Princip činnosti jističe: zařízení a použití, jistič
Jistič (automatické) je spínací zařízení určené k ochraně elektrické sítě před nadproudy, tzn. od zkratů a přetížení.
Definice „spínání“ znamená, že toto zařízení může zapínat a vypínat elektrické obvody, jinými slovy je přepínat.
Automatické spínače se dodávají s elektromagnetickou spoušť, která chrání elektrický obvod před zkratem, a kombinovanou spoušť – kdy se kromě elektromagnetické spouště používá k ochraně obvodu před přetížením i tepelná spoušť.
Poznámka: V souladu s požadavky PUE musí být elektrické sítě pro domácnost chráněny jak před zkraty, tak před přetížením, proto by se pro ochranu domácího elektrického vedení měly používat jističe s kombinovaným uvolněním.
Automatické spínače se dělí na jednopólové (používají se v jednofázových sítích), dvoupólové (používají se v jednofázových a dvoufázových sítích) a třípólové (používají se v sítích třífázových), existují i čtyř- pólové jističe (lze použít v třífázových sítích s uzemňovací soustavou TN-S).
Konstrukce a princip činnosti jističe.
Níže uvedený obrázek ukazuje jističové zařízení s kombinovaným uvolňováním, tzn. mající jak elektromagnetické, tak tepelné uvolnění.
- 1 – pouzdro;
- 2,3 – spodní a horní šroubové svorky pro připojení vodiče;
- 4 – pevný kontakt;
- 5 – pohyblivý kontakt;
- 6 – oblouková komora;
- 7 – ohebný vodič (slouží ke spojení pohyblivých částí jističe);
- 8 – natahovací a uvolňovací mechanismus
- 9 — elektromagnetická spouštěcí cívka;
- 10 — ovládací páka;
- 11 — tepelné uvolnění (bimetalová deska);
- 12 — seřizovací šroub;
Modré šipky na obrázku ukazují směr toku proudu jističem.
Hlavními prvky jističe jsou elektromagnetické a tepelné spouště:
Elektromagnetické uvolnění zajišťuje ochranu elektrického obvodu před zkratovými proudy. Jedná se o cívku s jádrem umístěným ve svém středu, která je upevněna na speciální pružině Při normálním provozu vytváří proud procházející cívkou podle zákona elektromagnetické indukce elektromagnetické pole, které jádro uvnitř cívky přitahuje, ale proud procházející cívkou podle zákona elektromagnetické indukce vytváří elektromagnetické pole. síla tohoto elektromagnetického pole nestačí k překonání odporu pružiny, na které je jádro instalováno.
Při zkratu se proud v elektrickém obvodu okamžitě zvýší na hodnotu několikanásobně vyšší, než je jmenovitý proud jističe, tento zkratový proud, procházející cívkou elektromagnetické spouště, zvyšuje elektromagnetické pole působící na jádro na takovou hodnotu, že jeho zatahovací síla je dostatečná k překonání odporových pružin, pohybujících se uvnitř cívky, jádro otevře pohyblivý kontakt jističe, čímž se obvod vypne:
V případě zkratu (tj. s několikanásobným okamžitým zvýšením proudu) elektromagnetická spoušť odpojí elektrický obvod ve zlomku sekundy.
Tepelné uvolnění zajišťuje ochranu elektrického obvodu před přetížením. Přetížení může nastat při připojení elektrického zařízení k síti s celkovým výkonem překračujícím povolené zatížení této sítě, což následně může vést k přehřátí vodičů, zničení izolace elektrického vedení a jeho poruše.
Tepelný uzávěr je bimetalová deska. Bimetalová deska – tato deska je pájena ze dvou desek z různých kovů (kov „A“ a kov „B“ na obrázku níže), které mají různé koeficienty roztažnosti při zahřátí.
Když bimetalovou deskou projde proud přesahující jmenovitý proud jističe, deska se začne ohřívat, zatímco kov „B“ má při zahřátí vyšší koeficient roztažnosti, tzn. při zahřátí se roztahuje rychleji než kov „A“, což vede k zakřivení bimetalové desky ohybem ovlivňuje uvolňovací mechanismus, který otevírá pohyblivý kontakt; V jednoduchém diagramu to vypadá takto:
Doba odezvy tepelné spouště závisí na velikosti přebytečného proudu v elektrické síti jmenovitého proudu stroje, čím větší je tento přebytek, tím rychleji bude spouště fungovat.
Tepelná spoušť pracuje zpravidla při proudech 1,13-1,45krát vyšších, než je jmenovitý proud jističe, a při proudu 1,45krát vyšším, než je jmenovitý proud, tepelná spoušť vypne jistič za 45 minut – 1 hodina.
Provozní doba jističů je dána jejich charakteristikou čas-proud (VTC)
Při každém vypnutí jističe pod zátěží se na pohyblivém kontaktu vytvoří elektrický oblouk, který má destruktivní účinek na samotný kontakt a čím vyšší je spínaný proud, tím je elektrický oblouk výkonnější a jeho destruktivní účinek je větší. Aby se minimalizovalo poškození elektrickým obloukem v jističi, je nasměrován do zhášecí komory oblouku, která se skládá ze samostatných, paralelně instalovaných desek, když elektrický oblouk spadne mezi tyto desky, je rozdrcen a uhasen.
Značení a charakteristiky jističů.
BA63 – typ a řada jističe
Jmenovitý proud — maximální proud elektrické sítě, při kterém je jistič schopen pracovat po dlouhou dobu bez nouzového vypnutí obvodu.
Standardní hodnoty jmenovitých proudů jističů: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, ampér.
Jmenovité napětí — maximální síťové napětí, pro které je jistič navržen.
PKS — maximální vypínací schopnost jističe. Tento obrázek ukazuje maximální zkratový proud, který dokáže vypnout daný jistič při zachování jeho funkčnosti.
V našem případě je PKS indikován na 4500 A (Ampér), to znamená, že při zkratovém proudu (zkrat) menším nebo rovném 4500 A je jistič schopen rozpojit elektrický obvod a zůstat v dobrém stavu , pokud zkratový proud. přesahuje tento údaj, existuje možnost, že se pohyblivé kontakty stroje roztaví a svaří k sobě.
Spouštěcí charakteristiky — určuje pracovní rozsah elektromagnetické spouště jističe.
Například v našem případě je prezentován stroj s charakteristikou „C“ jeho provozní rozsah je od 5·Iн až 10·Iн včetně. (Iн– jmenovitý proud stroje), tzn. od 5*32=160A do 10*32+320, to znamená, že náš stroj zajistí okamžité vypnutí okruhu již při proudech 160 – 320 A.
Poznámka:
- Standardní charakteristiky odezvy (podle GOST R 50345-2010) jsou charakteristiky „B“, „C“ a „D“;
- Rozsah použití je uveden v tabulce podle zavedené praxe, může se však lišit v závislosti na jednotlivých parametrech konkrétních elektrických sítí.
Výběr jističe
Výběr stroje se provádí podle následujících kritérií:
— Podle počtu pólů: jedno- a dvoupólové se používají pro jednofázové sítě, tří- a čtyřpólové – v třífázových sítích.
— Podle jmenovitého napětí: Jmenovité napětí jističe musí být větší nebo rovné jmenovitému napětí obvodu, který chrání: Unom. AB⩾ Unom. sítí
— Podle jmenovitého proudu: Požadovaný jmenovitý proud jističe lze určit jedním z následujících způsobů:
- Kalkulátor výkonu jističe podle jmenovitého proudu
- Pomocí jedné z následujících tabulek:
Výběr jističe podle výkonu:
| Typ připojení | Jednofázový | Jednofázový vstup | Třífázová delta | Třífázová hvězda |
|---|---|---|---|---|
| Polarita stroje | Jednopólový jistič | Bipolární stroj | Třípólový stroj | Čtyřpólový jistič |
| Napájecí napětí | 220 voltů | 220 voltů | 380 voltů | 220 voltů |
| Automatická 1A | 0.2 kW | 0.2 kW | 1.1 kW | 0.7 kW |
| Automatická 2A | 0.4 kW | 0.4 kW | 2.3 kW | 1.3 kW |
| Automatická 3A | 0.7 kW | 0.7 kW | 3.4 kW | 2.0 kW |
| Automatická 6A | 1.3 kW | 1.3 kW | 6.8 kW | 4.0 kW |
| Automatická 10A | 2.2 kW | 2.2 kW | 11.4 kW | 6.6 kW |
| Automatická 16A | 3.5 kW | 3.5 kW | 18.2 kW | 10.6 kW |
| Automatická 20A | 4.4 kW | 4.4 kW | 22.8 kW | 13.2 kW |
| Automatická 25A | 5.5 kW | 5.5 kW | 28.5 kW | 16.5 kW |
| Automatická 32A | 7.0 kW | 7.0 kW | 36.5 kW | 21.1 kW |
| Automatická 40A | 8.8 kW | 8.8 kW | 45.6 kW | 26.4 kW |
| Automatická 50A | 11 kW | 11 kW | 57 kW | 33 kW |
| Automatická 63A | 13.9 kW | 13.9 kW | 71.8 kW | 41.6 kW |
Výběr jističe podle průřezu žil kabelu:
| Průřez kabelu, mm2 | Jmenovitý proud stroje, A | Výkon 1-fázové zátěže na 220V, kW | Výkon 3-fázové zátěže na 380V, kW | |
|---|---|---|---|---|
| Měď | Hliník | |||
| 1 | 2.5 | 6 | 1.3 | 3.2 |
| 1.5 | 2.5 | 10 | 2.2 | 5.3 |
| 1.5 | 2.5 | 16 | 3.5 | 8.4 |
| 2.5 | 4 | 20 | 4.4 | 10.5 |
| 4 | 6 | 25 | 5.5 | 13.2 |
| 6 | 10 | 32 | 7 | 16.8 |
| 10 | 16 | 40 | 8.8 | 21.1 |
| 10 | 16 | 50 | 11 | 26.3 |
| 16 | 25 | 63 | 13.9 | 33.2 |
— Vyberte charakteristiku odezvy: často se charakteristika odezvy jističe volí na základě účelu sítě, kterou chrání (podle tabulky charakteristik odezvy výše), takto zvolený jistič však nemusí zajistit včasné vypnutí obvodu v v případě zkratu je třeba určit charakteristiku odezvy pomocí zde uvedené metody.
Požádejte o zpětné zavolání
Napájení jakéhokoli zařízení musí být provedeno prostřednictvím ochranných zařízení nazývaných jističe. Dříve se místo nich používaly korkové zátky. Jističe plní stejný úkol chránit domácí síť před přetížením nebo zkratem. Stroje jsou však modernější a pohodlnější k použití.
Co je to jistič?
Jistič je ochranné zařízení určené k nouzovému vypnutí napájení v případě přetížení sítě nebo zkratu. V typickém bytě dochází k přetížení, když je do zásuvek zapojeno příliš mnoho výkonných elektrických spotřebičů. Například rychlovarné konvice, žehličky nebo topidla. V průmyslových prostorách může být příčinou zkratu vadné zařízení.
Jak funguje jistič?
Podle principu činnosti se stroj podobá běžnému spínači světel. Pokud je zapnutý, pak jeho svorkami prochází elektrický proud a v místnosti je napětí. Pokud je stroj vypnutý, neteče žádný proud, a proto je budova nebo oblast bez napětí.
Důvody vypnutí jističe
Stroj může fungovat z jednoho ze dvou důvodů:
Zkrat
Zkrat (SC) nastane, když se objeví elektrický kontakt mezi fázovým a nulovým vodičem. Například kdyby se nějakým způsobem dostal do zásuvky zkratovaný drát.
Při zkratu dosahuje proud v elektrickém vedení stovek ampérů. To způsobí vypnutí elektromagnetického uvolnění jističe. Tento typ ochrany funguje okamžitě. Proto při zkratu dojde k vypnutí napětí bez časové prodlevy.
Nadproud
Častějším jevem je nadproud. Dochází k němu, když je do bytových zásuvek zapojeno příliš mnoho výkonných elektrospotřebičů.
To se obvykle děje v zimě. Lidé chtějí mít teplo a připojit 2-3 elektrická topidla do domácí sítě.
Když je v jističi nadproud, spustí se tepelná spoušť. Zvláštností této ochrany je, že vypnutí napájení nějakou dobu trvá. Pokud například překročíte maximální proud stroje o 10 %, bude fungovat za hodinu. A pokud překročíte proud 2krát, k vypnutí dojde za 5 minut. Tato čísla jsou brána čistě jako příklad. Přesná doba vypínání a frekvence přetížení závisí na konkrétním typu jističe a jeho výrobci.
Jak vybrat jistič?
Při výběru stroje pro ochranu je důležité zvážit dva faktory:
- typ elektrické sítě (jednofázová nebo třífázová);
- maximální přípustný proud v elektrickém vedení.
Třífázové a jednofázové stroje
Pro ochranu bytových elektrických rozvodů s napětím 220 V budou vyžadovány jednofázové jističe. Nejsnáze se dají sehnat ve výprodeji. Jednofázové jističe mají dvě svorkovnice pro připojení elektroinstalace. Obvykle se používají jako skupinové. To znamená, že každý jistič chrání své vlastní vedení. Například jeden stroj je instalován pro osvětlení. Druhý chrání zásuvky v ložnici. A třetí stroj se používá pro pračku.
Třífázové jističe jsou běžné v průmyslu a malých výrobnách. Jejich prostřednictvím jsou chráněny napájecí sítě výkonných strojů, vodárenských čerpadel, budov nebo výtahů.
Třífázový stroj má 6 svorek pro připojení vodičů. Horní tři přijímají napájecí napětí a spodní tři jsou připojeny ke spotřebiteli.
Maximální proud v elektrickém vedení
V domácí elektroinstalaci se zpravidla používají jističe s provozními proudy od 16 do 32 A. Tyto hodnoty jsou dostatečné pro většinu elektrických spotřebičů, které lidé používají v bytech.
Skutečnost, že stroj má jmenovitý proud 16 A znamená, že pokud jím začne protékat proud větší než tato hodnota, vypne se. Zde je důležité si uvědomit, že pokud je nadměrný proud zanedbatelný, bude vypnutí nějakou dobu trvat.
Také při volbě proudu jističe je nutné vzít v úvahu typ spotřebiče elektrické energie. Například motory jsou v okamžiku startu schopny spotřebovávat proud 5–10násobek jmenovité hodnoty. Pokud motor v normálním provozu spotřebovává proud 1 A, pak v okamžiku nastartování odebere ze sítě 5–10 A, proto musíte vybrat stroj, aby neměl čas reagovat na tento zkrat -termín nadproud.
Jističe se osvědčily jako jednoduché a efektivní řešení pro ochranu domácích a průmyslových elektrických sítí. Toto zařízení chrání kabeláž před zkratovými proudy a přetížením. Při výběru jističe pro ochranu je nutné vzít v úvahu typ elektrické sítě a maximální proudy, které jsou pro ni přípustné.