Jenis fius

Setiap sistem elektrik berfungsi pada keseimbangan tenaga yang dibekalkan dan digunakan. Apabila voltan digunakan pada litar elektrik, ia digunakan pada rintangan tertentu dalam litar. Akibatnya, berdasarkan undang-undang Ohm, arus dijana disebabkan oleh tindakan kerja yang dilakukan.

Dalam kes kecacatan penebat, ralat pemasangan, mod kecemasan, rintangan litar elektrik secara beransur-ansur berkurangan atau jatuh dengan mendadak. Ini membawa kepada peningkatan yang sepadan dalam arus, yang, apabila melebihi nilai nominal, menyebabkan kerosakan pada peralatan dan orang.

Isu keselamatan sentiasa dan akan sentiasa relevan apabila menggunakan tenaga elektrik. Oleh itu, perhatian khusus sentiasa diberikan kepada peranti pelindung. Reka bentuk pertama sedemikian, dipanggil fius, masih digunakan secara meluas hari ini.

Fius elektrik adalah sebahagian daripada litar kerja, ia dipotong pada bahagian wayar kuasa, ia mesti menahan beban kerja dengan pasti dan melindungi litar daripada berlakunya arus berlebihan.Fungsi ini adalah asas klasifikasi arus undian.

Mengikut prinsip operasi yang digunakan dan kaedah memecahkan litar, semua fius dibahagikan kepada 4 kumpulan:

1. dengan pautan boleh lebur;

2. reka bentuk elektromekanikal;

3. Berdasarkan komponen elektronik;

4. model penyembuhan diri dengan sifat boleh balik bukan linear selepas tindakan arus lebih.

Pautan panas

Fius reka bentuk ini termasuk elemen konduktif yang, di bawah tindakan arus melebihi nilai set nominal, cair daripada terlalu panas dan menyejat. Ini mengeluarkan voltan daripada litar dan melindunginya.

Pautan boleh lebur boleh dibuat daripada logam seperti kuprum, plumbum, besi, zink atau beberapa aloi yang mempunyai pekali pengembangan haba yang memberikan sifat perlindungan peralatan elektrik.

Ciri pemanasan dan penyejukan wayar untuk peralatan elektrik di bawah keadaan operasi pegun ditunjukkan dalam rajah.

Pengendalian fius pada beban reka bentuk dipastikan dengan mewujudkan keseimbangan suhu yang boleh dipercayai antara haba yang dibebaskan pada logam dengan laluan arus elektrik yang beroperasi melaluinya dan penyingkiran haba ke persekitaran akibat pelesapan.

Dalam kes mod kecemasan, baki ini cepat terganggu.

Bahagian logam fius meningkatkan nilai rintangan aktifnya apabila dipanaskan. Ini menyebabkan lebih banyak pemanasan kerana haba yang dihasilkan adalah berkadar terus dengan nilai I2R. Pada masa yang sama, rintangan dan penjanaan haba meningkat semula. Proses ini berterusan seperti runtuhan salji sehingga lebur, mendidih dan pemusnahan mekanikal fius berlaku.

Apabila litar terputus, terdapat arka elektrik di dalam fius. Sehingga saat kehilangan sepenuhnya, arus berbahaya kepada pemasangan melaluinya, yang berubah mengikut ciri yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Parameter operasi utama fius ialah arus cirinya dari semasa ke semasa, yang menentukan pergantungan gandaan arus kecemasan (berbanding dengan nilai nominal) pada masa tindak balas.

Untuk mempercepatkan operasi fius pada kadar arus kecemasan yang rendah, teknik khas digunakan:

• mencipta bentuk keratan rentas berubah-ubah dengan kawasan kawasan yang dikurangkan;

• menggunakan kesan metalurgi.

Tukar tab

Apabila plat mengecil, rintangan meningkat dan lebih banyak haba dihasilkan. Dalam operasi biasa, tenaga ini mempunyai masa untuk merebak secara merata ke seluruh permukaan, dan sekiranya berlaku lebihan beban, zon kritikal dibuat di tempat yang sempit. Suhu mereka dengan cepat mencapai keadaan di mana logam cair dan memecahkan litar elektrik.

Untuk meningkatkan kelajuan, plat diperbuat daripada kerajang nipis dan digunakan dalam beberapa lapisan yang disambung secara selari. Membakar setiap kawasan salah satu lapisan mempercepatkan operasi perlindungan.

Prinsip kesan metalurgi

Ia berdasarkan sifat logam lebur rendah tertentu, contohnya plumbum atau timah, untuk melarutkan lebih banyak kuprum, perak dan aloi tertentu yang refraktori dalam strukturnya.

Untuk melakukan ini, titisan timah digunakan pada wayar terkandas dari mana pautan boleh melebur dibuat.Pada suhu logam wayar yang dibenarkan, bahan tambahan ini tidak menghasilkan apa-apa kesan, tetapi dalam mod kecemasan mereka cepat cair, melarutkan sebahagian daripada logam asas dan memberikan pecutan operasi fius.

Keberkesanan kaedah ini ditunjukkan hanya pada wayar nipis dan berkurangan dengan ketara dengan peningkatan keratan rentasnya.

Kelemahan utama fius ialah apabila ia dicetuskan, ia mesti diganti secara manual dengan yang baru. Ini memerlukan mengekalkan stok mereka.

Fius elektromekanikal

Prinsip memotong peranti pelindung ke dalam wayar bekalan dan memastikan pemecahannya untuk melegakan voltan memungkinkan untuk mengklasifikasikan produk elektromekanikal yang dicipta untuk ini sebagai fius. Walau bagaimanapun, kebanyakan juruelektrik mengelaskannya dalam kelas yang berasingan dan memanggilnya pemutus litar atau disingkatkan sebagai mesin automatik.

Semasa operasi mereka, sensor khas sentiasa memantau nilai arus yang berlalu. Selepas mencapai nilai kritikal, isyarat kawalan dihantar ke pemacu - spring bercas daripada pelepasan haba atau magnet.

Fius komponen elektronik

Dalam reka bentuk ini, fungsi melindungi litar elektrik diambil alih oleh suis elektronik bukan sentuhan berdasarkan peranti semikonduktor kuasa diod, transistor atau thyristor.

Ini dipanggil fius elektronik (EP) atau modul kawalan dan pensuisan semasa (MKKT).

Sebagai contoh, rajah menunjukkan gambar rajah blok yang menunjukkan prinsip operasi fius transistor.

Litar kawalan fius sedemikian mengeluarkan isyarat nilai arus yang diukur daripada shunt perintang.Ia diubah suai dan digunakan pada input get semikonduktor terpencil Transistor kesan medan jenis MOSFET. 

Apabila arus melalui fius mula melebihi nilai yang dibenarkan, pintu pagar ditutup dan beban dimatikan. Dalam kes ini, fius ditukar kepada mod mengunci sendiri.

Jika banyak pengawasan video digunakan dalam litar, ia menjadi sukar untuk menentukan fius yang ditiup. Untuk memudahkan pencarian, fungsi isyarat "Penggera" telah diperkenalkan, yang boleh dikesan oleh denyar LED atau dengan mencetuskan geganti pepejal atau elektromekanikal.

Fius elektronik sedemikian bertindak pantas, masa tindak balasnya tidak melebihi 30 milisaat.

Skim yang dibincangkan di atas dianggap mudah, ia boleh dikembangkan dengan ketara dengan fungsi tambahan baharu:

• pemantauan berterusan arus dalam litar beban dengan pembentukan arahan penutupan apabila arus melebihi 30% daripada nilai nominal;

• penutupan zon terlindung sekiranya berlaku litar pintas atau beban lampau dengan isyarat apabila arus dalam beban meningkat melebihi 10% daripada tetapan yang ditetapkan;

• perlindungan elemen kuasa transistor sekiranya suhu melebihi 100 darjah.

Bagi skim tersebut, modul ICKT yang digunakan dibahagikan kepada 4 kumpulan masa tindak balas. Peranti terpantas dikelaskan sebagai kelas «0». Mereka mengganggu arus yang melebihi tetapan sebanyak 50% sehingga 5 ms, sebanyak 300% dalam 1.5 ms, sebanyak 400% dalam 10 μs.

Fius penyembuhan diri

Peranti pelindung ini berbeza daripada fius kerana selepas beban kecemasan dimatikan, ia mengekalkan kebolehkendaliannya untuk kegunaan berulang selanjutnya.Itulah sebabnya mereka dipanggil penyembuhan diri.

Reka bentuk adalah berdasarkan bahan polimer dengan pekali suhu positif rintangan elektrik. Mereka mempunyai struktur kekisi kristal dalam keadaan normal, normal dan secara tiba-tiba berubah menjadi keadaan amorf apabila dipanaskan.

Ciri tersandung fius sedemikian biasanya diberikan sebagai logaritma rintangan berbanding suhu bahan.

Apabila polimer mempunyai kekisi kristal, ia adalah baik, seperti logam, untuk mengalirkan elektrik. Dalam keadaan amorf, kekonduksian berkurangan dengan ketara, yang memastikan beban dimatikan apabila mod tidak normal berlaku.

Fius sedemikian digunakan dalam peranti pelindung untuk menghapuskan berlakunya lebihan beban berulang apabila penggantian fius atau tindakan manual operator sukar. Ia adalah bidang peranti elektronik automatik yang digunakan secara meluas dalam teknologi komputer, alat mudah alih, teknologi pengukur dan perubatan, dan kenderaan.

Operasi boleh dipercayai fius penetapan semula sendiri dipengaruhi oleh suhu ambien dan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Untuk diambil kira, syarat teknikal telah diperkenalkan:

• arus penghantaran, ditakrifkan sebagai nilai maksimum pada suhu +23 darjah Celsius, yang tidak mencetuskan peranti;

• arus operasi, sebagai nilai minimum yang, pada suhu yang sama, membawa kepada peralihan polimer ke dalam keadaan amorf;

• nilai maksimum voltan operasi yang digunakan;

• masa tindak balas, diukur dari saat arus kecemasan berlaku sehingga beban dimatikan;

• pelesapan kuasa, yang menentukan keupayaan fius pada +23 darjah untuk memindahkan haba ke persekitaran;

• rintangan awal sebelum menyambung ke tempat kerja;

• rintangan mencapai 1 jam selepas tamat operasi.

Pelindung penyembuhan diri mempunyai:

• saiz kecil;

• maklum balas yang cepat;

• Kerja stabil;

• perlindungan gabungan peranti daripada beban berlebihan dan terlalu panas;

• tidak perlu penyelenggaraan.

Pelbagai reka bentuk fius

Bergantung pada tugas, fius dicipta untuk berfungsi dalam litar:

• pemasangan industri;

• peralatan elektrik rumah untuk kegunaan umum.

Kerana ia beroperasi dalam litar dengan voltan yang berbeza, penutup dibuat dengan sifat dielektrik yang tersendiri. Menurut prinsip ini, fius dibahagikan kepada struktur yang berfungsi:

• dengan peranti voltan rendah;

• dalam litar sehingga dan termasuk 1000 volt;

• dalam litar peralatan industri voltan tinggi.

Reka bentuk khas termasuk fius:

• bahan letupan;

• berlubang;

• dengan kepupusan arka apabila litar terbuka dalam saluran sempit pengisi berbutir halus atau pembentukan autogas atau letupan cecair;

• untuk kenderaan.

Arus sesar terhad fius boleh berbeza-beza daripada pecahan ampere kepada kiloampere.

Kadangkala juruelektrik, bukannya fius, memasang wayar yang ditentukur di dalam perumahan. Kaedah ini tidak disyorkan, kerana walaupun dengan pemilihan keratan rentas yang tepat, rintangan elektrik wayar mungkin berbeza daripada yang disyorkan kerana sifat logam atau aloi itu sendiri. Fius sedemikian tidak akan berfungsi dengan pasti.

Kesilapan yang lebih besar ialah penggunaan "pepijat" buatan sendiri secara tidak sengaja.Ia adalah punca paling biasa kemalangan dan kebakaran dalam pendawaian elektrik.