Które z wymienionych oznaczeń i jaką wartość najmniejszego prądu znamionowego powinna mieć wkładka topikowa do zabezpieczenia przewodów przed skutkami zwarć i przeciążeń w obwodzie jednofazowego grzejnika rezystancyjnego o danych znamionowych: PN = 1,5 kW, UN = 230 V?
A. gG 6 A
B. aM 10 A
C. gG 10 A
D. gB 10 A
Dla takiego grzejnika właściwy dobór to wkładka gG 10 A. Najpierw trzeba policzyć prąd roboczy odbiornika. Korzystamy z zależności $I_b=\frac{P_N}{U_N}$, czyli 1500 W / 230 V ≈ 6,5 A. Wkładka topikowa nie może mieć prądu znamionowego mniejszego od prądu pracy urządzenia, bo przy normalnym grzaniu mogłaby się niepotrzebnie przepalać. Najbliższa typowa wartość powyżej 6,5 A to właśnie 10 A. Ważne jest też oznaczenie gG. Litera g oznacza zabezpieczenie pełnozakresowe, czyli działające zarówno przy przeciążeniach, jak i przy zwarciach. Oznaczenie G dotyczy zastosowania ogólnego, typowo do ochrony przewodów i instalacji. Moim zdaniem to jedno z tych pytań, gdzie łatwo policzyć prąd, ale równie ważne jest zrozumienie charakterystyki wkładki. W praktyce dla obwodu grzejnika rezystancyjnego, np. małego bojlera, grzałki warsztatowej albo promiennika, dobiera się zabezpieczenie tak, aby chroniło przewody przed nadmiernym nagrzaniem i jednocześnie nie wyłączało przy normalnej pracy. Oczywiście w realnej instalacji sprawdza się jeszcze przekrój przewodu, sposób ułożenia, obciążalność długotrwałą oraz warunek samoczynnego wyłączenia zasilania zgodnie z zasadami ochrony instalacji niskiego napięcia.
W tym zadaniu łatwo pomylić samą wartość prądu z właściwym typem wkładki topikowej. Grzejnik rezystancyjny o mocy 1,5 kW przy napięciu 230 V pobiera około 6,5 A, więc wkładka 6 A jest za mała. Nie chodzi tu o to, żeby dobrać zabezpieczenie możliwie najciaśniej poniżej obciążenia, tylko żeby prąd znamionowy zabezpieczenia był większy lub równy prądowi obciążenia i jednocześnie dopasowany do przewodu. Wkładka 6 A mogłaby pracować na granicy albo ulec przepaleniu przy normalnej eksploatacji, szczególnie gdy napięcie sieciowe lub warunki pracy trochę się zmienią. Z mojego doświadczenia uczniowie często robią błąd typu: wyszło około 6,5 A, to wybiorę 6 A, bo najbliżej. W zabezpieczeniach tak się nie robi. Oznaczenie aM też nie pasuje, nawet jeśli wartość 10 A wygląda sensownie. Wkładki aM są przeznaczone głównie do obwodów silnikowych i zabezpieczają zasadniczo przed skutkami zwarć, a przeciążenia silnika powinno wtedy wykrywać osobne zabezpieczenie przeciążeniowe, np. termik. Dla przewodów zasilających grzejnik potrzebna jest ochrona pełnozakresowa. Również oznaczenie gB nie jest właściwym standardowym wyborem do takiego obwodu ogólnego. Do ochrony przewodów przed zwarciami i przeciążeniami stosuje się wkładki gG, dawniej spotykało się też oznaczenia zbliżone typu gL/gG. Dlatego sama wartość 10 A nie wystarcza, musi jeszcze zgadzać się charakterystyka i przeznaczenie wkładki.