Kismegsakít válsztás: típusok és jellemzők

Bizonyára sokan elgondolkodtunk már azon, hogy az automatikus megszakítók miért szorították ki ilyen gyorsan az elektromos kapcsolási rajzokból az elavult olvadóbiztosítékokat? Bevezetésük aktív üteme számos nagyon meggyőző érvvel indokolható, többek között azzal a lehetőséggel, hogy olyan védelmi típust vásárolhatunk, amely tökéletesen megfelel az adott elektromos berendezés idő-áram jellemzőinek.

Kételkedik abban, hogy pontosan milyen kismegszakítóra van szükséga, és nem tudja, hogyan válassza ki helyesen? Segítünk megtalálni a helyes megoldást – a cikkben áttekintjük ezen eszközök osztályozását. Valamint azokat a fontos jellemzőket, amelyekre kiemelt figyelmet kell fordítania az automatikus megszakító kiválasztásakor.

Annak érdekében, hogy könnyebben eligazodjon a kismegszakítók között, a cikk anyagát szemléletes fényképekkel és hasznos szakértői videóajánlásokkal egészéttük ki.

Az automatikus megszakítók osztályozása

A kismegszakító gyakorlatilag azonnal lekapcsolja a rá bízott vezetéket, ami kizárja a vezeték és a hálózatról táplált készülékek sérülését. A lekapcsolás után az ágat azonnal újra üzembe lehet helyezni anélkül, hogy a védőberendezést ki kellene cserélni.

Általában automatikus megszakítókat választanak négy kulcsfontosságú paraméter alapján – a névleges megszakítóképesség, a pólusok száma, az idő-áram karakterisztika, a névleges üzemi áram.

A névleges megszakítóképesség szerint

Ez a jellemző jelzi a megengedett rövidzárlati áramot (zárlati áramot), amelynél a megszakító kiold, és az áramkört megszakítva feszültségmentesíti a vezetéket és a hozzá kapcsolt készülékeket.

E paraméter alapján három kismegszakító típust különböztetünk meg – 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. A 4,5 kA (4500 A) névleges kismegszakítókat általában magánlakóépületek tápvezetékeinek sérülésének elkerülésére használják. A vezeték ellenállása az alállomástól a zárlat helyéig körülbelül 0,05 Ω, ami körülbelül 500 A határáramot eredményez.
2. A 6 kA (6000 A) névleges készülékeket a lakóövezetek, közösségi helyek rövidzárlat elleni védelmére használják, ahol a vezetékek ellenállása elérheti a 0,04 Ω-ot, ami 5,5 kA-ig növeli a zárlat valószínűségét.
3. A 10 kA (10000 A) névleges megszakítókat ipari villamos berendezések védelmére használják. Akár 10 000 A áram is felléphet egy rövid villamos áramkörben, amely az alállomás közelében található.

A megszakító optimális változatának kiválasztása előtt fontos megérteni, hogy lehetségesek-e a 4,5 kA-t vagy 6 kA-t meghaladó zárlati áramok?

A névleges megszakítóképességet a megszakító dokumentációjában és a házon kód formájában tüntetik fel – 4500A, 600A, 10000A vagy 4,5kA, 6kA, 10kA. A készülék előlapján szerepel a gyártó, a modell, a névleges feszültség, valamint az idő-áram karakterisztika és a névleges áram adatai.

Az automata kikapcsolása a megadott értékű zárlat esetén történik. A háztartási igényekhez leggyakrabban 6000 A-es megszakítókat használnak.

A 4500 A-es modellek a modern elektromos hálózatok védelmére gyakorlatilag nem használatosak, és egyes országokban tilos az üzemeltetésük.

Ha Önt érdekli, hogyan lehet helyesen átváltani az ampert wattra, javasoljuk, hogy tekintse meg a következő cikkben ismertetett anyagot.

Zárlat érzékelésekor a kikapcsolást az elektromágneses tekercs végzi (A helyzet). A névleges áramok túllépésekor a hálózatot a bimetál lemez bontja meg (B helyzet).

Az automatikus megszakító feladata a vezetékek védelme (nem pedig a berendezések és a felhasználók védelme) a zárlatoktól és a szigetelés megolvadásától a névleges értékeket meghaladó áramok átfolyása esetén.

A pólusok száma szerint

Ez a jellemző azt a maximális vezetékszámot jelöli, amely a hálózat védelmére az automatikus megszakítóhoz csatlakoztatható.

Kikapcsolásuk vészhelyzet esetén történik (a megengedett áramértékek vagy az idő-áram görbe szintjének túllépésekor).

Ez a jellemző azt a maximális vezetékszámot jelöli, amely a hálózat védelmére az automatikus megszakítóhoz csatlakoztatható. Kikapcsolásuk vészhelyzet esetén történik (a megengedett áramértékek vagy az idő-áram görbe szintjének túllépésekor).

Egypólusú automatikus megszakítók

Az egypólusú típusú megszakító az automata legegyszerűbb változata. Az egyes áramkörök, valamint az egyfázisú, kétfázisú, háromfázisú elektromos vezetékek védelmére szolgál. A megszakító szerkezetéhez 2 vezeték csatlakoztatható – a tápvezeték és az elmenő vezeték.

Az ebbe az osztályba tartozó készülék funkciója csupán a vezeték tűz elleni védelme. Maga a vezeték nullavezetője a nulla sínre kerül, ezáltal megkerülve a kismegszakítót, a földelő vezeték pedig a földelő sínre csatlakozik külön.

Az egypólusú kismegszakító csatlakoztatása egyeres vezetékkel történik, de néha kéteres kábeleket is használnak. A tápellátást a kismegszakító felülről, a védett vezetéket pedig alulról csatlakoztatják, ami egyszerűsíti a szerelést. A felszerelés 18 mm-es din-sínre történik.

Az egypólusú kismegszakító nem tölti be a főkapcsoló funkcióját, mivel a kényszerű kikapcsolásakor a fázisvezeték megszakad, a nullavezető viszont a feszültségforráshoz csatlakozik, ami nem nyújt 100%-os védelmi garanciát.

Kétpólusú automatikus kapcsolók

Amikor a hálózat teljes feszültségmentesítése szükséges, kétpólusú kismegszakítót alkalmaznak.

Főkapcsolóként alkalmazzák, amikor rövidzárlat vagy hálózati hiba esetén a teljes elektromos hálózat egyszerre kerül feszültségmentesítésre. Ez lehetővé teszi, hogy a javítási és áramkör-korszerűsítési munkákat teljes biztonságban végezzék el.

Kétpólusú kismegszakítókat alkalmaznak olyan esetekben, amikor külön kapcsoló szükséges egy egyfázisú készülékhez, például vízmelegítőhöz, bojlerhez, géphez.

A kétpólusú kismegszakító csatlakoztatása a védelmi elektromos kapcsolási rajz figyelembevételével történik, 1- vagy 2-eres vezeték használatával (az eres szám a kiépítési kapcsolástól függ). A szerelés 36 mm-es din-sínre történik.

A kismegszakítót a védett készülékhez 4 vezetékkel csatlakoztatják, amelyből kettő tápvezeték (az egyik közvetlenül a hálózatra csatlakozik, a másik pedig híddal adja a tápfeszültséget), kettő pedig a védendő távvezeték, amelyek lehetnek 1-, 2- vagy 3-eresek.

Hárompólusú automatikus kapcsolók

Háromfázisú 3- vagy 4-eres hálózat védelmére hárompólusú kismegszakítókat használnak. Alkalmasak csillag (a középső vezetéket védelem nélkül hagyják, a fázisvezetékeket a pólusokhoz csatlakoztatják) vagy delta (központi vezeték nélkül) típusú csatlakoztatáshoz.

Az egyik vezeték meghibásodása esetén a másik kettő automatikusan kikapcsol.

A hárompólusú kismegszakító csatlakoztatása 1-, 2- vagy 3-eres vezetékekkel történik. A telepítéshez 54 mm szélességű din-sínre van szükség.

A hárompólusú kapcsoló fő- és általános kapcsolóként szolgál bármilyen háromfázisú terheléshez. A változatot gyakran használják az iparban villanymotorok áramellátására.

A modellhez legfeljebb 6 vezeték csatlakoztatható, ebből 3 a háromfázisú hálózat fázisvezetéke. A maradék 3 védendő vezeték. Ezek három egyfázisú vagy egy háromfázisú vezetéket képviselnek.

Négypólusú kismegszakítók

A három- vagy négyfázisú elektromos hálózat védelmére, például egy nagy teljesítményű motoréhoz, amely “csillag kapcsolásban, kivezetett nullaponttal” csatlakozik, négypólusú kismegszakítót használnak. Ezt bevezető kapcsolóként alkalmazzák háromfázisú, négyvezetékes hálózaton.

A négypólusú kapcsoló csatlakoztatása 1-, 2-, 3- vagy 4-eres vezetékkel történik. A kapcsolási rajz a csatlakozás típusától függ. A házat 73 mm széles DIN-sínre kell felszerelni.

A kismegszakító házához nyolc vezeték csatlakoztatható. Ezek közül három a hálózat fázisvezetéke (plusz egy nulla), négy pedig a leágazó vezeték (3 fázis és 1 nulla).

Az egyfázisú fogyasztók 220 V feszültségről táplálkoznak, ami úgy érhető el, ha az egyik fázist és a nulla vezetőt használjuk az elektromos hálózatból. Vagyis ebben az esetben a három fázison kívül van egy további vezető – a nulla –, ezért az ilyen elektromos hálózat védelmére és kapcsolására négypólusú kismegszakítókat szerelnek, amelyek mind a négy vezetőt megszakítják.

Az idő-áram karakterisztika szerint

A kismegszakítók rendelkezhetnek azonos névleges terhelési teljesítmény értékkel, de a készülékek áramfogyasztási jellemzői eltérőek lehetnek.

A fogyasztott teljesítmény egyenetlenül érkezhet, változhat a típustól és a terheléstől függően, valamint az adott készülék be- vagy kikapcsolásakor, illetve folyamatos működése során.

A fogyasztott teljesítmény ingadozása meglehetősen jelentős lehet, változásának tartománya pedig széles. Ez a kismegszakító lekapcsolásához vezet a névleges áram túllépése miatt, ami a hálózat téves lekapcsolásának minősül.

A nem vészhelyzeti, szabványos változások (áramerősség-növekedés, teljesítményváltozás) esetén a biztosító indokolatlan működésének elkerülése érdekében meghatározott idő-áram karakterisztikájú (IÁK) kismegszakítókat használnak.

Ez lehetővé teszi, hogy azonos áramparaméterekkel rendelkező kapcsolókat tetszőleges megengedett terhelésekkel üzemeltessenek téves lekapcsolások nélkül.

Az IÁK megmutatja, mennyi idő után kapcsol le a kismegszakító, és milyen lesz az áramerősség és a kismegszakító névleges áramának aránya ekkor.

A B karakterisztikájú kismegszakítók jellemzői

Az adott karakterisztikájú kismegszakító 5–20 másodperc alatt kapcsol le. Az áramérték ekkor a kismegszakító névleges áramának 3–5-szöröse. Ezeket a típusokat a szabványos háztartási készülékeket tápláló áramkörök védelmére használják.

A modellt leggyakrabban lakások és családi házak vezetékeinek védelmére használják.

C karakterisztika – működési elvek

A C jelölésű kismegszakító 1–10 másodperc alatt kapcsol le, 5–10 névleges áram mellett.

E csoport kapcsolóit minden területen használják – a háztartásban, az építőiparban, az iparban, de leginkább a lakások, házak, lakóhelyiségek elektromos védelme területén keresettek.

A D karakterisztikájú kapcsolók üzemeltetése

A D osztályú megszakítókat az iparban alkalmazzák, és hárompólusú és négypólusú változatokban kaphatók. Erős villanymotorok és különféle háromfázisú berendezések védelmére használják.

A megszakító kioldási ideje 1-10 másodperc, ha az áramerősség a névleges 10-14-szerese, ami lehetővé teszi a hatékony alkalmazást különböző vezetékek védelmére.

A grafikon alsó részén a névleges áram többszöröse, a függőleges tengelyen a kioldási idő látható. A B karakterisztika esetén a kioldás a tényleges áram névleges áramhoz viszonyított 3-5-szörös túllépésekor következik be, a C esetén 5-10-szeres, a D esetén 10-14-szeres túllépéskor.

Az erős ipari motorok kizárólag D karakterisztikájú megszakítóval működnek.

Érdekelheti Önt a automatikus megszakítók jelölése is, amelyről egy másik cikkünkben olvashat.

A névleges üzemi áram szerint

Összesen 12 megszakító változat létezik, amelyek a névleges üzemi áram értékében különböznek egymástól – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. A paraméter a megszakító kioldási sebességét határozza meg, ha a tényleges áram meghaladja a névleges értéket.

A táblázat szemlélteti az egyes megszakító változatok határteljesítményét a csatlakoztatási séma és a hálózati feszültség függvényében. A kapcsoló maximális teljesítménye akkor érhető el, ha a terhelést háromszög kapcsolásban csatlakoztatják.

A kapcsoló kiválasztását a megadott jellemző alapján az elektromos vezeték teljesítményének, valamint a vezeték által normál üzemmódban elviselhető megengedett áramerősség figyelembevételével végzik. Ha az áram értéke ismeretlen, képletek segítségével határozzák meg a vezeték keresztmetszetének, anyagának és fektetési módjának adatai alapján.

Az 1A, 2A, 3A megszakítókat kis áramú áramkörök védelmére használják. Alkalmasak kis számú készülék – például lámpa vagy csillár, kis teljesítményű hűtőszekrény és más eszközök – áramellátásának biztosítására, amelyek összteljesítménye nem haladja meg a megszakító képességeit.

A 3A kapcsoló hatékonyan üzemeltethető az iparban, ha háromfázisú, háromszög kapcsolásban csatlakoztatják.

A 6A, 10A, 16A kapcsolók használhatók egyes elektromos áramkörök, kis szobák vagy lakások áramellátásának biztosítására.

Ezeket a modelleket az iparban használják, segítségükkel táplálják a villanymotorokat, szolenoidokat, fűtőtesteket, hegesztőautomatákat, amelyek külön vezetékkel vannak csatlakoztatva.

A három- és négypólusú 16A megszakítókat bevezetőként használják háromfázisú táplálási rendszerekben. A gyártás során előnyben részesítik a D-görbéjű készülékeket.

A 20A, 25A, 32A kismegszakítókat a modern lakások vezetékeinek védelmére használják, ezek képesek árammal ellátni a mosógépeket, fűtőtesteket, elektromos szárítókat és más nagy teljesítményű készülékeket. A 25A-es modellt fő kismegszakítóként alkalmazzák.

A 40A, 50A, 63A kismegszakítók a nagy teljesítményű készülékek osztályába tartoznak. Használják őket nagy teljesítményű berendezések árammal való ellátására a háztartásban, iparban és az építőiparban.

Az automatikus megszakítók kiválasztása és számítása

A kismegszakítók jellemzőinek ismeretében meghatározható, hogy melyik kismegszakító felel meg egy adott célnak. Az optimális modell kiválasztása előtt azonban el kell végezni néhány számítást, amelyek segítségével pontosan meghatározhatók a szükséges eszköz paraméterei.

1. lépés – a kismegszakító teljesítményének meghatározása

A kismegszakító kiválasztásakor fontos figyelembe venni a csatlakoztatott készülékek összteljesítményét.

Például szükség van egy kismegszakítóra a konyhai készülékek áramellátásához. Tegyük fel, hogy a konnektorba egy kávéfőzőt (1000 W), hűtőszekrényt (500 W), sütőt (2000 W), mikrohullámú sütőt (2000 W) és egy elektromos vízforralót (1000 W) csatlakoztatnak. Az összteljesítmény 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) vagy 6,5 kW lesz.

A táblázatban néhány háztartási készülék működéséhez szükséges névleges teljesítménye látható. A szabványos adatok alapján kerül kiválasztásra a tápvezeték keresztmetszete és a vezeték védelmére szolgáló kismegszakító.

Ha megnézzük a kismegszakítók csatlakoztatási teljesítmény szerinti táblázatát, és figyelembe vesszük, hogy a háztartási vezetékek szabványos feszültsége 220 V, akkor üzemeltetésre alkalmas egy egypólusú vagy kétpólusú 32A-es kismegszakító, 7 kW összteljesítménnyel.

Figyelembe kell venni, hogy nagyobb fogyasztói teljesítményre lehet szükség, mivel az üzemeltetés során más, eredetileg nem számításba vett elektromos készülékek csatlakoztatására lehet szükség. Ennek a helyzetnek az előrejelzéséhez a teljes fogyasztás számításánál növelő tényezőt használnak.

Tegyük fel, hogy további elektromos berendezések hozzáadása miatt 1,5 kW teljesítménynövekedésre volt szükség. Ekkor vegyük az 1,5-ös tényezőt, és szorozzuk meg a számított teljesítménnyel.

A számítások során néha célszerű csökkentő tényezőt használni. Ezt akkor alkalmazzák, amikor több készülék egyidejű használata nem lehetséges.

Tegyük fel, hogy a konyha vezetékeinek összteljesítménye 3,1 kW. Ekkor a csökkentő tényező 1, mivel az egyidejűleg csatlakoztatott készülékek minimális számát veszik figyelembe.

Ha az egyik készüléket nem lehet a többivel együtt csatlakoztatni, akkor a csökkentő tényezőt egynél kisebbre veszik.

2. lépés – a kismegszakító névleges teljesítményének kiszámítása

A névleges teljesítmény az a teljesítmény, amelynél a vezeték lekapcsolása nem következik be.

Kiszámítása a következő képlettel történik:

M = N * CT * cos(φ),

Ahol

• M – teljesítmény (Watt);
• N – az elektromos hálózat feszültsége (Volt);
• ST – olyan áramerősség, amely képes átfolyni a megszakítón (amper);
• cos(φ) – a fázisok és a feszültség közötti eltolódási szög koszinuszának értéke.

A koszinusz értéke általában 1, mivel az áram és a feszültség fázisai között gyakorlatilag nincs eltolódás.

A képletből kifejezzük az ST-t:

CT = M/N,

A teljesítményt már meghatároztuk, a hálózati feszültség pedig általában 220 Volt.

Ha a teljes teljesítmény 3,1 kW, akkor:

CT = 3100/220 = 14.

A kapott áramerősség 14 A lesz.

Háromfázisú terhelés esetén ugyanazt a képletet használják, de figyelembe veszik a szögeltolódásokat, amelyek nagy értékeket is elérhetnek. Ezeket általában a csatlakoztatott berendezésen feltüntetik.

3. lépés – a névleges áram kiszámítása

A névleges áramot az elektromos vezeték dokumentációjából lehet kiszámítani, de ha nincs ilyen, akkor a vezető jellemzői alapján határozzák meg.

A számításokhoz a következő adatok szükségesek:

• a vezető keresztmetszetének területe;
• a vezetékekhez használt anyag (réz vagy alumínium);
• a fektetés módja.

Háztartási körülmények között a vezeték általában a falban található.

A keresztmetszet területének kiszámításához mikrométerre vagy tolómérőre van szükség. Kizárólag a vezető magot kell mérni, nem a vezetéket és a szigetelést.

A szükséges mérések elvégzése után kiszámítjuk a keresztmetszet területét:

S = 0,785 * D * D,

Ahol

• D – a vezető átmérője (mm);
• S – a vezető keresztmetszetének területe (mm²).

Ezután használjuk az alábbi táblázatot.

Miután meghatároztuk, hogy milyen anyagból készültek a vezető magjai, és kiszámítottuk a keresztmetszet területét, meghatározhatjuk azokat az áram- és teljesítményértékeket, amelyeket a hálózati vezeték elbír. Az adatok a falba rejtett vezetékre vonatkoznak.

A kapott adatok alapján kiválasztjuk a megszakító üzemi áramát és névleges értékét. Ennek egyenlőnek vagy kisebbnek kell lennie az üzemi áramnál. Bizonyos esetekben megengedett a vezeték tényleges áramát meghaladó névleges értékű megszakítók használata.

4. lépés – az idő-áram karakterisztika meghatározása

A idő-áram karakterisztika helyes meghatározásához figyelembe kell venni a csatlakoztatott terhelések bekapcsolási áramait.

A szükséges adatokat az alábbi táblázat segítségével lehet megtudni.

A táblázatban néhány elektromos berendezés típusa, valamint a bekapcsolási áram arányai és az impulzusok időtartama másodpercben szerepel.

A táblázat adatai alapján meghatározható az áramerősség (amperben) a készülék bekapcsolásakor, valamint az az időtartam, amely után a határáram ismét jelentkezik.

Például, ha veszünk egy elektromos húsdarálót, amelynek teljesítménye 1,5 kW, akkor a táblázatokból kiszámíthatjuk a működési áramot (ez 6,81 A lesz), és figyelembe véve a bekapcsolási áram többszörösét (akár 7-szeres), megkapjuk az áram értékét: 6,81*7=48 (A).

Ez az áramerősség 1-3 másodperces gyakorisággal folyik. Figyelembe véve a B osztály idő-áram görbéit, látható, hogy túlterhelés esetén a megszakító a húsdaráló elindítása után az első másodpercekben kiold.

Nyilvánvaló, hogy a készülék bekapcsolási áramának többszöröse a C osztálynak felel meg, ezért a C karakterisztikájú megszakítót kell használni az elektromos húsdaráló működésének biztosításához.

A háztartási igényekhez általában a B és C karakterisztikának megfelelő megszakítókat használnak. Az iparban a nagy áramtöbbszörösű berendezéseknél (motorok, tápegységek stb.) az áram akár a 10-szeresét is eléri, ezért célszerű a D módosítású készülékeket használni.

Azonban figyelembe kell venni az ilyen készülékek teljesítményét, valamint a bekapcsolási áram időtartamát.

Az autonóm automatikus megszakítók abban különböznek a hagyományosaktól, hogy azokat külön elosztótáblákba szerelik.

A készülék funkciói közé tartozik az áramkör védelme a váratlan feszültségingadozásoktól, valamint az áramellátás megszakítása a hálózat teljes vagy egy meghatározott szakaszán.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A megszakító kiválasztása az áramjellemző alapján és egy áramszámítási példa a következő videóban kerül bemutatásra:

A megszakító névleges áramának kiszámítása a következő videóban kerül bemutatásra:

A megszakítókat a ház vagy lakás bejáratánál szerelik fel. Ezek strapabíró műanyag dobozokban helyezkednek el. A megszakítók jelenléte a háztartási elektromos hálózatban a biztonság záloga. A készülékek lehetővé teszik az elektromos vezeték időben történő lekapcsolását, ha a hálózat paraméterei meghaladják a beállított küszöbértéket.

Figyelembe véve a megszakítók alapvető jellemzőit, valamint elvégezve a helyes számításokat, helyes döntést hozhatunk a készülék kiválasztásáról és felszereléséről.

Ha rendelkezik villanyszerelési ismeretekkel vagy tapasztalattal, kérjük, ossza meg ezt olvasóinkkal. Ossza meg megjegyzéseit a megszakító kiválasztásáról és beszerelésének részleteiről az alábbi hozzászólásokban.