Sigurante fuzibile - constructie si principiu de functionare, alegerea sigurantelor fuzibile

Sigurante fuzibile

1. Constructie si principiu de functionare

O siguranta fuzibila are, in general, doua componente de baza :

- elementul inlocuibil (de inlocuire) - partea mobila care contine elementul fuzibil ce urmeaza a se topi in caz de defect si care urmeaza a fi inlocuita dupa functionare, prevazut cu contacte in vederea motarii in soclu ;

- soclul – partea fixa, in care se monteaza elementul de inlocuire, prevazut cu contacte fixe racordate direct la circuitul protejat.

In functie de realizarea constructiva, privind asamblarea elementului de inlocuire cu soclul, se deosebesc :

- sigurante cu filet ;

- sigurante tubulare ;

- sigurante cu 'cutite'.

2. Principalele caracteristici ale sigurantelor fuzibile

Curentul nominal al elementului de inlocuire I_n este curentul la care elementul de inlocuire (fuzibil) rezista timp nelimitat.

Valorile curentilor nominali sunt (conform CEI): 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.

Curentul nominal al soclului I_soclu caracterizeaza functionarea normala a soclului in care se monteaza elementele de inlocuire.

Valorile celor doi curenti variaza in trepte corelate, conform tabelului 1 si se indica in scheme sub forma unei fractii I_soclu/I_n.

Tabelul 1. Trepte de curent pentru sigurante fuzibile

Identificarea sigurantelor fuzibile se face printr-un grup de doua litere:

- prima litera indica domeniul curentilor de rupere (de catre elementul de inlocuire):

- g – toti curentii;

- a – numai o parte din curenti;

- a doua litera precizeaza categoria de utilizare, definind caracteristica timp-curent, timpii si curentii conventionali:

- gG – sigurante de uz general, care pot rupe orice curent;

- aM – sigurante pentru protectia circuitelor motoarelor, care pot rupe numai o parte din curenti.

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

In practica de proiectare se mai intalneste notatia gL – sigurante pentru protectia liniilor (conductoare si cabluri).

In mod frecvent, sigurantele gG sunt folosite si pentru protectia circuitelor motoarelor, in masura in care caracteristicile lor tin seama de curentul de pornire al motorului. Este evident ca, la acelasi curent de calcul al circuitului, sigurantele din circuitul unui motor vor avea curenti nominali mai mari decat in cazul unui receptor fara curent de varf.

Caracteristica timp – curent (caracteristica de protectie) este data de curba timpului de functionare (de intrerupere) t_f in functie de curentul care parcurge siguranta. Avand in vedere dispersia timpilor de topire, la aceeasi valoare a curentului, fiecarei sigurante ii corespund, in general, doua curbe delimitand o zona de protectie in care poate avea loc intreruperea. Dispersia caracteristicii de protectie se ia in considerare in proiectarea retelelor pentru receptoare foarte importante; in rest se recurge la caracteristica de protectie sub forma unei singure curbe reprezentand, de regula, durata de prearc in functie de intensitatea curentului.

Diferenta intre caracteristicile celor doua clase de sigurante este evidentiata in figura 1. In timp ce sigurantele de uz general intrerup curentii cu valori cuprinse intre curentul conventional de fuziune (circa 1,6I_n) si capacitatea lor de rupere I_r, sigurantele de insotire functioneaza ca protectie incepand cu valori de circa 4I_n.

Caracteristicile sigurantelor gG cu diferiti curenti nominali I_n alcatuiesc o familie de caracteristici (fig. 2) din care se observa ca, la aceeasi valoare a curentului de scurtcircuit care parcurge succesiv mai multe sigurante, functioneaza mai intai, de regula, fuzibilul cu curentul nominal cel mai mic. Timpii de functionare indicati in caracteristici pentru starea rece a sigurantelor se reduc cu circa 35% in cazul unei sarcini preliminare egale cu curentul nominal.

Caracteristica de limitare (fig. 3) indica, la o anumita valoare a curentului nominal I_n, valoarea curentului limitat taiat (numit si curent de trecere) i_D (valoarea instantanee maxima 0a curentului limitat i_l) functie de valoarea efectiva a curentului de scurtcircuit prezumat I_p (in exemplul din figura, la un scurtcircuit simetric cu I_p = 10 kA, curentul din circuit este limitat, in cursul intreruperii la 7 kA pentru o siguranta cu I_n = 100 A, in timp ce o siguranta cu I_n = 10 A limiteaza valoarea curentului la 1,4 kA). Fenomenul de limitare a curentului este ilustrat in figura (4).

4. Alegerea sigurantelor fuzibile

Alegerea sigurantelor consta in stabilirea curentului nominal al elementului de inlocuire I_n, urmata de alegerea soclului corespunzator (de exemplu, conform tab.1). In acest scop, in practica se folosesc relatii simple intre curentul nominal al sigurantei si parametrii circuitului in care sunt inserate (curentul de calcul I_c, curentul de varf I_v, curentul maxim admisibil al conductorului sau cablului ), specifice conditiilor de exploatare.

I. Sigurantele de uz general folosite in circuitele de putere trebuie sa satisfaca simultan doua sau trei conditii in absenta respectiv in prezenta curentului de varf in circuitul respectiv.

1. Siguranta trebuie sa suporte timp nelimitat curentul de calcul al circuitului, ceea ce se realizeaza atunci cand curentul nominal al sigurantei este superior curentului de calcul:

(din acest punct de vedere, siguranta ar trebui sa fie de un curent cat mai mare).

2. Trebuie sa se asigure protectia conductorului retelei la supracurenti anormali, deconectand circuitul inainte ca temperatura acestuia sa depaseasca limitele admise, in corelatie cu valoarea curentului maxim admisibil corespunzator materialului si sectiunii conductorului metalic, executia circuitului (conductor, cablu, bare) si conditiilor de montaj si exploatare.

a. protectia numai la scurtcircuit (daca este cazul, in circuit trebuie sa existe un dispozitiv special de protectie la suprasarcina):

b. protectia la suprasarcina si scurtcircuit (daca in circuit nu sunt prevazute aparate specifice de protectie la suprasarcina):

3. Siguranta nu trebuie sa functioneze la curentii de varf (supracurenti functionali, care nu trebuie interpretati drept curenti de defect). Curentul nominal al sigurantei trebuie corelat cu intensitatea curentului de varf I_v si cu durata acestuia t_v.

In cazul cel mai des intalnit al motoarelor electrice, intervin curentul de pornire I_p:

(cf. §. 4.6)

si durata pornirii

care depinde de dificultatea pornirii, in functie de sarcina in momentul pornirii. Se pot considera aproximativ urmatoarele valori:

Exista mai multe modalitati de aplicare a acestei conditii.

a. folosirea caracteristicilor individuale timp-curent t = f(I_n) ale sigurantelor (fig. 5); se poate alege orice siguranta a carei caracteristica se gaseste deasupra punctului critic, de coordonate (t_p, I_p);

b. folosirea unei caracteristici comune pentru o familie de sigurante t = f(I/I_n), care, de regula este reprezentata printr-o zona in planul caracteristicilor (fig. 6); conditia de alegere este

in care C_p depinde atat de felul motorului si schema de pornire (K_p), cat si de dificultatea pornirii (t_p). In practica de proiectare actuala, se considera urmatoarele valori (care conduc, se pare, la o supradimensionare acceptabila):

c. utilizarea indicatiilor din cataloagele de produs, specifice tipului de siguranta, care se pot prezenta sub cel putin doua forme:

tabele indicand direct curentul nominal al sigurantei in functie de puterea motorului:

relatia intre curentul nominal al sigurantei si curentul nominal al motorului

De exemplu, pentru unele sigurante produse de AEG se indica valorile factorului
C: 1,2 1,5 pentru pornire normala si peste 1,5 pentru pornire grea.

II. Sigurantele de uz general folosite in circuitele de lumina si prize (care asigura si protectia la suprasarcina rezultata prin supraincarcare) trebuie sa satisfaca relatia:

a. daca posibilitatea de aparitie a suprasarcinilor este minima (de exemplu, in cazul lampilor fluorescente tubulare)

b. in restul cazurilor:

III. Sigurantele de insotire se aleg conform indicatiilor din cataloagele referitoare la receptorul alimentat.