Električni osigurač
 | |
| Vrsta | pasivan |
|---|---|
| Način rada | Topljenje unutrašnjeg provodnika usled toplote zbog prevelike struje |
| Elektronski simboli | |
 Elektronski simboli za osigurač | |
Osigurač je uređaj koji u električnim kolima služi kao zaštita od prevelike struje. Osigurači su obavezni delovi električnih kola i štite uređaje od kvara ili požara. Prema načinu prekidanja strujnih kola, osigurači se dele na topljive i automatske. Osnovni deo topljivog osigurača je kalibrisana žica od provodnika male električne otpornosti (srebro ili bakar), koja se istopi nakon što intenzitet struje pređe određenu granicu.
Automatski osigurači često kombinuju bimetalni štap i elektromagnet. Struja preopterećenja zagreva i krivi bimetalni štap i na taj način prekida strujno kolo. Kako bimetalni štap sporo reaguje, ugrađuje se i elektromagnet koji brzo reaguje na struju kratkog spoja. Za razliku od topljivog osigurača, automatski osigurač se može više puta upotrebljavati.
Istorija[uredi | uredi izvor]
Brege je preporučio upotrebu provodnika smanjenog preseka za zaštitu telegrafskih stanica od udara groma; topljenjem, tanje žice bi zaštitile aparate i ožičenje unutar zgrade.[1] Različiti žičani ili folijski topljivi elementi su bili u upotrebi za zaštitu telegrafskih kablova i instalacija za osvetljenje još 1864. godine.[2]
Osigurač je patentirao Tomas Edison 1890. godine kao deo njegovog električnog distributivnog sistema.[3]
Konstrukcija[uredi | uredi izvor]
Osigurač se sastoji od metalne trake ili žičanog osigurača, malog poprečnog preseka u poređenju sa provodnicima kola, montiranog između para električnih terminala i (obično) zatvorenog nezapaljivim kućištem. Osigurač je raspoređen u seriji da nosi svo punjenje koje prolazi kroz zaštićeno kolo. Otpor elementa generiše toplotu usled protoka struje. Veličina i konstrukcija elementa se (empirijski) određuju tako da toplota proizvedena za normalnu struju ne uzrokuje da element postigne visoku temperaturu. Ako teče previsoka struja, element se podiže na višu temperaturu i ili se direktno topi, ili u suprotnom topi zalemljeni spoj unutar osigurača, otvarajući strujno kolo.
Osigurač je napravljen od cinka, bakra, srebra, aluminijuma ili legura između ovih ili drugih različitih metala da bi se obezbedile stabilne i predvidljive karakteristike.[4][5] U idealnom slučaju, osigurač bi nosio svoju nazivnu struju neograničeno i brzo bi se otopio na malom višku. Element se ne sme oštetiti manjim bezopasnim udarima struje i ne sme oksidirati ili promeniti svoje ponašanje nakon eventualno godina rada.
Niskonaponski osigurači[uredi | uredi izvor]
Topljivi osigurač[uredi | uredi izvor]
Topljivi osigurač se sastoji od vatrostalne patrone, čiji su metalni kontakti spojeni lako topljivom žicom. Žica se dimenzioniše prema nazivnoj vrednosti koju odgovarajući patron može da propušta neograničeno dugo, a topi se kada vrednost struje pređe dozvoljenu granicu.
Prekidom žice se prekida strujno kolo i provodnik je zaštićen od prekomerne struje.
Posle topljenja žice, tehnički propisi zabranjuju zamenu istopljene žice i nalažu zamenu cele patrone.
Instalacioni osigurači tipa D (IEC 60269)[uredi | uredi izvor]
Instalacioni osigurači tipa D se koriste za zaštitu provodnika i uređaja za napone do 500 V i struje do 200 A.
Ovakvi osigurači se sastoje iz topljivog umetka, podnožja, kalibarskog prstena i kape.
Topljivi umetak se izrađuje od porcelana ili steatita. Unutrašnjost umetka je šuplja i ispunjena je kvarcnim peskom. Krajevi umetka su spojeni kalibrisanom žicom, a za žicu preko male opruge obojena signalna značka. Kada se žica istopi, opruga se oslobađa i značka ispada, čime se signalizuje koji je osigurač pregoreo.
Podnožja tipa D se izrađuju od porcelana. Unutar porcelanskog tela smeštena je dovodna spona sa lozom za pričvršćivanje kalibarskog prstena, a iznad spone je mesingano grlo u koje se uvrće kapa sa umetkom. Podnožja za osigurače se izrađuju u četiri veličine: D-II do 25 A, D-III do 63 A, D-IV do 100 A i D-V do 200 A.
Unutar podnožja se nalazi keramički kalibarski prsten u obliku šupljeg valjka koji obezbeđuje strujnu nezamenljivost, tj. sprečava ubacivanje umetka za struju veću od one koju prsten dozvoljava. Strujna nezamenjivost se postiže upotrebom različitih prečnika, odnosno dijametara (otuda slovo D), vrata umetka i otvora kalibarskog prstena. Postavljanje umetka manje nazivne struje u otvor kalibarskog prstena za veću struju je moguće i nije opasno za električni prijemnik ili provodnik koji se štiti osiguračem.
Kapa osigurača je napravljena od porcelana sa uglavljenim mesinganim zavrtnjem u obliku čahure. Kapa omogućava povezivanje strujnog kola u osiguraču od ulaznog do izlaznog zavrtnja.
Da bi kontakti između umetka, kalibarskog prstena i kape bili sa malim prelaznim otporom, kapa osigurača mora biti dobro pritegnuta. U protivnom, veliki prelazni otpor bi prekomerno zagrevao osigurač i pri strujama manjim od nazivne.
.jpg)
| Boja značke na patroni i kalibarskom prstenu | Nazivna struja umetka | Tip osnove osigurača |
|---|---|---|
Ružičasta |
2 A | D-II-25 A |
Smeđa |
4 A | D-II-25 A |
Zelena |
6 A | D-II-25 A |
Crvena |
10 A | D-II-25 A |
Siva |
16 A | D-II-25 A |
Plava |
20 A | D-II-25 A |
Žuta |
25 A | D-II-25 A |
Crna |
35 A | D-III-63 A |
Bela |
50 A | D-III-63 A |
Bakarna |
63 A | D-III-63 A |
Crvena |
80 A | D-IV-100 A |
Srebrna |
100 A | D-IV-100 A |
Žuta |
125 A | D-V-200 A |
Bakarna |
160 A | D-V-200 A |
Plava |
200 A | D-V-200 A |
Za zaštitu elektromotora od struja kratkog spoja upotrebljavaju se tromi patroni koji kratko podnose struje veće od nazivnih.
Instalacioni osigurači tipa B[uredi | uredi izvor]
Kod osigurača tipa B strujna nezamenljivost je postignuta korišćenjem kapa različitih dimenzija za različite nazivne struje.
Ovi osigurači se izrađuju od dve cilindrične kape i topljivog umetka za nazivne struje od 5, 10, 16, 31,5, i 63 A i za napon od 250 V.
Niskonaponski visokoučinski osigurači[uredi | uredi izvor]
Niskonaponski visokoučinski osigurači se koriste na mestima u električnoj mreži gde se očekuje velika snaga kratkog spoja.
Ovi osigurači se koriste za zaštitu kablova i rasklopnih uređaja od struja preopterećenja i struja kratkih spojeva.
Izrađuju se za napone do 500 V naizmenične struje i do 600 V jednosmerne.
Podnožje osigurača je izrađeno u obliku temeljne porcelanske ploče sa kontaktnim viljuškama i priključnim stezaljkama, dok je patron izrađen u obliku zatvorenog keramičkog tela, sa kontaktima u obliku noža. Kontakti patrona odgovaraju kontaktima na postolju.
Za bezopasno stavljanje i vađenje patrona upotrebljava se izolaciona ručka.
Za struje do 600 A postoje tri osnovne veličine NV 200, NV 400 i NV 600.
Nazivne struje patrona su 25, 35, 50, 60, 80, 100, 125, 160 i 200 A za podnožja NV 200.
Za podnožje NV 400 mogu se upotrebiti patroni istih nazivnih vrednosti kao za podnožje NV 200, a pored njih i patroni nazivnih struja od 225, 260, 300, 350 i 400 A.
Podnožju NV 600 odgovaraju patroni od 300, 350, 400, 430, 500 i 600 A.
Automatski instalacioni osigurači[uredi | uredi izvor]
Za razliku od topljivih osigurača koji prekidaju struju kratkog spoja razaranjem žice, kod automatskih osigurača strujni krug se prekida razdvajanjem kontakata bez razaranja osigurača, pa se stoga isti osigurač može koristiti više puta.
Ovakvi osigurači se koriste za zaštitu prijemnika i provodnika za nazivne struje do 25 A.
Prvenstveno su namenjeni za zaštitu malih prijemnika, gde usled pogrešnog rukovanja dolazi do pojave struja preopterećenja i kratkih spojeva.
Pored automatskih osigurača sa zavrtnjem koji se mogu uvrnuti u podnožja instalcionih osigurača tipa D, u upotrebi su prekidači-osigurači za ugradnju na niskonaponske table.
Prilikom pojave prevelike struje bimetalni štap se krivi i preko skakavice isklьučuje kontakte. Struja kratkog spoja deluje na bimetal, ali kako je bimetalu potrebno određeno vreme da se zagreje i iskrivi, u cilju brzog isključenja struje kratkog spoja ugrađuje se elektromagnet. Elektromagnet se aktivira u momentu pojave nedozvoljene vrednosti struje i deluje na kotvu preko koje se isključuje strujni krug.
Posle isključenja, osigurač se ponovo aktivira pritiskom na dugme za uključenje.
Visokonaponski osigurači[uredi | uredi izvor]
Visokonaponski osigurači se koriste za zaštitu energetskih postrojenja.
Sastoje se od porcelanske cevi u kojoj se nalazi jedan ili više srebrnih provodnika na posebnim nosačima koji osiguravaju oređeni pložaj ovog provodnika. Cev je ispunjena kvarcnim peskom, a na krajevima se nalaze metalne kape na koje se dovode visokonaponski provodnici. Ovi osigurači se postavljaju na postolje.
Visokonaponski osigurači se isključivo izrađuju kao jednopolni. Vrlo često se kombinuju sa rastavljačima, pa se tada nazivaju rastavni osigurači, a izrađuju se isključivo tropolno i to isključivo za nazivni napon do 38 kV.
Svaki dobar visokonaponski osigurač bi trebalo da brzo prekine struju za vreme kraće od jedne periode. U tom slučaju se ne može dostići puna vrednost struje kratkog spoja. Kako se žica brzo istopi i pretvori u kapljice između kojih se pojavljuje električni luk koji biva izveden u kvarcni pesak ili delimično ispari.
Kako u postrojenju uvek postoji nekakva induktivnost, zbog velike i nagle promene struje po Faradejevom zakonu indukuje se dosta visok prenapon.
Da bi se ti prenaponi smanjili, visokonaponski osigurači se konstruišu tako da je žica na polovini dužine najmanjeg poprečnog preseka, a idući ka krajevima sve šira, što produžava vreme trajanja isključivalja. Na taj način prenaponi koji se javljaju pri topljenju osigurača ne prelaze 1,5 puta vrednost napona mreže.
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ Walter Schossig Introduction to the history of selective protection, PAC Magazine, Summer 2007 pp. 70–74
- ^ Arthur Wright, P. Gordon Newbery Electric fuses 3rd edition, Institution of Electrical Engineers (IET), 2004, ISBN 0-86341-379-X, pp. 2–10
- ^ edison.rutgers.edu/patents/ — U.S. Patent Office number 438305 "Fuse Block" (.pdf) Edison writes, "The passage of an abnormal electric current fuses the safety-catch and breaks the circuit, as will be understood."
- ^ „Fuse Element Fatigue” (PDF). Cooper Bussmann. Arhivirano iz originala (PDF) 2015-05-27. g. Pristupljeno 2015-05-26.
- ^ A. Wright, P.G. Newber (1. 1. 2004). Electric Fuses, 3rd Edition. IET. str. 124—125. ISBN 9780863413995.
Literatura[uredi | uredi izvor]
- Milorad N. Justinijanović, „Električne instalacije i osvetljenja“, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva.
- Mihailo Popović, „Razvodna postrojenja i elektrane“, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva.
- Richard C. Dorf (ed.) The Electrical Engineering Handbook, CRC Press, Boca Raton, 1993, ISBN 0-8493-0185-8
- „Fuseology: Amp Rating and Interrupting Rating” (PDF). www.cooperindustries.com. Arhivirano iz originala (PDF) 2019-07-12. g. Pristupljeno 2015-05-09.
- Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
- „OptiFuse - Circuit Breakers - Automotive Manual Reset Type III - MRCBP4-PL”. www.optifuse.com. Arhivirano iz originala 7. 10. 2021. g. Pristupljeno 12. 1. 2022.
- „ATO Series - Blade Fuses Automotive Aftermarket Products from Fuses - Littelfuse”. www.littelfuse.com. Pristupljeno 2019-01-01.
- „ATC blade fuses” (PDF). www.cooperindustries.com. Arhivirano iz originala (PDF) 11. 03. 2019. g. Pristupljeno 2019-01-01.
- „ATC blade fuses”. www.optifuse.com. Pristupljeno 2021-03-06.
- „Narva | Standard ATS Blade”. www.narva.com.au (na jeziku: engleski). Arhivirano iz originala 22. 09. 2020. g. Pristupljeno 2019-01-01.
- „FKS ATO® Style Blade Fuse Rated 32V” (PDF). littelfuse.com. 2006. Pristupljeno 2023-04-07.
- „Fuse Holders Selection Guide: Types, Features, Applications | Engineering360”.
- Herman F. Mark (16. 10. 2013). Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Concise. John Wiley & Sons. str. 274—. ISBN 978-0-470-07369-8.
- Gianfranco Pistoia (25. 1. 2005). Batteries for Portable Devices. Elsevier. str. 183—. ISBN 978-0-08-045556-3.
- Ming Qiu Zhang; Min Zhi Rong (28. 6. 2011). Self-Healing Polymers and Polymer Composites. John Wiley & Sons. str. 391—. ISBN 978-1-118-08258-4.
- A. Wright; P.G. Newbery (januar 2004). Electric Fuses
. IET. str. 15–. ISBN 978-0-86341-399-5. - Machine Design. Penton/IPC. 1997.
- Institute of Electrical and Electronics Engineers. San Francisco Bay Area Council (1995). WESCON Conference Record. Western Electronic Show and Convention.
- „PolySwitch Resettable Devices Fundamentals” (PDF). TE Connectivity. Arhivirano iz originala (PDF) 22. 1. 2015. g. Pristupljeno 31. 8. 2014.
- Henning Wallentowitz; Christian Amsel (27. 6. 2011). 42 V-PowerNets. Springer Science & Business Media. str. 80—. ISBN 978-3-642-18139-9.
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
- Fuse-selection checklist Len Lundy, "The fuse-selection checklist: a quick update", EDN Magazine, 26 Sept 1996, p121
- wiki.diyfaq.org.uk - Fuses vs MCBs
- „MCASE”. littelfuse.com. Pristupljeno 2023-04-07.
- „JCASE”. littelfuse.com. Pristupljeno 2023-04-07.
- „JCASE”. littelfuse.com. Pristupljeno 2023-04-07.
| Državne | |
|---|---|
| Ostale | |
