1.2 Технічні характеристики

Склад технічних характеристик запобіжників, плавких вставок і власників встановлюється у стандартах на конкретні серії і типи запобіжників і повинен відповідати наступного переліку(ГОСТ 17242-86): 

- Для власника (або підстави) запобіжника: номінальна напруга; номінальний струм; рід струму та номінальна частота для змінного струму; допустимі втрати потужності, а число полюсів, якщо їх більше одного; 

- Для плавкою вставки: номінальна напруга; номінальний струм; рід струму та номінальна частота для змінного струму; втрати потужності; времятоковие характеристики для плавких вставок типу а; перевантажувальна здатність; діапазон струмів відключення; найбільша відключає здатність; найменший струм відключення для плавких вставок типу а ; характеристика пропускається струму; характеристики інтегралів Джоуля; умови селективності (при необхідності); електричний опір плавкою вставки в холодному стані (допускається вказати в робочих кресленнях, затверджених у встановленому порядку); 

- Для запобіжника: ступінь захисту за ГОСТ 14255-69; номінальну напругу, номінальний струм і комутаційна здатність вільних контактів (при їх наявності). 

Номінальна напруга запобіжників з плавкими вставками a і g слід вибирати з ряду :  110;220; 440 В-для постійного струму;  220; 380; 660 В-для змінного струму.

Номінальна напруга вільних контактів вибирають з ряду:  110,220В-для постійного струму;  220; 380 В-для змінного струму. 

Номінальна частота струму запобіжників повинна відповідати ГОСТ 6697-83 . 

Номінальний струм запобіжника при верхньому робочому значенні температури повітря повинен відповідати ГОСТ 6827-76. 

Номінальні струми вибираються з ряду 

для власників (або підстави) запобіжника-10;25;31,5;63;100;160;250;400;630;800;1000;1250;1600;2000;2500А;  для плавких вставок - 2; 4; 6,3; 10, 16: 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 А. 

Розглянемо технічні характеристики запобіжників.

Номінальний струм запобіжника - струм, обумовлений його теплофізичними і геометричними параметрами. Встановлюється з обліку перевищення температури на висновках і втрат потужності. Величина його визначається номінальним струмом встановленої в ньому плавкою вставки I в.ном; виражається при змінному струмі - діючим значенням періодичної складової струму синусоїдальної форми номінальної частоти, при постійному струмі - середньому значенням і відповідає ГОСТ 6827-76. 

Номінальний струм власника (або підстави) запобіжника являє собою найбільший номінальний струм плавкої вставки, яка може бути використана в запобіжнику. 

Струм наплавлення - задане значення струму, яке плавка вставка запобіжника здатна пропускати протягом умовного часу, не розплавляючись. 

Умовний струм наплавлення  - характеризується ставленням струму наплавлення до номінального струму плавкої вставки. 

Струм плавлення - найбільший струм, при якому плавка вставка не перегорає протягом тривалого часу (при струмах, що перевищують струм плавлення, плавка вставка повинна перегоріти в найкоротший час). 

Умовний струм плавлення - заданої значення струму, при якому спрацьовує плавка вставка запобіжника протягом умовного часу. 

Очікуваний струм в ланцюзі - струм, який буде протікати в ланцюзі, якщо встановлений в ній плавкий запобіжник замінений перемичкою з незначним повним опором. 

Пропускається струм - максимальне миттєве значення струму, досягнуте при спрацьовуванні запобіжника. 

Прикордонний струм - струм, при якому усталеною температурою найбільш нагрітого ділянки плавкої вставки є температура плавлення матеріалу плавкою вставки . 

Номінальна напруга запобіжника - максимальна напруга електричного кола (діюче значення), при якому забезпечується надійне відключення запобіжників цього ланцюга. 

Номінальна напруга запобіжника є найменше значення з номінальних напруг його частин: утримувача запобіжника і плавкої вставки. На змінному струмі номінальна напруга запобіжника виражається діючим значенням періодичної складової струму синусоїдальної форми номінальної частоти, при постійному струмі при наявності пульсації - середнє значення. 

Напруга відключення - миттєве значення напруги, яке з'являється на висновках плавкою вставки (або запобіжника) в процесі його спрацьовування. Зазвичай враховується найбільше значення цієї напруги. Вимірюється: в колі змінного струму - між піком другий напівхвилі напруги після відключення і прямою лінією, проведеною між піками попередньої і наступної півхвиль; в ланцюзі постійного струму - як середнє значення протягом 100 мс після вимкнення струму. 

Час плавлення плавкого елемента запобіжника - інтервал часу від моменту початку перебігу надструму через запобіжник до моменту досягнення найбільш нагрітого ділянки плавкого елемента температури плавлення матеріалу. При цьому мається на увазі, що Надструм має таке значення, якого досить для розплавлювання плавкого елемента. 

Преддуговое час запобіжника - час між початком протікання струму, достатнього для розплавлення плавкого елемента, і моментом виникнення електричної дуги . 

Час дуги - інтервал часу між моментом появи дуги і моментом її остаточного згасання. 

Час відключення запобіжника (повний час) - сума переддугового часу і часу дуги. 

Втрати потужності при номінальному струмі - твір номінального струму на падіння напруги в запобіжнику. Зниження цього параметра збільшує термін служби запобіжників, заощаджує енергію і запобігає тепловий вплив запобіжників на перебувають поблизу елементи управління. Крім того, цей параметр є важливим показником стану запобіжника в процесі експлуатації: підвищення втрат потужності навіть на кілька відсотків свідчить про початок руйнування плавких елементів запобіжника. 

Характеристики енергетичного впливу струму, що протікає через запобіжник 

Часострумова переддугова характеристика - залежність переддугового часу (або повного часу спрацьовування) запобіжника від очікуваного струму відключення при встановлених умовах. 

Часострумові характеристика плавлення плавкою вставки - залежність часу плавлення плавкою вставки від очікуваного струму відключення при встановлених умовах . 

Часострумові характеристика відключення запобіжника - залежність часу відключення запобіжника від струму відключення при встановлених умовах. 

Інтегральна характеристика запобіжника - залежність інтегралів преддугового (або повного) струму від очікуваного струму. 

Характеристика струмообмежувального запобіжника - залежність пропускається струму від струму відключення запобіжника при встановлених умовах. 

Часострумові характеристики - характеристики струмообмежувального та інтегральна характеристика представляються у вигляді графіків з логарифмічним масштабом. 

Плавкі елементи постійного перетину звичайно виготовляються з дроту, а змінного - з металевої фольги або тонкої металевої плівки. Зазвичай конструкції плавкого елемента змінного перерізу включають в себе звуження (вузькі перешийки) з підвищеною щільністю струму і широкі частини, що забезпечують певні теплові режими плавкого елемента. Ставлення поперечного перерізу широкої частини плавкого елемента до поперечного перерізу вузького перешийка визначає вид захисної характеристики (для швидкодіючих запобіжників це відношення більше 5, для інерційних та нормального швидкодія - менше 5). 

Якість запобіжників в значній мірі залежить від значень перехідного електричного опору - при поганому контакті з'єднання плавкого елементу з контактами плавкої вставки перехідний опір може досягати 50% електричного опору плавкого елемента, що призводить до перегріву запобіжника в номінальному режимі роботи і скорочення терміну його служби.  Всі плавкі елементи запобіжників з великими номінальними струмами приєднуються до контактних висновків зварюванням, забезпечує хорошу якість контактних з'єднань. 

Для запобіжників з малими номінальними струмами використовується іноді пайка м'якими припоями, але частіше - механічне обтиснення.  У розбірних запобіжниках плавкий елемент з'єднаний з висновками плавкою вставки болтовим затиском. 

Найбільш підходящим матеріалом для плавкого елемента є срібло, тому що воно має високу та стабільну електричну провідність. Плавкі елементи зі срібла мають максимальний у порівнянні з усіма іншими використовуваними металами термін служби. Срібло володіє фізичними властивостями, позитивно впливають на захисні характеристики запобіжників, низькі значення питомої теплоємності, питомої теплоти плавлення випаровування, високий потенціал іонізації. Срібло володіє хорошими технологічними властивостями: легко піддається точній штампування, зварювання і пайку, не вимагаючи при цьому попередньої обробки . 

Найбільш близькими до срібла електрофізичними властивостями володіє мідь, завдяки чому вона також широко використовується у виробництві запобіжників. Однак мідь інтенсивно окислюється, а її окис стабільна аж до температури плавлення міді. Завдяки своїй стабільності плівка могла б бути захисною, якби не механічні напруги, які виникають при зміні температури і перешкоджають адгезії плівки до чистого металу. Внаслідок впливу цих сил оксидна плівка міді розтріскується і відшаровується, полегшуючи тим самим подальший розвиток корозійних процесів. Великого поширення в якості матеріалу плавких елементів отримує алюміній. Електричний опір алюмінієвих плавких елементів стабільно при тривалому протіканні номінального струму, що обумовлено наявністю тонкої оксидної плівки, що захищає метал від подальшого окислення і не руйнується при нагріванні до температури плавлення. Проте саме наявність цієї плівки ускладнює процеси паяння та зварювання алюмінієвих плавких елементів. 

З інших металів, що застосовуються для виготовлення плавких елементів, слід зазначити цинк. Він має низьку температуру плавлення, що переважно для плавкого елемента, оскільки при цьому значно знижуються вимоги до термостійкості інших елементів конструкції. Теплофізичні характеристики цинку забезпечують досить низьке значення інтеграла плавлення [10, c. 38]. 

Конструкція контактів запобіжника повинна забезпечувати міцне утримання плавкої вставки від переміщення її під дією власної ваги і електродинамічнихсил, що виникають при струмах перевантаження і КЗ, а також механічних впливах. При цьому не повинен порушуватися електричний контакт між основою і утримувачем плавкої вставки, утримувачем плавкою до ставок і плавкою в ставкою, плавкою вставкою і підставою.  Основні розміри висновків запобіжників повинні відповідати ГОСТ 21242-75. Вони повинні допускати приєднання зовнішніх проводів та кабелів з діапазоном перетинів, встановлених ГОСТ 12434-83.