Плавкий предохранитель является простейшим устройством, автоматически прерывающим ток в цепи при превышении им величины, предельно допустимой по условиям нагрева токоведущих цепей.
Плавкий предохранитель состоит из трех основных частей: корпуса, контактного устройства и металлической плавкой вставки, помещаемой в патроне.
Корпус предохранителя (патрон) состоит из толстостенной фибровой трубки с латунными колпачками на концах ее. Плавкая вставка предохранителя изготовляется из листового цинка.
При сгорании плавкой вставки внутри патрона образуется электрическая дуга, которая создает высокую температуру. Под действием этой температуры фибра разлагается и выделяет газ, который создает в патроне высокое давление, что способствует быстрому гашению дуги.
В практике используются и другие типы плавких предохранителей, из которых наиболее распространенными являются предохранители с кварцевым заполнением. Патрон такого защитного аппарата наполнен кварцевым песком, что создает хорошие условия для гашения дуги при перегорании плавкой вставки. Предохранители с наполнителем имеют высокую отключающую способность и выпускаются сериями НПН-2, ПН-2 и ПРС с плавкими элементами на номинальный ток соответственно 6—60 А, 30—1000 А и 1—100 А. Предохранитель НПН-2 в отличие от ПН-2 имеет неразборный патрон.
Основными характеристиками плавких предохранителей являются номинальный ток вставки, номинальный ток патрона и номинальное напряжение предохранителя.
Ток, который может протекать по плавкой вставке неограниченно длительное время, называется ее поминальным током. При протекании по плавкой вставке тока, больше номинального, она перегорит и разорвет цепь тока. Время ее перегорания зависит от кратности протекающего по ней тока по отношению к номинальному. На рис. 6-18 приведена примерная зависимость времени перегорания вставки от кратности тока. Из рисунка следует, что если ток, проходящий через вставку, равен номинальному току 1н, вставка практически никогда не перегорит. При двукратном превышении тока вставка перегорит за 5 мин.
В предохранителе одной и той же величины могут применяться плавкие вставки на различные номинальные токи.
Номинальным током патрона называется наибольший длительный ток, на который рассчитываются токоведущие части патрона и контактные стойки. Патрон можно заряжать любой плавкой вставкой, ток которой не превышает номинального тока патрона. Например, предохранитель типа ПР-2, имеющий номинальный ток патрона 15 А, можно заряжать плавкими вставками на токи 6, 10 и 15 А.
Предельное напряжение сети, в которой может применяться данный предохранитель, называется номинальным напряжением предохранителя.
Так как плавкая вставка перегорает при токах, примерно в 1,3—1,5 раза превышающих ее номинальный ток, предохранители не являются средством защиты от перегрузок и защищают цепь только от токов короткого замыкания.
Защита с помощью плавких предохранителей очень несовершенна. Так, например, при перегорании плавкой вставки на одной фазе работающего электродвигателя он продолжает работать со значительной перегрузкой в однофазном режиме, в результате чего изоляция обмоток электродвигателя разрушается и электродвигатель выходит из строя.
Поэтому в схемах управления электродвигателями предохранители вытесняются более совершенными аппаратами, в первую очередь воздушными автоматическими выключателями.