Предохранители DEKraft
Предохранители DEKraft: технические характеристики, классификация и применение
Предохранители DEKraft представляют собой серию плавких вставок, разработанных для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания. Продукция соответствует требованиям ГОСТ Р, ТР ТС 004/2011 (ТР ТС о низковольтном оборудовании) и международным стандартам МЭК 60269. Изделия предназначены для применения в распределительных щитах, вводно-распределительных устройствах (ВРУ), главных распределительных щитах (ГРЩ), а также в качестве защитных элементов промышленного оборудования и силовых цепей до 1000 В переменного и 1500 В постоянного тока.
Конструктивные особенности и принцип действия
Предохранители DEKraft являются плавкими вставками трубчатого типа. Основными элементами конструкции являются:
- Корпус: Изготавливается из прочной керамики, обладающей высокой дугогасящей способностью, механической прочностью и термостойкостью. Корпус заполнен кварцевым песком определенной гранулометрии для эффективного гашения электрической дуги.
- Плавкий элемент: Выполнен из меди или серебросодержащего материала с точно рассчитанной геометрией (часто с эффектом «металлургического» предохранителя, включающим оловянные шарики для снижения температуры плавления). На элемент нанесена калиброванная насечка, создающая точки локального перегрева.
- Контактные ножи (ламели): Изготовлены из луженой меди, обеспечивают надежный электрический контакт в держателе предохранителя. Имеют индикаторные элементы или указатели срабатывания.
- Индикатор срабатывания: Большинство предохранителей DEKraft оснащены механическим индикатором (флажком), который выстреливает или изменяет положение при перегорании плавкой вставки, обеспечивая визуальную идентификацию сработавшего элемента.
- Тип gG (general purpose – общего применения): Защита кабелей, проводов и распределительных устройств от перегрузок и коротких замыканий. Наиболее распространенный тип.
- Тип aM (accompanied motor – для защиты цепей двигателей): Защита силовых цепей и коммутационной аппаратуры (например, контакторов) только от коротких замыканий. Не обеспечивают защиту от длительных перегрузок, которая должна осуществляться тепловыми реле или двигательными защитными выключателями.
- Тип gR/gS (быстродействующие для защиты полупроводников): Предназначены для защиты силовых полупроводниковых приборов (тиристоров, диодов, IGBT-модулей) в преобразователях частоты, выпрямителях, UPS. Обладают очень малым временем срабатывания и выделяемой при отключении энергией (I²t).
- Низковольтные предохранители: 400 В AC, 500 В AC, 690 В AC.
- Для цепей постоянного тока (DC): до 440 В / 800 В (в зависимости от типа).
- Размер 000 (14×51 мм): До 100 А.
- Размер 00 (22×58 мм): До 160 А.
- Размер 1 (22×58 мм с отличной от 00 формой): До 250 А.
- Размер 2 (27×62 мм): До 400 А.
- Размер 3 (32×80 мм): До 630 А.
- Размер 4a (50×100 мм) и 4 (63×125 мм): До 1000 А и выше.
- Номинальный ток предохранителя (In): Должен быть равен или превышать максимальный длительный рабочий ток защищаемой цепи (Iр). При этом должен быть меньше допустимого тока защищаемого кабеля.
- Номинальное напряжение (Un): Должно быть не ниже напряжения сети.
- Номинальная отключающая способность (Icn): Максимальный ток короткого замыкания, который предохранитель может безопасно отключить. Должен превышать расчетный ток КЗ в точке установки.
- Времятоковая характеристика: Определяет селективность срабатывания. Кривые gG и aM существенно различаются.
- Предельная отключающая I²t-характеристика: Квадратичный интеграл Джоуля. Важен для обеспечения селективности (соотношение I²t нижней и верхней ступени защиты должно быть не менее 1:1.5) и для защиты полупроводников (предохранитель должен сработать раньше, чем будет превышена стойкость полупроводника).
- Мощность потерь: Влияет на нагрев предохранителя в рабочем режиме и тепловой режим щита в целом.
- Энергоснабжение зданий: Вводные и секционные аппараты в ВРУ, ГРЩ, распределительные щиты этажные (ЩЭ).
- Промышленность: Защита фидеров, распределительных шин, силовых цепей станков, печей, трансформаторов.
- Защита электродвигателей: В паре с контактором и тепловым реле (предохранитель типа aM берет на себя отключение КЗ).
- Преобразовательная техника: Обязательный элемент в цепях питания и выхода частотных преобразователей, выпрямительных установок, источников бесперебойного питания (типы gR/gS).
- Цепи постоянного тока: Защита цепей заряда АКБ, гальванических линий, тяговых подстанций.
- Устанавливать предохранители с большей мощностью потерь, чем предусмотрено для держателя.
- Восстанавливать перегоревшие плавкие вставки.
- Заменять предохранитель на другой номинал или тип, не соответствующий проекту.
- Эксплуатировать предохранители без защитных крышек или в среде, не соответствующей климатическому исполнению (обычно У3, УХЛ3).
- Iн двигателя. Точный выбор требует учета времени и кратности пускового тока по времятоковой кривой aM. Защиту от перегрузки обеспечивает отдельное тепловое реле.
Принцип действия основан на тепловом воздействии протекающего тока. В режиме перегрузки или короткого замыкания плавкий элемент нагревается и в самой слабой точке (насечке) расплавляется. Возникающая электрическая дуга интенсивно гасится кварцевым песком, что приводит к быстрому и безопасному разрыву цепи.
Классификация и типы предохранителей DEKraft
Ассортимент разделен по нескольким ключевым параметрам: назначению (характеристике срабатывания), номинальному току и напряжению, размеру.
1. По времятоковой характеристике (зависимости времени срабатывания от тока)
2. По номинальному напряжению
3. По габаритному размеру (типоразмеру)
Стандартизированные размеры, соответствующие международным нормам (DIN 43620, IEC 60269):
Технические характеристики и параметры выбора
Ключевые параметры для правильного подбора предохранителя:
| Номинальный ток (In), А | Типоразмер | Номинальное напряжение (Un), В AC | Номинальная отключающая способность (Icn), кА | Мощность потерь (Pv), Вт, не более |
|---|---|---|---|---|
| 2 — 160 | 000, 00 | 400/500/690 | 50 (при 400В) | Зависит от тока (напр., 4.5 Вт для 63А) |
| 80 — 400 | 1, 2 | 400/500/690 | 50-100 | Зависит от тока (напр., 12.5 Вт для 250А) |
| 315 — 630 | 3 | 400/500/690 | 100 | Зависит от тока |
| 500 — 1000 | 4, 4a | 400/500 | 100 | Зависит от тока |
Критически важные для выбора параметры:
Селективность (избирательность) защиты
Обеспечение селективности – ключевая задача при проектировании защит. Предохранители DEKraft позволяют строить селективные каскады благодаря четко определенным времятоковым характеристикам и значениям I²t. Полная селективность между двумя последовательно включенными предохранителями достигается, если при любом значении тока КЗ предохранитель, расположенный ближе к нагрузке (нижняя ступень), сработает раньше, чем предохранитель на питающей стороне (верхняя ступень). Для этого необходимо, чтобы полное время отключения нижнего предохранителя было меньше времени начала плавления верхнего. На практике руководствуются таблицами селективности от производителя или правилом: номинальный ток предохранителя верхней ступени должен быть как минимум в 1.6-2 раза выше номинального тока предохранителя нижней ступени (для характеристик gG/gG).
Сравнение с автоматическими выключателями (АВ)
Использование предохранителей DEKraft имеет ряд преимуществ и недостатков в сравнении с автоматическими выключателями.
| Критерий | Предохранители DEKraft | Автоматические выключатели (АВ) |
|---|---|---|
| Отключающая способность | Очень высокая (до 100 кА), стабильна в течение всего срока службы. | Ограничена (обычно 6-50 кА), может снижаться после нескольких отключений КЗ. |
| Быстродействие при КЗ | Крайне высокое (особенно у типов gR/gS), меньшее время дуги. | Зависит от конструкции, обычно большее полное время отключения. |
| Селективность | Легко достижима и предсказуема благодаря фиксированным характеристикам. | Требует сложных расчетов и использования селективных (тип S) или электронных АВ. |
| Стоимость | Ниже, особенно для цепей с высокими токами КЗ. | Выше, особенно для аппаратов с высокой отключающей способностью. |
| Восстановление цепи | Требует замены плавкой вставки, необходим запасной элемент. | Мгновенное после устранения неисправности. |
| Износостойкость | Характеристики не меняются со временем. Одноразовое действие. | Механический износ расцепителей, необходимость обслуживания. |
| Защита от перегрузки | Есть (тип gG), но кривая фиксирована. | Есть, регулируемая (в тепловых и электронных расцепителях). |
Области применения
Монтаж, эксплуатация и техника безопасности
Монтаж предохранителей DEKraft должен производиться на обесточенной установке в соответствующие держатели (плавкие вставки) или основания предохранителей. Необходимо обеспечить надежный контакт по всей поверхности ножевых контактов. Затяжка должна осуществляться с моментом, указанным в документации на держатель. Запрещается:
При срабатывании предохранителя необходимо выяснить и устранить причину (КЗ, перегрузка) перед установкой новой вставки. Рекомендуется иметь 10% запас плавких вставок от общего количества установленных на объекте.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается предохранитель на 400В от предохранителя на 500В или 690В?
Основное отличие – длина дугогасящего пути внутри корпуса и конструкция плавкого элемента, рассчитанные на гашение дуги при более высоком напряжении. Предохранитель на 400В нельзя устанавливать в сеть 690В, так как дуга может не погаснуть, что приведет к разрушению. Предохранитель на 690В можно использовать в сети 400В (с точки зрения безопасности), но его мощность потерь и стоимость могут быть выше.
Как правильно выбрать номинал предохранителя для защиты асинхронного двигателя?
Для защиты от КЗ (не от перегрузки!) используется предохранитель типа aM. Его номинальный ток выбирается исходя из пусковых токов двигателя. Ориентировочно: In предохранителя ≈ (1.5-2.5)
Почему после замены предохранителя на такой же номинал он сразу перегорает?
Наиболее вероятные причины: не устраненное короткое замыкание в защищаемой цепи; неисправность нагрузки (двигателя, преобразователя); ошибка в выборе номинала (ток нагрузки превышает номинальный ток предохранителя); использование предохранителя несоответствующей характеристики (например, gG вместо aM в цепи двигателя с тяжелым пуском).
Обеспечивают ли предохранители DEKraft защиту от токов утечки на землю (защиту от поражения электрическим током)?
Нет. Плавкие предохранители не чувствительны к дифференциальным токам утечки. Для защиты от поражения электрическим током необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматические выключатели.
Можно ли использовать предохранители DEKraft в цепях постоянного тока (DC)?
Да, но только те типы, которые специально промаркированы для работы в цепях постоянного тока (например, с обозначением DC). Гашение дуги постоянного тока сложнее, поэтому конструкция таких предохранителей имеет особенности. Необходимо сверяться с техническим каталогом.
Как проверить исправность предохранителя мультиметром?
Установить мультиметр в режим прозвонки или измерения сопротивления (Ω). Прикоснуться щупами к контактным ножам предохранителя. Нулевое или очень низкое сопротивление (доли Ома) указывает на исправность. Бесконечное сопротивление (обрыв) – предохранитель перегорел. Проверка должна проводиться на извлеченном из цепи предохранителе.
Что означает цветовая маркировка контактных ножей?
Цветовая маркировка (в соответствии с DIN 43620) позволяет визуально определить номинальный ток предохранителя: розовый – 2А, коричневый – 4А, зеленый – 6А, красный – 10А, синий – 16А, желтый – 20А, черный – 25А, серый – 32А, оранжевый – 40А, красный – 50А, синий – 63А, черный – 80А, оранжевый – 100А и т.д. Это вспомогательная функция для быстрой идентификации.
Заключение
Предохранители DEKraft являются надежным, экономичным и технически эффективным решением для защиты электрических цепей низкого напряжения. Их ключевые преимущества – высокая отключающая способность, быстродействие, простота обеспечения селективности и стабильность характеристик на протяжении всего срока службы. Правильный выбор типа (gG, aM, gR/gS), номинальных параметров и согласование характеристик с защищаемым оборудованием и смежными устройствами защиты являются обязательным условием для построения безопасной и отказоустойчивой электрической сети. Применение данных предохранителей соответствует требованиям актуальных стандартов и рекомендуется для широкого спектра задач в промышленной и гражданской энергетике.