Którą funkcję w wyłączniku nadprądowym pełni element wskazany na ilustracji czerwoną strzałką?
A. Reaguje na zwarcia.
B. Gasi łuk elektryczny.
C. Łączy styki.
D. Reaguje na przeciążenia.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2021 (arkusz EE.05-SG-21.06).
Element zaznaczony czerwoną strzałką to wyzwalacz elektromagnetyczny wyłącznika nadprądowego, czyli część odpowiedzialna za bardzo szybkie zadziałanie przy zwarciu. W praktyce jest to cewka z ruchomym rdzeniem. Gdy przez wyłącznik popłynie bardzo duży prąd zwarciowy, pole magnetyczne cewki gwałtownie rośnie i mechanicznie wyzwala zamek aparatu. Styki zostają rozłączone w ułamku sekundy, zanim przewody i odbiorniki zdążą się mocno nagrzać. Moim zdaniem to jedna z ważniejszych rzeczy do rozpoznania w budowie wyłącznika nadprądowego, bo od razu widać różnicę między ochroną zwarciową a przeciążeniową.
Dla porównania przeciążenia wykrywa zwykle człon termiczny, czyli bimetal. On działa wolniej, bo reaguje na nagrzewanie od prądu większego niż znamionowy, ale niekoniecznie zwarciowego. Wyzwalacz elektromagnetyczny działa natomiast natychmiastowo, zgodnie z charakterystyką aparatu, np. B, C albo D według PN-EN 60898-1. W instalacjach budynkowych, projektowanych zgodnie z zasadami PN-HD 60364, dobiera się taki wyłącznik, żeby przy zwarciu nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania w wymaganym czasie. Dlatego w praktyce elektryk sprawdza nie tylko prąd znamionowy, ale też impedancję pętli zwarcia i charakterystykę zabezpieczenia. To nie jest tylko teoria z rysunku, bo od tego zależy bezpieczeństwo instalacji i ograniczenie skutków awarii.
Dla porównania przeciążenia wykrywa zwykle człon termiczny, czyli bimetal. On działa wolniej, bo reaguje na nagrzewanie od prądu większego niż znamionowy, ale niekoniecznie zwarciowego. Wyzwalacz elektromagnetyczny działa natomiast natychmiastowo, zgodnie z charakterystyką aparatu, np. B, C albo D według PN-EN 60898-1. W instalacjach budynkowych, projektowanych zgodnie z zasadami PN-HD 60364, dobiera się taki wyłącznik, żeby przy zwarciu nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania w wymaganym czasie. Dlatego w praktyce elektryk sprawdza nie tylko prąd znamionowy, ale też impedancję pętli zwarcia i charakterystykę zabezpieczenia. To nie jest tylko teoria z rysunku, bo od tego zależy bezpieczeństwo instalacji i ograniczenie skutków awarii.
Na ilustracji zaznaczono cewkę wyzwalacza elektromagnetycznego, a nie komorę gaszeniową, mostek stykowy ani bimetal przeciążeniowy. W wyłączniku nadprądowym te elementy są dość blisko siebie, dlatego łatwo się pomylić, zwłaszcza gdy patrzy się tylko na przekrój aparatu. Komora gaszeniowa zwykle ma postać pakietu metalowych płytek. Jej zadaniem jest dzielenie i chłodzenie łuku elektrycznego, który powstaje podczas rozłączania styków pod obciążeniem lub przy zwarciu. Ona nie wykrywa zwarcia, tylko pomaga bezpiecznie przerwać prąd po otwarciu styków.
Łączenie styków realizuje mechanizm napędowy i układ styków ruchomych oraz stałych. Dźwignia na obudowie służy do ręcznego załączania i wyłączania, ale nie jest elementem pomiarowym ani wyzwalającym zwarcie. Częsty błąd polega na tym, że ktoś widzi część połączoną mechanicznie ze stykami i zakłada, że każdy metalowy element odpowiada za ich łączenie. W rzeczywistości wyłącznik nadprądowy ma kilka współpracujących podzespołów, ale każdy pełni inną funkcję.
Reagowanie na przeciążenia to rola członu termicznego, najczęściej bimetalu. Bimetal wygina się pod wpływem ciepła wydzielanego przez prąd większy od znamionowego i po pewnym czasie wyzwala mechanizm. To działanie celowo jest zwłoczne, bo krótkotrwały rozruch silnika czy chwilowy większy pobór prądu nie powinien od razu wyłączać obwodu. Przy zwarciu sytuacja jest inna: prąd rośnie bardzo gwałtownie, więc potrzebny jest człon elektromagnetyczny, który działa prawie natychmiast. Z mojego doświadczenia najlepiej zapamiętać to tak: cewka i rdzeń to zwarcie, bimetal to przeciążenie, a pakiet blaszek to gaszenie łuku. Taki podział bardzo pomaga przy analizie zabezpieczeń zgodnie z dobrą praktyką i wymaganiami norm instalacyjnych.
Łączenie styków realizuje mechanizm napędowy i układ styków ruchomych oraz stałych. Dźwignia na obudowie służy do ręcznego załączania i wyłączania, ale nie jest elementem pomiarowym ani wyzwalającym zwarcie. Częsty błąd polega na tym, że ktoś widzi część połączoną mechanicznie ze stykami i zakłada, że każdy metalowy element odpowiada za ich łączenie. W rzeczywistości wyłącznik nadprądowy ma kilka współpracujących podzespołów, ale każdy pełni inną funkcję.
Reagowanie na przeciążenia to rola członu termicznego, najczęściej bimetalu. Bimetal wygina się pod wpływem ciepła wydzielanego przez prąd większy od znamionowego i po pewnym czasie wyzwala mechanizm. To działanie celowo jest zwłoczne, bo krótkotrwały rozruch silnika czy chwilowy większy pobór prądu nie powinien od razu wyłączać obwodu. Przy zwarciu sytuacja jest inna: prąd rośnie bardzo gwałtownie, więc potrzebny jest człon elektromagnetyczny, który działa prawie natychmiast. Z mojego doświadczenia najlepiej zapamiętać to tak: cewka i rdzeń to zwarcie, bimetal to przeciążenie, a pakiet blaszek to gaszenie łuku. Taki podział bardzo pomaga przy analizie zabezpieczeń zgodnie z dobrą praktyką i wymaganiami norm instalacyjnych.