Предохранитель с индикатором как работает

Предохранители с индикатором обрыва

Bogdan 2110 2010, двигатель бензиновый 1.6 л, 1 л. с., передний привод, механическая коробка передач — наблюдение

Машины в продаже

Новосибирск

Nissan Qashqai, 2011

Ford Fusion, 2006

Honda Civic, 2001

Toyota Camry, 2011

Комментарии 16

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

Я езжу на Nissan Patrol (Y62)

Читаеться плохо но все понятно интуитивно ;))

Я езжу на Nissan Patrol (Y62)

Я пользовался такими ! В общем все нормально больше скажу, что до этих что с ними всегда все нормально было, кроме прикуривателя и предохранитель такой светится если есть потребитель на линии . К примеру если в прикуривателя не замкнута цепь то предохранительная лампа при обрыве (перегорании) невестится ! Отесать надо воткнуть зарядку или нажать на прикуриватель сам, тогда лампочка загорится. Жаль только номиналов на силовые предохранители таких нет ;( китайцы не делают думаю и сейчас . А в целом очень удобно в темноте не ковыряться долго и прозвонка не нужна .

Предохранитель с индикацией, а проблема с амперами.

Ходил по магазину, листал странички в тему электрики, и наткнулся на предохранители с индикацией. Ведь удобная вещь! Купил. А ставить не стал.

Идея понятная – перегорает предохранитель и на нем загорается лампочка. В темноте даже проще искать перегоревший пред, чем при дневном свете.

Так как это не Бош или Авар, а совсем китайский Кортекс, который только маскируется под собранный трудолюбивыми послушниками-электриками в недрах РПЦ, поэтому собрал испытательный стенд для проверки работоспособности.

По фоткам не очень понятно, куча лишних проводов, так что расшифрую. Держатель предохранителя вставлен в разрыв массы — один зеленый провод зажат в разъеме провода массы, а второй провод подсоединен непосредственно к минусовой клемме аккумулятора и зафиксирован крокодилом.

Вставляю предохранитель с диодом и включаю фары. Работают. Включаю вентиляторы. Тоже работают. Добавляю печку на максимум. Предохранитель целый. Помигал дальним, все по-прежнему. Подождал полминуты и добил стартером – ожидаемо все гаснет, а диодик на предохранителе зажигается.

Несгорающий от всей бортовой нагрузки предохранитель настораживает, но считаем. 100 Вт штатные фары и 50 китайских ватт диодные – это 150Вт (12.5А). Вентиляторы (к примеру вот) еще 220Вт (18А). Печка (например) – 60Вт (5А). Итого мощность всех потребителей 430 Вт, что при 12 вольтах дает 36А.

Вовсе неэлектрик в глубине души считает, что не должен предохранитель держать ток больше собственного номинала. Тем более, что при включении всей нагрузки напряжение проседало до 10 вольт, а это нагрузка больше сорока ампер.

А практик в душе тем временем выкидывает сгоревший предохранитель с лампочкой и вместо него вставляет обычный предохранитель. Методика испытаний прежняя – включаю по очереди все потребители. Результат тоже прежний – все включено, а предохранитель целый.

Вот теперь совсем все сложно. Неэлектрик и практик зашли в тупик — или оба предохранителя китайговно и держат неизвестно какой ток, или им так положено и я что-то не так делаю.

Но все предохранители я не стал менять на индикаторные по другой причине. Для наглядности воткнул сгоревший пред на его предполагаемое место — в подкапотную колодку вместо предохранителя на диодные фары. Индикатор на сгоревшем преде светится.

Но фары тоже светятся. Вполнакала, но светятся. Вентиляторы не крутились, а фары светятся. Индикатор на сгоревшем предохранителе пускает через себя какие-то амперы, немного на фарам хватает. А значит и для искры может хватить. А может и нет, но проверять не хочу. И выключатель массы есть, но не чтобы предохранять от предохранителя.

Предохранитель с индикатором на DIN-рейку. ПИ-101 🙂

Значит так. Хочу предохранитель на DIN-рейку с индикацией состояния, как на заглавной картинке �� Ну что ж, берём и делаем!

Первое: зачем это надо. Сейчас в силовых щитках частенько оказывается оборудование, хоть и относящееся к «силе», но само по себе маломощное: всякие контроллеры «умного дома», регистраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа и пр. И если последние из перечисленных чаще имеют свой собственный блок питания, то первые чаще его не имеют. Есть вход 12В и всё. Обычно рядышком устанавливают БП на DIN-рейку и на этом успокаиваются. И забывают что всякий сетевой прибор может выйти из строя, коротнуть, загореться… и надо бы нашу сеть защищать от подобных выкрутасов.

Да, нормальные БП имеют встроенный предохранитель. Но, во-первых, понять нормальный ли он можно только получив его в руки. Во-вторых, если предохранитель и есть, он обычно внутри. Т.е. для замены надо снять БП с рейки и разобрать. И хорошо если предохранитель стоит в держателе, а то бывают и припаянные!

Конечно, можно использовать обычный автомат. Но обсуждаемые приборы маломощные, значит нужен автомат малого номинала, а они есть не у каждого производителя и уж точно не у каждого поставщика. Что мы делаем в такой ситуации? Правильно! Берём в руки любимый рашпиль!

А раз уж мы делаем свой собственный аппарат, значит мы можем снабдить его кое-какими ништяками, о которых и пойдёт речь в статье.

По предохранителям на рейку есть хорошие решения. Например, клемма с предохранителем, есть даже с ндикацией состояния предохранителя. Мне они очень нравятся своей компактностью. Но есть и недостаток, точнее особенность, которая в ряде случаев может обернуться недостатком. Клеммы скрыты под пластроном. Т.е. для замены предохранителя нужен электрик 80-го уровня �� Да чтобы просто взглянуть на индикатор, надо открыть пластрон! Да, на целевом устройстве может быть лампочка «питание», но это зависит от доброй воли производителя устройства. К тому же погасшая лампочка не свидетельствует однозначно о сгоревшем предохранителе.

Значит делаем предохранитель с индикацией! В корпусе автомата. Чтобы индикатор был виден всегда, а предохранитель легко менялся. В качестве индикатора используем светодиод.

Для начала пара слов о схемотехнике включения светодиода в сеть 220 (230) вольт.

Последовательная цепь резистор — светодиод — это обычный делитель напряжения. Резистор имеет большое сопротивление (десятки кОм), на нём «высаживается» основное напряжение. Светодиод в прямом направлении имеет низкое сопротивление и ему достаются его законные 2 вольта. Но! У нас же переменный ток. Т.е. часть времени ток течёт в направлении L→N, а часть наоборот N←L. Что произойдёт во время обратной полуволны? Светодиод закроется, его сопротивление возрастёт до сотен или тысяч кОм и на него придётся основное падение напряжения. И он сгорит т.к. светодиод способен выдержать обратное напряжение вольт 5.

Как этого избежать? Поставить встречно-параллельно диод (или ещё один светодиод), который зашунтирует обратную полуволну. И обратное напряжение на светодиоде не превысит падение напряжения на диоде.

В принципе, Схема 1 уже рабочая. При живом предохранителе будет светиться индикатор, при сгорании предохранителя индикатор погаснет. Все бы хорошо, только эргономика таких показаний не на высоте. У нас в щитке может стоять десяток приборов с индикаторами. Насколько скоро мы заметим что погас один? А ведь это какая-никакая авария! Одного взгляда на щиток (даже через тонированную дверцу) должно хватать чтобы понять что что-то не в порядке.

Т.е. нужна индикация сгоревшего предохранителя! Что ж, надо так надо, берём и делаем:

Если предохранитель цел, он шунтирует цепь индикатора и светодиоду не достаётся напряжения от слова «совсем». Когда предохранитель сгорит, ток потечёт через нашу цепь и мы увидим красный огонёк.

Однако, эта схема имеет ещё более существенные недостатки, чем первая. Во-первых, погасший индикатор не обязательно означает наличие предохранителя: может быть просто «электричество кончилось». Во-вторых, наша цепь замыкается через нагрузку. Значит, если отключили потребителя (кнопкой или кабель отсоединили), индикатор погаснет. Опять неопределённость!

А что если попробовать совместить эти две схемы?

Та-ак, интересненько… Если предохранитель жив, то во время обратной полуволны ток потечёт так:

И зажжётся зелёный светодиод. Прямая полуволна «сольётся» через защитный диод. Красный не горит т.к. зашунтирован предохранителем.

А что будет когда сгорит предохранитель? Ток прямой полуволны потечёт так:

и засветится красный индикатор. А во время обратной полуволны будет по-прежнему гореть зелёный, путь тока в обход предохранителя, думаю, понятен.

Таким образом, индикатор даёт полную информацию о цепи: зелёный — всё хорошо, красный — сгорел предохранитель, не светится — кончилось электричество.

Такая схема вполне рабочая и применяется (с некоторыми дополнительными наворотами) даже в профессиональном оборудования типа такого. Но и она неидеальна!

Чтобы было понятно, начертим эквивалентную схему, выкинув мешающие восприятию элементы. Во-первых, предохранитель — он же уже сгорел �� И пары светодиод-диод т.к. они являются как бы маленькими сопротивлениями. Вот что получилось:

Делитель напряжения! Если плечи одинаковы, он поделит сетевое напряжение пополам. Т.е. на выходе L out у нас окажется половинка фазы.

При сгорании предохранителя на выходе устройства остаётся опасное напряжение!

В этом, как бы, ничего страшного нет. Сопротивление балласта достаточно высокое, так что ток, который может возникнуть при замыкании L out на N (или PE), не превысит 10-20 мА. Т.е. никого не убьёт, хотя ощутимо «дёрнет». И это если везунчику доведётся схватиться за L out. А подобные устройства не предполагают наличия открытых токоведущих частей. Все подводки делаются нормальными вилками/розетками, да и прибор-потребитель вряд ли кто-то будет держать в стойке без кожуха.

Но у нас-то щиток! Клеммы доступны и до них (теоретически) можно дотянуться. А если проводок открутить от потребителя и бросить в шитке, он может славно поискрить и попутно пожечь что-нибудь нежное. А вынутый предохранитель создаёт иллюзию безопасности.

Чтобы такого не случилось, необходимо надёжно развязать L in и L out. Подумав что самая лучшая на сегодня развязка — оптическая, я полез искать что-нибудь на тему оптронов. Но как-то с ходу ничего подходящего не углядел. Зато в разделе «Твердотельные реле» сразу нашлось. Раньше я думал что высоковольтные ТТР — это суровые устройства на медной пластине, способные прокачать огромные токи и предназначенные исключительно для замены обычных (электромагнитных) реле. Ан нет! Оказалось что есть маленькие маломощные, но довольно-таки высоковольтные.

Вот попалась такая модель: К293КП7. Документацию можно посмотреть здесь и здесь. Мне подойдёт с любой буквой, но в руки попала «В», самая высоковольтная. Коммутируемое (выходное) переменное напряжение ±350 В, ток до 60 мА. На входе ток всего 5…25 мА и напряжение пара вольт — как для обычного светодиода. Микросхема имеет два независимых канала. И всё это в 8-ногом корпусе DIP.

Родилась такая схема:

Фишка реле К293КП7 в том что оно нормально замкнутое, т.е. выход замкнут при напряжения тока на входе. А при появлении напряжения реле размыкается. А это именно то что мне нужно! Когда сгорает предохранитель, пропадает напряжение на входе, выходной транзистор открывается и загорается красный индикатор.

Дополнительным бонусом данной схемы является то, что здесь можно использовать 3-ногий 2-цветный светодиод. В предыдущей схеме тоже можно, но там при сгорании предохранителя будут светиться оба кристалла, что в теории должно давать жёлтый цвет. Только в реальности, даже для светодиода с матовым колпачком мы будем видеть две светящихся точки и кучу разноцветных бликов по поверхности колпачка. Редкое пор… редкая дрянь, надо сказать �� А может, мне просто не попадались нормальные светодиоды.

У меня же будет светиться либо зелёный, либо красный кристалл. Объяснение этому феномену можно почерпнуть из предыдущей статьи.

И ещё три особенности данной схемы.

Во-первых, балластный резистор я заменил цепочкой конденсатор-резистор. Конденсаторное питание позволяет устранить нагрев балласта. А резистор нужен чтобы снизить токи заряда-разряда конденсатора. Без него эти токи могут быть весьма лютыми, выжигая всё на своём пути и заставляя деградировать сам конденсатор. Разумеется, данный приём можно использовать и для всех предыдущих схем.

Второе: светодиоды реле я питаю не постоянным напряжением, как положено, а пульсирующим. Это приводит к тому, что выходной транзистор ненадолго, но открывается. Это происходит потому что конструкторы К293КП7 очень постарались и предприняли специальные меры чтобы реле открывалось/закрывалось как можно быстрее, следуя за управляющим сигналом. А у меня получился этакий колхозный ШИМ. В результате на фоне зелёного света всё-таки есть очень тусклая красная точечка. Это совсем не мешает считыванию состояния прибора, но как-то оно не элитно. Надо подумать куда воткнуть маленький конденсатор чтобы загрубить быстродействие реле.

И третье касается практических соображений по использованию устройства. Я недаром показал клеммы сдвоенными и «размножил» нейтраль. Двойные клеммы по входу позволяют «шлейфовать» по несколько таких устройств. Двойные клеммы по выходу позволят подключить на одно устройство пару потребителей. А наличие нейтрали как сверху, так и снизу сделает подключение потребителя простым и очевидным: лучше «воткнуться» обоими проводами прямо в устройство, чем искать по щитку куда бы присунуть �� нейтраль.

Ну что, цели ясны, задачи определены, за работу , товарищи ! В смысле, от теории переходим к практике. Сначала спаял схему на макетке. После непродолжительных мытарств (связанных с тем что я всё время забывал что реле-то нормально замкнутое!) оно взлетело!

Ух тыыыыыы, попёрло! ��

Ну-ка, сымитируем отгоревший предохранитель….

Не верьте моему фотику! На самом деле, светодиод канонiчно красен!

Для сборки макета я использовал недавно добытый корпус одинарной ширины на DIN-рейку. Собираем схему (тут я немножко схалтурил, не стал ставить «второй этаж» клемм, в итоге нейтраль у меня есть и сверху, и снизу, но по одной точке). Во фронтальной панели корпуса сверлим отверстия (ступенчатое сверло — вещь!) и вклеиваем светодиод и держатель предохранителя.

Всё собираем и бегом испытывать!

Так, предохранитель цел, свет зелёный, на выходе есть напряжение.

Красный он, честное блаародное!

Предохранитель сдох, свет красный, напряжение на выходе отсутствует! Всё как договаривались ��

1. Я могу сам себя поздравить с первым самостоятельно придуманным устройством в области силовой электроники �� Надо бы его как-то назвать… Пусть будет ПИ-101 (Предохранитель с Индикатором, серия 100, модель 1).
2. О необходимости небольшой доработки схемы сказал чуть выше.
3. Надо бы проверить поведение/живучесть устройства в реальных условиях: наличие в сети импульсных помех, пониженное и повышенное напряжение.
4. Продающиеся у нас держатели предохранителей — полная дрянь! Надо поискать нормальных поставщиков.
5. Целый модуль для предохранителя — довольно расточительно! Хотелось бы иметь устройство покомпактнее. Нужны корпуса, скажем, на 2/3 модуля и хорошие узкие держатели предохранителей.

Предохранитель с индикатором на DIN-рейку. ПИ-101 🙂 : 5 комментариев

1. Евгений22.01.2018 в 23:53 Браво!

1. Wan-Derer Автор записи 25.07.2020 в 20:10 Резисторы 4.7к, конденсаторы 0.1мкФ

1. баклай17.04.2022 в 21:51 светодиодная лампа в держателе д=8мм: XD8-1W-G220VAC светит от 220в………..где расположено Ваше ус-во? ……………..на этой микросхеме можно сделать ибп.

1. Wan-Derer Автор записи 17.04.2022 в 22:16 Устройство было экспериментальным, для проверки идеи. Дальнейшего развития не получило. Остального не понял.

Добавить комментарий Отменить ответ

Декабрь 2023

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30	31

Свежие комментарии

• Wan-Derer к записи Предохранитель с индикатором на DIN-рейку. ПИ-101 🙂
• баклай к записи Предохранитель с индикатором на DIN-рейку. ПИ-101 🙂
• Wan-Derer к записи Формирование импульсов с помощью микроконтроллера (часть 2)
• Ренат к записи Формирование импульсов с помощью микроконтроллера (часть 2)
• Wan-Derer к записи Схемы ОБ, ОЭ, ОК — взрыв мозга или повседневная практика?

Принцип работы и устройство предохранителя

История использования электричества насчитывает уже более века. Одновременно с появлением в повседневной жизни такого «невидимого помощника» встал вопрос об организации защиты электропроводки и электроустановок от различных аварийных и ненормальных режимов работы. Одними из первых таких устройств защиты стали предохранители.

Развитие начиналось с обычной проволоки из платины, которая применялась в середине 19 века для защиты телеграфного кабеля, до современных предохранителей с отключающей способностью высокого значения. Благодаря своей довольно простой конструкции и надежной работе, в основе которой лежат незыблемые физические законы, плавкие электрические предохранители стали воплощением безопасности в электрических цепях.

Позднее применялись плавкие вставки с легкоплавкими элементами из свинца и олова. В связи с тем, что номинальные токи в настоящее время могут превышать 1000 А, отпала потребность в использовании плавких вставок старого типа. Однако принцип работы сегодняшних предохранителей высокой отключающей способности остался практически неизменным с 1890 года. Именно тогда Мордей В.М. запатентовал первый предохранитель.

Предохранитель встраивается в разрыв электрической цепи. Его основной задачей является пропускание рабочего тока и разрыв электрической цепи при появлении сверхтоков. Различают предохранители низковольтные (до 1 кВ) и высоковольтные (свыше 3 кВ), однако по назначению и принципу действия они полностью совпадают. Также выделяют силовые и быстродействующие предохранители.

Низковольтные предохранители конструктивно представляют собой довольно простое устройство. Токопроводящий элемент (плавкая вставка) под воздействием тока, значение которого выше номинальной величины, нагревается, расплавляется в дугогасящей среде (чаще всего это кварцевый песок SiO2) и испаряется, создавая разрыв в защищаемой электрической цепи.

Изолятор препятствует выходу горячих газов и жидкого металла в окружающую среду. Он изготавливается из высокосортной технической керамики и должен выдерживать при отключении очень высокие температуры и внутреннее давление.

Защитные крышки имеют планки для захвата унифицированными рукоятками для замены плавких вставок низковольтных предохранителей. Вместе с керамическим корпусом они создают взрывонепроницаемую оболочку для коммутационной электрической дуги.

Песок, в свою очередь, важен для ограничения силы тока. Обычно применяется кристаллический кварцевый песок с высокой минералогической и химической чистотой (содержание SiO2 > 99,5%).

Для коммутационной функции важным являются определенный размер кристаллов песка и оптимальное его уплотнение.

Индикатор позволяет быстро находить сгоревшие предохранители. При повышенной жесткости пружины он может служить ударным сигнализатором для приведения в действие микропереключателей или разъединителей.

Припой сдвигает характеристическую кривую к меньшим значениям тока плавления. Он подбирается в соответствии с материалом плавкого элемента и должен находиться в нужном количестве и в нужном месте.

Контактные ножи механически и электрически соединяют плавкую вставку с держателем-основанием предохранителя. Они изготавливаются из меди или медного сплава с покрытием из олова или серебра.

Традиционными материалами, из которых изготовляются плавкие вставки это: медь, цинк, серебро, обладающие необходимым удельным электрическим сопротивлением.

Основным преимуществом при использовании предохранителя с плавкой вставкой является эффект токоограничения. То есть время расплавления плавкой вставки является достаточно малым и, как следствие, ток короткого замыкания не успевает достигнуть своего максимального значения. График показывающий явление токоограничения представлен ниже.

Основным параметром плавкой вставки является ее времятоковая характеристика. С ее помощью можно определить время отключения защищаемой линии при известном сверхтоке. График демонстрирующий данную зависимость представлен ниже.

Очевидно, что при номинальном уровне тока или меньшем его значении плавкая вставка должна проводить электричество неограниченное количество времени.

Для ускорения времени работы плавкой вставки применяют следующие технические решения:

• плавкие вставки с участками различной ширины (сечения)
• металлургический эффект в конструкции плавких вставок

За счет снижения сечения (сужения) плавкой вставки в определенных местах достигается требуемое — меньшее время размыкания цепи.

Металлургический эффект заключается в следующем: отдельные легкоплавкие металлы (например, свинец и олово) способны растворять в своей структуре более тугоплавкие металлы, такие как медь и серебро.

Для этого на медные проволочки наносятся капли олова. При нагреве сверхтоком оловянные капли быстро расплавляются, расплавляя при этом и часть проволок. Далее используется механизм работы плавкой вставки со сниженным сечением в определенных местах.

Основной причиной продолжающегося роста числа пользователей плавких предохранителей помимо крайне выгодного соотношения цены и результата, а также незначительной занимаемой площади является их общеизвестная надежность, которая характеризует предохранители как «последнюю линию защиты». Только сертифицированные предохранители с плавкими вставками, которые соответствуют заявленным характеристикам, позволят Вам избежать пожаров, возникающих в электропроводке и электроустановках.