Wyłączniki nadmiarowoprądowe

Wyłączniki nadmiarowoprądowe (nadprądowe) chronią instalację przed przepływem prądów o zbyt dużym natężeniu. Stanowią one alternatywę dla bezpieczników topikowych. W przeciwieństwie do nich nie ulegają przepaleniu, co pozwala na ich wielokrotne użycie. Inaczej niż różnicowoprądowe nie chronią jednak użytkowników przed porażeniem prądem.

Długotrwały przepływ prądu o nadmiernym natężeniu może spowodować stopienie się izolacji na przewodach. To zwiększa ryzyko wystąpienia pożaru. Oprócz tego może wówczas dość do zwarcia się przewodów. Głównymi zadaniami wyłączników nadmiarowo-prądowych w związku z tym są: ochrona przewodów przed uszkodzeniem termicznym, zabezpieczenie ich przed skutkami zwarć i zapobieganie przyspieszonemu starzeniu się izolacji elektrycznej.

Najważniejsze elementy typowego wyłącznika nadmiarowoprądowego to: dźwignia napędowa, styk stały, styk ruchomy, zaciski i wyzwalacze, przeciążeniowy i zwarciowy. Te pierwsze to wyzwalacze termiczne (termobimetalowe), zbudowane z dwóch złączonych ze sobą płaskich płytek metalowych różniących się współczynnikami rozszerzalności cieplnej. Wzrost temperatury bimetalu wywołany przepływem prądu powoduje jego stopniowe wyginanie się, bo każda jego część ulega termicznemu odkształceniu w innym tempie. Ostatecznie odgina się on w stopniu powodującym mechaniczne przerwanie ciągłości obwodu elektrycznego.

Co wyróżnia wyzwalacze elektromagnetyczne?

Wyzwalacz termobimetalowy nie reaguje więc na przekroczenie prądu znamionowego natychmiast, zamiast tego aktywuje się dopiero w razie długotrwałego przeciążenia (stosunkowo niewielkiego 1,13‒1,45 prądu znamionowego) inaczej bowiem niepotrzebnie wyłączałby zasilanie w sytuacji niestwarzającego zagrożenia chwilowego przeciążenia, przykładowo w czasie rozruchu maszyn. Czas reakcji zależy od wartości natężenia prądu, typowo mieszcząc się w przedziale od ułamków sekundy do 1 godziny.

Na zwarcie reagują wyzwalacze elektromagnetyczne. Są zbudowane z cewki z dwoma rdzeniami. Jeden z nich może się przemieszczać. W przypadku nagłego wzrostu natężenia prądu na skutek namagnesowania rdzeni ten ruchomy wysuwa się z cewki. To powoduje mechaniczne rozwarcie styków wyłącznika i przerwanie ciągłości obwodu elektryczne go. Ponieważ przy zwarciu natężenie prądu szybko wzrasta do bardzo dużej wartości, wyzwalacz elektromagnetyczny powinien działać natychmiast – w praktyce w czasie krótszym niż 30 ms.

Charakterystyki wyzwalania

Wyłączniki nadprądowe klasyfikuje się ze względu na charakterystykę wyzwalania w zależności od natężenia przepływającego przez nie prądu. Wyróżnia się ich cztery typy podstawowe: A, B, C i D.

Wyłączniki nadprądowe o charakterystyce czasowo-prądowej typu A, o działaniu bezzwłocznym, które są wyzwalane przy prądzie przekraczającym 2‒3 razy prąd znamionowy, są rzadko używane, przede wszystkim do zabezpieczania wrażliwych urządzeń elektronicznych.

Popularne w instalacjach domowych są wyłączniki o charakterystyce typu B, które są wyzwalane przy prądzie zwarciowym stanowiącym 3‒5-krotność prądu znamionowego. Te o charakterystyce wyzwalania typu C przy prądach zwarciowych od 5 do 10 razy przekraczających prąd znamionowy są z kolei najczęściej wykorzystywane w instalacjach w przemyśle. Zabezpieczają w nich maszyny o dużych prądach rozruchowych, na przykład silniki elektryczne. Najmniej czułe są wyłączniki o charakterystyce typu D wyzwalane przy prądach zwarciowych od 10 do 20 razy większych niż prąd znamionowy. Także są popularne w przemyśle, w ochronie transformatorów, generatorów, sprzętu spawalniczego.

Wyłącznik nadprądowy PL6-C2/2 286562 firmy Eaton   Wyłącznik nadprądowy PL6-C2/2 286562 firmy Eaton Charakterystyka wyzwalania: C, liczba biegunów: 2, stopień ochrony: IP20, liczba modułów: 2, prąd znamionowy: 2 A, napięcie znamionowe: 400 V, klasa ograniczenia energii: 3, znamionowa zwarciowa zdolność łączeniowa zgodnie z EN 60898: 6 kA, kategoria przepięcia: 3, liczba biegunów: 2. https://amper.pl/   Wyłącznik różnicowoprądowy RGMD-2-16-30 P13231 firmy Circutor Znamionowy prąd różnicowy: 30 mA, prąd znamionowy: 16 A, klasa A, 2 polowy, https://astat.pl/   Rozdzielnica nn typu ZR-W Napięcie znamionowe izolacji: 690 / 1000 / 1500 VAC, do 1500 VDC, napięcie znamionowe łączeniowe: 400 / 500 / 690 / 1000 VAC, do 1200 VDC, odporność na działanie łuku wewnętrznego: 100 kA / 0,3 s, napięcie probiercze udarowe wytrzymywane: 8 kV, częstotliwość znamionowa: 50 Hz, prąd znamionowy rozdzielnicy: od 1000 do 6300 A, prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany: do 105 kA (1 s), prąd znamionowy szczytowy wytrzymywany: do 231 kA, stopień ochrony: IP20 do IP54, stopień ochrony: do IK 10, szkielet z blachy stalowej ocynkowanej 2,5 mm, osłony (drzwi) z blachy malowanej 1,5 / 2 mm3, maskownice z blachy stalowej malowanej 1,5 mm, zgodność z normami: PN-EN 61439-1, PN-EN 61439-2, PN-EN 60529, PN-EN 50102, EC/TR 61641. https://zpue.pl