Jenis sekering

Setiap sistem kelistrikan bekerja pada keseimbangan energi yang disediakan dan dikonsumsi. Ketika tegangan diterapkan ke sirkuit listrik, itu diterapkan ke resistansi tertentu di sirkuit. Akibatnya, berdasarkan hukum Ohm, arus dihasilkan karena tindakan yang dilakukan oleh pekerjaan.

Dalam kasus cacat insulasi, kesalahan perakitan, mode darurat, resistansi rangkaian listrik secara bertahap menurun atau turun tajam. Hal ini menyebabkan peningkatan arus yang sesuai, yang bila melebihi nilai nominal, menyebabkan kerusakan pada peralatan dan manusia.

Masalah keamanan selalu dan akan selalu relevan saat menggunakan energi listrik. Oleh karena itu, perhatian khusus terus diberikan pada perangkat pelindung. Desain pertama seperti itu, yang disebut sekering, masih banyak digunakan sampai sekarang.

Sekering listrik adalah bagian dari rangkaian kerja, dipotong pada bagian kabel listrik, harus andal menahan beban kerja dan melindungi rangkaian dari terjadinya arus berlebih.Fungsi ini adalah dasar dari klasifikasi arus pengenal.

Menurut prinsip operasi yang diterapkan dan metode pemutusan sirkuit, semua sekering dibagi menjadi 4 kelompok:

1. dengan fusible link;

2. desain elektromekanis;

3. Berdasarkan komponen elektronik;

4. model penyembuhan diri dengan sifat reversibel non-linear setelah aksi arus berlebih.

Tautan panas

Sekering dari desain ini termasuk elemen konduktif yang, di bawah pengaruh arus yang melebihi nilai nominal yang ditetapkan, meleleh karena terlalu panas dan menguap. Ini menghilangkan tegangan dari sirkuit dan melindunginya.

Fusible link dapat dibuat dari logam seperti tembaga, timah, besi, seng atau beberapa paduan yang memiliki koefisien muai panas yang memberikan sifat pelindung peralatan listrik.

Karakteristik pemanasan dan pendinginan kabel untuk peralatan listrik dalam kondisi operasi stasioner ditunjukkan pada gambar.

Pengoperasian sekering pada beban desain dipastikan dengan menciptakan keseimbangan suhu yang andal antara panas yang dilepaskan pada logam dengan mengalirnya arus listrik yang beroperasi melaluinya dan pembuangan panas ke lingkungan karena pembuangan.

Dalam mode darurat, keseimbangan ini cepat terganggu.

Bagian logam dari sekering meningkatkan nilai resistansi aktifnya saat dipanaskan. Ini menghasilkan lebih banyak pemanasan karena panas yang dihasilkan berbanding lurus dengan nilai I2R. Pada saat yang sama, resistensi dan panas meningkat lagi. Prosesnya berlanjut seperti longsoran salju hingga peleburan, pendidihan, dan kerusakan mekanis sekering terjadi.

Saat sirkuit putus, ada busur listrik di dalam sekering. Hingga saat benar-benar hilang, arus yang berbahaya bagi instalasi melewatinya, yang berubah sesuai dengan karakteristik yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Parameter operasi utama sekering adalah arus karakteristiknya dari waktu ke waktu, yang menentukan ketergantungan kelipatan arus darurat (relatif terhadap nilai nominal) pada waktu respons.

Untuk mempercepat pengoperasian sekering pada laju arus darurat rendah, teknik khusus digunakan:

• membuat bentuk penampang variabel dengan luas area yang dikurangi;

• menggunakan efek metalurgi.

Ubah tab

Saat pelat menyempit, resistansi meningkat dan lebih banyak panas dihasilkan. Dalam operasi normal, energi ini memiliki waktu untuk menyebar secara merata ke seluruh permukaan, dan jika terjadi kelebihan beban, zona kritis dibuat di tempat-tempat sempit. Temperatur mereka dengan cepat mencapai keadaan di mana logam meleleh dan memutus sirkuit listrik.

Untuk meningkatkan kecepatan, pelat terbuat dari foil tipis dan digunakan dalam beberapa lapisan yang dihubungkan secara paralel. Membakar setiap area dari salah satu lapisan mempercepat operasi perlindungan.

Prinsip efek metalurgi

Ini didasarkan pada sifat logam tertentu dengan titik leleh rendah, misalnya timah atau timah, untuk melarutkan lebih banyak tembaga tahan api, perak, dan paduan tertentu dalam strukturnya.

Untuk melakukan ini, tetes timah diterapkan pada kabel yang terdampar dari mana tautan fusible dibuat.Pada suhu yang diizinkan dari logam kabel, aditif ini tidak menimbulkan efek apa pun, tetapi dalam mode darurat mereka dengan cepat meleleh, melarutkan sebagian logam tidak mulia dan memberikan percepatan pengoperasian sekering.

Efektivitas metode ini hanya terwujud pada kabel tipis dan berkurang secara signifikan dengan peningkatan penampang melintangnya.

Kerugian utama dari sekring adalah ketika dipicu, harus diganti secara manual dengan yang baru. Ini membutuhkan pemeliharaan stok mereka.

Sekering elektromekanis

Prinsip memotong alat pelindung ke kabel suplai dan memastikan pemutusannya untuk menghilangkan tegangan memungkinkan untuk mengklasifikasikan produk elektromekanis yang dibuat untuk ini sebagai sekering. Namun, sebagian besar ahli listrik mengklasifikasikannya ke dalam kelas terpisah dan menamainya pemutus sirkuit atau disingkat sebagai mesin otomatis.

Selama operasinya, sensor khusus secara konstan memantau nilai arus yang lewat. Setelah mencapai nilai kritis, sinyal kontrol dikirim ke drive - pegas bermuatan dari pelepasan panas atau magnet.

Sekering komponen elektronik

Dalam desain ini, fungsi perlindungan rangkaian listrik diambil alih oleh sakelar elektronik non-kontak berdasarkan perangkat semikonduktor daya dioda, transistor, atau thyristor.

Ini disebut sekering elektronik (EP) atau modul kontrol dan switching saat ini (MKKT).

Sebagai contoh, gambar tersebut menunjukkan diagram blok yang menunjukkan prinsip pengoperasian sekering transistor.

Sirkuit kontrol sekering semacam itu menghilangkan sinyal nilai arus terukur dari shunt resistif.Itu dimodifikasi dan diterapkan pada input gerbang semikonduktor yang terisolasi Transistor efek medan jenis MOSFET. 

Ketika arus melalui sekering mulai melebihi nilai yang diizinkan, gerbang ditutup dan beban dimatikan. Dalam hal ini, sekring dialihkan ke mode mengunci sendiri.

Jika banyak pengawasan video digunakan di sirkuit, menjadi sulit untuk menentukan sekring yang putus. Untuk membuatnya lebih mudah ditemukan, fungsi pensinyalan "Alarm" telah diperkenalkan, yang dapat dideteksi dengan lampu kilat LED atau dengan memicu relai padat atau elektromekanis.

Sekering elektronik semacam itu bekerja cepat, waktu responsnya tidak melebihi 30 milidetik.

Skema yang dibahas di atas dianggap sederhana, dapat diperluas secara signifikan dengan fungsi tambahan baru:

• pemantauan terus menerus arus di sirkuit beban dengan pembentukan perintah shutdown ketika arus melebihi 30% dari nilai nominal;

• mematikan zona terlindung jika terjadi korsleting atau kelebihan beban dengan sinyal ketika arus dalam beban meningkat di atas 10% dari pengaturan yang ditetapkan;

• perlindungan elemen daya transistor jika terjadi suhu di atas 100 derajat.

Untuk skema tersebut, modul ICKT yang digunakan dibagi menjadi 4 kelompok waktu respon. Perangkat tercepat diklasifikasikan sebagai kelas «0». Mereka menyela arus melebihi pengaturan sebesar 50% hingga 5 ms, sebesar 300% dalam 1,5 ms, sebesar 400% dalam 10 μs.

Sekering penyembuhan diri

Perangkat pelindung ini berbeda dari sekering karena setelah beban darurat dimatikan, perangkat tersebut mempertahankan operabilitasnya untuk penggunaan berulang lebih lanjut.Itu sebabnya mereka disebut penyembuhan diri.

Desainnya didasarkan pada bahan polimer dengan koefisien temperatur positif hambatan listrik. Mereka memiliki struktur kisi kristal dalam kondisi normal dan normal dan tiba-tiba berubah menjadi keadaan amorf saat dipanaskan.

Karakteristik trip sekering seperti itu biasanya diberikan sebagai logaritma resistansi versus suhu material.

Ketika polimer memiliki kisi kristal, itu baik, seperti logam, untuk menghantarkan listrik. Dalam keadaan amorf, konduktivitas menurun secara signifikan, yang memastikan bahwa beban dimatikan saat terjadi mode abnormal.

Sekring semacam itu digunakan dalam perangkat pelindung untuk menghilangkan terjadinya kelebihan beban berulang saat penggantian sekering atau tindakan manual operator sulit dilakukan. Ini adalah bidang perangkat elektronik otomatis yang banyak digunakan dalam teknologi komputer, gadget seluler, teknologi pengukuran dan medis, dan kendaraan.

Pengoperasian yang andal dari sekering yang mengatur ulang sendiri dipengaruhi oleh suhu sekitar dan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Untuk dipertanggungjawabkan, kondisi teknis telah diperkenalkan:

• arus transmisi, didefinisikan sebagai nilai maksimum pada suhu +23 derajat Celcius, yang tidak memicu perangkat;

• arus operasi, sebagai nilai minimum yang, pada suhu yang sama, mengarah pada transisi polimer menjadi keadaan amorf;

• nilai maksimum tegangan operasi yang diterapkan;

• waktu tanggap, diukur dari saat arus darurat terjadi hingga beban dimatikan;

• disipasi daya, yang menentukan kemampuan sekering pada +23 derajat untuk mentransfer panas ke lingkungan;

• resistensi awal sebelum terhubung ke pekerjaan;

• resistensi mencapai 1 jam setelah akhir operasi.

Pelindung penyembuhan diri memiliki:

• ukuran kecil;

• respon cepat;

• Pekerjaan stabil;

• perlindungan gabungan perangkat dari kelebihan beban dan panas berlebih;

• tidak perlu untuk pemeliharaan.

Varietas desain sekering

Bergantung pada tugasnya, sekering dibuat untuk bekerja di sirkuit:

• instalasi industri;

• peralatan listrik rumah tangga untuk penggunaan umum.

Karena mereka beroperasi di sirkuit dengan voltase berbeda, selungkup dibuat dengan sifat dielektrik yang khas. Menurut prinsip ini, sekering dibagi menjadi struktur yang berfungsi:

• dengan perangkat tegangan rendah;

• di sirkuit hingga dan termasuk 1000 volt;

• di sirkuit peralatan industri tegangan tinggi.

Desain khusus termasuk sekering:

• eksplosif;

• berlubang;

• dengan kepunahan busur ketika sirkuit terbuka di saluran sempit pengisi berbutir halus atau pembentukan gas otomatis atau ledakan cair;

• untuk kendaraan.

Arus gangguan terbatas dari sekering dapat bervariasi dari fraksi ampere hingga kiloampere.

Terkadang tukang listrik, alih-alih sekering, memasang kabel yang dikalibrasi di rumahan. Metode ini tidak disarankan, karena meskipun dengan pemilihan penampang yang akurat, hambatan listrik kawat mungkin berbeda dari yang direkomendasikan karena sifat logam atau paduan itu sendiri. Sekering seperti itu pasti tidak akan berfungsi.

Kesalahan yang lebih besar adalah penggunaan "bug" buatan sendiri secara tidak sengaja.Mereka adalah penyebab paling umum dari kecelakaan dan kebakaran di kabel listrik.