Siguranta fuzibila

Siguranta fuzibila tip MPR (mare putere de rupere)

Cele mai simple, dar eficiente aparate de protectie, sunt sigurantele fuzibile. Peste o anumita valoare a intensitatii curentului , in functie de calibrarea sigurantei, metalul elementului fuzibil se topeste si circuitul respectiv se deschide. În momentul arderii sigurantei exista posibilitatea formarii arcului electric care sa continue conductia si de aceea se iau masuri speciale pentru a evita acest lucru.

         Din punct de vedere constructiv sigurantele pot fi deschise, la care  arcul se rupe în aer liber, sau închise, la care arcul se rupe în alt mediu.

         Sigurantele deschise Sunt utilizate mai mult în circuitele de forta si se construiesc pentru curenti pâna la 500 A, din lamele de zinc electrolitic având un singur loc de topire. Ele se monteaza pe sigurante de tip mâner . Dezavantaje

1.    Din cauza ca arcul care se produce la topirea fuzibilului este exterior , produsele arderii se depun pe placa port siguranta putând duce la metalizarea acesteia.

2.    În al doilea rând , arcul format poate trece si-n  fazele vecine, din care cauza va trebui ca între faze sa se plaseze pereti despartitori izolanti.

Sigurante de tip deschis

Un alt tip de siguranta deschisa este cea tubulara de fabricatie ruseasca , din portelan si fuzibile din argint, pentru 60,80,100,125,160 si 200 A la tensiuni pâna la 500 V. Utilizarea argintului prezinta avantajul ca nu se oxideaza la încalzire chiar pâna la 350° , ceea ce asigura stabilitatea conditiilor de topire. Un al doilea avantaj al acestor sigurante îl constituie prezenta tubului de portelan care limiteaza efectele arcului electric.

         Sigurante de tip închis. Sigurantele de tip închis pot fi fara sau cu umplutura. Cele fara umplutura prezinta avantaje fata de sigurantele deschise tubulare de care dealtfel se aseamana. În primul rând efectele arcului sunt mai strâns localizate, fuzibilul fiind complet închis, iar în al doilea rând, materialul tubului fiind gazogen (fibra , textolit ) , arcul este rupt instantaneu ca urmare a cresterii presiunii locale. Desi schimbarea fuzibilului este mai anevoioasa decât la sigurantele deschise, se prefera ultimelor din cauza gabaritului de montaj mai redus.

         Din categoria sigurantelor fuzibile cu material de umplutura cele mai utilizate sunt sigurantele unipolare cu filet, care se folosesc atât în circuitele de comanda, de iluminat cât si în cele de forta (6..100 A). O astfel de siguranta se compune din trei parti:

·       Soclul , montat fix pe panoul electric pe tabloul de distributie. Soclul se construieste în doua variante : cu legare în fata (tip LF) si cu legare în spate (tip LS ). Ele se compun din corpul de portelan 1 , capacul 2 tot din portelan , contactul filetat superior 3 cu borna de legatura 4, contactul de fund 5 cu borna respectiva 6.

Soclul sigurantelor fuzibile cu material de umplutura

·       Patronul port- fuzibil, confectionat dintr-un corp de portelan cu doua contacte metalice la capace, între care se leaga fuzibilul. Interiorul este umplut cu nisip de calitate superioara (90% bioxid de siliciu, lipsit de oxizi metalici). Patroanele se construiesc în variante , deosebite ca forma si dimensiuni:

-         patroanele de 6,10,16 A (fig33 a )

-         patroane de 20,25,35,50,63 A (fig33. b )

-         patroane de 80,100 A (fig33.  c )

·       Capacul filetat (fig d) are rolul de a fixa în soclu si de a asigura presiunea pe contactul de fund al acestuia . Cuprinde capacul propriu - zis filetat si 1 si piesa izolatoare din portelan.

Elemente de siguranta fuzibile cu umplutura: patrone

Diferitele prescriptii la aceste tipuri de sigurante sunt standardizate:

1.    Conditii tehnice : STAS  452 / 1-73

2.    Dimensiunile soclurilor : STAS  452 / 2-73

3.    Capacele filetate : STAS  452/3-73

4.    Patroanele sigurantelor: STAS  452/4,5-73

Curentul Nominal (A)	Diametrul conductorului (mm)	Numarul de conductoare	Sectiunea fuzibilului ()
6	0,18	1	0,0255
10	0,25	1	0,049
15	0,35	1	0,096
20	0,45	1	0,158
25	0,35	2	2 x 0,096
35	0,35	3	3 x 0,096
45	0,45	2	2 x 0,158
60	0,65	2	2 x 0,33
80	Banda de 0,15 mm	-	0,60
100	Banda de 0,15 mm	-	0,75

În distributia electrica gasim în aceeasi masura fuzibile semiîncastrate , unde elementul fuzibil este purtat de un element mobil debrosabil .

Performantele lor sunt limitate si ele sunt din ce în ce mai mult înlocuite de cartuse cilindrice miniaturizate . Stingerea arcului electric în contact cu granulele din material refractar este un principiu utilizat la functionarea sigurantelor fuzibile.

În cadrul sigurantelor fuzibile de joasa tensiune (<1000 V ) gasim fuzibilele cu un element încastrat într-un cartus , de sectiune circulara sau rectangulara

        

Element fuzibil

 

Caracteristici  electrice specifice  sigurantelor

a)   Curentul nominal al soclului -este acel curent de valoare constanta care poate fi suportat un  timp  nedefinit ,fara a  depasi supratemperaturile maxime admisibile si pentru care s-a calculat functionarea de durata a partilor conductoare de curent si a contactelor sigurantelor .Cum de obicei  un  anumit tip  de siguranta permite utilizarea mai multor elemente fuzibile pentru diferiti  curenti nominali, curentul nominal  al soclului (indicat pe  corpul lui)  reprezinta cel mai mare dintre curentii nominali ai elementelor  fuzibile destinate acestei  sigurante.

b)   Curentul nominal  al  elementului fuzibil -  este acel curent de durata la  care elementul  fuzibil trebuie sa functioneze timp îndelungat ;curentul nominal al fuzibilului se determina prin calibrarea sa pe baza de încercari. Rezulta ,atât pentru  socluri cât si pentru patroanele elementelor fuzibile, ca valoarea curentului nominal este conditionata de valoarea standardizata a temperaturii mediului ambiant si de valoarea supratemperaturilor maxime admise la functionarea de durata(qC).

c)    Curent limita de topire al fuzibilului -este curent pâna  la care  elementul fuzibilului nu se topeste timp îndelungat  (practic una, doua ore, teoretic un timp infinit lung).Unele standarde precizeaza domeniul de existenta al curentului de topire minim indicându-se:

-         curentul cel mai mare (maxim)la  care înca nu se produce topirea (fuziunea) intr-un timp dat -curent conceptional de nefuziune I.

-         curentul cel mai mic (minim) la  care trebuie sa se produca topirea într-un timp dat-curent conceptional de fuziune I.Acesti curenti se exprima ca multiplii ai curentului nominal.

d)   Tensiunea nominala a sigurantei fuzibile-intervine ori de câte ori se aleg sau se compara intre ele doua sigurante de constructii diferite .Cum in  exploatare valoarea tensiunii variaza intre anumite limite ,apare necesara notiunea de tensiunea de serviciu maxima admisa (U) .În majoritatea tarilor europene ,standardele prevad U.

e)    Capacitatea de rupere (curent de rupere)- I-al sigurantei indicat prin valoarea maxima a curentului de scurtcircuit ,pe care îl poate întrerupe siguranta ,in conditii de încercare precizate de norme .

f)     Puterea de rupere P_r-a sigurantei la scurtcircuit se poate determina pentru circuitele de curent  alternativ cu relatia :

Observatie  prin  curent  de rupere se întelege curentul de scurtcircuit de soc simetric ce s-ar stabili în  circuitul dat( fara componenta continua ) in cazul in care siguranta ar fi  scoasa  din circuit prin suntare ( înlocuita cu o impedanta neglijabila- o bara ).

g)    Integrala Joule  se obtine trecând pe ordonata efectul termic adica energia pre-arc si pe abscisa valoarea efectiva a curentului nominal al elementului înlocuitor. aceasta marime (Integrala Joule  )  nu are dimensiunea unei energii ci este definita ca o integrala Joule specifica (pe unitatea de rezistenta)

h)   caracteristicile timp-curent si de limitare a  sigurantei fuzibile

Functionarea  sigurantei fuzibile

Se disting doua moduri de functionare  dependente de intensitatea curentului ce traverseaza fuzibilele , moduri ce determina doua caracteristici si anume caracteristica timp-curent si caracteristica de limitare.

Regimurile  de functionare numite de fuziune , care sunt date cu faza de pre-arc si faza de arc ,   depind foarte mult de supraintensitate .