Elekromehaničke komponente u sistemima 2

Uvod.

Ako kroz vod poteče veća količina električne struje, može se dogoditi da vod to ne može podneti bez velikog pregrevanja, pa se stoga mora omogućiti pravovremeni prekid strujnog toka. A upravo je to zadatak osigurača – oni dakle prekidaju strujni tok kad se za to pojave valjani razlozi. Razlikujemo dve vrste nadstrujnih osigurača, i to:

• Topljivi (rastavni) osigurači i • Automatski (instalacioni) osigurači.

Topljivi osigurači.

Mana topljivih osigurača, u kućnim i fabričkim instalacijama, je u tome što se umetak, kada pregori, mora menjati. Nov umetak ne samo da košta, već zahteva vreme za izmenu, a pored toga i držanje rezervnog umetka. U slučaju da se nema pri ruci odgovarajući umetak, upotrebljava se bakarna žica, čime u stvari, osigurač gubi na svom značaju, zbog čega prilikom jakih kratkih veza u kućnim instalacijama dolazi do isključenja glavnog osigurača, ili priključnog osigurača na mreži. Ove mane osigurača otklonjene su konstrukcijom instalacionog automatskog osigurača.

Automatski osigurači.

Instalacioni automatski osigurači su naprave koje prekidaju električno kolo pri određenom opterećenju, a da se ne vrši uništavanje materijala. Ovi elementi se još nazivaju i automatski prekidači, a u stranoj literaturi se jednostavno nazivaju automati. Znači, glavni zadatak im je da služe kao zaštita, tj. osiguranje provodnika od preopterećenja i kratkog spoja. Ugrađuju se na početku strujnih kola, a retko ispred samog prijemnika. Nakon uklanjanja smetnji, automatske osigurače nije potrebano menjati, nego jednostavno ponovo uključiti, dok topive osigurače moramo zameniti novim.

Prema broju uklapanja koji garantuju proizvođači (iznosi oko 104) vidi se da je namena ovih elemenata isključivo za osiguravanje provodnika, a ne kao prekidački elementi, jer prekidački element, kao npr. grebenaste sklopke, mogu da vrše do 3x106 uklapanja, što je znatno više nego kod automatskih osigurača.

Elekromehaničke komponente u sistemima 3

Princip rada.

Automatski osigurači isključuju vod sa napajanja u slučaju kratkog spoja i u slučaju preopterećenja. Zaštita od kratkog spoja se vrši pomoću elektromagneta, a od preoprerećenja pomoću bitemalne trake. Na sledećoj slici je pikazana bimetalna traka u preseku.

Kao što se vidi, bimetalna traka se satoji od dve trake od različitog metala koje su spojene zavarivanjem ili zakivcima. Različiti metali imaju različite koeficijente temperaturnog izduženja, tako da se bimetalna traka savija pri zagrevanju, kao na slici.

Elekromehaničke komponente u sistemima 4

Automatski osigurači često imaju ugrađena oba načina isključivanja. Elektromagnet isključuje pri kratkoj vezi i naglim velikim preopterećenjima. Ovo se isključivanje naziva elektromagnetnim ili brzim. Bimetalna traka isključuje pri dugotrajnim manjim preopterećenjima. Ovo se isključivanje naziva termičkim, ili tromim isključivanjem. Na sledećoj slici šematski je prikazan presek automatskog osigurača.

Struja teče preko kontakata na bimetalnu traku, a zatim na elektromagnet. Sa

slike se vidi da je bimetalna traka omotana zicom kroz koju teče struja. U slučaju preopterećenja, žica se zagreje usled čega se bimetalna traka savije i otkači ručicu koja drži kontakte. U trenutku kratkog spoja kroz osigurač poteče jaka struja, tako da electromagnet jakom silom povuče kotvu koja otkači ručicu. Oznake topljivog i automatskog osigurača sa date na slici.

Vrste automatskih osigurača.

Automatski osigurači se izrađuju za prekostrujnu zaštitu, ili prekostrijnu i zaštitu

od preopterećenja, i to u više varijanti – što zavisi od namene, tj. u kojoj vrsti instalacije se primenjuju.

Na osnovu odredbi (JUS N.E3.310:1966), prema vrsti struje, instalacioni automatski osigurači mogu biti:

• automatski osigurači – prekidači samo za naizmeničnu struju (oznaka: ~ ), • automatski osigurači – prekidači samo za jednosmernu struju (oznaka: = ), • automatski osigurači – prekidači za naizmeničnu i za jednosmernu struju

(oznaka: ≅ ).

Elekromehaničke komponente u sistemima 5

Ako automatski osigurači – prekidači nemaju oznaku za vrstu struje, takođe se smatra da su izrađeni za naizmeničnu i za jednosmernu struju.

Nazivne vrednosti instalacionih automatskih osigurača – prekidača su:

• nazivni naponi: 250 i 380 V (za automatske osigurače – prekidače naizmenične struje) i 250 V (za automatske osigurače – prekidače jednosmerne struje),

• nazivne struje (In): 6, 10, 16, 20 i 25 A, • nazivna moć prekidanja: 1500 A (za naizmeničnu struju), a 1000 A (za

jednosmernu struju). Prema broju polova, instalacioni automatski osigurači – prekidači mogu biti:

• jednopolni automatski osigurači – prekidači s jednim zaštitnim polom, • dvopolni automatski osigurači – prekidači sa dva zaštitna pola, • tropolni automatski osigurači – prekidači sa tri zaštitna pola, • četvoropolni automatski osigurači – prekidači sa četiri zaštitna pola.

Prema karakteristikama zaštite (brzine okidanja) izradjuju se sledeći tipovi

automatskih osigurača – prekidača:

• tip L – ima elektromagnetnu i termičku zaštitu, i isključuje strujno kolo kada vrednost struje isključenja bude 3,5…5 puta veća od nazivne struje osigurača (Ii=(3,5…5)Ino). Ovaj tip se primenjuje u instalaciji osvetljenja i upravljačkim strujnim kolima,

• tip H – ima elektromagnetnu i termičku zaštitu, i isključuje strujno kolo kada je struja isključenja 2…3 puta veća od nazivne struje osigurača (Ii=(2…3)Ino). Primenjuju se u kućnim instalacijama gde je predviđena zaštita od previsokog napona dodira zaštitnim uzemljenjem, ili nulovanjem,

• tip K – isključuje strujno kolo kada je struja isključivanja 8…14 puta veća od nazivne struje osigurača (Ii=(8…14)Ino). Pored prekostrujne zaštite ovaj automatski osigurač ima i termičku zaštitu od preopterećenja i upotrebljava se za zaštitu elektromotora manje snage,

• tip G – koji, po nameni, odgovaraju tipu L, a imaju veći višekratnik za odnos struja Ii/Ino; termički okidač može biti podesiv,

• tip Z – koji služe za zaštitu silicijumskih ispravljača (BBC), • tip F – koji odgovaraju tipu G sa mogućnošću otklanjanja uticaja

temperature okoline i služe i služe za zaštitu poluprovodnika (diode, tranzistori i dr.)

• tip U – koji odgovaraju tipu G, a upotrebljava se za zaštitu malih elektromotora.

Karakteristika instalacionih automatskih osigurača složena je od termičke

karakteristike bimetalne trake i pobude elektromagneta, a sve u zavisnosti od struje i

Elekromehaničke komponente u sistemima 6

vremena. Bimetalna traka ima termičku karakteristiku manje strmu nego brzi i trom topljiv osigurač, što znači da duže vremena izdrži manja preopterećenja od topljivih osigurača. Ako nastupe veća preopterećenja, stupa u dejstvo elektromagnet bez obzira na dejstvo bimetalne trake. Zbog ovoga karakteristika automatskih osigurača ima na maksimalnom opterećenju vertikalan tok. U ovome je jedna od odlika automatskih osigurača.

Znači, automatski osigurač održava strujne udare i opterećenja sve dok oni ne postanu opasni po zaštićeni provodnik, čime omogućava dobro iskorišćenje provodnika.

Elekromehaničke komponente u sistemima 7

Preduzeće Minel proizvodi aurtomatske osigurače pod nazivom ,,prekidači niskog napona MC 32’’, kao: jednopolne, dvopolne, tropolne i četvoropolne, a primenjiju se u:

• razvodnim postrojenjima, • motorno – komandnim centrima kao osigurači i zaštitni motorni prekidači, • kućnim razvodnim ormanima.

Prekidači MC 32 imaju prednost što mogu da im se prigrade signalni i alarmni kontakti tako da se može znati njihov status, tj. stanje. Signalni kontakt ima ugrađen jedan preklopnik bez blokade, a alarmni kontakt ima preklopnik sa blokadom. Nazivna struja kontakata može biti 1, 2, 3 i 6 A. Izgled jednopolnog prekidača koji može da se spaja sa drugim i tako obrazuje dvo, tro i četvoropolni kao i signalnog i alarmnog kontakta dat je na gornjoj slici, a njihova ugradnja i primena na sledećoj slici.

Elekromehaničke komponente u sistemima 8

U nastavku će biti pomenuta još dva tipa automatskih osigurača. Instalacioni automatski osigurači sa podnozjem su tipa TZ, izrađuju se sa

uključnim dugmetom ili poteznom ručicom.

Elekromehaničke komponente u sistemima 9

Na slici se vidi instalacioni automatski osigurač sa podnožjem za brzo i sporo isključivanje i poteznom ručicom, pomoću koje se vrši uključivanje i isključivanje osigurača. Dimenzije ovih automatskih osigurača sa podnožjem zavise od fabrikata (35…50 x 45…50 mm, visina 82…88 mm). Izrađuje ih Sigma – Subotica.

Instalacioni automatski osigurači na zavrtanj, namenjeni su da u postojećim

instalacijama sa topljivim osiguračima zamene ove sa najmanjim izdacima. Imaju na grlu Edisonov navoj E27. Na glavi imaju dva dugmeta: uključno i isključno. Visina zavisi od fabrikata. Ukupna visina sa podnožjem UZ ili TZ iznosi oko 150…165 mm. Izrađuju se u dva tipa: L i H. Tip L ima priključni čep koji odgovara kalibrisanom prstenu instalacionog osigurača sa topljivim umetkom.

Tip H ima poseban kalibrisani prsten za 10 i 16 A, poseban za 20 i 25 A čime se osigurava nezamenljivost, jer su različite karakteristike pojedinih tipova.

Pouzdanost.

Prednost i nedostaci automatskih osigurača nad topljivim su što:

• nema zamene delova (umetka), • jednostavnim pritiskom na dugme, ili podizanjem poluge okidača na

osiguraču, uključuje se štićeno kolo, • prekidaju znatno manju struju kratkog spoja nego topljivi osigurači, • cena topljivih osigurača je niža.

Još jedna od mana automatskih osigurača je što u slučaju jačih struja kratkog

spoja dolazi do zavarivanja kontakta, tako da osigurač ne izvrši isključenje. Zato se automatski osigurači ne smeju koristiti kao glavni osigurači na objektu, odnosno ispred motornih automatskih i ručnih prekidača. Na tim mestima neizostavno se postavljaju topljivi osigurači, po mogućnosti sa tromim umecima.