IZKLOPNE KARAKTERISTIKE TALJIVIH VAROVALK-KAJ POMENI gG, aM……

Taljiva varovalka varuje nizkonapetostne električne vodnike in kable pred kratkimi stiki in preobremenitvami. Taljive varovalke poznamo v različnih izvedbah tip D, tip DO, NV, cilindrične… Na taljivi varovalki oziroma taljivem vložku so razni napisi, ki opisujejo pomembne podatke varovalke: nazivni oziroma naznačeni tok  I_n, na sliki 1. piše 20A, nazivna napetost U, piše 500 V, kratkostična zmogljivost, piše 120 kA, v nadaljevanju pa se želimo omejiti na pomen oznake gG, predvsem na pomen oznake g  (obstaja tudi a), ki nam pove vrsto izklopne oziroma tokovno -časovno (I-t) karakteristiko taljive varovalke.

Slika 1: nizkonapetostna taljiva varovalka NV 20 A tip gG

Preobremenitev in kratki stik

V nadaljevanju bomo na preprostem primeru razložili razliko med preobremenitvijo in kratkim stikom. Preobremenitev vodnika oziroma kabla je stanje, ko skozi njega teče električni tok večji, kot pa je zdržni oziroma dopustni tok tega kabla. Glede na predvideno obremenitev posameznega tokokroga namreč projektant izbere ustrezen prerez kabla, glede na to, pa se izbere tudi ustrezno taljivo varovalko (pomemben je njegov nazivni tok v amperih).

V primeru, če je tok večji od dopustnega mora reagirati taljiva varovalka in izklopiti tokokrog. Na primer: preko 20 amperske taljive varovalke je na tem tokokrogu, zaradi neustrezno izvedene električne inštalacije, napajanih več porabnikov. Predpostavimo, da je v nekem času vse vključeno in teče tok 40 A (amperov), kar je dvakrat več kot 20 amperov (2 kratnik nazivnega toka).  Govorimo o preobremenitvi, in taljiva varovalka  mora prekiniti, saj na primer prerez kabla 4 mm² ne zdrži tako velikega toka (krajšanje življenjske dobe izolacije kabla, lahko pa nastopi tudi požar zaradi prekomernega segrevanja). Taljiva varovalka v našem primeru izklopi v času okoli 152 sekund, seveda z nekaj tolerancami. (glej slika 2)

V primeru kratkega stika, to je stika med faznim (barva izolacije vodnika črna ali rjava) in nevtralnim vodnikom (barva izolacije modra), bo stekel zaradi zelo male upornosti kratkostični tok nekaj 100 ali več 1000 A (amperov) in taljiva varovalka bo izklopila v trenutku (nekaj milisekund).

Izklopna ali I-t karakteristika taljive varovalke

Izklopna karakteristika (I-t karakteristika)  je lastnost taljive varovalke, ki določa, kako hitro bo taljiva varovalka izklopila tokokrog, ko pride do preobremenitve ali kratkega stika.

Preprosto povedano, izklopna karakteristika pove, kako hitro bo varovalka izklopila tok v primeru težave v električni napeljavi. Obstajajo dve vrsti izklopnih karakteristik: g in a.  

g izklopna karakteristika pomeni da taljivi vložki ščitijo po celotnem tokovnem področju. Njihova uporaba je za varovanje tokokrogov običajnih električnih inštalacij

a izklopna karakteristika pa pomeni, da taljivi vložki zanesljivo izklapljajo vse toke, od nekega mnogokratnika nazivnega toka (na primer izklopijo, če je tok večji od okoli 5 x nazivnega toka). Uporabljamo jih v specifičnih primerih.

V nadaljevanju  bomo najprej predstavili izklopno karakteristiko g.

Slika 2 prikazuje I-t ali izklopno karakteristiko taljive varovalke tipa gG 20 A.  Velika črka G pomeni da je varovalka namenjena za splošno uporabo in je tudi daleč največ v uporabi. Mala črka g pa pomeni, da taljiva varovalka ščiti v celotnem preobremenitvenem področju (slika 2). Če je tok 20 A ali manj,  izklopa ni, če pa je tok večji kot 20 A pride do izklopa, vendar hitreje, če je tok večji. Tako karakteristika prikazuje štiri primere preobremenitve:

I=1,3 x I_n

I=1,6 x I_n

I=2 x I_n

I=3 x I_n

V primeru, da pride do kratkega stika, kjer je kratkostični tok  mnogo višji-več 100 A ali celo več 1000 A,  pa pride do takojšnjega izklopa. (slika 2)

Slika 2: izpis s pomočjo programa ETISON, taljiva varovalka 20 A, gG, kjer se vidi, da bo npr. pri dvakratniku nazivnega toka, čas izklopa okoli 152 s

Tabela 1 prikazuje izklopne čase  pri različnih preobremenitvenih tokih (x I_n) taljive varovalke 20A gG, na podlagi slike 2, ki prikazuje I-t karakteristiko taljive varovalke 20A gG.

Tabela 1: izklopni časi  pri različnih preobremenitvenih tokih (x I_n ) taljive varovalke gG 20 A

Kaj pa tip izklopne karakteristike a, kdaj pa ta pride v uporabo?

Slika 3 prikazuje izklopno karakteristiko taljive varovalke aM, 20 A, kjer se lepo vidi, da v preobremenitvenem področju (2x, 3x In) taljiva varovalka aM sploh ne izklopi. Torej pri prej naštetih preobremenitvah sploh ne bi prekinila tokokrog. Prekine ga šele, ko je tok blizu 100 A (oziroma že malce prej), to je približno pri 5 x (oziroma malce prej) nazivnega toka. Torej ta tip je primeren samo za zaščito pri kratkem stiku. Velika črka M  pomeni, da bi bila varovalka lahko primerna za zaščito pri nekem elektromotornem pogonu, kjer je varovalka uspešna za zaščito pred kratkimi stiki, sam kabel in motor pa pred preobremenitvami ščiti bimetalni rele ali motorsko zaščitno stikalo. Iz slike 3 se tudi lepo vidi, da bo pri petkratniku nazivnega toka, čas izklopa okoli 18 s, kar pa je tudi v redu, saj, če bi bil zagonski tok motorja na primer 5 kratnik nazivnega toka motorja, ne bi taljiva varovalka nepotrebno izklopila v fazi zagona motorja.

Slika 3: izpis s pomočjo programa ETISON,  taljiva varovalka 20 A, aM, kjer se vidi, da bo npr. pri petkratniku nazivnega toka, čas izklopa okoli 18 s

Zaključek

Iz teksta se lepo vidi, da je lahko zelo nevarno, da bi taljivo varovalko tipa aM, uporabili za splošno uporabo, saj ne nudi zaščite pred preobremenitvami. Včasih električarji pravijo temu tipu tudi počasne varovalke (res so počasnejše na primer, pri 5 x nazivnega toka, od tipa g), vendar pa pri preobremenitvah do 5 x nazivnega toka sploh ne reagirajo, kar pomeni, da so lahko uporabne samo pri določenih specifičnih primerih.