Quais dispositivos de proteção são melhores: fusíveis ou disjuntores?

Ao operar uma rede elétrica doméstica e industrial, sempre há riscos de ferimentos elétricos ou danos ao equipamento. Eles podem ocorrer a qualquer momento quando condições críticas aparecerem. Para reduzir essas consequências, permita dispositivos de proteção. Seu uso aumenta significativamente a segurança do uso de eletricidade.

Trabalhos de proteção de circuitos elétricos baseados em:

• fusível;

• disjuntor mecânico.

Princípio de operação e disposição dos fusíveis

Dois brilhantes cientistas Joule e Lenz estabeleceram simultaneamente as leis das relações mútuas entre a magnitude da corrente que passa no condutor e a liberação de calor, revelando as dependências da resistência do circuito e a duração do intervalo de tempo.

Joule Lenz Law

Suas conclusões permitiram criar as estruturas de proteção mais simples baseadas no efeito térmico da corrente no metal do fio. At fusíveis elétricos uma inserção fina de metal é usada através da qual a corrente total do circuito é passada.

Com os parâmetros nominais de transmissão de energia elétrica, esse “fio” suporta de maneira confiável a carga de calor e, com excesso de seus valores acima da norma, queima, interrompendo o circuito e removendo a tensão dos consumidores. Para restaurar a operação do circuito, é necessário substituir o elemento queimado: um fusível.

É claramente visível em estruturas de fusíveis para equipamentos domésticos de TV e rádio com caixas de inserção transparentes e de vidro.

Fusíveis para equipamento de rádio doméstico

Nas extremidades, são montadas almofadas de metal especiais que criam contato elétrico quando instaladas em soquetes. Esse princípio está incorporado em plugues elétricos com inserções fusíveis, que por muitas décadas protegem nossos pais e gerações mais velhas contra danos na fiação elétrica.

Fusíveis comuns e automáticos para fiação antiga

Da mesma forma, foram desenvolvidos projetos automáticos que aparafusavam em ninhos em vez de em plugues. Mas quando acionados, eles não precisavam substituir os componentes. Para restaurar a fonte de alimentação, basta afogar o botão dentro do gabinete.

Dessa maneira, as antigas entradas elétricas do apartamento foram protegidas. Então, junto com os fusíveis começaram a aparecer disjuntores.

Proteção de entrada de apartamento

A seleção de fusíveis é baseada em:

• correntes nominais do próprio fusível e sua inserção;

• múltiplos mínimo / máximo da corrente de teste;

• corrente elétrica máxima desconectada e possibilidade de ruptura da energia transportada;

• características de proteção do fusível;

• tensão nominal do fusível;

• conformidade com os princípios da seletividade.

Características elétricas do fusível

Os fusíveis têm um design simples. Eles são amplamente utilizados em instalações elétricas, incluindo equipamentos de alta tensão de até 10 kV, por exemplo, na proteção de transformadores de medição de tensão.

Fusíveis industriais de alta tensão

O princípio de operação e o disjuntor do dispositivo

O objetivo de um dispositivo de comutação mecânica, chamado de disjuntor, é:

• ligar, passar, desconectar correntes no modo de circuito normal;

• alívio automático de tensão de instalações elétricas durante condições de emergência, por exemplo, correntes de curto-circuito de metal. Os disjuntores operam nos modos reutilizáveis ​​de proteção contra curto-circuito e sobrecarga.A possibilidade de uso repetido é considerada a principal diferença do fusível.

Nos dias da URSS, no setor de energia, os disjuntores das séries AP-50, AK-50, AK-63, AO-15 eram amplamente utilizados.

Comutadores da série AP-50

Disjuntores em painéis de proteção e automação de relés

Leia também: Como a proteção e a automação de retransmissão (RPA) funcionam

Nos circuitos elétricos modernos, projetos avançados de fabricantes estrangeiros e nacionais funcionam.

Disjuntores modernos

Todos eles são encerrados em caixas dielétricas, possuem órgãos executivos comuns, fornecendo:

1. viagem térmica do circuito com um pequeno excesso do valor de corrente admissível;

2. corte eletromagnético durante picos de carga repentinos;

3. câmaras de supressão de arco;

4. sistemas de contato.

No caso de aquecimento com a energia do calor gerado, uma placa bimetálica funciona, curvando-se do efeito da temperatura até que o mecanismo de disparo seja ativado. Esta função depende da quantidade de calor liberado e esticado no tempo até um determinado ponto.

O corte atua o mais rápido possível a partir da operação do solenóide eletromagnético com a aparência de um arco elétrico. Para extinguí-lo, são aplicadas medidas especiais.

Contatos reforçados projetados para múltiplas pausas correntes de curto-circuito no circuito.

Diferenças operacionais dos disjuntores dos fusíveis

As propriedades de proteção de ambos os métodos são testadas pelo tempo, e cada método requer análise de condições operacionais específicas ao avaliar o custo da estrutura, levando em consideração a duração e a confiabilidade do trabalho.

Fusíveis mais simples, desconecte o circuito de uma só vez, mais barato. Eles podem aliviar o estresse manualmente, mas isso geralmente não é muito conveniente. Além disso, com ligeiras correntes excedentes, eles desconectam a carga por um longo tempo. Esse fator pode causar maior risco de incêndio.

Qualquer fusível protege apenas uma fase da rede.

Disjuntores mais difícil, mais caro, mais funcional. Porém, eles são ajustados com mais precisão às configurações do circuito protegido, são selecionados de acordo com a corrente nominal de trabalho, levando em consideração as capacidades comutadas.

Os casos de autômatos termofixos modernos são altamente resistentes a efeitos térmicos. Eles não derretem, são resistentes à ignição. Para comparação: a caixa de poliestireno dos antigos disjuntores poderia suportar temperaturas não superiores a 70 graus.

O design permite selecionar modelos para a abertura simultânea de um a quatro circuitos elétricos. Se os fusíveis forem usados ​​em um circuito trifásico, eles aliviarão a tensão do circuito com diferentes atrasos de tempo, que podem se tornar uma causa adicional do acidente.

Os fusíveis operam com corrente, independentemente de suas características. Os disjuntores são selecionados sob carga e classificados por letras:

• A - redes elétricas de comprimento estendido;

• B - iluminação de corredores e plataformas;

• C - sistemas de energia e iluminação com correntes de partida moderadas;

• D - a carga predominante da inclusão de motores elétricos com grandes parâmetros de partida;

• K - fornos indutivos e secadores elétricos;

• Z é eletrônica.

Veja também: Características dos disjuntores

As vantagens dos switches são óbvias:

• confiabilidade;

• tempo de desligamento rápido de acidentes;

• variedade de desenhos;

• funções mais protetoras;

• capacidade de alternar várias seções;

• redução de risco de incêndio;

• simplicidade de comutação manual;

• instalação conveniente.

É por isso que os dispositivos automáticos são populares.

No entanto, a ciência está em constante evolução e introduzindo novas soluções técnicas. Por exemplo, Murller começou a produzir em massa fusíveis, interruptores e seccionadores modernos com uma ampla gama de recursos.

Modern Murller fusíveis seccionadores

Até o nome deles fala da variedade de funções de novos dispositivos.

Portanto, escolhendo a proteção para o circuito elétrico, analise o design do modelo que você gosta e suas capacidades, levando em consideração as características individuais de seus consumidores elétricos a um custo mínimo.

Comments

[#1]

Sobre fusíveis, eles escreveram o seguinte:

Além disso, com ligeiras correntes excedentes, eles desconectam a carga por um longo tempo.

Isso também se aplica aos autômatos. Quando a corrente nominal flui através da máquina, a operação ocorre após aproximadamente 1 hora.

[#2 MaksimovM]

Eu não concordo com o comentário anterior. Quando se trata de corrente nominal, o disjuntor não deve desarmar. A corrente nominal é a corrente na qual o aparelho elétrico deve operar por um tempo ilimitado no modo normal. A máquina opera com um certo excesso de corrente nominal. O tempo de resposta do disjuntor para um determinado valor de corrente de carga depende do seu tipo.

A única exceção quando o disjuntor pode disparar na corrente nominal é quando a temperatura ambiente (onde o disjuntor está instalado) é alta o suficiente.

[#3 Pavel]

Os disjuntores são mais convenientes de operar e, mais importante, são muito mais confiáveis ​​que os fusíveis. Um fator importante aqui é que os fusíveis são muito suscetíveis a interferências externas, incluindo eletricistas pouco qualificados. Esses “especialistas”, depois que uma pastilha fusível queimar, substitua-a pelo primeiro fio de cobre que veio à mão. O resultado pode ser a remoção real do fusível do circuito protegido. Fisicamente, ele estará lá e todos pensarão que ele está pronto para proteger o circuito como resultado de um curto-circuito, mas, na realidade, pode não funcionar. As pastilhas fusíveis devem ser substituídas apenas por pastilhas calibradas padrão. Mas com quem costumamos nos preocupar?

Outra consequência ruim dessa decisão é que, se um fusível estiver no circuito de proteção do motor e o motor estiver conectado através de um acionador de partida magnético, durante um curto-circuito, devido à inserção do fusível selecionada incorretamente, a corrente do curto-circuito será desconectada pelos contatos do acionador de partida. Isso se deve ao fato de que, com um aumento acentuado da corrente durante um curto-circuito, ocorre uma queda acentuada da tensão e a bobina de partida libera contatos. Para evitar isso, o fusível deve queimar em menos de 0,2 s. E quem pode garantir esse tempo de exaustão ao selecionar aleatoriamente a espessura do fio ao recarregar o fusível?

Outro ponto negativo. O fusível no circuito do motor de indução o protege apenas contra corrente de curto-circuito, mas não o protege contra sobrecarga, porque o fusível é selecionado de acordo com as condições do desligamento da corrente de partida do motor. E escolhendo-o de acordo com a corrente de partida, obtemos uma completa falta de proteção contra um ligeiro aumento de corrente. É absolutamente necessário instalar um relé térmico adicional. Um disjuntor com uma unidade de disparo combinada, quando instalado em um único circuito do motor, o protege contra curto-circuito e sobrecarga ao mesmo tempo.

Nos equipamentos elétricos modernos, os fusíveis são usados ​​apenas para proteger os circuitos de controle, alarmes e iluminação local. Isso se deve ao fato de as correntes fluírem por lá serem pequenas, geralmente menores que 1 A, e encontrar um disjuntor para esses fins é muito problemático, e os fusíveis são muito mais baratos nesse caso.

[#4]

O artigo é útil. Pode-se acrescentar que existem dispositivos automáticos especializados de proteção de motores. que protegem o motor de todos os tipos de danos elétricos.

Nota para artigos futuros: o plural não é "entrada", "entradas".

[#5 Andrey]

O que é "Iv" no gráfico "características elétricas dos fusíveis"?

[#6 Andre]

Pavel, está claro com o iniciador, mas e o conversor de frequência? Se você olhar para os catálogos de conversores, quase todo mundo recomenda instalar fusíveis na linha de força do conversor ... Acho que o cão está enterrado precisamente na velocidade deles ... Se você encontrar os catálogos de fusíveis e entender suas classes (aR, gG, etc.), então você pode descobrir muitas coisas novas e é possível expandir o escopo de uso de fusíveis especificamente. Acho que não é em vão que eles ainda existam no mercado. Por exemplo, como escrevi acima, para a proteção de elementos semicondutores de potência de um conversor de frequência, fabricantes instalação omenduyut é fusível rápido (uma certa classe) em vez de disjuntores ..

Andrey,
Eu acho que Iv é a corrente que atua no circuito. Como resultado, no gráfico, vemos as unidades relativas que mostram quantas vezes a corrente que atua no circuito excede a corrente nominal do fusível Ivn