Кіріспе

Электр тогынан қорғалатын электр қауіпсіздігі құрылғысы. Электроника және электр техника салаларында, сақтандырғыш – электр тізбегінің тоқ артығынан қорғалуын қамтамасыз ететін электр қауіпсіздігі құрылғысы. Оның негізгі бөлігі – металл сым немесе жолақ, артық ток өткен кезде ол балқиды, осылайша токты тоқтатады немесе үзеді. Бұл құрбандыққа берілетін құрылғы; сақтандырғыш бір рет жұмыс істегеннен кейін тізбек үзіледі және оның түріне қарай ауыстырылуы немесе қайта жалғануы керек. Сақтандырғыштар электр техниканың бастапқы кезеңдерінен бері маңызды қауіпсіздік құрылғылары ретінде қолданылып келеді. Бүгінде қолданылуына байланысты нақты ток және кернеу көрсеткіштері, сындыру қабілеті және реакция уақыты бар мыңдаған түрлі сақтандырғыш конструкциялары бар. Сақтандырғыштардың уақыт және ток бойынша жұмыс істеу сипаттамалары, қажетсіз үзіліссіз тиісті қорғаныс беру үшін таңдалады. Сымдау ережелері әдетте нақты тізбектер үшін максималды сақтандырғыш тогын анықтайды. Қысқа тұйықталу, жүктеменің артық болуы, үйлесімсіз жүктемелер немесе құрылғының істен шығуы – сақтандырғыштың жұмыс істеуіне себеп болатын негізгі себептердің бірі. Зақымдалған тірі сым жерге қосылған металл корпусқа тигенде, қысқа тұйықталу пайда болады және сақтандырғыш балқиды. Сақтандырғыш – бұзылған жүйеден қуатты автоматты түрде ажырату құралы; көбінесе ADS (Автоматты түрде қуатты ажырату) деп қысқартылады. Тізбек өшіргіштері сақтандырғыштарға балама ретінде қолданылуы мүмкін, бірақ олардың сипаттамалары айтарлықтай өзгеше.

Тарих

Бреге телеграф станцияларын найзағайдан қорғау үшін көлденең қимасы кішірек өткізгіштерді пайдалануды ұсынды; балқу арқылы олар ғимарат ішіндегі құралдар мен сымдарды қорғайтын еді. Телекс кабельдері мен жарықтандыру жүйелерін қорғау үшін әртүрлі сымдар немесе фольгадан жасалған балқитын элементтер 1864 жылдан бері қолданылып келді. Томас Эдисон 1890 жылы өзінің электр тарату жүйесінің бір бөлігі ретінде қоршауды (сақтандырғышты) патенттеді.

Құрылыс

Сақтандырғыш – металл жолақ немесе сымнан жасалған, схема тоқ өткізгіштерімен салыстырғанда кішкентай көлденең қимасы бар сақтандырғыш элементінен тұрады, ол екі электр терминалының арасында орнатылады және (әдетте) жанбайтын корпуста жабылады. Сақтандырғыш, қорғалған схема арқылы өтетін барлық токты жүргізу үшін тізбектей орналастырылады. Элементтің кедергісі токтың өтуінен жылу тудырады. Элементтің мөлшері мен құрылысы (эмпирикалық түрде) қалыпты ток үшін пайда болатын жылу элементтің температурасын жоғарылатпауы үшін анықталады. Егер ток тым жоғары болса, элемент температурасы көтеріліп, тікелей балқиды немесе сақтандырғыштағы дәнекерленген қосылысты балқытып, тізбекті ашады. Сақтандырғыш элементі мырыш, мыс, күміс, алюминий немесе осы және басқа металдардың қоспаларынан жасалады, бұл тұрақты және болжамды сипаттамаларды қамтамасыз етеді. Сақтандырғыш, номиналды тогын шексіз ұзақ уақыт бойы жүргізуге және шамалы артық ток болғанда жылдам балқуға тиіс. Элементке ұсақ, зиянсыз ток импульстары зақым келтірмеуі керек, сондай-ақ жылдар бойы қызмет еткеннен кейін де тотығуға немесе қасиеттерін өзгертуге болмайды. Сақтандырғыш элементтері жылу әсерін арттыру үшін әртүрлі пішінде болуы мүмкін. Үлкен сақтандырғыштарда ток бірнеше металл жолақтарға бөлінеді. Екі элементті сақтандырғыш, қысқа тұйықталу кезінде бірден балқитын металл жолақты және қысқа тұйықталуға қарағанда ұзақ мерзімді, төмен мәнді артық жүктемеге жауап беретін төмен температурада балқитын дәнекерленген қосылысты қамтуы мүмкін. Сақтандырғыш элементтерін болат немесе нихром сымдарымен қолдауға болады, сонда элементке ешқандай күш түспейді, бірақ элемент сынықтарының бөліну жылдамдығын арттыру үшін серіппе қосылуы мүмкін. Сақтандырғыш элементі ауамен немесе доғаны сөндіруді жылдамдатуға арналған материалдармен қоршалуы мүмкін. Кремний құмы немесе тоқ өткізбейтін сұйықтықтар қолданылуы мүмкін.

Атаулы ток IN

Қорғағыштың тізбекті үздіксіз жұмыс істеу үшін қабілетті ең жоғары тогы.

Уақыт пен ток сипаттамалары

Қауіпсіздіктің істеу жылдамдығы одан өтетін ток мөлшеріне және оның қандай материалдан жасалғанына байланысты. Өндірушілер құрылғыны сипаттау үшін және сақтандырғыштан жоғары және төмен орналасқан қорғау құрылғыларының сипаттамаларымен салыстыруға мүмкіндік беру үшін ток пен уақыттың графигін ұсына алады, бұл график көбінесе логарифмдік шкалаларда салынады. Істеу уақыты тұрақты интервал емес, ток күшейген сайын азаяды. Сақтандырғыштар токқа қатысты істеу уақытының нақты сипаттамаларына ие болу үшін жасалған. Стандартты сақтандырғышқа бір секунд ішінде ашылуы үшін номиналды тоқтың екі есесі қажет болуы мүмкін, жылдам істеуші сақтандырғышқа 0,1 секунд ішінде істеуі үшін номиналды тоқтың екі есесі қажет, ал баяу істеуші сақтандырғышқа ондаған секунд ішінде істеуі үшін номиналды тоқтың екі есесі қажет болуы мүмкін. Сақтандырғышты таңдау жүктеменің сипаттамаларына байланысты. Жартылай өткізгіш құрылғылар артық ток өткен кезде тез қызып кететіндіктен, жылдам немесе өте жылдам сақтандырғыштарды пайдалана алады. Ең жылдам істеуші сақтандырғыштар ең сезімтал электр жабдықтары үшін жасалған, онда тіпті қысқа мерзімді артық жүктемеге ұшырау зиян келтіруі мүмкін. Кәдімгі жылдам істеуші сақтандырғыштар – ең көп мақсатта қолданылатын сақтандырғыштар. Уақыттық кешіктіру сақтандырғышы (сонымен қатар анти-толқын немесе баяу істеуші сақтандырғыш деп те аталады) сақтандырғыштың номиналды мәнінен жоғары ток қысқа мерзімге істемей ағуына мүмкіндік беру үшін жасалған. Мұндай сақтандырғыштар, мысалы, моторлар сияқты жабдықтарда қолданылады, олар жылдамдыққа жеткен кезде бірнеше секундқа дейін қалыптыдан жоғары ток тарта алады.

I2t мәні

I2t көрсеткіші – сақтандырғыш элементі электрлік ақауды жойған кезде өткізетін энергия мөлшерімен байланысты. Бұл термин көбінесе қысқа тұйықталу жағдайында қолданылады, ал мәндері электр желілерінде үйлестіру зерттеулерін жүргізу үшін пайдаланылады. I2t параметрлері әрбір сақтандырғыш түрі үшін өндірушінің деректер кестелерінде ұсынылады. Сақтандырғыштың жоғары және төмен ағыстағы құрылғылармен жұмыс істеуін үйлестіру үшін балқу I2t және ақауды жою I2t көрсетіледі. Балқу I2t – сақтандырғыш элементін балқытуды бастау үшін қажетті энергия мөлшеріне пропорционалды. Ақауды жою I2t – сақтандырғыш ақауды жойған кезде өткізетін жалпы энергияға пропорционалды. Энергия көбінесе сақтандырғыштардың тогы мен уақытына, сондай-ақ қолжетімді ақау деңгейіне және жүйелік кернеуге байланысты. Сақтандырғыштың I2t көрсеткіші оның өткізетін энергиясына пропорционалды болғандықтан, ол ақаудың соңында туындайтын жылу және магниттік күштерден болатын жылулық зақымданудың өлшемі болып табылады.

Қатты бұзылу

Бұзылу қуаты – сақтандырғышпен қауіпсіз түрде үзіліп, тоқтатыла алатын ең жоғары ток шамасы. Бұл көрсеткіш, болашақтағы қысқа тұйықталу тогынан артық болуы тиіс. Миниатюралық сақтандырғыштардың үзілу қабілеті, олардың номиналды тогынан 10 есе ғана жоғары болуы мүмкін. Солтүстік Америкадағы практика бойынша, тұрғын үйлердегі кішкентай, төмен кернеулі сымдық жүйелерге арналған сақтандырғыштар көбінесе 10 000 ампер ток күшін үзуге бағаланады. Коммерциялық немесе өнеркәсіптік қуат жүйелері үшін сақтандырғыштардың үзілу қабілеті жоғарырақ болуы керек, ал кейбір төмен кернеулі, ток шектегіш, жоғары үзілу қабілеті бар сақтандырғыштар 300 000 амперге дейін бағаланады. 115 000 вольтқа дейінгі жоғары кернеулі жабдықтарға арналған сақтандырғыштар, тізбектегі ақау деңгейінің жалпы көрінетін қуаты (мегавольт-ампер, МВА) бойынша бағаланады. Кейбір сақтандырғыштар жоғары жарылу қабілеті (HRC) немесе жоғары бұзу қабілеті (HBC) деп белгіленеді және әдетте құм немесе осыған ұқсас материалмен толтырылады. Төмен кернеулі, жоғары жарылу қабілеті (HRC) сақтандырғыштары төмен кернеулі желілердегі негізгі тарату тақталарында қолданылады, онда қысқа тұйықталудың болашақ тогы жоғары болады. Олар әдетте бұрандалы типтегі сақтандырғыштардан үлкен болады және олардың ұштарындағы қосқыштар немесе жалатылған қосқыштар болады. Жоғары жарылу қабілеті бар сақтандырғыштар 120 кА ток күшін үзуге бағалана алады. HRC сақтандырғыштары өнеркәсіптік орналымдарда кеңінен қолданылады, сондай-ақ электр желісінде, мысалы, трансформаторлық станцияларда, негізгі тарату тақталарында, ғимараттардағы қосылыс қораптарында және есептегіш сақтандырғыштары ретінде де қолданылады. Кейбір елдерде осы сақтандырғыштар қолданылатын жерде жоғары ақау тогы болғандықтан, жергілікті ережелерде оларды ауыстыруға тек оқытылған персонал ғана рұқсат етілуі мүмкін. Кейбір HRC сақтандырғыштарының түрлері арнайы басқару мүмкіндіктерін қамтиды.

Атаулы кернеу

Сақтандырғыштың номиналды кернеуі ашық тізбек кернеуіне тең немесе одан жоғары болуы керек. Мысалы, 32 вольтқа номиналды кернеуі бар шыны түтікшелі сақтандырғыш 120 немесе 230 В кернеу көзінен токты сенімді түрде үзбейді. Егер 32 В сақтандырғыш 120 немесе 230 В көзін үзуге тырысса, доға пайда болуы мүмкін. Шыны түтігінің ішіндегі плазма ток азайғанға дейін, плазма өткізбейтін газға айналғанша ток өткізуді жалғастыруы мүмкін. Номиналды кернеу, оның ажыратуы тиіс ең жоғары кернеу көзінен жоғары болуы керек. Сақтандырғыштарды тізбектей қосу комбинацияның немесе жеке сақтандырғыштың номиналды кернеуін арттырмайды. Бірнеше мың вольтқа номиналды кернеуі бар орта кернеулі сақтандырғыштар төмен кернеулі тізбектерде қолданылмайды, себебі олардың құны жоғары және өте төмен кернеуде жұмыс істегенде тізбекті тиісті түрде ажырата алмайды.

Кернеудің төмендеуі

Өндіруші номиналды ток кезінде сақтандырғыштағы кернеудің төмендеуін көрсетуі мүмкін. Сақтандырғыштың суық кедергісі мен оның кернеудің төмендеу шамасы арасында тікелей байланыс бар. Ток қосылғаннан кейін, сақтандырғыштың кедергісі мен кернеудің төмендеуі оның жұмыс температурасының артуымен бірге үнемі өседі, содан кейін сақтандырғыш жылулық тепе-теңдікке жетеді. Кернеудің төмендеуін ескеру қажет, әсіресе сақтандырғышты төмен кернеулі жағдайларда қолданғанда. Кернеудің төмендеуі көбінесе дәстүрлі сымды сақтандырғыштарда маңызды емес, бірақ қайта қалпына келтірілетін (PPTC) типтегі сақтандырғыштар сияқты басқа технологияларда маңызды болуы мүмкін.

Температураны төмендету

Қоршаған ортаның температурасы сақтандырғыштың жұмыс параметрлерін өзгертеді. 25 °C температурада 1 А-ге есептелген сақтандырғыш, -40 °C температурада 10% немесе 20% көбірек ток өткізе алады, ал 100 °C температурада номиналдық мәнінің 80% деңгейінде істен шығуы мүмкін. Жұмыс мәндері әр сақтандырғыш түріне қарай өзгереді және олар өндірушінің техникалық сипаттамаларында келтірілген.

Қаптамалар мен материалдар

Физильдер көптеген қолданбаларда қолданылуы үшін әртүрлі өлшемдер мен үлгілерде жасалады және оларды оңай алмастыру үшін стандартталған қаптамаларда шығарылады. Физильдердің корпусы қолданылуына және кернеу класына байланысты керамикадан, шыныдан, пластиктен, шыны талшықтан, қалыпталған мика ламинаттарынан немесе қалыпталған қысылған талшықтан жасалуы мүмкін. Картридждік (феррульдік) физильдер цилиндр пішіндес корпустан және металл қақпақтарымен бітіп тұратын ұштардан тұрады. Кейбір картридждік физильдердің ұштары әртүрлі өлшемдегі қақпақтармен жабдықталған, бұл оларды ұстағышқа дұрыс емес номиналды физильді орнатудан сақтайды, соның салдарынан оларға бөтелке пішіні беріледі. Төмен кернеулі электр тізбектері үшін физильдер бұрандалы немесе тірекшелі қосылыстармен бекітіледі. Кейбір тірекшелі қосылыстар серіппелі ұстағыштармен бекітіледі. Тірекшелі типтегі физильдерді физиль ұстағышынан алу үшін арнайы құрал қажет болуы мүмкін. Жаңаланатын физильдерде ауыстырылатын физиль элементтері болады, бұл физиль корпусы мен қосылыстарын физиль жұмыс істегеннен кейін зақымдалмаса қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Баспалы тізбек тақтасына тікелей дәнекерлеуге арналған физильдерде радиалды немесе осьтік сымдар болады. Жер бетіне орнатылатын физильдерде сымдардың орнына дәнекерлеу алаңдары болады. Жоғары кернеулі, атып шығатын типтегі физильдер талшық немесе шынымен күшейтілген пластиктен жасалған, ашық ұшы бар түтікшелерден тұрады және физиль элементін ауыстыруға болады. Жартылай жабық физильдер – бұл физиль сымын ұстайтын құрылғылар, онда физиль сымын өзі ауыстыруға болады. Дәл соғу тогы жабық типтегі физильдердегідей жақсы бақыланбайды, сондықтан физиль сымын ауыстырғанда дұрыс диаметрді және материалды пайдалану өте маңызды, осы себепті олардың қолданылуы азайып барады. Олар әлі де әлемнің кейбір аймақтарындағы тұтынушылардың электр панельдерінде қолданылады, бірақ олардың саны азайып барады. Шыны физильдердің инспекциялау үшін физиль элементін көруге болатын артықшылығы бар болса да, олардың сындыру қабілеті төмен (ажырату деңгейі), бұл оларды әдетте 250 В айнымалы токта 15 А немесе одан аз токқа қолданумен шектейді. Керамикалық физильдердің жоғары сындыру қабілеті бар, бұл оларды жоғары ток пен кернеудегі тізбектерде қолдануға мүмкіндік береді. Физиль корпусын құммен толтыру доғаны қосымша салқындатады және физильдің сындыру қабілетін арттырады. Орта кернеулі физильдерде доғаны сөндіруге көмектесетін сұйық толтырылған қаптамалар болуы мүмкін. Кейбір тарату коммутациялық жабдықтары жабдықты толтыратын майға батырылған физиль байланыстарын пайдаланады. Физиль қаптамаларында басқаша ұқсас көрінетін физильдерді алмастыруға жол бермейтін штық, ойық немесе тілше сияқты қабылдамау мүмкіндігі болуы мүмкін. Мысалы, Солтүстік Америкадағы RK класындағы физильдердің ұстағыштарында ұқсас H класындағы физильдерді орнатуға жол бермейтін штық бар, олардың сындыру қабілеті әлдеқайда төмен және RK типіндегі ойықтан айырмашылығы бар қатты тірекшелі қосылысы бар.

Өлшемі

Қауіпсіздік көрсеткіштерінің шатасуын болдырмау үшін, сақтандырғыштардың корпустары әртүрлі өлшемдерде жасалуы мүмкін. Мысалы, «бөтелке» түріндегі сақтандырғыштардың қақпақтарының диаметрі арқылы түрлі көрсеткіштерінен ажыратылады. Автомобильдерде қолданылатын шыны сақтандырғыштар әртүрлі ұзындықта шығарылды, бұл төмен көрсеткішті тізбекке жоғары көрсеткішті сақтандырғышты орнатуға жол бермеу үшін жасалған.

Ерекшеліктері

Шыны картридждік және плагиндік сақтандырғыштар, қорғаушы элементті тікелей тексеруге мүмкіндік береді. Басқа сақтандырғыштарда индикациялаудың басқа әдістері де бар, мысалы:

Индикаторлық штырғыш немесе итергіш штырғыш – элемент жарылғанда сақтандырғыш қақпағынан шығып тұрады. Индикаторлық дискі – элемент жарылғанда сақтандырғыштың соңғы қақпағына орнатылған түсті дискі түсіп қалады. Элемент терезесі – жарылған элементті көру үшін сақтандырғыш корпусына орнатылған кішкентай терезе. Сыртқы ажырату индикаторы – итергіш штырғышқа ұқсас функция, бірақ оны үйлесімді сақтандырғышқа сырттан (клиптер арқылы) бекітуге болады. Кейбір сақтандырғыштарға арнайы микробұғаттағыш немесе релелік құрылғыны сақтандырғыш корпусына бекітуге болады. Сақтандырғыш элементі жарылғанда, индикаторлық штырғыш микробұғаттағышты немесе релені іске қосу үшін созылады, ол өз кезегінде белгілі бір оқиғаны тудырады. Орташа кернеуде қолданылатын кейбір сақтандырғыштар екі немесе үш жеке бөшкеден және екі немесе үш сақтандырғыш элементтен параллель түрде тұрады.

IEC 60269 қорғаныш құрылғылары

Халықаралық электротехникалық комиссия төмен кернеудегі қуат сақтандырғыштары үшін 60269 стандартын жариялайды. Стандарт төрт томнан тұрады, олар жалпы талаптарды, өнеркәсіптік және коммерциялық қолданысқа арналған сақтандырғыштарды, тұрғын үйлерге арналған сақтандырғыштарды және жартылай өткізгіш құрылғыларды қорғауға арналған сақтандырғыштарды сипаттайды. IEC стандарты бірнеше ұлттық стандарттарды біріктіре отырып, халықаралық саудада сақтандырғыштардың алмастырылуын жеңілдетеді. IEC стандарттарына сәйкес сынақтан өткен әртүрлі технологиялық сақтандырғыштардың барлығы ұқсас уақыт-ток сипаттамаларына ие болады, бұл жобалау және техникалық қызмет көрсетуді ыңғайлы етеді.

UL 248 қорғаныш (Солтүстік Америка)

АҚШ және Канадада 1 кВ айнымалы тоққа дейінгі төмен кернеулі сақтандырғыштар Underwriters Laboratories UL 248 стандарты немесе Канадалық Стандарттау Ассоциациясының C22.2 No. 248 стандартына сәйкес жасалады. Бұл стандарт 1 кВ немесе одан төмен, айнымалы немесе тұрақты тоққа, және 200 кА-ға дейінгі ажырату қабілетіне ие сақтандырғыштарға қолданылады. Бұл сақтандырғыштар Канада Электр Кодексінің I бөлімі (CEC) немесе Ұлттық Электр Кодексі, NFPA 70 (NEC) талаптарына сәйкес орнатуларға арналған. АҚШ/Канададағы сақтандырғыштардың (және автоматты қосқыштардың) стандартты амперлік номиналдары 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 және 6000 ампер болып есептеледі. Қосымша стандартты амперлік номиналдары 1, 3, 6, 10 және 601. UL 248 қазіргі уақытта 19 "бөлімнен" тұрады. UL 248 1 сақтандырғыштарға қойылатын жалпы талаптарды белгілейді, ал қалған бөлімдер сақтандырғыштардың нақты өлшемдеріне (мысалы: J класы үшін 248 8, L класы үшін 248 10) немесе ерекше қасиеттері бар сақтандырғыштардың категорияларына (мысалы: жартылай өткізгіш сақтандырғыштар үшін 248 13, фотоэлектрлік сақтандырғыштар үшін 248 19) арналған. Жалпы талаптар (248 1) қосымша бөліммен (240 x) өзгертілмесе қолданылады. Мысалы, UL 248 19 фотоэлектрлік сақтандырғыштарды жалпы талаптар бойынша 1000 вольтқа қарағанда 1500 вольтқа дейін тұрақты тоқпен бағалауға мүмкіндік береді. IEC және UL номенклатурасы шамалы өзгеше. IEC стандарттарында "сақтандырғыш" – қосылатын элемент пен сақтандырғыш ұстағышының жиынтығы ретінде қарастырылады. Солтүстік Америкалық стандарттарда сақтандырғыш – құралымның ауыстырылатын бөлігі, ал сақтандырғыш буыны – сақтандырғышқа орнатуға арналған жалаңаш металл элементі болып табылады.

Жоғары кернеулі сақтандырғыштар

Фиузерлер 115 000 вольтқа дейінгі қуат жүйелерінде қолданылады. Жоғары кернеулі фиузерлер электр энергиясын есептеуге арналған аспаптық трансформаторларды немесе автоматты қосқыштың (circuit breaker) орнату шығынының қажеттілігі тумаған шағын қуат трансформаторларын қорғау үшін қолданылады. 115 кВ-тағы автоматты қосқыш қуат фиузерлерінен бес есеге дейін қымбатқа түсуі мүмкін, сондықтан ондаған мың доллар үнемдеуге болады. Орта кернеулі тарату жүйелерінде 1–3 үйге қуат жеткізетін трансформаторды қорғау үшін қуат фиузері қолданылуы мүмкін. Құбырға орнатылған тарату трансформаторлары көбінесе фиузерлі ажыратқышпен (fusible cutout) қорғалады, оның фиузерлік элементін желіге тікелей қызмет көрсету құралдарын пайдаланып ауыстыруға болады. Орта кернеулі фиузерлер сондай-ақ электрмоторларды, конденсаторлық батареяларды және трансформаторларды қорғау үшін қолданылады және металл корпустық коммутациялық жабдықтарға немесе (жаңа конструкцияларда сирек) ашық коммутациялық панельдерге орнатылуы мүмкін.

Шығару фитильдері

Үлкен қуатты сақтандырғыштар тұрақты және болжамды жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін күміс, мыс немесе қалайыдан жасалған балқымалы элементтерді пайдаланады. Жоғары кернеулі өшіру сақтандырғыштары балқымалы байланысты газ бөліп шығаратын заттармен, мысалы, борат қышқылымен қоршайды. Сақтандырғыш істен шыққанда, доғадан шыққан жылу борат қышқылының көп мөлшерде газ шығаруына себеп болады. Ондағы жоғары қысым (көбінесе 100 атмосферадан астам) және салқындататын газдар пайда болған доғаны жылдам сөндіреді. Ыстық газдар содан кейін жарылыс арқылы сақтандырғыштың ұштарынан сыртқа шығарылады. Мұндай сақтандырғыштарды тек сыртқы ортада ғана қолдануға болады. Осы типтегі сақтандырғыштарда ауыстыру механизмін іске қосу үшін соққыш тіреуіш болуы мүмкін, сондықтан кез келген сақтандырғыш істен шықса, үш фазаның барлығы да ажыратылады. Жоғары қуатты сақтандырғыш дегеніміз – бұл сақтандырғыштар бірнеше килоампер токты өшіре алады. Кейбір өндірушілер өз сақтандырғыштарын 63 кА қысқа тұйықталу тогына дейін сынаған.

Айналым сымдарымен салыстыру

Фиуздардың артықшылығы, ұқсас параметрлердегі тоқ өшіргіштерге қарағанда көбінесе арзан және қарапайым болуы. Қосылған фиусты жаңа құрылғымен ауыстыру қажет, бұл тоқ өшіргішті қайта қоюға қарағанда ыңғайсыз, сондықтан адамдарды ақауларды назардан тыс қалдырудан сақтайды. Екінші жағынан, фиусты алдымен тізбектің қуатын өшірмей ауыстыру (көптеген ғимараттардағы сымдардың схемасы әр фиусқа жеке ажырату құрылғысын қарастырмайды) өзі қауіпті болуы мүмкін, әсіресе егер ақау қысқа тұйықталу болса. Қорғаудың реакция уақыты тұрғысынан, фиуздар ақауларды (олардың жұмыс уақытына байланысты) тоқ өшіргіштерге қарағанда жылдамрақ оқшаулайды. Фиус ақау тогының төрттен бір циклы ішінде ақауды жоюға қабілетті, ал тоқ өшіргішке ақауды жою үшін жарты циклға дейін уақыт керек болуы мүмкін. Фиустың реакция уақыты 0,002 секундқа дейін жете алады, ал тоқ өшіргіш әдетте 0,02 мен 0,05 секунд аралығында реакция жасайды. Жоғары тоқ үзуге қабілетті фиустар 600 В айнымалы токта 300 000 амперге дейін қауіпсіз түрде тоқтан айыруға арналған. Кейбір қалыпты корпус тоқ өшіргіштерінің алдына арнайы тоқ шектегіш фиустар орнатылады. Тоқ шектегіш фиустар соншалықты жылдам жұмыс істейді, тізбекке кіретін жалпы "өткізілетін" энергияны шектейді, төменгі жабдықты зақымданудан қорғауға көмектеседі. Бұл фиустар айнымалы ток жиілігінің бір циклынан кем уақытта ашылады; тоқ өшіргіштер бұл жылдамдыққа жете алмайды. Кейбір тоқ өшіргіштердің түрлерін үнемі күтіп-тексеру қажет, олардың ажырау кезінде механикалық жұмысын қамтамасыз ету үшін. Бұл фиустарға қатысты емес, олардың жұмысы үшін механикалық операция қажет емес балқу процесіне негізделген. Көп фазалы қуат тізбегінде, егер тек бір фиус ашылса, қалған фазаларда қалыптыдан жоғары ток болады және кернеудің теңсіздігі туындайды, бұл электродвигательдерге зақым келтіруі мүмкін. Фиустар тек тоқтың артық болуын немесе белгілі бір деңгейде температураның артуын сезе алады және оларды, әдетте, қорғаныс релелерімен бірге, мысалы, жерге ақауды анықтау үшін, озық қорғаныс функцияларын қамтамасыз ету үшін жеке пайдалануға болмайды. Орта кернеуді тарату фиустарын шығаратын кейбір өндірушілер, сыртқы қорғаныс релелерімен басқарылатын пиротехникалық құрылғыны фиусқа қосу арқылы фиус элементінің тоқтан қорғау сипаттамаларын релелік қорғаудың икемділігімен біріктіреді. Тұрмыстық қолданыс үшін, кішкентай автоматтар (ҚМҚ) фиустардың орнына кеңінен қолданылады. Олардың номиналды тогы қорғалатын жабдықтың жүктеме тогына және қоршаған ортаның жұмыс температурасына байланысты. Олар келесі номиналдарда қол жетімді: 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 45А, 50А, 63А, 80А, 100А, 125А.

Ұлыбритания

Ұлыбританияда ескі электр тұтынушылық құрылғылары (сондай-ақ, сақтандырғыш қораптары деп те аталады) жартылай жабық (қайта орналастырылатын) сақтандырғыштармен (BS 3036) немесе картридждік сақтандырғыштармен (BS 1361) жабдықталған. (Сақтандырғыш сымы әдетте тұтынушыларға 5 А, 15 А және 30 А номиналдық, картонда оралған қысқа сымдар түрінде жеткізіледі.) Қазіргі заманғы тұтынушылық құрылғылары көбінесе сақтандырғыштардың орнына миниатюралық автоматты өшіргіштерді (МАО) қамтиды, бірақ кейбір жағдайларда МАО-лардың қажетсіз өшіп кетуіне бейім болғандықтан, картридждік сақтандырғыштар әлі де қолданылады. Қайта жаңартылатын сақтандырғыштар (қайта орналастырылатын немесе картридждік) пайдаланушыға ауыстыруға мүмкіндік береді, бірақ бұл қауіпті болуы мүмкін, өйткені ұстағышқа (артық жүктеме) жоғары номиналды немесе екі еселенген сақтандырғыш элементін (көпір немесе сым) орнату оңай, немесе оны мыс сыммен немесе тіпті басқа типті өткізгіш заттармен (монеталар, шашқыштар, қағаз қыстырғыштар, шегелер және т.б.) ауыстыруға болады. Сақтандырғыш қораптарын дұрыс пайдаланбаудың бір түрі – розеткаға тиын салу, бұл артық токтан қорғауды жойып, қауіпті жағдайға әкеледі. Мұндай бұзушылықтарды толық тексерусіз анықтау мүмкін емес. Осы себепті Солтүстік Америкада сақтандырғыш сымы ешқашан қолданылмаған, бірақ қайта жаңартылатын сақтандырғыштар тарату тақталары үшін әлі де жасалуда. Wylex стандартты тұтынушылық құрылғысы Ұлыбританияда электр орнату ережелері розеткаларға қосалқы ток құрылғыларын (ҚТҚ) орнатуды талап ете бастағанға дейін өте танымал болды. Бұл конструкция ҚТҚ немесе РҚБ орнатуға мүмкіндік бермейді. Кейбір Wylex стандартты модельдері негізгі коммутатордың орнына ҚТҚ-мен жасалды, бірақ (барлық орнатуды қамтамасыз ететін тұтынушылық құрылғылар үшін) бұл енді электр орнату ережелеріне сәйкес келмейді, өйткені дабыл жүйелері ҚТҚ-мен қорғалмауы керек. Бұл құрылғыларға бұрауға болатын екі түрлі сақтандырғыш ұясы бар: біреуі қайта орналастырылатын сақтандырғыш ұясы үшін, екіншісі – картридждік сақтандырғыш ұясы үшін. Осы жылдар ішінде МАО базаның екі түріне де жасалды. Екі жағдайда да жоғары номиналды ұялар кеңрек тіреу тіректеріне ие болды, сондықтан ұяны жоғары номиналдысына ауыстыру базаны да ауыстырусыз мүмкін емес. Картридждік сақтандырғыш ұялары енді DIN рельсті корпус үшін де қол жетімді.

Солтүстік Америка

Солтүстік Америкада 1960 жылға дейін сымдалған ғимараттарда сақтандырғыштар қолданылды. Бұл Эдисон негізіндегі сақтандырғыштар Эдисон негізіндегі шамдарға ұқсас ұяға бұралатын. Номиналдық тоқ күші 5, 10, 15, 20, 25 және 30 амперді құрады. Қатты ағыммен жұмыс істейтін сақтандырғыштарды орнатудың алдын алу үшін, кейінірек жасалған сақтандырғыш қораптарында сақтандырғыш ұясына кері бұру мүмкіндігі енгізілді, ол әдетте «Кері бұру базасы» (S типті сақтандырғыштар) деп аталады және олардың диаметрі сақтандырғыштың номиналдық тоқ күшіне байланысты өзгереді. Бұл сақтандырғыштарды тек алдын ала белгіленген (S типті) сақтандырғыштармен ауыстыруға болады. Бұл Солтүстік Америка стандарты болып табылады (UL 4248–11; CAN/CSA C22.2 NO. 4248.11 07 (R2012); және NMX J 009/4248/11 ANCE). Қазіргі Эдисон сақтандырғыш тақталарын тек «Кері бұру базасы» (S типті) сақтандырғыштарды қабылдау үшін оңай бейімдеуге болады, бұл үшін бұраулы адаптер орнатылады. Бұл адаптер Эдисон сақтандырғыш ұясына бұралады және белгіленген S типті сақтандырғышты қабылдау үшін кіші диаметрлі бұрандалы тесігі бар. Кейбір компаниялар қайта орнатылатын шағын жылулық автоматтары жасап шығарады, олар сақтандырғыш ұясына бұралады. Кейбір орнатуларда осы Эдисон негізіндегі автоматтары қолданылады. Дегенмен, бүгін сатылатын кез келген автоматтың бір кемшілігі бар. Оны есігі бар автоматтар қорабына орнатуға болады. Егер есік жабық болса, ол автоматтың қайта орнату батырмасын басып тұруы мүмкін. Мұндай жағдайда автомат тиімсіз болады: ол артық токтан қорғамайды. 1950 жылдары жаңа тұрғын үйлер мен өнеркәсіптік құрылыстардағы тармақ тізбектерін қорғау үшін сақтандырғыштар төмен кернеулі автоматтарымен алмастырылды. Сақтандырғыштар электр моторларының тізбектерін қорғау үшін кеңінен қолданылады. Кішігірім жүктемелер кезінде моторды қорғау тізбегі басқару контактісін автоматты түрде ашады, ал сақтандырғыш тек қысқа тұйықталу немесе едәуір жүктеме кезінде ғана жұмыс істейді.

Сериялы сақтандырғыштарды үйлестіру

Электр қуатын тарату жүйесінің әртүрлі деңгейлерінде бірнеше сақтандырғыштар тізбектей қосылған болса, ақаулыққа электр жағынан ең жақын сақтандырғыш (немесе басқа ток шектегіш құрылғы) ғана істен шығуы тиіс. Бұл процеске "үйлестіру" деп аталады және екі сақтандырғыштың уақыт-ток сипаттамаларын ортақ ток бойынша салыстыруды қажет етуі мүмкін. Сақтандырғыштар осылай таңдалады: кішігірім тармақ сақтандырғышы, қуат беруші сақтандырғыш ерігенге дейін өзінің тізбегін ажыратады. Осылайша, тек ақаулы тізбек ғана үзіледі, ал ортақ қуат беруші сақтандырғыштан қуат алатын басқа тізбектерге минималды бұзылыс келтіріледі. Жүйедегі сақтандырғыштардың түрлері ұқсас болса, жүктемеге жақын сақтандырғыш пен қуат көзіне қарайғы келесі сақтандырғыш арасындағы қарапайым қатынастарды қолдануға болады.

Қайта орнатылатын сақтандырғыштар

Аталған өзін-өзі қалпына келтіретін сақтандырғыштар полимерлік оң температуралық коэффициенті (PPTC) термисторы деп аталатын термопластикалық өткізгіш элементті қолданады, ол тоқ арту жағдайында тізбектің өтуіне кедергі келтіреді (құрылғының кедергісін арттыру арқылы). PPTC термисторы өзін-өзі қалпына келтіретін қабілетке ие, яғни ток тоқтатылған кезде құрылғы салқындап, төмен кедергіге оралады. Бұл құрылғылар көбінесе ауыстыру қиын болған аэроғарыш/ядролық салаларда немесе компьютерлік аналық платада қолданылады, соның арқасында тұйықталған тышқан немесе пернетақта аналық платаға зақым келтірмейді.

Термиялық сақтандырғыштар

Термиялық фиутші көбінесе кофе дайындау машиналары, шаш кептіргіштер немесе шағын тұтынушы электроника құрылғыларын қуаттандыратын трансформаторлар сияқты тұтынушы жабдықтарында кездеседі. Олардың құрамында температураға сезімтал, балқитын материал болады, ол әдетте жабық пружиналық байланыс механизмін ұстап тұрады. Айналадағы температура тым жоғары болғанда, материал еріп, пружиналық байланыс механизмінің тізбекті үзуіне мүмкіндік береді. Мысалы, шаш кептіргіште ауа ағыны тоқталғанда (мысалы, желдеткіш моторы тоқтағанда немесе ауа кіретін жері кездейсоқ түрде жабылып қалғанда) жылыту элементтеріне қуат беруді тоқтату арқылы өрттің алдын алу үшін бұл құрылғы қолданылады. Термиялық фиутш – бір рет ғана іске қосылатын, қайта қалпына келтірілмейтін құрылғы, ол іске қосылғаннан кейін (жанып кеткеннен кейін) ауыстырылуы керек.

Кабельді шектеуші

Кабельді шектегіш фиьюзге ұқсас, бірақ төмен кернеулі электр кабельдерін қорғау үшін ғана қолданылады. Мысалы, бірнеше кабель параллель түрде қолданылатын желілерде пайдаланылады. Ол артық жүктемеден қорғауға арналмаған, егер кабельде қысқа тұйықталу болса, сол кабельді қорғайды. Шектегіштің сипаттамалары кабельдің көлеміне сәйкес келеді, сондықтан кабельдің оқшаулануы зақымдануға үлкермес бұрын шектегіш ақауды жояды.

Юникодтық таңба

Түрлі техникалық блокта кездесетін фиустың схемалық символының Юникод таңбасы (⏛) болып табылады.