- Умовне графічне позначення запобіжником
- Принцип роботи запобіжника на відеоролику
- Типи плавких запобіжників
- Трубчасті плавкі запобіжники
- Автомобільні плавкі запобіжники
- Кольорове маркування автомобільних запобіжників
- Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі...
- Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі...
- Калькулятор для розрахунку струму запобіжника
- Розрахунок діаметра дроту запобіжником
- Таблиці для вибору діаметра дроту в залежності від струму захисту запобіжника
- Як вимірювати діаметра дроту
- Ремонт запобіжником своїми руками
- Ремонт автомобільного запобіжника ножового типу
- Як зробити індикатор перегорання запобіжника своїми руками
Запобіжник - це установче виріб, призначений для захисту електроприладів шляхом відключення подачі на них електроенергії при перевищенні допустимої величини струму способом розплавлення встановленої в запобіжнику калиброванной дроту. 
Для захисту електричної проводки і дорогої радіоапаратури від короткого замикання, стрибків струму в мережі живлення і забезпечення безпечної експлуатації електроприладів широко використовуються плавкі вставки - запобіжники. Вони випускаються різних конструкцій, типорозмірів і на будь-які струми захисту.
Розглянута технологія ремонту запобіжників при дотриманні всіх умов забезпечить його захисну функцію. Але не кожен має досвід роботи з паяльником і вимірювання діаметра дроту. Та й в будь-якому випадку запобіжник промислового виготовлення буде працювати надійніше.
Квартирну електропроводку раніше теж захищали виключно за допомогою плавких запобіжників, встановлених в пробки. В даний час для захисту електропроводки застосовуються більш надійні багаторазові прилади захисту від коротких замикань - автоматичні вимикачі . В електроприладах ж, більш кращого захисту від коротких замикань, ніж запобіжник поки нічого не придумали. Особливо актуально застосування плавких запобіжників в автомобілях, так як вони є єдиним надійним і дешевим засобом захисту від короткого замикання.
Умовне графічне позначення
запобіжником
Умовне графічне позначення запобіжника на схемах схоже на позначення опору, і відрізняється тільки тим, що через середину прямокутника лінія проходить не розриваючись. Поруч з умовним позначенням зазвичай пишеться і буквене позначення Пр. або F. Іноді на схемах просто пишуть thermal fuse або fuse. Після букви часто вказують ток захисту запобіжника, наприклад F 1 А, означає, що в схемі встановлений запобіжник на струм захисту 1 ампер.
При експлуатації запобіжники виходять з ладу, і їх доводиться замінювати новими. Вважається, що запобіжники ремонту не підлягають. Але якщо до справи ремонту підійти грамотно, то практично будь-який запобіжник можна з успіхом відремонтувати і використовувати повторно. Адже корпус запобіжника залишається цілим, а перегорає тільки тонка калиброванная дріт, розміщена всередині корпусу. Якщо перегоріла дріт замінити на таку ж, то запобіжник зможе служити далі.
Принцип роботи запобіжника на відеоролику
При проходженні електричного струму менше гранично допустимого, калібрований дріт, що з'єднує контакти запобіжника, нагрівається до температури близько 70˚С. У разі перевищення струму номіналу запобіжника, дріт починає нагріватися сильніше і при досягненні температури плавлення металу, з якого вона зроблена - розплавляється, електричний ланцюг розривається, і протягом струму припиняється.
Тому запобіжник і назвали плавким або плавкою вставкою. Відеоролик представлений в уповільненому вигляді, для того, щоб було добре видно, як відбувається перегоряння дроти в запобіжнику. В реальних умовах провід в запобіжнику перегорає практично миттєво.
Запобіжник захищає від перевищення струму в ланцюзі і, не має значення напруга мережі живлення, в якій він встановлений, це може бути батарейка на 1,5 В, і автомобільний акумулятор на 12 В або 24 В, мережа змінної напруги 220 В, трифазна мережа на 380 В. Тобто ви можете встановити один і той же запобіжник, наприклад номіналом 1 а і в колодці запобіжників автомобіля, і в ліхтарику і в розподільному щиті 380 В. Всі типи плавких запобіжників відрізняються тільки зовнішнім виглядом і конструкцією, а працюють за одним принципом - при перевищенні заданого струму в ланцюзі, в запобіжнику й -за нагріву розплавляється дріт.
Основних причин виходу з ладу запобіжника дві, через кидків напруги живлення або поломки всередині самої радіоапаратури. Рідко, але зустрічаються відмови запобіжника і з причини поганого його якості.
Багато хто думає, що запобіжник ремонту не підлягає. Але це не зовсім так. В екстреній ситуації, коли під рукою немає запасного і, наприклад, через який відмовився працювати авто в дорозі або підсилювача, і зривається музичний супровід шкільного балу або весілля, а всі магазини вже закриті, вибирати не доводиться.
При грамотному підході можна з успіхом відновити для тимчасового використання до заміни новим перегоріли запобіжник, зберігши його захисні функції. Найчастіше такі проблеми вирішують банальним замиканням контактів власника запобіжника будь-ліпшій дротом, а ще гірше, просто вставляють замість запобіжника цвях або шматок товстого дроту. Таке рішення може остаточно все зіпсувати і сприяє виникненню пожежі.
Типи плавких запобіжників
За призначенням і конструкції плавкі запобіжники бувають наступних типів:
- Візки (в основному застосовуються для захисту електропроводки і приладів в автомобілях);
- З слабкострумовими вставками для захисту електроприладів з струмом споживання до 6 ампер;
- Пробкові (встановлюються в щитках житлових будинків, розраховані на струм захисту до 63 ампер);
- Ножові (застосовуються в промисловості для захисту мереж при струмі споживання до 1250 ампер);
- газогенеруючих;
- Кварцові.
Розглянута в статті технологія ремонту призначена для відновлення навантажувачів, із слабкострумовими вставками, пробкових і ножового типу запобіжників.
Трубчасті плавкі запобіжники
Запобіжник трубчастої конструкції являє собою скляну або керамічну трубочку, закриту з торців металевими ковпачками, які з'єднані між собою дротом калиброванной по діаметру, що проходить всередині трубочки. Зовнішній вигляд трубчастих плавких запобіжників Ви бачите на фотографії.
До ковпачкам дріт приварюється точковим зварюванням або припаивается припоєм. У запобіжниках, розрахованих на дуже великі струми, часто порожнину всередині трубочки заповнюють кварцовим піском.
Автомобільні плавкі запобіжники
Запобіжники в автомобілях виходять з ладу дуже рідко. Зазвичай тільки у випадках, коли відмовляє обладнання. Найчастіше при перегорання лампочок у фар . Справа в тому, що коли обривається нитка розжарення у лампочки, утворюється Вольтова дуга, нитка при цьому згоряє і стає коротшим, опір різко зменшується і величина струму багаторазово збільшується.
Буває, плавкий запобіжник в автомобілі згорає і при заклинювання склоочисників. Рідше при коротких замиканнях в електропроводці. На фотографії Ви бачите широко застосовуються автомобільні плавкі запобіжники ножового (вилочного) типу. Під кожним запобіжником наведено ток його захисту в амперах.
Перегоріли запобіжник в авто належить замінювати запобіжником такого ж номіналу, але можна його і відремонтувати, замінивши перегоріли в запобіжнику провід мідним відповідного діаметру. Напруга бортової мережі автомобіля значення не має. Головне - відповідність струму захисту. Якщо важко визначити номінал згорілого авто запобіжника, то можна скористатися кольоровим маркуванням.
Кольорове маркування автомобільних запобіжників
Формула для розрахунку діаметра дроту запобіжника
по потужності електроприладу
Потужність часто вказують на етикетках, приклеєних на виробах. Якщо на виробі вказана споживана потужність, то можна розрахувати номінальний струм запобіжника по нижче наведеною формулою.
де I nom - номінальний струм захисту запобіжника, А; P max - максимальна потужність навантаження, Вт; U - напруга мережі живлення, В.
Але набагато зручніше скористатися готовими даними з таблиць. Зверніть увагу, перша таблиця служить для вибору номіналу запобіжника виробів, які живляться від побутової електромережі 220 В, а друга, для виробів, які використовуються в автомобілях з напругою бортової мережі 12 В.
Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі 220 В
Розглянемо на прикладі як вибирати запобіжник.
Телевізор перестав працювати після грози. Визначено, що згорів запобіжник. Номінал його ніхто не знає. На етикетці задньої кришки написано, що споживана потужність становить 120 Вт, буває, що пишуть і 120 ВА. Це позначення однієї і тієї ж потужності, але за стандартами різних країн. По таблиці виходить, що для електроприладів з максимальною споживаною потужністю 120 Вт (найближче значення 150 Вт) є запобіжник на 1 А.
Методика підбору запобіжника для захисту бортовий електропроводки автомобіля нічим не відрізняється від вибору інсталяції електроприладів 220 В.
Таблиця для вибору номіналу запобіжника в залежності від споживаної потужності електроприладу при напрузі 12 В (бортова мережа автомобіля)
Якщо після двох замін запобіжники кожен раз перегорали, значить, пошкоджено електроприлад і потрібно вже його ремонт. Спроба встановити запобіжник на більший струм може тільки завдати ще додаткової шкоди виробу аж до НЕ ремонтопридатності.
Калькулятор для розрахунку струму запобіжника
Якщо в таблицях немає даних для Вашого випадку, наприклад, напруга живлення виробу становить 24 В або 110 В, то можете самостійно за допомогою наведеного нижче онлайн калькулятора виконати розрахунок.
При розрахунку на калькуляторі Ви отримаєте точне значення струму. Для надійної роботи запобіжника необхідно, щоб його номінал був не менше ніж на 5% більше. Наприклад, якщо отримано розрахункове значення струму 1 А, то потрібно брати запобіжник більшого найближчого номіналу зі стандартного ряду, тобто 2 А.
Іноді спроби визначити номінал запобіжника зчитуванням інформації не виходить. На електроприладі написів немає, на запобіжнику не читав маркування. При наявності амперметра, і досвіду роботи з ним, то вийнявши запобіжник і підключивши амперметр до контактів колодки, в якому був встановлений запобіжник, можна вимірювати струм і тим самим визначити його номінал.
Але тут є підводний камінь. Якщо запобіжник вийшов з ладу через несправність електроприладу, то струм може бути на багато більше, ніж повинен бути, на додаток можна ще й вивести з ладу вимірювальний прилад.
Розрахунок діаметра дроту запобіжником
Для ремонту запобіжника необхідно замінити лампочку дріт. При виробництві запобіжників на заводах використовують, в залежності від величини струму і швидкодії, калібровані срібні, мідні, алюмінієві, нікелінові, олов'яні, свинцеві і дроту з інших металів.
Для виготовлення запобіжника в домашніх умовах доступна тільки червона мідь каліброваного діаметра. Все електропроводи зроблені з міді, і чим еластичною провід, тим тонше в ньому провідники і більше їх кількість. Тому вся нижче запропонована технологія орієнтована на застосування мідного дроту.
При виборі запобіжника для апаратури розробники користуються простим законом. Струм запобіжника повинен бути більше максимально споживаються виробом. Наприклад, якщо максимальний струм споживання підсилювача становить 5 ампер, то запобіжник вибирається на 10 ампер. Перше, що необхідно знайти на корпусі запобіжника його маркування, з якої можна дізнатися, на який струм він розрахований. Часто величину струму пишуть на корпусі виробу, поряд з місцем установки запобіжника. Потім з нижче наведеної таблиці визначити якого діаметру потрібен провід.
Таблиці для вибору діаметра дроту
в залежності від струму захисту запобіжника
Для ремонту запобіжників на ток захисту від 0.25 до 50 ампер
Для ремонту запобіжників на ток захисту від 60 до 300 Ампер
Формула для розрахунку діаметра мідного дроту
для запобіжника
Для визначення більш точних значень діаметра мідного дроту для ремонту запобіжника, або якщо потрібно запобіжник на струм захисту, значення якого немає в таблиці, можна скористатися нижче наведеної формулою.
де I пр - струм захисту запобіжника, А; d - діаметр мідного дроту, мм.
Як вимірювати діаметра дроту
Діаметр тонкого дроту найкраще вимірювати мікрометрів . Якщо під рукою немає мікрометра для вимірювання діаметра дроту, то можна скористатися звичайною лінійкою.
Потрібно намотати 10-20 витків до витка дроту на лінійку, поділити кількість закритих міліметрів на кількість намотаних витків. Отримайте діаметр. Наприклад, у мене намотано 10 витків дроту, і вони закрили 6,5 мм. Ділимо 6,5 на 10. Діаметр дроту виходить рівним 0,65 мм. 0,05 мм займає ізоляція. Отже, реальний діаметр становить 0,6 мм.
Такий провід підійде для виготовлення запобіжника на 30 А. Провід мотав товстий для більшої наочності. Чим більше намотаєте витків на лінійку, тим точніше буде результат вимірювань. Потрібно намотувати не менше одного сантиметра. Якщо в наявності дріт малої довжини, то намотайте її на будь-який стержень, наприклад, викрутку, зубочистку або олівець, а лінійкою виміряйте ширину намотування.
Результати вимірювань можете обробити за допомогою онлайн калькулятора. Для визначення діаметра дроту досить в віконцях ввести ширину намотування, кількість витків і натиснути «Розрахувати діаметр проводу».
Ремонт запобіжником своїми руками
Ремонт трубкового запобіжником
Перший найпростіший. Дріт зачищається до блиску і намотується на кожну чашку по кілька витків, потім запобіжник вставляється в утримувач. Цей спосіб не надійний, і скористатися ним можна, як тимчасовим заходом. Завдяки своїй простоті він дозволяє оперативно перевірити справність електроприладу. Якщо при включенні дріт розплавилася, значить справа не в запобіжнику, і потрібно більш кваліфікований ремонт.
Другий спосіб трохи складніше. Але теж не вимагає застосування пайки. Потрібно прогріти по черзі чашки запальничкою або на газовій плиті і утримуючи через тканину руками зняти їх з скляної трубки. Нагрівати можна і паяльником. Усередині чашки для хорошого контакту потрібно ретельно очистити від залишків клею.
Протягнути спустошену від ізоляції дріт через трубку по діагоналі, загнути її кінці вздовж трубки і надіти на місце чашки. Запобіжник відремонтований.
Третій спосіб по суті такий же, як і перші два. Але відремонтований запобіжник практично не відрізняється від нового. Ремонт виконується наступним чином.
Заводська калиброванная дріт при виготовленні запобіжника протягується в отвори в торцях чашок і фіксується припоєм. Для того, щоб вставити нову дріт необхідно паяльником розігріти торці чашок і зубочисткою або заточеною дерев'яною паличкою звільнити отвори в торцях чашок від припою. Далі виконати описану вище заводську операцію.
Буває отвори в чашках дуже маленького діаметру і складно їх очистити від припою. Тоді при наявності технічної можливості простіше просвердлити отвори свердлом діаметром 1-2 мм або розширити граненим шилом
Запропонована технологія ремонту запобіжників і плавких вставок з успіхом може бути застосована для відновлення практично будь-яких типів плавких запобіжників.
Ремонт автомобільного запобіжника ножового типу
Технологія ремонту автомобільного запобіжника нічим не відрізняється від технології ремонту трубчастого, навіть простіше, так як немає необхідності займатися його розбиранням.
Спочатку потрібно наждачним папером або надфілем зачистити ножі запобіжника у його заснування смужкою в декілька міліметрів і залудити ці місця припоєм .
При залуження зіткнувся з тим, що при використанні спирто-каніфольного флюсу припій не хотів розтікатися по поверхні ножів. Довелося застосувати флюс «ФІМ», призначений для пайки міді, срібла, константана, платини і чорних металів. Основою флюсу є ортофосфорна кислота. Я його завжди використовую для пайки, якщо каніфоль не підходить. Залишки флюсу ФІМ видаляються промиванням водою.
Запобіжник був розрахований на струм захисту 10 А, тому відповідно до наведеної вище таблицею для ремонту був узятий провід ⌀0,25 мм. Проводу була додана форма петлі, як показано на фотографії, і кінці його Залужжя припоєм.
Після всіх підготовчих робіт залишилося тільки завести петлю дроти всередину корпусу запобіжника і припаяти кінці до ніжок.
Розтікся припій можна зрізати ножем, видалити за допомогою наждачного паперу або сточити надфілем.
Автомобільний запобіжник відремонтований, і тепер його можна повторно використовувати для захисту ланцюгів в електропроводці автомобіля. Якщо після установки відремонтованого запобіжника він знову перегорів, то потрібно шукати несправність в електрообладнанні автомобіля.
Як зробити індикатор перегорання запобіжника своїми руками
У продажу є автомобільні запобіжники з індикатором їх несправності. У корпусі запобіжника вмонтована мініатюрна лампочка розжарювання або світлодіод, початківці світитися при перегорання запобіжника. Такий індикатор перегорання авто запобіжника можна зібрати своїми руками по нижче запропонованої на фотографії електричній схемі.
Для цього досить під'єднати паралельно контактам запобіжника, будь-який світлодіод VD1 через струмообмежуючі резистор R1 або мініатюрну лампочку, розраховану на напругу 12 В. Індикатор перегорання запобіжника можна змонтувати як в корпусі запобіжника, так і встановити на колодці його власника. Другий варіант кращий, так як при заміні запобіжника індикатор залишиться на місці. Індикатор буде світити при запобіжнику, що перегорів, якщо не підключена навантаження.
Наведена на фотографії схема індикатора перегорання запобіжника або спрацьовуванні автоматичного Вимикач з успіхом може працювати і в побутовій електромережі при напрузі 220 В.
Досить збільшити номінал резистора R1 до 300-500 кОм і для захисту світлодіода VD1 від пробою зворотним напруга доповнити схему діодом VD2 будь-якого типу, розрахованого на зворотне напруга не менше 300 В. Підійде, наприклад, широко застосовуваний вітчизняний діод КД109Б або імпортний 1N4004.
Для мережі змінного струму 220 В можна індикатор перегорання запобіжника або автоматичного вимикача зробити на неонової лампочки.
Про принцип роботи схем індикаторів і про розрахунок номіналів резистора за допомогою онлайн калькулятора в залежності від типу використовуваного світлодіода або неонової лампочки з прикладами монтажу питання докладно розглянуто в статті сайту «Схема підключення вимикача з підсвічуванням» .