Калькулятор расчета диаметра провода для плавких вставок предохранителей

ВЫБОР ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ, АВТОМАТОВ И СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО ДОПУСТИМОМУ НАГРЕВУ

При коротком замыкании или значительной перегрузке электрическая проводка должна быть автоматически отключена, в противном случае может воспламениться изоляция проводов, что приведет к пожару. Для автоматического отключения проводки при превышении установленных значений силы тока предназначены аппараты защиты. В сельском хозяйстве для этой цели часто применяют плавкие предохранители, устройство которых чрезвычайно просто (см. гл. 9). В фарфоровом корпусе помещены проводники небольшого сечения — плавкие вставки, включаемые последовательно в каждый фазный провод линии. Если ток линии возрастает сверх допустимого, то плавкая вставка перегорит, отключив цепь раньше, чем температура защищаемых ею проводов станет недопустимо высокой.

В сельских сетях низкого напряжения для внутренней установки применяют предохранители двух типов: пробочные и трубчатые. Их номинальные токи в амперах нормированы по следующей шкале: 4, 6, 15, 20, 25, 35, 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300.

Предохранители устанавливают во всех местах, где сечение проводника по направлению к местам потребления энергии уменьшается, а также на вводах в здания и головных участках сети. Чтобы при аварии перегорел только ближайший к месту повреждения предохранитель, номинальный ток плавкой вставки каждого последующего от источника питания предохранителя должен быть по крайней мере на одну ступень меньше, чем предыдущего.

Плавкий предохранитель обычного типа представляет собой весьма несовершенный аппарат. Продолжительность перегорания его плавкой вставки зависит от тока перегрузки. При токах, в 2,5 раза превышающих номинальный, новая плавкая вставка перегорает сравнительно быстро (через 8. 10 с). Токи, большие номинального в 1,5 раза, вставка выдерживает не менее 1 ч, а в 1,2. 1,3 раза — неопределенно продолжительное время. Уменьшить эти величины и выполнить новую плавкую вставку так, чтобы она перегорела при меньших перегрузках, нельзя. Дело в том, что со временем плавкая вставка окисляется, стареет и перегорает при токах, меньших, чем новая, и может перегореть при номинальном токе или даже при значениях тока, меньших номинального.

Пусковой ток короткозамкнутых асинхронных двигателей, применяющихся для привода сельскохозяйственных потребителей, в 5. 7 раз превышает номинальный. Продолжительность пуска таких двигателей достигает 5. 10 с и более. Если выбрать плавкую вставку по номинальному току двигателя, то при пуске она мгновенно перегорит. Поэтому приходится превышать номинальный ток плавкой вставки, что приводит к увеличению сечения соответствующих ей проводов.

При защите проводов и кабелей плавкими предохранителями (кроме кабелей, проложенных в земле) расчет электрической сети начинают с выбора плавкой вставки. Ее выбирают по следующим правилам.

Для предохранителей обычного типа, защищающих ответвления к короткозамкнутым асинхронным двигателям с нормальными условиями работы (редкие пуски, продолжительность разбега 5. 10с), а = 2,5. При защите двигателей с тяжелыми условиями работы (частые пуски, продолжительность разбега до 40 с) а = 1,6. 2,0.

Максимальный ток в цепи с одним двигателем равен его пусковому току. В каталогах обычно приводят кратность пускового тока двигателя к. Тогда максимальный ток в цепи

Очевидно, что для потребителей с небольшими пусковыми токами (асинхронные двигатели с фазным ротором) почти всегда большее значение тока плавкой вставки можно получить по правилу 1 из выражения (5.25).

Для потребителей, пусковой ток которых практически равен рабочему (осветительные установки, тепловые потребители), ток плавкой вставки, определенный по правилу 1, также всегда больше тока, найденного по правилу 2.

Определив номинальный ток плавкой вставки, выбирают соответствующее ему сечение провода в зависимости от того, будет он защищен плавкой вставкой только от коротких замыканий или также и от перегрузок. По правилам устройства электроустановок от перегрузок нужно защищать осветительные сети в жилых и общественных зданиях, торговых и служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, а также в пожаро- и взрывоопасных зонах. Сети любого назначения, выполненные проводами с горючей оболочкой, при открытой прокладке необходимо также защищать от перегрузок. Это относится к сетям любого типа во взрывоопасных помещениях. В перечисленных случаях необходимо выбрать такое сечение, чтобы было соблюдено следующее соотношение:

Выбрав сечение провода, его также проверяют по формуле (5.31).

Выбор диаметра проволоки и ремонт предохранителя

Ну, а теперь давайте перейдет к основному вопросу нашей статьи – выбору диаметра и непосредственно ремонту. Начнем с первого.

Выбор диаметра проводника

Диаметр проводника в предохранителях четко рассчитан. Если вы выполняете замену, то должны установить проводник такого же диаметра. Иначе ваш предохранитель не будет выполнять свою функцию по защите электрической сети.

Сделать это можно несколькими способами. Наиболее простой взять сечение провода для предохранителя, и таблица стандартных значений позволит осуществить вам выбор. Для этого достаточно измерить диаметр провода.

Диаметр провода можно измерить с помощью штангенциркуля или даже обычной линейки. Если диаметр проволоки для предохранителя слишком мал, то измерения можно произвести следующим образом. Проволоку наматываем на любой небольшой предмет – зажигалку, карандаш, ручку.

Желательно сделать 10-20 витков, для большей точности измерения. Витки делаем максимально плотными, для исключения пространства межу ними. Затем измеряем диаметр всех витков. Полученное значение делим на количество витков. Вот вам и диаметр провода для предохранителя.

• Расчет предохранителя из медной проволоки можно произвести и для значений, не указанных в таблице. Для этого нам необходимо знать требуемый ток плавкой вставки и материал проволоки.
• Для того чтобы вычислить диаметр медной проволоки для предохранителя до 7А, нам следует воспользоваться приведенной ниже формулой. В этой формуле d – рассчитываемый диаметр, Iпл – требуемый ток плавкой вставки, k – коэффициент учитывающий материал проволоки. Для меди он составляет 0,034.

Если вы хотите своими руками вычислить диаметр проволоки для вставки на номинал выше 7А, то вам следует воспользоваться формулой, приведенной ниже. В этой формуле m – коэффициент учитывающий материал проволоки. Для меди он равен 80.

Если толщина провода для предохранителя в результате расчета или выбора по таблице получилась таковой, какой нет в наличии. То можно добиться требуемого диаметра за счет соединения нескольких проволок разного сечения. Хотя этот вариант и несколько хуже.

Ремонт предохранителей

Установка вместо калиброванной плавкой вставки в предохранитель проволоки в простонародье называется установкой «жучка». Любой «жучек», согласно нормам ПУЭ, недопустим, так как не всегда способен качественно защитить электроустановку.

Тем не менее к такому способу ремонта предохранителей прибегают достаточно часто. Особенно когда под рукой нет запасного предохранителя.

Установка «жучка» вместо предохранителя зависит от его типа. Если это трубчатый предохранитель на большой номинальный ток, то такие изделия обычно имеют разборную конструкцию как на видео.

• То есть, предохранитель можно раскрутить. Изъять перегоревшую плавкую вставку и вместо нее установить предохранитель из медного провода.
• С изделиями меньших номиналов все немного сложнее. Обычно они изготавливаются неразборными, в связи с чем придётся повозиться.

• Если перед вами трубчатый предохранитель стеклянного или керамического типа, то они обычно имеют металлические оконцовки. Для установки «жучка» их необходимо просверлить с двух сторон и в полученную полость вставить наш проводник. Отверстие вместе с проводником желательно затем запаять.
• С ножевыми предохранителями выполнить ремонт своими руками несколько сложнее. Тут просверлить отверстие не получится, так как крепить провод необходимо к ножам, которые скрыты под корпусом. В этом случае сечение провода предохранителя на 10 А или другого номинала крепят непосредственно на ножи перед корпусом. А затем устанавливают предохранитель.

Именно, исходя из этих причин, наша инструкция не советует наматывать проволоку непосредственно на контакты-держатели предохранителей. Это же касается намотки провода поверху корпуса трубчатого предохранителя.

Отдельный вопрос — предохранители с наполнителем. Наполнитель необходим для более быстрого погасания электрической дуги. Обычно такие изделия имеют разборную конструкцию и для них необходима такая же толщина проволоки для предохранителя, как и для других трубчатых изделий. Песок же, который находится внутри изделия, сначала ссыпаем, а затем опять засыпаем в предохранитель.

Предохранители до 1000В

Предохранители предназначены для защиты отдельных аппаратов и участков сети от токов к.з. и токов перегрузки. Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе выше номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь. Для защиты электроустановок на напряжение до 1000 В используют предохранители закрытые (резьбовые, трубчатые) и открытые (пластинчатые). Резьбовой однополюсный предохранитель состоит из основания с крышкой, плавкой вставки и головки (пробки). Основание и головку изготовляют из фарфора, крышку — из фарфора или пластмассы. Основание и крышку выполняют прямоугольными или квадратными. Резьбовые предохранители с резьбой Е-27 изготовляют на токи 6,3; 10; 16 ; 20 и 25А и напряжение до 380 В. Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя, отходящую — к винтовой резьбе, что обеспечивает безопасность обслуживания. Предохранители Е-27 применяют для защиты от перегрузок и токов к. з. проводов и токоприемников в осветительных сетях.

Трубчатые предохранители выпускают следующих типов: ПР-2, НПН, ПН-2 и ПП-17. Разборные предохранители ПР-2 предназначены для установки в сетях на напряжение 500 В и токи 15, 60, 100, 200, 400, 600 и 1000 А. В патроне предохранителя ПР-2 (рис. 1) плавкая вставка 5, прикрепляемая винтами 6 к контактным ножам 7, помещена в фибровую трубку 4, на которую насажены втулки 3 с резьбой. На них навинчены латунные колпачки 2, закрепляющие контактные ножи, которые входят в неподвижные пружинящие контакты, устанавливаемые на изоляционной плите. Под действием электрической дуги, возникающей при перегорании предохранителя, внутренняя поверхность фибровой трубки разрушается и образуются газы, способствующие быстрому гашению дуги. Предохранители НПН (насыпные неразборные) изготовляют на напряжение до 500 В и токи от 15 до 60 А, а ПН-2 (насыпные разборные) — на напряжение до 500 В и токи от 10 до 600 А (рис. 2, а). Плавкие предохранители ПП-17, изготовляемые на напряжение до 380 В и токи 500, 630, 800 и 1000 А, состоят из плавкой вставки, помещенной в керамическом корпусе, заполненном кварцевым песком, указателя срабатывания. При расплавлении плавкой вставки предохранителя перегорает вставка указателя срабатывания и освобождает взведенный при сборке указателя боек, который переключает свободный контакт, связанный кинематически с указателем срабатывания. Свободный контакт применяют при необходимости замыкания контактов реле и отключения выключателя питающей цепи. Предохранители ПП-17 смонтированы на контакторных станциях на 1000 А без свободного контакта. Пластинчатые открытые предохранители типа П состоят из медных или латунных пластин — наконечников, в которые впаяны медные калиброванные проволоки. Наконечники с помощью болтов присоединяют к контактам на изоляторах. Пластинчатые предохранители с открытой плавкой вставкой применяют в ТП некоторых городских электросетей и заменяют на закрытые ПН-2.

Справочные данные по предохранителям

Одним из элементов слаботочной защиты в выходных цепях источников питания и устройствах управления являются предохранители. При повышении уровня тока или напряжения в нагрузке выше предусмотренного, предохранители срабатывают, размыкая цепь питания «в обрыв» или представляя в этой цепи очень большое сопротивление току. Как элементы электронных конструкций эти приборы появились тогда же, когда «родились» все пассивные радиоэлементы. Сегодня плавкие вставки предохранителей представляют собой сверхбыстродействующие конструкции для защиты от короткого замыкания силовых полупроводников, в частности тиристоров, GТО и диодов. Благодаря своим конструктивным особенностям эти элементы устойчивы к переменным нагрузкам. При соблюдении постоянного времени в цепи короткого замыкания плавкие вставки предохранителей применяются в цепях постоянного и переменного тока.

Разные производители (в основном зарубежные) выпускают сегодня широкий спектр приборов-предохранителей на основе плавких вставок, что называется, «на любой вкус и цвет». Благодаря характеристике сверхбыстродействия некоторые серии плавких предохранителей, например фирмы Sitron (3NЕ3.2, 3NЕ3.3, 3NЕ4.1, 3NЕ8.0, 3NЕ8.7 ), обладают классом защиты аR (защита полупроводников при токах определенной кратности). Серия 3NЕ1-3NЕ0 на номинальные токи 16-630 А имеет класс защиты gR (защита полупроводников при токах любой кратности).

Такие предохранители применимы как для защиты проводов (защиты от перегрузки и короткого замыкания), так и для защиты полупроводниковых элементов, микросхем стабилизаторов, усилителей радиопередатчиков. Их перегрузочная характеристика согласируется условиями работы промежуточных звеньев преобразователей напряжения (U- преобразователей).

Ни один электронный узел, будь то силовой агрегат или источник питания, не обходится без предохранителя-элемента защиты от пожара и удара электрическим током. Характеристики некоторых популярных типов предохранителей, представленные в табл. П.1-П.7., помогут легко подобрать аналоговые замены предохранителей в случае ремонта и окажут практическую помощь в конструировании радиоэлектронной техники.

Приборы отечественного производства

Таблица П.1. Предохранители с плавкими вставками отечественного производства до 10А

Наименование	Предельный ток, А	Наименование	Предельный ток, А
ВП1-1	0,25-5	ВПБ6-38	4
ВП1-2	0,25-5	ВПБ6-39	5
ВП2Б-1В	0,25-8	ВПБ6-40	6,3
ВП3Б-1В	1-8	ВПБ6-41	8
ВП3Т-2Ш	3,15-10	ВПБ6-42	10
ВП4-1	0,5	ВПБ6-5	0,5
ВП4-2	0,75	ВПБ6-7	1
ВП4-3	1	ВПМ2-М1	0,1-0,5
ВП4-4	2	ВТФ-6	6
ВП4-5	3,15	ВТФ-10	10
ВП4-6	3,5	ПК-30	0,15-2
ВП4-7	4	ПК-45	0,15-5
ВП4-8	0,1	ПЦ-30	1-5
ВП4-9	0,16	ВПТ6-1	0,16
ВП4-10	0,2	ВПТ6-2	0,25
ВП4-11	0,25	ВПТ6-3	0,315
ВП4-12	0,315	ВПТ6-4	0,4
ВП4-13	0,4	ВПТ6-5	0,5
ВП4-14	1,25	ВПТ6-6	0,63
ВП4-15	1,6	ВПТ6-7	1
ВП4-16	5	ВПТ6-8	1,25
ВП4-17	0,63	ВПТ6-9	1,6
ВП4-18	2,5	ВПТ6-10	2
ВПБ6-1	0,16	ВПТ6-11	3,5
ВПБ6-2	0,25	ВПТ6-13	5
ВПБ6-10	2	ВПТ6-15	0,25
ВПБ6-11	3,15	ВПТ6-18	0,5
ВПБ6-12	4	ВПТ6-19	2
ВПБ6-13	5	ВПТ6-20	1
ВПБ6-23	2	ВПТ6-26	5
ВПБ6-24	3,15	ВПТ6-28	0,25
ВПБ6-25	4	ВПТ6-31	0,5
ВПБ6-26	5	ВПТ6-33	1
ВПБ6-36	2	ПВД-1	4/6,3
ВПБ6-37	3,15

Таблица П.2. Предохранители отечественного производства, рассчитанные на рабочий ток свыше 15А

Наименование	Предельный ток, А
ПВД-2	16/25
ППН-35	35
ДВП4-2	12/16
ДВП4-2В	25
ПН2-100	31,5/40/50/63/80/100
ПН2-250	80/100/125/160/200/250
ПН2-400	250/315/355/400
ПН2-630	315/500/630
ПНБ-5М 380/400	250
ПР-2/220В	60
ПРС-25-10	10
ПРС-25-16	16
ПРС-25-20	25

Приборы зарубежного производства

Кроме плавких предохранителей, принцип действия которых основан на перегорании легкосплавного проводника при превышении расчетного тока, различают термопредохранители, которые разрывают электрическую цепь при превышении температуры нагрева их корпуса (пропорционально прохождению в цепи тока). По сравнению с плавкими, термопредохранители еще более инертны и их применение в электронных приборах весьма специфично, однако некоторые типы термопредохранителей могут конкурировать по эффективности с плавкими вставками (особенно при большом значении тока в цепи).

Электрик в доме

Диаметр провода для предохранителя

Плавкие предохранители

Иногда бывает нужно срочно заменить перегоревший предохранитель, а нужного нет под рукой. Но можно отремонтировать старый предохранитель, но при этом правильно подобрать диаметр провода для предохранителя или для плавкой вставки. В одной из предыдущих статей был рассмотрен подбор диаметра провода для предохранителя, точнее для обычной бытовой электрической пробки. Поэтому таблица подбора диаметра проволоки была приведена только для этих пробок. В этой статье я опубликую более полную таблицу, практически для любых плавких предохранителей.

Не смотря на огромное количество различных конструкций, все плавкие предохранители работают по одному и тому же принципу — перегорание заключённой внутри корпуса проволочки(проволочек) при превышении допустимого тока, проходящего через предохранитель. Плавкие предохранители (вставки) используются до сих пор в очень многих схемах, хотя постепенно их вытесняют автоматические предохранители. Поэтому будет не лишним знать как можно починить перегоревший предохранитель в автомобиле, пробку в квартире или на даче, плавкую вставку в электрощите, предохранитель в телевизоре, радиоприёмнике и т.д…

Некоторые вставляют вместо перегоревшего предохранителя толстую проволоку или гвоздь, но это может привести к поломке электроприборов и даже к пожару. Не делайте этого, лучше правильно рассчитайте необходимый диаметр проволочки.

Ремонт предохранителя

Принцип ремонта любого предохранителя прост — поставить новую проволоку взамен перегоревшей. Как это сделать можно посмотреть на примере ремонта электрической пробки. Для предохранителей, рассчитанных на большие токи, необходимо припаять проволочку, просто прикрутить будет недостаточно, будет плохой контакт, соединение начнёт нагреваться и может оплавить зажимы(гнездо,патрон) предохранителя. Для маломощных предохранителей можно зачистить концы проволочки ножом и просто накрутить несколько витков на контакты предохранителя, но при токе более 10А я этого делать не советую.

Если же запаять проволочку как было, то получится (при правильном подборе проволочки) практически новый предохранитель, не уступающий заводскому.

Таблица подбора диаметра провода для предохранителя

Таблица подбора диаметра провода для предохранителя

Как измерить или вычислить диаметр имеющейся под рукой проволочки было описано тут.

Будет интересно почитать:

Электронный сторож

Изобретение света

Установка проходного выключателя

Рубрики: Неисправности в электропроводке, Устройства защиты Метки: защитные устройства, сечение кабеля, Устройства защиты, электричество

Как рассчитать диаметр провода для предохранителя?

В современных электроприборах повсюду встречаются предохранители, или если говорить «по научному» — плавкие вставки. Они обеспечивают защиту сети и собственно самого прибора от коротких замыканий или перегрузки. Конструкция плавких вставок самая разнообразная, как и размеры.

Номинальные токи и напряжения на которые выпускаются предохранители соответствуют стандартным значениям. От величины номинального напряжения предохранителя зависят его габаритные размеры, а именно длина, чем выше номинальное напряжение предохранителя тем больше расстояние между контактами.

Номинальный ток определяется сечением проволоки внутри предохранителя.

Хотя в более дорогих устройствах уже можно встретить и самовосстанавливающиеся электрические предохранители, большинство приборов по-прежнему оснащены обычными предохранителями.

Общие понятия, знакомство с предохранителями трубчатой конструкции

Наиболее распространенные предохранители это так называемые, трубчатые. Они представляют из себя керамическую или стеклянную трубку с металлическими контактами-чашками с торцов. Эти чашки соединены между собой проволокой, сечение которой, как уже говорилось, определяет номинальный ток предохранителя. Этот ток указывается на трубке или одной из контактных частей предохранителя. Например: F0,5A – это значит, что данный предохранитель рассчитан на ток 0,5 ампера.

На электрических принципиальных схемах предохранитель обозначается прямоугольником с проходящей через него прямой линией. Рядом с условным графическим обозначением указывается его позиционное обозначение, например F1 (F – fuse, предохранитель по-английски); и если это не загромождает схему — номинальный ток, например 100 mA.

Принцип работы предохранителя предельно прост. При протекании по проволоке, соединяющей контакты предохранителя, номинального тока, эта проволока разогревается до температуры около 70 ˚С. А вот при превышении тока, проволока разогревается сильнее, и при превышении температуры плавления – расплавляется, т.е. перегорает. Именно по этой причине предохранители еще называют – плавкими или плавкой вставкой. Чем выше ток, тем быстрее нагрев, тем быстрее происходит расплавление, а соответственно и перегорание предохранителя.

Таким образом все плавкие вставки работают на одном и том же принципе – превышение тока в цепи вызывает перегрев и расплавление проволоки внутри предохранителя и как следствие отключение этой цепи от источника питающей сети.

Существует две основных причины перегорания плавких вставок: броски напряжения питающей сети и возникшая неисправность внутри самого электроприбора.

Проверка предохранителя, индикатор неисправности предохранителя

Проверить плавкую вставку можно любой «прозвонкой» или тестером. Задача состоит в том, чтобы убедиться, что цепь предохранителя цела и способна проводить электрический ток.

Проверять предохранитель, во избежание поражения электрическим током, допускается только при отключенном электроприборе!

Кроме этого можно купить или самостоятельно изготовить индикатор перегорания предохранителя, который уведомит вас о том, что предохранитель перегорел.

Схема такого устройства чрезвычайно проста и представлена на следующем рисунке.

Индикатор не светится, если предохранитель исправен, и светится в случае его перегорания.

Индикатор не светится если нагрузка отключена.

Такой схемой очень удобно дополнять блоки питания собственного изготовления.

Немного изменив (упростив) схему можно получить индикатор перегорания предохранителя на неоновой лампе, хотя она и не так эффективно смотрится как светодиод.

Подбор предохранителя по номинальной мощности электроприбора

После проверки предохранителя и определения, что он вышел из строя, необходимо его заменить. А для этого надо узнать его номинал, чтобы выполнить правильную замену.

Если вам известна мощность потребляемая электроприбором, обычно она указывается на шильде прибора, вы можете самостоятельно рассчитать номинальный ток предохранителя по следующей формуле:

Iном = Рмакс / Uном

Номинальный ток (Ампер) равен частному от максимальной мощности (Ватт) электроприбора деленной на номинальное напряжение сети (Вольт).

Например, сгорел предохранитель в телевизоре, разобрать, что указано на корпусе предохранителя, его номинал, не представляется возможным, но на шильде телевизора указана мощность потребления 150 ВА.

Как измерять диаметра проволоки

Диаметр тонкого провода лучше всего измерять микрометром. Если под рукой нет микрометра для измерения диаметра проволоки, то можно воспользоваться обыкновенной линейкой.

Нужно намотать 10-20 витков к витку проволоки на линейку, поделить количество закрытых миллиметров на количество намотанных витков. Получите диаметр. Например, у меня намотано 10 витков провода, и они закрыли 6,5 мм. Делим 6,5 на 10. Диаметр провода получается равным 0,65 мм. 0,05 мм занимает изоляция. Следовательно, реальный диаметр составляет 0,6 мм.

Такой провод подойдет для изготовления предохранителя на 30 А. Провод мотал толстый для большей наглядности. Чем больше намотаете витков на линейку, тем точнее будет результат измерений. Нужно наматывать не менее одного сантиметра. Если в наличии проволока малой длины, то намотайте ее на любой стержень, например, отвертку, зубочистку или карандаш, а линейкой измерьте ширину намотки.

Результаты измерений можете обработать с помощью онлайн калькулятора. Для определения диаметра провода достаточно в окошках ввести ширину намотки, количество витков и нажать «Рассчитать диаметр провода».