Kaj je električna varovalka in kako deluje?

Številne električne komponente v vašem domu svojo varnost dolgujejo varovalki.

Kadarkoli doživite velike prenapetosti, vendar še vedno ugotovite, da vaša podaljška ni zgorela do tal, je varovalka, če jo uporabljate, tista komponenta, ki poskrbi, da je tako.

Kaj je varovalka in kako deluje?

Naš današnji vodnik poskuša odgovoriti na ta vprašanja, saj predstavljamo vse, kar morate vedeti o enem, vključno z različnimi vrstami in kako se varovalka razlikuje od odklopnika.

Pa se lotimo posla.

Kaj je varovalka?

Električna varovalka je majhna naprava s tankim trakom prevodnika, ki ščiti domove in električne naprave pred čezmernimi sunki električne energije. To je električna zaščitna naprava, ki prekine napajanje instrumenta ali električnega sistema, ko tok preseže priporočeno vrednost.

Elektrika ni samo element, ki za nas predstavlja nevarnost električnega udara. Tako kot imajo ljudje največjo količino napetosti, ki lahko preide skozi telo brez kakršnih koli smrtnih žrtev, imajo vaši električni aparati in sistemi običajno svoje lastne vrednosti toka in napetosti. 

Ko napajanje preseže te meje, vaši električni sistemi dobijo usoden udarec. V domovih in podjetjih to pomeni porabo veliko denarja za popravilo ali celo zamenjavo dragih naprav in aparatov. 

Včasih lahko tak sunek, ko ni zaščite, povzroči celo požar in je za človeka zelo nevaren. Za zaščito pred škodljivimi učinki prevelikega toka pride v poštev varovalka.

Kaj naredi varovalka?

Za zaščito pred napetostnimi sunki se tanek prevodni trak v varovalki stopi in prekine vezje. Tako se prekine pretok električne energije do drugih komponent v tokokrogu in te komponente rešijo pred izgorevanjem. Varovalka se uporablja kot žrtev za zaščito pred prevelikim tokom. 

Tanek prevodnik je notranja žica ali element iz cinka, bakra ali aluminija ter drugih predvidljivih kovin.

Varovalka je v tokokrogu nameščena zaporedno, tako da ves tok teče skozi njo. V sami varovalki so žice nameščene med dvema sponkama in se dotikajo sponk na obeh koncih. 

Poleg tega, da pregorijo zaradi prekomernega napajanja, pregorijo tudi varovalke, ko pride do kratkega stika ali ozemljitvenega stika.

Do ozemljitvene napake pride, ko je v tokokrogu tuj vodnik, ki služi kot nadomestna ozemljitev.

Ta kratek stik lahko povzroči človeška roka ali kateri koli kovinski predmet, ki pride v stik z žico pod napetostjo. Za to namenjena električna varovalka tudi pregori ali se stopi.

Ugotoviti, ali je pregorela varovalka, je relativno enostavno. Pregledne tipe lahko vizualno pregledate, da vidite, ali je žica zlomljena, stopljena ali zažgana.

Za preverjanje kontinuitete varovalke lahko uporabite tudi multimeter. To je najbolj natančna diagnostična metoda.

Značilnosti električnih varovalk

Varovalke so na voljo v različnih oblikah in z različnimi nazivnimi vrednostmi. Nazivna vrednost varovalke je največja količina toka ali napetosti, ki lahko prehaja skozi tanko kovinsko žico, preden se ta stopi.

Ta vrednost je običajno 10 % nižja od vrednosti naprave, ki jo ščiti varovalka, zato je zaščita primerna.

Varovalka ima lahko tudi različno izklopno moč in različne čase delovanja, odvisno od vrste varovalke.

trenutna ocena

Nazivni tok je največji tok, za katerega je ocenjena varovalka. Vsak rahel presežek te vrednosti povzroči izgorelost žice.

Vendar se ta nazivna vrednost vedno uporablja v povezavi z nazivno napetostjo in časom izklopa, ki sta odvisni od tokokroga, v katerem se uporablja varovalka. 

Nivo napetosti

Tako kot nazivni tok je nazivna napetost varovalke največja napetost, ki jo kovinski trak prenese. Vendar pa je pri določanju te vrednosti običajno nastavljena nad napajalno napetostjo iz vira.

To je še posebej pomembno, če je v električnem sistemu več naprav, ki uporabljajo isti nazivni tok, vendar različne nazivne napetosti. Nazivna napetost je običajno nastavljena na največjo varno napetost. 

Zaradi tega se srednjenapetostne različice ne uporabljajo v nizkonapetostnih tokokrogih ali sistemih za zagotavljanje zanesljive zaščite komponent. 

Odzivni čas

Čas varovalke je zakasnitev, preden kovinski trak izgori. Ta odzivni čas je tesno povezan s trenutno oceno, da se zagotovi najbolj ustrezna zaščita. 

Na primer, standardne varovalke potrebujejo vir napajanja dvakratne moči, da pregorijo v eni sekundi, medtem ko lahko hitre varovalke z enako nazivnostjo in močjo pregorijo v 0.1 sekunde. Varovalka s časovnim zamikom prekine napajanje po več kot 10 sekundah. 

Njihova izbira je odvisna od občutljivosti in lastnosti zaščitene naprave.

Hitro delujoče varovalke se uporabljajo v aplikacijah s komponentami, ki so zelo občutljive na najmanjše tokovne skoke, medtem ko se počasi delujoče varovalke ali varovalke z zakasnjenim pregorevanjem uporabljajo v motorjih, kjer komponente običajno za nekaj sekund porabijo več toka kot običajno. 

Prelomna moč

Izklopna zmogljivost varovalke je nazivna vrednost, ki se uporablja pri različicah z visoko izklopno zmogljivostjo (HRC). HRC varovalke dovoljujejo, da previsok tok nekaj časa poteka s pričakovanjem, da se bo zmanjšal. Nato se zlomijo ali stopijo, če do tega krčenja ne pride. 

Morda ste pravilno uganili, da je to specifično za vrste časovne zakasnitve in je prelomna točka preprosto največji dovoljeni tok v tem kratkem času zakasnitve. 

Ko nazivni čas zakasnitve ni dosežen, a je natezna trdnost presežena, varovalka pregori ali se stopi. To je neke vrste dvojna zaščita. V zvezi s tem lahko varovalke HRC imenujemo tudi varovalke z visoko izklopno zmogljivostjo (HBC).

Obstajajo tudi visokonapetostne varovalke HRC, ki se uporabljajo v visokonapetostnih električnih tokokrogih, in nizkonapetostne varovalke HRC, ki se uporabljajo v nizkonapetostnih distribucijskih sistemih. Te nizkonapetostne varovalke HRC so običajno večje od običajnih varovalk.

Zasnova varovalke

Na splošno nazivna vrednost varovalke določa njeno moč in obliko. Na primer, pri varovalkah z visoko močjo lahko najdete več trakov ali kovinskih žic, medtem ko nekatere druge varovalke uporabljajo jeklene palice, ki podpirajo trak pred zvijanjem.

Nekateri uporabljajo materiale za nadzor cepljenja kovine, našli pa boste tudi trakaste žice, ki so videti kot vzmeti, da pospešijo postopek cepljenja. 

Zgodovina varovalke

Zgodovina varovalke sega v leto 1864. Takrat je Breguet predlagal uporabo prevodne naprave na lokaciji za zaščito telegrafskih postaj pred udari strele. Nato je bilo v ta namen ustvarjenih veliko prevodnih žic, ki so delovale natanko tako kot varovalka. 

Vendar pa je Thomas Edison šele leta 1890 patentiral uporabo varovalke v električnih distribucijskih sistemih za zaščito domov pred temi ogromnimi tokovnimi sunki. 

Kakšne so vrste varovalk?

Na splošno obstajata dve kategoriji varovalk. To so varovalke AC in varovalke DC. Ni težko razumeti razlike med obema.

AC varovalke delujejo samo z AC, medtem ko varovalke DC delujejo z DC. Vendar pa je ena pomembna razlika med obema ta, da boste morda ugotovili, da so enosmerne varovalke nekoliko večje od izmeničnih.

Zdaj sta ti dve kategoriji varovalk razdeljeni na nizkonapetostne in visokonapetostne varovalke. Bolj specifične možnosti varovalk so nato razvrščene v ti dve skupini.

Nizkonapetostne varovalke

Nizkonapetostne varovalke so varovalke, ki delujejo pri nizki napetosti. Razdelimo jih lahko na pet tipov; vložne varovalke, vtične varovalke, udarne varovalke, preklopne in izvlečne varovalke.

• Zamenljive električne varovalke. Zamenljive varovalke se pogosto uporabljajo v sistemih za distribucijo električne energije v domovih in pisarnah. To so navadno varovalke s porcelanasto prevleko in z ročajem, ki delujejo skupaj z dnom varovalke. Imajo tudi dva rezila za sprejem in odvajanje električne energije v tokokrogu, tako kot običajna zasnova varovalke.

Snemljive varovalke se uporabljajo v domačih in pisarniških okoljih zaradi enostavnega priklopa in odstranjevanja iz baze. 

• Kartušne varovalke: To so varovalke, pri katerih so vse komponente v celoti zaprte v posodi, pri čemer so izpostavljeni samo priključki tokokroga. Kartušne varovalke so na voljo v številnih oblikah in imajo različne uporabe.

Vložne varovalke tipa D so v obliki steklenice in jih najpogosteje najdemo v majhnih napravah. Običajno so nameščeni v keramičnem ohišju s kovinskimi konci za prevajanje električnega toka.

Varovalke so nizkonapetostne varovalke HRC, medtem ko je rezilne varovalke mogoče preprosto zamenjati, prav tako tudi varovalke, ki jih je mogoče znova priključiti, vendar so namesto tega prekrite s plastiko. Rezilaste varovalke se pogosto uporabljajo v avtomobilih.

• Električne vklopne varovalke: Vklopna varovalka ne uporablja tankega talilnega traku. Namesto tega izvrže kontaktni zatič, da prekine vezje, in služi tudi kot zunanji vizualni znak za ugotavljanje, ali je pregorela varovalka.
• Stikalne varovalke: To so varovalke, ki se uporabljajo v nizkonapetostnih sistemih z zunanjimi stikali, ki jih je mogoče uporabiti za zapiranje ali odpiranje tokovne poti. 
• Spustne varovalke: Spustne varovalke izvržejo staljen trak od spodaj in jih običajno najdemo v nizkonapetostnih sistemih obešanja transformatorjev. 

Visokonapetostne varovalke

Visokonapetostne varovalke so na voljo v različnih različicah. Obstajajo tekoče visokonapetostne varovalke HRC, ki za gašenje obloka uporabljajo tekočine.

Imamo tudi potisne varovalke, ki uporabljajo borovo kislino za prekinitev procesa, in patronske varovalke HRC, ki delujejo enako kot njihovi nizkonapetostni primerki. 

Kje je treba uporabiti varovalke?

Varovalke se običajno uporabljajo v majhnih in velikih sistemih AC s transformatorji. Visokonapetostne varovalke z visokim tokom se uporabljajo v transformatorjih elektroenergetskega sistema, ki delujejo do 115,000 voltov. 

Nizko in srednjenapetostne varovalke se uporabljajo za zaščito malih električnih transformatorskih sistemov. Sem spadajo med drugim sistemi v televizorjih, hladilnikih in računalnikih. 

Ne glede na to, ali je varovalko mogoče namestiti kjerkoli v tokokrogu, je najbolje, da jo namestite na začetku sistema. Zato vidite varovalke, nameščene na vtičih aparatov ali na sprednji strani primarne priključne točke transformatorja.

Kaj so bloki varovalk?

Škatle z varovalkami so vozlišča v električnih sistemih, v katerih je več varovalk, ki ščitijo različne dele vašega doma ali pisarne. Služijo kot privzeta oblika prenapetostne zaščite, če ena od vaših naprav ni opremljena z notranjo varovalko. 

Običajno boste videli škatle z varovalkami, imenovane stikalne plošče ali razvodne omarice, vendar imajo vse enako funkcijo. Vsebujejo šest do dvanajst varovalk z individualno oceno. 

Čeprav so bile stare stanovanjske omarice z varovalkami ocenjene le na 60 amperov, danes vidimo omarice z varovalkami s skupno močjo 200 amperov. To je vsota nazivnih vrednosti vseh posameznih varovalk v škatli.

Škatle z varovalkami se pogosto zamenjujejo s škatlami odklopnikov.

Razlika med varovalkami z odklopniki

Odklopniki opravljajo enako funkcijo kot električne varovalke; ščitijo gospodinjske aparate pred prenapetostjo z blokiranjem tokokroga. Vendar je način, kako obe napravi to počneta, drugačen.

Namesto staljenega ali ekstrudiranega traku odklopniki delujejo z notranjimi kontakti in zunanjimi stikali. Notranji kontakti običajno zaključijo tokokrog, vendar se ob prisotnosti prevelikega toka premaknejo. Zunanji nadzor odklopnika pomaga postaviti kontakte in odklopnik v zaščitno stanje. 

Iz tega lahko vidite, da medtem ko se varovalke vedno zamenjajo, ko pregorijo, lahko odklopnike uporabljate znova in znova. Samo ponastaviti jih morate. Škatle odklopnikov nato vključujejo veliko teh stikal namesto varovalk. 

Kdaj zamenjati varovalko

Varovalka lahko traja celo življenjsko dobo, če je nameščena na priporočenih napajalnih sistemih in ni napetostnih sunkov. Enako velja, če ni nameščen v mokrem ali vlažnem okolju, kjer je nagnjen k koroziji.

Vendar morate vedno zamenjati varovalke po 20-30 letih uporabe. To je njihova običajna življenjska doba.

Vodnik Video

Kaj je električna varovalka in kako deluje

Zaključek

Uporaba naprav brez električne varovalke ali dom brez električne omarice z varovalkami je znanilec električnih in požarnih nesreč. Vedno se prepričajte, da je v električnih sistemih ali tokokrogih nameščena pravilna varovalka, in jo zamenjajte, če je pregorela.

Pogosta vprašanja

Za kaj se uporablja varovalka?

Varovalka se uporablja za zaščito tokokrogov pred napetostnimi sunki ali ozemljitvenimi napakami. Ima notranji kovinski trak, ki se zlomi ali zažge, da prekine tokovno pot in prekine napajanje.

Ali varovalka zmanjša tok?

Samo varovalke za omejevanje toka zmanjšajo dovod toka, ko v tokokrogu pride do prenapetosti. Drugi ne zmanjšajo toka v tokokrogih, ampak ga popolnoma preprečijo.