Почему сильноточные амперметры не защищены предохранителем

9

Почему слаботочный диапазон на амперметре (200 мА) плавлен, а не диапазон 20 А?

Недавно я потерял мультиметр, потому что по ошибке подключил амперметр параллельно источнику питания.

У всех амперметров нет предохранителя на линии 20А, даже у якобы гибких в моих университетских лабораториях.

Хасан Надим
источник

Ответы:

13

Как говорит г-н Латроп, предохранитель увеличивает стоимость и снижает падение напряжения. Однако еще большая проблема заключается в том, что предохранители не очень хорошо защищают схемы. Чтобы гнездо плавкого предохранителя на 200 мА было полезным, амперметр должен быть способен постоянно выдерживать существенное состояние перегрузки по току в течение времени, в течение которого предохранитель перегорает. В диапазоне 200 мА это, вероятно, не слишком сложно. В диапазоне 10А это намного сложнее. Если токовый шунт 10 А не слишком массивный, он может быть поврежден из-за любых перегрузок, достаточных для того, чтобы перегореть предохранитель на 10 А. Кроме того, большинство счетчиков разработано с философией, согласно которой проводить неточные измерения хуже, чем отказываться их проводить.

Я полагаю, что на практике большинство амперметров достаточно хорошо защищены внутренним током, что при прямом подключении к жилой электросети они обычно разомкнуты, прежде чем загорятся. Кроме того, я не удивлюсь, если схема считывания и измерения напряжения будет достаточно изолирована от непредвиденного состояния, что она не будет повреждена электрическим током. С другой стороны, если текущий шунт физически не изолирован от всего остального, другая схема может все еще быть повреждена расплавленным или испаренным материалом из шунта. И, конечно же, « обычно » не означает «надежно».

Supercat
источник
Счетчики без предохранителя не должны приближаться к напряжению сети. Метр в сильноточной сети без подходящего предохранителя может легко взорваться, и я имею в виду взрыв.
SomeoneSomewhereSupportsMonica
@SomeoneSomewhere: это лучше?
суперкат
Да, намного лучше. Однако, как правило, предохранитель должен перегореть еще до того, как произойдет повреждение шунта или измерительных проводов.
Кто-то где-то поддерживаетMonica
16

Высококачественные мультиметры имеют предохранитель и другую защиту от перегрузки по току во всех диапазонах тока.

Например, мультиметры Fluke могут нормально работать при подключении к 250 В переменного тока во всех диапазонах измерения тока.

Fluke 87 V с маркировкой «Fused» на розетке 10АF87-V введите описание изображения здесьF77-IV Обратите внимание на отдельные предохранители с высокой разрывной емкостью (HRC) для входов 10A и 400 мА.

Некоторые дешевые мультиметры опускают эти средства защиты в качестве меры экономии.

См. Мультиметры, которые не соответствуют их требованиям безопасности.

И EEVBlog объяснение предохранителя предохранителя мультиметра

RedGrittyBrick
источник
6

Предохранитель может добавить некоторое падение напряжения при больших токах и, безусловно, увеличивает стоимость. Учтите, что стоимость - это не только сам предохранитель, который на самом деле довольно дешев, но и держатель, какой-то способ доступа к нему пользователя и т. Д. Это в основном компромисс цена / качество.

Некоторые амперметры имеют предохранители на максимальных значениях тока.

Олин Латроп
источник
3
Я думаю, что проблема заключается не только в самом предохранителе, но и в инженерных разработках, необходимых для защиты прибора во время его срабатывания.
суперкат
2
@Supe: Да, хорошая мысль. Если вы все равно собираетесь взорваться, вам не нужно быть таким крепким и, следовательно, дорогим.
Олин Латроп
2

Это не дешево, чтобы добавить безопасное и эффективное плавление на метр. Пока вы не превысите 100 долларов США за розничную стоимость счетчика, вы просто не сможете позволить себе сделать это правильно.

Вот те атрибуты, которые нам необходимы для правильного соединения в ручном цифровом мультиметре промышленного уровня:

  1. Здесь вы должны использовать дорогой предохранитель HRC , который стоит 6-10 долларов США каждый в количестве 1 КБ. (Высокопроизводительные цифровые мультиметры не являются предметами большого объема.) Отношение стоимости спецификации к розничным затратам в 3-5 раз выше для промышленных товаров, таких как цифровые мультиметры, поэтому только эта часть добавляет 20-30 долларов к розничной стоимости счетчика, сделав это самой дорогой частью, когда вы решили добавить безопасное и эффективное слияние в цифровой мультиметр.

    (Это в мире, где цифровые мультиметры за $ 10 серьезно относятся к некоторым приложениям.)

    Вы не можете использовать дешевый предохранитель, который вы обычно видите здесь, по нескольким причинам:

    • Дешевые предохранители не будут содержать высокоэнергетический взрыв. Для предохранителя нецелесообразно спасать прибор от пика 100А, если при этом он выбрасывает горячий горячий шлак на печатную плату, перекрывая удаленные точки, так что прибор выпускает свой волшебный дым сразу после замены вышедшего из строя предохранителя.

    • Несколько сгоревших устройств удерживаются в руке, пока предохранитель сидит и решает, ударить или нет. Когда вы подключаете свой ручной измеритель на 10 А к устройству, которое скоро выйдет из строя из-за выброса 100 А между точками измерения, вам действительно очень нужен предохранитель для быстрого и безопасного сбоя.

    • Дешевые предохранители предназначены для применений, где нормальный ток в установившемся режиме известен заранее, и поэтому вам нужно лишь немного превышать это значение, плюс, возможно, немного разрядной мощности, чтобы учесть пусковой ток при включении. ,

      Мы не используем DMM таким образом. Даже когда мы правильно используем цифровые мультиметры, мы намеренно подключаем их к неизвестным токам и источникам напряжения, потому что мы используем их для изучения этих значений. Когда мы растрачивать DMMs, как ваш случай , когда вы сбросили амперметр - почти мертвый короткий - через источник питания, нам нужно метр , чтобы защитить пользователя первых, и сам вторично.

    • Дешевые предохранители, как правило, ненадежны. В конце концов, они предназначены для разрушения.

    В конструкции оборудования есть старая шутка: самая дорогая часть на печатной плате выйдет из строя первой, чтобы защитить предохранитель. Вы должны использовать действительно хорошие предохранители, чтобы перевернуть эту шутку, чтобы получить правду, с которой вы готовы жить.

  2. Зажимы, необходимые для предохранителей HRC, не являются бесплатными. Они стоят около 30 центов в количестве на пару, что добавляет 2-3 доллара к розничной стоимости счетчика, если мы добавим второй комплект.

    Имейте в виду, что мы отличаемся от нижнего уровня здесь, где у вас есть два метра, висящие на колышке в хозяйственном магазине, один с отметкой $ 9,95, а другой с $ 11,95, а первый опережает второй, потому что, эй, два баксы!

  3. Предохранитель HRC ограничивает кинетическую энергию отказа в корпусе предохранителя, но мы также должны ограничивать электрическую энергию. Тип измерителя с внутренним или двумя предохранителями HRC предназначен для испытаний категории III или IV . Это означает переходные напряжения в тысячи вольт и практически неограниченные переходные токи.

    («Неограниченно», спросите вы? Если вы бросите медный стержень 0-го калибра на клеммы трансформатора силового полюса, медь исчезнет . Это настолько же близко к «неограниченному», что и здесь для наших целей.)

    Пространство, необходимое для ограничения этих энергий, увеличивает стоимость счетчика.

    Конечно, дополнительное пространство для печатных плат и пластик не являются высокими затратами, но, опять же, мы создаем здесь различие в пространстве продуктов, отделяя наш новый дизайн счетчиков от класса счетчиков за 10-20 долларов. То, что мы тратим здесь на немного дополнительной площади печатной платы и места в корпусе - как с точки зрения смолы, так и с точки зрения более высокой стоимости более крупной формы, необходимой для ее формования, - составляет значительную долю от общей розничной стоимости дешевого счетчика.

    Мы также хотим вырезать некоторые прорези на печатной плате, чтобы обеспечить защиту от взрывных щитов, вытянутых из стенки корпуса. (См. Рисунки Fluke от RedGrittyBrick .) Эти взрывные экраны служат резервной копией на случай выхода из строя предохранителя HRC или дуги его контактов. Вырезы также заменяют часть материала печатной платы FR4 воздухом, который является гораздо лучшим изолятором.

    Вырезы на печатных платах не являются бесплатными, но самая большая часть затрат приходится на добавление первого, который нам уже нужен по другим причинам: вокруг входных разъемов, между входным участком и измерительным участком и т. Д. дополнительные расходы на добавление еще нескольких сокращений.

    Эти дополнительные расходы невелики; десятки центов.

В целом, правильное слияние добавляет около 30 долларов США к розничной стоимости счетчика на диапазон. Таким образом, установка с двумя плавкими предохранителями, показанная на фото Fluke от RedGrittyBrick, составляет около 60 долларов от розничной стоимости.

Вот почему измеритель промышленного уровня стоимостью 50 долларов не имеет предохранителя HRC в обоих диапазонах тока.

Уоррен Янг
источник