Предохранители на ниве 2121: Предохранители Лада 4×4 (Нива 2121), 1977

Предохранители Лада 4×4 (Нива 2121), 1977

16.12.2020

Большинство цепей питания электрооборудования отечественного кроссовера защищено предохранителями. Мощные потребители тока подключены через реле. Защитные элементы установлены в монтажных блоках, которые находятся в салоне. Некоторые элементы могут быть установлены в моторном отсеке: на моделях с АБС в левой части  около гидроагрегата АБС дополнительно монтируется колодка с предохранителями, которые защищают элементы системы тормозов и модуль реле стартера около самого стартера.

Рассмотрены схемы ВАЗ Лада 4×4 2121 Нива 1-го поколения 1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 года выпуска с двигателями карбюратор, инжектор.

В салоне

Основные компоненты находятся внизу панели приборов слева от руля: 1 — блок предохранителей системы управления двигателем; 2 — реле очистителя лобового стекла; 3 — главный монтажный блок предохранителей; 4 — блок реле системы управления двига­телем

Схема предохранителей главного блока Нива 2121
№	Расшифровка	Ток, А
F1	Переключатель электродвигателя вентилятора отопителя, выключатель обогрева стекла двери багажного отделения, электродвигатель очистителя стекла двери багажного отделения, выключатель очистителя и омывателя стекла двери багажного отделения (насос омывателя ветрового стекла)	16
F2	Подрулевой переключатель, электродвигатель очистителя ветрового стекла, выключатель аварийной сигнализации, реле-прерыватель (в режиме указателей поворота), выключатель света заднего хода, комбинация приборов (указатель температуры охлаждающей жидкости, указатель уровня топлива, тахометр, контрольные лампы: указателей поворота, блокировки дифференциала, стояночного тормоза, аварийного состояния рабочей тормозной системы, недостаточного давления масла, резерва топлива, заряда аккумуляторной батареи)	8
F3	Левая фара (дальний свет), контрольная лампа включения дальнего света	8
F4	Правая фара (дальний свет)	8
F5	Левая фара (ближний свет)	8
F6	Правая фара (ближний свет)	8
F7	Лампы габаритного света в левом переднем и левом заднем фонарях, фонари освещения номерного знака, контрольная лампа включения габаритного света	8
F8	Лампы габаритного света в правом переднем и правом заднем фонарях, лампы подсветки комбинации приборов, прикуривателя, выключателей, блока управления отоплением и вентиляцией	8
F9	Выключатель аварийной сигнализации, реле-прерыватель (в режиме аварийной сигнализации), контакты реле обогрева стекла двери багажного отделения	16
F10	Звуковой сигнал, плафоны освещения салона, лампы сигналов торможения в задних фонарях	16
F11	Лампы указателей поворота и реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации (в режиме аварийной сигнализации) Задний противотуманный фонарь	8
F12	Реле дневных ходовых огней, лампы дневных ходовых огней	8
F13	Контакты реле противотуманного света в задних фонарях	8
F14	Предохранитель прикуривателя 2121	16
F15	Обогрев заднего стекла (силовая цепь)	16
F16	Включатель аварийной сигнализации и указатели поворота в режиме аварийной сигнализации Очиститель и омыватель заднего стекла	8

Под главным блоком предохранителей находится панель с модулями реле. Он состоит из 5 реле и 1 предохранителя. В карбюраторных моделях данный блок может находиться в моторном отсеке.

Схема блока реле (№4 на картинке в начале)
№	Назначение реле
1	Реле зажигания
2	Главное реле
3	Реле правого вентилятора охлаждения
4	Реле левого вентилятора охлаждения
5	Реле бензонасоса
6	Предохранитель топливного модуля (бензонасос) F5 на 15A

Схема блока системы управления двигателем (№1 на картинке в начале)
№	Описание	Ток, А
F1	Контакты реле правого вентилятора	30
F2	Контакты реле левого вентилятора	30
F3	Обмотки реле правого и левого вентиляторов, контроллер, форсунки, катушка зажигания	15
F4	Элементы обогрева управляющего и диагностического датчиков концентрации кислорода, датчик фаз, датчик массового расхода воздуха, клапан продувки адсорбера	15

Над педалью газа находится дополнительный блок с модулями реле.

Схема дополнительного блока Лада 4×4
№	Расшифровка реле
1	задние противотуманные фонари
2	подогрев  заднего стекла
3	ближний свет фар
4	дальний свет фар
Выше, над блоком, может находится реле — прерыватель указателей поворота и сигнализации.

Материалы по теме

Предохранители 2121

Предохранители 2121

NIVA-FAQ	ФОРУМ  | НОВИНКИ FAQ  |  КАРТА САЙТА  |  ПОИСК ПО САЙТУ

Предохранители 2121  Прислал vexxx

Таблица и рисунок взяты из мануала.

 

1 (16 А)	Плафоны. Звуковые сигналы. Штепсельная розетка. Прикуриватель. Лампы стоп-сигнала.
2 (8 А)	Стеклоочиститель и реле стеклоочистителя. Электродвигатель отопителя. Электродвигатель омывателя ветрового стекла. Реле очистителей и омывателя фар (при ненажатой кнопке выключателя очистителей и омывателя фар). Электродвигатели очистителей фар при всех положениях щетки, кроме исходного.
3 (8 А)	Левая фара (дальний свет) и контрольная лампа включения дальнего света.
4 (8 А)	Правая фара (дальний свет).
5 (8 А)	Левая фара (ближний свет).
6 (8 А)	Правая фара (ближний свет).
7 (8 А)	Левый передний фонарь (габаритный свет). Контрольная лампа включения габаритного света. Правый задний фонарь (габаритный свет). Правый фонарь освещения номерного знака.
8 (8 А)	Правый передний фонарь (габаритный свет). Левый фонарь освещения номерного знака. Лампа освещения прикуривателя. Левый задний фонарь (габаритный свет). Лампы освещения приборов.
9 (8 А)	Контрольная лампа и указатель давления масла. Указатель температуры охлаждающей жидкости. Указатель уровня топлива с контрольной лампой резерва. Контрольная лампа включения стояночного тормоза. Контрольная лампа уровня тормозной жидкости. Указатели поворота и соответствующая контрольная лампа. Контрольная лампа управления воздушной заслонкой карбюратора. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи. Запорный клапан карбюратора. Тахометр. Задние фонари (свет заднего хода). Контрольная лампа блокировки дифференциала.
10 (8 А)	Регулятор напряжения. Обмотка возбуждения генератора.
12 (8 А)	Реле очистителя и омывателя фар (при нажатой кнопке выключателя очистителя и омывателя фар). Электродвигатель омывателя фар. Электродвигатели очистителей фар в момент пуска и в моменты прохождения щетками исходного положения.
16 (8 А)	Включатель аварийной сигнализации и указатели поворота в режиме аварийной сигнализации.

12.03.06. 

Плавкие предохранители. Типы плавких предохранителей

Автомобильные плавкие вставки Определение и спецификации

Автомобильные плавкие вставки представляют собой автоматические прерыватели для защиты электрических устройств от неподходящих токовых нагрузок.

Поток тока прерывается расплавлением плавкой проволоки, по которой течет ток.

Для плавких вставок действуют следующие международные правила и рекомендации в их текущей версии:

• DIN 72581
• ДИН 43560
• ИСО 8820
• UL 275
• САЕ

(Кроме того, следует учитывать уровень технологии, детали фактически действующих положений реализации, принцип безопасности «люди, животные и материальные ценности должны быть защищены от опасности», а также квалификацию установленных компонентов. счет — личная ответственность производителя электрических устройств.)

Пояснения и рекомендации по выбору

Номинальное напряжение (U _N ) плавкой вставки должно быть как минимум равно или выше рабочего напряжения устройства или сборочной единицы, которые должны быть защищены плавкой вставкой. Если рабочее напряжение очень низкое, необходимо учитывать естественное сопротивление плавкой вставки (падение напряжения).

Падение напряжения (U _N ) измеряется в соответствии со стандартами, т. е. Также указаны DIN, ISO, JASO, частично максимальные значения, характерные для Littelfuse.

Номинальный ток (I _rat ) плавкой вставки должен приблизительно соответствовать рабочему току защищаемого устройства или сборочной единицы (в соответствии с температурой окружающей среды и определением номинального тока, что означает допустимую непрерывную течения).

Более высокая температура окружающей среды (T _umg ) означает дополнительную нагрузку на плавкие вставки. Необходимо проверить условия нагрева при максимальной температуре окружающей среды, особенно при высоких номинальных токах предохранителей и сильном тепловом излучении находящихся рядом компонентов. Для таких применений номинал предохранителя должен быть уменьшен в соответствии со следующей диаграммой, соотв. таблица (см. фактор F _T ):

Из-за различных спецификаций номинального тока рекомендуемый длительный ток плавких вставок составляет макс. 80 % их номинального тока (при температуре окружающей среды 23°C), см. также допустимую нагрузку по току для предохранителей (F) на отдельных страницах каталога.

Пределы времени преддуговой защиты показывают отношение времени плавления к току. (Они представлены в виде огибающей для всех указанных номинальных токов.)

Интеграл плавления (I ² t) получается из квадрата тока плавления и соответствующего времени плавления. При избыточном токе с временем плавления < 5 мс интеграл плавления остается постоянным. Данные в этом каталоге основаны на 6- или 10-кратном увеличении крыс. Интеграл плавления является показателем времятоковой характеристики и информирует о постоянстве импульсов плавкой вставки. Указанные интегралы плавления являются типичными значениями.

Отключающая способность (I _B ) должна быть достаточной для любых условий эксплуатации и ошибок. Ток короткого замыкания (максимальный ток короткого замыкания), отключаемый плавкими вставками при номинальном напряжении в стандартных условиях, не должен превышать ток, соответствующий отключающей способности плавкой вставки.

Максимальная рассеиваемая мощность (P _V ) определяется при нагрузке с номинальным током после достижения температурного равновесия. В эксплуатации эти значения могут возникать в течение некоторого времени.

Указаны типовые значения и, кроме того, стандартные значения для предохранителей, соответствующих стандартам.

Выбор автомобильных плавких вставок

С точки зрения безопасности устройства и срока службы/надежности плавких вставок важен правильный выбор. Только при правильном выборе и при использовании по согласованию (что означает соответствие уровню технологии и действующим рекомендациям, а также указанным характеристикам, указанным в технических паспортах) с учетом принципа безопасности (то есть «человека , животные и внутренние ценности должны быть защищены от опасности»), возможна ли определенная функция плавких вставок в качестве компонента защиты (номинальная точка срабатывания). Здесь применима личная ответственность производителей электрических устройств:

«Любое лицо, участвующее в производстве электрических систем или производстве электрического оборудования, включая тех, кто занимается эксплуатацией таких систем или оборудования, согласно действующему толкованию закона несет индивидуальную ответственность за каждый аспект соблюдения признанных правила и процедуры электротехники».

1. Необходимое номинальное напряжение плавкой вставки определяется ее требуемым рабочим напряжением (с учетом падения напряжения плавкой вставки).
2. Номинальный ток плавкой вставки (I _{N Предохранитель} ) определяется макс. эффективная токовая нагрузка (I _{, макс.} ) с учетом температуры окружающей среды (фактор F _T ) и различных определений номинального тока (определение «постоянный ток») (см. «Фактор F _I »). Применяется следующее: I _{N Предохранитель ³} Iрабочий макс. х F _I х F _T
3. t-значение (интеграл текущего времени). ² В случае импульсной нагрузки и для защиты полупроводников подходящий номинальный ток также можно определить с помощью I
.
4. Вышеупомянутые два пункта помогут вам установить наиболее подходящий номинальный ток плавкой вставки и ее преддуговые пределы времени (при необходимости проверить экспериментально).
5. Необходимая отключающая способность плавкой вставки определяется макс. возможный ток неисправности, который может возникнуть.
6. В дополнение к вышеупомянутым пунктам, метод установки также важен для правильного выбора плавкой вставки (с учетом возможных сертификатов).

Что касается конкретных условий любого конкретного применения (безопасность продукта), как правило, необходимо проверить плавкую вставку и/или тепловой автоматический выключатель или держатель в устройстве, которое должно быть защищено в нормальных условиях и условиях неисправности!

Кривая изменения номинальных значений температуры

Снижение номинальных характеристик плавкой вставки

Выбор предохранителя для электронных устройств

Ниже перечислены многие факторы, которые следует учитывать при выборе предохранителя для электронных устройств. Дополнительные рекомендации см. в нашем Справочное руководство по технологии предохранителей или свяжитесь с представителем продукции Littelfuse в вашем регионе:

Факторы выбора

1. Нормальный рабочий ток
2. Прикладное напряжение (переменного или постоянного тока)
3. Температура окружающей среды
4. Ток перегрузки и время, в течение которого предохранитель должен открыться
5. Максимально доступный ток короткого замыкания
6. Импульсы, импульсные токи, пусковые токи, пусковые токи и переходные процессы в цепи
7. Физические ограничения размера, такие как длина, диаметр или высота
Требуются сертификаты
8. , такие как UL, CSA, VDE, METI, MITI или Military
9. Характеристики предохранителя (тип крепления/форм-фактор, простота снятия, осевые выводы, визуальная индикация и т. д.)
10. Характеристики держателя предохранителя, если применимо, и соответствующее изменение номинальных характеристик (зажимы, монтажный блок, монтаж на панели, монтаж на печатной плате, экранирование от радиопомех и т. д.)
11. Тестирование приложений и проверка перед производством

Система упаковки и нумерации предохранителей Littelfuse

Определения и термины

Температура окружающей среды:

Относится к температуре воздуха, непосредственно окружающего предохранитель, и его не следует путать с «комнатной температурой». Температура окружающей среды предохранителя во многих случаях значительно выше, поскольку он закрыт (например, в держателе предохранителя для монтажа на панели) или установлен рядом с другими теплопроизводящими компонентами, такими как резисторы, трансформаторы и т. д.

Отключающая способность:

Также известный как номинал отключения или номинал короткого замыкания, это максимальный утвержденный ток, который предохранитель может безопасно отключать при номинальном напряжении. Дополнительную информацию см. в определении рейтинга прерывания в этом разделе.

Номинальный ток:

Номинальное значение силы тока предохранителя. Он устанавливается изготовителем как значение тока, которое может выдержать предохранитель, на основе контролируемого набора условий испытаний (см. ПЕРЕНОС).

Каталожные номера предохранителей включают в себя обозначение серии и номинальный ток. Обратитесь к разделу РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ, чтобы узнать, как сделать правильный выбор.

Rating:

При температуре окружающей среды 25ºC рекомендуется, чтобы предохранители работали при токе, не превышающем 75% от номинального тока, установленного в контролируемых условиях испытаний. Эти условия испытаний являются частью стандарта UL/CSA/ANCE (Мексика) 248-14 «Предохранители для дополнительной защиты от перегрузки по току», основной целью которого является определение общих стандартов испытаний, необходимых для постоянного контроля изготовленных изделий, предназначенных для защиты от возгорания и т. д. Некоторые распространенные варианты этих стандартов включают: полностью закрытые держатели предохранителей, высокое контактное сопротивление, движение воздуха, переходные выбросы и изменения размера соединительного кабеля (диаметра и длины). Плавкие предохранители по существу являются чувствительными к температуре устройствами. Даже небольшие отклонения от контролируемых условий испытаний могут сильно повлиять на прогнозируемый срок службы предохранителя, когда он нагружен до своего номинального значения, обычно выражаемого как 100 % номинального значения.

Инженер-схемотехник должен четко понимать, что целью этих контролируемых условий испытаний является предоставление производителям предохранителей возможности поддерживать единые стандарты производительности для своей продукции, и он должен учитывать переменные условия своего применения. Чтобы компенсировать эти переменные, инженер-схемотехник, разрабатывающий безотказную и долговечную защиту предохранителей в своем оборудовании, обычно нагружает свой предохранитель не более чем на 75% от номинального значения, указанного производителем, учитывая, что перегрузка и должна быть предусмотрена соответствующая защита от короткого замыкания.

Предохранители, о которых идет речь, являются чувствительными к температуре устройствами, номинальные характеристики которых установлены для температуры окружающей среды 25ºC. Температура предохранителя, создаваемая током, проходящим через предохранитель, увеличивается или уменьшается при изменении температуры окружающей среды.

Диаграмма температуры окружающей среды в разделе РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ иллюстрирует влияние температуры окружающей среды на номинальный ток предохранителя. В большинстве традиционных конструкций предохранителей Slo-Blo® используются материалы с более низкой температурой плавления, и поэтому они более чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.

Размеры:

Если не указано иное, размеры указаны в дюймах.

Размеры предохранителей в этом каталоге варьируются от прибл. 0402 размером микросхемы (0,041 «Д x 0,020» Ш x 0,012 «В) до 5 AG, также широко известный как предохранитель «MIDGET» (диаметр 13/32″ x длина 11/2″). По мере того, как на протяжении многих лет разрабатывались новые продукты, размеры предохранителей менялись, чтобы удовлетворить различные потребности в защите электрических цепей.

Первые предохранители были простыми устройствами с открытым проводом, за которыми в 1890-х годах Эдисон вложил тонкую проволоку в цоколь лампы, чтобы сделать первый штекерный предохранитель. К 1904, Underwriters Laboratories установила спецификации размеров и рейтинга для соответствия стандартам безопасности. Предохранители возобновляемого типа и автомобильные предохранители появились в 1914 году, а в 1927 году компания Littelfuse начала производить предохранители с очень низким током для зарождающейся электронной промышленности.

Размеры предохранителей в следующей таблице начинаются с ранних предохранителей «Автомобильное стекло», отсюда и термин «AG». Номера применялись в хронологическом порядке, поскольку разные производители начали выпускать новый размер: например, «3AG» был третьим размером, представленным на рынке. Размеры и конструкции других нестеклянных предохранителей определялись функциональными требованиями, но сохраняли размеры длины или диаметра стеклянных предохранителей. Их обозначение было изменено на AB вместо AG, что указывает на то, что внешняя трубка была изготовлена ​​из бакелита, волокна, керамики или подобного материала, кроме стекла. Предохранитель самого большого размера, показанный в таблице, — это 5AG, или «MIDGET», название, принятое из-за его использования в электротехнической промышленности и диапазона Национального электротехнического кодекса, который обычно распознает предохранители номиналом 9./16” x 2” в качестве наименьшего стандартного используемого предохранителя.

Промышленные предохранители и принципы их работы

См. Каталог Littelfuse POWR-GARD для получения полной информации по выбору предохранителей

Важной частью разработки качественной защиты от перегрузки по току является понимание потребностей системы и основных принципов устройства защиты от перегрузки по току. В этом разделе обсуждаются эти темы с особым вниманием к применению предохранителей. Если у вас есть дополнительные вопросы, позвоните в нашу группу технической поддержки и инженерных услуг по телефону 1-800-TEC-FUSE (1-800-832-3873).

Зачем нужна защита от перегрузки по току?

Все электрические системы со временем испытывают перегрузки по току. Если не устранить их вовремя, даже умеренные перегрузки по току быстро перегревают компоненты системы, повреждая изоляцию, проводники и оборудование. Большие сверхтоки могут расплавить проводники и испарить изоляцию. Очень высокие токи создают магнитные силы, которые изгибают и скручивают шины. Эти большие токи могут выдергивать кабели из их клемм и давать трещины в изоляторах и распорках.

Слишком часто пожары, взрывы, ядовитые пары и паника сопровождают неконтролируемые сверхтоки. Это не только повреждает электрические системы и оборудование, но может привести к травмам или смерти находящихся поблизости людей.

Чтобы уменьшить эти опасности, Национальный электротехнический кодекс® (NEC®), правила OSHA и другие применимые стандарты проектирования и установки требуют защиты от перегрузки по току, которая отключит перегруженное или неисправное оборудование.

Промышленные и правительственные организации разработали стандарты производительности для устройств сверхтока и процедуры испытаний, которые показывают соответствие стандартам и требованиям NEC. Эти организации включают: Американский национальный институт стандартов (ANSI), Национальную ассоциацию производителей электрооборудования (NEMA) и Национальную ассоциацию противопожарной защиты (NFPA), все из которых работают совместно с признанными на национальном уровне испытательными лабораториями (NRTL), такими как Underwriters Laboratories ( УЛ).

Электрические системы должны соответствовать применимым требованиям кодекса, включая требования по защите от перегрузки по току, прежде чем электроэнергетическим компаниям будет разрешено подавать электроэнергию на объект.

Что такое качественная защита от перегрузки по току?

Система с качественной защитой от перегрузки по току имеет следующие характеристики:

• Соответствует всем законодательным требованиям, таким как NEC, OSHA, местные нормы и т. д.
• Обеспечивает максимальную безопасность персонала, при необходимости превышающую минимальные требования кода.
• Сводит к минимуму повреждение имущества, оборудования и электрических систем из-за перегрузки по току.
• Обеспечивает скоординированную защиту. Только защитное устройство непосредственно на стороне линии перегрузки по току размыкается, чтобы защитить систему и свести к минимуму ненужные простои.
• Экономически эффективен, но при этом обеспечивает резервную отключающую способность для будущего роста.
• Состоит из оборудования и компонентов, не подверженных устареванию и требующих лишь минимального обслуживания, которое может выполнять штатный обслуживающий персонал с использованием легкодоступных инструментов и оборудования.

Типы и последствия перегрузки по току

Перегрузка по току — это любой ток, превышающий номинальный ток проводников, оборудования или устройств в условиях эксплуатации. Термин «перегрузка по току» включает как перегрузки, так и короткие замыкания.

Перегрузки

Перегрузка — это перегрузка по току, ограниченная нормальными путями тока, при которых отсутствует пробой изоляции.

Длительные перегрузки обычно вызываются установкой чрезмерного количества оборудования, такого как дополнительные осветительные приборы или слишком много двигателей. Длительные перегрузки также вызваны перегрузкой механического оборудования и выходом из строя оборудования, например выходом из строя подшипников. Если не отключить в установленные сроки, длительные перегрузки в конечном итоге перегревают компоненты цепи, вызывая тепловое повреждение изоляции и других компонентов системы.

Устройства защиты от перегрузки по току должны отключать цепи и оборудование, испытывающие непрерывные или длительные перегрузки, до того, как произойдет перегрев. Даже умеренный перегрев изоляции может серьезно сократить срок службы задействованных компонентов и/или оборудования. Например, двигатели, перегруженные всего на 15 %, могут иметь менее 50 % нормального срока службы изоляции.

Часто возникают временные перегрузки. К распространенным причинам относятся временные перегрузки оборудования, например слишком глубокий рез станка, или просто запуск индуктивной нагрузки, например двигателя. Поскольку временные перегрузки по определению безвредны, устройства защиты от перегрузки по току не должны размыкать или размыкать цепь.

Важно понимать, что выбранные предохранители должны иметь достаточную выдержку времени, чтобы обеспечить запуск двигателей и устранение временных перегрузок. Однако, если перегрузка по току продолжится, предохранители должны открыться до того, как компоненты системы будут повреждены. Предохранители с задержкой срабатывания Littelfuse POWR-PRO® и POWR-GARD® предназначены для удовлетворения этих потребностей в защите. Как правило, предохранители с задержкой срабатывания удерживают 500% номинального тока в течение как минимум десяти секунд, но все же быстро размыкаются при более высоких значениях тока.

Несмотря на то, что высокоэффективные двигатели, одобренные правительством, и двигатели NEMA Design E имеют гораздо более высокие токи блокировки ротора, предохранители POWR-PRO® с выдержкой времени, такие как серии FLSR_ID, LLSRK_ID или IDSR, имеют достаточную выдержку времени, чтобы позволить двигателям отключаться. начать, когда предохранители правильно выбраны в соответствии с NEC®.

Короткие замыкания

Короткое замыкание — это перегрузка по току, протекающему вне своего нормального пути. Типы коротких замыканий обычно делятся на три категории: замыкания на болтах, дуговые замыкания и замыкания на землю. Каждый тип короткого замыкания определен в разделе «Термины и определения».

Короткое замыкание вызвано пробоем изоляции или неисправным соединением. При нормальной работе цепи подключенная нагрузка определяет ток. Когда происходит короткое замыкание, ток обходит нормальную нагрузку и идет по «более короткому пути», отсюда и термин «короткое замыкание». Поскольку полное сопротивление нагрузки отсутствует, единственным фактором, ограничивающим протекание тока, является полное полное сопротивление системы распределения от генераторов коммунального предприятия до места неисправности.

Типичная электрическая система может иметь нормальное сопротивление нагрузки 10 Ом. Но в однофазной ситуации та же система может иметь импеданс нагрузки 0,005 Ом или меньше. Чтобы сравнить два сценария, лучше всего применить закон Ома (I = E/R для систем переменного тока). Однофазная цепь на 480 вольт с сопротивлением нагрузки 10 Ом будет потреблять 48 ампер (480/10 = 48). Если та же цепь имеет полное сопротивление системы 0,005 Ом при коротком замыкании нагрузки, доступный ток короткого замыкания значительно возрастет до 9 Ом.6000 ампер (480/0,005 = 96000).

Как уже говорилось, короткие замыкания — это токи, протекающие не по их нормальному пути. Независимо от величины перегрузки по току, чрезмерный ток должен быть быстро устранен. Если не устранить их быстро, большие токи, связанные с короткими замыканиями, могут иметь три серьезных последствия для электрической системы: нагрев, магнитное напряжение и искрение.

Нагрев происходит в каждой части электрической системы, когда через систему проходит ток. Когда перегрузки по току достаточно велики, нагрев происходит практически мгновенно. Энергия таких сверхтоков измеряется в ампер-секундах (I2t). Перегрузка по току в 10 000 ампер, которая длится 0,01 секунды, имеет I2t 1 000 000 A2 с. Если бы ток можно было уменьшить с 10 000 ампер до 1 000 ампер за тот же период времени, соответствующий I2t уменьшился бы до 10 000 А2с, или всего на один процент от первоначального значения.

Если ток в проводнике увеличивается в 10 раз, I2t увеличивается в 100 раз. Ток всего 7500 ампер может расплавить медный провод № 8 AWG за 0,1 секунды. В течение восьми миллисекунд (0,008 секунды или полупериода) ток силой 6500 ампер может повысить температуру медного провода с термопластичной изоляцией #12 AWG THHN с рабочей температуры 75°C до максимальной температуры короткого замыкания 150°C. . Любые токи больше этого могут немедленно испарить органическую изоляцию. Дуги в месте неисправности или от механического переключения, такого как автоматические переключатели или автоматические выключатели, могут воспламенить пары, вызывая сильные взрывы и электрические вспышки.

Магнитное напряжение (или сила) является функцией квадрата пикового тока. Токи короткого замыкания в 100 000 ампер могут создавать силы более 7 000 фунтов на фут шины. Напряжения такой величины могут повредить изоляцию, оторвать проводники от клемм и нагрузить клеммы оборудования до такой степени, что произойдет значительное повреждение.

Дуговой разряд в месте неисправности плавит и испаряет все проводники и компоненты, вовлеченные в неисправность. Дуги часто прожигают кабелепроводы и корпуса оборудования, заливая зону расплавленным металлом, который быстро вызывает возгорание и/или ранит находящихся поблизости людей. Дополнительные короткие замыкания часто возникают, когда испаряющийся материал осаждается на изоляторах и других поверхностях. Длительные дуговые замыкания испаряют органическую изоляцию, и пары могут взорваться или сгореть.

Независимо от того, являются ли эффекты нагревом, магнитным напряжением и/или дуговым разрядом, потенциальное повреждение электрических систем может быть значительным в результате возникновения коротких замыканий.

II. Соображения по выбору

Соображения по выбору предохранителей (600 вольт и ниже)

Поскольку защита от перегрузки по току имеет решающее значение для надежной работы и безопасности электрической системы, выбор и применение устройств перегрузки по току должны быть тщательно продуманы. При выборе предохранителей необходимо оценить следующие параметры или соображения:

• Текущий рейтинг
• Номинальное напряжение
• Рейтинг прерывания
• Тип защиты и характеристики предохранителя
• Ограничение тока
• Физический размер
• Индикация

Общие промышленные рекомендации по предохранителям

На основании приведенных выше соображений по выбору рекомендуется следующее:

Предохранители с номиналом от 1/10 до 600 ампер

• Когда доступные токи короткого замыкания составляют менее 100 000 ампер и когда оборудованию не требуются более токоограничивающие характеристики предохранителей UL класса RK1, токоограничивающие предохранители серии FLNR и FLSR_ID класса RK5 обеспечивают превосходную выдержку времени и цикличность при более низкой стоимости, чем предохранители РК1. Если доступные токи короткого замыкания превышают 100 000 ампер, оборудованию могут потребоваться дополнительные возможности ограничения тока предохранителей класса RK1 серии LLNRK, LLSRK и LLSRK_ID.
• Быстродействующие предохранители класса T серий JLLN и JLLS обладают компактными характеристиками, которые делают их особенно подходящими для защиты автоматических выключателей в литом корпусе, блоков счетчиков и аналогичных устройств с ограниченным пространством.
Предохранители класса J серии JTD_ID и JTD с задержкой срабатывания
• используются в OEM-центрах управления двигателями, а также в других приложениях для технического обслуживания двигателей и трансформаторов, требующих компактной защиты IEC Type 2.
Предохранители серии
• класса CC и класса CD используются в цепях управления и панелях управления, где пространство ограничено. Предохранители серии Littelfuse POWR-PRO CCMR лучше всего использовать для защиты небольших двигателей, а предохранители серии Littelfuse KLDR обеспечивают оптимальную защиту силовых трансформаторов управления и подобных устройств.

По вопросам применения продукта обращайтесь в нашу группу технической поддержки по телефону 800-TEC-FUSE.

Предохранители с номиналом от 601 до 6000 ампер

Для превосходной защиты большинства цепей общего назначения и двигателей рекомендуется использовать предохранители класса L серии POWR-PRO® KLPC. Предохранители класса L являются единственной серией предохранителей с выдержкой времени, доступной в этих более высоких амперных номиналах.

Информацию обо всех упомянутых выше сериях предохранителей Littelfuse можно найти в Таблицах классов и применений предохранителей UL/CSA в Техническом руководстве по применению в конце каталога продукции POWR-GARD.

Контрольный список защиты промышленных цепей

Чтобы правильно выбрать устройство защиты от перегрузки по току для электрической системы, проектировщики цепей и систем должны задать себе следующие вопросы перед проектированием системы:

• Каков ожидаемый нормальный или средний ток?
• Какой максимальный непрерывный (три часа и более) ожидаемый ток?
• Какие пусковые или временные импульсные токи можно ожидать?
• Способны ли устройства защиты от перегрузки по току различать ожидаемые пусковые и импульсные токи и размыкаться при длительных перегрузках и неисправностях?
• Какие экстремальные условия окружающей среды возможны? Необходимо учитывать пыль, влажность, перепады температур и другие факторы.
• Каков максимально допустимый ток короткого замыкания, который может отключить защитное устройство?
• Рассчитано ли устройство защиты от перегрузки по току на напряжение сети?
• Обеспечивает ли устройство защиты от перегрузки по току самую безопасную и надежную защиту конкретного оборудования?
• В условиях короткого замыкания сведет ли устройство защиты от сверхтоков к минимуму возможность возгорания или взрыва?
• Соответствует ли устройство защиты от перегрузки по току всем применимым стандартам безопасности и требованиям к установке?

Ответы на эти вопросы и другие критерии помогут определить тип устройства защиты от перегрузки по току для обеспечения оптимальной безопасности, надежности и производительности.

Предохранители и защита цепи | Grote Industries

Перегрузки по току

Перегрузка по току — это состояние, возникающее в электрической цепи при превышении нормального тока нагрузки. Двумя основными формами перегрузки по току являются перегрузки и короткие замыкания. Основная роль предохранителей и автоматических выключателей в цепи заключается в защите персонала и оборудования при возникновении опасных перегрузок по току.

Короткое замыкание

Короткое замыкание — это состояние перегрузки по току, когда в цепь вводится аномальный низкоомный контур. Этот путь с низким сопротивлением обходит обычную нагрузку и может создавать чрезвычайно высокие токи (до 1000 раз превышающие нормальный ток при некоторых условиях). В нормальных условиях типичная цепь может быть описана законом Ома следующим образом:

Когда происходит короткое замыкание, создается аномальный путь с низким сопротивлением, который вызывает увеличение тока цепи по мере увеличения сопротивления цепи. уменьшается. Ток при коротком замыкании может превышать нормальный ток цепи в 1000 раз. Схема короткого замыкания показана ниже:

 

 

Перегрузка

Перегрузка – это состояние перегрузки по току, при котором ток превышает нормальную полную нагрузочную способность цепи, но при этом отсутствуют условия неисправности (короткого замыкания). Состояние мгновенной перегрузки (также известное как «пусковой» ток) также может возникнуть, когда цепь впервые инициализируется из-за зарядки конденсатора и/или запуска двигателя. Схема цепи перегрузки показана ниже:

Параметры и критерии

Для выбора подходящего защитного устройства необходимо учитывать следующие параметры и критерии:

1. Каков нормальный рабочий ток цепи?

2. Какое рабочее напряжение?

3. Цепь переменного или постоянного тока?

4. Какова рабочая температура окружающей среды?

5. Используется ли устройство для защиты от короткого замыкания, защиты от перегрузки или и того, и другого?

6. Каковы ограничения по физическому размеру?

7. Должен ли предохранитель быть «заменяемым в полевых условиях»?

8. Есть ли проблема со сбросом?

9. Как я буду монтировать устройство?

10. Каковы соображения стоимости?

1. Каков нормальный рабочий ток цепи?

Для того, чтобы правильно выбрать номинал предохранителя, сначала необходимо знать установившийся ток полной нагрузки в цепи при температуре окружающей среды 20°C (68°F). Как только текущее значение определено, следует выбрать номинал предохранителя, равный 135 % от этого значения (до следующего стандартного значения).

Например, если расчетный нормальный установившийся ток составляет 10 ампер, то следует выбрать номинал предохранителя 15 А [10 ампер x 135 % = 13,5 ампер, следующий больший стандартный размер — 15 А].

Важно отметить, что если предохранитель предназначен для использования в среде с возможно очень высокой или низкой температурой окружающей среды, номинальный ток предохранителя должен быть значительно выше или ниже.

2. Какое рабочее напряжение?

Основное эмпирическое правило заключается в том, что номинальное напряжение предохранителя всегда должно быть выше, чем номинальное напряжение цепи, которую он защищает. Например, если напряжение в цепи составляет 24 В, то номинальное напряжение предохранителя должно быть выше 24 В (да… оно может быть 250 В… просто до тех пор, пока оно выше напряжения в цепи).

3.

Цепь переменного или постоянного тока?

Существует два различных типа цепей переменного тока (переменного тока) и постоянного тока (постоянного тока). Переменный ток — это то, что вы обычно найдете в своем доме от электросети. Энергия переменного тока создается в основном движущимися машинами, такими как генераторы, и передается через электрическую сеть. Мощность постоянного тока обычно используется в электронных и автомобильных приложениях. Энергия постоянного тока обычно создается в результате химической реакции (как батареи и солнечные элементы генератора переменного тока) или преобразуется в энергию переменного тока с помощью источников питания переменного тока в постоянный. При питании от переменного тока ток и напряжение колеблются вперед и назад. Это колебание способствует быстрому срабатыванию предохранителя. С другой стороны, мощность постоянного тока не колеблется, поэтому предохранитель должен найти другие способы самоочистки при открытии.

Из-за этих различий некоторые предохранители разработаны специально для использования в устройствах постоянного тока (например, автомобильные предохранители). Некоторые предохранители с номиналом переменного тока могут использоваться в приложениях постоянного тока, однако в этих случаях может иметь место снижение номинальных значений напряжения.

4. Какова рабочая температура окружающей среды?

Температура окружающей среды — это причудливое название «наружного воздуха», окружающего предохранитель. Обычно предохранители тестируются в «лабораторных условиях» агентствами по безопасности, такими как UL и CSA. Лабораторные условия почти всегда устанавливаются на уровне 20°C или 77°F. К сожалению, большинство условий реального мира не такие, как в лаборатории.

Предохранители являются термочувствительными устройствами, что означает, что они потребляют тепло (за счет сверхтока) для расплавления плавкого элемента внутри предохранителя. Чем больше тепла… тем быстрее расплавится плавкий элемент… чем меньше тепла… тем больше времени потребуется для расплавления плавкого элемента.

Если предохранитель будет подвергаться воздействию температуры выше 20°C, то необходимо увеличить силу тока предохранителя, чтобы компенсировать более высокую температуру (во избежание «ложного срабатывания»). Аналогичным образом, если предохранитель будет использоваться при более низкой температуре, необходимо уменьшить силу тока предохранителя (иначе он может никогда не открыться).

Эмпирическое правило заключается в том, что на каждые 20°C повышения или понижения температуры номинал предохранителя должен повышаться или понижаться на 10–15 %.

Пример изменения номинала предохранителя при более высоких температурах окружающей среды:

Нормальный ток полной нагрузки: 1 А более высокий стандартный номинал)

Температура окружающей среды: 65°C

Повторный номинал: 2 А (130 % от нормального номинала предохранителя)

 

И наоборот, если предохранитель предназначен для использования в условиях экстремально низких температур, его номинал должен быть ниже, чем в нормальных условиях. Пример изменения номинала предохранителя при более низкой температуре окружающей среды:

Нормальный ток полной нагрузки: 1 А

Нормальный номинал предохранителя: 1,5 А (135 % тока полной нагрузки соответствует следующему более высокому стандарту) рейтинг)

Температура окружающей среды: -15°C

Изменение номинала: 1,2 А (70 % нормального номинала предохранителя перенесено на следующий более высокий стандартный номинал предохранителя)

5.

Используется ли защитное устройство для защиты от короткого замыкания, защиты от перегрузки или того и другого?

Если устройство используется для защиты от короткого замыкания, предохранитель или автоматический выключатель должен быстро прерывать неисправность (обычно менее 4 миллисекунд), чтобы обеспечить максимальную защиту оборудования и персонала.

Если предохранитель или автоматический выключатель предназначен только для защиты от перегрузок, то он может гораздо медленнее реагировать на перегрузку по току – секунды или даже минуты по сравнению с миллисекундами…

Все предохранители в той или иной форме обеспечивают как защиту от короткого замыкания, так и защиту от перегрузки, в то время как многие автоматические выключатели предназначены ТОЛЬКО для защиты от перегрузки и не имеют возможности защиты от опасных коротких замыканий.

6. Каковы ограничения по физическому размеру?

Во многих случаях предохранитель или автоматический выключатель необходимо установить в месте с ограничениями по физическим размерам. Именно по этой причине производители предохранителей и автоматических выключателей создали широкий выбор компонентов с различными физическими размерами. Однако, как правило, есть компромиссы, которые инженер должен учитывать.

Вообще говоря, чем меньше размер предохранителя, тем меньший ток и/или характеристики могут быть у предохранителя или автоматического выключателя. Например, сверхминиатюрный предохранитель может быть ограничен 15 А, тогда как более крупный предохранитель со стеклянной трубкой размером 1/4″ x 1 1/4″ может выдерживать до 40 А.

Кроме того, несмотря на то, что предохранитель может быть меньше, соответствующий держатель предохранителя может быть значительно больше, что добавляет удобства.

7. Должен ли предохранитель быть «заменяемым в полевых условиях»?

Предохранители предназначены для размыкания цепи при возникновении перегрузки по току; будь то короткое замыкание или перегрузка. Инженер должен принять решение о том, можно ли заменить предохранитель в полевых условиях.

Основной причиной замены предохранителя является просто удобство для конечного пользователя в восстановлении работоспособности своего оборудования. Причины отказа от сменного поля плавких предохранителей двоякие: 1. Для производителя может быть значительно дороже включение держателя плавкого предохранителя по сравнению с непосредственной пайкой предохранителя в печатной плате или на ней. 2. Производитель может не хотеть, чтобы конечный покупатель имел доступ внутрь оборудования для замены предохранителя из соображений ответственности. Это особенно верно, когда причиной проблемы было короткое замыкание. 3. У производителя может быть некоторый «запланированный устаревание» своих деталей, и он может захотеть заменить всю печатную плату, а не заменять только предохранитель.

8. Есть ли проблема со сбросом?

В распоряжении инженера имеются одноразовые предохранители и предохранители сбрасываемого типа. Оба типа предохранителей обеспечивают защиту от перегрузок. Самовосстанавливающиеся предохранители ограничены схемными приложениями, обеспечивающими 14 ампер (при 12 В) и даже меньший ток при более высоких напряжениях. Автоматические выключатели также могут обеспечивать возможность сброса и могут варьироваться от 1 до 300 А.

Одноразовые предохранители соответствуют их названию. Как только они призваны действовать, внутреннее звено плавится, и предохранитель необходимо заменить. Просто потому, что предохранитель был заменен, в цепи все еще может быть короткое замыкание или перегрузка, которые также могут привести к срабатыванию недавно замененного предохранителя. Прежде чем заменить перегоревший предохранитель на новый, следует позаботиться об устранении любой проблемы, которая могла возникнуть, когда перегорел предохранитель.

9. Как будет монтироваться предохранитель?

Одним из наиболее важных моментов, который необходимо выполнить, является установка предохранителя в цепи. Есть несколько доступных вариантов:

1. Прямая пайка: в этом методе предохранитель впаивается непосредственно в печатную плату (PCB) или на нее. Недостатком этой конструкции является отсутствие деталей, заменяемых в полевых условиях, что подробно обсуждалось в предыдущем разделе, но стоимость может быть значительно снижена с помощью этого метода монтажа.

2. Зажимы для предохранителей. Зажимы для предохранителей относительно недороги и допускают замену в полевых условиях. Зажимы предохранителей обычно устанавливаются на печатной плате, поэтому любая попытка замены предохранителя потребует от конечного пользователя вскрытия оборудования. Кроме того, извлечение предохранителя из зажима предохранителя без отключения источника питания может привести к поражению электрическим током при прикосновении к предохранителю. Зажимы для предохранителей доступны для всех «трубчатых» предохранителей, а также для микропредохранителей. Обычно предохранительные зажимы рассчитаны на номинальный ток 20 А (также доступны на 30 А). Зажимы предохранителей, как правило, не перечислены и не признаны никакими агентствами по безопасности.

3. Держатели предохранителей для монтажа на панели: Держатели предохранителей для монтажа на панели обеспечивают легкий доступ для конечного пользователя для замены предохранителя в полевых условиях. Держатель предохранителя, монтируемый на панель, является ударобезопасным, что означает, что предохранитель безопасно извлекается при снятии крышки держателя предохранителя, что предотвращает возможность поражения электрическим током. Держатели предохранителей обычно тестируются и утверждаются агентствами по безопасности, такими как UL и CSA. Держатели предохранителей обычно доступны до 30А.

4. Блоки предохранителей: Блоки предохранителей аналогичны зажимам предохранителей, однако их не нужно устанавливать на печатной плате. Доступ к предохранителям, установленным в блоках плавких предохранителей, обычно возможен только после открытия части оборудования, что может привести к поражению электрическим током, если оборудование не отключено от источника питания. Блоки предохранителей — один из немногих способов установки предохранителей большой силы тока.

5. Встроенные держатели предохранителей. Встроенные держатели предохранителей обычно используются как часть жгута проводов в сборе или там, где нет поверхности для крепления другого типа держателя предохранителя. Встроенные держатели предохранителей обычно доступны до 100 А в приложениях с более низким напряжением и до 30 А в приложениях с более высоким напряжением.