Введение

Электрическое предохранительное устройство, обеспечивающее защиту от перегрузки по току.

В электронике и электротехнике предохранитель – это электрическое предохранительное устройство, предназначенное для защиты электрической цепи от перегрузки по току. Его основным элементом является металлический проводник или полоска, которая расплавляется при превышении допустимого тока, тем самым прекращая или прерывая электрическую цепь. Это самовосстанавливающееся устройство; после срабатывания предохранитель размыкается и требует замены или восстановления, в зависимости от его конструкции. Предохранители использовались в качестве важнейших средств безопасности с первых дней развития электротехники. В настоящее время существует множество различных типов предохранителей, отличающихся номинальным током и напряжением, отключающей способностью и временем срабатывания, в зависимости от области применения. Временные и токовые характеристики срабатывания предохранителей подбираются для обеспечения надёжной защиты без необоснованных отключений. Правила электромонтажа обычно устанавливают максимальный номинальный ток предохранителя для конкретных цепей. К причинам срабатывания предохранителя относятся короткое замыкание, перегрузка, несоответствие нагрузки или выход из строя оборудования. Например, при контакте поврежденного под напряжением провода с металлическим корпусом, заземленным, возникает короткое замыкание, и предохранитель перегорает. Предохранитель – это автоматический способ отключения питания от неисправной системы; часто обозначается аббревиатурой ADS (Automatic Disconnection of Supply). Автоматические выключатели могут использоваться в качестве альтернативы предохранителям, но обладают существенно иными характеристиками.

История

Бреге рекомендовал использовать проводники уменьшенного сечения для защиты телеграфных станций от ударов молнии; расплавляясь, более тонкие провода защищали бы оборудование и проводку внутри здания. Различные проволочные или фольговые предохранительные элементы применялись для защиты телеграфных кабелей и осветительных установок уже в 1864 году. Предохранитель был запатентован Томасом Эдисоном в 1890 году как часть его системы распределения электроэнергии.

Строительство

Предохранитель состоит из металлической полоски или проволочного плавкого элемента малого поперечного сечения по сравнению с проводниками цепи, установленного между парой электрических контактов и (обычно) заключенного в не горючий корпус. Предохранитель включается последовательно в цепь для пропускания всего тока, протекающего через защищаемую цепь. Сопротивление элемента генерирует тепло из-за протекания тока. Размер и конструкция элемента определяются (эмпирически) таким образом, чтобы тепло, выделяемое при нормальном токе, не приводило к значительному повышению температуры элемента. Если ток превышает допустимый, элемент нагревается до более высокой температуры и либо расплавляется напрямую, либо расплавляется паяный соединение внутри предохранителя, разрывая цепь. Плавкий элемент изготавливается из цинка, меди, серебра, алюминия или сплавов на их основе, а также других металлов, для обеспечения стабильных и предсказуемых характеристик. В идеале предохранитель должен выдерживать свой номинальный ток неограниченно долго и быстро перегорать при небольшом превышении. Элемент не должен повреждаться кратковременными, незначительными импульсами тока и не должен окисляться или изменять свои свойства в течение длительного срока службы, возможно, нескольких лет. Форма плавкого элемента может быть изменена для увеличения эффекта нагрева. В больших предохранителях ток может распределяться между несколькими металлическими полосками. Двухэлементный предохранитель может содержать металлическую полоску, которая мгновенно расплавляется при коротком замыкании, а также низкоплавкий паяный соединение, реагирующее на длительную перегрузку при токах, меньших, чем при коротком замыкании. Плавкий элемент может поддерживаться стальными или нихромовыми проволоками, чтобы избежать механических напряжений, но может быть установлена пружина для увеличения скорости разрыва фрагментов элемента. Плавкий элемент может быть окружен воздухом или материалами, предназначенными для ускорения гашения дуги. Могут использоваться кварцевый песок или непроводящие жидкости.

Номинальный ток IN

Максимальный ток, который предохранитель может проводить непрерывно, не разрывая цепь.

Время против текущих характеристик

Скорость срабатывания предохранителя зависит от величины протекающего через него тока и материала, из которого он изготовлен. Производители могут предоставлять график зависимости тока от времени, часто построенный в логарифмическом масштабе, для характеристики устройства и для сравнения с характеристиками защитных устройств, расположенных выше и ниже по цепи. Время срабатывания не является фиксированным интервалом, а уменьшается с увеличением тока. Предохранители разрабатываются с определенными характеристиками времени срабатывания в зависимости от тока. Стандартный предохранитель может потребовать ток, вдвое превышающий номинальный, для срабатывания за одну секунду, быстродействующий предохранитель – ток, вдвое превышающий номинальный, для срабатывания за 0,1 секунды, а медленнодействующий предохранитель – ток, вдвое превышающий номинальный, для срабатывания в течение десятков секунд. Выбор предохранителя зависит от характеристик нагрузки. Полупроводниковые устройства могут использовать быстродействующие или сверхбыстродействующие предохранители, поскольку полупроводники быстро нагреваются при превышении тока. Самые быстродействующие предохранители предназначены для наиболее чувствительного электрооборудования, где даже кратковременное воздействие перегрузки по току может привести к повреждениям. Обычные быстродействующие предохранители являются наиболее универсальными. Предохранитель с задержкой срабатывания (также известный как предохранитель защиты от скачков напряжения или медленнодействующий предохранитель) предназначен для пропускания тока, превышающего номинальное значение предохранителя, в течение короткого периода времени без его срабатывания. Такие предохранители используются в оборудовании, например, в двигателях, которые могут потреблять ток, превышающий номинальный, в течение нескольких секунд при разгоне.

Значение I2t

Оценка I2t связана с количеством энергии, проходящей через элемент предохранителя при отключении электрической неисправности. Этот термин обычно используется при коротких замыканиях, а его значения применяются для выполнения расчетов координации в электрических сетях. Параметры I2t приводятся в виде графиков в технических паспортах производителя для каждого семейства предохранителей. Для координации работы предохранителя с выше- и нижестоящими устройствами указываются как I2t плавления, так и I2t отключения. I2t плавления пропорционален количеству энергии, необходимой для начала плавления элемента предохранителя. I2t отключения пропорционален общей энергии, прошедшей через предохранитель при отключении неисправности. Энергия в основном зависит от тока и времени для предохранителей, а также от уровня короткого замыкания и напряжения системы. Поскольку оценка I2t предохранителя пропорциональна энергии, которую он пропускает, она является мерой теплового повреждения, вызванного теплом и магнитными силами, возникающими при неисправности.

Разрывная способность

Разрывная способность – это максимальный ток, который предохранитель может безопасно прервать. Она должна быть выше ожидаемого тока короткого замыкания. Миниатюрные предохранители могут иметь номинальную отключающую способность, в 10 раз превышающую их номинальный ток. Предохранители для небольших систем низкого напряжения, обычно бытовых, в североамериканской практике обычно рассчитаны на отключение тока 10 000 ампер. Предохранители для коммерческих или промышленных энергосистем должны иметь более высокую отключающую способность, при этом некоторые низковольтные ограничивающие ток высокоотключающие предохранители рассчитаны на 300 000 ампер. Предохранители для высоковольтного оборудования до 115 000 вольт оцениваются по полной видимой мощности (мегавольт-амперам, МВА) уровня короткого замыкания в цепи. Некоторые предохранители обозначаются как предохранители с высокой отключающей способностью (HRC) или высокой разрывной способностью (HBC) и обычно заполнены песком или аналогичным материалом. Низковольтные предохранители с высокой отключающей способностью (HRC) используются в области главных распределительных щитов в сетях низкого напряжения, где существует высокий ожидаемый ток короткого замыкания. Они, как правило, больше винтовых предохранителей и имеют контактные выводы в виде втулки или лезвия. Предохранители с высокой отключающей способностью могут быть рассчитаны на отключение тока 120 кА. Предохранители HRC широко используются в промышленных установках, а также в общественной электросети, например, на трансформаторных подстанциях, главных распределительных щитах или в распределительных коробках зданий и в качестве предохранителей для счетчиков. В некоторых странах из-за высокого тока короткого замыкания, доступного в местах применения этих предохранителей, местные правила могут разрешать замену этих предохранителей только обученному персоналу. Некоторые типы предохранителей HRC имеют специальные элементы для удобства обращения.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или превышать напряжение разомкнутой цепи. Например, предохранитель в стеклянной колбе с номинальным напряжением 32 вольта не сможет надежно прервать ток от источника напряжения 120 или 230 В. Если предохранитель на 32 В попытается прервать источник напряжения 120 или 230 В, может возникнуть электрическая дуга. Плазма внутри стеклянной колбы может продолжать проводить ток до тех пор, пока ток не уменьшится до уровня, при котором плазма станет непроводящим газом. Номинальное напряжение должно быть выше максимального напряжения источника, который он должен отключить. Последовательное соединение предохранителей не увеличивает номинальное напряжение всей комбинации и каждого отдельного предохранителя. Предохранители среднего напряжения, рассчитанные на несколько тысяч вольт, никогда не используются в цепях низкого напряжения из-за их высокой стоимости и неспособности правильно отключить цепь при очень низком напряжении.

Падение напряжения

Производитель может указывать падение напряжения на предохранителе при номинальном токе. Существует прямая зависимость между холодным сопротивлением предохранителя и его значением падения напряжения. После подачи тока сопротивление и падение напряжения предохранителя постоянно возрастают с увеличением рабочей температуры, пока предохранитель не достигнет теплового равновесия. Падение напряжения следует учитывать, особенно при использовании предохранителя в низковольтных цепях. Падение напряжения часто несущественно для традиционных предохранителей с проволочным элементом, но может быть значительным в других технологиях, например, в самовосстанавливающихся (PPTC) предохранителях.

Снижение температуры

Температура окружающей среды влияет на рабочие параметры предохранителя. Предохранитель, рассчитанный на ток 1 А при 25 °C, может проводить на 10% или 20% больше тока при −40 °C и может сработать при 80% от номинального тока при 100 °C. Фактические значения будут различаться в зависимости от серии предохранителей и указаны в документации производителя.

Упаковки и материалы

Предохранители выпускаются в широком диапазоне размеров и конструкций для различных применений и изготавливаются в стандартизированных корпусах, обеспечивающих их легкую взаимозаменяемость. Корпуса предохранителей могут быть изготовлены из керамики, стекла, пластика, стекловолокна, формованного миканита или формованного прессованного волокна, в зависимости от области применения и класса напряжения. Патронные (гильзовые) предохранители имеют цилиндрический корпус с металлическими колпачками на концах. Некоторые патронные предохранители изготавливаются с колпачками разных размеров, чтобы предотвратить случайную установку предохранителя неправильного номинала в держатель, придавая им форму бутылки. Предохранители для цепей низкого напряжения могут иметь болтовые лезвийные или контактные зажимы, которые крепятся винтами к держателю предохранителя. Некоторые лезвийные зажимы удерживаются пружинными зажимами. Для извлечения лезвийных предохранителей часто требуется специальный инструмент. Возобновляемые предохранители имеют заменяемые плавкие элементы, что позволяет повторно использовать корпус и зажимы предохранителя, если они не повреждены после перегорания. Предохранители, предназначенные для пайки на печатную плату, имеют радиальные или осевые выводы. Поверхностно монтируемые предохранители имеют паяльные площадки вместо выводов. Высоковольтные вытеснительные предохранители имеют трубки из стекловолокна или пластика, армированного стеклом, с открытым концом и могут иметь заменяемый плавкий элемент. Полузакрытые предохранители представляют собой держатели плавкого провода, в которых можно заменить сам плавкий провод. Точный ток срабатывания не так точно контролируется, как в закрытых предохранителях, и крайне важно использовать правильный диаметр и материал при замене плавкого провода, поэтому эти предохранители постепенно выходят из употребления. Они все еще используются в распределительных щитах в некоторых странах, но становятся все менее распространенными. Стеклянные предохранители имеют преимущество в виде видимого плавкого элемента для визуального контроля, но обладают низкой отключающей способностью (номинальным током отключения), что обычно ограничивает их применение током 15 А или менее при напряжении 250 В переменного тока. Керамические предохранители обладают более высокой отключающей способностью, что облегчает их использование в цепях с более высоким током и напряжением. Заполнение корпуса предохранителя песком обеспечивает дополнительное охлаждение дуги и повышает отключающую способность предохранителя. Предохранители среднего напряжения могут иметь корпуса, заполненные жидкостью, для облегчения гашения дуги. Некоторые типы распределительных устройств используют предохранительные вставки, погруженные в масло, заполняющее оборудование. Конструкция предохранителей может включать в себя функцию предотвращения ошибочной замены, такую как штифт, паз или выступ, который не позволяет использовать внешне похожие предохранители. Например, держатели предохранителей для североамериканских предохранителей класса RK имеют штифт, который препятствует установке предохранителей класса H, внешне похожих, но имеющих гораздо меньшую отключающую способность и цельный лезвийный контакт без паза, характерного для типа RK.

Размеры

Предохранители могут быть изготовлены в корпусах разных размеров, чтобы исключить возможность использования предохранителей с разными характеристиками в одном и том же месте. Например, предохранители "бутылочного" типа различаются по диаметру колпачков, что позволяет отличить предохранители разного номинала. Автомобильные стеклянные предохранители выпускались разной длины, чтобы предотвратить установку предохранителя с более высоким номиналом в цепь, рассчитанную на меньший.

Особенности

Стеклянные картриджные и предохранители с вилковым контактом позволяют визуально контролировать плавкий элемент. Другие предохранители имеют другие способы индикации, включая:
Индикаторный штифт или штифт-ударник – выдвигается из колпачка предохранителя при перегорании элемента. Индикаторный диск – цветной диск (установленный заподлицо в торцевой крышке предохранителя) выпадает при перегорании элемента. Окошко для контроля элемента – небольшое окно, встроенное в корпус предохранителя, для визуального определения перегоревшего элемента. Внешний индикатор срабатывания – выполняет аналогичную функцию штифта-ударника, но может быть внешне прикреплен (с помощью зажимов) к совместимому предохранителю. Некоторые предохранители позволяют закрепить на корпусе специальный микропереключатель или реле. При перегорании плавкого элемента индикаторный штифт выдвигается для активации микропереключателя или реле, что, в свою очередь, запускает событие. Некоторые предохранители для применения в сетях среднего напряжения используют два или три отдельных корпуса и два или три плавких элемента, соединенных параллельно.

Станки IEC 60269

Международная электротехническая комиссия публикует стандарт 60269 для предохранителей низкого напряжения. Стандарт состоит из четырех томов, описывающих общие требования, предохранители для промышленных и коммерческих применений, предохранители для бытовых нужд и предохранители для защиты полупроводниковых приборов. Стандарт МЭК унифицирует ряд национальных стандартов, что повышает взаимозаменяемость предохранителей в международной торговле. Все предохранители различных технологий, прошедшие испытания на соответствие стандартам IEC, будут обладать схожими временными-токовыми характеристиками, что упрощает проектирование и обслуживание.

Упряжители UL 248 (Северная Америка)

В Соединенных Штатах и Канаде предохранители низкого напряжения с номинальным напряжением до 1 кВ переменного тока изготавливаются в соответствии со стандартом UL 248 Underwriters Laboratories или гармонизированным стандартом Канадской ассоциации стандартов C22.2 No. 248. Этот стандарт применяется к предохранителям номинальным напряжением 1 кВ и менее, переменного или постоянного тока, с отключающей способностью до 200 кА. Эти предохранители предназначены для установок, соответствующих Канадскому электротехническому своду, часть I (CEC), или Национальному электротехническому своду, NFPA 70 (NEC). Стандартные номинальные токи для предохранителей (и автоматических выключателей) в США/Канаде составляют 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 и 6000 ампер. Дополнительные стандартные номинальные токи для предохранителей: 1, 3, 6, 10 и 601. В настоящее время UL 248 состоит из 19 "разделов". UL 248 1 устанавливает общие требования к предохранителям, в то время как последующие разделы посвящены конкретным размерам предохранителей (например, 248 8 для класса J, 248 10 для класса L) или категориям предохранителей с уникальными характеристиками (например, 248 13 для полупроводниковых предохранителей, 248 19 для фотоэлектрических предохранителей). Общие требования (248 1) применяются, если иное не указано в дополнительном разделе (248 x). Например, UL 248 19 допускает номинальное напряжение фотоэлектрических предохранителей до 1500 вольт постоянного тока, в отличие от 1000 вольт в соответствии с общими требованиями. Терминология IEC и UL незначительно различается. В стандартах IEC "предохранитель" относится к сборке плавкого элемента и держателя предохранителя. В североамериканских стандартах предохранитель является заменяемой частью сборки, а плавкий элемент – это металлический элемент без изоляции для установки в держатель предохранителя.

Высоковольтные предохранители

Предохранители используются в энергосистемах напряжением до 115 000 вольт переменного тока. Высоковольтные предохранители применяются для защиты измерительных трансформаторов, используемых для учета электроэнергии, или небольших силовых трансформаторов, когда стоимость автоматического выключателя не оправдана. Автоматический выключатель на 115 кВ может стоить в пять раз дороже, чем комплект силовых предохранителей, что позволяет сэкономить десятки тысяч долларов. В системах распределения среднего напряжения предохранитель может использоваться для защиты трансформатора, питающего 1–3 дома. Распределительные трансформаторы, устанавливаемые на столбах, почти всегда защищены предохранительным выключателем, элемент предохранителя которого можно заменить с помощью инструментов для обслуживания под напряжением. Предохранители среднего напряжения также используются для защиты двигателей, батарей конденсаторов и трансформаторов и могут быть установлены в металлическом закрытом коммутационном оборудовании или (редко в новых конструкциях) на открытых распределительных щитах.

Выбросные предохранители

Большие силовые предохранители используют плавкие элементы из серебра, меди или олова для обеспечения стабильной и предсказуемой работы. Высоковольтные вытеснительные предохранители окружают плавкую вставку веществами, выделяющими газ, такими как борная кислота. При пробое предохранителя тепло от электрической дуги вызывает выделение больших объемов газа из борной кислоты. Связанное с этим высокое давление (часто превышающее 100 атмосфер) и охлаждающий газ быстро гасят возникшую дугу. Горячие газы затем с силой выбрасываются из одного или обоих концов предохранителя. Такие предохранители предназначены для использования только на открытом воздухе. Предохранители этого типа могут быть оснащены ударным штифтом для управления коммутационным механизмом, обеспечивающим отключение всех трех фаз при пробое любого из предохранителей. Высокосиловые предохранители способны прерывать ток в несколько килоампер. Некоторые производители испытывали свои предохранители на ток короткого замыкания до 63 кА.

Сравнение с выключателями

Предохранители обладают преимуществами, часто будучи менее дорогостоящими и простыми в использовании, чем автоматические выключатели с аналогичными характеристиками. Перегоревший предохранитель необходимо заменить на новый, что менее удобно, чем простое включение выключателя, и, следовательно, может удержать людей от игнорирования неисправностей. С другой стороны, замена предохранителя без предварительного отключения цепи (большинство схем электропроводки зданий не предусматривают отдельных выключателей для каждого предохранителя) сама по себе может быть опасной, особенно если неисправность – короткое замыкание. Что касается времени срабатывания защиты, предохранители, как правило, быстрее отключают неисправность (в зависимости от времени их срабатывания), чем автоматические выключатели. Предохранитель может устранить неисправность в течение четверти цикла тока неисправности, в то время как автоматическому выключателю может потребоваться от половины до одного цикла. Время срабатывания предохранителя может составлять всего 0,002 секунды, тогда как автоматический выключатель обычно срабатывает в диапазоне от 0,02 до 0,05 секунды. Высокоразрывные предохранители могут быть рассчитаны на безопасное прерывание тока до 300 000 ампер при напряжении 600 В переменного тока. Специальные предохранители, ограничивающие ток, устанавливаются перед некоторыми автоматическими выключателями в корпусе для защиты выключателей в низковольтных силовых цепях с высоким уровнем короткого замыкания. Предохранители, ограничивающие ток, срабатывают настолько быстро, что ограничивают общую энергию, проходящую в цепь ("пропускаемую" энергию), помогая защитить подключенное оборудование от повреждений. Эти предохранители срабатывают менее чем за один цикл частоты переменного тока; автоматические выключатели не могут достичь такой скорости. Некоторые типы автоматических выключателей требуют регулярного обслуживания для обеспечения их механической работоспособности при отключении. Это не относится к предохранителям, которые используют процессы плавления, не требующие механического воздействия для срабатывания в условиях неисправности. В многофазной электрической цепи, если перегорит только один предохранитель, оставшиеся фазы будут иметь токи выше нормального и несбалансированное напряжение, что может привести к повреждению двигателей. Предохранители реагируют только на перегрузку по току или, в некоторой степени, на перегрев и обычно не могут использоваться самостоятельно с защитными реле для обеспечения более продвинутых функций защиты, например, обнаружения замыкания на землю. Некоторые производители предохранителей среднего напряжения сочетают в себе характеристики защиты от перегрузки по току, присущие плавному элементу, с гибкостью релейной защиты, добавляя пиротехническое устройство к предохранителю, управляемое внешними защитными реле. Для бытовых нужд широко используются миниатюрные автоматические выключатели (MCB) в качестве альтернативы предохранителям. Их номинальный ток зависит от тока нагрузки защищаемого оборудования и температуры окружающей среды. Они доступны со следующими номинальными токами: 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 45А, 50А, 63А, 80А, 100А, 125А.

Великобритания

В Великобритании старые электрощиты (также называемые ящиками предохранителей) оснащаются либо полузакрытыми (восстанавливаемыми) предохранителями (BS 3036), либо картриджными предохранителями (BS 1361). (Провод для предохранителей обычно поставляется потребителям в виде коротких отрезков проволоки номиналом 5 А, 15 А и 30 А, намотанных на кусок картона.) Современные электрощиты обычно содержат автоматические выключатели (АВ) вместо предохранителей, хотя иногда все еще используются картриджные предохранители, поскольку в некоторых применениях АВ склонны к ложным срабатываниям. Восстанавливаемые предохранители (восстанавливаемые или картриджные) позволяют пользователю производить замену, но это может быть опасно, так как легко установить предохранительный элемент с более высоким номиналом или двойной элемент (перемычка или проволока) в держатель (перегрузка), или просто вставить медную проволоку или даже совершенно другой тип проводящего объекта (монеты, шпильки, скрепки, гвозди и т.д.) в существующий держатель. Одним из видов злоупотребления ящиком предохранителей было вставление монеты в гнездо, что отключало защиту от перегрузки по току и приводило к опасной ситуации. Такое вмешательство не будет видно без полной проверки предохранителя. По этой причине в Северной Америке никогда не использовался провод для предохранителей, хотя восстанавливаемые предохранители продолжают производиться для распределительных щитов. Электрощит Wylex был очень популярен в Соединенном Королевстве до тех пор, пока правила электроустановок не начали требовать устройств защитного отключения (УЗО) для розеток, которые могли бы питать оборудование за пределами зоны выравнивания потенциалов. Конструкция не предусматривает установку УЗО или автоматических выключателей с УЗО (АВЗУ). Некоторые стандартные модели Wylex были изготовлены с УЗО вместо главного выключателя, но (для электрощитов, питающих всю установку) это больше не соответствует правилам электроустановок, поскольку системы сигнализации не должны быть защищены УЗО. Существует два типа цоколей предохранителей, которые можно прикрутить к этим щитам: один предназначен для держателей восстанавливаемого провода, а другой – для держателей картриджных предохранителей. Со временем автоматические выключатели были разработаны для обоих типов цоколей. В обоих случаях держатели с более высоким номиналом имели более широкие контакты, поэтому держатель нельзя было заменить на держатель с более высоким номиналом без замены цоколя. Держатели картриджных предохранителей также теперь доступны для корпусов DIN-рейки.

Северная Америка

В Северной Америке предохранители использовались в зданиях, электропроводка которых была выполнена до 1960 года. Эти предохранители с цоколем Эдисона вкручивались в патрон предохранителя, аналогичный патрону ламп накаливания с цоколем Эдисона. Номиналы составляли 5, 10, 15, 20, 25 и 30 ампер. Чтобы предотвратить установку предохранителей с избыточным номинальным током, более поздние распределительные коробки включали в себя элементы, предотвращающие установку (отвергающие элементы) в патроне держателя предохранителя, обычно известные как "Отвергающий цоколь" (предохранители типа S), которые имеют меньший диаметр, варьирующийся в зависимости от номинала предохранителя. Это означает, что предохранители могут быть заменены только предохранителями заданного номинала (типа S). Это североамериканский трехсторонний стандарт (UL 4248–11; CAN/CSA C22.2 NO. 4248.11 07 (R2012); и NMX J 009/4248/11 ANCE). Существующие распределительные щиты с предохранителями Эдисона можно легко переоборудовать для использования только предохранителей с "Отвергающим цоколем" (типа S), вкрутив защищенный от несанкционированного доступа адаптер. Этот адаптер вкручивается в существующий держатель предохранителя Эдисона и имеет резьбовое отверстие меньшего диаметра для установки предохранителя с номиналом типа S. Некоторые компании производят миниатюрные тепловые автоматические выключатели с возможностью повторного включения, которые вкручиваются в патрон предохранителя. Некоторые установки используют эти автоматические выключатели с цоколем Эдисона. Однако любой такой выключатель, продаваемый сегодня, имеет один недостаток. Его можно установить в корпус автоматических выключателей с дверцей. Если это так, то закрытая дверца может удерживать кнопку сброса выключателя. В этом состоянии выключатель фактически бесполезен: он не обеспечивает никакой защиты от перегрузки по току. В 1950-х годах предохранители в новых жилых и промышленных зданиях для защиты групповых цепей были заменены автоматическими выключателями низкого напряжения. Предохранители широко используются для защиты цепей электродвигателей; при небольших перегрузках схема защиты двигателя автоматически отключает управляющий контактор, а предохранитель сработает только при коротком замыкании или чрезмерной перегрузке.

Координация предохранителей в серии

Если несколько предохранителей соединены последовательно на различных уровнях системы распределения электроэнергии, желательно, чтобы сработал (перегорел) только предохранитель (или другое устройство защиты от перегрузки по току), электрически ближайший к месту неисправности. Этот процесс называется "координацией" и может потребовать построения временных-токовых характеристик двух предохранителей на общей токовой оси. Предохранители подбираются таким образом, чтобы предохранитель в ответвлении с меньшей нагрузкой отключал свою цепь значительно раньше, чем начнет плавиться питающий предохранитель. Таким образом, прерывается только неисправная цепь с минимальным воздействием на другие цепи, питаемые от общего питающего предохранителя. Если предохранители в системе одинакового типа, можно использовать простое эмпирическое соотношение между номиналами предохранителя, ближайшего к нагрузке, и следующего предохранителя по направлению к источнику питания.

Снабжительные предохранители

Так называемые самовосстанавливающиеся предохранители используют термопластический проводящий элемент, известный как термистор с полимерным положительным температурным коэффициентом (PPTC), который ограничивает ток в цепи при возникновении перегрузки по току (путем увеличения сопротивления устройства). Термистор PPTC самовосстанавливается, то есть при прекращении подачи тока устройство охлаждается и возвращается к низкому сопротивлению. Эти устройства часто применяются в аэрокосмической и ядерной отраслях, где замена затруднена, или на материнской плате компьютера, чтобы короткое замыкание в мыши или клавиатуре не приводило к повреждению материнской платы.

Термобезопасители

Термопредохранитель часто встречается в бытовой технике, такой как кофеварки, фены или трансформаторы, питающие небольшие потребительские электронные устройства. Он содержит плавкий, чувствительный к температуре состав, который удерживает нормально замкнутый пружинный контактный механизм. Когда окружающая температура становится слишком высокой, состав плавится и позволяет пружинному контактному механизму разомкнуть цепь. Устройство может использоваться для предотвращения пожара в фене, например, путем отключения питания нагревательных элементов при прерывании воздушного потока (например, при остановке двигателя вентилятора или случайном блокировании воздухозаборника). Термопредохранители – это одноразовые, невосстанавливаемые устройства, которые необходимо заменить после срабатывания.

Ограничитель кабелей

Ограничитель кабеля аналогичен предохранителю, но предназначен исключительно для защиты низковольтных силовых кабелей. Он применяется, например, в сетях, где несколько кабелей могут использоваться параллельно. Он не предназначен для защиты от перегрузки, а защищает кабель при возникновении короткого замыкания. Характеристики ограничителя подбираются в соответствии с сечением кабеля таким образом, чтобы он отключал неисправность до повреждения изоляции кабеля.

Символ Юникода

Символ Unicode для схематического обозначения предохранителя, расположенный в блоке "Разное техническое", — (⏛).