Zaloguj się
Wszystkie
16 marca 2023
589
Transfer Multisort Elektronik (TME)
Trudno wyobrazić sobie skuteczne zabezpieczanie obwodów i odbiorników energii elektrycznej w sposób inny niż przez szybkie rozłączenie obwodu w momencie wystąpienia zbyt wysokiego natężenia prądu. W użytku znajduje się wiele bezpieczników różniących się konstrukcją, charakterystyką pracy i przeznaczeniem. Wśród najpowszechniej stosowanych są m.in. bezpieczniki topikowe.
Zasadniczym elementem bezpieczników topikowych jest jeden lub kilka połączonych ze sobą elementów topikowych – drucików lub pasków które przy przepływie określonego (“dużego“) natężenia prądu ulegają stopieniu przerywając w ten sposób obwód, którego są częścią. Zależność czasu stopienia elementów topikowych tworzących wkładkę bezpiecznika od wartości przepływającego prądu określa się charakterystyką prądowo-czasową bezpiecznika taką jak na Ilustracji 1.
Ta charakterystyka opisuje związek pomiędzy natężeniem prądu, czasem jego występowania i stanem bezpiecznika. Na osi poziomej znajduje się natężenie prądu na osi pionowej czas (jest to długość czasu stałego przepływania prądu o danym natężeniu przez bezpiecznik). Poza osiami układu współrzędnych widoczne są dwie “dosyć równoległe” krzywe przypominające literę “l”. Te dwie krzywe i obszar pomiędzy nimi to właśnie charakterystyka pasmowa bezpiecznika. Obszar zadziałania bezpiecznika znajduje się w paśmie między tymi krzywymi. Poza tym na osi poziomej zaznaczone są trzy wartości prądu. Ta mniejsza In to prąd nominalny bezpiecznika, ta większa Inf to prąd od niego większy (tak “na oko” co najmniej jakieś 25% większy (-: ). Na osi jest też zaznaczona trzecia wartość prądu I większa od tych dwóch. Wartości In oraz Inf są zaznaczone kolorowymi, pionowymi odcinkami na ilustracji 2.
Sprawdzenie zachowania bezpiecznika przy użyciu charakterystyki polega na wystawieniu pionowej półprostej z punktów o natężeniach które nas interesują. Jeżeli te półproste nie przecinają się z charakterystyką, to oznacza, że prąd o takim natężeniu nie spowoduje “spalenia” bezpiecznika. Taka sytuacja jest zaznaczona na Ilustracji 2, gdzie kolorowe odcinki nie przecinają się z żadną z krzywych charakterystyki bezpiecznika. Warto zwrócić uwagę na to, że zielona półprosta nawet nie zbliża się do charakterystyki. Oznacza, to , że jeżeli przez bezpiecznik topikowy o prądzie znamionowym 16 A przepłynie 16 A, to nie zostanie on “przepalony”. Prąd znamionowy bezpiecznika to zdecydowanie za mało, żeby spowodować jego zadziałanie. Może i “dziwne”, ale prawdziwe. Niebieska półprosta Inf także nie przecina się z charakterystyką bezpiecznika. Tutaj jednak widać, że już natężenie “ciut większe” spowoduje, że spotkamy się z charakterystyką (czyli jest to asymptota pionowa). Widać także, że Inf jest zdecydowanie większe niż In. To istotne, gdyż oznacza, że prąd nominalny bezpiecznika leży naprawdę daleko od progu zadziałania bezpiecznika.
Aby nastąpiło “spalenie” bezpiecznika musi wystąpić natężenie prądu, dla którego pionowa półprosta przetnie się z charakterystyką, tak jak na ilustracji 3.
Tym razem sprawdzamy zachowanie bezpiecznika dla natężenia I (większego niż prąd nominalny bezpiecznika In i niż wartość Inf.). Teraz jest ciekawiej. Mamy przecięcie pasma przez naszą półprostą (punkty przecięcia z brzegami pasma są zaznaczone czerwonymi kropkami). Współrzędne pionowe (czyli wartości czasu odpowiadające przecięciom z brzegami pasma) to wartości czasu nazwane t1 i t2.
- Wartość t1 to czas po którym na pewno nastąpi zadziałanie bezpiecznika przy przepływie prądu o natężeniu I. To bardzo istotny parametr. Przy planowaniu zabezpieczenia właśnie tę wartość się przyjmuje jako czas zadziałania zabezpieczenia. Wyznacza ona najdłuższy czas przepływu prądu o natężeniu I przez układ zabezpieczony analizowanym bezpiecznikiem.
- Wartość t2 to najmniejszy czas po którym może nastąpić zadziałanie bezpiecznika przy przepływie prądu o natężeniu I. Na przykład przez długi czas bezpiecznik może znosić takie cyklicznie występujące przez taki czas natężenie “bez mrugnięcia powieką”, a pewnego dnia może się spalić.
- Przedział wartości od t2 do t1 to okres czasu w którym przy danym natężeniu nastąpi spalenie bezpiecznika danego typu przy przepływie prądu o natężeniu I.
Jeżeli badamy zachowanie dla innej wartości prądu, to po prostu przesuwamy naszą półprostą na inna wartość natężenia I.
Podsumować to można wykresem z ilustracji 4.
- Obszar zielony to takie położenia na płaszczyźnie prąd-czas (czyli pary wartości prąd-czas) dla których bezpiecznik na pewno nie jest spalony. Współrzędne każdego punktu z tego obszaru nie spowodują zadziałania bezpiecznika. Jeżeli przykładowo punkt o współrzędnych (1, 5) leży na zielonym obszarze, to oznacza, że przy przepływie prądu 1 A przez czas 5 sekund bezpiecznik na pewno nie ulegnie spaleniu.
- Szare pasmo to położenia (na płaszczyźnie natężenie-czas) w których bezpieczniki “palą się”.
- Czerwony obszar to położenia w których układ zabezpieczany nie znajdzie się. Jeżeli punkt o współrzędnych (20, 5) leży na czerwonym obszarze, to oznacza, że nie jest możliwy przepływ prądu 20 A przez czas 5 sekund przez układ zabezpieczany. Charakterystyka zapewnia, że bezpiecznik uległ spaleniu “już wcześnie w sensie czasu, prądu lub ich kombinacji”. Taki prąd na pewno nie będzie płynął przez zabezpieczany obwód przez taki odcinek czasu.
Oczywiście pasmowy charakter można rozpatrywać też z drugiego punktu widzenia. Jeżeli przyjmiemy, że bezpiecznik ulega spaleniu się w określonym czasie t, to wystawiając z tego punktu poziomą półprostą i rzutując punkty przecięcięcia z charakterystyką otrzymamy wartości natężeń I1 oraz I2, czyli przedział natężeń prądu który mógł to spowodować.
Przy wartościach prądów, którym odpowiada czas stopienia elementów topikowych mniejszy niż 0,005 s (¼ okresu napięcia sieci energetycznej), bezpieczniki ograniczają prąd zwarciowy udarowy. Poza tym spełniają one również funkcję odłączników, ponieważ po wyjęciu wkładki bezpiecznikowej lub wykręceniu bezpiecznika powstaje trwała i widoczna przerwa w obwodzie.
Topikowe bezpieczniki niskonapięciowe dzieli się pod względem budowy na: instalacyjne, stacyjne, aparatowe i specjalne. Bezpieczniki instalacyjne typu Bi składają się z gniazd jednobiegunowych, wstawki dolnej, główki oraz umieszczonej w niej wkładki topikowej. Prądy znamionowe bezpieczników instalacyjnych o charakterystykach szybkich (BiWts) i zwłocznych (BiWtz) wynoszą między 6 a 200 A. Na rynku można znaleźć także bezpieczniki średniozwłoczne i superszybkie. W ofercie TME można znaleźć bardzo szeroki asortyment różnorodnych bezpieczników, w tym topikowych. Znajdziemy tam także interesujące bezpieczniki superszybkie. Do artykułu dołączona jest karta katalogowa bezpiecznika z grupy superszybkich typu SIBA 7000140.0.1, przedstawionego na Ilustracji 4.
Warto zapoznać się z jego parametrami; przy średnicy 5 mm, długości 20 mm i prądzie nominalnym 100 mA ma on zdolność wyłączania 300 kA.
Bezpieczniki to elementy o pozornie nieskomplikowanej budowie, jednak pełniące bardzo ważne funkcje. Warto się z nimi zapoznać dokładniej; mimo pozornie prostej budowy kryje się za nimi potężna, nadal rosnąca ilość wiedzy.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
