprúdové poistky, čo zvyšuje pohodlie pri prevádzke aj údržbe.
Výpadkové typy poistiek
V tomto type poistky tavenie poistky spôsobí, že prvok klesne pod gravitáciu vzhľadom na jeho minimálnu pomoc. Tieto druhy poistiek sa používajú na zabezpečenie externých transformátorov.
Kľúčový bod:Vypadnuté poistky obsahujú pružinové- rameno páky, ktoré sa zasunie, keď dôjde k poruche, čo spôsobí vypadnutie roztaveného prvku a viditeľne signalizuje vypálenú poistku. Ak chcete obnoviť prevádzku, poistka musí byť prepojená a vrátená na miesto, čím sa stáva formou vypudzovacej poistky bežne používanej vo vonkajších aplikáciách.
Typ vypadnutia
Toto sú hlavné typy poistiek LV.
HV (vysokonapäťové) typy poistiek
Vo všeobecnosti sa VN poistky používajú na ochranu transformátorov, ako sú prístrojové transformátory, malé výkonové transformátory a tiež sa používajú v energetických systémoch. Tieto poistky sú
normálne sa nabíja pre napätie nad 1500V až 138000V.
Zatavená časť v VN poistkách je vyrobená buď z medi, striebra alebo v niektorých prípadoch sa používa cín, aby sa zabezpečil konzistentný a stabilný výkon. Tieto poistky sú
rozdelené do troch typov, ktoré zahŕňajú nasledujúce.
Aké typy poistiek sa používajú na ochranu motora?
Poistky s časovým oneskorením používané v obvodoch vetvy motora
Dimenzované tak, aby zodpovedali záťažovému prúdu motora na ochranu proti skratu a obvodu
Výhody a nevýhody elektrickej poistky
Výhody
Nie{0}}nákladné, nevyžaduje žiadnu ďalšiu starostlivosť/údržbu
Plne automatické, rýchlejšie ako ističe
Malá veľkosť, účinok obmedzujúci prúd v abnormálnych podmienkach
Charakteristiky reverzibilného časového{0}}prúdu na ochranu proti preťaženiu
Nevýhody
Požadovaný čas výmeny
Funkcia aktuálneho času-nie je vždy synchronizovaná s ochranným prvkom
Aplikácie rôznych typov poistiek
Nevyhnutné vo všetkých elektrických obvodoch
Hlavné aplikácie:
Výkonové transformátory
Elektrické spotrebiče: klimatizácie, televízory, práčky, hudobné systémy atď.
Domáce elektrické vedenie
mobilné telefóny
Štartéry motora
Prenosné počítače
Nabíjačky
Fotoaparáty, skenery, tlačiarne, kopírky
Automobily, elektronické zariadenia, hry
záver:
Funkcia poistky: ochrana obvodov pred nadprúdom
Tok prúdu{0}}v reálnom čase je nekonzistentný; riziko prehriatia a poškodenia
Napriek ističom sú poistky stále široko používané v základných elektrických komponentoch
Získajte spoľahlivé riešenia ochrany aplikácií pre svoj projekt
Pošlite nám svoj dopyt o poistkách a vyskúšajte transformačnú silu, ktorú môže mať na vašu firmu alebo značku.