Sicherungsarten und ihre Anwendungen

Sicherungsarten und ihre Anwendungen

Es gibt viele Arten von Sicherungen, die einen Überstrom unterbrechen und den Stromkreis durch Schmelzen des Sicherungselements unterbrechen. Sie werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Wechselstromsicherungen und Gleichstromsicherungen. Außerdem werden die Sicherungen je nach Spannung und Bauart in verschiedene Typen eingeteilt. Sie sind:

Typen von Sicherungen

1. Gleichstromsicherungen

Gleichstromsicherungen erzeugen einen Lichtbogen, der schwieriger zu stoppen ist als Wechselstromlichtbögen, da im Stromkreis kein Nullstrom fließt. Um die Lichtbogenbildung bei Gleichstromsicherungen zu verringern, werden die Elektroden in größerem Abstand angebracht, wodurch die Größe der Sicherung im Vergleich zu Wechselstromsicherungen zunimmt.

1. Wechselstromsicherungen

In Wechselstromkreisen erlischt der Lichtbogen im Vergleich zu Gleichstromkreisen leicht. Denn die Frequenz der Wechselstromsicherungen ändert ihre Amplitude von 0º bis 60º in jeder Sekunde. Wechselstromsicherungen werden in zwei Kategorien unterteilt. Sie sind Niederspannungssicherungen und Hochspannungssicherungen.

2.1 Niederspannungssicherungen

Niederspannungssicherungen sind in elektrischen Anlagen sehr verbreitet und es gibt sie in verschiedenen Formen und Ausführungen. Niederspannungssicherungen haben eine Nennspannung von weniger als oder gleich 1.500V.

2.1.1 Patronensicherung (völlig geschlossener Typ)

Die Patronensicherung besteht aus einem hitze-widerstandsfähigen Keramikkörper, der an beiden Enden von einer Metallkappe umgeben ist. Das Füllmaterial wie Kreide, Gips, Quarz oder Marmorstaub umgibt den Körperraum, der als Lichtbogenlösch- und Kühlmedium dient. Sie werden häufig in der Industrie, in der Landwirtschaft und im Haushalt eingesetzt, z. B. in Sicherungstafeln, Klimaanlagen, Pumpen und Haushaltsgeräten

Diese Arten von Sicherungen werden in D-Typ- und Link-Typ-Sicherungen unterteilt.

2.1.1.1 D-Typ-Sicherung

Sie besteht aus einem Adapterring, einem Einsatz, einem Sockel und einer Kappe. Der Sicherungssockel ist mit der Sicherungskappe verbunden, und die Patrone wird durch den Adapterring im Inneren der Sicherungskappe gehalten. Der Stromkreis wird geschlossen, wenn die Spitze der Patrone den Leiter berührt.

2.1.1.2 Einschaltsicherung

Einschaltsicherungen werden auch als High Rupturing Capacity (HRC) bezeichnet. Eine HH-Sicherung hat ein hohes Ausschaltvermögen. Sie hat zwei metallische Enden auf beiden Seiten. Die Füllung der Sicherung mit pulverisiertem reinem Quarz wirkt als Lichtbogenlöschmittel. Das Sicherungselement besteht aus Silber oder Kupfer.

Das Sicherungselement führt den Kurzschlussstrom über einen langen Zeitraum. Während dieser Zeit schmilzt ein ungewisser Fehler und öffnet den Stromkreis. Die chemische Reaktion zwischen dem Silberdampf und dem Füllpulver bildet einen hohen Widerstand, der zur Löschung des Lichtbogens beiträgt.

Das Ausschaltvermögen der Sicherung wird erhöht, indem zwei oder mehr Silberdrähte parallel verwendet werden. Diese Art von Sicherungen ist sehr zuverlässig und wird in zwei Typen unterteilt: Blade-Typ-Sicherungen und Bolt-Down-Typ-Sicherungen.

Die Blade-Sicherungen sind auch als Spade- oder Plug-in-Sicherung bekannt. Automobilhersteller verwenden diese Sicherungen zum Schutz von Fahrzeugstromkreisen und halten hohen Temperaturen stand. Die Bolzen-Sicherung hingegen ist eine Spezialsicherung für Dieselfahrzeuge und nicht für Lastkraftwagen geeignet.

2.1.2 Wiederverwendbare Sicherung

Die wiederverwendbare Sicherung ist auch als Kit-Kat-Sicherung bekannt. Sie ist eine einfache und billigste Form einer Sicherung. Diese Sicherung eignet sich für die häusliche Verkabelung, z.B. in Häusern. Wenn die Sicherung durchbrennt, ist sie außerdem leicht zu ersetzen und wiederzuverwenden.

Sie besteht aus einem Sicherungssockel und einem Sicherungsträger. Die Konstruktion des Sicherungselements im Sicherungsträger verwendet verzinntes Kupfer, Blei oder Aluminium und Porzellan für den Sockel.

Der Sockel hat zwei Klemmen für die ein- und ausgehende Versorgung. Im Fehlerfall brennt das Sicherungselement durch und unterbricht den Stromkreis. Die durchgebrannte Schmelzsicherung kann durch eine neue ersetzt werden. Der Hauptvorteil dieser Art von Sicherung ist, dass sie wiederverwendbar ist, aber der Nachteil ist, dass sie weniger zuverlässig ist.

2.1.3 Striker-Sicherung

Diese Art von Sicherung hat einen mechanischen Indikator oder einen Schlagstift, der beim Auslösen der Sicherung durch die Sicherungskappe herausragt. Dies ermöglicht die visuelle Identifizierung einer durchgebrannten Sicherung und dient als Auslöser für externe Geräte. Sie kann für den Kurzschlussschutz von Mittelspannungsmotoren verwendet werden.

2.1.4 Dropout-Sicherung

Die Dropout-Sicherung ist eine Auslösesicherung zum Schutz von Transformatoren. Wenn das Sicherungselement schmilzt, fällt es aufgrund der Schwerkraft herunter und sorgt so für eine zusätzliche Isolierung.

2.1.5 Schalter-Sicherung

Schalter-Sicherungen werden für Nieder- und Mittelspannungsschaltungen verwendet. Sie können je nach Nennstrom in der Größenordnung des 3-fachen des Laststroms sicher auslösen.

2.2 Hochspannungssicherung

Transformatoren und Stromversorgungssysteme verwenden Hochspannungssicherungen. Das Sicherungselement besteht aus Materialien wie Kupfer, Silber oder Zinn. Die Nennspannung für Hochspannungssicherungen liegt über 1500V und bis zu 138000V. Sie werden in drei Typen unterteilt: Patronensicherung, Flüssigkeitsschmelzsicherung, Ausstoßsicherung.

2.2.1 Patronensicherung

Diese Patronensicherung ist ähnlich wie die Niederspannungsschmelzsicherung mit einigen zusätzlichen Eigenschaften. Die Sicherung hat die Form einer Spirale oder verwendet zwei parallel geschaltete Sicherungselemente, um den Koronaeffekt bei höheren Spannungen zu verhindern.

Eines der Sicherungselemente hat einen niedrigen Widerstand und das andere einen hohen Widerstand. Daher führt ein Draht mit niedrigem Widerstand den normalen Strom, der durchbrennt, und reduziert den Kurzschlussstrom während eines Fehlerzustands.

HV-HV-Sicherungen sind mit einer Nennspannung von 33kV mit einer Auslösekapazität von 8700A erhältlich.

2.2.2 Flüssige HH-Sicherung

Eine flüssige Sicherung (für hohe Ströme) besteht aus einem mit Tetrachlorkohlenstoff gefüllten Glasrohr, das an beiden Enden mit Messingkappen verschlossen ist. Der Schmelzdraht ist an einem Ende versiegelt und am anderen Ende der Glasröhre durch eine starke Spiralfeder aus Phosphorbronze fixiert. Die Flüssigkeit wirkt als Lichtbogenlöschmittel.

Die Sicherung brennt durch, wenn der Strom die Höchstgrenze überschreitet. Flüssigkeits-HV-Sicherungen schützen Transformatoren und Leistungsschalter. Sie halten Strömen bis zu 100A in Systemen bis zu 132kV stand.

2.2.3 HAK-Sicherung vom Expulsionstyp

Dieser Sicherungstyp ist eine entweichende Sicherung, bei der der Austreibungseffekt der durch den internen Lichtbogen erzeugten Gase zur Stromunterbrechung führt. Die Schmelzkammer der Sicherung enthält Borsäure. Daher hilft ein interner Lichtbogen beim Schutz von Einspeisungen und Transformatoren.

Sicherungsanwendungen

Einige der Anwendungen von Sicherungen für industrielle Anwendungen sind:

• Zum Schutz von Transformatoren, Motoren und Stromsystemen vor Überstrombedingungen
• In Einspeisungen, Leistungstransformatoren und Solarstromkreisen
• Elektrische Geräte und Hausverteilertafeln verwenden Sicherungen für Haushaltszwecke.
• Einsatz in Automobilen, Elektrofahrzeugen, Rennwagen, Schienen
• Sicherungen sind in Laptops, Festplattenlaufwerken, Druckern/Scannern und elektronischen Geräten vorhanden
• Einsatz in Spielsystemen und Smartphones

Abschluss

Es gibt verschiedene Arten von Sicherungen auf dem Markt und jede Sicherung hat ihre Vorteile und ihren Nutzen. Sie sind selbsttätige Bremsvorrichtungen zum Schutz von Lasten. Außerdem sind sie in Kabeln und Motoren zum Schutz vor Kurzschlüssen vorhanden.