Автоматические предохранители ПАР (Пробки-автоматы)

устройство и особенности использования

С начала массовой электрификации страны остро стоял вопрос обеспечения защиты электрооборудования и людей от поражения электрическим током. С этой целью промышленностью был налажен массовый выпуск предохранителей с плавкими вставками, снабженных тонкой проволочной нитью. Она перегорала при повышенной нагрузке или возникновении короткого замыкания в контролируемой схеме.

В их конструкцию входила стационарно устанавливаемая диэлектрическая колодка с двумя контактами, в которую вкручивался фарфоровый корпус со сменяемой плавкой вставкой. Такие предохранители устанавливали парами в фазный и нулевой провод питающей сети.

После непродолжительной эксплуатации были выявлены недостатки этой конструкции: частые перегорания калиброванных нитей вставки, вызванные плохой стабильностью электрических характеристик системы электроснабжения и низкой технической грамотностью населения; необходимость иметь в домашнем пользовании большой запас сменных предохранителей; массовое применение самодельных «жучков» вместо плавких вставок со значительно превышенными номиналами токовых нагрузок, объясняемое не только дефицитом предохранителей в продаже, но и нежеланием людей их приобретать.

После этого промышленность освоила выпуск автоматического устройства защиты домашней электропроводки 220 вольт на основе уже используемых колодок. По существующей традиции их тоже стали называть предохранителями или пробками. Только попутно добавили термины: «автоматический», который определяет возможность автономного отключения неисправностей и последующего ручного включения человеком без замены каких-либо деталей и «резьбовой», указывающий на принцип крепления к диэлектрической колодке.

В итоге эта защита получила краткое название, состоящее из сокращения этих трех слов –  ПАР (Предохранитель Автоматический Резьбовой). Народное название подобных устройств – «Пробка-автомат».

Принцип формирования защитной характеристики

В основу работы ПАР заложено одновременное отслеживание протекающих через него токов нагрузок двумя устройствами на основе:

  1. тепловых расцепителей, работающих с задержкой времени на отключение;
  2. токовой отсечки, быстросрабатывающей при возникновении критических нагрузок сети.

Сводная временная характеристика этих защит ПАР показана действующим графиком.

За основу шкалы взято превышение нагрузок номинальных величин по оси абсцисс и продолжительность ее действия в секундах на оси ординат.

На графике явно видны две линии этой характеристики:

  1. ниспадающий участок по гиперболической зависимости, образованный работой теплового расцепителя;
  2. строго прямая вертикальная линия, показывающая работу токовой отсечки.

Рабочая характеристика предохранителя автоматического резьбового наглядно демонстрирует два принципа, заложенных в основу конструкции этого устройства:

  1. надежное пропускание тока номинальной нагрузки без ложных срабатываний (кривая немного сдвинута вправо от соотношения I/Iн=1);
  2. отключение при превышениях номинальных величин.

Участок работы теплового расцепителя обеспечивает ускорение отключений сильно завышенных нагрузок и в то же время сохранение подачи напряжения на домашнюю сеть при незначительных кратковременных бросках тока.

Например, при трехкратном превышении номинального значения, вызванного запуском электродвигателя и выходом его на режим, ПАР контролирует ситуацию и не отключит напряжение в течение 8 секунд, которых вполне достаточно для включения и разгона ротора вместе с подключенной кинематической схемой. Если же превышение достигнет шестикратного, то защита сработает за время чуть большее одной секунды. При девятикратном завышении номинального тока включается в работу токовая отсечка, снимающая напряжение с оборудования за время 0,1 секунды или даже быстрее.

Как выбрать оптимальную конструкцию ПАР для домашнего использования

Автоматические предохранители разрабатываются специально для применения в бытовых условиях с напряжением 220 и чуть реже — 380 вольт. С этой целью на их корпусе и в документации указываются технические характеристики, реализованные производителем.

Устройства, предназначенные для двухпроводных сетей 220, выпускаются на номинальные токи 6,3 и 10 ампер, а для цепей 380 — 10, 16 или 20. ПАР на 380 В могут быть использованы и в сетях 220 В. На эти показатели и надо ориентироваться при выборе защиты.

Для этого рассчитывают мощность всех электрических потребителей квартиры, которые могут быть одновременно включены, и делят ее выражение в ваттах на действующее напряжение сети в вольтах. Получается ток нагрузки в амперах. Остается сопоставить его с номинальным током ПАР и выбрать наиболее подходящую модель из линейки, выпускаемой производителем. Следует учесть, что создание небольшого запаса по току срабатывания защиты обеспечит резерв мощности потребления для подключения дополнительных приборов, а отсутствие его вызовет избыточные, заведомо ложные отключения.

Режимы работы ПАР

Исходя из закономерностей, показанных с помощью временно́го графика, можно выделить четыре основных этапа состояния защиты:

  1. номинальный режим;
  2. срабатывание теплового расцепителя;
  3. токовая отсечка;
  4. ручное отключение и включение.

Конструкция основных элементов защиты показана на следующей картинке.

Заключение

Предохранители автоматические резьбовые по своим характеристикам отвечают всем требованиям безопасности и надежности работы. Однако, благодаря быстрому возрастанию нагрузок в домашней сети и массовому выпуску под них различных автоматических выключателей, обладающих меньшими габаритами и возможностью крепления на Din-рейку, защиты ПАР все меньше устанавливаются в новостройках и городах, но продолжают работать в старых зданиях, расположенных в основном среди сельской местности. На стороне ПАР остается простота монтажа и дешевизна, для его использования не нужен новый щиток, ПАР легко устанавливается в старые колодки, предназначенные для плавких предохранителей.