Tipuri de siguranțe

De obicei, siguranțele sunt componente care protejează dispozitivele electrice de supratensiuni și scurtcircuite. Cu toate acestea, siguranța folosită pentru a proteja un transformator de mare putere nu poate fi utilizată pentru un dispozitiv de putere redusă, cum ar fi un laptop.

Siguranțele electrice au multe forme și dimensiuni, funcționează folosind elemente diferite și au aplicații diferite în circuitele lor.

În ghidul nostru, vă prezentăm toate tipurile de siguranțe utilizate în sistemele electrice, împărțindu-le pe categorii principale în subcategorii și opțiuni mai specifice.

Să începem.

Tipuri de siguranțe

Există mai mult de 15 tipuri de siguranțe electrice, care diferă prin principiile de funcționare, proiectare și aplicare. Acestea includ:

1. Siguranta DC
2. Siguranță AC
3. Siguranta electrica de joasa tensiune
4. Siguranta electrica de inalta tensiune
5. siguranţă fuzibilă
6. Siguranță cu cartuș de tip D
7. Siguranta tip cartus
8. Siguranță înlocuibilă
9. Siguranță percutor
10. Comutați siguranța
11. Siguranță extrasă
12. Siguranță drop-down
13. Siguranță termica
14. Siguranță resetabilă
15. siguranța semiconductoare
16. Siguranță de suprimare a tensiunii
17. Siguranța dispozitivului cu montare la suprafață

Toate acestea vor fi explicate individual în detaliu pentru înțelegerea dvs. deplină.

Siguranta DC

Mai simplu spus, siguranțele DC sunt un tip de siguranță electrică folosită în circuitele DC. Deși acesta este principalul factor care le diferențiază de siguranțele de curent alternativ (AC), există o altă caracteristică care merită menționată.

Siguranțele DC sunt de obicei mai mari decât siguranțele AC pentru a evita arcul susținut.

Dacă siguranța de curent continuu este supracurent sau scurtcircuitată și banda de metal se topește, se creează o deschidere în circuit.

Cu toate acestea, din cauza curentului și tensiunii DC din circuitul de la sursa DC, spațiul mic dintre ambele capete ale benzii fuzibile creează posibilitatea unei scântei permanente.

Acest lucru înfrânge scopul siguranței, deoarece puterea încă curge prin circuit. Pentru a preveni scânteile, siguranța DC este mărită, ceea ce mărește distanța dintre cele două capete topite ale benzii.

Siguranță AC

Pe de altă parte, siguranțele AC sunt siguranțe electrice care funcționează cu circuite AC. Nu mai trebuie făcute datorită sursei de alimentare cu frecvență variabilă.

Curentul alternativ este aplicat la o tensiune care se schimbă de la nivelul maxim la nivelul minim (0 V), de obicei de 50 până la 60 de ori pe minut. Aceasta înseamnă că atunci când banda se topește, arcul este ușor de stins atunci când această tensiune este redusă la zero.

Siguranța electrică nu trebuie să fie mai mare, deoarece curentul alternativ încetează să se mai alimenteze.

Acum, siguranțele AC și siguranțele DC sunt cele două categorii principale de siguranțe electrice. Apoi le separăm în două subcategorii; siguranțe electrice de joasă tensiune și siguranțe electrice de înaltă tensiune.

Siguranta electrica de joasa tensiune

Acest tip de siguranță electrică funcționează pe un circuit cu o tensiune nominală mai mică sau egală cu 1,500 V. Aceste siguranțe electrice sunt utilizate în mod obișnuit în circuitele electrice de joasă tensiune și vin într-o varietate de forme, modele și dimensiuni.

De asemenea, sunt mai puțin costisitoare decât omologii lor de înaltă tensiune și sunt ușor de înlocuit.

Siguranta electrica de inalta tensiune

Siguranțele de înaltă tensiune sunt siguranțe electrice utilizate cu tensiuni de peste 1,500 V și până la 115,000 V.

Sunt folosite în sisteme și circuite mari de putere, vin în diferite dimensiuni și folosesc măsuri mai stricte pentru a stinge un arc electric, mai ales când este vorba de un circuit de curent continuu.

Apoi, siguranțele electrice de înaltă și joasă tensiune sunt împărțite în diferite tipuri, determinate în principal de proiectarea lor.

siguranţă fuzibilă

Siguranțele cu cartuș sunt un tip de siguranță electrică în care elementele de stingere a arcului și benzile sunt complet închise într-o carcasă ceramică sau din sticlă transparentă.

Ele sunt de obicei siguranțe electrice cilindrice cu capace metalice (numite urechi) sau lame metalice la ambele capete care servesc drept puncte de contact pentru conectarea la circuit. O siguranță sau o bandă din interior se conectează la aceste două capete ale siguranței cartuşului pentru a finaliza circuitul.

Vedeți siguranțe cu cartuș cu aplicații în circuitele de aparate precum frigidere, pompe de apă și aparate de aer condiționat, printre altele.

Deși sunt mai prezenți în sistemele de alimentare de joasă tensiune cu până la 600A și 600V, este posibil să vedeți și utilizarea lor în medii de înaltă tensiune. În ciuda acestui fapt și a adăugării anumitor materiale pentru a limita scânteile, designul lor general rămâne același.

Siguranțele cu cartuș pot fi împărțite în două categorii suplimentare; Siguranțe electrice de tip D și siguranțe de tip Link.

Siguranță tip D cu cartuș

Siguranțele de tip D sunt principalele tipuri de siguranțe cu cartuș care au o bază, un inel adaptor, un cartuș și un capac de siguranță.

Baza siguranței este conectată la capacul siguranței și o bandă metalică sau un fir jumper este conectată la această bază pentru siguranțe pentru a finaliza circuitul. Siguranțele de tip D opresc imediat alimentarea cu energie atunci când curentul din circuit este depășit.

Tip legătură/Siguranță cartuş HRC

Siguranțele legăturii sau cu capacitate mare de rupere (HRC) utilizează două legături de siguranță pentru un mecanism de întârziere în protecția la supracurent sau la scurtcircuit. Acest tip de siguranță se mai numește și siguranță cu capacitate mare de rupere (HBC).

Două legături sau bare fuzibile sunt așezate paralel una cu cealaltă, una cu rezistență scăzută și cealaltă cu rezistență mare.

Când un exces de curent este aplicat circuitului, legătura fuzibilă cu rezistență scăzută se topește imediat, în timp ce siguranța cu rezistență înaltă reține surplusul de putere pentru o perioadă scurtă de timp. Apoi se va arde dacă puterea nu este redusă la un nivel acceptabil în această perioadă scurtă de timp.

Dacă, în schimb, curentul nominal de rupere este declanșat imediat când apare un supracurent în circuit, siguranța de înaltă rezistență se va topi instantaneu.

Aceste tipuri de siguranțe electrice HRC folosesc și substanțe precum pulbere de cuarț sau lichide neconductoare pentru a limita sau stinge arcul electric. În acest caz, se numesc siguranțe lichide HRC și sunt comune la tipurile de înaltă tensiune.

Există și alte tipuri de siguranțe electrice HRC, cum ar fi siguranțe cu șuruburi, care au terminale de extensie cu găuri și siguranțe cu lamă, care sunt utilizate pe scară largă în mediul auto și au terminale cu lamă în loc de capace.

Siguranțele cu lamă au de obicei o carcasă din plastic și sunt ușor de îndepărtat din circuit în cazul unei defecțiuni.

Siguranță înlocuibilă

Siguranțele înlocuibile sunt și denumite siguranțe electrice semiînchise. Sunt formate din două părți din porțelan; un suport pentru siguranțe cu un mâner și o bază pentru siguranțe în care este introdus acest suport pentru siguranțe.

Designul siguranțelor detașabile, utilizate în mod obișnuit în medii rezidențiale și în alte medii cu curent scăzut, le face ușor de ținut, fără riscul de șoc electric. Suportul de siguranță are de obicei terminale cu lamă și o legătură de siguranță.

Când legătura fuzibilă se topește, suportul siguranței poate fi deschis cu ușurință pentru a-l înlocui. De asemenea, întregul suport poate fi înlocuit cu ușurință, fără nicio dificultate.

Siguranță percutor

Siguranța folosește un sistem mecanic pentru a proteja împotriva supracurentului sau a scurtcircuitelor și pentru a indica faptul că o siguranță electrică a ars.

Acest fule funcționează fie cu încărcături explozive, fie cu un arc armat și o tijă care este descărcată atunci când legătura este topită.

Pinul și arcul sunt paralele cu legătura fuzibilă. Când legătura se topește, mecanismul de descărcare este activat, determinând știftul să zboare.

Comutați siguranța

Siguranțele întrerupătoarelor sunt un tip de siguranță electrică care poate fi controlată extern folosind un mâner întrerupător.

În aplicațiile obișnuite în medii de înaltă tensiune, controlați dacă siguranțele trec puterea sau nu prin comutarea comutatorului în poziția pornit sau oprit.

Siguranță extrasă

Siguranțele push-out folosesc gaz de bor pentru a limita procesul de arc. Sunt utilizate în medii de înaltă tensiune, în special în transformatoarele de 10 kV.

Când siguranța se topește, gazul de bor stinge arcul și este expulzat prin orificiul din tub.

Dezactivați siguranța

Siguranțele cu retragere sunt un tip de siguranțe detașabile în care legătura siguranței este separată de corpul siguranței. Aceste siguranțe sunt formate din două părți principale; decupaj carcasa si suport pentru siguranta.

Suportul de siguranțe găzduiește o legătură fuzibilă, iar corpul decupat este un cadru de porțelan care susține suportul de siguranțe prin contactele de sus și de jos.

Suportul siguranței este, de asemenea, ținut în unghi față de corpul decupat și acest lucru se face dintr-un motiv.

Când legătura siguranței se topește din cauza supracurentului sau a scurtcircuitului, suportul siguranței este deconectat de corpul decupării de pe contactul superior. Acest lucru îl face să cadă sub gravitație, de unde și numele de „picătură de siguranță”.

Un suport de siguranță care căde este, de asemenea, un semn vizual că o siguranță s-a ars și trebuie înlocuită. Acest tip de siguranță este folosit în mod obișnuit pentru a proteja transformatoarele de joasă tensiune.

Siguranță termica

Siguranța termică folosește semnale și elemente de temperatură pentru a proteja împotriva supracurentului sau scurtcircuitului. Acest tip de siguranță, cunoscută și sub denumirea de întrerupător termic și utilizat pe scară largă în dispozitivele sensibile la temperatură, folosește un aliaj sensibil ca legătură de siguranță.

Când temperatura atinge un nivel anormal, legătura fuzibilă se topește și întrerupe alimentarea altor părți ale instrumentului. Acest lucru se face în primul rând pentru a preveni incendiul.

Siguranță resetabilă

Siguranțele resetate sunt, de asemenea, numite siguranțe polimerice cu coeficient de temperatură pozitiv (PPTC) sau „polifuzibile” pe scurt și au caracteristici care le fac reutilizabile. 

Acest tip de siguranță constă dintr-un polimer cristalin neconductor amestecat cu particule conductoare de carbon. Acestea funcționează cu temperatură pentru protecție la supracurent sau scurtcircuit. 

Când este rece, siguranța rămâne într-o stare cristalină, ceea ce menține particulele de carbon apropiate și permite trecerea energiei.

În cazul unei surse de curent excesive, siguranța se încălzește, trecând de la o formă cristalină la o stare amorfă mai puțin compactă.

Particulele de carbon sunt acum mai îndepărtate, ceea ce limitează fluxul de electricitate. Energia mai curge prin această siguranță atunci când este activată, dar este de obicei măsurată în intervalul miliamperi. 

Când circuitul se răcește, starea cristalină compactă a siguranței este restabilită și puterea curge nestingherită.

Din aceasta puteți vedea că Polyfuses-urile sunt resetate automat, de unde și denumirea de „resettable fusibles”.

Ele se găsesc în mod obișnuit în sursele de alimentare pentru computere și telefon, precum și în sistemele nucleare, sistemele de transport aerian și alte sisteme în care înlocuirea pieselor s-ar dovedi extrem de dificilă.

siguranța semiconductoare

Siguranțele semiconductoare sunt siguranțe ultra rapide. Le folosiți pentru a proteja componentele semiconductoare dintr-un circuit, cum ar fi diode și tiristoare, deoarece sunt sensibile la supratensiuni mici de curent. 

Ele sunt utilizate în mod obișnuit în UPS-uri, relee cu stare solidă și unități de motor, precum și alte dispozitive și circuite cu componente semiconductoare sensibile.

Siguranță pentru suprimarea supratensiunii

Siguranțele de protecție la supratensiune folosesc semnale de temperatură și senzori de temperatură pentru a proteja împotriva supratensiunii. Un bun exemplu în acest sens este o siguranță cu coeficient negativ de temperatură (NTC).

Siguranțele NTC sunt instalate în serie în circuit și își scad rezistența la temperaturi mai ridicate.

Acesta este exact opusul siguranțelor PPTC. În timpul puterii de vârf, rezistența redusă face ca siguranța să absoarbă mai multă putere, ceea ce reduce sau „suprimă” puterea care curge.

Siguranța dispozitivului cu montare la suprafață

Siguranțele cu montare la suprafață (SMD) sunt siguranțe electrice foarte mici utilizate în mod obișnuit în medii cu curent scăzut, cu spațiu limitat. Le vedeți aplicațiile în dispozitive DC, cum ar fi telefoanele mobile, hard disk-urile și camerele foto, printre altele.

Siguranțele SMD se mai numesc și siguranțe cu cip și puteți găsi și variante de curent ridicat ale acestora.

Acum toate tipurile de siguranțe menționate mai sus au câteva caracteristici suplimentare care le determină comportamentul. Acestea includ curentul nominal, tensiunea nominală, timpul de funcționare a siguranței, capacitatea de întrerupere și I²Valoarea T.

Ghid video

Tipuri de siguranțe - Ghid suprem pentru începători

Cum se calculează valoarea siguranței

Valoarea curentă a siguranțelor utilizate în dispozitivele standard de operare este de obicei setată între 110% și 200% din valoarea nominală a circuitului lor.

De exemplu, siguranțele utilizate în motoare sunt de obicei evaluate la 125%, în timp ce siguranțele utilizate în transformatoare sunt evaluate la 200%, iar siguranțele utilizate în sistemele de iluminat sunt evaluate la 150%. 

Cu toate acestea, acestea depind de alți factori, cum ar fi mediul circuitului, temperatura, sensibilitatea dispozitivelor protejate din circuit și mulți alții. 

De exemplu, atunci când calculați valoarea siguranței pentru un motor, utilizați formula;

Valoare nominală a siguranței = {Watt (W) / Tensiune (V)} x 1.5

Dacă puterea este de 200 W și tensiunea este de 10 V, valoarea siguranței = (200/10) x 1.5 = 30 A. 

Înțelegerea arcului electric

După ce ați citit până în acest punct, trebuie să fi întâlnit de mai multe ori termenul „arc electric” și ați înțeles că este necesar să îl preveniți atunci când legătura fuzibilă se topește. 

Un arc se formează atunci când electricitatea realizează o punte mică între doi electrozi prin gazele ionizate din aer. Arcul nu se stinge decât dacă alimentarea este oprită. 

Daca arcul nu este controlat de distanta, pulbere neconductoare si/sau materiale lichide, riscati supracurent continuu in circuit sau incendiu.

Dacă doriți să aflați mai multe despre siguranțe, vă rugăm să vizitați această pagină.

FAQ

Câte tipuri de siguranțe AC există?

Există două categorii principale de siguranțe de curent alternativ: siguranțe de joasă tensiune și siguranțe de înaltă tensiune.

Care pot fi apoi împărțite în 11 sau mai multe tipuri diferite.

Câte tipuri de siguranțe avem în electrotehnică?

În sistemele electrice sunt utilizate mai mult de 11 tipuri de siguranțe, care sunt împărțite în principalele categorii de siguranțe AC și DC. Siguranțele sunt, de asemenea, clasificate în subcategorii de înaltă și joasă tensiune.