Wyłączniki nadprądowe (nadmiarowoprądowe) to podstawowe zabezpieczenie w każdej instalacji elektrycznej. Mają za zadanie przerwać dopływ prądu w razie przeciążenia i zwarcia.
Przeciążenie to sytuacja, gdy naraz uruchomimy zbyt wiele odbiorników energii. Przewody, którymi płynie prąd nadmiernie się rozgrzewają, co może spowodować uszkodzenie ich izolacji (zwęglenie izolacji prowadzi zaś do trudnego do wykrycia zwarcia międzyprzewodowego), a nawet pożar.
Zwarcie, potocznie nazywane spięciem, następuje najczęściej, gdy żyła fazowa (oznaczana L) przewodu zetknie się z inną (neutralną N lub ochronną PE), choć pętla zwarcia może też zamykać się poprzez ziemię. Z praktycznego punktu widzenia najważniejsze jest to, że w czasie zwarcia w obwodzie płynie prąd nawet kilkadziesiąt razy większy od normalnego (roboczego).
Tak duże obciążenie może spowodować nawet przepalenie przewodu w miejscu zwarcia, powstanie łuku elektrycznego i pożar.
|
| Czytelny opis rozdzielnicy pozwala łatwo odnaleźć zabezpieczenie każdego obwodu (fot. Legrand) |
Wyłączniki nadprądowe umieszcza się w rozdzielnicy tak, że każdy obwód jest chroniony odrębnym wyłącznikiem. Ponadto w rozdzielnicy często umieszcza się też jeden wspólny wyłącznik główny. Jest on bardzo pożądany ze względów bezpieczeństwa, bo umożliwia szybkie wyłączenie zasilania w całym domu, np. w razie pożaru.
Wyłącznik nadprądowy składa się z dwóch modułów – przeciążeniowego oraz zwarciowego – mają dwa podstawowe parametry.
Prąd znamionowy to największy prąd, jakim wyłącznik można długotrwale obciążyć. Typoszereg wyłączników nadprądowych jest następujący: 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100 A. Najpopularniejsze są wyłączniki 10 A, stosowane jako zabezpieczenie obwodów oświetleniowych, oraz 16 A, chroniące gniazda.
Wyłącznik nadprądowy dobiera się w zależności od tego, jaka będzie łączna moc urządzeń równocześnie działających w obwodzie. Żaden wyłącznik nie działa od razu przy minimalnym przekroczeniu znamionowego obciążenia prądem.
W rzeczywistości może wytrzymać bez zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego prąd nawet o 1,5 raza większym natężeniu. Jednak będzie się bardzo nagrzewał, szczególnie jeśli zostanie umieszczony w ciasnej rozdzielnicy. W przeciążonym obwodzie nadmiernie nagrzewają się także przewody.
Warto wiedzieć, że najwięcej ciepła wydziela się w miejscach łączenia przewodów, połączenia ich z zaciskami gniazd itp., czyli tam, gdzie styk elementów przewodzących nie jest pewny. Im gorsze połączenie, tym większy opór przepływu prądu i większa ilość wydzielanego ciepła. Dlatego nie należy lekceważyć obluzowanych styków i wadliwie wykonanych połączeń.
Typ charakterystyki określa zaś, o ile, chociaż chwilowo, musi zostać przekroczony prąd znamionowy, by zadziałał moduł zwarciowy:
Dlaczego aż tyle? W momencie załączenia, urządzenia elektryczne pobierają z sieci znacznie większy prąd, niż w trakcie dalszej pracy:
Typ charakterystyki wyłącznika nadprądowego musi być dostosowany do tego, ile i jakich urządzeń może być równocześnie uruchamiane.
Zdarza się, że wyłącznik nadprądowy zadziała w momencie rozruchu silnika dużej mocy, np. w zestawie hydroforowym. W takiej sytuacji, o ile oczywiście obwód nie jest nadmiernie obciążony, należy wymienić wyłącznik na nowy o innej charakterystyce (B na C), a nie o wyższym prądzie znamionowym.
Selektywne działanie to wymóg stawiany wszystkim zabezpieczeniom. Chodzi o to, by w razie przeciążenia lub zwarcia w jednym obwodzie odbiorczym tylko on został odcięty, a nie doszło do wyłączenia prądu w całej instalacji. Dla użytkownika takie całkowite wyłączenie jest bardzo kłopotliwe, a ponadto utrudnia znalezienie wadliwego sprzętu, który spowodował problemy (nie wiadomo, w którym obwodzie go szukać).
Zawsze w instalacji znajdują się połączone szeregowo (jeden za drugim) przynajmniej 2–3 wyłączniki nadprądowe. Przykładowo:
Ich prąd znamionowy powinien rosnąć w kierunku od obwodu odbiorczego do zabezpieczenia w złączu. Jeśli jest inaczej, to który z wyłączników zadziała, jest kwestią przypadku. W praktyce często znaczne utrudnienie stanowi traktowanie przez zakłady energetyczne zabezpieczeń przedlicznikowych jako ogranicznika chwilowego poboru prądu (ponad przydział mocy zawarty w umowie).
Nawet jeśli w domu nie ma urządzeń zbyt dużej mocy, to typowym zabezpieczeniem obwodów gniazd jest wyłącznik 16 A. Wyłącznik główny w rozdzielnicy powinien więc mieć przynajmniej 25 A, a w złączu 40 A.
Co zrobić, jeśli zakład energetyczny wymaga zabezpieczenia przedlicznikowego zaledwie 25 A?
Pozostaje odpowiednio dobrać ich charakterystykę:
Jarosław Antkiewicz
fot. tytułowe Eaton Electric
5
