Τι είναι η ηλεκτρική ασφάλεια και πώς λειτουργεί;

Πολλά ηλεκτρικά εξαρτήματα στο σπίτι σας οφείλουν την ασφάλειά τους στην ασφάλεια.

Κάθε φορά που αντιμετωπίζετε τεράστιες υπερτάσεις ρεύματος αλλά εξακολουθείτε να διαπιστώνετε ότι η πρίζα επέκτασης δεν έχει καεί μέχρι το έδαφος, η ασφάλεια, εάν χρησιμοποιείται, είναι το εξάρτημα που διασφαλίζει ότι αυτό συμβαίνει.

Τι είναι η ασφάλεια και πώς λειτουργεί;

Ο οδηγός μας επιχειρεί να απαντήσει σε αυτές τις ερωτήσεις σήμερα καθώς παρουσιάζουμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για ένα, συμπεριλαμβανομένων των διαφορετικών τύπων και του τρόπου με τον οποίο μια ασφάλεια διαφέρει από έναν ασφαλειοδιακόπτη.

Ας ξεκινήσουμε δουλειά.

Τι είναι η ασφάλεια;

Η ηλεκτρική ασφάλεια είναι μια μικρή συσκευή με μια λεπτή λωρίδα αγωγού που προστατεύει τα σπίτια και τις ηλεκτρικές συσκευές από υπερβολικές υπερτάσεις ρεύματος. Αυτή είναι μια ηλεκτρική προστατευτική συσκευή που διακόπτει την παροχή ρεύματος σε ένα όργανο ή ηλεκτρικό σύστημα όταν το ρεύμα που ρέει υπερβαίνει τη συνιστώμενη τιμή.

Η ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι απλώς ένα στοιχείο που αποτελεί κίνδυνο ηλεκτροπληξίας για εμάς. Ακριβώς όπως οι άνθρωποι έχουν ένα μέγιστο ποσό τάσης που μπορεί να περάσει μέσα από το σώμα χωρίς θάνατο, οι ηλεκτρικές συσκευές και τα συστήματά σας έχουν συνήθως τις δικές τους ονομασίες ρεύματος και τάσης. 

Όταν η παροχή ρεύματος υπερβαίνει αυτά τα όρια, τα ηλεκτρικά σας συστήματα δέχονται θανατηφόρο πλήγμα. Σε σπίτια και επιχειρήσεις, αυτό σημαίνει ότι ξοδεύετε πολλά χρήματα για την επισκευή ή ακόμα και την αντικατάσταση ακριβών συσκευών και συσκευών. 

Μερικές φορές ένα τέτοιο κύμα, όταν δεν υπάρχει προστασία, μπορεί να προκαλέσει ακόμη και πυρκαγιά και να είναι πολύ επικίνδυνο για ένα άτομο. Για την προστασία από τις δυσμενείς επιπτώσεις του υπερβολικού ρεύματος, μπαίνει στο παιχνίδι μια ασφάλεια.

Τι κάνει μια ασφάλεια;

Για προστασία από υπερτάσεις ρεύματος, μια λεπτή αγώγιμη λωρίδα στην ασφάλεια λιώνει και σπάει το κύκλωμα. Έτσι, διακόπτεται η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε άλλα εξαρτήματα του κυκλώματος και αυτά τα εξαρτήματα σώζονται από την καύση. Η ασφάλεια χρησιμοποιείται ως θύμα για προστασία από υπερένταση. 

Ένας λεπτός αγωγός είναι ένα εσωτερικό σύρμα ή στοιχείο κατασκευασμένο από ψευδάργυρο, χαλκό ή αλουμίνιο, καθώς και άλλα προβλέψιμα μέταλλα.

Η ασφάλεια είναι εγκατεστημένη σε σειρά στο κύκλωμα έτσι ώστε όλο το ρεύμα να ρέει μέσα από αυτό. Στην ίδια την ασφάλεια, τα καλώδια τοποθετούνται μεταξύ δύο ακροδεκτών και έρχονται σε επαφή με τους ακροδέκτες και στα δύο άκρα. 

Εκτός από την καύση λόγω υπερβολικής παροχής ρεύματος, οι ασφάλειες καούν επίσης όταν υπάρχει βραχυκύκλωμα ή σφάλμα γείωσης.

Ένα σφάλμα γείωσης εμφανίζεται όταν υπάρχει ένας ξένος αγωγός στο κύκλωμα που χρησιμεύει ως εναλλακτική γείωση.

Αυτό το βραχυκύκλωμα μπορεί να προκληθεί από ανθρώπινο χέρι ή οποιοδήποτε μεταλλικό αντικείμενο που έρχεται σε επαφή με ένα ηλεκτρικό καλώδιο. Μια ηλεκτρική ασφάλεια που έχει σχεδιαστεί για αυτό επίσης φυσάει ή λιώνει.

Το να μάθετε αν έχει καεί μια ασφάλεια είναι σχετικά εύκολο. Μπορείτε να επιθεωρήσετε οπτικά διαφανείς τύπους για να δείτε εάν το καλώδιο είναι σπασμένο, λιωμένο ή καμένο.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε τη συνέχεια της ασφάλειας. Αυτή είναι η πιο ακριβής διαγνωστική μέθοδος.

Χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών ασφαλειών

Οι ασφάλειες έρχονται σε διαφορετικά σχέδια και με διαφορετικές ονομασίες. Η ονομαστική ασφάλεια είναι η μέγιστη ποσότητα ρεύματος ή τάσης που μπορεί να περάσει από το λεπτό μεταλλικό σύρμα της προτού λιώσει.

Αυτή η βαθμολογία είναι συνήθως 10% χαμηλότερη από την ονομαστική τιμή της συσκευής που προστατεύει η ασφάλεια, επομένως η προστασία είναι επαρκής.

Μια ασφάλεια μπορεί επίσης να έχει διαφορετική ικανότητα θραύσης και διαφορετικούς χρόνους λειτουργίας ανάλογα με τον τύπο της ασφάλειας.

τρέχουσα βαθμολογία

Το ονομαστικό ρεύμα είναι το μέγιστο ρεύμα για το οποίο είναι ονομαστική η ασφάλεια. Οποιαδήποτε ελαφρά υπέρβαση αυτής της βαθμολογίας οδηγεί σε εξάντληση του καλωδίου.

Ωστόσο, αυτή η ονομαστική τιμή χρησιμοποιείται πάντα σε συνδυασμό με την ονομαστική τάση και την ονομαστική τιμή χρόνου διαδρομής, που εξαρτώνται από το κύκλωμα στο οποίο χρησιμοποιείται η ασφάλεια. 

Επίπεδο τάσης

Όπως και η ονομαστική τιμή ρεύματος, η ονομαστική τάση μιας ασφάλειας είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να χειριστεί η μεταλλική λωρίδα. Ωστόσο, κατά τον προσδιορισμό αυτής της βαθμολογίας, συνήθως τίθεται πάνω από την τάση τροφοδοσίας από την πηγή.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν υπάρχουν πολλές συσκευές στο ηλεκτρικό σύστημα που χρησιμοποιούν το ίδιο ονομαστικό ρεύμα αλλά διαφορετικές ονομαστικές τάσεις. Η ονομαστική τάση συνήθως ρυθμίζεται στη μέγιστη ασφαλή τάση. 

Εξαιτίας αυτού, οι ποικιλίες μέσης τάσης δεν χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα ή συστήματα χαμηλής τάσης για να παρέχουν αξιόπιστη προστασία εξαρτημάτων. 

Χρόνος απόκρισης

Ο χρόνος ασφάλειας είναι η καθυστέρηση πριν καεί η μεταλλική λωρίδα. Αυτός ο χρόνος απόκρισης σχετίζεται στενά με την τρέχουσα βαθμολογία προκειμένου να παρέχεται η πιο επαρκής προστασία. 

Για παράδειγμα, οι τυπικές ασφάλειες απαιτούν μια πηγή ενέργειας διπλάσια από την ονομαστική τους τιμή για να καεί σε ένα δευτερόλεπτο, ενώ οι ασφάλειες γρήγορης εμφύσησης με την ίδια ονομαστική ισχύ και ισχύ μπορούν να καούν σε 0.1 δευτερόλεπτα. Μια ασφάλεια με χρονική καθυστέρηση διακόπτει την τροφοδοσία μετά από περισσότερα από 10 δευτερόλεπτα. 

Η επιλογή τους εξαρτάται από την ευαισθησία και τα χαρακτηριστικά της προστατευμένης συσκευής.

Οι ασφάλειες ταχείας δράσης χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές με εξαρτήματα που είναι πολύ ευαίσθητα στις παραμικρές υπερτάσεις ρεύματος, ενώ οι ασφάλειες αργής δράσης ή καθυστερημένης εμφύσησης χρησιμοποιούνται σε κινητήρες όπου τα εξαρτήματα συνήθως αντλούν περισσότερο ρεύμα από το συνηθισμένο για λίγα δευτερόλεπτα. 

Δύναμη θραύσης

Η ικανότητα θραύσης ασφαλειών είναι η βαθμολογία που χρησιμοποιείται στις εκδόσεις υψηλής ικανότητας θραύσης (HRC). Οι ασφάλειες HRC επιτρέπουν στο υπερβολικό ρεύμα να περάσει για κάποιο χρονικό διάστημα με την προσδοκία ότι θα μειωθεί. Στη συνέχεια σπάνε ή λιώνουν αν δεν συμβεί αυτή η συστολή. 

Μπορεί να μαντέψατε σωστά ότι αυτό είναι συγκεκριμένο για τύπους χρονικής καθυστέρησης και το σημείο διακοπής είναι απλώς το μέγιστο ρεύμα που επιτρέπεται κατά τη διάρκεια αυτού του μικρού χρόνου καθυστέρησης. 

Όταν δεν επιτευχθεί ο ονομαστικός χρόνος καθυστέρησης, αλλά ξεπεραστεί η αντοχή εφελκυσμού, η ασφάλεια φυσάει ή λιώνει. Αυτό είναι ένα είδος διπλής προστασίας. Από αυτή την άποψη, οι ασφάλειες HRC μπορούν επίσης να αναφέρονται ως ασφάλειες υψηλής ικανότητας θραύσης (HBC).

Υπάρχουν επίσης ασφάλειες HRC υψηλής τάσης που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά κυκλώματα υψηλής τάσης και ασφάλειες HRC χαμηλής τάσης που χρησιμοποιούνται σε συστήματα διανομής χαμηλής τάσης. Αυτές οι ασφάλειες HRC χαμηλής τάσης είναι συνήθως μεγαλύτερες από τις συμβατικές ασφάλειες.

Σχέδιο ασφαλειών

Γενικά, η ονομαστική ασφάλεια της ασφάλειας καθορίζει την αντοχή και τον σχεδιασμό της. Για παράδειγμα, σε ασφάλειες υψηλής ισχύος μπορεί να βρείτε πολλές λωρίδες ή μεταλλικά σύρματα, ενώ ορισμένες άλλες ασφάλειες χρησιμοποιούν χαλύβδινες ράβδους για να υποστηρίξουν τη λωρίδα από τη στρέβλωση.

Μερικοί χρησιμοποιούν υλικά για να ελέγχουν το σχίσιμο του μετάλλου και θα βρείτε επίσης καλώδια με κορδέλα φτιαγμένα να μοιάζουν με ελατήρια για να επιταχύνουν τη διαδικασία σχισίματος. 

History of the Fuse

Η ιστορία της ασφάλειας χρονολογείται από το 1864. Τότε ήταν που ο Breguet πρότεινε τη χρήση μιας αγώγιμης συσκευής στην τοποθεσία για την προστασία των τηλεγραφικών σταθμών από κεραυνούς. Στη συνέχεια, για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκαν πολλά αγώγιμα σύρματα που λειτουργούσαν ακριβώς όπως μια ασφάλεια. 

Ωστόσο, μόλις το 1890 ο Thomas Edison κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τη χρήση μιας ασφάλειας στα ηλεκτρικά συστήματα διανομής για την προστασία των σπιτιών από αυτές τις τεράστιες υπερτάσεις ρεύματος. 

Ποιοι είναι οι τύποι των ασφαλειών;

Γενικά, υπάρχουν δύο κατηγορίες ασφαλειών. Αυτές είναι ασφάλειες AC και DC. Δεν είναι δύσκολο να καταλάβει κανείς τη διαφορά μεταξύ των δύο.

Οι ασφάλειες AC λειτουργούν απλώς με εναλλασσόμενο ρεύμα ενώ οι ασφάλειες DC λειτουργούν με DC. Ωστόσο, μια σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι μπορεί να διαπιστώσετε ότι οι ασφάλειες DC είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από τις ασφάλειες AC.

Τώρα αυτές οι δύο κατηγορίες ασφαλειών χωρίζονται σε ασφάλειες χαμηλής τάσης και ασφάλειες υψηλής τάσης. Στη συνέχεια, οι πιο συγκεκριμένες επιλογές ασφαλειών ταξινομούνται σε αυτές τις δύο ομάδες.

Ασφάλειες χαμηλής τάσης

Οι ασφάλειες χαμηλής τάσης είναι ασφάλειες που λειτουργούν σε χαμηλή ονομαστική τάση. Μπορούν να χωριστούν σε πέντε τύπους. ασφάλειες φυσιγγίων, ασφάλειες βύσματος, κρουστικές ασφάλειες, ασφάλειες εναλλαγής και ασφάλειες έλξης.

• Αντικαταστάσιμες ηλεκτρικές ασφάλειες. Οι αντικαταστάσιμες ασφάλειες χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα διανομής ρεύματος σε σπίτια και γραφεία. Συνήθως πρόκειται για ασφάλειες με επικάλυψη πορσελάνης με λαβή που συνεργάζονται με τη βάση της ασφάλειας. Διαθέτουν επίσης δύο ακροδέκτες λεπίδων για λήψη και εκφόρτιση ηλεκτρικής ενέργειας στο κύκλωμα, ακριβώς όπως μια συμβατική σχεδίαση ασφαλειών.

Οι αποσυναρμολογούμενες ασφάλειες χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα σπιτιού και γραφείου λόγω της ευκολίας σύνδεσης και αφαίρεσής τους από τη βάση. 

• Ασφάλειες φυσιγγίων: Είναι ασφάλειες με όλα τα εξαρτήματα πλήρως κλεισμένα σε ένα δοχείο, με εκτεθειμένους μόνο τους ακροδέκτες του κυκλώματος. Οι ασφάλειες φυσιγγίων έρχονται σε πολλά σχήματα και έχουν ποικίλες εφαρμογές.

Οι ασφάλειες φυσιγγίων τύπου D έχουν σχήμα μπουκαλιού και βρίσκονται πιο συχνά σε μικρές συσκευές. Συνήθως τοποθετούνται σε κεραμική θήκη με μεταλλικά άκρα για να μεταφέρουν τον ηλεκτρισμό.

Οι ασφάλειες είναι ασφάλειες HRC χαμηλής τάσης, ενώ οι ασφάλειες λεπίδων μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα, όπως και οι επανασυνδεόμενες ασφάλειες, αλλά αντ' αυτού καλύπτονται από πλαστικό. Οι ασφάλειες λεπίδων χρησιμοποιούνται συνήθως στα αυτοκίνητα.

• Ασφάλειες ηλεκτρικού χτυπητή: Η ασφάλεια χτυπητή δεν χρησιμοποιεί λεπτή λωρίδα τήξης. Αντίθετα, εκτοξεύει έναν πείρο επαφής για να σπάσει το κύκλωμα και επίσης χρησιμεύει ως εξωτερικό οπτικό σήμα για να προσδιορίσει εάν έχει καεί μια ασφάλεια.
• Ασφάλειες μεταγωγής: Είναι ασφάλειες που χρησιμοποιούνται σε συστήματα χαμηλής τάσης με εξωτερικούς διακόπτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το κλείσιμο ή το άνοιγμα της διαδρομής ρεύματος. 
• Πτυσσόμενες ασφάλειες: Οι πτυσσόμενες ασφάλειες εκτοξεύουν μια λιωμένη λωρίδα από κάτω και βρίσκονται συνήθως σε συστήματα ανάρτησης μετασχηματιστών χαμηλής τάσης. 

Ασφάλειες υψηλής τάσης

Οι ασφάλειες υψηλής τάσης διατίθενται σε διάφορες παραλλαγές. Υπάρχουν υγρές ασφάλειες υψηλής τάσης HRC που χρησιμοποιούν υγρά για να σβήσουν το τόξο.

Έχουμε επίσης ασφάλειες push-out που χρησιμοποιούν βορικό οξύ για να διακόψουν τη διαδικασία και ασφάλειες τύπου φυσιγγίου HRC που λειτουργούν το ίδιο με τις αντίστοιχες χαμηλής τάσης. 

Πού πρέπει να χρησιμοποιούνται οι ασφάλειες;

Οι ασφάλειες χρησιμοποιούνται συνήθως σε μικρά και μεγάλα συστήματα AC με μετασχηματιστές. Ασφάλειες υψηλής τάσης με υψηλή ονομαστική ένταση ρεύματος χρησιμοποιούνται σε μετασχηματιστές συστημάτων ισχύος που λειτουργούν έως και 115,000 βολτ. 

Οι ασφάλειες χαμηλής και μέσης τάσης χρησιμοποιούνται για την προστασία των μικρών συστημάτων ηλεκτρικών μετασχηματιστών. Αυτά περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, συστήματα σε τηλεοράσεις, ψυγεία και υπολογιστές. 

Επίσης, είτε είναι δυνατή είτε όχι η εγκατάσταση μιας ασφάλειας οπουδήποτε στο κύκλωμα, είναι καλύτερο να την εγκαταστήσετε στην αρχή του συστήματος. Γι' αυτό βλέπετε ασφάλειες τοποθετημένες στα βύσματα της συσκευής ή στο μπροστινό μέρος του κύριου σημείου σύνδεσης ενός μετασχηματιστή.

Τι είναι οι ασφαλειοθήκες;

Οι ασφαλειοθήκες είναι κόμβοι σε ηλεκτρικά συστήματα που φιλοξενούν πολλές ασφάλειες που προστατεύουν διαφορετικά μέρη του σπιτιού ή του γραφείου σας. Λειτουργούν ως η προεπιλεγμένη μορφή προστασίας από υπερτάσεις, εάν μια από τις συσκευές σας δεν είναι εξοπλισμένη με εσωτερική ασφάλεια. 

Συνήθως θα δείτε ασφαλειοθήκες που ονομάζονται πίνακες διακοπτών ή κουτιά διακλάδωσης, αλλά όλα εκτελούν την ίδια λειτουργία. Διατηρούν έξι έως δώδεκα ατομικές ασφάλειες. 

Αν και τα παλιά οικιακά κιβώτια ασφαλειών ονομάζονταν μόνο 60 αμπέρ, σήμερα βλέπουμε ασφαλειοθήκες συνολικής ισχύος 200 αμπέρ. Αυτό είναι το άθροισμα των χαρακτηριστικών όλων των μεμονωμένων ασφαλειών στο κουτί.

Τώρα, τα κιβώτια ασφαλειών συχνά συγχέονται με τα κιβώτια διακοπτών κυκλώματος.

Η διαφορά μεταξύ των ασφαλειών με διακόπτες κυκλώματος

Οι διακόπτες κυκλώματος εκτελούν την ίδια λειτουργία με τις ηλεκτρικές ασφάλειες. προστατεύουν τις οικιακές συσκευές από υπερτάσεις ρεύματος εμποδίζοντας το κύκλωμα. Ωστόσο, το πώς το κάνουν αυτό οι δύο συσκευές είναι διαφορετικό.

Αντί να έχουν λιωμένη ή εξωθημένη λωρίδα, οι διακόπτες κυκλώματος λειτουργούν με εσωτερικές επαφές και εξωτερικούς διακόπτες. Οι εσωτερικές επαφές συνήθως ολοκληρώνουν το κύκλωμα, αλλά μετατοπίζονται παρουσία υπερέντασης. Ο εξωτερικός έλεγχος του διακόπτη κυκλώματος βοηθά να τεθούν οι επαφές και ο διακόπτης κυκλώματος σε προστατευτική κατάσταση. 

Από αυτό μπορείτε να δείτε ότι ενώ οι ασφάλειες αντικαθίστανται πάντα όταν φυσούν, οι διακόπτες κυκλώματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά. Απλά πρέπει να τα επαναφέρετε. Στη συνέχεια, τα κιβώτια του διακόπτη κυκλώματος περιλαμβάνουν πολλούς από αυτούς τους διακόπτες αντί για ασφάλειες. 

Πότε πρέπει να αντικαταστήσετε την ασφάλεια

Μια ασφάλεια μπορεί να διαρκέσει μια ζωή εάν εγκατασταθεί σε συνιστώμενα συστήματα ισχύος και δεν υπάρχουν υπερτάσεις ρεύματος. Αυτό είναι το ίδιο όταν δεν είναι εγκατεστημένο σε υγρό ή υγρό περιβάλλον όπου είναι επιρρεπές στη διάβρωση.

Ωστόσο, θα πρέπει πάντα να αλλάζετε τις ασφάλειες μετά από 20-30 χρόνια χρήσης. Αυτή είναι η κανονική διάρκεια ζωής τους.

Οδηγός βίντεο

Τι είναι μια ηλεκτρική ασφάλεια και πώς λειτουργεί

Συμπέρασμα

Η χρήση συσκευών χωρίς ηλεκτρική ασφάλεια ή η ύπαρξη σπιτιού χωρίς ηλεκτρικό κιβώτιο ασφαλειών είναι προάγγελος ηλεκτρικών και πυρκαγιάς. Να βεβαιώνεστε πάντα ότι η σωστή ασφάλεια έχει εγκατασταθεί σε ηλεκτρικά συστήματα ή κυκλώματα και φροντίστε να την αντικαταστήσετε εάν έχει καεί.

Συχνές ερωτήσεις

Σε τι χρησιμεύει η ασφάλεια;

Μια ασφάλεια χρησιμοποιείται για την προστασία των κυκλωμάτων από υπερτάσεις ρεύματος ή σφάλματα γείωσης. Διαθέτει εσωτερική μεταλλική λωρίδα που σπάει ή καίγεται για να κόψει την τρέχουσα διαδρομή και να κόψει την παροχή ρεύματος.

Η ασφάλεια μειώνει το ρεύμα;

Μόνο οι ασφάλειες που περιορίζουν το ρεύμα μειώνουν την παροχή ρεύματος όταν εμφανίζεται κύμα ρεύματος στο κύκλωμα. Άλλα δεν μειώνουν το ρεύμα στα κυκλώματα, αλλά το εμποδίζουν εντελώς να ρέει.