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 pieca rezystancyjnego o danych znamionowych: PN = 4 kW, UN = 230 V?
A. gG 16 A
B. aR 20 A
C. aM 20 A
D. gG 20 A
Dla pieca rezystancyjnego obciążenie jest praktycznie czynne, czyli można przyjąć cos φ ≈ 1. Prąd roboczy obwodu obliczamy więc prosto: $I_B=\frac{P_N}{U_N}$, czyli 4 000 W / 230 V ≈ 17,4 A. Wkładka 16 A byłaby za mała, bo pracowałaby powyżej swojego prądu znamionowego i mogłaby niepotrzebnie się przepalać, zwłaszcza przy dłuższej pracy pieca. Najbliższa typowa wartość większa od prądu obciążenia to 20 A. Oznaczenie gG jest tu bardzo ważne: taka wkładka jest ogólnego przeznaczenia i zabezpiecza zarówno przed przeciążeniem, jak i zwarciem, czyli nadaje się do ochrony przewodów w instalacji. To jest zgodne z podejściem stosowanym w instalacjach według zasad PN-HD 60364 oraz z klasyfikacją wkładek topikowych wg PN-EN 60269. Moim zdaniem to klasyczny przykład, gdzie nie wystarczy policzyć prądu, trzeba jeszcze rozumieć literki na bezpieczniku. W praktyce przy takim odbiorniku dobiera się jeszcze przekrój przewodów, sposób ułożenia i dopuszczalną obciążalność długotrwałą, ale z podanych odpowiedzi najmniejszym poprawnym wyborem jest gG 20 A.
W tym zadaniu łatwo wpaść w pułapkę, że skoro piec ma 4 kW, to wystarczy dobrać dowolną wkładkę o prądzie mniej więcej zbliżonym do obliczonego. Prąd obciążenia wynosi około 17,4 A, więc zabezpieczenie 16 A nie spełnia podstawowego warunku: jego prąd znamionowy jest mniejszy od prądu roboczego odbiornika. Taka wkładka mogłaby działać zbyt często, szczególnie przy dłuższym grzaniu, a w instalacji nie chodzi o losowe wyłączanie urządzenia, tylko o kontrolowaną ochronę przewodów przed przegrzaniem i zwarciem. Z kolei oznaczenia aR oraz aM nie są zamiennikami dla gG. Wkładki aR stosuje się głównie do szybkiej ochrony elementów półprzewodnikowych, np. tyrystorów, prostowników czy falowników, a nie jako typowe zabezpieczenie przewodów obwodu grzejnego. Wkładki aM są przeznaczone głównie do zabezpieczania obwodów silnikowych przed zwarciami i wymagają dodatkowego zabezpieczenia przeciążeniowego, na przykład termika. Piec rezystancyjny nie jest silnikiem, nie ma też charakteru obciążenia półprzewodnikowego wymagającego wkładki ultraszybkiej. Dobra praktyka instalacyjna jest taka: najpierw liczymy prąd odbiornika, potem wybieramy zabezpieczenie pełnozakresowe do przewodów, a dopiero później sprawdzamy przekrój przewodu i warunki samoczynnego wyłączenia zasilania. Dlatego poprawnym typem jest gG, a wartością minimalną powyżej 17,4 A jest 20 A.