Panowie, koniec z importowaną charakterystyką B. Przed Państwem Wyłącznik Narodowy B17. Specjalnie zaprojektowany, by wytrzymać 106% obciążenia

Artykuł Wyłącznik narodowy B17 w Bricomanie pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Zabezpieczenia padły, latarnia świeciła dalej

Artykuł Wyłącznik nadprądowy z czerwoną lampką sygnalizacyjną pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

W prawidłowo działającej instalacji suma prądów wpływających i wypływających z wyłącznika jest równa zeru. Zakłócenie tej zależności jest równoznaczne z pojawieniem się prądu różnicowego. Zagrożenie porażeniem wskutek powstawania prądów różnicowych występuje w wyniku uszkodzeń urządzeń lub instalacji, kiedy prąd nie przepływa wyłącznie przewodami czynnymi, ale znajduje sobie „inną drogę” narażając ludzi na ryzyko porażenia. Taka sytuacja może się zdarzyć w każdej instalacji – na przykład na skutek uszkodzenia przewodów. Dlatego konieczne jest stosowanie urządzeń zapobiegających porażeniom w postaci wyłączników różnicowoprądowych.

Budowa i eksploatacja wyłącznika różnicowoprądowego

Kluczowymi elementami budowy wyłącznika różnicowoprądowego są: przekładnik Ferrantiego, przekaźnik spolaryzowany (wyzwalacz), zamek mechaniczny oraz obwód funkcji test. W prawidłowo działającym aparacie prąd różnicowy sprawia, że na uzwojeniu wtórnym przekładnika indukuje się napięcie, które powoduje pobudzenie przekaźnika spolaryzowanego, odblokowującego zamek wyłącznika. W konsekwencji obwód zostaje przerwany. Dla niezawodności wyłącznika istotne jest zarówno samo wykonanie, jakość wyrażona spełnieniem norm, jak i dobór właściwego typu – w zależności od charakterystyki prądu przepływającego przez obwód.

Jednak nie warto poprzestawać na samej instalacji wyłącznika różnicowoprądowego – należy regularnie testować poprawność działania zabezpieczeń różnicowoprądowych. Zgodnie z obowiązującymi normami urządzenia muszą mieć możliwość sprawdzenia poprawności ich działania. Służy do tego funkcja test, która – po wciśnięciu przycisku oznaczonego literą T – symuluje pojawienie się prądu różnicowego w obwodzie. Pamiętajmy jednak, że zadziałanie aparatu po uruchomieniu testu potwierdza wyłącznie ogólną sprawność całego układu. Sprawdzenia szczegółowych parametrów działania zabezpieczeń różnicowoprądowych dokonuje specjalista z odpowiednimi uprawnieniami w czasie odbiorczych i okresowych przeglądów instalacji, z wykorzystaniem urządzeń pomiarowych.

Jaki typ wyłącznika różnicowoprądowego wybrać?

W sprzedaży dostępne są zabezpieczenia z różnymi typami wyzwalaczy różnicowoprądowych. Wybór właściwego zależy od rodzaju zagrożeń występujących w sieci. Jeżeli sprzęt w chronionym obwodzie nie będzie generował zakłóceń w postaci gładkiego przebiegu prądu DC i prądów o różnych częstotliwościach, najtańszym rozwiązaniem są wyłączniki AC. Jednak obecnie, niezależnie od zastosowania, zaleca się wykorzystywanie zabezpieczeń różnicowoprądowych co najmniej typu A. Są one niewiele droższe, a znacznie bardziej niezawodne – skutecznie wykrywają prądy różnicowe generowane przez urządzenia zawierające elektronikę, która znajduje się niemal we wszystkich współcześnie używanych urządzeniach elektrycznych. Zabezpieczenia różnicowoprądowe typu A ratują życie ludziom i chronią budynki przed pożarami, reagując i zapobiegając nieszczęściom w sytuacjach, w których wyłącznik typu AC zawodzi.

Warto pamiętać, że nawet wyłączniki typu A nie zawsze będą wystarczające. Urządzenia, jak falowniki w instalacjach fotowoltaicznych, stacje ładowania samochodów elektrycznych, czy nawet zwykłe sprzęty AGD tj. pralka i lodówka, mogą generować prądy różnicowe o wyższych częstotliwościach. W tych przypadkach należy rozważyć zastosowanie zabezpieczeń różnicowoprądowych typu F lub typu B/B+.

Typ F rozszerza funkcjonalność zabezpieczeń typu A o wykrywanie prądów różnicowych o częstotliwościach do 1 kHz, które mogą być generowane np. przez przemienniki częstotliwości sterujące silnikami zainstalowanymi w pralkach czy suszarkach do prania.

Typ B z kolei, doskonale chroni przed prądami różnicowymi o częstotliwościach do 2 kHz, a także prądami różnicowymi w postaci gładkiego przebiegu prądu stałego (DC). Jeszcze lepszy pod tym względem jest typ B+, który chroni przed prądami o częstotliwościach w szerszym zakresie – do 20 kHz.

Rozwiązania zapewniające uniwersalność, niezawodność i wygodę

Urządzenia Siemensa z rodziny SENTRON można podzielić na dwie grupy. Pierwszą stanowią wyłączniki różnicowoprądowe RCCB, a drugą tzw. wyłączniki kombinowane RCBO – nadmiarowoprądowe z wbudowanym zabezpieczeniem różnicowoprądowym. Siłą rozwiązań firmy jest różnorodność dostępnych urządzeń i możliwość dostosowania przez projektantów konkretnego modelu zabezpieczeń różnicowoprądowych do aplikacji oraz występujących w obwodzie zagrożeń.

Rozwiązania Siemensa cechuje wszechstronność także ze względu na cechy użytkowe. W ofercie znajdują się urządzenia posiadające biegun N zarówno z lewej, jak i z prawej strony. Dzięki temu do dystrybucji zasilania z zabezpieczenia różnicowoprądowego można wykorzystać standardową szynę łączeniową w wykonaniu 1- lub 3-fazowym, bez konieczności stosowania rozwiązań ze specjalną przerwą na biegun N.

Siemens zapewnia jednolitą bazę akcesoriów dla wszystkich swoich aparatów modułowych. Urządzenia modułowe SENTRON są wyposażone także w wygodny system zatrzaskiwania na szynie DIN, niewymagający użycia narzędzi. Aparatura modułowa SENTRON korzysta z szyn w wykonaniu sztyftowym (pinowym). Takie rozwiązanie zwiększa bezpieczeństwo oraz przejrzystość instalacji – dzięki niemu instalator może łatwiej weryfikować poprawność podłączenia przewodów, gdyż te zawsze są instalowane przed szyną łączeniową. Sztyftowe wykonie pozwala również podłączyć przewód i szynę łączeniową w pojedynczym zacisku.

Rozwiązania Siemensa z definicji są solidne, wytrzymałe i niezawodne. Dodatkowo, zabezpieczenia różnicowoprądowe SENTRON dla wybranych typów są dostępne w wersji SIGRES, zwiększającej niezawodność działania w trudnych warunkach środowiskowych. Pozwala ona również na wydłużenie okresów pomiędzy kolejnymi uruchomieniami funkcji test.

Warto sprawdzić urządzenia Siemensa w praktyce. W szczególności, godny polecenia jest jednomodułowy wyłącznik kombinowany 5SV1 – pierwsze tego typu urządzenie na rynku. Wyłącznik zajmuje o połowę mniej miejsca w porównaniu do klasycznych rozwiązań. Jest on całkowicie elektromechaniczny. Oznacza to, że jest urządzeniem działającym niezależnie od napięcia zasilania, a tylko takie zgodnie z obowiązującymi przepisami mogą być stosowane w Polsce.

Poznaj pozostałe kroki do bezpiecznej instalacji na: siemens.pl/bezpieczna-instalacja-elektryczna

Artykuł Wyłączniki różnicowoprądowe: kluczowy element niezawodności i bezpieczeństwa instalacji elektrycznej pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Miejscem, które łączy wszystkie punkty instalacji elektrycznej, a zarazem odpowiada za bezpieczeństwo, sygnalizację oraz sterowanie obwodami jest rozdzielnia elektryczna. Biorąc pod uwagę wszystkie te funkcje, szafa sterownicza powinna być wyposażona w osprzęt wysokiej klasy. Wykonana schludnie i zgodnie ze sztuką jest prawdziwą wizytówką każdego elektryka, stanowiąc jednocześnie gwarancję pełnego bezpieczeństwa dla użytkowników.

W klasycznej szafie elektrycznej znajdziemy elementy elektryczne, które możemy skategoryzować według następującej klasyfikacji: aparatura rozdzielcza, pomiarowa, sygnalizacyjna, zabezpieczeniowa oraz sterownicza.

• Funkcje szaf sterowniczych
• Przegląd zabezpieczeń instalacyjnych
  • Wyłączniki różnicowoprądowe
  • Wyłączniki nadprądowe
  • Wyłączniki silnikowe
  • Ograniczniki przepięć
  • Rozłączniki izolacyjne

Zadania podzespołów w szafie elektrycznej

Wszystkie przewody elektryczne, które wchodzą i wychodzą z rozdzielnicy, zamykają przepływ prądu w pełnym obwodzie, przechodząc właśnie przez omawianą aparaturę. Jest to zatem pierwsza funkcja rozdzielni – jak sama nazwa wskazuje, dzieli wszystkie zaprojektowane wcześniej strefy na osobne obwody elektryczne. Dlaczego jest to tak ważne? Odpowiedź jest prosta i zostanie omówiona na przykładzie domu jednorodzinnego. Pierwszym i jednym z ważniejszych powodów jest możliwość odseparowania obwodu oświetleniowego od np. gniazdek elektrycznych. Kiedy chcemy wymienić lampę na nową, wyłączamy obwód elektryczny związany z oświetleniem w konkretnym pomieszczeniu, mogąc spokojnie korzystać z wiertarki podłączonej do wciąż działającego gniazdka. Poza tym, cała reszta domu, jeśli znajduje się na osobnym obwodzie, wciąż posiada pełne oświetlenie.

Kolejne zadanie, które realizowane jest przez rozdzielnię to funkcja pomiarowa. Chodzi nie tylko o prosty pomiar ilości zużytej energii elektrycznej, ale też o dostępne w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach inteligentne zarządzanie energią, zdalny monitoring czy sterowanie całą instalacją elektryczną w oparciu o różne parametry.

W rozdzielni znajdziemy również obszary odpowiedzialne za sygnalizowanie obecności napięcia w obwodzie lub jego braku. Takie elementy najczęściej komunikują się z użytkownikiem poprzez lampki sygnalizacyjne w odpowiednim kolorze.

Wreszcie jedna z najbardziej rozpoznawalnych i kojarzonych z rozdzielnią pozycji – funkcja zabezpieczeniowa. Nie trzeba chyba nikomu tłumaczyć, jak ważne są w każdej instalacji elektrycznej elementy chroniące użytkownika przed skutkami zwarcia elektrycznego. Mowa tutaj zarówno o zdrowiu i bezpieczeństwie człowieka, ale też ochronie całego mienia. W wyniku zwarcia może dojść do porażenia prądem lub wywołania pożaru. Zabezpieczenia przed zwarciami, przeciążeniami czy przepięciami stanowią duży procent wszystkich zainstalowanych elementów w rozdzielnicy.

Należy też zwrócić uwagę na aparaturę sterowniczą. Pozwala ona na automatyczne sterowanie odbiornikami energii elektrycznej, m.in. poprzez czasowe uruchamianie bądź wyłączanie zasilania odbiorników, sterowanie oświetleniem zmierzchowym czy zarządzanie natężeniem przepływającego prądu.

Wszystkie wspomniane funkcje realizowane są przez różne urządzenia montowane w szafie elektrycznej. Od ich jakości, precyzji i niezawodności zależy poprawność działania całej instalacji. Właśnie dlatego warto przyjrzeć się parametrom i charakterystyce aparatury modułowej z oferty wiodących producentów.

Aparatura modułowa – rodzaje i zastosowanie

Aparatura modułowa to osprzęt w postaci sześciennych elementów o znormalizowanych wymiarach, które pełnią określone funkcje w instalacji elektrycznej. Jednakowe wymiary montażowe pozwalają w łatwy sposób instalować je na szynach DIN. Ogromną zaletą wprowadzenia jednakowych wytycznych dla wszystkich rozwiązań aparatury modułowej jest to, że instalując asortyment nawet kilku różnych producentów, wszystkie będą ze sobą współpracować i tworzyć spójną całość. Niezwykle łatwy montaż i demontaż, a także niezależność od pozostałych, odseparowanych elementów rozdzielni pozwalają w łatwy sposób modyfikować, a także wymieniać wszystkie zainstalowane podzespoły.

W katalogu TME znajdziemy aparaturę modułową takich globalnych potentatów, jak Eaton, Siemens, Schneider, Hager czy Legrand. Lata doświadczeń we wdrażaniu coraz to bardziej zaawansowanych i dopracowanych elementów aparatury modułowej sprawiły, że trudno szukać konkurencji dla wymienionych liderów w tej branży.

1)  Wyłączniki różnicowoprądowe to jedne z najważniejszych i koniecznych elementów w każdej skrzynce elektrycznej. Zasada działania takiego modułu polega na wyłączeniu zasilania w momencie wykrycia tzw. prądu różnicowego, czyli pojawienia się napięcia np. na obudowie urządzenia elektrycznego. Do sytuacji takiej dochodzi najczęściej w wyniku uszkodzenia instalacji elektrycznej poprzez zniszczenie izolacji i przeniesienie napięcia na metalowe elementy obudowy. Taka sytuacja sprowadza bezpośrednie zagrożenie porażenia prądem bądź doprowadzenia do pożaru. Aparat w porę wychwytuje różnicę natężenia prądu pomiędzy przewodem fazowym, a przewodem zerowym, odcinając napięcie w instalacji.

Przykładem takiego wyłącznika jest wyłącznik różnicowonadprądowy firmy Legrand, o oznaczeniu producenta P 312 B10-30-AC DX.

Aparat przeznaczony jest do instalacji prądu przemiennego o napięciu 230V.  Prąd znamionowy dla tego rozwiązania wynosi 10A, prąd różnicowy to 30mA, a maksymalny prąd udarowy, który nie powinien uszkodzić modułu to 250A. Zgodnie z informacją producenta, trwałość mechaniczna ma pozwolić na nawet 20000 cykli użytkowania, natomiast trwałość elektryczna to również imponująca ilość 10000 cykli pracy. Wytrzymałość zwarciowa modelu to nawet 6000A. Estetyczne wykonanie oraz dbałość o wszystkie szczegóły sprawia, że produkty firmy Legrand są zdecydowanie topowymi pozycjami na rynku urządzeń elektrycznych.

2)  Wyłączniki nadmiarowoprądowe są odpowiedzialne za ochronę instalacji przed skutkami przepływu prądu o natężeniu przekraczającym dopuszczalną jego wartość. Takie zabezpieczenie zadziała również w przypadku zwarcia, przez co wywołane zostanie samoczynne wyłączenie zasilania. Wyłączniki nadprądowe charakteryzują się takimi parametrami jak ilość torów nadprądowych oraz biegunów czy prąd znamionowy. Niezwykle istotną kwestią jest charakterystyka czasowo-prądowa wyłącznika, która określa w jakim czasie i przy jakim natężeniu prądu zabezpieczenie ma doprowadzić do wyłączenia zasilania.

Wyłącznik nadprądowy marki Eaton na szynę DIN

Eaton Electric wśród swojej szerokiej oferty aparatury modułowej posiada wyłączniki nadmiarowoprądowe o oznaczeniu CLS6-B10/3. Jest to trójbiegunowe zabezpieczenie, dla którego wartość prądu znamionowego wynosi 10A. Trwałość mechaniczna to nawet 8000 cykli działania. Wysoka wytrzymałość zwarciowa pozwala na bezpieczną pracę nawet przy przepływającym prądzie o natężeniu 6000A. Wyłączniki nadprądowe serii CLS6 wyposażone są w optyczne wskaźniki zadziałania, które kolorem zielonym bądź czerwonym sygnalizują aktualny stan załączenia. Zgodnie ze specyfikacją, charakterystyka czasowo-prądowa dla tego modelu określona jest jako B, co oznacza, że do natychmiastowego wyzwolenia dochodzi powyżej 3 do 5-krotności prądu znamionowego. Rozwiązania tego typu świetnie sprawdzą się w obwodach gniazdkowych czy oświetleniowych w zastosowaniach mieszkaniowych.

3)  Wyłączniki silnikowe, powszechnie nazywane też termikami, to urządzenia pełniące funkcję ochronną dla silnika elektrycznego. Takie zabezpieczenia stosowane są zazwyczaj w warsztatach lub zakładach przemysłowych, gdzie do czynienia mamy z dużymi silnikami elektrycznymi. W momencie pojawienia się zwarcia, przeciążenia czy zaniku fazy, napięcie zasilania zostaje bezzwłocznie odcięte. Zastosowanie wyłącznika silnikowego pozwala na bezpieczny rozruch maszyny oraz wygodne sterowanie i kontrolę nad silnikiem.

Jednym z wiodących producentów armatury modułowej, w tym wyłączników silnikowych jest Hager, a przykładem dopracowanego w każdym szczególe elementu może być wyłącznik MM506N, wykonany w postaci ergonomicznego modułu. Zastosowanie dwupozycyjnej dźwigni obrotowej pozwala na wygodne wyłączanie i załączanie zasilania silnika. Na obudowie znajdziemy również pokrętło nastawy wyzwalacza przeciążeniowego, wyskalowane w Amperach. Zakres nastaw wynosi 1÷1,6A. Maksymalna moc silnika, dla którego dopuszczalne jest użycie wyłącznika wynosi 0,55kW. Moduł wykonany jest bardzo estetycznie, a przyłączenie do instalacji elektrycznej oraz późniejsza eksploatacja nie sprawi problemu nawet niedoświadczonemu majsterkowiczowi.

4)  Ograniczniki przepięć są bardzo ważną elementem odpowiedzialnym za bezpieczeństwo urządzeń elektrycznych podłączonych do sieci. Nazywany potocznie odgromnikiem, ma za zadanie ograniczyć napięcie w sieci i ustabilizować je na bezpiecznym dla odbiorników poziomie. Moduł odpowiedniej klasy uchroni urządzenia przed skutkami gwałtownego wzrostu napięcia spowodowanego bliskim uderzeniem pioruna. Ze względu na bardzo dużą czułość na przepięcia, również niewielkie wahania mogą wpłynąć na zaawansowany elektroniczny sprzęt, przed czym również ochroni ogranicznik przepięć.

Sprawdzone i skuteczne w działaniu ograniczniki znajdziemy w portfolio firmy Schneider Electric. Model A9L08400 to czterobiegunowy ochronnik w typie 2+3. Taka symbolika mówi o tym, że moduł przeznaczony jest do ochrony przed średnimi lub małym przepięciami, zatem sprawdzi się doskonale w domowych rozdzielniach elektrycznych, w celu zabezpieczenia wspomnianej już czułej elektroniki. Dopuszczalny prąd udarowy, zgodnie z informacją od producenta, wynosi 8kA, a maksymalna temperatura pracy to nawet 60°C. Produkty Schnaider Electric dzięki swojej niezawodności plasują się w czołówce dostępnej na rynku aparatury modułowej.

5)  Rozłączniki izolacyjne używane są do rozłączania zasilania w przemysłowych szafach sterowniczych. Rozłączniki izolacyjne instalowane są najczęściej na ich obudowie, dzięki czemu bez otwierania szafy istnieje możliwość odcięcia prądu. Ze względu na często bardzo niesprzyjające warunki pracy, rozłączniki takie są wykonywane w wysokiej klasie szczelności, a ich lokalizacja znajduje się w zasięgu wzroku operatora. Jest to bardzo ważne w przypadku sytuacji awaryjnych, kiedy wymagana jest natychmiastowa reakcja.

Siemens to producent, którego nie trzeba nikomu przedstawiać. Jeden z liderów branży elektrycznej oferuje szeroką gamę automatyki modułowej. Skupmy się jednak na rozłączniku izolacyjnym 3LD2022-0TK11. To dopracowany w każdym detalu produkt o klasie szczelności IP65, który sprosta najtrudniejszym warunkom pracy. Maksymalna moc przełączana 7,5kW oraz prąd znamionowy 16A to podstawowe parametry rozłącznika. Urządzenie wyposażone jest w ergonomiczne pokrętło 0/1, a cała konstrukcja zamyka się w wymiarach 49x49mm. Najwyższa jakość użytych materiałów gwarantuje bezawaryjną pracę.

Przedstawione modele stanowią jedynie przykłady szerokiego wyboru produktów z kategorii aparatury modułowej dostępnej w katalogu TME. Oferta zabezpieczeń instalacyjnych jest oczywiście znacznie szersza, co gwarantuje możliwość doboru idealnych rozwiązań, dopasowanych do potrzeb każdej instalacji, bez względu na to, czy chodzi o zabezpieczenie mieszkania lub domu jednorodzinnego, czy rozbudowanej instalacji przemysłowej czy nowoczesnej sieci w budynkach biurowych.

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.

https://www.tme.eu/pl/news/library-articles/page/57064/szafa-elektryczna-i-modulowe-zabezpieczenia-instalacyjne/

Artykuł Szafa elektryczna i modułowe zabezpieczenia instalacyjne pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Montaż pod kątem 180° pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Złoty wyłącznik nadprądowy pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Instalacje elektryczne powinny być tak zaprojektowane, aby ich użytkowanie było łatwe i bezpieczne. Przyczyniają się do tego odpowiednie rozprowadzenie okablowania, podział obwodów i dobór zabezpieczeń. Jednym z podstawowych i najbardziej rozpowszechnionych zabezpieczeń instalacyjnych są wyłączniki nadprądowe, które zastąpiły stosowane niegdyś bezpieczniki topikowe.
Oczywiście zabezpieczenia topikowe wciąż z powodzeniem wykorzystywane są w elektroenergetyce, jednak w mieszkalnictwie i domowych rozdzielnicach wyłączniki nadprądowe prezentują szereg  udogodnień związanych z funkcjonalnością i budową.

Wyłączniki nadprądowe to najpopularniejsze wśród aparatury zabezpieczającej elementy instalacji elektrycznej. Służą one do ochrony przed skutkami zwarć i przeciążeń. Produkowane są w modułowej obudowie i przeznaczone do montażu na szynie TH35 – czyli takiej, która posiada większość rozdzielnic i obudów, a to sprawia, że są uniwersalnym w montażu.

Dlaczego wymiana na nowy typ aparatury zabezpieczającej?

Jednym z podstawowych wymagań stawianych przed instalacją elektryczną jest bezpieczeństwo jej eksploatacji. Aby spełnić ten warunek, aparatura zabezpieczająca, której używamy przystosowana jest do obsługi przez osoby nieprzeszkolone.
Największą zaletą aparatury modułowej używanej w instalacjach domowych jest brak dostępu do części przewodzących. Nie można było tego powiedzieć o tablicach z bezpiecznikami topikowymi, używanymi jeszcze kilkanaście lat temu. Co prawda przy normalnym działaniu zabezpieczeń ceramiczna budowa bezpiecznika ograniczała dostęp do elementów pod napięciem, jednak sytuacja stawała się niebezpieczna, gdy trzeba było wymienić przepaloną wkładkę topikową. Po wykręceniu główki z podstawy ukazywał się styk pod napięciem, którego dotknięcie mogło grozić porażeniem. W przypadku stosowanych dziś wyłączników nadprądowych użytkownik ma dostęp jedynie do dźwigni załączającej, a cała obudowa wykonana jest z nieprzewodzącego i niepalnego tworzywa odpornego na oddziaływania mechaniczne.

Mówiąc o wymianie wkładki topikowej w zabezpieczeniach minionego wieku, nie sposób nie wspomnieć o tym, że niestety rzadko zdarzało się, aby wkładka wymieniona została na taką o identycznych parametrach. W najlepszym przypadku nieświadomy zagrożenia użytkownik wymieniał ją na większą, o znacznie przekroczonej wartości prądu znamionowego.

Najczęściej jednak wkładka nie była wymieniana, a rolę drutu topikowego, który miał przepalić się w razie wystąpienia zwarcia lub przeciążenia, „przejmował” gwóźdź lub kawałek miedzianej linki. Odtąd każde kolejne zwarcie mogło wywołać dreszcz emocji, wszak nikt nie wiadział co przepali się zamiast zabezpieczenia. Mogła być to zarówno puszka łączeniowa, przewód prowadzony po drewnianej więźbie, jak i zaciski licznika energii elektrycznej. Takie działania były przyczyną wielu pożarów i poważnych awarii.

W przypadku wyłączników nadprądowych jakakolwiek manipulacja ze strony użytkownika nie spowoduje pominięcia zabezpieczenia. Zablokowanie dźwigni przez jej zaklejenie czy podparcie w nadziei na blokadę działania nie daje żadnych efektów, ponieważ mechanizm wyłącznika, który znajduje się w środku, i tak rozłączy obwód.

Uwaga! Następuje awaria

Mnogość urządzeń, które podłączamy do gniazd i opraw oświetleniowych w naszych mieszkaniach powoduje, że nietrudno o usterkę. Zniszczony przewód zasilający, uszkodzona elektronika, czy zbyt duża liczba odbiorników wpiętych w listwę rozdzielacza – i przetężenie gotowe. Przetężenie to, ogólnie mówiąc, awaria związana z przepływem zbyt dużego prądu przez obwód elektryczny.

Wyłącznik nadmiarowoprądowy reaguje na dwa rodzaje prądów przetężeniowych:

1. Prąd przeciążeniowy.
   2. Prąd zwarciowy.

Przeciążenie to ponad znamionowy przepływ prądu przez obwód. Następuje przy podłączeniu do instalacji odbiornika o zbyt dużej mocy. Ma charakter długotrwały (co najmniej kilka sekund), a przepływający prąd powoduje nagrzewanie się elementów instalacji.

Długotrwałe przeciążenie może skutkować uszkodzeniem izolacji, w efekcie czego, przetężenie rozwinie się do zjawiska bardziej gwałtownego, przy którym prądy osiągają znacznie większe wartości, czyli do zwarcia.

Zwarcie to uszkodzenie polegające na bezpośrednim połączeniu elementów obwodu o różnym potencjale. Połączenie to może być realizowane poprzez łuk elektryczny lub element metaliczny, na przykład drut zwierający dwa przewody – L i N.

Zwarcie może mieć także charakter międzyfazowy – kiedy zewrzemy przewody L1 i L2, stąd też produkowane wyłączniki nadprądowe mają różne rozmiary. Najpopularniejsze z nich to wyłączniki:

• Jednobiegunowe
• Dwubiegunowe
• Trójbiegunowe
• Czterobiegunowe
  

W zrozumieniu istoty działania wyłącznika nadprądowego pomocne będzie zapoznanie się z jego budową:

1. Dźwignia – element służący do załączenia obwodu.
2. CPI – wskaźnik rzeczywistego położenia styków.
3. Zamek – mechanizm załączający styk ruchomy.
4. Wyzwalacz elektromagnetyczny (zwarciowy) – cewka z ruchomym rdzeniem.
5. Wyzwalacz termobimetalowy (przeciążeniowy) – termobimetalowa blaszka.
6. Komora gaszeniowa – służąca do gaszenia łuku elektrycznego.
7. Wylot gazów z komory gaszeniowej
8. Zaciski przyłączeniowe.

Po podniesieniu dźwigni zamek zmienia położenie, łącząc tym samym styk ruchomy ze stykiem nieruchomym. Prąd przepływa od zacisku przez wyzwalacz termiczny, następnie wyzwalacz elektromagnetyczny aż do drugiego zacisku.

Na skutek wzrostu prądu ponad znamionowy blaszka termobimetalowa nagrzewa się i ulega deformacji, co powoduje uruchomienie zamka i rozłączenie styków. W przypadku wystąpienia zwarcia rdzeń cewki zostaje wypchnięty i również wyzwala zamek.

Przy rozłączaniu styków może pojawić się łuk elektryczny. Jest on kierowany do komory gaszeniowej i tam ulega wygaśnięciu.

Dobór wyłącznika nadmiarowoprądowego

Instalacja elektryczna powinna być zabezpieczona w taki sposób, aby w razie zwarcia lub przeciążenia nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania. Ponadto przerwanie prądu przetężeniowego powinno nastąpić zanim wystąpią skutki elektrodynamiczne i elektrotermiczne w obwodzie. W skrócie – zabezpieczenie musi zadziałać, zanim nastąpi nadmierny wzrost temperatury żył przewodu.
Wymagania te są spełnione, jeżeli pozostają zachowane następujące warunki:

Ib ≤ In ≤ Iz

I2 ≤ 1,45 Iz

Ib – prąd obliczeniowy lub prąd znamionowy odbiornika, jeżeli z danego obwodu zasilany jest tylko jeden odbiornik
Iz – obciążalność prądowa długotrwała przewodu
In – prąd znamionowy lub prąd nastawienia urządzenia zabezpieczającego
I2 – prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego

Prąd zadziałania urządzenia I2 należy określić jako krotność prądu znamionowego In wyłącznika nadprądowego według zależności:

I2 = k × In

k – współczynnik krotności prądu powodującego zadziałanie urządzenia zabezpieczającego
Dla wyłączników nadprądowych o charakterystyce B, C i D wynosi 1,45.

W instalacjach domowych dla przewodu YDYp 3×2,5 przyjmuje się maksymalne zabezpieczenie o prądzie znamionowym 16 A, a dla przewodu YDYp 3×1,5 przyjmuje się maksymalne zabezpieczenie o prądzie znamionowym 10 A.

Prąd znamionowy wyłącznika nadprądowego informuje o tym, jaki prąd może przepływać przez wyłącznik nie powodując jego zadziałania. O tym, w jakim czasie i po jak dużym przekroczeniu prądu znamionowego aparat zostanie wyzwolony, informują nas charakterystyki. Charakterystyka wyłącznika nadprądowego to zestawienie krotności prądu znamionowego i czasu jego przepływu, z której możemy wywnioskować, kiedy nastąpi wyzwolenie aparatu.
Dla wyłączników nadprądowych stosowanych w instalacjach domowych stosuje się trzy główne charakterystyki:

• B
• C
• D

Człony termobimetalowe we wszystkich trzech charakterystykach wyzwalają przy prądzie od 1,13- do 1,45-krotności prądu znamionowego. Oznacza to, że przy prostym mnożeniu:
1,13 × 16 A = 18,08 A
1,13 x 10 A = 11,3 A

Otrzymujemy progi zadziałania członu przeciążeniowego, dopiero powyżej którego nastąpi zadziałanie wyłącznika.

Dla członu zwarciowego zakres działania odczytujemy z drugiej części wykresu:
Dla charakterystyki B – 3-5 In
Dla charakterystyki C – 5-10 In
Dla charakterystyki D – 10-20 In

Oznacza to, że człon zwarciowy wyłącznika D16 wyzwoli w najlepszym wypadku przy 160 A, a w najgorszym przy 320 A.
Aby odpowiednio dobrać wyłącznik nadprądowy konieczna jest więc znajomość prądu zwarciowego w danym obwodzie. Gdybyśmy zastosowali wyłącznik nadprądowy w obwodzie o tak dużej impedancji pętli zwarcia, że prąd zwarciowy będzie mniejszy niż próg zadziałania wyzwalacza zwarciowego, to wyłącznik rozłączy obwód ze zwłoką. Zwłoka ta może być katastrofalna w skutkach.

Konkretne różnice w budowie wyłączników nadprądowych powodują, że mają one także inne zastosowania niż te do aplikacji mieszkaniowych.

Doposażać możemy je również w elementy pomocnicze, takie jak styki czy inne wyzwalacze. Użycie akcesoriów ułatwi sterowanie i sygnalizację – możemy dodać na przykład sygnalizację dźwiękową, która poinformuje nas o wyzwoleniu jakiegoś ważnego obwodu – lodówki lub ogrzewania domu.

Nieraz zdarza się, że przy awarii, zamiast wyłącznika nadprądowego, który znajduje się w najbliższej nam rozdzielnicy wyłączane są wszystkie zabezpieczenia – w skrzynce licznikowej, w złączu. Co powoduje, że odcinane jest zasilanie w sumie na wszystkie obwody. Spowodowane jest to złym doborem stopniowania zabezpieczeń i brakiem zachowania selektywności – czyli ich wybiórczości.

Selektywność polega na tym, że wyłączone zostaje tylko jedno najbliższe nam zabezpieczenie.

W przypadku stosowania zwykłych wyłączników nadprądowych o znanych nam charakterystykach bardzo trudne jest zachowanie selektywności.

Wyobraźmy sobie, że w rozdzielnicy warsztatu zabezpieczenie gniazda realizowane jest wyłącznikiem B10. Podrozdzielnica ta zasilana jest z rozdzielnicy głównej, w której zastosowano wyłącznik C16.

Rozdzielnica główna zasilana jest natomiast z rozdzielni budynku i zabezpieczona jest wyłącznikiem D20. Nastąpiło zwarcie…
Na pierwszy rzut oka stopniowanie wydaje się właściwe, jednak znając przewidywany prąd zwarciowy – na przykład na poziomie 450 A, zobaczymy, że wyłącznik nadprądowy:

B10 wyzwala przy 50 A
C16 wyzwala przy 160 A
D20 wyzwala przy 400 A

Zatem prąd zwarciowy jest większy od górnego progu zadziałania wszystkich trzech wyłączników i oczywiste jest, że wyzwolą one jednocześnie.
Aby zachować selektywność zabezpieczeń konieczne będzie użycie wyłącznika nadprądowego selektywnego. Co prawda nie zapewni on selektywności w każdych warunkach, ale dzięki swojej budowie ograniczy szeregowe wyzwalanie wszystkich zabezpieczeń jednocześnie.

Podsumowanie

Szereg wartości wynikających z budowy i funkcji wyłączników nadprądowych powoduje, że są one bardzo dobrym rozwiązaniem przy zabezpieczeniach obwodów przed skutkami zwarć. Stosując aparaturę wysokiej jakości, możemy być pewni, że przez wiele lat będzie ona chroniła nasze instalacje i nas samych przed skutkami niebezpiecznych awarii.

Artykuł Dobór zabezpieczeń nadmiarowoprądowych w instalacjach elektrycznych pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.