Bezpieczniki automatyczne - charakterystyka, oznaczenia i zastosowanie

Bezpiecznik automatyczny

Wymyślono go po to, aby obejść największą wadę bezpieczników topikowych, jaką jest konieczność wymiany po zadziałaniu. Ponadto chodziło możliwość zastąpienia bezpieczników topikowych w jak najprostszy sposób. Dlatego też bezpiecznik samoczynny jest dopasowany sposobem montażu do gniazd bezpiecznika topikowego z gwintem E27 i stosuje się go najczęściej zamiast bezpiecznika topikowego.

Jego działanie polega na tym, że w razie awarii w zabezpieczanym obwodzie, następuje zadziałanie mechanizmu wyłączającego, który tworzy przerwę w obwodzie, a po usunięciu źródeł awarii można go ponownie załączyć naciskając centralnie umieszczony czarny przycisk. Co najważniejsze, niczego nie trzeba wymieniać,

Nawiasem mówiąc, bezpiecznik automatyczny jest poprzednikiem wyłącznika instalacyjnego nadmiarowoprądowego, a obydwa te aparaty mają taką samą zasadę działania i niewiele się różnią pod względem budowy wewnętrznej. Różni je tylko kształt, gdyż są dopasowane do zupełnie innego sposobu montażu w rozdzielnicach, mają też nieco inne parametry elektryczne.

Oznaczenia bezpieczników automatycznych

Na zamieszczonej powyżej fotografii bezpiecznika samoczynnego możemy zauważyć napis L16A umieszczony na szarym tle. Otóż kolor tła jest zgodny z kolorystyką stosowaną również w oznakowaniu bezpieczników topikowych i jednoznacznie określa wartość prądu znamionowego aparatu. Dodatkowo znamionowa wartość prądu wyrażona jest liczbowo. W tym przypadku jest to 16 amperów. Natomiast litera L (od ang. line – linia/przewód) oznacza rodzaj charakterystyki czasowo-prądowej bezpiecznika automatycznego.

Bezpieczniki automatyczne o charakterystyce L są najbardziej rozpowszechnione na rynku, stanowią model podstawowy. Przy czym wg normy PN-90/E-93002 charakterystyce tej odpowiada wartość współczynnika k = 5,25. Natomiast nieobowiązujące już Rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8 października 1990 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne w zakresie ochrony przeciwporażeniowej (Dz.U. 1990 nr 81 poz. 473) wartość współczynnika k podaje odmiennie, w zależności od prądu znamionowego bezpiecznika. I tak, dla bezpieczników automatycznych o charakterystyce L i prądzie znamionowym do 10A, współczynnik k wynosi 5,2. Przy prądzie znamionowym od 16A do 25A współczynnik k wynosi 4,9, a dla bezpieczników o prądzie znamionowym 32A do 63A współczynnik k wynosi 4,5.

Różnica w podanych wielkościach nie jest duża, w elektrotechnice mieści się w granicach błędów dopuszczalnych i chociaż dla celów projektowych oraz produkcyjnych przyjmuje się wielkości dokładne, to dla uproszczonych obliczeń inżynierskich oraz kontrolnych używa się wielkości k = 5. Taka dokładność jest wystarczająca np. dla określenia parametrów i oceny stanu instalacji elektrycznej podczas pomiarów okresowych.

Istnieją również bezpieczniki automatyczne o charakterystyce U czyli uniwersalnej (dla nich współczynnik k wynosi 12 wg normy, a wg rozporządzenia odpowiednio 12; 11,2; i 10,4) oraz charakterystyce K (dla silników o dużym prądzie rozruchowym, współczynnik k wynosi 10), ale ich stosowanie jest ograniczone do specjalistycznych zastosowań.

Przypominam, że współczynnik k informuje o krotności prądu znamionowego, który gwarantuje zadziałanie (a więc wyłączenie) bezpiecznika w czasie t ≤ 0,1 sekundy (zgodnie z normą PN-90/E-93002).

W naszych domowych rozdzielnicach najczęściej stosowane są bezpieczniki automatyczne o charakterystyce L, oraz o prądach znamionowych 6A, 10A, 16A, 20A i 25A.

Ostateczne odejście od oznaczeń L, U, K nastąpiło w Polsce wraz z pełnym przyjęciem norm europejskich serii PN-EN 60898 (lub IEC 60898), które wprowadziły stosowane do dziś charakterystyki B, C, D. Mimo to bezpieczniki automatyczne o ówczesnych parametrach wciąż są produkowane i sprzedawane, chociaż dzisiaj muszą spełniać aktualne wymogi bezpieczeństwa i posiadać odpowiednie certyfikaty CE.

Dostępność tych bezpieczników wynika z kilku praktycznych powodów. Po pierwsze, wciąż istnieją stare, instalacje domowe, wykonywane wg wymogów normy PN-90, a nawet PN-73 i ciągle powstają potrzeby wymiany uszkodzonych aparatów na nowe, tak aby uniknąć konieczności przebudowy tych instalacji. Z różnych względów, chociaż najczęściej finansowych. Po drugie, nadal istnieją zapasy magazynowe, a niektórzy producenci kontynuują produkcję tych modeli, bo wciąż istnieje na nie popyt. Bezpiecznik automatyczny ciągle ma wielu zwolenników, a zbieżność jego parametrów z wyłącznikiem instalacyjnym nadmiarowoprądowym o charakterystyce B pozwala na jego stosowanie również we współczesnych projektach.

Różnice między bezpiecznikiem topikowym i automatycznym

Wiemy już, że obydwa te rodzaje zabezpieczeń można mocować na takim samym gwincie, w takim samym gnieździe, chociaż różnią się wyglądem. Wiemy też, że bezpiecznik topikowy ma wkładkę jednorazowego użytku, natomiast bezpiecznik automatyczny po zadziałaniu można ponownie załączyć bez wymiany czegokolwiek. Czy to ich jedyna różnica? Otóż nie. Różnią się jeszcze charakterystyką oraz współczynnikiem k.

Wspominane wcześniej Rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8 października 1990 r. zawiera tabelkę, w której zamieszczono wartości współczynnika k dla wkładek topikowych różnych rodzajów i typów, oraz przy różnych prądach znamionowych wkładek.

Dla porównania jest również tabelka z tymi wielkościami dla bezpieczników automatycznych.

Jaki najważniejszy wniosek wynika z porównania tych tabel? Otóż bezpieczniki topikowe mają mniejszą wartość współczynnika k niż bezpieczniki automatyczne (poprawnie mówiąc: wyłączniki instalacyjne nadmiarowe). A w grupie bezpieczników topikowych najczęściej spotykanych w domowych rozdzielnicach (zakres do 25A) nawet bezpieczniki zwłoczne będą działały przy niższym przekroczeniu prądu znamionowego, niż bezpieczniki automatyczne. Czy to duża różnica? Niekoniecznie. Dla najczęściej spotykanych bezpieczników o wkładce topikowej zwłocznej, wynosi od 20 do 40%. A z mojej praktyki pomiarowej wynika, że w warunkach przeciętnej instalacji domowej, gdzie długość obwodów nie jest przesadna a wymagane przekroje przewodów są zachowane, różnica taka w kwestii ochrony przeciwporażeniowej użytkowników jest akceptowalna. Ze względu na fakt, że wartości impedancji pętli zwarcia obwodów są na tyle niewielkie, że istnieje tutaj spory zapas, aby samoczynne wyłączenie zasilania w razie awarii było zawsze skuteczne.

Inaczej jest w liniach napowietrznych i kablowych o większej długości, ale to jest temat na zupełnie inne rozważania.

Co jest lepsze bezpiecznik topikowy czy automatyczny?

Na tak postawione pytanie nie można dobrze odpowiedzieć. Bo to tak jakby ktoś zapytał co jest lepsze, karkówka z młodymi ziemniakami i młodą kapustą w śmietanie czy lody pistacjowe? To i to jest do jedzenia, ale są to zupełnie różne potrawy. Podobnie jest z naszymi bezpiecznikami. Każdy z nich ma wady i zalety, więc zależy co komu najbardziej odpowiada. Dla jednych kluczową sprawą będzie selektywność zabezpieczeń, dla innych brak konieczności wymiany wkładki po zadziałaniu. Wszystkiego naraz się nie da, albo trzeba za to słono zapłacić.

Czy wkładkę topikową w domowej instalacji zawsze można zamienić na bezpiecznik automatyczny? Pytanie takie pada dość często, ale odpowiedź nie jest jednoznaczna. Otóż wkładkę topikową zwłoczną najczęściej można i nie będzie problemów z zapewnieniem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Jednak gdy w instalacji zastosowano wcześniej wkładkę topikową szybką, to wahałbym się z odpowiedzią twierdzącą, bez sprawdzenia tego odpowiednimi pomiarami. Najlepiej jest gdy w każdym takim przypadku elektryk sprawdzi odpowiednie parametry obwodu i dopuści stosowanie bezpiecznika automatycznego w miejsce wkładki topikowej odpowiednim protokołem z pomiarów.

Czy można robić odwrotnie? Bezpiecznik automatyczny zamienić na bezpiecznik topikowy? Tak! W domowej instalacji elektrycznej wkładki topikowe o takim samym prądzie znamionowym zawsze spełnią warunki skuteczności zabezpieczenia tam, gdzie bezpiecznik automatyczny je spełniał. I ten fakt warto zapamiętać. Jednak prawie zawsze w domowej instalacji rozstrzygającym argumentem w praktyce okazuje się wygoda obsługi. A tu klasyczny bezpiecznik topikowy trudno w ogóle porównywać z wyłącznikiem nadmiarowoprądowym czy bezpiecznikiem automatycznym.