Co to jest bezpiecznik elektryczny i jak działa?

Wiele elementów elektrycznych w Twoim domu zawdzięcza swoje bezpieczeństwo bezpiecznikowi.

Ilekroć doświadczasz ogromnych skoków napięcia, ale nadal stwierdzasz, że twoje gniazdo przedłużające nie spaliło się do ziemi, bezpiecznik, jeśli jest używany, jest elementem, który zapewnia, że ​​tak jest.

Co to jest bezpiecznik i jak działa?

Nasz przewodnik próbuje dziś odpowiedzieć na te pytania, przedstawiając wszystko, co musisz wiedzieć o jednym, w tym różne typy i czym różni się bezpiecznik od wyłącznika.

Przejdźmy do interesów.

Co to jest bezpiecznik?

Bezpiecznik elektryczny to małe urządzenie z cienkim paskiem przewodnika, które chroni domy i urządzenia elektryczne przed nadmiernymi skokami napięcia. Jest to elektryczne urządzenie zabezpieczające, które odcina zasilanie przyrządu lub układu elektrycznego, gdy przepływający prąd przekracza zalecaną wartość.

Energia elektryczna to nie tylko element, który stwarza dla nas zagrożenie porażenia prądem. Tak jak ludzie mają maksymalną ilość napięcia, które może przejść przez ciało bez żadnych ofiar śmiertelnych, tak urządzenia i systemy elektryczne mają zwykle własne wartości znamionowe prądu i napięcia. 

Kiedy zasilanie przekracza te limity, twoje systemy elektryczne otrzymują śmiertelny cios. W domach i firmach oznacza to wydawanie dużych pieniędzy na naprawę lub nawet wymianę drogich urządzeń i urządzeń. 

Czasami taki skok, gdy nie ma ochrony, może nawet spowodować pożar i być bardzo niebezpieczny dla człowieka. Aby zabezpieczyć się przed niekorzystnymi skutkami przetężenia, w grę wchodzi bezpiecznik.

Co robi bezpiecznik?

Aby zabezpieczyć się przed skokami napięcia, cienki pasek przewodzący w bezpieczniku topi się i przerywa obwód. W ten sposób przepływ prądu do innych elementów w obwodzie zostaje przerwany i elementy te są chronione przed spaleniem. Bezpiecznik jest używany jako ofiara zabezpieczenia nadprądowego. 

Cienki przewodnik to wewnętrzny drut lub element wykonany z cynku, miedzi lub aluminium, a także innych przewidywalnych metali.

Bezpiecznik jest instalowany szeregowo w obwodzie, dzięki czemu przepływa przez niego cały prąd. W samym bezpieczniku przewody są instalowane między dwoma zaciskami i stykają się z zaciskami na obu końcach. 

Oprócz przepalenia z powodu nadmiernego zasilania, bezpieczniki przepalają się również w przypadku zwarcia lub zwarcia doziemnego.

Zwarcie doziemne występuje, gdy w obwodzie znajduje się obcy przewodnik, który służy jako alternatywne uziemienie.

To zwarcie może być spowodowane ludzką ręką lub jakimkolwiek metalowym przedmiotem, który wejdzie w kontakt z przewodem pod napięciem. Bezpiecznik elektryczny przeznaczony do tego celu również przepala się lub topi.

Ustalenie, czy bezpiecznik się przepalił, jest stosunkowo łatwe. Możesz wizualnie sprawdzić przezroczyste typy, aby zobaczyć, czy drut jest złamany, stopiony lub spalony.

Możesz także użyć multimetru do sprawdzenia ciągłości bezpiecznika. Jest to najdokładniejsza metoda diagnostyczna.

Charakterystyka bezpieczników elektrycznych

Bezpieczniki mają różne konstrukcje i różne wartości znamionowe. Wartość znamionowa bezpiecznika to maksymalna wartość prądu lub napięcia, które może przejść przez cienki metalowy drut, zanim się stopi.

Ta wartość znamionowa jest zwykle o 10% niższa niż wartość znamionowa urządzenia chronionego przez bezpiecznik, więc ochrona jest wystarczająca.

Bezpiecznik może mieć również różną zdolność wyłączania i różne czasy zadziałania w zależności od typu bezpiecznika.

aktualna ocena

Prąd znamionowy to maksymalny prąd znamionowy bezpiecznika. Każde niewielkie przekroczenie tej wartości prowadzi do przepalenia drutu.

Jednak ta wartość znamionowa jest zawsze używana w połączeniu z wartością znamionową napięcia i wartością znamionową czasu zadziałania, które zależą od obwodu, w którym zastosowano bezpiecznik. 

Poziom napięcia

Podobnie jak prąd znamionowy, napięcie znamionowe bezpiecznika to maksymalne napięcie, z jakim może wytrzymać metalowy pasek. Jednak przy określaniu tej wartości znamionowej zwykle ustawia się ją powyżej napięcia zasilania ze źródła.

Jest to szczególnie ważne, gdy w instalacji elektrycznej znajduje się kilka urządzeń korzystających z tego samego prądu znamionowego, ale różnych napięć znamionowych. Napięcie znamionowe jest zwykle ustawione na maksymalne bezpieczne napięcie. 

Z tego powodu odmiany średniego napięcia nie są stosowane w obwodach lub systemach niskiego napięcia w celu zapewnienia niezawodnej ochrony komponentów. 

Czas odpowiedzi

Czas bezpiecznika to opóźnienie przed wypaleniem metalowego paska. Ten czas reakcji jest ściśle powiązany z aktualną wartością znamionową, aby zapewnić najbardziej odpowiednią ochronę. 

Na przykład standardowe bezpieczniki wymagają źródła zasilania o dwukrotnie większej wartości znamionowej, aby przepalić się w ciągu jednej sekundy, podczas gdy szybkie bezpieczniki o tej samej wartości znamionowej i mocy mogą przepalić się w ciągu 0.1 sekundy. Bezpiecznik zwłoczny odcina zasilanie po ponad 10 sekundach. 

Ich wybór zależy od czułości i charakterystyki chronionego urządzenia.

Bezpieczniki szybkie są używane w aplikacjach z komponentami, które są bardzo wrażliwe na najmniejsze skoki prądu, podczas gdy bezpieczniki wolno działające lub opóźnione są używane w silnikach, w których komponenty zwykle pobierają więcej prądu niż zwykle przez kilka sekund. 

Niszcząca moc

Zdolność wyłączania bezpiecznika to wartość znamionowa stosowana w wersjach o dużej zdolności wyłączania (HRC). Bezpieczniki HRC pozwalają na przepływ prądu przez pewien czas z oczekiwaniem, że spadnie. Następnie pękają lub topią się, jeśli ten skurcz nie występuje. 

Być może dobrze zgadłeś, że jest to specyficzne dla typów opóźnień czasowych, a punktem przerwania jest po prostu maksymalny dozwolony prąd podczas tego krótkiego czasu opóźnienia. 

Gdy znamionowy czas opóźnienia nie zostanie osiągnięty, ale wytrzymałość na rozciąganie zostanie przekroczona, bezpiecznik przepala się lub topi. To rodzaj podwójnej ochrony. W związku z tym bezpieczniki HRC można również nazwać bezpiecznikami o dużej zdolności wyłączania (HBC).

Istnieją również bezpieczniki HRC wysokiego napięcia stosowane w obwodach elektrycznych wysokiego napięcia oraz bezpieczniki HRC niskiego napięcia stosowane w systemach dystrybucji niskiego napięcia. Te niskonapięciowe bezpieczniki HRC są zwykle większe niż konwencjonalne bezpieczniki.

Projekt bezpiecznika

Ogólnie rzecz biorąc, ocena bezpiecznika określa jego wytrzymałość i konstrukcję. Na przykład w bezpiecznikach dużej mocy można znaleźć kilka pasków lub metalowych drutów, podczas gdy niektóre inne bezpieczniki wykorzystują stalowe pręty, aby zabezpieczyć pasek przed wypaczeniem.

Niektóre używają materiałów do kontrolowania rozłupywania metalu, a znajdziesz także druty taśmowe wyglądające jak sprężyny, aby przyspieszyć proces rozłupywania. 

Historia bezpiecznika

Historia bezpiecznika sięga 1864 roku. To wtedy Breguet zaproponował zastosowanie na miejscu urządzenia przewodzącego w celu ochrony stacji telegraficznych przed uderzeniami pioruna. Następnie w tym celu stworzono wiele przewodów przewodzących, które działały dokładnie jak bezpiecznik. 

Jednak dopiero w 1890 roku Thomas Edison opatentował użycie bezpiecznika w systemach dystrybucji energii elektrycznej w celu ochrony domów przed tymi ogromnymi skokami napięcia. 

Jakie są rodzaje bezpieczników?

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwie kategorie bezpieczników. Są to bezpieczniki AC i bezpieczniki DC. Nietrudno zrozumieć różnicę między nimi.

Bezpieczniki prądu przemiennego działają tylko z prądem przemiennym, podczas gdy bezpieczniki prądu stałego działają z prądem stałym. Jednak jedną istotną różnicą między nimi jest to, że bezpieczniki DC mogą być nieco większe niż bezpieczniki AC.

Teraz te dwie kategorie bezpieczników są podzielone na bezpieczniki niskiego napięcia i bezpieczniki wysokiego napięcia. Bardziej szczegółowe opcje bezpieczników są następnie podzielone na te dwie grupy.

Bezpieczniki niskiego napięcia

Bezpieczniki niskonapięciowe to bezpieczniki działające przy niskim napięciu znamionowym. Można je podzielić na pięć typów; bezpieczniki nabojowe, bezpieczniki wtykowe, bezpieczniki udarowe, bezpieczniki przełączne i bezpieczniki wysuwane.

• Wymienne bezpieczniki elektryczne. Wymienne bezpieczniki są szeroko stosowane w systemach dystrybucji energii w domach i biurach. Są to zazwyczaj bezpieczniki powlekane porcelaną z rączką współpracującą z podstawą bezpiecznika. Posiadają również dwie końcówki nożowe do odbierania i rozładowywania energii elektrycznej w obwodzie, podobnie jak konwencjonalna konstrukcja bezpiecznika.

Bezpieczniki demontowalne znajdują zastosowanie w warunkach domowych i biurowych ze względu na łatwość ich podłączania i wyjmowania z podstawy. 

• Bezpieczniki kasetowe: Są to bezpieczniki, których wszystkie elementy są całkowicie zamknięte w pojemniku, z odsłoniętymi tylko zaciskami obwodu. Bezpieczniki kasetowe mają wiele kształtów i mają różnorodne zastosowania.

Bezpieczniki kasetowe typu D mają kształt butelki i są najczęściej spotykane w małych urządzeniach. Zwykle umieszcza się je w ceramicznej obudowie z metalowymi końcówkami przewodzącymi prąd.

Bezpieczniki to niskonapięciowe bezpieczniki HRC, podczas gdy bezpieczniki nożowe można łatwo wymienić, podobnie jak bezpieczniki wielokrotnego użytku, ale zamiast tego są pokryte tworzywem sztucznym. Bezpieczniki płaskie są powszechnie stosowane w samochodach.

• Bezpieczniki wybijakowe: Bezpiecznik wybijakowy nie wykorzystuje cienkiego paska topiącego. Zamiast tego wysuwa styk, aby przerwać obwód, a także służy jako zewnętrzna wskazówka wizualna do określenia, czy bezpiecznik się przepalił.
• Bezpieczniki przełączające: Są to bezpieczniki stosowane w systemach niskiego napięcia z zewnętrznymi przełącznikami, których można użyć do zamknięcia lub otwarcia ścieżki prądowej. 
• Bezpieczniki opuszczane: Bezpieczniki opuszczane wyrzucają stopiony pasek od dołu i są powszechnie spotykane w systemach zawieszenia transformatorów niskiego napięcia. 

Bezpieczniki wysokiego napięcia

Bezpieczniki wysokiego napięcia występują w różnych odmianach. Istnieją płynne bezpieczniki wysokonapięciowe HRC, które wykorzystują płyny do gaszenia łuku.

Posiadamy również bezpieczniki wypychane, które wykorzystują kwas borowy do przerywania procesu, oraz bezpieczniki HRC typu kasetowego, które działają tak samo, jak ich niskonapięciowe odpowiedniki. 

Gdzie należy stosować bezpieczniki?

Bezpieczniki są powszechnie stosowane w małych i dużych systemach prądu przemiennego z transformatorami. Bezpieczniki wysokonapięciowe o wysokim prądzie znamionowym są stosowane w transformatorach systemów elektroenergetycznych pracujących do 115,000 XNUMX woltów. 

Bezpieczniki niskiego i średniego napięcia służą do ochrony małych systemów transformatorów elektrycznych. Należą do nich między innymi systemy w telewizorach, lodówkach i komputerach. 

Ponadto, niezależnie od tego, czy możliwe jest zainstalowanie bezpiecznika w dowolnym miejscu obwodu, najlepiej jest zainstalować go na początku systemu. Dlatego widzisz bezpieczniki zamontowane na wtyczkach urządzeń lub z przodu głównego punktu połączenia transformatora.

Co to są bloki bezpieczników?

Skrzynki bezpieczników to koncentratory w systemach elektrycznych, w których znajduje się wiele bezpieczników chroniących różne części domu lub biura. Służą jako domyślna forma ochrony przeciwprzepięciowej, jeśli jedno z Twoich urządzeń nie jest wyposażone w wewnętrzny bezpiecznik. 

Zwykle zobaczysz skrzynki bezpieczników zwane panelami przełączników lub skrzynkami przyłączeniowymi, ale wszystkie one pełnią tę samą funkcję. Posiadają od sześciu do dwunastu indywidualnie ocenianych bezpieczników. 

Chociaż stare skrzynki bezpieczników mieszkalnych miały tylko 60 amperów, dziś widzimy skrzynki bezpieczników o łącznej wartości znamionowej 200 amperów. Jest to suma wartości znamionowych wszystkich poszczególnych bezpieczników w skrzynce.

Teraz skrzynki bezpieczników są często mylone ze skrzynkami z wyłącznikami.

Różnica między bezpiecznikami z wyłącznikami automatycznymi

Wyłączniki pełnią tę samą funkcję, co bezpieczniki elektryczne; chronią urządzenia gospodarstwa domowego przed skokami napięcia, blokując obwód. Jednak sposób, w jaki te dwa urządzenia to robią, jest inny.

Zamiast stopionego lub wytłaczanego paska, wyłączniki współpracują z wewnętrznymi stykami i zewnętrznymi przełącznikami. Wewnętrzne styki normalnie zamykają obwód, ale są przemieszczane w obecności przetężenia. Zewnętrzne sterowanie wyłącznikiem pomaga wprowadzić styki i wyłącznik w stan ochronny. 

Z tego widać, że podczas gdy bezpieczniki są zawsze wymieniane, gdy się przepalają, wyłączniki automatyczne mogą być używane w kółko. Wystarczy je zresetować. Skrzynki z wyłącznikami zawierają wtedy wiele takich przełączników zamiast bezpieczników. 

Kiedy wymienić bezpiecznik

Bezpiecznik może działać przez całe życie, jeśli jest zainstalowany w zalecanych systemach zasilania i nie występują skoki napięcia. To samo dotyczy sytuacji, gdy nie jest instalowany w mokrym lub wilgotnym środowisku, w którym jest podatny na korozję.

Jednak zawsze należy wymieniać bezpieczniki po 20-30 latach użytkowania. To jest ich normalna długość życia.

Przewodnik wideo

Co to jest bezpiecznik elektryczny i jak działa

wniosek

Używanie urządzeń bez bezpiecznika elektrycznego lub posiadanie domu bez skrzynki z bezpiecznikami elektrycznymi jest zwiastunem katastrof elektrycznych i pożarowych. Zawsze upewnij się, że w systemach lub obwodach elektrycznych zainstalowany jest właściwy bezpiecznik i pamiętaj o jego wymianie, jeśli jest przepalony.

Najczęściej zadawane pytania

Do czego służy bezpiecznik?

Bezpiecznik służy do ochrony obwodów przed przepięciami lub zwarciami doziemnymi. Posiada wewnętrzną metalową listwę, która pęka lub pali się w celu odcięcia ścieżki prądowej i odcięcia zasilania.

Czy bezpiecznik zmniejsza prąd?

Tylko bezpieczniki ograniczające prąd zmniejszają dopływ prądu, gdy w obwodzie wystąpi skok napięcia. Inne nie zmniejszają prądu w obwodach, ale całkowicie uniemożliwiają jego przepływ.