Was ist eine Sicherung: Verschiedene Typen und ihre Anwendungen

In den früheren Tagen der Telegrafie war der Franzose „Breguet“ der Wissenschaftler, der durch seine Bemühungen immer beliebter wurde.

Einführung in Breguets Rolle bei der Sicherungsentwicklung

Breguets Vorschlag: Verwendung eines reduzierten Teils der Leiter, um Telegraphenstationen vor Blitzen zu schützen

1864: Verwendung von Folienschmelzelementen und -drähten zum Schutz von Telegrafenkabeln und Beleuchtungsanlagen

1890: Thomas Alva Edison erwirbt Rechte für eine Sicherung als Teil seines Stromverteilungssystems

Definition in Elektronik/Elektrik

Entscheidendes Gerät zum Schutz vor Überstrombedingungen

Der Metallstreifen löst sich bei zu hohem Strom auf und öffnet den Stromkreis

Wird auch als automatische Unterbrechung der Versorgung (ADS) bezeichnet.

Günstig und häufig für Kurzschluss- oder Hochstromschutz verwendet

Dissmann Fuses

Zweck:

Verhindert Schäden an Haushaltsgeräten durch hohen Strom oder Überlastung

Verhindert Verkabelungsfehler und Brandgefahr

Plötzlicher Funke bei Sicherungsbruch kann Geräte beschädigen

Für einen wirksamen Schutz sind verschiedene Arten von Sicherungen erforderlich

Sicherungen mit Nennleistung in Ampere; basierend auf der durch Widerstand erzeugten Wärme

Kürzere Kabellänge, minimaler Widerstand

Minimale Drahtlänge, minimaler Widerstand

Aktueller Bewertungswert

Maximaler Strom, der ohne Schmelzen geleitet wird

Gemessen in Ampere; hat thermische Eigenschaften

Spannungsnennwert

Reihenschaltung; Nennspannung nicht erhöht

Temperatur

Eine höhere Betriebstemperatur verringert den Nennstrom und führt zum Schmelzen

Spannungsabfall

Zusätzlicher Strom erhöht die Temperatur und führt zum Schmelzen. Der Spannungsabfall ist nach dem Schmelzen minimal

Heizwirkung von Strom

Hergestellt aus dünnen Metallstreifen/-fäden

Immer in Reihe geschaltet

Hoher Strom macht die Sicherung weich, öffnet den Stromkreis und verhindert die Stromversorgung

Normalbetrieb: Wärmeabgabe, Temperatur unter Schmelzpunkt

Fehlerbedingungen: hoher Strom, hohe Temperatur, Sicherung schmilzt und bricht ab, schützt vor Überlastung/Kurzschluss

Hergestellt aus sorgfältig ausgewähltem Metallleiter

Lässt nur begrenzten Strom zu; unterbricht bei Überschreitung den Stromkreis

Bietet Überspannungsunterdrückung

Konstruktionsdetails:

Ersetzbar durch eine Sicherung mit derselben Nennleistung

Materialien: Kupfer (Cu), Zink (Zn), Aluminium (Al), Silber (Ag)

Fungiert als Leistungsschalter und Sicherheitsvorrichtung

Formel für die Sicherungsbewertung:

Sicherungswert=(Leistung (Watt)/Spannung (Volt)) x 1,25

Schritte zur Sicherungsauswahl:

Wählen Sie Sicherung

Schreiben Sie die Gerätespannung (V) und die Leistung (W) auf.

Berechnen Sie den Sicherungswert

Verwenden Sie die nächsthöhere verfügbare Sicherungsleistung (z. B. 7,689 A → 8 A-Sicherung verwenden).

Überspannungsunterdrückung in Sicherungen

Sicherungen können nicht nur den Strom begrenzen, sondern auch eine Rolle beim Schutz von Stromkreisen vor Spannungsspitzen spielen. Manchmal sind Stromkreise plötzlichen Überspannungen oder Überspannungen ausgesetzt, die genauso schädlich sein können wie übermäßiger Strom. Um diesem Problem zu begegnen, werden häufig Überspannungsschutzgeräte neben Sicherungen eingesetzt, um sowohl vor Strom- als auch Spannungsspitzen zu schützen.

Komponenten wie Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) werden üblicherweise parallel zur Versorgung geschaltet. Wenn eine Spannungsspitze zu einem übermäßigen Stromfluss führt, verringert sich der Widerstand des NTC, sodass dieser die Spitze absorbieren und den Stromkreis schützen kann. Ebenso sind Metalloxid-Varistoren (MOVs) Halbleiterbauelemente, die Spannungsstöße bidirektional absorbieren können und so zusätzlichen Schutz vor transienten Überspannungen bieten.

Durch die Integration dieser Elemente schützt die Sicherung nicht nur vor Überlastungen und Kurzschlüssen, sondern erhöht auch die Gesamtsicherheit des elektrischen Systems, indem sie schädliche Spannungsspitzen unterdrückt.

Der grundsätzliche Aufbau der Sicherung ist wie folgt dargestellt:

Eine Sicherung im Stromkreis kann durch den Einbau einer neuen Sicherung mit ähnlichen Nennleistungen ausgetauscht werden. Es kann mit Elementen wie Cu (Kupfer), Zn (Zink),

Al (Aluminium) und Ag (Silber). Sie funktionieren auch wie ein Leistungsschalter, der den Stromkreis unterbricht, wenn im Stromkreis ein plötzlicher Fehler auftritt. Das funktioniert wie eine Sicherung

Maß oder Schutz für den Menschen vor Risiken. So funktioniert die Sicherung.

Sicherungswert=(Leistung (Watt)/Spannung (Volt)) x 1,25

Die Auswahl einer Sicherung kann durch Berechnung des Sicherungswerts mithilfe der oben genannten Formel erfolgen.

Wählen Sie die Sicherung.

Notieren Sie die Spannung (Volt) und die Leistung (Watt) des Geräts.

Berechnen Sie den Sicherungswert.

Verwenden Sie nach dem Ergebnis die maximale Sicherungsleistung. Wenn beispielsweise der berechnete Sicherungswert der maximale Sicherungswert ist. Dies bedeutet, dass bei der berechneten Sicherungsleistung

7,689 Ampere beträgt, muss im Stromkreis eine Sicherung mit 8 Ampere eingebaut werden.

Klassifizierung nach Anwendung:

AC-Sicherung

DC-Sicherung

Weitere Klassifizierung nach Spannungsniveaus

Diagrammreferenz: Diagramm der Sicherungstypen (nicht dargestellt)

DC-Sicherungen:

Größere Größe, konstanter Wert über 0 V

Komplizierte Entfernung/Deaktivierung des Schaltkreises

Lichtbogen möglich; Elektroden weit auseinander platziert

Große Größe, komplexe Konstruktion

AC-Sicherungen:

Kleinere Größe

Der Strom schwankt 50–60 Mal pro Sekunde; kein Lichtbogen

Kann kleiner sein; weiter unterteilt in HV- (Hochspannung) und LV- (Niederspannung) Sicherungen

Arten von Niederspannungssicherungen:

Wiederverkabelbar

Patrone

Ausfallen

Stürmer

Schalten

Wird in der Hausverkabelung, in kleinen Industriebetrieben und in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch verwendet

Zwei Hauptteile: Sicherungssockel (Porzellan, Ein-/Ausgangsklemmen), Sicherungsträger (Aluminium, verzinntes Kupfer, Blei)

Sicherungsträger leicht austauschbar

Wird zum Auslösen/Schließen des Stromkreises verwendet

Erhebliche Kraft und Verschiebung aufweisen

Im Lieferumfang sind ein Metallschalter und eine Sicherung enthalten

Wird bei Nieder- und Mittelspannungen verwendet

Durch das Schmelzen fällt das Element durch die Schwerkraft

Wird zur Absicherung externer Transformatoren verwendet

Wird zum Schutz von Transformatoren (Messtransformatoren, kleine Leistungstransformatoren, Energiesysteme) verwendet.

Ausgelegt für 1500 V bis 138.000 V

Sicherungsteil aus Kupfer, Silber oder Zinn für konstante Leistung

Rückstellbare Sicherungen (Polyfuses oder PTC-Sicherungen)

Eine weitere wichtige Kategorie ist die rücksetzbare Sicherung, allgemein bekannt als Polyfuse oder PTC-Sicherung (Positive Temperature Coefficient). Im Gegensatz zu herkömmlichen Sicherungen, die nach einem Fehler manuell ausgetauscht werden müssen, verfügen diese Sicherungen über eine clevere Selbstrückstellungsfunktion.

Funktionsweise rücksetzbarer Sicherungen

Rückstellbare Sicherungen bestehen aus Materialien wie organischen Polymeren, die mit Kohlenstoffpartikeln gefüllt sind. Unter normalen Bedingungen leiten sie problemlos Strom und ermöglichen den Stromfluss bei Bedarf. Wenn jedoch zu viel Strom durchfließt-aufgrund eines Fehlers oder einer Überlastung-, führt die erzeugte Wärme dazu, dass sich das Polymer ausdehnt. Durch diesen Vorgang werden die Kohlenstoffpartikel abgetrennt, wodurch der Widerstand drastisch erhöht und der Strom praktisch gestoppt wird. Sobald das Problem behoben ist und das Gerät abkühlt, zieht sich das Polymer zusammen, die Kohlenstoffpartikel verbinden sich wieder und die Sicherung nimmt wieder ihren leitenden Zustand an und ist bereit, den Stromkreis wieder zu schützen.

Diese Arten von Sicherungen werden besonders bei Anwendungen geschätzt, bei denen der Zugang schwierig ist, beispielsweise in Computer-Netzteilen, Telefonladegeräten und sogar in der Luft- und Raumfahrtelektronik. Kein Austausch oder manuelles Eingreifen erforderlich-Die Sicherung setzt sich selbst zurück und eignet sich daher ideal für geschlossene oder unternehmenskritische Umgebungen-.

Identifizierung rücksetzbarer Sicherungen

PTC-Sicherungen sind oft an ihrer Form und Farbe zu erkennen: Die Durchsteckversionen sind normalerweise scheibenförmig und gelb{2}orange, während Oberflächenmontageversionen grün mit weißen Markierungen oder schwarz mit Gold erscheinen können. Sie werden in einem breiten Spektrum an Stromstärken hergestellt und gewährleisten so die Kompatibilität mit verschiedenen Schutzanforderungen.

Halbleitersicherungen

Eine weitere wichtige Kategorie, die es zu berücksichtigen gilt, sind Halbleitersicherungen. Diese wurden speziell zum Schutz empfindlicher elektronischer Komponenten wie Dioden, Thyristoren und Transistoren entwickelt, die häufig in der Leistungselektronik zu finden sind. Im Gegensatz zu Standardsicherungen reagieren Halbleitersicherungen extrem schnell auf Überstromsituationen -und werden oft als „ultraschnelle“ Sicherungen bezeichnet.

Der Grund für diese Geschwindigkeit ist einfach: Halbleiter können bereits durch kurzzeitige hohe Stromstöße beschädigt werden. Halbleitersicherungen sind mit niedrigen I²t-Werten konstruiert (das heißt, sie begrenzen den Energiedurchlass-bei einem Fehler) und unterbrechen den Stromkreis sofort, um Schäden zu verhindern. Daher werden sie typischerweise in Anwendungen mit Frequenzumrichtern, Wechselrichtern und anderen elektronischen Präzisionsgeräten eingesetzt, bei denen ein schneller Schutz unerlässlich ist.

Diese Sicherungen sind in industriellen Schalttafeln und Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen weit verbreitet und bieten eine zusätzliche Sicherheitsebene für empfindliche, hochwertige Komponenten.

Unterschied zwischen trägen und flinken Sicherungen

Bei der Auswahl einer Sicherung für eine bestimmte Anwendung ist es wichtig, den Unterschied zwischen trägen und flinken Sicherungen zu verstehen, da jeder Typ anders auf Überspannungen und Überlastungen reagiert.

Langsame Sicherungen: Diese Sicherungen sind mit einem dickeren oder speziell konstruierten Element ausgestattet, das es ihnen ermöglicht, vorübergehende Überströme wie kurzlebige Überspannungen oder Einschaltströme zu tolerieren, die bei Geräten wie Motoren und Transformatoren häufig auftreten. Dies macht sie ideal, wenn im Normalbetrieb mit kurzzeitigen Spannungsspitzen zu rechnen ist, da die Sicherung den Stromkreis nur dann unterbricht, wenn der Überstrom über einen kurzen Zeitraum anhält.

Flinke Sicherungen: Im Gegensatz dazu haben flinke Sicherungen eine viel geringere Toleranz gegenüber Überlastung. Sie sind so konstruiert, dass sie den Stromkreis fast sofort unterbrechen, wenn der Nennstrom überschritten wird. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sie sich zum Schutz empfindlicher Elektronik oder Komponenten, die bereits durch einen kurzen Überstrom schnell beschädigt werden könnten.

Die Wahl zwischen diesen beiden Sicherungstypen hängt weitgehend von der Art des Geräts und dem typischen Stromprofil während der Inbetriebnahme und des Betriebs ab.

Rückstellbare Sicherungen (Polyfuses oder PTC-Sicherungen)

Funktionsweise rücksetzbarer Sicherungen

Identifizierung rücksetzbarer Sicherungen

Certifications

Wiederanschließbare Sicherungen fallen unter die Kategorie der Niederspannungssicherungen und werden fast ausschließlich in kleinen Anwendungen wie der Verkabelung im Haus, in kleinen{0}Industriebetrieben und anderen kleinen Stromanwendungen eingesetzt. Diese Arten von Sicherungen bestehen aus zwei wesentlichen Teilen: einem Sicherungssockel mit zwei Anschlüssen, z. B. Eingang und Ausgang. Im Allgemeinen wird dieses Element aus Porzellan hergestellt. Ein weiterer Bestandteil dieser Sicherung ist ein Sicherungsträger, der das Sicherungselement greift.

Dieses Element besteht aus Aluminium, verzinntem Kupfer und Blei. Der Hauptvorteil eines Sicherungsträgers besteht darin, dass wir die Sicherung einfach einstecken und entfernen können, ohne dass die Gefahr eines Stromschlags besteht. Wenn die Sicherung durch starken Strom beschädigt wird, können wir einfach den Sicherungsträger entfernen und den Sicherungsdraht wieder einsetzen.

Notiz:Wiederanschließbare Sicherungen sind einfach und wiederverwendbar, aber etwas weniger zuverlässig als Sicherungen mit hoher Ausschaltkapazität (HRC). Sie werden aufgrund ihrer einfachen Wartung trotz geringfügiger Kompromisse bei der Zuverlässigkeit häufig in Privathaushalten und Büros eingesetzt.

Die Patronensicherungen verfügen ebenfalls über vollständig geschlossene Behälter und Metallkontakte. Die Anwendungen dieser Sicherung umfassen hauptsächlich Niederspannung (LV), Hochspannung (HV) und kleine Sicherungen. Auch diese Sicherungstypen werden in zwei Typen eingeteilt: D--Typ- und Link{3}}-Typ-Sicherungen.

Patronensicherungensind im Aufbau den Patronen-Gleichstromsicherungen sehr ähnlich. Sie bestehen aus einer transparenten, versiegelten Hülle, die das Sicherungselement umgibt und eine einfache Inspektion ermöglicht. Patronensicherungen können eingesteckt (Blade-Typ) oder in eine Vorrichtung eingeschraubt (Bolzen-Typ) sein.

Dieser Sicherungstyp besteht aus der Patrone, dem Sicherungssockel, dem Adapterring und der Kappe. Der Sockel der Sicherung besteht aus einer Sicherungskappe, die mittels Adapterring kartuschenweise mit dem Sicherungsbestandteil gefüllt wird.

Es besteht aus Kartusche, Sicherungssockel, Kappe und Adapterring. Der Sicherungssockel verfügt über die Sicherungskappe, die über den Adapterring mit dem Sicherungselement mit einer Patrone ausgestattet ist. Der Anschluss des Stromkreises ist abgeschlossen, wenn durch die Neigung der Kartusche Kontakt über den Leiter hergestellt wird.

Die Link-Sicherung wird auch als High-Berrupting-Capacity-Sicherung (HRC) oder BS-Sicherung bezeichnet. Bei diesem Sicherungstyp wird der Stromfluss mit dem Sicherungselement unter Normbedingungen vorgegeben.

Bei dieser Sicherung vom Typ BS ist der Stromfluss durch das Sicherungselement unter normalen Bedingungen gegeben. Der durch die durchgebrannte Sicherung erzeugte Lichtbogen wird kontrolliert und besteht aus Porzellan, Keramik und Silber. Der Behälter des Sicherungselements ist mit Quarzsand gefüllt. Diese Art von Sicherung wird wiederum in zwei Teile kategorisiert: einen Flachsicherungstyp und einen verschraubten Typ.

Die Messersicherung bzw. Stecksicherung ist aus Kunststoff gefertigt. Dieser Sicherungstyp kann einfach und unabhängig von jeder Last im Stromkreis ausgetauscht werden.

Bei verschraubten Sicherungen sind die leitenden Platten dieser Sicherung an der Basis der Sicherung angebracht.

Die Schlagsicherung dient zum Auslösen und Schließen des Stromkreises. Diese Sicherungen haben sowohl viel Kraft als auch Verschiebung.

Zusätzliche Funktion:Schlagsicherungen sind häufig mit einem federbelasteten Schlagbolzen ausgestattet, der als optische Anzeige dient und anzeigt, wann die Sicherung durchgebrannt ist. Der Schließer kann auch zusätzliche Schaltgeräte aktivieren und so eine weitere Sicherheits- und Automatisierungsebene hinzufügen.

Grundsätzlich ist die Schaltersicherung mit einem Metallschalter und einer Sicherung ausgestattet. Diese Sicherungen werden hauptsächlich in Nieder- und Mittelspannungsebenen eingesetzt. Ein bemerkenswertes Merkmal der Schaltsicherung ist ein handbetätigter Griff, mit dem Sie Hochstromsicherungen sicher anschließen oder trennen können. Durch die Integration des Schaltmechanismus in die Sicherung wird es viel einfacher, einen Stromkreis während der Wartung oder im Fehlerfall zu isolieren, was für zusätzlichen Schutz und Komfort in elektrischen Systemen sorgt.

Betrieb:Schaltersicherungen verfügen über einen handbetätigten Griff, mit dem Sie Hochstromsicherungen sicher anschließen oder trennen können, was sowohl den Betrieb als auch die Wartung erleichtert.

Bei diesem Sicherungstyp führt das Schmelzen der Sicherung dazu, dass das Element aufgrund seiner minimalen Unterstützung unter die Schwerkraft fällt. Derartige Sicherungen werden zur Absicherung externer Transformatoren eingesetzt.

Kernpunkt:Ausfallsicherungen enthalten einen federbelasteten Hebelarm, der sich bei Auftreten eines Fehlers zurückzieht, wodurch das geschmolzene Element herausfällt und eine durchgebrannte Sicherung sichtbar anzeigt. Um den Betrieb wiederherzustellen, muss die Sicherung neu verkabelt und wieder eingesetzt werden, was sie zu einer Art Ausstoßsicherung macht, die üblicherweise bei Außenanwendungen verwendet wird.

Dies sind die Haupttypen von Niederspannungssicherungen.

Im Allgemeinen werden HV-Sicherungen zum Schutz von Transformatoren wie Messtransformatoren und kleinen Leistungstransformatoren sowie in Stromversorgungssystemen verwendet. Diese Sicherungen sind

normalerweise für Spannungen über 1500 V bis 138000 V aufgeladen.

Der abgesicherte Teil von HV-Sicherungen besteht entweder aus Kupfer, Silber oder in einigen Fällen aus Zinn, um eine konstante und stabile Leistung zu gewährleisten. Diese Sicherungen sind

werden in drei Typen eingeteilt, darunter die folgenden.

Zeitverzögerte Sicherungen für Motorabzweigstromkreise

Passend zum Motorlaststrom dimensioniert, um Kurzschluss- und Stromkreisschutz zu gewährleisten

Nicht-teuer, erfordert keine zusätzliche Pflege/Wartung

Vollautomatisch, schneller als Leistungsschalter

Geringe Größe, strombegrenzende Wirkung unter anormalen Bedingungen

Reversible Zeit-stromeigenschaften für Überlastschutz

Austauschzeit erforderlich

Zeit-aktuelle Funktion nicht immer mit Schutzelement synchronisiert

Unverzichtbar in allen Stromkreisen

Hauptanwendungen:

Leistungstransformatoren

Elektrogeräte: Klimaanlagen, Fernseher, Waschmaschinen, Musikanlagen usw.

Elektrische Verkabelung zu Hause

Mobiltelefone

Motorstarter

Laptops

Ladegeräte

Kameras, Scanner, Drucker, Fotokopierer

Automobile, elektronische Geräte, Spiele

Abschluss:

Sicherungsfunktion: Schaltkreise vor Überstrom schützen

Der Echtzeit-Stromfluss ist inkonsistent. Es besteht die Gefahr einer Überhitzung und Beschädigung

Trotz Leistungsschaltern werden Sicherungen immer noch häufig in grundlegenden elektrischen Komponenten eingesetzt

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