Schmelzsicherung: Werkstoffe für das Arbeitselement und Sicherungstypen, Auswahlindikatoren und Anwendung

Der Schutz elektrischer Netze vor Grenzströmen und Kurzschlüssen erfolgt auf viele Arten, von denen eine die Verwendung einer Schmelzsicherung beinhaltet. Das Funktionsprinzip basiert auf der Verwendung eines schwachen Glieds in der Kette, wenn bei steigender Belastung ein weniger widerstandsfähiges Material, das als Arbeitselement verwendet wird, zerstört wird. Thermosicherungen unterscheiden sich in Bauform, Ausführung und halten dem Stromwert entsprechend der Nenngrenze stand.

Zerstörbares Einsatzmaterial

Unfallverhütung in Stromnetzen - der Zweck einer Sicherung, die aus einem Gehäuse (Patrone) mit einer Kontaktvorrichtung, einem Metalleinsatz besteht. Andere Konstruktionen beinhalten die Verwendung von Fasern und das Füllen des Arbeitsbereichs mit Füllstoff, um den beim Unterbrechen des Stromkreises gebildeten Lichtbogen zu löschen. Gemahlene nichtmetallische Mineralien - Talkum, Quarz, Kreide und andere - werden in die Tube oder Kartusche gegossen.

Ein Gehäuse enthält 1, 2 oder 3 Stäbe mit unterschiedlichen Einsteckströmen. Die Schutzeigenschaften eines Arbeitselements hängen von seiner Konstruktion und seinem Material ab:

1. Niedrigschmelzende Metalle - Zinn-, Zink-, Aluminium- und Bleilegierungen - haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, die Erwärmung des Stabes ist langsam, es ist zum Schutz vor Überlastströmen geeignet. Der Zeitpunkt der Zerstörung des Einsatzes wird verschoben, die Abschaltung erfolgt mit einem Zeitintervall.
2. Feuerfeste Metalle - Kupfer und Silber - haben eine geringe Wärmekapazität und eine hohe Leitfähigkeit, die Erwärmung erfolgt sofort und mit einem großen Abschaltstrom. Der Umfang der Sicherungen mit einem Sicherungseinsatz aus Arbeitselementen aus Kupfer- oder Silberfäden ist der Kurzschlussschutz.
3. Kombiniertes Design mit metallurgischem Effekt. In die Mitte eines feuerfesten Materialstabes wird eine Zinnkugel eingelötet. Dies verbessert das Überlastverhalten und sorgt für einen niedrigeren Schmelzpunkt im Vergleich zum Grundmetall.

Die Einsätze werden in Form von massiven Platten hergestellt, wenn sie in Industrienetzen mit einem Strom von ≥1000 A verwendet werden, werden dünne Drähte für Haushaltsgeräte verwendet.

Der Schutz soll schneller ausbrennen, als die Belastung zunimmt, damit der Stab eine spezielle Form erhält oder ein metallurgischer Effekt aufgebracht wird. Gehäuse für Sicherungseinsätze bestehen aus langlebiger Spezialkeramik - Korund-Mullit, Porzellan, Glas und Kunststoff.

Arten von Schutzsteckern

Nach dem Ausführungsschema gibt es zwei Arten von Sicherungen: zerlegbar mit einer Schraubverbindung zum Austausch des Einsatzes und einteilig in einem Glaskolben für den einmaligen Gebrauch. In der Kennzeichnung des ersten gibt es Buchstabenkombinationen PR, PP und PN, das zweite - NPN. Thermosicherungen für Netze mit Elektroinstallationen bis 1000 V werden konstruktionsbedingt in folgende Typen eingeteilt:

1. Lamellen - aus einem oder mehreren parallelen Drähten, die in flachen Kabelschuhen aus Messing oder Kupfer montiert sind. Die Ausführung ist offen, bei der Verbrennung spritzt das Metall und es besteht Brand- und Explosionsgefahr. Zugelassen nur für den Einsatz in speziellen Räumen - Schalttafel und Schaltanlage.
2. Steckbare einpolige Gewindesicherungen werden zum Schutz von Wohnungsnetzen an Stromzählern, in Beleuchtungskörpern und zum Schutz von Elektromotoren mit geringer Leistung eingebaut. Dazu gehören Geräte wie C, PD, PDS.
3. Rohrsicherungen sind nach der Form des Gehäuses benannt, die aus Porzellan oder Fasern bestehen, in denen sich ein Schmelzlot befindet. Sie werden bei Spannungen bis 500 V und Strömen im Bereich 15 - 1000 A eingesetzt. Ein häufiger Typ ist PR.

Das Durchbrennen eines Arbeitselements in einer thermischen Sicherung geht mit der Bildung eines Lichtbogens einher und führt zum Zerfall einer Faser mit gaserzeugenden Eigenschaften. Das dabei freigesetzte CO2, CO, H2O hilft, die Wirkung der Stromentladung zu unterdrücken.

Mineralgefüllte Sicherungen sind mit den Buchstaben KP, MNP und MPR, NPN, PN gekennzeichnet.

Es gibt eine andere Art von Schutzvorrichtungen, die nicht vollständig zu Sicherungseinsätzen gehören, sondern zu thermischen gehören - selbstwiederherstellende Sicherungen. Ihr Funktionsprinzip basiert auf einem starken Widerstandsanstieg mit steigender Temperatur, der zu einem Blackout führt. Bei abnehmender Erwärmung wird der Kreislauf wiederhergestellt, ohne das Arbeitselement auszutauschen. Diese Schutzart wird in der Digitaltechnik und in automatisierten Steuerungssystemen verwendet.

Größen und Anwendung von Sicherungen

Um die Auswahl von Thermosicherungen für bestimmte Betriebsbedingungen zu vereinfachen, sind viele von ihnen gekennzeichnet: der erste Buchstabe des Codes gibt den Schutzbereich an - lokal gegen Kurzschlussströme wird durch das Symbol gekennzeichnet A. Voller Bereich, einschließlich Überlastungen - g. Das zweite Verschlüsselungszeichen bezieht sich auf den Umfang der Sicherung - die Art der zu schützenden Geräte:

• B - Bergbau und Bergwerk;
• F - Stromkreise mit geringem Stromverbrauch;
• G - universeller Einsatz für Transformatoren, Kabel, Elektromotoren;
• L - Schaltanlagen und Hauptleitungsdurchführungen;
• M - Motoren, ihre Schaltungen und Schalter;
• R - Halbleiter;
• S - Geräte, die gleichzeitig einen Schutz gegen Überlast und Kurzschlussströme erfordern;
• Tr - Transformatoren.

Die Verwendung von Sicherungen bleibt bei der Anordnung von Stromkreisen mit elektronischen Geräten, Stromversorgungssystemen, Industrieanlagen und Automobilstromkreisen relevant. In den Verteilern des Wohnungsbestandes zu Zeiten der UdSSR arbeiten Korksicherungen erfolgreich - störungsfrei und zuverlässig.

Sie werden nach drei Hauptparametern ausgewählt: Ip - Nennstrom der Sicherung, die Patrone ist dafür ausgelegt; Iвс - der Grenzwert des elektrischen Stroms, bei dem der Einsatz schmilzt; Un ist die optimale Betriebsspannung.