Typy pojistek

Pokud se tak ale stane, pojistka (palubní sítě aut jsou vybaveny hlavně jimi) zahyne jako samuraj v boji – shoří a ochrání jí svěřený elektrický obvod. Ne nadarmo se v angličtině pro tento typ součástky vyskytuje výraz: sacrificial fuse.

Výhoda jednorázových pojistek je zřejmá. Za prvé, když se přetrhnou, zaručeně přetrhnou řetěz. A za druhé, dělají to rychle, zabraňují přehřátí drátů a v důsledku toho požáru.

Před čím chrání pojistky?

Jak jste již pravděpodobně pochopili, účelem pojistky je otevřít obvod v kritické situaci, tedy v situaci, kdy existuje riziko zahřátí, roztavení a vznícení vodičů, což je velmi nebezpečné, protože auto je nasyceno hořlavými kapalinami a materiály. Jedná se o tyto situace:

• zkrat;
• zvýšení proudové síly v obvodu o hodnotu větší, než je jmenovitý výkon pojistky;
• připojení spotřebiče, jehož výkon převyšuje vypočtený pro daný úsek sítě.

To se týká zejména obvodu zapalovače cigaret a podobných palubních zásuvek automobilu (umístěných v kufru, přihrádce v palubní desce). Ostatně, podle Ohmova zákona, aby bylo možné napájet zařízení, jehož výkon (a tedy i odpor) je vysoký, při pevném napětí, musí být zvýšen proud. Ale dráty k tomu nemusí být určeny – nemusí mít požadovaný průřez, a proto se začnou zahřívat. Toho lze v běžném režimu zaznamenat například dotykem zástrčky zvláště účinného kompresoru pneumatik nebo vysavače do auta po práci.

Dokud však proudová síla nepřesáhne tu, pro kterou je pojistka navržena, je situace pod kontrolou a je omezena na mírné zahřátí izolace, aniž by došlo k jejímu roztavení. Jakmile síla proudu překročí kritický bod (včetně toho, že se zvýší odpor ohřívaného spotřebiče), tenký kovový vodič, jádro pojistky, vyhoří.

Historie a typy pojistek

Předpokládá se, že pojistku vynalezl Louis François Clément Breguet, francouzský elektrotechnik… a hodinář – vnuk téhož Abrahama-Louise Bregueta, který založil společnost Breguet. Rodina dala světu mnoho vynálezců: vnuk samotného elektrotechnika Louis Charles vytvoří na začátku 1847. století první celokovové letadlo na světě. Mezitím v roce XNUMX Louis François Clément v průběhu řady experimentů zjistil, že vložky vyrobené z drátu určité tloušťky jsou schopné vyhořet, když se proud v obvodu zvýší o hodnotu úměrnou průřezu.

Automobilové „obětní pojistky“ vlastně po dlouhou dobu nebyly tak obětavé, protože to byla deska s pružinovými kontakty, mezi nimiž byl natažen drát o délce 1-2 cm. a dalších 15-20 centimetrů bylo navinuto výše, na speciálním malém navijáku. Když taková pojistka shořela, řidič jednoduše odmotal nový kus drátu, nainstaloval jej mezi kontakty a mohl pokračovat v jízdě.

To pokračovalo až do 60. a 70. let minulého století. Poté se do automobilového průmyslu dostaly skleněné pojistkové vložky (nebo keramické podobné velikosti) s drátem uvnitř, známým mnohým z domácích spotřebičů, ale nebyly široce používány kvůli jejich křehkosti. V dnešní době se instalují pouze na doplňkové okruhy – nejčastěji pro hudební aparaturu nebo alarmy a nechybí ani v autodoplňcích.

Dalším poměrně dlouhým stupněm (do konce 90. let) jsou válcové zápalnice („torpéda“). U nás se jim často říkalo keramické, podle materiálu se válec vyráběl, i když běžné byly i plastové vložky – např. zahraniční výroby. Vypadaly jako malé prstové baterie a do zásuvek se vkládaly přibližně stejným způsobem. Kontakty byly umístěny na koncích válce a byly spojeny tavnou pojistkou. Právě u válcových pojistek začala tradice označování pojistek barvou podle jejich hodnocení.

Dnes jsou nejrozšířenějšími pojistkami lopatkové pojistky (také známé jako kolíkové nebo praporkové pojistky). Jedná se o část ve tvaru písmene U, uvnitř průsvitného plastového tělesa je tavný prvek a ven vyčnívají dva kontakty zasunuté do objímky. Nožové pojistky se instalují a vyjímají pomocí plastové pinzety dodávané s vozidlem nebo náhradní sady.

Konečně byla stanovena barevná hierarchie pojistkových vložek, díky které mohou nyní i lidé se špatným zrakem přesně určit hodnotu pojistky.

Barvy pojistek v moderním standardu

• černá – 1A;
• šedá – 2A;
• fialová – 3A;
• hnědožlutá (písková) – 5A;
• hnědá – 7,5A;
• červená – 10A;
• modrá – 15A;
• žlutá – 20A;
• bílá – 25A;
• zelená – 30A;
• oranžová – 40A;
• modrá – 60A.

Použití pojistek s vyšším jmenovitým výkonem v moderních automobilech je obecně vzácné a dokonce i nízké jmenovité hodnoty (méně než 5 ampérů) jsou zcela vzácné. Náhradní sady dostupné v obchodech obvykle obsahují pojistky dimenzované na 10, 15, 20 a 30 ampérů, které chrání nejzranitelnější elektrické obvody.

Při nákupu náhradních pojistek byste měli věnovat pozornost také velikosti použité v konkrétním modelu vozu (obvykle je stejná pro všechny jednotky, ale existují výjimky, zejména pokud je vůz modernizován nebo vyladěn).

Stažení přihláška zdarma a dostat 300₽ jako dárek

Vyvinuli jsme mobilní aplikaci!
Po registraci do aplikace vám dáváme dárek – 300 BONUSY, kterým můžete zaplatit část práce

• Cashback 5 % z každé pracovní zakázky
• Pohodlná online žádost o schůzku s výběrem vhodného autoservisu
• Aktuální oznámení o probíhajících akcích a osobních nabídkách

Nainstalujte aplikaci ve 2 jednoduchých krocích:

Elektrická pojistka – elektrická ochrana elektroinstalace, elektrických přijímačů a elektrických sítí před účinky nadměrného proudu po určitou dobu, spočívající v přerušení toku proudu.

Hlavním účelem pojistky je přerušit tok proudu, aby nedošlo k dalším následkům zkratových proudů a přetížení, jako je požár, výbuch nebo úraz elektrickým proudem.

Čím vyšší je proud, tím rychleji se pojistka zahřívá a vypíná. Pojistky mají inverzní charakteristiku času a proudu, což znamená, že čím vyšší je proud, tím kratší dobu trvá vypnutí.

Jakýkoli elektrický systém pracuje na rovnováze dodané a spotřebované energie. Když se na elektrický obvod přivede napětí, přivede se na určitý odpor obvodu. V důsledku toho na základě Ohmova zákona vzniká proud, díky kterému se pracuje.

Při poruchách izolace, chybách instalace nebo nouzovém režimu se odpor elektrického obvodu postupně snižuje nebo prudce klesá. To vede k odpovídajícímu zvýšení proudu, který při dosažení hodnoty přesahující jmenovitou hodnotu způsobuje poškození zařízení a osob.

Otázky bezpečnosti vždy byly a budou při používání elektrické energie aktuální. Bezpečnostním zařízením je proto neustále věnována zvýšená pozornost. První takové konstrukce, nazývané pojistky, jsou široce používány dodnes.

Elektrická pojistka je součástí pracovního obvodu, zařezává se do řezu přívodního vodiče, musí spolehlivě odolávat provozní zátěži a chránit obvod před vznikem nadměrných proudů. Tato funkce je základem pro její klasifikaci podle jmenovitého proudu.

Podle použitého principu činnosti a způsobu přerušení obvodu jsou všechny pojistky rozděleny do 4 skupin:

1. s pojistkovou vložkou;

2. elektromechanické provedení;

3. založené na elektronických součástkách;

4. samoopravné modely s nelineárními vratnými vlastnostmi po působení superproudů.

Pojistky tohoto provedení obsahují vodivý prvek, který se vlivem proudu o hodnotě přesahující jmenovitou nastavenou hodnotu přehřátím roztaví a vypaří. Tím je zajištěno, že je z obvodu odstraněno napětí a obvod je chráněn.

Pojistkové vložky mohou být vyrobeny z kovů, například mědi, olova, železa, zinku nebo jednotlivých slitin, které mají koeficient tepelné roztažnosti, který zajišťuje ochranné vlastnosti elektrického zařízení.

Charakteristiky ohřevu a chlazení vodičů pro elektrická zařízení za ustálených provozních podmínek jsou uvedeny na obrázku.

Provoz tavné pojistkové vložky při projektovaném zatížení je zajištěn vytvořením spolehlivé teplotní rovnováhy mezi teplem generovaným na kovu při průchodu pracovního elektrického proudu přes něj a odvodem tepla do okolí v důsledku rozptylu .

Když nastanou nouzové podmínky, tato rovnováha se rychle naruší.

Kovová část pojistkové vložky při zahřátí zvyšuje hodnotu jejího aktivního odporu. To způsobí větší zahřívání, protože generované teplo je přímo úměrné hodnotě I2R. Zároveň se opět zvyšuje odpor a tvorba tepla. Proces pokračuje jako lavina, dokud nedojde k roztavení, varu a mechanické destrukci tavné vložky.

Když se obvod uvnitř pojistkové vložky přeruší, vznikne elektrický oblouk. Až do úplného zhasnutí jí prochází proud nebezpečný pro instalaci, který se mění podle charakteristiky znázorněné na obrázku níže.

Hlavním provozním parametrem pojistkové vložky je její časově-proudová charakteristika, která určuje závislost násobku nouzového proudu (vzhledem k jmenovité hodnotě) na době odezvy.

Pro urychlení provozu pojistkové vložky při nízkých rychlostech nouzových proudů se používají speciální technické techniky:

• vytváření forem proměnlivého průřezu se zónami redukované plochy;
• pomocí metalurgického efektu.

Při zužování desek se zvyšuje odpor a vzniká více tepla. V běžném provozu se tato energie dokáže rozprostřít rovnoměrně po celém povrchu a při přetížení vznikají kritické zóny v úzkých hrdlech. Jejich teplota rychle dosáhne stavu, kdy se kov roztaví a přeruší elektrický obvod.

Pro zvýšení výkonu jsou desky vyrobeny z tenké fólie a použity v několika paralelně spojených vrstvách. Vyhoření jakékoli oblasti na jedné z vrstev zrychluje odezvu ochrany.

Princip metalurgického efektu

Je založen na vlastnosti jednotlivých nízkotavitelných kovů, například olova nebo cínu, rozpouštět ve své struktuře více žáruvzdorné mědi, stříbra a jednotlivých slitin.

K tomu se na lankové dráty, ze kterých je vyrobena pojistková vložka, nanášejí kapky cínu. Při přípustné teplotě drátěného kovu tyto přísady nevytvářejí žádný efekt, ale v nouzovém režimu se rychle roztaví, rozpustí část základního kovu a zajistí rychlejší chod pojistky.

Účinnost této metody se objevuje pouze na tenkých vodičích a výrazně klesá s rostoucím jejich průřezem.

Hlavní nevýhodou pojistkové vložky je, že když vypadne, musí být ručně vyměněna za novou. K tomu je potřeba udržovat jejich zásobu.

Pojistky elektromechanického provedení

Princip zaříznutí ochranného zařízení do přívodního vodiče a zajištění jeho přetržení za účelem odlehčení napětí nám umožňuje zařadit elektromechanické výrobky vytvořené k tomuto účelu mezi pojistky. Většina elektrikářů je však řadí do samostatné třídy a říká jim jističe, nebo zkráceně jističe.

Během jejich provozu speciální senzor neustále sleduje velikost procházejícího proudu. Po dosažení kritické hodnoty je do aktuátoru vyslán řídicí signál – nabitá pružina z tepelné nebo magnetické spouště.

Pojistky na elektronických součástkách

V těchto provedeních funkci ochrany elektrických obvodů elektronických přístrojů a zařízení plní bezkontaktní elektronické klíče na bázi výkonových polovodičových součástek z diod, tranzistorů nebo tyristorů.

Říká se jim elektronické pojistky (EC) nebo proudové řídicí a spínací moduly (MCCT).

Jako příklad je na obrázku znázorněno blokové schéma znázorňující princip činnosti pojistky na tranzistoru.

Řídicí obvod takové pojistky odstraňuje měřený signál o hodnotě proudu z odporového bočníku. Je upraven a přiveden na vstup izolovaného polovodičového polovodičového tranzistoru typu MOSFET.

Když proud pojistkou začne překračovat přípustnou hodnotu, brána se zablokuje a zátěž se vypne. V tomto případě se pojistka přepne do samoblokovacího režimu.

Pokud je v elektrickém obvodu použito mnoho MCCT, pak nastávají potíže při určování, která pojistka vypadla. Pro usnadnění jeho vyhledávání byla zavedena funkce vyslání signálu „Alarm“, který lze detekovat rozsvícením LED nebo aktivací polovodičového či elektromechanického relé.

Takové elektronické pojistky jsou rychle působící, jejich doba odezvy nepřesahuje 30 milisekund.

Výše uvedené schéma je považováno za jednoduché a lze jej výrazně rozšířit o nové doplňkové funkce:

• nepřetržité sledování proudu v zátěžovém obvodu s generováním povelů k vypnutí, když proud překročí 30 % jmenovité hodnoty;
• odpojení chráněného prostoru v případě zkratu nebo přetížení, vyslání signálu, když proud v zátěži vzroste nad 10 % nastaveného nastavení;
• ochrana výkonového prvku tranzistoru při teplotách nad 100 stupňů.

Pro taková schémata jsou použité moduly MCCT rozděleny do 4 skupin na základě doby odezvy. Nejrychlejší zařízení jsou klasifikována jako třída „0“. Vypínají proudy překračující nastavení o 50 % do 5 ms, o 300 % za 1,5 ms a o 400 % za 10 μs.

Tato ochranná zařízení se liší od pojistkových vložek tím, že po odpojení nouzové zátěže zůstávají funkční pro další opakované použití. Proto se jim říkalo samoléčivé.

Konstrukce je založena na polymerních materiálech, které mají kladný teplotní koeficient pro elektrický odpor. Za běžných, normálních podmínek mají krystalickou mřížkovou strukturu a při zahřátí se náhle přeměňují do amorfního stavu.

Odezvová charakteristika takové pojistky se obvykle udává ve formě logaritmu odporu v závislosti na teplotě materiálu.

Když má polymer krystalovou mřížku, dobře prochází elektrickým proudem, jako kov. V amorfním stavu se vodivost výrazně zhoršuje, což zajišťuje odpojení zátěže při výskytu abnormálního stavu.

Takové pojistky se používají v ochranných zařízeních k eliminaci vícenásobného přetížení, ke kterému dochází tam, kde je výměna pojistkové vložky nebo ruční zásahy operátora obtížné. Jedná se o oblast automatických elektronických zařízení, široce používaných ve výpočetní technice, mobilních přístrojích, měřicích a lékařských zařízeních a vozidlech.

Spolehlivý provoz samočinných pojistek je ovlivněn okolní teplotou a velikostí proudu, který jí protéká. Pro jejich vysvětlení byly zavedeny technické termíny:

• procházející proud, definovaný jako maximální hodnota při teplotě +23 stupňů Celsia, která nespouští zařízení;
• aktivační proud jako minimální hodnota, která při stejné teplotě vede k přechodu polymeru do amorfního stavu;
• maximální hodnota použitého provozního napětí;
• doba odezvy měřená od okamžiku vzniku nouzového proudu do odpojení zátěže;
• ztrátový výkon, který určuje schopnost pojistky při +23 stupních přenášet teplo do okolí;
• počáteční odpor před připojením k práci;
• odpor dosažen 1 hodinu po ukončení aktivace.

Samočinné pojistky mají:

• malé rozměry;
• rychlá odezva;
• stabilní zaměstnání;
• kombinovaná ochrana zařízení proti nadproudu a přehřátí;
• není potřeba údržba.

Typy provedení pojistek

V závislosti na úloze jsou pojistky navrženy tak, aby fungovaly v obvodech:

• průmyslová zařízení;
• domácí elektrické spotřebiče pro všeobecné použití.

Protože pracují v obvodech s různým napětím, jsou pouzdra vyrobena s výraznými dielektrickými vlastnostmi. Podle tohoto principu jsou pojistky rozděleny do konstrukcí, které fungují:

• s nízkonapěťovými zařízeními;
• v obvodech do 1000 voltů včetně;
• v obvodech vysokonapěťových průmyslových zařízení.

Speciální konstrukce zahrnují pojistky:

• explozivní;
• děrování;
• se zhášením oblouku, když se okruh otevírá v úzkých kanálcích jemnozrnných plniv nebo vytvářením autoplynu nebo kapaliny;
• pro vozidla.

Nouzový proud omezený pojistkami se může pohybovat od zlomků ampéru až po kiloampéry.

Někdy elektrikáři instalují do pouzdra místo pojistky kalibrovaný drát. Tato metoda se nedoporučuje, protože i při přesné volbě průřezu se elektrický odpor drátu může lišit od doporučeného vzhledem k vlastnostem samotného kovu nebo slitiny. Taková pojistka nebude fungovat přesně.

Ještě větší chybou je náhodné použití domácích „štěnic“. Nejčastěji jsou příčinou nehod a požárů, ke kterým dochází v elektrických rozvodech.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí: