Защита от КЗ электрической цепи автомобиля
Как можно защитить основную цепь питания автомобиля от КЗ? А именно главный провод от аккумулятора, питающий все, в том числе стартер/свечи накала (большие токи). Практическая сторона вопроса — есть модели авто, известные возгоранием из-за КЗ.
Цепь стартёра обычно не защищают, там кратковременный ток может быть до 600 А. Смысла нет! А вот всё остальное, в большинстве случаев, пускают через предохранитель 80 — 100 — 120 А.
Аккумулятор в багажнике — провод идет частично в багажнике, а частично под днищем, в точке перехода под днище рассыпается изоляция — КЗ и пожар часто на парковке. Есть даже отзывная кампания по этому поводу, но они просто один раз проверяют состояние кабеля и все… Я стараюсь периодически смотреть, что там происходит, но это в основном со стороны багажника, вот и появляются мысли, что еще можно сделать. В сети много таких случаев BMW e60
Ну возьмите тогда предохранитель от электромобиля, там они 350 и более Ампер раз так хочется.
Провод в селиконовой изоляции решит вашу проблему
Шланг тонкостенный силиконовый вдоль разрежьте и оденьте на кабель. Силикон не стареет как всякие резины. Ну и сверху мотнуть изолентой, если доступ есть
Защита электрических цепей в автомобиле
Для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий в них устанавливают предохранители. Кроме цепей систем пуска и зажигания, все цепи защищаются предохранителями. Установка предохранителей в цепь заряда аккумуляторной батареи не является обязательной. Как правило, на современных автомобилях применяется раздельная защита цепей внешних световых приборов правой и левой сторон. На автомобилях широкое применение получили плавкие и термобиметаллические предохранители.
Выбор предохранителей производится с учетом их быстродействия и соотношения между номинальным и критическим током. Основной характеристикой предохранителя является зависимость времени срабатывания предохранителя от тока нагрузки. Предохранитель обеспечивает надежную защиту цепи, если время его срабатывания меньше времени нагрева провода до предельной температуры от тока короткого замыкания.
Плавкие предохранители имеют вставку из легкоплавкого металла или луженой медной проволоки небольшого сечения. Рассчитываются плавкие вставки на длительное протекание тока номинальной величины. При увеличении тока на 50 % плавкая вставка расплавляется в течение 1 мин. Для удобства эксплуатации плавкие предохранители объединяют в блоки, состоящие из трех и более предохранителей.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Термобиметаллические предохранители отключают цепь в случаях, когда нагрузка превысит номинальную на 150%. Время срабатывания предохранителя не превышает 20 с. На автомобилях применяются термобиметаллические предохранители много- и однократного действия.
Предохранители многократного действия чаще всего устанавливаются в цепях освещения и стеклоочистителя.
Предохранитель в цепи освещения рассчитан на предельную силу тока 20 А и устанавливается на центральном переключателе. Он подключается в цепь выводами. Контактные пластины изолированы друг от друга плотной бумагой. Контакт пластин осуществляется через серебряные контакты, замкнутые усилием упругой биметаллической пластины. Пластина изолирована от упора пластмассовыми шайбами.
Предохранитель в цепи стеклоочистителя (рис. 1, б) рассчитан на предельную силу тока 10 А. Он подключается в цепь выводами, установленными в пластмассовом корпусе. Цепь от правого вывода к левому проходит через биметаллическую пластину, контакт, регулировочный винт (им предохранитель регулируют на заданную силу тока) и токоведущую пластину.
Работают предохранители многократного действия следующим образом. При силе тока меньше предельной нагрев биметаллической пластины мал, она деформируется незначительно, и контакты остаются замкнутыми. При токе, равном предельному значению, биметаллическая пластина нагревается настолько, что, деформируясь, размыкает контакты.
При разомкнутой цепи ток по биметаллической пластине не проходит, она охлаждается и вновь замыкает контакты. Процесс размыкания и замыкания контактов будет повторяться до тех пор, пока не устранена причина, вызвавшая увеличение силы тока.
Термобиметаллические предохранители однократного действия изготовляют на предельные значения тока 5, 10, 15, 20 А и более. Они устанавливаются в цепях различных потребителей.
Предохранитель (рис. 1, в) подключается в цепь выводами. Ток протекает по пластинам, контактам и биметаллической пластине. Конструкция монтируется на пластмассовом корпусе.
При перегрузке или коротком замыкании пластина нагревается и выгибается в другую сторону, размыкая контакты. После охлаждения пластина не возвращается в первоначальное положение. Для замыкания цепи необходимо нажать на кнопку и пластина примет первоначальную форму, а возврат кнопки осуществляется пружиной.
Величина тока размыкания регулируется винтом, снабженным контргайкой.
Провода, применяемые на автомобилях для передачи электрической энергии от источников к потребителям, находятся под постоянным воздействием тряски и нефтепродуктов, большого перепада температур. В связи с этим к проводам предъявляются высокие требования.
Для монтажа цепей низкого напряжения на автомобилях применяются провода марок ПГВА и ПВА (провода гибкие с изоляцией из поливинилхлоридного пластика, автомобильные). Гибкость этих проводов достигается тем, что их жилу делают не из одной толстой, а из нескольких тонких проволок, свитых в один пучок. Изоляция из поливинилхлоридного пластика не подвержена действию нефтепродуктов, истиранию, эластична. Изоляция проводов марки ПГВА работоспособна при температурах от —40 до +70°С, а проводов марки ПВА — от —40 до + 105 °С.
Выбор сечения жилы провода определяется допустимой величиной тока нагрузки, падением напряжения в цепи и механической прочностью провода.
Расчет по допустимой величине тока нагрузки сводится к определению допустимого тока, при котором провод не нагревается выше температуры, которая ограничивается теплостойкостью изоляции. По допустимой нагрузке рассчитывают главную питающую цепь (плюсовую) и цепи питания некоторых потребителей (звукового сигнала, стеклоочистителей).
По допустимому падению напряжения рассчитывают цепь питания электродвигателя стартера и приборов освещения.
Цепи, по которым протекает ток не более 1А, рассчитывают по допустимой механической прочности.
Для питания стартеров применяют провода сечением 16— 70 мм2, а для питания других потребителей — от 0,5 до 6 мм2.
Для удобства монтажа провода объединяются в жгуты, сплетенные хлопчатобумажной изоляцией. Поэтому для удобства отыскания нужного провода изоляция каждого провода в жгуте имеет свою окраску. Жгуты при прокладывании крепят металлическими или пластмассовыми скобами. Нормы допускаемых токовых нагрузок проводов при прокладке в жгутах уменьшаются с увеличением количества проводов в жгуте. Это объясняется тем, что с увеличением проводов в жгуте ухудшается отвод тепла от провода.
В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять надежность крепления проводов, так как в случае неплотного крепления провода перетираются в местах крепления при тряске. Это может привести к замыканию на корпус и в ряде случаев к неисправностям отдельных приборов.
Типы автомобильных предохранителей и их функции
Для защиты электрических цепей автомобиля от перегрузок применяют плавкие либо многоразовые вставки, расположенные в монтажных коробках. Существуют различные виды предохранителей для авто, отличающиеся способом установки и техническими характеристиками. Перед проведением ремонта необходимо открыть распределительную коробку и узнать тип и номинал вышедшего из строя защитного элемента.
Для чего нужны предохранители в автомобиле?
Автомобили оборудованы бортовой электрической сетью, рассчитанной на напряжение 12 В или 24 В. Жгуты электропроводки состоят из отдельных проводов с цветной изоляцией, позволяющей определить назначение кабеля. Медные жилы рассчитаны на подключение потребителей, имеющих предельно допустимую мощность. В случае короткого замыкания происходит перегрев металла с оплавлением или возгоранием проводки и машины.
Предохранители не допускают неконтролируемый рост силы тока и предотвращают возникновение аварийных или пожароопасных ситуаций.
Устройство и классификация предохранителей
Для защиты электропроводки легковых или грузовых автомобилей используют предохранители:
Ряд производителей автомобильной техники использует для защиты цепей, находящихся под высокой нагрузкой, ленточные элементы. Пластины крепят к контактам винтами или гайками, номинал предохранителя нанесен на лицевой части детали. Ленточные планки применяют в цепях генераторов или в линиях питания мощных потребителей (сила тока до 110 А-140 А). Для защиты коробки от расплавленного металла, образующегося при срабатывании, на пластину надевают пластиковый чехол.
С начала 2000-х гг. на автомобилях стали использовать кассетные элементы, оснащенные пластиковым корпусом с направляющими выемками.
Верхняя часть закрыта прозрачной крышкой с указанием номинала. Существуют предохранители форматов микро-10, микро-14 и мини-14, выдерживающие силу тока от 15 А до 80 А. На некоторых автомобилях встречаются кассетные вставки-клипсы, имеющие номинал 25 А либо 30 А.
Цилиндрические модификации
Цилиндрический защитный элемент состоит из пластикового корпуса, металлических колпачков на торцах и соединительной планки, которая разрушается при повышении силы тока свыше номинала. Предохранители устанавливают в блоки с пружинными контактами, промышленность выпускает несколько разновидностей элементов, отличающихся допустимой нагрузкой.
Цилиндрические вставки используются на отечественных машинах и в 2021 г. (например Lada 4×4 FL), зарубежные производители начали переходить на ножевые планки во второй половине 80-х гг.
На иномарках и машинах отечественного изготовления встречаются вставки с керамическим корпусом, выдерживающим повышенные температуры.
Изделия имеют размер 6×25 мм (по стандарту DIN 75581/1) и маркируются как Bosch Torpedo Fuse либо Bussman GBC Fuse. В радиоприемниках могут устанавливаться вставки со стеклянным корпусом, позволяющим видеть состояние соединительной нити. Номинал редко превышает 5 А, на концах прозрачной трубки расположены металлические стаканы, к которым припаяна перемычка.
Ножевые защитные планки
Классическая ножевая вставка состоит из корпуса, выполненного из термостойкого прозрачного пластика с пигментом, и металлических контактов. Внутри кожуха расположена перемычка, которая сгорает при прохождении тока, имеющего силу выше номинального значения. Элемент устанавливается в блок вручную, на ножках выполнены скосы, облегчающие монтаж. Для снятия используют пластиковые щипцы, хранящиеся в отдельном гнезде в предохранительной коробке (место укладки зависит от модели и производителя автомобиля).
Международные стандарты регламентируют цветовую маркировку вставок, позволяющую определить номинал. Например, желто-оранжевый пластик используют для планок, рассчитанных на силу тока 5 А, а зеленые элементы выдерживают до 30 А.
Помимо стандартных предохранителей выпускаются изделия форматов макси и мини, отличающиеся размерами корпусов и контактных пластин.
Термические разновидности
Биметаллические защитные вставки состоят из корпуса, пружинного контакта и металлических ножек. При прохождении тока, имеющего силу выше допустимого (номинального) порога предохранитель срабатывает, отсекая подачу питания. Размыкание происходит из-за перегрева контактной пластины либо активации электромагнитной защиты. Владельцу автомобиля необходимо устранить причину замыкания, а затем вернуть предохранитель в рабочее состояние путем нажатия на кнопку или рычаг, расположенный на корпусе.
Сравнение размеров автомобильных предохранителей
Размеры и особенности основных типов предохранителей для легковых и грузовых машин:
.jpg "Защита электрических цепей в автомобиле")
Лучшие производители предохранителей
Автомобильные предохранители изготавливают в соответствии с международным нормативом ISO 8820-1-2014, предписывающим:
В перечень лучших изготовителей вошла продукция компаний:
Рекомендации по выбору
Перед покупкой комплекта защитных планок следует изучить информацию, указанную на упаковке. Если на таре отсутствуют данные об изготовителе, то рекомендуется отказаться от приобретения. Мелкие компании используют пластик низкого качества, который разрушается от перепадов температур.
Сечение или материал металлических перемычек может не соответствовать требованиям, при возникновении аварийной ситуации предохранитель не разорвет цепь либо воспламенится.
Рекомендуется приобретать вставки с прозрачными корпусами. Ряд производителей использует матовый пластик, не позволяющий видеть состояние перемычки при осмотре сбоку. Для проверки необходимо заглянуть в контрольное окно, выполненное в верхней плоскости корпуса. Следует покупать предохранители в крупных магазинах, в мелких торговых точках велик риск приобретения контрафактной продукции.
Почему важно не перепутать предохранители?
Если плавкий предохранитель вышел из строя (например, перегорел из-за случайного короткого замыкания), то необходимо установить элемент с номиналом, не превышающим заводское значение. Применять скрепки, куски фольги или вставки, рассчитанные на повышенную силу тока, запрещено. В случае неисправности потребителей возрастет нагрузка на электропроводку, что приведет к возгоранию автомобиля. Информация о номиналах указывается на крышке предохранительного блока, корпусе вставки (касается ножевого типа) или рядом с гнездом для установки элемента.
Не следует использовать планки, рассчитанные на меньшую силу тока, поскольку при включении потребителя перемычка расплавится, не выдержав нагрузку. Если после установки предохранителя, соответствующего номиналу, происходит повторный выход из строя, то следует проверить цепь. Причиной дефекта может быть замыкание внутри оборудования либо повреждение изоляции кабеля, приводящее к контакту жилы с кузовом автомобиля. Эксплуатировать машину с неисправной электрической проводкой не следует из-за риска возникновения пожара.
Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять
Машины год от года становятся все умнее – они уже самостоятельно вращают рулем, меняют жесткость подвески, делают водителю массаж пятой точки и многое другое… Однако конечный исполнительный механизм большинства электрических цепей автомобиля, скромная «рабочая лошадка» – это реле, практически не изменившее свою конструкцию аж с 1831 года, когда впервые было изобретено… Что обычному автовладельцу полезно знать о реле?
Как устроено и применяется реле
К ак известно, габариты и мощность выключателя, коммутирующего мощную нагрузку, должны этой нагрузке соответствовать. Нельзя включить такие серьезные потребители тока в автомобиле, как, скажем, вентилятор радиатора или обогрев стекла крошечной кнопочкой – её контакты просто сгорят от одного-двух нажатий. Соответственно, кнопка должна быть крупной, мощной, тугой, с четкой фиксацией положений on/off. К ней должны подходить длинные толстые провода, рассчитанные на полный ток нагрузки.
Но в современном автомобиле с его изящным дизайном интерьера места таким кнопкам нет, да и толстые провода с дорогостоящей медью стараются применять экономно. Поэтому в качестве дистанционного силового коммутатора чаще всего применяется реле – оно устанавливается рядом с нагрузкой или в релейном боксе, а управляем мы им с помощью крошечной маломощной кнопочки с подведенными к ней тоненькими проводками, дизайн которой легко вписать в салон современной машины.
Внутри простейшего типичного реле располагается электромагнит, на который подается слабый управляющий сигнал, а уже подвижное коромысло, которое притягивает к себе сработавший электромагнит, в свою очередь замыкает два силовых контакта, которые и включают мощную электрическую цепь.
В автомобилях чаще всего используются два типа реле: с парой замыкающих контактов и с тройкой переключающих. В последнем при срабатывании реле один контакт замыкается на общий, а второй в это время отключается от него. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе – замыкающими, размыкающими, переключающими. Но встречаются они существенно реже.
Обратите внимание, что на нижеприведенной картинке у реле с переключающей контактной тройкой рабочие контакты пронумерованы. Пара контактов 1 и 2 называется «нормально замкнутые». Пара 2 и 3 – «нормально разомкнутые». Состоянием «нормально» считается состояние, когда на обмотку реле НЕ подано напряжение.
Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:
Герметичное реле из комплекта нештатного ксенона выглядит иначе. Залитый компаундом корпус позволяет ему надежно работать при установке вблизи фар, где водяной и грязевой туман проникают под капот через решетку радиатора. Цоколевка выводов – нестандартная, поэтому реле комплектуется собственным разъемом.
Для коммутации больших токов, в десятки и сотни ампер, используют реле иной конструкции, нежели описанные выше. Технически суть неизменна – обмотка примагничивает к себе подвижный сердечник, который замыкает контакты, но контакты имеют значительную площадь, крепление проводов – под болт от М6 и толще, обмотка – повышенной мощности. Конструктивно эти реле сходны со втягивающим реле стартера. Применяются они на грузовых машинах в качестве выключателей массы и пусковых реле того же стартера, на разной спецтехнике для включения особо мощных потребителей. Нештатно их используют для аварийной коммутации джиперских лебедок, создания систем пневмоподвески, в качестве главного реле системы самодельных электромобилей и т.п.
К слову, само слово «реле» переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился сей термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи. Малая мощность гальванических батарей того времени не позволяла передавать точки и тире на дальние расстояния – все электричество «гасло» на длинных проводах, и доходившие до корреспондента остатки тока были неспособны шевельнуть головку печатающего аппарата. В результате линии связи стали делать «с пересадочными станциями» – на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое уже, в свою очередь, открывало путь току из свежей батареи – и далее, и далее…
Что нужно знать о работе реле?
Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…
Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.
Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».
Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.
Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.
Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.
В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод – тут уже полярность важна.
Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.
Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.
Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.
Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.
Проверка реле
При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.
Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).
На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.
Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.
Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.