Pojistky ELEKTROTECHNIKA

Transkript

1 Pojistky ELEKTROTECHNIKA

2 Pojistky (elektrické) Pojistky jsou prvky elektrické ochrany před účinky nadproudů a zkratů. Nadproud je takový elektrický proud, který je větší než jmenovitý proud I n (vyšší než je povolená kladná tolerance jmenovitého proudu). Proudové přetížení je stav, při kterém (dlouhodobě) obvodem teče elektrický proud větší než přípustný. Proudové přetížení vzniká např. ve správně zapojených obvodech připojením většího množství spotřebičů. Zkrat je bezodporové spojení dvou nebo více bodů obvodu, které mají při normální provozu různý potenciál. Zkratový proud je elektrický proud, který protéká elektrickým obvodem v době působení zkratu.

3 Tavná pojistka princip Pojistka tvoří nejslabší místo elektrického obvodu. Průchodem elektrického proudu pojistkou vzniká na elektrickém odporu vodiče pojistky úbytek napětí a výkonová ztráta ve formě tepla. V závislosti na velikosti proudu se zvyšuje výkonová ztráta na vodiči pojistky. se stoupající velikostí proudu se výrazně zkracuje doba do přetavení vodiče pojistky (ztrátový výkon je funkcí čtverce proudu). Přetavením vodiče pojistky dojde k přerušení elektrického obvodu.

4 Tavná pojistka princip Pojistka se skládá z pojistkového SOKLU ČI POUZDRA a POJISTKOVÉ VLOŽKY (PATRONY). Pojistková patrona je určena pro jednorázové použití po přetavení musí být vyměněna. Její jádro tvoří TAVNÝ ELEKTRICKÝ VODIČ, jehož přetavením dojde k rozpojení elektrického obvodu. Vlastnosti tavného vodiče: velká konduktivita i při malých rozměrech nízká teplota tavení malá náchylnost k oxidaci snadná vypařitelnost (bez pevných zbytků) Nejčastěji jsou používány tavné elektrické vodiče vyrobené ze stříbra nebo mědi (dráty, pásky). V pojistkách pro vysoké napětí nebo elektrický proud je tavný vodič uložen v hasebním prostředku (obvykle v křemičitém písku) tlumení elektrického oblouku a urychlení vypnutí pojistky.

5 Tavná pojistka jmenovité hodnoty Pojistka se dimenzuje tak, aby čas přetavení tavného elementu pojistky byl kratší, než čas po kterém dojde k tepelnému poškození chráněného zařízení, tj. tepelná časová konstanta pojistky má být kratší než tepelná časová konstanta chráněného zařízení. Jmenovité napětí pojistky musí být stejné nebo vyšší než napětí, při kterém má dojít k rozpojení obvodu. Například pojistka s jmenovitým napětím 30V nebude bezpečně fungovat pro napětí 230V (i po přerušení se může vytvořit elektrický oblouk a nedojde k přerušení obvodu). Zapojení pojistek v sérii nezvyšuje výsledné jmenovité napětí. Jmenovitý proud pojistky vyjadřuje, jaký je maximální proud, který může pojistkou protékat, aniž by došlo k přerušení obvodu.

6 Rozdělení pojistek podle rychlosti vypínání v závislosti na tom, za jak dlouho dojde k přepálení tavného drátku při konstantním nadproudu se pojistky dělí na: velmi pomalé (TT) pomalé (značeno T) středně pomalé (M) rychlé (značeno F) velmi rychlé (TF) Pomalejší pojistky se používají např. pro jištění elektromotorů, u kterých, při rozběhu, je zaběrný proud mnohonásobně větší než proud jmenovitý.

7 Rozdělení pojistek podle typu provedení Závitové - bytové instalace s napětím 230/400 V; keramické pouzdro, Běžně se lze setkat s pojistkami se závitem E27 (Edison) do 25 A a E33 (Goliáš) od 35 A. Normalizované barvy jsou: 2 A růžová, 4 A hnědá, 6 A zelená, 10 A červená, 13 A černá, 16 A šedá, 20 A modrá, 25 A žlutá, 35 A černá, 50 A bílá, 60 a 63 A hnědá(měděná), 80 A stříbrná, 100 A červená, 125 A žlutá. Díky vložce nelze vložit větší pojistku. Dnes jsou tyto pojistky nahrazovány jističi. Válcové - v rozvaděčích objektů nebo přímo strojích. Válcové keramické tělísko má na koncích nalisované kovové čepičky jako kontakty. Existují tři rozměrové řady: mm pro proudy 0,5 25 A, mm pro proudy 2 50 A a mm pro proudy A. Samotná pojistka je umístěna ve výklopné schránce, která se instaluje na nosnou lištu (DIN lišta, nebo také TS-35).

8 Rozdělení pojistek podle typu provedení Nožové - Pro jištění výkonově silnějších obvodů (např.s trojfázovými motory, celé domy). Nejčastěji označeny PN... nebo NH... Vyrábějí se v několika rozměrových řadách. Standardní velikosti se označují PN000, PN00, PN1, PN2, PN3, PN4a. Uvnitř jednotlivých velikostních řad je rozlišení pouze potiskem, tvarové ani barevné rozlišení se nepoužívá. Pojistky těchto typů se vyměňují pomocí izolovaného držáku, tz. žehličky. Také pro nožové pojistky existují odpínače, kde pojistky pro všechny tři fáze jsou umístěny ve společném nosiči a je možné je vypojit najednou ze všech fází. Princip těchto pojistek je shodný jako u keramických pojistek. Automobilové V dopravních prostředcích se obvykle používají pojistky s barevným plastovým tělesem a s nožovými kontakty. Barva tělesa pojistky odpovídá jmenovitému proudu.

9 Rozdělení pojistek podle typu provedení Trubičkové (skleněné / porcelánové) - se používají k jištění výrobků spotřební elektroniky. Proudový rozsah vyráběných pojistek je od několika desetin do několika ampérů. Všechny skleněné trubičkové pojistky mají stejné rozměry, proto se musí klást obzvláště důraz na použitou pojistku, aby nedošlo k záměně proudové hodnoty. Jsou vyráběny dvou rozměrových řadách 5x20 mm a 6,3x32 mm.

10 Rozdělení pojistek podle typu provedení SMD a Subminiaturní pojistky jsou určeny především pro ochranu před nadproudem v rámci obvodů na deskách plošných spojů (DPS). Používaná pouzdra jsou různých typů, s ohledem na jmenovité hodnoty pojistky (Flat Pack, 1206, 0603, 2410 atd. přehled viz katalog Surface-mount Fuses Fundamentals - Mouser Electronics).

11 Vratné pojistky (PPTC) Pojistka je tvořena mřížkou z nevodivého organického polymeru, naplněného velmi jemným uhlíkem, který ji dělá vodivou. Ve studeném stavu je polymer v krystalickém stavu a uhlík je vtlačen do oblastí mezi krystaly, kde tvoří vodivé řetězce s pravidelnou strukturou. Pokud je překročen maximální proud, pojistka se začne zahřívat. Vlivem vzrůstající teploty se začne polymer rozpínat a přecházet do amorfního stavu. Zvětšení rozdělí uhlíkové částečky a způsobí zvýšení vnitřního odporu. To způsobí ještě rychlejší zahřívání a další expanzi a zvýšení odporu, což prakticky přeruší proud tekoucí obvodem, avšak ne zcela pořád bude procházet malý proud potřebný pro udržení pojistky v zahřátém stavu. Po odstranění závady se pojistka ochladí, a to způsobí opětovné smrštění polymeru, znovuvytvoření vodivých řetězců a snížení odporu. Ochlazení do provozuschopného stavu obvykle trvá několik sekund. Použití: v bateriích do přenosných zařízení; v PC zdrojích nebo v napájení pro čidla alarmů.

12 Tepelná elektrická pojistka Používá se k ochraně před přetížením (zejména v případě motorů). Pro funkci tepelné pojistky se využívá rozdílné tepelné roztažnosti dvojice kovových pásků z různých kovů (bimetal). Při průchodu proudu bimetalovým páskem dochází k jeho ohřevu a pásek se zakřivuje na stranu kovu s nižší tepelnou roztažností. Pojistky bývají nastaveny tak, že při určité teplotě (jež je tedy závislá na velikosti procházejícího proudu) dojde k ději, jenž přeruší elektrický obvod.