Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель – это элемент защиты цепи против короткого замыкания, принцип действия прибора основывается на перегреве и полном расплавлении теплом электрического тока специальной вставки из тонкой проволоки. Процесс необратим, после срабатывания нужно покупать новое изделие на указанный используемый номинал по проекту.

Обоснование умения выбрать предохранитель

Большинство людей считает, чем толще проволока в предохранителе, тем лучше. И делают «жучки». Неправильный расчет легко становится причиной пожара, греется не только предохранитель, но и прочие проводники в цепи. Если взять слишком тонкий волос, сопротивление цепи электрическому току окажется значительным, и предназначения своего сборка не выдержит.

В результате людьми производятся необоснованные затраты, нарушается безопасность. Про выбор автоматов защиты неплохо рассказывает Алексей Земсков, а представленный здесь материал поможет узнать побольше о плавких предохранителях.

Советы Алексея не бесполезны. Рекомендуется передачи посмотреть, предполагаемые значения токов для конкретных помещений заложить в конструкцию домашней электропроводки, а предохранитель подобрать, избегая заведомо не причинить урон.

Требования к плавким предохранителям описаны в ГОСТ 17242. Там же приведены ряды допустимых значений тока, не превышающих возможности держателей (для них значения указываются попутно).

Защитный элемент

Общие рекомендации по выбору предохранителя

Монтаж домашней системы предохранителей логично начинать с выбора места установки. Под стандартный щиток используются DIN-рейки. Логично и держатели монтировать туда же. Количество предохранителей выбирается аналогично числу автоматов (как рекомендует А. Земсков):

1. По автомату на розетки любой комнаты.
2. По автомату на освещение комнаты.
3. Один автомат на балкон. Желательно брать дифференциальный, если вздумается спустить удлинитель вниз и что-нибудь распилить болгаркой.
4. Для влажных помещений ставятся дифференциальные автоматы. Количество по желанию, общий номинал согласно потребностям.

В оборудовании электрики лучше перестраховаться. Допустим, кухню не все считают влажным помещением, но возможность взяться рукой за корпус прибора (к примеру, электрической плиты), а второй – за стальную кухонную раковину присутствует… Полагается ставить без раздумий именно дифференциальные автоматы, в случае опасности немедленно отключающие ветку. Аналогичное касается холодильника, примыкающего к стальному радиатору. Требования особенно жесткие при наличии маленьких детей в квартире (по очевидным причинам).

Как становится понятно из изложения, порой автоматы возможно заменить предохранителями. Рецепт не годится:

• для ванной комнаты и уборной, санузла;
• кухни;
• балкона.

Желающие могут самостоятельно перечитать на эту тему ПУЭ (лучше шестую версию), плюс ГОСТ Р 50571.11. Расстроившихся спешим успокоить: автоматы нынче не слишком дорогие. Автомат защищает от мгновенного и чрезмерного повышения тока, отслеживает долговременные перегрузки, вызывающие перегрев проводов и рассыхание изоляции. Более подробно прочитайте в разделах Электрический автомат и Автоматический выключатель.

Помимо корпусов под DIN-рейку держатели плавких вставок исполняются и в иных форматах. Типоразмер предохранителя выбирается согласно установленному (или устанавливаемому) держателю на требуемый номинал.

Определения

Проводник – любое физическое тело, по которому может передаваться ток, далеко не всегда обычный провод или кабель. В цепях постоянного тока передача происходит по швеллерам, уголковым профилям и стальным рельсам. Как результат аварий, под током оказываются любые металлические части оборудования, экраны кабелей и даже почва (см. шаговое напряжение).

Нагрев проводника повышает температуру изделия. Процесс идет по закону Джоуля-Ленца. Причем величина теплоты целиком определяется квадратом тока и сопротивлением участка. Хотя встречаются иные записи, не рекомендуется их применять для расчета предохранителей.

Превышением нагрева проводника называется разница температур между проводником и окружающей средой. Величина показывает, как быстро начнёт отдаваться тепло в окружающую среду через изоляцию.

Установившимся нагревом (превышением нагрева) называют режим, когда дальнейшее возрастании температуры происходит столь медленно, что временным коэффициентом допустимо пренебречь.

Установившийся нагрев

Текущий ток постепенно нагревает провод. Энергия расходуется на рост температуры, опасен случай, когда величина превышает рабочие параметры провода. У каждого кабеля изоляция, как правило, резиновая или полимерная. Оба материала сравнительно легко выходят из строя, трескаются, рассыхаются, плавятся при перегреве. Дальнейшая эксплуатация провода становится опасной, посему нецелесообразной. Температура установившегося нагрева зависит от двух факторов:

• Сила тока в цепи.
• Интенсивность обмена с окружающей средой.

Первая величина позволяет по имеющимся данным на кабель определить количество выделяющейся в единицу времени теплоты:

1. По закону Джоуля-Ленца мощность электрического тока определяется как квадрат силы тока (действующее значение), умноженный на сопротивление: I x I x R.
2. Для получения величины энергии мощность умножается на время. Далее, зная теплоемкость провода, возможно посчитать, до какой температуры он нагреется в конкретный период.

Держатель для предохранителя

Понятно, что до бесконечности процесс длиться не может. Но не обязательно возникнут негативные последствия. Чтобы оценить возможность урона, нужно знать температуру окружающей среды и сопротивление изоляции кабеля передаче тепла. По указанным параметрам высчитывается интенсивность охлаждения участка за счет передачи энергии воздуху, стенам и т.д. Если кабель лежит в канале, расчет ведется для двух сопротивлений:

1. Между изоляцией и воздухом канала.
2. Между стенками канала и помещением.

По образцу высчитываются условия эксплуатации любого изделия. легко проверить математическое решение экспериментально. Полный алгоритм расчета обмена с окружающей средой:

1. Теплопотери через любую преграду вычисляются по простой формуле. Нужно площадь материала умножить на разницу температур (с обеих сторон), разделить это число на сопротивление материала передаче тепла.
2. Площадь изоляции провода находится по простой формуле, известной из геометрии. Требуется длину окружности (2 Пи R) перемножить с протяженностью рассчитываемого участка. Либо производить вычисления для погонного метра.
3. Разница температур является здесь искомой величиной, поскольку расчет ведется с поиском теплового режима. В будущем скорость обмена с окружающей средой полагается приравнять к мощности, найденной по закону Джоуля-Ленца, и отсюда выразить разницу температур. Состоянии окружающей среды предполагается известным, следовательно, простым сложением находят конечную величину.
4. Сопротивление материала передаче теплу берется из справочников. В обязанность консультантов, продающих пластиковые окна, входит знать факт, каков предел потерь через ПВХ профиль.

Берём справочник…

При наличии справочника по изоляционным материалам задача сильно упрощается. В этом случае начинают со строительных определений:

1. Количества тепла – энергия, отданная или принятая за определённый промежуток времени (см. выше). В строительстве измеряется в Вт с (а в физике – в джоулях).
2. Теплопроводностью называется величина, показывающая, сколько энергии (Вт с) проходит за единицу времени (с) сквозь один квадратный метр поверхности (кв.м = мм) через единицу толщины перекрытия (м) при единичной разнице температур (К или градус Цельсия). Единица выглядит, как: Вт с м/с кв.м К = Вт/м К.
3. Коэффициент (теплопроводности) теплопередачи вычисляется, как теплопроводность, деленная на толщину перекрытия. Единица измерения: Вт/кв.м К.
4. Сопротивление теплопередаче – величина, обратная коэффициенту теплопередачи материала. Иногда значение может фигурировать в контексте теплоизоляции. Тогда соотношение величин можно определить по единице измерений, приведенной выше.
5. Коэффициент сопротивления теплопередаче – величина, обратная коэффициенту теплопередачи.
6. Коэффициент теплообмена показывает, сколько энергии (Вт с) за секунду обменивается с квадратного метр (кв.м) поверхности при разнице температур между поверхностью материала и воздухом в 1 К (К или градус Цельсия). Единица измерения: Вт/кв.м К.
7. Сопротивление (поверхности) теплообмену – величина, обратная коэффициенту теплообмена.
8. Плотность материала показывает, сколько кг весит 1 кубометр вещества. Важный параметр, поливинилхлоридный пенопласт намного легче изоляции провода ПВ-1. При отсутствии данных по последнему предпринимают попытку аппроксимировать значение.
9. Влагосодержание материала в этом, отдельно взятом случае, роли не играет. Разве что вокруг влажная стена, тогда факт учитывается сообразно ситуации.

Общий коэффициент теплопередачи складывается, таким образом, из трех компонентов:

1. Отдача тепла ограждению от источника (провода).
2. Прохождение тепла через изоляционный материал кембрика.
3. Отдача тепла от наружной поверхности кембрика окружающему пространству.

Единица измерения по-прежнему Вт/кв.м К. Указанную величину нужно вычислить согласно найденным справочным данным. Потом поделить на нее площадь кембрика на рассматриваемом участке. Полученная цифра умножается на неизвестную разницу температур и приравнивается к мощности, найденной из закона Джоуля-Ленца. Климатические условия помещения полагаются известными. Так получают предполагаемую температуру жилы кабеля при известном потребляемом электрическом токе.

Полученное значение сравнивается с эксплуатационным данными провода. Если температура выше нормы, ток нужно уменьшить, либо следует выбрать иной провод (с более толстой жилой, либо другим типом изоляции).

Где взять величины сопротивления материалов передаче теплу

Если не удалось найти специализированный строительный справочник либо подходящую таблицу, решение найдётся. Несложно заметить, в интернете много данных для оконного профиля, но найти нужные данные на ПВХ едва ли получится. Предлагается разыскать в сети хороший онлайн калькулятор для расчета тепловых потерь через перекрытия.

Программа написанная на сетевом языке (JAVA, PHP) позволяет рассчитать тепловые режимы для сложных конструкций. И во многих случаях даст готовый ответ. Проверить результат нужно минимум в трех местах, избранные калькуляторы откровенно врут. Причем тестирование на достоверность следует вести на простом примере: дерево либо кирпич. В сложном легко и самому ошибиться.

Калькулятор имеет встроенный справочник, где приведены сопротивления ряда утеплителей. И это непременно поможет в расчетах. При выборе материалов нужно учитывать плотность. К примеру, пенопласт ПХВ-1 обнаруживает (согласно данным smartcalc.ru) плотность и 10, и 125 кг на кубометр. Понятно, что характеристики материалов сильно отличаются.