Принципы работы плавкого предохранителя

В плавких предохранителях в качестве разрушаемого экстратоками токопроводящего элемента применяются чистые металлы (медь, цинк, свинец, железо и др.) и некоторые сплавы — (ковар, сталь, др.).

Все чистые металлы и практически все металлические сплавы имеют положительный коэффициент термического сопротивления, то есть при повышении температуры сопротивление плавкого элемента увеличивается. Именно положительный температурный коэффициент сопротивления обуславливает защитные свойства плавкого предохранителя. При токах, ниже защитного номинального тока, тепло, выделяемое в плавком элементе, стационарно рассеивается в окружающую среду. При этом температура плавкого элемента устанавливается немного выше температуры среды. При токах, свыше номинального тока, в плавком элементе развивается тепловая неустойчивость — повышение температуры ведёт к увеличению активного сопротивления плавкого элемента, что вызывает ещё больший разогрев его, так как мощность на ветви в последовательной электрической цепи есть I 2 ⋅ R . {\displaystyle I^{2}\cdot R.} Повышение сопротивления ведёт к увеличению тепловыделения, тепловыделение повышает температуру увеличивает сопротивление и тем самым выделяющуюся мощность, что снова увеличивает температуру. При этом процесс развивается лавинообразно — температура плавкого элемента начинает превышать температуру его плавления что вызывает механическое разрушение плавкого элемента предохранителя и разрыв электрической цепи.

Также важным электрическим параметром плавкого предохранителя, помимо номинального тока, является так называемый параметр защиты, определяемый по время-токовой характеристике.

Экспериментально установлено, что область токов, вызывающих «сгорание» плавкого предохранителя лежит выше линии на графике в декартовых координатах ток — время срабатывания (сгорания, разрыва цепи), уравнение этой линии приближённо удовлетворяет условию: I 2 ⋅ t = k {\displaystyle I^{2}\cdot t=k}                                                                                                    

где I {\displaystyle I} — ток,

 t {\displaystyle t}— время сгорания,

--k {\displaystyle k} параметр, имеет размерность А²·с, в широком диапазоне изменения токов постоянен.

Таким образом, чем больше ток, тем ниже время «сгорания» плавкого предохранителя. Параметр k {\displaystyle k}  часто называют «защитным фактором» или «параметром защиты». Приведённое уравнение не выполняется при очень больших токах, так как разлёт и деионизация плазмы в электрической дуге испарившегося защитного плавкого элемента занимает конечное время. Также, при малых токах, ниже номинального защитного тока время «сгорания» бесконечно.

В профессиональных спецификациях на предохранители параметр k {\displaystyle k}  обычно явно указывается.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: