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 bojlera elektrycznego o danych znamionowych: PN = 3 kW, UN = 230 V?
A. aR 16 A
B. aM 20 A
C. gB 20 A
D. gG 16 A
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2022 (arkusz EE.05-SG-22.06).
Dla jednofazowego bojlera o mocy Pₙ = 3 kW i napięciu Uₙ = 230 V prąd roboczy wychodzi około 13 A, bo 3 000 W / 230 V ≈ 13,0 A. Zabezpieczenie nie może mieć prądu znamionowego mniejszego od normalnego prądu pracy odbiornika, bo wtedy wkładka mogłaby przepalać się przy zwykłym grzaniu wody. Najbliższa typowa wartość większa od 13 A to 16 A, więc dobór 16 A jest logiczny i praktyczny. Oznaczenie gG jest tu bardzo ważne: taka wkładka topikowa jest pełnozakresowa, czyli chroni zarówno przed przeciążeniami, jak i przed zwarciami. W instalacjach budynkowych, zgodnie z zasadami doboru zabezpieczeń z PN-HD 60364 oraz oznaczeniami wkładek według PN-EN 60269, do ochrony przewodów stosuje się właśnie zabezpieczenia ogólnego przeznaczenia typu gG. Moim zdaniem to jeden z tych przykładów, gdzie nie wystarczy policzyć ampery, trzeba jeszcze rozumieć literki na wkładce. W praktyce bojler 3 kW podłącza się zwykle do osobnego obwodu, np. przewodem dobranym do warunków ułożenia, z zabezpieczeniem 16 A i często z dodatkową ochroną RCD 30 mA, jeśli wymagają tego warunki instalacji. Sama wkładka gG 16 A spełnia tu zadanie ochrony przewodów przed skutkami zwarć i przeciążeń, a nie tylko ochrony samego urządzenia.
W tym zadaniu łatwo wpaść w pułapkę, że patrzy się tylko na wartość prądu znamionowego, a pomija oznaczenie charakterystyki wkładki. Bojler 3 kW przy 230 V pobiera około 13 A, więc zabezpieczenie o wartości 16 A jest najmniejszą sensowną typową wartością większą od prądu roboczego. Zastosowanie 20 A byłoby już mniej korzystne, bo niepotrzebnie podnosi próg zadziałania zabezpieczenia. W ochronie przewodów zasada jest taka, że zabezpieczenie musi zadziałać zanim przewód nagrzeje się do niebezpiecznej temperatury. Nie dobiera się go tylko po to, żeby urządzenie działało bez wyłączeń, ale po to, żeby przewody były chronione przy przeciążeniu i zwarciu. Oznaczenia aR oraz aM oznaczają wkładki niepełnozakresowe. aR stosuje się głównie do ochrony elementów półprzewodnikowych, np. tyrystorów czy układów energoelektronicznych, i nie jest to typowy dobór do domowego bojlera. aM jest przeznaczona do obwodów silnikowych i chroni zasadniczo przed zwarciami, ale przeciążenia silnika powinien wtedy przejmować osobny wyłącznik przeciążeniowy. W bojlerze nie mamy takiej sytuacji, bo grzałka jest odbiornikiem rezystancyjnym, bez prądu rozruchowego jak silnik. Oznaczenie gB nie jest standardowym, typowym wyborem do zabezpieczania zwykłego obwodu odbiorczego w instalacji mieszkaniowej w tym kontekście; dla przewodów stosuje się wkładki pełnozakresowe gG. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś myśli: większy bezpiecznik będzie bezpieczniejszy, bo rzadziej się przepali. W elektrotechnice jest raczej odwrotnie: zbyt duże zabezpieczenie może nie ochronić przewodu na czas. Dlatego poprawny wybór to gG 16 A, bo łączy właściwy prąd znamionowy z odpowiednim zakresem działania.