bezpieczniki1.pdf

(1244 KB) Pobierz

62_099.pdf

Listy od Piotra

B e z p i e c z n i k i

− niedoceniane elementy elektroniczne

Pytania nadsyłane do Skrzynki

Porad świadczą, że wielu entuzja−

stów elektroniki nie ma niezbęd−

nych wiadomości o bezpieczni−

kach. Część elektroników, zapa−

trzonych w najnowsze osiągnię−

cia techniki, całkowicie lekcewa−

ży "prymitywne" elementy, za ja−

kie uchodzą bezpieczniki. Tym−

czasem każdy praktyk powinien

mieć przynajmniej podstawowe

informacje o bezpiecznikach.

Niniejszy trzyczęściowy artykuł

rozpoczyna się od podania takich

niezbędnych informacji, które trze−

ba zrozumieć, a niektóre zapamię−

tać raz na zawsze. Druga część za−

wiera wiadomości przeznaczone

dla dociekliwych i zaawansowa−

nych, dotyczące zabezpieczenia

elementów półprzewodnikowych.

Trzecia część przybliża nowocze−

sne bezpieczniki wielokrotnego

użytku, stosowane coraz po−

wszechniej w sprzęcie elektronicz−

nym oraz bezpieczniki termiczne.

część 1 − Niezbędnik

grafii tytułowej stanowią takie typowe

wkładki. W katalogach i ofertach handlo−

wych oznaczane są WTA – Wkładka Topiko−

wa Aparatowa. Na fotografii tytułowej znaj−

dziesz też kilka większych wkładek, o wy−

miarach 6,3x30mm, stosowanych często

w sprzęcie amerykańskim. We wszystkich

elementem czynnym jest topik – kawałek

drucika, który przy zbyt dużym prądzie ulega

stopieniu i przerywa obwód.

Wydawałoby się, że ten kawałek drucika

to wyjątkowo prymitywny element, któremu

nie warto poświęcać uwagi.

Czy jednak

potrafiłbyś, Czy−

telniku, wyjaśnić,

czym tak napraw−

dę różnią się trzy

wkładki topiko−

we z fotografii

1 ? Wszystkie trzy

mają ten sam

prąd znamiono−

wy, w tym wy−

padku 800mA, różnią się nieco budową. Jed−

na wkładka zawiera w oznaczeniu literkę T,

druga literkę G, trzecia ma w oznaczeniu tyl−

ko prąd znamionowy; na wszystkich umie−

szczono też napis 250V.

Parametry

i charakterystyki

Fotografia przedstawia topikowe wkładki

bezpiecznikowe WTA, WTA−T oraz WTA−G.

Najpopularniejsze są wkładki oznaczone

WTA oraz WTA−T. Znacznie rzadziej używa

się wkładek WTA−G.

Wkładki oznaczone literką T (WTA−T) to

tak zwane wkładki zwłoczne. Wkładki bez li−

terki (WTA) to tak zwane wkładki szybkie –

w katalogach i normach oznaczane są literą

F. Literę F zwykle się pomija i traktuje

wkładki szybkie jako „standardowe”. Wkład−

ki z literką G (WTA−G) to wkładki szybkie

o dużej zdolności wyłączania – oznaczenie

katalogowe zawiera litery F i G.

Te ogólne określenia niewiele mówią. Na−

leżałoby bliżej zapoznać się z ich parametrami.

Zacznijmy od prądu znamionowego. Czy

uważasz, że przy prądzie znamionowym bez−

piecznik od razu się przepali? Nie! Znamiono−

wy prąd bezpiecznika to maksymalny prąd, nie

powodujący jeszcze zadziałania bezpiecznika .

Przy jakim prądzie bezpiecznik zadziała,

czyli się przepali? Czy wystarczy zwiększyć

prąd do 105% wartości znamionowej? A mo−

że do 110%?

Trzeba pamiętać, że zadziałanie bezpiecz−

nika oznacza rozgrzanie drucika topikowego

do znacznej temperatury. Zapewne więc pe−

wien wpływ na parametry będzie mieć tem−

peratura otoczenia. Tak, ale nie tylko. Z kilku

innych względów trudno precyzyjnie przewi−

dzieć zachowanie poszczególnego bezpiecz−

nika. W katalogach i normach podane są je−

dynie wartości graniczne.

Pożegnaj się jednak raz na zawsze z wyobra−

żeniem, że bezpiecznik działa szybko po jakim−

kolwiek zwiększeniu prądu powyżej prądu zna−

mionowego. Przy prądzie równym 110% zna−

mionowego zdecydowana większość bezpieczni−

ków w ogóle nie zadziała! Jedynie dla bezpiecz−

ników T podaje się wymaganie, by przy prądzie

110% nominalnego i w temperaturze +70 o C

Oto przykłady: dla dwóch z trzech oma−

wianych wkładek (szybkich − F oraz G) poda−

je się, że przy prądzie równym 210% znamio−

nowego zadziałają one w czasie nie dłuższym

niż 1800 sekund. Oznacza to, że po dwukrot−

nym przekroczeniu prądu nominalnego bez−

piecznik może funkcjonować jeszcze przez

pół godziny! Dla trzeciej wkładki (zwłocznej

− T) maksymalny czas do zadziałania nie

przekroczy 120s, czyli dwóch minut.

Normy i katalogi podają też, że na przy−

kład przy prądzie równym 275% znamiono−

wego wkładka szybka F o nominale 2,5A po−

winna zadziałać w czasie 50ms...2s, wkładka

szybka 2,5A FG w czasie 10ms...2 s, a wkład−

ka zwłoczna 2,5A T w czasie 0,6...10s.

Dla prądu 400% znamionowego wartości te

wynoszą odpowiednio: F − 10ms...0,3s,

Początkujący elektronik uważa, że bezpiecz−

nik to element, który ma chronić jakiś obwód

czy urządzenie przed uszkodzeniem, nie do−

puszczając do nadmiernego wzrostu prądu

w przypadku przeciążenia czy zwarcia. Takie

wyobrażenie nie jest do końca prawdziwe.

Owszem, w niektórych obwodach bezpiecz−

nik rzeczywiście ma pełnić taką rolę. W za−

skakująco wielu przypadkach bezpiecznik

ma zupełnie inne zadanie. Przykładowo bez−

piecznik sieciowy obecny w wielu urządze−

niach nie jest w stanie skutecznie ochronić

przed uszkodzeniem, a jedynie ma nie dopu−

ścić do dalszych uszkodzeń, przede wszyst−

kim do powstania pożaru czy wybuchu.

W powszechnym użyciu jest kilka rodza−

jów bezpieczników, w tym dwa rodzaje bez−

pieczników samochodowych. Bezpieczniki

przeznaczone do samochodów interesują nas

najmniej, między innymi ze względu na bar−

dzo duże prądy znamionowe (powyżej 4A).

W sprzęcie elektronicznym najczęściej stoso−

wane są bezpieczniki rurkowe, a ściślej rur−

kowe wkładki topikowe, o długości 20mm

i średnicy 5,2mm o prądach znamionowych

w zakresie 32mA...10A − większość na foto−

Fot. 1

Elektronika dla Wszystkich

99

− niedoceniane elementy elektroniczne

8139964.483.png

8139964.494.png

Listy od Piotra

FG − 3ms...0,3s, T − 0,15...3s. Dla prądu 1000%

(dziesięciokrotne przeciążenie) czasy zadziałania

dla wkładek F i FG nie powinny być dłuższe niż

20ms, a dla wkładek zwłocznych T – 20ms...0,3s.

Przedstawione zależności dla wkładek

T i F o nominałach 125mA...10A można zo−

baczyć na rysunku 1 . Na osi poziomej zazna−

czony jest czas zadziałania na pionowej prąd,

a właściwie stosunek prądu rzeczywistego do

prądu znamionowego. Kolorami zaznaczyłem

charakterystyki bezpieczników F oraz T. Tu

jasno widać, że przy dużych prądach wkładki

T rzeczywiście są powolniejsze.

dach 275% i większych, zgodnie ze swą na−

zwą, rzeczywiście są powolniejsze.

To nie przypadek! Wkładki zwłoczne sto−

sowane są przede wszystkim w obwodach,

gdzie mogą wystąpić chwilowe przeciążenia,

na przykład przy rozruchu silników, transfor−

matorów, itd. Krótki impuls przeciążeniowy

nie powoduje spalenia bezpiecznika, nato−

miast przy trwałym przeciążeniu bezpiecznik

zwłoczny T powinien zareagować wcześniej

od szybkiego F. Nawet jeśli nie chcesz zagłę−

biać się w szczegóły, zapamiętaj, że w obwo−

dach sieciowych sprzętu elektronicznego

z reguły stosuje się bezpieczniki zwłoczne,

zawierające w oznaczeniu literkę T . Wsta−

wienie tam wkładki szybkiej (z literą F lub

bez litery) jest błędem. Na przykład w chwi−

li dołączania do sieci wzmacniacza z siecio−

wym transformatorem toroidalnym, zależnie

od momentu włączenia, może pojawić się

potężny, krótki impuls prądu. Wkładka

zwłoczna, na przykład 2,5A T może wytrzy−

mać taki impuls, wkładka „zwykła”

2,5A niechybnie szybko się spali – dopiero

„zwykła” wkładka 5A lub 6,3A wytrzyma ta−

kie impulsy. Jednak ta „zwykła”, czyli szyb−

ka wkładka w przypadku jakiegoś trwałego

przeciążenia, na przykład uszkodzenia

i zwarcia w obwodzie wzmacniacza, nie

przepali się jeszcze przy prądach rzędu 10A,

co zwiększa ryzyko przegrzania i powstania

pożaru. Natomiast jak gwarantuje katalog,

dla wkładki zwłocznej 2,5A, przy przeciąże−

niu prądem 5,25A czas zadziałania nie prze−

kroczy 120 sekund.

A gdzie stosować „zwykłe”, czyli szybkie

bezpieczniki? Jeśli już jesteśmy przy wzmac−

niaczach, typowym miejscem pracy dla bez−

piecznika szybkiego jest wyjście zasilacza

sieciowego. Dobrze dobrany szybki bez−

piecznik może uchronić przed zniszczeniem

elementy półprzewodnikowe w razie przecią−

żenia, zwarcia, itp. Jeśliby nawet nie uchronił

delikatnych półprzewodników, zapobiegnie

dalszym uszkodzeniom, na przykład trans−

formatora czy diod zasilacza.

Jak rozpoznać

wkładki zwłocz−

ne? Zawsze na

bezpieczniku obok

prądu nominalne−

go umieszczona

jest literka T. Poza

tym wiele wkładek

zwłocznych ma

wewnątrz szklanej

rurki sprężynkę

– niestety, nie

wszystkie.

Jeśli na wkładce

topikowej nie ma li−

terki T (ani G), jest

to wkładka szybka –

literę F z reguły się

pomija.

W sprzęcie powszechnego użytku

w obwodach sieciowych zwykle stosuje

się wkładki zwłoczne (T).

Napięcie

Celowo w przypadku bezpieczników podaje

się napięcie maksymalne. Nie byłoby to po−

trzebne, gdyby bezpieczniki przepalały się

podczas powolnego wzrostu prądu czy też

przy prądach co najwyżej dziesięciokrotnie

większych od znamionowego. A rysunek 1

pokazuje charakterystyki dla takich właśnie

warunków. Cały problem w tym, że zdecy−

dowana większość bezpieczników „traci ży−

cie” w warunkach zwarcia, czyli wtedy, gdy

w obwodzie chce płynąć i rzeczywiście

przez krótki czas płynie bardzo duży prąd

zwarciowy. Ten duży prąd powoduje, że

drucik topikowy ogromnie się rozgrzewa

i co gorsza w jego miejscu powstaje łuk

elektryczny, czyli mieszanina rozgrzanych,

zjonizowanych cząstek. Być może zaobser−

wowałeś kiedyś błysk, powstający w chwili

spalenia bezpiecznika – jego źródłem jest

właśnie łuk elektryczny. Jak wiadomo, łuk

elektryczny, występujący także podczas

uderzenia pioruna czy podczas spawania,

przewodzi prąd elektryczny. Choć więc dru−

cik topikowy się stopi, prąd będzie płynąć

przez łuk utrzymujący się jeszcze przez ja−

kiś czas. Problem powstawania łuku elek−

trycznego występuje z całą ostrością w tech−

nice wysokich napięć. Ale nie tylko – łuk

powstaje także przy spawaniu, gdy napięcie

wynosi co najwyżej kilkadziesiąt woltów.

Najprościej biorąc, czym wyższe napięcie

w rozłączanym obwodzie, tym lepsze wa−

runki do powstania i utrzymania się łuku.

Jak się okazuje, problem łuku dotyczy rów−

nież bezpieczników. Jeśliby drucik bez−

piecznika przepalił się na małym odcinku,

łuk w pewnych warunkach mógłby powstać

i utrzymywać się także przy stosunkowo ni−

skich napięciach, zwłaszcza przy prądzie

stałym. Ponadto zapalony łuk mógłby na

trwałe powstać między np. zaciskami obu−

dowy lub elementami gniazda bezpiecznika.

Pożytek z takiego bezpiecznika byłby żaden

– wprawdzie przy mniejszych przeciąże−

niach bezpiecznik będzie działał według

charakterystyk z rysunku 1, jednak przy

zwarciu i dużych prądach zwarciowych cza−

sy rozłączenia obwodu okazałyby się zastra−

szająco długie. Aby do tego nie dopuścić,

wkładki przeznaczone do wyższych napięć

mają taką budowę, która pomaga gasić po−

wstający łuk. Może tego nie widać na

pierwszy rzut oka, ale tak jest.

I tu wyjaśnia się sprawa napięcia – na−

pięcie podane na wkładce to maksymalne

napięcie, przy którym nastąpi niezawodne

przerwanie łuku (na rurkowych wkładkach

jest to zwykle 250V). Nieco podobne

Rys. 1

Czy nie umknęło Twojej uwadze, że

wkładki zwłoczne (T) przy stosunkowo ma−

łych prądach przeciążeniowych, np. przy

prądzie 210% nominalnego, mają gwaranto−

wany czas zadziałania krótszy (!) od wkła−

dek szybkich (F i FG)? Natomiast przy prą−

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

100

Elektronika dla Wszystkich

8139964.505.png

8139964.516.png

8139964.001.png

8139964.012.png

8139964.023.png

8139964.034.png

8139964.045.png

8139964.056.png

8139964.067.png

8139964.078.png

8139964.089.png

8139964.100.png

8139964.111.png

8139964.122.png

8139964.133.png

8139964.144.png

8139964.155.png

8139964.166.png

8139964.177.png

8139964.188.png

8139964.199.png

8139964.210.png

8139964.221.png

8139964.232.png

8139964.243.png

8139964.254.png

8139964.265.png

8139964.276.png

8139964.287.png

8139964.298.png

8139964.309.png

8139964.320.png

8139964.331.png

8139964.342.png

8139964.353.png

8139964.364.png

8139964.375.png

8139964.386.png

8139964.397.png

8139964.408.png

8139964.419.png

8139964.430.png

8139964.441.png

8139964.452.png

8139964.463.png

8139964.474.png

8139964.477.png

8139964.478.png

8139964.479.png

8139964.480.png

8139964.481.png

8139964.482.png

8139964.484.png

8139964.485.png

8139964.486.png

8139964.487.png

8139964.488.png

8139964.489.png

8139964.490.png

8139964.491.png

8139964.492.png

8139964.493.png

8139964.495.png

8139964.496.png

8139964.497.png

8139964.498.png

8139964.499.png

8139964.500.png

8139964.501.png

8139964.502.png

8139964.503.png

8139964.504.png

8139964.506.png

8139964.507.png

8139964.508.png

8139964.509.png

8139964.510.png

8139964.511.png

8139964.512.png

8139964.513.png

8139964.514.png

8139964.515.png

8139964.517.png

8139964.518.png

8139964.519.png

8139964.520.png

8139964.521.png

8139964.522.png

8139964.523.png

8139964.524.png

8139964.525.png

8139964.526.png

8139964.002.png

8139964.003.png

8139964.004.png

8139964.005.png

8139964.006.png

8139964.007.png

8139964.008.png

8139964.009.png

8139964.010.png

8139964.011.png

8139964.013.png

8139964.014.png

8139964.015.png

8139964.016.png

8139964.017.png

8139964.018.png

8139964.019.png

8139964.020.png

8139964.021.png

8139964.022.png

8139964.024.png

8139964.025.png

8139964.026.png

8139964.027.png

8139964.028.png

8139964.029.png

8139964.030.png

8139964.031.png

8139964.032.png

8139964.033.png

8139964.035.png

8139964.036.png

8139964.037.png

8139964.038.png

8139964.039.png

8139964.040.png

8139964.041.png

8139964.042.png

8139964.043.png

8139964.044.png

8139964.046.png

8139964.047.png

8139964.048.png

8139964.049.png

8139964.050.png

8139964.051.png

8139964.052.png

8139964.053.png

8139964.054.png

8139964.055.png

8139964.057.png

8139964.058.png

8139964.059.png

8139964.060.png

8139964.061.png

8139964.062.png

8139964.063.png

8139964.064.png

8139964.065.png

8139964.066.png

8139964.068.png

8139964.069.png

8139964.070.png

8139964.071.png

8139964.072.png

8139964.073.png

8139964.074.png

8139964.075.png

8139964.076.png

8139964.077.png

8139964.079.png

8139964.080.png

8139964.081.png

8139964.082.png

8139964.083.png

8139964.084.png

8139964.085.png

8139964.086.png

8139964.087.png

8139964.088.png

8139964.090.png

8139964.091.png

8139964.092.png

8139964.093.png

8139964.094.png

8139964.095.png

8139964.096.png

8139964.097.png

8139964.098.png

8139964.099.png

8139964.101.png

8139964.102.png

8139964.103.png

8139964.104.png

8139964.105.png

8139964.106.png

8139964.107.png

8139964.108.png

8139964.109.png

8139964.110.png

8139964.112.png

8139964.113.png

8139964.114.png

8139964.115.png

8139964.116.png

8139964.117.png

8139964.118.png

8139964.119.png

8139964.120.png

8139964.121.png

8139964.123.png

8139964.124.png

8139964.125.png

8139964.126.png

8139964.127.png

8139964.128.png

8139964.129.png

8139964.130.png

8139964.131.png

8139964.132.png

8139964.134.png

8139964.135.png

8139964.136.png

8139964.137.png

8139964.138.png

8139964.139.png

8139964.140.png

8139964.141.png

8139964.142.png

8139964.143.png

8139964.145.png

8139964.146.png

8139964.147.png

8139964.148.png

8139964.149.png

8139964.150.png

8139964.151.png

8139964.152.png

8139964.153.png

8139964.154.png

8139964.156.png

8139964.157.png

8139964.158.png

8139964.159.png

8139964.160.png

8139964.161.png

8139964.162.png

8139964.163.png

8139964.164.png

8139964.165.png

8139964.167.png

8139964.168.png

8139964.169.png

8139964.170.png

8139964.171.png

8139964.172.png

8139964.173.png

8139964.174.png

8139964.175.png

8139964.176.png

8139964.178.png

8139964.179.png

8139964.180.png

8139964.181.png

8139964.182.png

8139964.183.png

8139964.184.png

8139964.185.png

8139964.186.png

8139964.187.png

8139964.189.png

8139964.190.png

8139964.191.png

8139964.192.png

8139964.193.png

8139964.194.png

8139964.195.png

8139964.196.png

8139964.197.png

8139964.198.png

8139964.200.png

8139964.201.png

8139964.202.png

8139964.203.png

8139964.204.png

8139964.205.png

8139964.206.png

8139964.207.png

8139964.208.png

8139964.209.png

8139964.211.png

8139964.212.png

8139964.213.png

8139964.214.png

8139964.215.png

8139964.216.png

8139964.217.png

8139964.218.png

8139964.219.png

8139964.220.png

8139964.222.png

8139964.223.png

8139964.224.png

8139964.225.png

8139964.226.png

8139964.227.png

8139964.228.png

8139964.229.png

8139964.230.png

8139964.231.png

8139964.233.png

8139964.234.png

8139964.235.png

8139964.236.png

8139964.237.png

8139964.238.png

8139964.239.png

8139964.240.png

8139964.241.png

8139964.242.png

8139964.244.png

8139964.245.png

8139964.246.png

8139964.247.png

8139964.248.png

8139964.249.png

8139964.250.png

8139964.251.png

8139964.252.png

8139964.253.png

8139964.255.png

8139964.256.png

8139964.257.png

8139964.258.png

8139964.259.png

8139964.260.png

8139964.261.png

8139964.262.png

8139964.263.png

8139964.264.png

8139964.266.png

8139964.267.png

8139964.268.png

8139964.269.png

8139964.270.png

8139964.271.png

8139964.272.png

8139964.273.png

8139964.274.png

8139964.275.png

8139964.277.png

8139964.278.png

8139964.279.png

8139964.280.png

8139964.281.png

8139964.282.png

8139964.283.png

8139964.284.png

8139964.285.png

8139964.286.png

8139964.288.png

8139964.289.png

8139964.290.png

8139964.291.png

8139964.292.png

8139964.293.png

8139964.294.png

8139964.295.png

8139964.296.png

8139964.297.png

8139964.299.png

8139964.300.png

8139964.301.png

8139964.302.png

8139964.303.png

8139964.304.png

8139964.305.png

8139964.306.png

8139964.307.png

8139964.308.png

8139964.310.png

8139964.311.png

8139964.312.png

8139964.313.png

8139964.314.png

8139964.315.png

8139964.316.png

8139964.317.png

8139964.318.png

8139964.319.png

8139964.321.png

8139964.322.png

8139964.323.png

8139964.324.png

8139964.325.png

8139964.326.png

8139964.327.png

8139964.328.png

8139964.329.png

8139964.330.png

8139964.332.png

8139964.333.png

8139964.334.png

8139964.335.png

8139964.336.png

8139964.337.png

8139964.338.png

8139964.339.png

8139964.340.png

8139964.341.png

8139964.343.png

8139964.344.png

8139964.345.png

8139964.346.png

8139964.347.png

8139964.348.png

8139964.349.png

8139964.350.png

8139964.351.png

8139964.352.png

8139964.354.png

8139964.355.png

8139964.356.png

8139964.357.png

8139964.358.png

8139964.359.png

8139964.360.png

8139964.361.png

8139964.362.png

8139964.363.png

8139964.365.png

8139964.366.png

8139964.367.png

8139964.368.png

8139964.369.png

8139964.370.png

8139964.371.png

8139964.372.png

8139964.373.png

8139964.374.png

8139964.376.png

8139964.377.png

8139964.378.png

8139964.379.png

8139964.380.png

8139964.381.png

8139964.382.png

8139964.383.png

8139964.384.png

8139964.385.png

8139964.387.png

8139964.388.png

8139964.389.png

8139964.390.png

8139964.391.png

8139964.392.png

8139964.393.png

8139964.394.png

8139964.395.png

8139964.396.png

8139964.398.png

8139964.399.png

8139964.400.png

8139964.401.png

8139964.402.png

8139964.403.png

8139964.404.png

8139964.405.png

8139964.406.png

8139964.407.png

8139964.409.png

8139964.410.png

8139964.411.png

8139964.412.png

8139964.413.png

8139964.414.png

8139964.415.png

8139964.416.png

8139964.417.png

8139964.418.png

8139964.420.png

8139964.421.png

8139964.422.png

8139964.423.png

8139964.424.png

8139964.425.png

8139964.426.png

8139964.427.png

8139964.428.png

8139964.429.png

8139964.431.png

8139964.432.png

8139964.433.png

8139964.434.png

8139964.435.png

8139964.436.png

8139964.437.png

8139964.438.png

8139964.439.png

8139964.440.png

8139964.442.png

8139964.443.png

8139964.444.png

8139964.445.png

8139964.446.png

8139964.447.png

8139964.448.png

8139964.449.png

8139964.450.png

8139964.451.png

8139964.453.png

8139964.454.png

8139964.455.png

8139964.456.png

8139964.457.png

8139964.458.png

8139964.459.png

8139964.460.png

8139964.461.png

8139964.462.png

8139964.464.png

8139964.465.png

8139964.466.png

8139964.467.png

8139964.468.png

8139964.469.png

8139964.470.png

8139964.471.png

8139964.472.png

8139964.473.png

Listy od Piotra

wkładki samochodowe mają zupełnie inną

budowę i nie powinny być stosowane w ob−

wodach, gdzie występują napięcia wyższe

niż 35V. Przy napięciach wyższych niż

250V powinny pracować inne wkładki,

o większych wymiarach (8,5x31,5mm oraz

10x38,1mm).

tycznej bezpieczniki te nie są w stanie sku−

tecznie i szybko przerwać prądu płynącego

przez powstały łuk. Co z tego? Oznacza to

na przykład, że popularne bezpieczniki ty−

pów T i F absolutnie nie są w stanie ochro−

nić przed zwarciem elementów półprzewo−

dnikowych – konkretnie triaków, tyrysto−

rów, diod, pracujących w obwodach sieci .

I tu dochodzimy do bezpieczników ozna−

czanych literą G, a właściwie FG. Są to spe−

cjalne szybkie bezpieczniki o dużej zdolno−

ści wyłączania. Od „zwykłych” bezpieczni−

ków F różnią się nie tyle charakterystykami

według rysunku 1, co zdolnością gaszenia

łuku i skracania całkowitego czasu przepły−

wu prądu zwarcia. Bezpieczniki G o typo−

wych wymiarach 5x20mm mają zdolność

wyłączania równą 1500A. Teoretycznie, od−

powiednio dobrane bezpieczniki typu G są

w stanie ochronić przed uszkodzeniem pół−

przewodniki (np. triaki). Teoretycznie, po−

nieważ w sieciach o jeszcze większych prą−

dach zwarciowych również one nie są sku−

tecznym zabezpieczeniem. Poza tym oprócz

czasu trwania i prądu zwarcia, w grę wcho−

dzą jeszcze inne czynniki. Precyzyjne do−

branie bezpiecznika, a właściwie obwodu

zabezpieczającego elementy półprzewodni−

kowe jest bardzo trudne i wymaga wiedzy

znacznie szerszej, niż podana w artykule.

Obecnie ceny półprzewodników są porów−

nywalne z ceną bezpieczników, dlatego

w wielu wypadkach rezygnujemy z próby

dobrania bezpiecznika typu G, stosujemy

zwykły, licząc się z tym, że w przypadku

zwarcia obciążenia triak, tyrystor, MO−

SFET czy diody pracujące w obwodach sie−

ci ulegną uszkodzeniu i trzeba je będzie wy−

mieni ć.

, przy przepływie przez nią prądu

100mA, spadek napięcia wyniesie aż 1,8V.

Pomyśl – do jej szybkiego spalenia potrzeb−

ny jest prąd nie mniejszy niż 300mA, a w ta−

kich warunkach na bezpieczniku musi wy−

stąpić napięcie... 5,4V. Już to pokazuje, dla−

czego nie stosujemy bezpiecznika topiko−

wego na wyjściu stabilizatora – rezystancja

bezpiecznika ogromnie pogorszyłaby para−

metry stabilizatora, którego rezystancja we−

wnętrzna jest rzędu ułamków oma.

Rezystancja wiąże się ze spadkiem napię−

cia. Normy przewidują maksymalny spadek

napięcia na bezpieczniku. Tabela 2 pokazu−

je kilka przykładów wybranych z normy.

Tabela 2

Wkładka Maksymalny

spadek napięcia

T32mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5V

F32mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10V

G32mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15V

T50mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,5V

F50mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7V

G50mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10V

T100mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5V

F100mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,5V

G100mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7V

T315mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,1V

F315mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,3V

G315mA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5V

T1A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150mV

F1A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200mV

G1A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000mV

T3,15A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100mV

F3,15A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150mV

G3,15A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350mV

T10A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100mV

T10A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120mV

T10A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200mV

Ω

Prąd zwarciowy

Wiemy już z grubsza, dlaczego na bezpiecz−

nikach podaje się napięcie maksymalne. Ale

to jeszcze nie wszystko. Przed chwilą w tek−

ście pojawiło się zupełnie nieprecyzyjne

określenie „bardzo duży prąd zwarciowy”.

To kolejna istotna, nie wszystkim znana

sprawa. Jeszcze raz podkreślam, że więk−

szość bezpieczników kończy żywot w wa−

runkach zwarcia. Jaki prąd wtedy płynie?

To oczywiście zależy od tego, gdzie dany

bezpiecznik pracuje. W wiejskim gospodar−

stwie, znacznie oddalonym od transformato−

ra, napięcie w sieci energetycznej zawsze

jest niższe od nominalnego, a w przypadku

zwarcia popłynie prąd rzędu, powiedzmy,

kilkuset amperów. Z kolei w zakładowej

sieci, gdzie duży transformator jest na miej−

scu, spodziewane prądy zwarciowe będą

wynosić tysiące amperów.

Czy z rysunku 1 wynika, że przy tak du−

żych prądach czas zadziałania bezpiecznika

skróci się do pojedynczych milisekund lub

nawet mikrosekund? Niestety nie! Rysunek

1 informuje o tak zwanych czasach przedłu−

kowych, czyli czasach do zapalenia łuku,

a nic nie mówi o zjawiskach podczas zwar−

cia, gdy płyną ekstremalnie duże prądy.

A zachodzą wtedy dziwne zjawiska. Będą

one szerzej omówione za miesiąc. W upro−

szczeniu można powiedzieć, że nie tylko

wysokie napięcie sprzyja powstaniu i utrzy−

maniu łuku. Drugim bardzo ważnym czyn−

nikiem sprzyjającym jest wydajność prądo−

wa obwodu, gdzie umieszczony jest bez−

piecznik. Czym większy prąd zwarciowy

może popłynąć (i popłynie), tym trudniej

zgasić łuk. Informacje z rysunku 1 są bezu−

żyteczne w warunkach zwarcia. Jeśli prąd

zwarciowy jest bardzo duży, łuk utrzymuje

się, mówiąc najprościej, stosunkowo długo.

Aby scharakteryzować bezpieczniki pod

tym względem, mówi się o zdolności wyłą−

czania . Zdolność wyłączania to po prostu

spodziewana wartość prądu zwarciowego,

przy którym bezpiecznik skutecznie prze−

rwie obwód. Teraz pytanie: jaką zdolność

wyłączania mają popularne i najczęściej

stosowane bezpieczniki zwłoczne (T)

i szybkie (F)?

Oto przykra niespodzianka − jedne i dru−

gie mają żałośnie małą zdolność wyłącza−

nia: 35A przy prądzie przemiennym

i 20A przy prądzie stałym. Tymczasem

w obwodach sieci energetycznej spodziewa−

ne prądy zwarciowe są znacznie większe.

Wynika stąd, że w obwodach sieci energe−

Rezystancja i moc

Masz teraz ogólne pojęcie o trzech podsta−

wowych rodzajach bezpieczników. W ra−

mach niezbędnika omówimy jeszcze jeden

ważny szczegół.

Czy wiesz, jaką rezystancję mają popular−

ne wkładki topikowe? Małą? A jaki spadek

napięcia występuje na nich podczas normal−

nej pracy?

Zajrzyj do tabeli 1 przedstawiającej zmie−

rzone przeze mnie omomierzem rezystancje

różnych wkładek.

Przypuszczam, że i to jest zaskoczeniem –

kilka czy nawet kilkanaście woltów napięcia

na bezpieczniku podczas jego normalnej

pracy ? W zasadzie nie ma się czemu dziwić.

Wszyscy wiemy, że drucik topikowy musi się

stopić, a do tego trzeba znacznej ilości ciepła.

W normach i katalogach podaje się, że pod−

czas normalnej pracy przy prądzie bliskim

nominalnemu we wkładce topikowej może

się wydzielać moc od 1,6W (mniejsze nomi−

nały) do 4W (nominały powyżej 3,5A).

Jeśli wstawiasz bezpiecznik zwłoczny

w obwód sieciowy, nie musisz się tym przej−

mować. Jeśli jednak bezpiecznik miałby pra−

cować w jakimś nietypowym układzie pracy,

trzeba uwzględnić jego rezystancję, spadek

napięcia i wynikające z tego konsekwencje.

Szczególnie dotyczy to bezpieczników

o niższych prądachznamionowych.

Tabela 1

T 63mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Ω

T 125mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Ω

T 315mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5Ω

F 315mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5Ω

T 800mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,15

Ω

F 800mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,15

Ω

Piotr Górecki

Czy rezystancja wkładek o niższych no−

minałach nie jest zaskakująco duża? Jeśli

przykładowo wkładka szybka 125mA ma

Ciąg dalszy za miesiąc

Elektronika dla Wszystkich

101

18

Ω

F 125mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

8139964.475.png

8139964.476.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin