Jak dobrać wyłącznik nadprądowy do różnych aplikacji?
Adobe Stock – vipman4Wyłącznik nadprądowy jest kluczowym elementem ochrony instalacji elektrycznej przed skutkami przeciążeń i zwarć. Jego głównym zadaniem jest monitorowanie natężenia przepływającego prądu oraz szybkie przerwanie obwodu w przypadku wykrycia przekroczenia jego dopuszczalnego poziomu.
W dzisiejszych czasach, w których elektryczność jest nieodłącznym elementem naszego życia zarówno w sferze prywatnej, jak i zawodowej, bezpieczeństwo instalacji elektrycznych stanowi niezwykle istotną kwestię. Wyłączniki nadprądowe, nazywane również wyłącznikami nadmiarowo-prądowymi, odgrywają bardzo ważną funkcję w zapewnieniu nie tylko bezpieczeństwa, ale także niezawodności działania całego systemu. Ich działanie jest niezwykle szybkie i skuteczne, co pozwala minimalizować ryzyko awarii oraz zagrożeń dla życia i mienia.
Budowa i zasada działania wyłącznika nadprądowego
Budowa samoczynnych wyłączników nadprądowychjest dość złożona i precyzyjna, co zapewnia niezawodne działanie wyłącznika w różnorodnych warunkach. Głównym elementem każdego wyłącznika nadprądowego są wyzwalacz cieplny i wyzwalacz nadprądowy elektromagnetyczny, które odpowiadają za detekcję i reakcję na nadmiarowy prąd w obwodzie elektrycznym. Pozostałe elementy to: zaciski przyłączeniowe, styk stały i ruchomy, dźwignia napędu, zamek oraz komora do gaszenia łuku.
Działanie samoczynnych wyłączników nadprądowych opiera się na szybkiej reakcji wyzwalacza nadprądowego i wyłącznika elektromagnetycznego na wzrost prądu elektrycznego powyżej dopuszczalnych wartości. W przypadku przekroczenia prądu znamionowego wyłącznika wyzwalacz nadprądowy (termobimetalowy) inicjuje otwarcie styków wyłącznika. Zwykle odbvwa się to z pewnym opóźnieniem, które zależy od wartości przepływającego prądu elektrycznego.
Z kolei w sytuacji wystąpienia zwarcia w zasilanym obwodzie i natychmiastowego wzrostu wartości prądu do dużej wartości powstaje siła elektromagnetyczna, która powoduje szybkie otwarcie wyłącznika elektromagnetycznego, zapewniając natychmiastowe odłączenie obwodu od zasilania. Działanie obu rodzajów wyzwalaczy termobimetalowego i elektromagnetycznego gwarantuje skuteczną ochronę przed przeciążeniami oraz zwarciami w instalacjach elektrycznych. Jest to kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa użytkowników i zasilanych urządzeń.
Parametry charakteryzujące wyłączniki nadprądowe
Wyłączniki nadmiarowo-prądowe charakteryzuje się za pomocą wielu różnych parametrów, przy czym najbardziej istotne dla ochrony przeciwporażeniowej są niżej wymienione parametry:
- Umowny prąd niezadziałania Int – określa on wartość prądu, który może przepływać przez wyłącznik w określonym czasie, nie powodując jego zadziałania i jest równy 1,13-krotności prądu znamionowego wyzwalacza przeciążeniowego wyłącznika.
- Umowny prąd zadziałania It – wartość prądu, który przepływając przez wyłącznik, powoduje jego zadziałanie przed upływem umownego czasu i jest równy 1,45 prądu znamionowego wyzwalacza przeciążeniowego wyłącznika.
- Czas umowny zadziałania jest równy 1 h dla wyłączników na prąd znamionowy do 63 A i 2 h dla wyłączników na prądy znamionowe większe od 63 A.
- Prąd zadziałania bezzwłocznego Ii – minimalna wartość prądu, powyżej której następuje bezzwłoczne zadziałanie wyzwalacza elektromagnetycznego.
W zależności od wartości prądów zadziałania wyzwalaczy elektromagnetycznych produkowane są obecnie wyłączniki o różnych charakterystykach czasowo-prądowych.
Charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników nadmiarowo-prądowych
Podział wyłączników nadprądowych ze względu na charakterystykę czasowo-prądową opiera się na różnicach w czasie reakcji poszczególnych wyłączników na przekroczenie określonej wartości prądu, który przepływa przez ich obwód. Wystąpienie prądu zwarcia w obwodzie natychmiast wyzwala wyłącznik nadprądowy, niezależnie od jego charakterystyki czasowo-prądowej. Istnieją cztery główne typy charakterystyk czasowo-prądowych dla wyłączników nadprądowych: A, B, C i D. Każda z tych charakterystyk różni się w szybkości reakcji na wartość prądu przeciążenia, co umożliwia dostosowanie wyłącznika do różnych rodzajów obciążeń i warunków pracy instalacji elektrycznych.
Charakterystyka A używana jest dla wyłączników o działaniu bezzwłocznym, co oznacza, że wyłączniki tego typu działają natychmiast w przypadku wystąpienia nagłych i krótkotrwałych przeciążeń. Szybkie wyzwalanie mechanizmu dźwigni wyłącznika jest niezbędne w sytuacjach, w których natychmiastowe przerwanie obwodu jest konieczne dla zapobiegnięcia uszkodzeniom urządzeń wrażliwych na fluktuacje natężenia prądu. Dlatego wyłączniki o charakterystyce A są często stosowane jako zabezpieczenie dla urządzeń z delikatnymi półprzewodnikami, dla których niezawodność w reakcji na przeciążenia jest kluczowa. Wartość prądu wyzwalania przeciążeniowego wyłączników o charakterystyce A wynosi zazwyczaj od 1,13 do 1,45-krotności prądu znamionowego.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Charakterystyka B stosowana jest dla wyłączników nadprądowych, które reagują na przeciążenia prądowe nieco wolniej niż w przypadku charakterystyki czasowo-prądowej A. Wyłączniki samoczynne typu B znajdują głównie zastosowanie w instalacjach mieszkaniowych i różnego rodzaju obiektach komercyjnych, gdzie urządzenia mają zapotrzebowanie na moc do kilku kilowatów. Wyłączniki te są wykorzystywane do zabezpieczenia obwodów oświetlenia, sterowania i gniazd wtykowych zasilających urządzenia o małym prądzie rozruchowym, takie jak AGD, RTV, komputery itp. Wartość prądu wyzwalania przeciążeniowego dla wyłączników o charakterystyce B ustalana jest na poziomie 1,13–1,45 krotności prądu znamionowego, z kolei wartość prądu wyzwalania zwarcia na poziomie 3–5 krotności prądu znamionowego.
Charakterystyka C ma najczęściej zastosowanie w przypadku wyłączników nadprądowych przeznaczonych do zabezpieczenia urządzeń przemysłowych. Tego rodzaju wyłączniki nadmiarowo-prądowe doskonale sprawdzają się przy zabezpieczaniu urządzeń o dużym prądzie rozruchowym, np. elektrycznych silników trójfazowych i transformatorów. Wartość prądu zadziałania wyzwalaczy elektromagnetycznych dla wyłączników o charakterystyce C wynosi 1,13–1,45 krotności prądu znamionowego, natomiast wartość prądu wyzwalania zwarcia jest na poziomie 5–10 krotności prądu znamionowego.
Charakterystyka D jest przeznaczona wyłącznie do zastosowania w wyłącznikach nadprądowych, które mają zabezpieczać obwody urządzeń generujących bardzo duże prądy załączania, takich jak silniki o ciężkim rozruchu, generatory, turbiny, transformatory, grupy energochłonnych źródeł światła itp. Wartość prądu wyzwalania przeciążeniowego dla wyłączników o charakterystyce D mieści się w zakresie od 1,13 do 1,45 krotności prądu znamionowego wyłącznika. Obszar działania wyzwalaczy D prądem zwarciowym wynosi 10–20 krotności prądu znamionowego.
Wybór odpowiedniego zabezpieczenia nadprądowego
Dobór właściwych zabezpieczeń nadmiarowoprądowych jest kluczowy dla zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności działania instalacji elektrycznych. Podczas tego procesu należy uwzględnić wiele czynników. Różne typy obciążeń wymagają różnego rodzaju ochrony, dlatego istotne jest dopasowanie zabezpieczeń nadprądowych do konkretnych urządzeń. Ich skuteczną ochronę w instalacji domowej i przemysłowej mogą zapewnić wyłączniki jednofazowe lub trójfazowe. Dodatkowo zastosowanie selektywnych wyłączników nadprądowych może zapewnić wysoką odporność zwarciową oraz pełną selektywność dla ochranianych wyłączników standardowych.
Wyłączniki te mają specjalną charakterystykę wyłączeń E i Cs, które pozwalają na pełne wykorzystanie możliwości zabezpieczających całego układu. Ponadto, podczas analizy dostępnych zabezpieczeń należy mieć na uwadze możliwość zastosowania dodatkowych akcesoriów, takich jak styki pomocnicze lub zdalne napędy, co może zwiększyć funkcjonalność wyłącznika.
Ważne jest również dokładne określenie charakterystyki czasowo-prądowej i wartości prądu znamionowego. Wszystkie te czynniki należy uwzględnić podczas doboru zabezpieczeń nadprądowych, aby zapewnić nie tylko optymalną ochronę użytkownikom, ale także ciągłość pracy urządzeń i niezawodność instalacji elektrycznej.
