Предохранитель – расчет и выбор провода для ремонта

Плавкие вставки имеют естественную тенденцию к перегоранию, и предполагается, что такие изделия не подлежат ремонту. Это не так: однако, проявив немного творчества, их можно успешно переоборудовать и использовать повторно.

Дело в том, что корпус картриджа не повреждается, только калиброванный металлический волосок внутри него становится бесполезным. Таким образом, после замены истекшего волоса предохранитель снова готов к использованию. Однако этот вариант подходит только в крайнем случае, когда, например, нет запасного предохранителя, магазин закрыт, а музыка в этот момент находится под угрозой.

Обычно, однако, следует использовать только продукт заводской сборки. Другими словами, разумно временно заменить картридж перед заменой на новый аналог, сохранив при этом его защитную функцию. Подчеркнем это, потому что, к сожалению, люди часто замыкают контакты первым попавшимся проводом или, что еще хуже, вставляют стальной штырь вместо предохранителя. Такое “изобретение” является грубым нарушением правил безопасности, что может привести к перегреву и возгоранию вилки.

По-настоящему универсальное устройство

Предохранители выходят из строя по двум причинам: колебания в электросети или неисправности в самом электрооборудовании. Бывают и технологические сбои из-за неудовлетворительного качества партии. А значение напряжения сети, в которой находятся плавкие вставки, практически не играет никакой роли. Поэтому установите образец с номиналом 1А в панели предохранителей автомобиля, в переносной лампе и в распределительном щите 380 В.

В общем, во время работы волосы, простирающиеся от одного конца предохранителя до другого, могут нагреваться до t

+70°C, и это нормальное явление. Однако, если нагрузка по току увеличивается, t увеличивается соответственно. При достижении температуры плавления материала проводника он мгновенно сгорает, безопасно размыкая цепь и прерывая подачу электроэнергии.

Совершенно ясно, что, скажем, при коротком замыкании металл плавится, а не горит. Именно поэтому предохранитель называется плавким элементом, и когда люди говорят “лампочка перегорела”, это не означает, что вольфрамовая нить была уничтожена огнем – она просто расплавилась, не выдержав скачка электрического напряжения при включении. То же самое происходит с предохранителем.

Как выбрать правильный предохранитель

Наиболее распространенным предохранителем на рынке является трубчатый предохранитель. Он выполнен в виде полого керамического или стеклянного цилиндра с металлической оболочкой на концах, которые соединены между собой резьбой внутри корпуса. Плавкие вставки для сверхвысоких токов помещаются в полость цилиндра с наполнителем, который в основном состоит из кварцевого песка.

Если известна потребляемая мощность, номинальный ток предохранителя можно легко рассчитать по следующей формуле:

• I _ном – номинальный ток предохранителя, A.
• P _max – максимальная мощность, Вт.
• U – напряжение питания, В.

Однако лучше использовать таблицы, созданные специально для этой цели.

Вот некоторые данные из них:

• Максимальная потребляемая мощность 10 Вт соответствует стандартному напряжению 0,1 А.
• 50 ВТ – 0,25 А.
• 100 ВТ – 0,5 А.
• 150 ВТ – 1A.
• 250 ВТ – 2A.
• 500 ВТ – 3 А.
• 800 ВТ – 4 А.
• 1 кВт – 5 А.
• 1,2 кВт – 6 А.
• 1,6 кВт – 8 А.
• 2 кВт – 10 А.
• 2,5 кВт – 12 А.
• 3 кВт – 15 А.
• 4 кВт – 20 А.
• 6 кВт – 30 А.
• 8 кВт – 40 А.
• 10 кВт – 50 А.

Рассмотрим ситуацию, когда телевизор перестал работать после грозы. Оказалось, что взорвался картридж неустановленного номинала. Мощность телевизора составляет 120 Вт. В книге можно прочитать: для оборудования с указанной мощностью ближайшее значение составляет 150 Вт, что соответствует изделию с номинальным током 1 А.

Если после замены предохранителя сбой происходит каждый раз, причина сбоя не в предохранителе, а в оборудовании, требующем ремонта. Использование предохранителя, рассчитанного на больший ток, только ухудшит ситуацию, вплоть до невозможности ремонта.

Совет для тех, кто занимается самообслуживанием

При изготовлении предохранителей используются калиброванные нити из алюминиевых сплавов, меди, нихрома, олова, серебра и свинца в зависимости от скорости и силы тока. Для создания плавких соединений в ремесленных условиях доступны только медь и алюминий, но даже их достаточно.

При проектировании электрозащитных компонентов действует известное правило: значение тока, потребляемого проектируемым устройством, должно быть больше, чем ток, потребляемый устройством. Грубо говоря, если усилитель работает при токе 5 А, ток защиты предохранителя определяется как 10 А. На крышке или корпусе предохранителя выбита маркировка, которая является его технической характеристикой. Кроме того, сведения об электрических функциях выбиты на крышке устройства рядом с местом установки предохранителя.

Определите толщину проволоки с помощью микрометра. Если у вас нет такой линейки, достаточно будет ученической линейки. Сделайте 10-20 сплошных оборотов линейки (чем больше вы намотаете, тем точнее будет результат), разделите количество закрытых миллиметровых делений на количество оборотов, и вы получите необходимую толщину. Отмотаем 10 витков, покрыв 6,5 мм. Разделив расстояние на число, вы получите диаметр провода – 0,65 мм, из которых около 0,05 мм занимает изоляционный лак. В результате фактический диаметр составляет 0,6 мм.

Обратитесь к справочнику:

• Для предохранителя на 1 А подходит медная проволока толщиной 0,05 мм и алюминиевая проволока толщиной 0,07 мм.
• 2A – 0,09 мм – 0,10 мм.
• 3A – 0,11 мм – 0,14 мм.
• 5A – 0,16 мм – 0,19 мм.
• 7A – 0,20 мм – 0,25 мм.
• 10A – 0,25 мм – 0,30 мм.
• 15A – 0,33 мм – 0,40 мм.
• 20A – 0,40 мм – 0,48 мм.
• 25A – 0,46 мм – 0,56 мм.
• 30A – 0,52 мм – 0,64 мм.
• 35A – 0,58 мм – 0,70 мм.
• 40A – 0,63 мм – 0,77 мм.
• 45A – 0,68 мм – 0,83 мм.
• 50A – 0,73 мм – 0,89 мм.

Таким образом, этот провод подходит для предохранителя на 30 А.

Существует 3 способа ремонта трубчатого предохранителя:

1. Проволока зачищается и продевается через ряд катушек на обоих колпачках. Этот метод довольно рискованный и должен использоваться только в качестве временной меры.
2. Пайка также не требуется. Колпачки последовательно нагреваются над открытым пламенем, затем снимаются и очищаются для обеспечения хорошего контакта. Очищенную проволоку пропускают через цилиндр, концы загибают по краям, а затем снова надевают колпачки. Но это все тот же “баг”, что и первый, просто менее примитивный.
3. Напоминает оба предыдущих, но в то же время радикально отличается от них. Отремонтированный таким образом предохранитель практически неотличим от нового, так как воспроизводится по заводской технологии, с помощью пайки.

Описанная методика может быть успешно использована для ремонта всех типов плавких вставок.

Для правильного расчета плавких вставок необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть равно значению, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Базовое значение – это минимальное напряжение, обеспечиваемое для основания и плавкой вставки.

Общие правила расчета

Для правильного расчета плавких вставок необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть равно значению, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Базовое значение – это минимальное напряжение, обеспечиваемое для базы и плавкой вставки.

Еще одно важное значение, которое необходимо включить в расчет, – это напряжение отсечки. Этот параметр представляет собой мгновенное значение напряжения, появляющегося после срабатывания предохранителя или самой плавкой вставки. Как правило, учитывается максимальное значение этого напряжения.

Кроме того, необходимо учитывать ток плавкой вставки, от которого зависит диаметр установленного внутри провода. При расчете плавкой вставки предохранителя эта величина имеет свое значение для каждого металла и подбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должны обеспечивать требуемые защитные свойства. Длина патрона не должна быть слишком большой, так как это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Номинальная мощность нагрузки обычно указывается на этикетке изделия. На основании этого параметра рассчитывается номинальный ток предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, где Inom – номинальный ток предохранителя, Pmax – максимальное значение нагрузки, а U – напряжение сети.

Для определения более точных значений диаметра медной проволоки для ремонта предохранителя или если требуется предохранитель на защитный ток, не указанный в таблице, можно использовать следующую формулу.

Формула для расчета диаметра медной проволоки для предохранителя

Следующая формула может быть использована для определения диаметра медной проволоки для ремонта предохранителя или когда требуется предохранитель на защитный ток, не указанный в таблице.

Формула для расчета диаметра медной проволоки для ремонта предохранителей

Где
I пр – ток защиты предохранителя, А;
d – диаметр медного провода, мм.

Зная количество тепла, необходимое для расплавления плавкой вставки, время плавления можно рассчитать по формуле:

Расчет проводов для предохранителей

Где: d – диаметр проводника, мм; k – коэффициент, зависящий от материала проводника в соответствии с таблицей.

Где: m – коэффициент, зависящий от материала проводника в соответствии с таблицей.

Формула (1) применима к малым токам (тонкие проводники d = (0,02 – 0,2) мм), а формула (2) – к большим токам (толстые проводники). Таблица коэффициентов.

Диаметр проводника, который будет использоваться в предохранителе, рассчитывается по формулам: Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):

Для больших токов (толстые провода):

Количество тепла, выделяемого на плавкой вставке, рассчитывается по формуле:

Где: I – ток, протекающий через проводник; R – сопротивление проводника; t – время, в течение которого плавкая вставка находится под напряжением I.

Сопротивление плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где: p– удельное сопротивление материала проводника; l – длина проводника; s – площадь поперечного сечения проводника.

Для простоты расчета сопротивление принимается постоянным. Увеличение сопротивления плавкой вставки, вызванное повышением температуры, не учитывается.

Зная количество тепла, необходимое для плавления легкоплавкого соединения, мы можем рассчитать время плавления по формуле:

Где: W – это количество тепла, необходимое для расплавления плавкой вставки; I – ток плавления; R – сопротивление плавкой вставки.

Количество тепла, необходимое для расплавления плавкой вставки, рассчитывается по формуле:

Где: лямбда – удельная теплота плавления материала, из которого изготовлена плавкая вставка m – масса плавкой вставки.

Масса легкоплавкого элемента с круглым сечением рассчитывается по формуле:

где: d – диаметр плавкой вставки l – длина плавкой вставки; p – плотность легкоплавкого материала.

Я сделал себе небольшую html – страничку с автоматическим расчетом диаметра плавкой вставки.

Это предохранитель на 4 ампера.

Как рассчитать предохранитель.

Она составляет 4 ампера.

_________________
В надписи было сказано, что ее нужно удалить. Я так и сделал.

JLCPCB, всего $2 за прототип тарелки! Любой цвет по вашему желанию!

Подпишитесь и получите два купона на $5 каждый: https://jlcpcb.com/cwc

_________________
Устройство, защищенное предохранителем, перегорит первым, защищая предохранитель. Закон Мерфи.

Сборка печатной платы от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + шаблон

Модули Navigator позволяют значительно сократить время проектирования оборудования. Во время вебинара 17 ноября вы узнаете о новых семействах Teseo-LIV3x, Teseo-VIC3x и Teseo-LIV4F. Вы узнаете, как легко добавить функциональность позиционирования с повышенной точностью с помощью двухдиапазонного приемника и MEMS Sensor Navigation. Узнайте о Teseo Suite и ознакомьтесь с результатами полевых испытаний.

Компания Infineon выпустила семейство 40-вольтовых МОП-транзисторов OptiMOS 5. Эти изделия представляют собой МОП-транзисторы нормального уровня с более высоким порогом напряжения (по сравнению с другими низковольтными МОП-транзисторами) для защиты от ложных срабатываний в шумной обстановке.

• Классика навсегда: современные предохранители и выключатели-разъединители.
• Расчет электрической печи: важные моменты проектирования. Методика расчета печи с формулами и допусками.
• Как выбрать автомобильные предохранители?.
• Классифицируются ли помещения как влажные в соответствии с ESM?.
• Профилактическое обслуживание электроустановок.
• Глава 2. 7. Заземляющие устройства Приказ Минэнерго России от N 6 (издан от ) об утверждении Правил технического обслуживания электроустановок потребителей (зарегистрирован в Минюсте России N 4145).
• Должностная инструкция электромонтера IV разряда.