Eine HRC-Sicherung (High Rupturing Capacity) ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal für elektrische Geräte und schützt sie vor Schäden durch übermäßige Ströme. In einem elektrischen System fließt Strom normalerweise innerhalb einer bestimmten Grenze. Wenn der Strom jedoch diesen Grenzwert überschreitet, kann es zu Problemen wie Kurzschlüssen kommen. Zu viel Strom kann auch dazu führen, dass die Dinge sehr heiß werden und die angeschlossenen Geräte beschädigt werden. Um diesen Schaden im Störungsfall zu vermeiden, verwenden wir elektrische Sicherungen. Bei diesen Sicherungen handelt es sich um Geräte mit einem Teil, das schmilzt und den Stromkreis unterbricht, wenn der Strom einen bestimmten Wert überschreitet. Sie sind der empfindlichste Teil eines Stromkreises. Es gibt verschiedene Arten von Sicherungen. In diesem Artikel geht es um HRC-Sicherungen und es wird erklärt, wie sie funktionieren, wie sie hergestellt werden und wo sie verwendet werden.
Inhaltsverzeichnis
Hohe Berstkapazität
Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC) gibt es in verschiedenen Formen und Größen, die jeweils für bestimmte Verwendungszwecke konzipiert sind. Das Wichtigste an einer HRC-Sicherung ist, dass sie zu viel Strom in einem Stromkreis stoppen kann, selbst wenn dieser weit über dem Normalwert liegt. Dies hängt davon ab, woraus die Sicherung besteht und wie sie aufgebaut ist, und nicht nur von dem Teil im Inneren, der schmilzt. Wenn eine HRC-Sicherung kaputt geht, müssen Sie sie ersetzen. Es besteht aus einem Sicherungsdraht, der den Kurzschlussstrom für eine bestimmte Zeit sicher leitet.
Wichtige Terminologien der HRC-Sicherung
Eine HRC-Sicherung (High Rupturing Capacity) ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal für elektrische Geräte und schützt sie vor Schäden durch übermäßige Ströme. Wenn der Strom in einem Stromkreis einen festgelegten Grenzwert überschreitet, schmilzt der Sicherungsdraht, wodurch die Stromkreisverbindung unterbrochen und Schäden am Gerät verhindert werden. Hier werden einige Schlüsselbegriffe im Zusammenhang mit HRC-Sicherungen erklärt:
- Hohe Berstkapazität: Dies beschreibt die Fähigkeit der Sicherung, die Stromkreisverbindung zu trennen, wenn der Strom im Stromkreis einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
- Sicherungselement: Dies ist der Teil der Sicherung, der schmilzt und die Stromkreisverbindung unterbricht, wenn der Strom im Stromkreis einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
- Schmelzverbindung: Diese Komponente der Sicherung schmilzt und unterbricht die Stromkreisverbindung, wenn der Strom im Stromkreis einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
- Lichtbogenzeit: Dies ist die Zeitdauer, die die Sicherung benötigt, um die Stromkreisverbindung zu unterbrechen, nachdem der Strom im Stromkreis einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
- Schaltvermögen: Dies bezeichnet den maximalen Strom, den die Sicherung sicher unterbrechen kann, ohne dass es zu Schäden am Gerät kommt.
In der HRC-Sicherung verwendetes Material
- Das Außengehäuse der Sicherung besteht aus Keramik, einem hochwertigen Isoliermaterial, das wirksam vor der Gefahr eines Stromschlags oder einer unbeabsichtigten Beschädigung bei Kontakt schützt. Innerhalb dieses Keramikkörpers ist eine pulverförmige Substanz gleichmäßig verteilt.
- Dieses Pulver kann aus verschiedenen Materialien wie Quarzsand, Gips, Marmor, Kreide usw. bestehen und das wesentliche Funktionselement der HRC-Sicherung (High Beruting Capacity) bilden.
- Im Wesentlichen verbraucht sich das Metallband selbst, wenn es aufgrund von Überstrom einer Temperatur über einem bestimmten Schwellenwert ausgesetzt wird. Dieser Temperaturanstieg entspricht dem erhöhten Stromfluss.
- Bei der HRC-Sicherung ist jedoch das Metallband von der oben genannten Pulversubstanz umhüllt. Dieser Stoff dient der Wärmeaufnahme bis zu einer bestimmten Grenze.
- Zwischen dem Füllpulver und dem Silberdampf (dem Material des Bandes) kommt es zu einer chemischen Reaktion, die zur Bildung eines hochohmigen Materials führt.
- Dieses Material spielt eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung des Auftretens von Lichtbögen innerhalb der Sicherung. Letztendlich verhindert das Pulver, dass das Metallband seine kritische Temperatur überschreitet.
Bau von HRC
HRC-Sicherungen (High Rupturing Capacity) werden aus Materialien hergestellt, die hohen Temperaturen standhalten, wie z. B. Keramik für die Außenhülle. Im Inneren dieses Keramikkörpers befinden sich Endkappen aus Metall, die fest mit einem stromführenden Element aus Silber verbunden sind. Das Innere des Sicherungskörpers ist mit einem Pulver gefüllt, das normalerweise aus Materialien wie Quarz, Gips, Staub, Marmor, Kreide und mehr besteht. Diese Materialwahl trägt dazu bei, dass die Sicherung nicht zu heiß wird, indem sie die während des Betriebs entstehende Wärme absorbiert und verteilt.
Wenn das Element in der Sicherung schmilzt, kommt es zu einer chemischen Reaktion zwischen dem Füllpulver und dem verdampften Silber. Dadurch entsteht ein Material mit hohem Widerstand, das dazu beiträgt, die Funkenbildung innerhalb der Sicherung zu reduzieren. Normalerweise wird Kupfer oder Silber als Sicherungselement gewählt, da sie dem Stromfluss keinen großen Widerstand entgegensetzen. Das Sicherungselement besteht normalerweise aus zwei oder mehr Abschnitten, die durch Zinnverbindungen verbunden sind. Die Verwendung von Zinnverbindungen ist von entscheidender Bedeutung, da ihr niedrigerer Schmelzpunkt (2400 °C) im Vergleich zu Silber (980 °C) verhindert, dass die Sicherung bei Kurzschlüssen oder Überlastungen extrem hohe Temperaturen erreicht.
HRC-Sicherung
Arbeitsweise von HRC
Die dabei entstehende Wärme verdampft das darin enthaltene Silberelement, wodurch eine chemische Reaktion zwischen dem Element und dem Pulver stattfindet – so trägt die gebildete Substanz dazu bei, den Lichtbogen in der Sicherung zu löschen. Die Komponente in einer HRC-Sicherung ähnelt stark der einer typischen Sicherung. Es besteht normalerweise aus einem Metall, oft Silber, das so konstruiert ist, dass es bei einer bestimmten Temperatur schmilzt. Wenn die Sicherung innerhalb ihrer normalen Stromgrenzen arbeitet, verteilt sich die im Element erzeugte Wärme unschädlich und schützt so das Element. Wenn der Strom jedoch den Standardbereich überschreitet, überhitzt das Element und schmilzt in vordefinierten Bereichen, was dazu führt, dass die Sicherung öffnet und den Stromfluss unterbricht. In solchen Fällen ist ein Austausch der Sicherung erforderlich.
Das Design des Sicherungselements spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der elektrischen Eigenschaften der Sicherung und beeinflusst Faktoren wie ihre Ansprechzeit, ihre Fähigkeit, Fehlern standzuhalten, und ihre Fähigkeit, sowohl Stromstärke als auch Spannung zu verarbeiten.
Unter normalen Betriebsbedingungen
Bei einer 63-Ampere-HRC-Sicherung bleibt der durch den Stromkreis fließende Strom innerhalb des angegebenen Grenzwerts der Sicherung. Dadurch bleibt die Temperatur des Sicherungselements unter seinem Schmelzpunkt und sorgt dafür, dass der Sicherungsdraht nicht schmilzt. Dadurch kann die Sicherung wie vorgesehen funktionieren und der Strom kann störungsfrei durchfließen.
Im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überlastung
Der Strom im Stromkreis übersteigt die 63-Ampere-Nennleistung der HRC-Sicherung. Allerdings schmilzt die Sicherung nicht, da das Füllpulver im Inneren die durch den erhöhten Strom entstehende Wärme absorbiert. Durch die wärmeabsorbierenden Eigenschaften des Füllpulvers wird ein Temperaturanstieg des Sicherungsdrahtes verhindert.
Unter Fehler- oder Überlastbedingungen
Dieser Sicherungstyp kann Ströme bis zum etwa 1,5-fachen seines Nennwerts, in diesem Fall etwa 94,5 Ampere, für eine Dauer von 10–12 Sekunden verarbeiten. Wenn der übermäßige Strom länger als 10–12 Sekunden anhält, schmilzt das Sicherungselement oder der Sicherungsdraht und verdampft, wodurch der Stromkreis letztendlich unterbrochen wird.
Arten von HRC-Sicherungen
- NH-Sicherung
- Din-Typ
- Klingenkontakt
HRC-Sicherung vom Typ NH
Diese Sicherungen bieten Schutz vor Kurzschlüssen und Überlastungen in Nieder- und Mittelspannungsanwendungen und schützen Motorstarter und verschiedene andere Geräte vor den Gefahren von Überlastung und Kurzschlüssen. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihres kompakten und leichten Designs eine praktische und robuste Wahl.
DIN-Sicherung
DIN-Sicherungen sind in einer Vielzahl von Nennströmen erhältlich und decken verschiedene Zwecke ab. Jede Sicherung verfügt über spezifische Eigenschaften, die für unterschiedliche Temperaturbedingungen geeignet sind. Diese Sicherungen sind vielseitig einsetzbar, passen sich unterschiedlichen Spannungspegeln an und sind wertvoll für Transformator Schutz, selbst in Situationen, in denen es keinen Sekundär- oder Backup-Schutz für Niederspannung (LV) gibt.
Sie beherrschen insbesondere die schnelle Beseitigung von Überströmen geringer Stärke und zeigen eine effektive Leistung in Kurzschlusssituationen. DIN-Sicherungen finden Anwendung in luft- und gasisolierten Schaltanlagen, Bergbaubetrieben, Transformatoren und der Aufteilung von Einspeisungen.
Flachsicherung
Dieser spezielle Sicherungstyp, bekannt als Steck- oder Flachstecksicherungen, verfügt über ein Kunststoffgehäuse und zwei Metallkappen, die zum Einstecken in eine Steckdose konzipiert sind. Diese Sicherungen werden häufig in Automobilen verwendet und bieten Schutz vor Kurzschlüssen in der Verkabelung. Sie werden auch in Motoren eingesetzt, um die Schutzmaßnahmen zu verbessern.
Flachsicherungen zeichnen sich durch ihr leichtes Design und ihren geringeren Abschaltstrom aus und sind in verschiedenen Größen und Formen mit jeweils unterschiedlichen Nennströmen erhältlich.
Eigenschaften der HRC-Sicherung
Die Funktion einer Sicherung besteht darin, dass ihr Element schmilzt. Dieses Schmelzen ist eine Folge der von I2RF erzeugten Wärme, wobei RF den Widerstand der Sicherung bezeichnet. Wenn der durch die Sicherung fließende Strom ansteigt, nimmt die entsprechende Wärmeentwicklung zu. Dadurch kann ein Sicherungselement bei einem erheblichen Fehlerstrom schnell weich werden, während es bei niedrigeren Fehlerstromwerten länger dauern kann. Diese Beziehung zwischen den Zeit- und Stromeigenschaften der Sicherung wird allgemein als Sicherungseigenschaften bezeichnet. Das Verständnis dieser Eigenschaften ist für die Auswahl einer geeigneten Sicherung für einen bestimmten Stromkreis von entscheidender Bedeutung.
- ich2t Eigenschaften
- Zeit-Strom-Eigenschaften
- Cut-Off-Eigenschaften
Vorteile der HRC-Sicherung
- Die Bedienung geht sehr schnell.
- Einfach zu gestalten.
- Die Wartungskosten sind gering.
- Zuverlässige Leistung.
- Geräuschloser und schadstofffreier Betrieb
- Hohe Zuverlässigkeit
Nachteile der HRC-Sicherung
- Sie sind nach dem Ausblasen nicht wiederverwendbar.
- Sie können zu einer Überhitzung benachbarter Kontakte führen.
- Es erzeugt Wärme, die sich auf die zugehörigen Kontakte auswirkt.
- Eine Verriegelung ist nicht anwendbar.
Anwendungen von HRC-Sicherung
HRC-Sicherungen haben bemerkenswerte Anwendungen wie:
- Bietet robusten Schutz für Radial- und Ringnetzwerke mit einem hohen Maß an Selektivität.
- Dient als Backup-Schutz für MCBs ( Miniatur-Leistungsschalter ).
- Gewährleistung der Sicherheit von Motorstromkreisen, die während des Betriebs kurzfristigen Überlastungen und Kurzschlüssen ausgesetzt sind.
- Bereitstellung eines Kurzschlussschutzes für Schaltgeräte wie Schütze und Leistungsschalter.
- Nützlich für den Motorschutz und den Transformatorschutz.
- Wird im Bergbau zum Schutz elektrischer Schaltkreise verwendet
- Wird als Backup-Schutz für verschiedene elektrische Systeme verwendet.
Abschluss
Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC) spielen in elektrischen Systemen eine entscheidende Rolle, da sie den erforderlichen Überstromschutz bieten, um die Sicherheit sowohl der Stromkreise als auch der angeschlossenen Geräte zu gewährleisten. Dies dient auch als Backup-Schutz und wird häufig verwendet. Deshalb haben wir hier ausführlich über die HRC-Sicherung und die damit verbundenen Begriffe gesprochen. Darüber hinaus werden HRC-Sicherungen in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter in Industrieanlagen, Energieversorgungsunternehmen, der Geräteherstellung sowie in Schalttafeln und Schalttafeln. Sie können verwendet werden, um dem Leistungsschalter mit hoher Stromkreiskapazität den Reserveschutz für das elektrische System zu bieten.
FAQs zur HRC-Sicherung
Was ist eine HRC-Sicherung?
Eine HRC-Sicherung, kurz für High Rupturing Capacity Fuse, ist eine entscheidende Komponente in Stromkreisen. Es besteht aus einem Leiter, der leicht schmilzt und den Stromkreis unterbricht, wenn der Strom einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dieser Sicherungstyp ist für die sichere Bewältigung von Kurzschlussströmen für eine bestimmte Dauer ausgelegt.
Warum wird in der HRC-Sicherung Füllpulver verwendet?
Das Gehäuse, das das Sicherungselement oder den Sicherungsdraht umgibt, ist mit einem Pulver gefüllt, das typischerweise aus reinem Quarz, Gips oder Marmorstaub besteht. Dieses Füllpulver dient als wirksames Lichtbogenlöschmittel.
Können HRC-Sicherungen sowohl für AC- als auch für DC-Anwendungen verwendet werden?
HRC-Sicherungen sind vielseitig und eignen sich sowohl für den Einsatz in AC- (Wechselstrom) als auch DC- (Gleichstrom) Stromkreisen. Um optimale Leistung und Sicherheit zu gewährleisten, ist es jedoch unbedingt erforderlich, Sicherungen zu wählen, die speziell für die jeweilige Stromart ausgelegt und ausgelegt sind.
Können wir HRC-Sicherungen für Hochspannungsanwendungen verwenden?
HRC-Sicherungen eignen sich für Hochspannungsanwendungen, da sie in verschiedenen Nennspannungen erhältlich sind und speziell für unterschiedliche Spannungsniveaus ausgelegt sind. Ihre Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz in einem breiten Spektrum von Anwendungen, einschließlich Systemen, die mit Hochspannung betrieben werden.