Když se jmenovitý proud pojistkové vložky shoduje s proudem chráněného elektrického obvodu, je teplo generované topnou pojistkovou vložkou předáváno různým částem pojistky a jejich prostřednictvím do okolí. S rostoucím zatěžovacím proudem se zvyšuje teplota ohřevu pojistkové vložky a dalších částí pojistky.
Indikátory charakterizující pojistky jsou také závislost doby vyhoření pojistkové vložky na procházejícím proudu a také omezující vypínací proud, za který se považuje nejvyšší proud, který lze pojistkou vypnout, aniž by poškození narušilo její normální operace.
Když pojistkovou vložkou projde proud přesahující svůj jmenovitý proud, pojistková vložka shoří a přeruší elektrický obvod, čímž se odpojí chráněný prostor od zbytku elektroinstalace.
Pojistky s pojistkovou vložkou jsou konstrukčně jednoduchá, ale zároveň poměrně spolehlivá a ekonomická zařízení pro ochranu elektrických sítí a elektrických instalací s napětím do 1000 V.
Pojistka PR (obrázek 1, a) se skládá z kontaktních kolíků 1 a uzavřené, skládací kazety 3 bez náplně, uvnitř kterých je jeden nebo dva (v závislosti na jmenovitém proudu pojistky nebo provozním proudu v chráněném obvodu) pojistkové vložky.
Aby se zabránilo vypadnutí pojistky při elektrodynamických silách vyskytujících se v kontaktech při zkratech v elektrickém obvodu chráněném pojistkou, je v kontaktech zajištěn potřebný tlak. Jsou vytvořeny díky pružícím vlastnostem materiálu držáku kontaktního sloupku (u pojistek 15-60 A), ocelové kroužkové nebo talířové pružině (u pojistek 100-350 A) a speciální svěrce s rukojetí 2 namontované na kontaktu pošta.
Náboje (obrázek 1, b) pojistky PR jsou vláknitá trubice 4 o tloušťce stěny 3-6 mm, uvnitř které je pojistková vložka 5, a mosazné pouzdra 6 jsou na koncích přišroubovány s drážkami pro průchod pojistkové vložky.
Průchodky jsou opatřeny mosaznými krytkami 7, které slouží jako kontaktní díly pro pojistky se jmenovitými proudy do 60 A. U pojistek jmenovitých 100-1000 A jsou kontaktními díly měděné nože 9. Aby nedošlo k posunutí nožů, pojistka má pojistnou podložku 8 s drážkou pro nůž.
Pojistkové vložky (obrázek 1, c) jsou desky s jednou nebo více zužujícími se oblastmi. Při přetížení se pojistková vložka (obrázek 2, a) obvykle spálí v jedné zúžené části (obrázek 2, b) a při zkratech – v několika sekcích současně (obrázek 2, c).
Obrázek 1 – Odnímatelné pojistky PR pro jmenovité proudy 15-1000 A s neplnitelnými patronami:
a – celkový pohled, b – držáky pojistek pro jmenovité proudy 15-60A a 100-1000A, c – provedení pojistkových vložek; 1,9 – kontaktní stojánek a nůž, 2 – upínací rukojeť, 3 – skládací kartuše, 4 – vláknová trubice, 5 – tavná vložka, 6,7 – mosazná průchodka a uzávěr, 8 – upevňovací podložka
Obrázek 2 – Pojistkové vložky
Obrázek 3 – Demontovatelná pojistka PN s patronou naplněnou křemičitým pískem:
1 – porcelánová kartuše, 2 – tavná vložka, 3 – podložka, 4 – kontaktní nůž, 5 – výstupky pro vyjmutí kartuše z kontaktů a její instalaci do kontaktů, 6 – kryt kartuše
Pojistkové vložky jsou vyrobeny z plechu zinku Ts0 nebo Ts1 lisováním. Když se tavná vložka roztaví, páry zinku urychlí proces rekombinace iontů, čímž se zlepší podmínky pro deionizaci prostoru oblouku, což usnadňuje rychlé uhašení elektrického oblouku v patroně. Absence plniva v patroně zhoršuje podmínky pro uhašení elektrického oblouku, ke kterému dochází při přerušení elektrického obvodu přepálenou pojistkovou vložkou. Pokročilejší ve své konstrukci a vlastnostech jsou PN pojistky se skládací patronou plněnou křemičitým pískem.
Pojistka PN (obrázek 3) se skládá ze čtvercové vně a kulaté porcelánové patrony 1, ve které je umístěna pojistková vložka 2, přivařená k podložkám 3 zařezaných kontaktních nožů 4. Kontaktní nože vyčnívající z patrony jsou upevněny štěrbinami v krytech 6, připevněnými šrouby ke koncům kazety. Kartuše je naplněna suchým křemičitým pískem. Pro ochranu písku před vlhkostí je kazeta utěsněna těsněním z azbestu o tloušťce 0,8 – 1 mm, instalovaným mezi kryt a držák pojistky.
Pojistková vložka pojistky PN se skládá z jednoho nebo více měděných pásků o tloušťce 0,15 – 0,35 mm a šířce do 4 mm se zářezy o délce 6 – 12 mm. Při použití pojistkové vložky sestávající z tenkých rovnoběžných proužků se při daném jmenovitém proudu zmenší její průřez a následně i množství kovových par ve vložce při vyhoření tavné vložky. To usnadňuje uhašení elektrického oblouku v patroně, protože při vyhoření pojistkových pásků vzniká několik paralelních oblouků současně, což přispívá k intenzivnějšímu rozptylu energie oblouku.
Pro zajištění rychlého natavení pojistkové vložky a zvýšení jejího ochranného účinku při nízkém přetížení jsou na pojistkové lišty připájeny cínové kuličky o průměru 0,5 – 2 mm (v závislosti na jmenovitých proudech pojistkových vložek). Přítomnost těchto kuliček umožňuje využití „metalurgického efektu“, jehož podstatou je, že při zahřátí vložky se cínová koule, která má nižší bod tání, roztaví dříve než vložka a pronikne do kovu. vložky, tvoří kovovou slitinu s charakteristikami odlišnými od výchozího materiálu, má vyšší elektrický odpor a nižší bod tání. Při přetěžovacích proudech se tavná tavná vložka zahřeje v místě pájení cínové kuličky, přičemž teplota ohřevu celé vložky bude o něco nižší než teplota tavení kovu, ze kterého je vyrobena.
Pojistky PR a PN mají schopnost omezovat proud, protože pojistka v nich shoří dříve, než zkratový proud stihne dosáhnout ustálené hodnoty. Pojistky vyžadují neustálé sledování a včasnou opravu. Normální a bezpečný provoz chráněných elektrických instalací závisí na jejich provozuschopnosti.
