Vishwakarma government engineering college

Topic : Electrical Protective Equipment

• In electronics and electrical engineering, a fuse is a type of low resistance resistor that acts as a sacrificial device to provide over current  protection, of either the load or source circuit. 

2VGEC

Fuse

The power consumed in an electrical circuit is reflected as the heat generated. 

Fuse is nothing but a thin wire made up usually of lead. Resistance of the wire is constant. If current in the circuit 

exceeds  more  than  the  rated  current,  then  the  heat generated also exceeds and which causes  the meltdown of fuse wire.

Fuse  is  connected  in  series  in  a  circuit,  due  to  the rupturing it halts the current flow and thus protecting the devices  (connected  to  the  voltage  source)  from overcurrent damage.

3VGEC

Fuse Working Principle:

• Electric fuses : consists of a metal strip or wire fuse element, of small cross-section compared to the circuit conductors

• Thermal fuses : A thermal fuse is a cutoff which uses a one-time fusible link. Unlike the thermal switch which automatically resets itself when the temperature drops.

• Water fuses : A water fuse is an active component in a household or industrial plumbing system that detects abnormal flow or pressure drops, and stops the water flow to ensure that water damage does not occur, in a manner analogous to an electrical fuse.

4VGEC

Fuse Types:

5VGEC

Applications:

Fuse

A fuse is a type of low resistance resistor that acts as a sacrificial device to provide overcurrent protection, of either the load or source circuit. 

Its essential component is a metal wire or strip that melts when too much current flows, which interrupts the circuit in which it is connected. 

Short circuit, overloading, mismatched loads or device failure are the prime reasons for excessive current.

A fuse interrupts excessive current (blows) so that further damage by overheating or fire is prevented.

The limitation of fuse is that you have to change it after whenever it gets blew.

6VGEC

Ratings:Fuse Wiring  regulations  often  define  a maximum  fuse  current  rating  for  particular 

circuits. Fuses  are  manufactured  in  a  wide  range  of  current  and  voltage  ratings  to 

protect wiring  systems and electrical equipment. The fuse ideally would carry its rated current indefinitely, and melt quickly on  a 

small  excess.  Voltage rating of the fuse must be greater than or equal to what would become 

the open circuit voltage. For example, a glass tube fuse rated at 32 volts would not reliably  interrupt current  from a voltage source of 120 or 230 V.  If a 32 V fuse attempts to interrupt the 120 or 230 V source, an arc may result. 

Rated voltage should be larger than the maximum voltage source it would have to disconnect. Rated voltage remains same for any one fuse, even when similar fuses are connected in series. Connecting fuses in series does not increase the rated voltage of the combination.

MCB(miniature circuit breaker) A  MCB is a manually or 

automatically operated electrical         switch designed to protect an electrical circuit from damage caused by overload or short circuit. 

Its basic function is to detect a fault condition and interrupt current flow.

7VGEC

Working principle• An  MCB  functions  by  interrupting  the  continuity  of 

electrical flow through the circuit once a fault is detected. • There  are  two  contacts  one  is  fixed  and  the  other 

moveable. When the current exceeds the predefined limit a  solenoid  forces  the  moveable  contact  to  open  (i.e., disconnect from the fixed contact) and the MCB turns off thereby  stopping  the  current  to  flow  in  the  circuit.  In order  to  restart  the flow of current  the MCB  is manually turned  on.  This  mechanism  is  used  to  protect  from  the faults arising due to over current or over load.

8VGEC

MCB

Types:• There are 3 MCB types, Type B, Type C and Type D• All 3 MCB types use a magnetic fault protection, 

which trips the MCB within one tenth of a second when the overload reaches a set level.

1. Type B trips between 3 and 5 time full load current;2. Type C trips between 5 and 10 times full load 

current; and3. Type D trips between 10 and 20 times full load 

current.

9VGEC

MCB

Applications• A miniature circuit breaker is used in new constructions instead 

of the older types of fuses.• The miniature circuit breaker is designed to protect the house 

from circuit overload.• Miniature circuit breaker can be used with ground fault, or arc 

fault  mechanisms,  because  the  breakers  consist  of  a  system that opens the contacts if a line to ground fault occurs.

•  Using miniature circuit breakers in the lighting system of the house, because they can deal with the amount of power needed to light a house, especially if using specific types of lamps, such as fluorescent lights.

10VGEC

MCB

Difference between MCB and MCCB• “MCB” stands for “Miniature Circuit Breakers” while “MCCB” 

is “Molded Case Circuit Breaker.”• The main difference between  the  two  is  their  capacity with 

the MCB rated under 100 amps with an interrupting rating of under  18,000  amps.  Consequently,  their  trip  characteristics may not be adjusted since they basically cater to low circuits.

• On the other hand, an MCCB comes with an adjustable  trip characteristic  for  the  higher  models.  Usually,  this  type  of circuit breaker would provide amps as high as 2,500 or as low as  10  depending  on  what  is  necessary.  Their  interrupting rating can be around 10,000 amps to 200,000 amps.

11VGEC

MCB

ELCB• An Earth Leakage Circuit 

Breaker (ELCB) is a safety device used in electrical installations with high earth impedance to prevent shock. 

• It detects small stray voltages on the metal enclosures of electrical equipment, and interrupts the circuit if a dangerous voltage is detected. 

12VGEC

ELCBWorking principle• An  ELCB  is  a  specialized  type  of latching  relay that  has  a 

building's  incoming  mains  power  connected  through its switching  contacts so  that  the  ELCB  disconnects  the power in an earth leakage (unsafe) condition.

• The  ELCB  detects fault  currents from  live  to  the  earth (ground) wire within the installation it protects.

•  If sufficient voltage appears across the ELCB's sense coil, it will  switch  off  the power,  and  remain  off  until  manually reset.

•  A voltage-sensing ELCB does not sense fault currents from live to any other earthed body.

13VGEC

Types• There are two types of ELCB:1. voltage operated 2. current operated.• A  voltage-operated  ELCB  detects  a  rise  in  potential 

between  the  protected  interconnected  metalwork (equipment  frames,  conduits,  enclosures)  and  a distant isolated earth reference electrode.

•   They  operate  at  a  detected  potential  of  around  50 volts  to  open  a main  breaker  and  isolate  the  supply from the protected premises.

14VGEC

ELCB

• Residual-current  devices (RCD)s  protect  against earth leakage using a different method of detection. 

• Both  circuit  conductors  (supply  and  return)  are  run through  a  sensing  coil;  any  imbalance  of  the  currents means the magnetic field does not perfectly cancel.

•  The device detects the imbalance and trips the contact.• When the term ELCB is used it usually means a voltage-

operated  device.  Similar  devices  that  are  current operated  are  called  residual-current  devices.  However, some companies use  the  term ELCB to distinguish high sensitivity  current  operated  3  phase  devices 

15VGEC

ELCB

Applications• An Earth  Leakage  Circuit  Breaker (ELCB)  is  a safety  device  used  in  electrical  installations with high earth impedance to prevent shock.

•  Once  widely  used,  more  recent  installations instead  use residual  current  circuit  breakers (RCCB)   which  instead  detect  leakage  current directly.

16VGEC

ELCB

Thank you !

17VGEC