3x100A NKI Biztosítékok: Működés, Alkalmazás és Biztonságos Bekötés
Az elektromos hálózat védelme érdekében sokáig olvadó biztosítékokat használtak. Harmadik alkalommal van találkozásunk a védelmi eszközök „cápájával”, az elektrotechnika hőskorában kialakult és látszólag máig változatlan, igen sikeres egyedével: az olvadóbiztosítóval. A késes betétek inkább az iparban használatosak, hiszen nagyobb teljesítményeknél használják. Főleg transzformátor állomások 0.4kV-os elosztóiban, és az iparban használják, ahogy azt már írták is. Ez a cikk a késes olvadóbetétek, más néven NKI biztosítékok működését, típusait, alkalmazási területeit és biztonságos kezelését mutatja be, különös tekintettel a nagy áramerősségű, háromfázisú rendszerekre.
Mi az NKI Olvadóbiztosíték?
A kismegszakítók (angolul: miniature circuit breaker, rövidítve: MCB) villamos hálózatok túlterhelés elleni védelmére, elektromos zárlatból adódó meghibásodások megelőzésére, kár- és balesetek megakadályozására szolgálnak. Hasonló funkciót látnak el tehát, mint a biztosítékok, azonban van közöttük egy igen fontos különbség. Családi házaknál inkább kismegszakítók alkalmazása jellemző. A régebbi szerelési házaknál találkozhatsz olvadó betétekkel. A késes betétek viszont inkább az iparban használatosak, hiszen nagyobb teljesítményeknél használják.
Főleg transzformátor állomások 0.4kV-os elosztóiban, és az iparban használják, ahogy azt már írták is. Alkalmazásának oka a nagyobb áram érték mellett a nagy zárlati szilárdság (van 16A-es is ilyenben). Százezer amper körüli zárlati áramot el tudnak viselni.
Többféle méretben készül az NKI biztosíték: NH000, NH00, NH0, NH1, NH2, NH3. Egymástól fizikai méretben és sorozat maximális áram értékében térnek el egymástól. A 000-ás (vagy 00C-s) betétek például csereszabatosak a 00-ásokkal (ugyanabba a foglalatba illeszkednek, mint a 00-ások), de keskenyebbek (azaz kompaktabbak) náluk.
Az NKI Olvadóbiztosító Működési Elve
Az NKI biztosíték úgy működik, mint bármely olvadó betét, vagyis egy méretezett keresztmetszetű áramvezető szál van benne, ami a névleges áram fölött kiolvad. Ebben homokkal töltött térben van a szál, ami egy perforált lemez szándékosan kialakított gyenge pontokkal. A homoknak az ívoltásban van szerepe. A fő olvadó szál mellett van egy rugóval előfeszített ellenőrző szál is. Amikor a betét kiolvad, ez is megszakad és a kívül elhelyezett rugó "kirúgja" magát, látható jelét adva annak, hogy a betét ki van olvadva.
A tankönyvek azt írják az olvadóbiztosítóról, hogy az a hálózat egy tudatosan meggyengített pontja, amely a túláramok hatására a védendő hálózatrésznél (vezetéknél, transzformátor- vagy motortekercselésnél stb.) hamarabb megy tönkre. Egészen pontosan a „gyenge láncszem” az olvadóelem kicsípéseinél levő keresztmetszet szűkület. Jól érzékelhető, milyen jelentős kicsípésekről van szó. A védendő vezeték keresztmetszetének alig 1-2%-át teszi ki itt az aktív keresztmetszet, sőt, a félvezetővédő olvadóbetéteknél ez még az egy századrészt sem éri el!
A kvarchomoktöltet minősége (szemcseméret, tisztaság, a homokszemek méreteloszlása), mennyisége (tömörsége) alapvetően fontos a jó működés szempontjából. A villamos ív hőhatása gyors és nagy nyomásnövekedést okoz a kerámiatesten belül, amit annak el kell viselnie. A robbanásszerűen elpárolgó fémgőz bepréselődik a homokszemek közötti résekbe. Ha nincs elég hely - túl tömör a töltet, az apró porszemcsék kitöltik a hézagokat -, akkor túl nagy nyomás alakul ki, aminek végzetes következménye a betét felrobbanása lesz. A kiolvadás után az olvadóelem helyén maradó, áramvezetésre már nem képes, megszilárdult fém-homok olvadékelegyet fulguritnak hívjuk. Az ókori rómaiak megfigyelték, hogy ha Jupiter villámait haragjában homokos területbe vágta, akkor annak helyén ágas-bogás olvadékmaradvány található. Ezt illették a latin villám (fulgur) szóval.
Karakterisztikák és Kiválasztás
Egy olvadóbiztosító tervezésekor el kell dönteni, hogy mi az adott esetben a legfontosabb szempont, amiben bajnoknak kell lennie. A megoldás tehát az, hogy különböző eszközök védelmére, különböző környezetbe, eltérő igényekhez más-más olvadóbiztosítót kínálnak a gyártók. Minden feladathoz meg lehet találni az optimális megoldást, de ehhez el kell tudni igazodni a gazdag választékban.
Egy késes olvadóbetéten számos információ található. A gyártó azonosítója mellett biztos megtaláljuk a típus- és méretjelzését (például NH2). A névleges áram - amelynek vezetésére korlátlan ideig képes a biztosítóbetét - általában az egyik legszembetűnőbben jelzett érték. Fontos a névleges feszültség is, ami kisfeszültség esetén jellemzően 400, 500, 690 V vagy 1000 V váltakozó áramú hálózaton. Fontos észrevenni, hogy példánkban váltakozó áramú betétről beszélünk. Az adott feszültségszinten tehát csak AC hálózatba építhető be ez a betét. DC alkalmazásra más típus való. Egy egyenáramú körbe beépített váltakozó áramú betét, azon túl, hogy hamis biztonságérzetet kelt, több kárt okozhat, mint hasznot. Egyenáramú körbe mindig DC-s olvadóbetétet válasszunk!
Biztosan megtaláljuk a betéten a névleges zárlati megszakítóképességét kA-ben kifejezve. Késes betéteknél 100-120 kA ez az érték. Feltüntetik a betéten a vonatkozó szabványokat (IEC, EN, DIN vagy VDE) és a vizsgálatra utaló jelet, a gyártót, esetleg az országot.
Használati Útmutató: Citroën C4 Picasso (2007)
A névleges áramérték mellett tüntetik föl az alkalmazási kategóriát (karakterisztikát) leíró jelet. Ez két vagy három egymást követő betű, ahol mindig egy kisbetű áll elől, majd egy nagybetű, vagy nagybetűvel kezdődő betűpár követi. Az elöl álló „g” arra utal, hogy „teljes tartományú”, az „a” pedig arra, hogy „résztartományú” biztosítóról van szó. Előbbi alkalmas a teljes túláramtartományban a működésre, utóbbi csak a nagyobb, a zárlati áramok megszakítására. Az „a” jelű olvadóbetéteket tehát csak olyan helyre szabad beépíteni, ahol a kisebb túlterheléseket más eszköz időben hárítja. A „G” az általános célú („G”, mint generális) felhasználásra utal. Korábban ehelyett „L”-et írtak, arra utalva, hogy főleg kábelek, vezetékek („L”, mint Line) védelmére szolgálnak. Az „M” a motorok, az „S” a félvezetők (Semiconductor), a „Tr” a transzformátorok, a „PV” a napelemes (Photo Voltaic) rendszerek védelmére kifejlesztett karakterisztikával rendelkező betéteket jelöli. A „B” a bányászati alkalmazásra szánt betétek jele, az „R” pedig szintén főleg félvezetők védelmét látja el az „S” jelűeknél is gyorsabb (rapid) működésével.
Késes betéteknél is léteznek színkonvenciók: például a gG és aM jelűeknél normál fekete, illetve zöld karakterekkel jelölik az 500 V-os értéket, és inverz fekete, illetve zöld nyomtatással a 400 és a 690 V-osat. A barna a gTr betétek színjele, a piros pedig a gB alkalmazási osztályé.
| Jelölés | Alkalmazási tartomány | Fő felhasználási terület |
|---|---|---|
| gG (régen L) | Teljes tartományú | Általános célú (kábelek, vezetékek) |
| aM | Résztartományú | Motorok védelme |
| gM | Teljes tartományú | Motorok védelme |
| gS | Teljes tartományú | Félvezetők védelme |
| gTr | Teljes tartományú | Transzformátorok védelme |
| gPV | Teljes tartományú | Napelemes rendszerek védelme |
| gB | Teljes tartományú | Bányászati alkalmazás |
| gR | Teljes tartományú (rapid) | Félvezetők védelme (gyors) |
Késes Biztosítékok Kezelése és Cseréje: A Biztonság Elve
Nagyon fontosnak tartom megjegyezni, hogy ha áram is folyik a betéten, akkor nem szabad kivenni. Főleg ha a betét nagy áramú, több 100A-es és jelentős áram folyik rajta, és az aljzat az a hagyományos "meztelen" ívoltó nélküli jófajta magyar típus, akkor nagyon csúnya dolgok történhetnek egy ilyen óvatlan művelet során. Főleg az áram alatti eltávolítás kritikus a kialakuló ív miatt. De azt sem szívesen próbálnám ki, hogy mi történik 500A-es betét cseréjénél, amikor az újat rátolják egy fázis zárlatra.
Az én értelmezésem szerint a kiszakaszolás nem azt jelenti, hogy kapcsoljunk le üzemi áramot szakaszoló kapcsolóval, hanem azt, hogy az elmenő szakaszról lekapcsoljuk a terhelést. Nem elég a szigetelt NKI fogó használata, de kötelező a védőkesztyűt is felvenni, használni! Ami azt illeti, hogy mi történik, ha egy zárlatos rendszerre akarunk feszültség alatt vissza helyezni betétet, azon kívül, hogy nyomban kiolvadna, sok apró körülménytől függ. Például, hogy mekkora erővel és sebességgel toljuk be a betétet, konkrétan milyen kialakítású az aljzat, hogyan érintkezik az első pillanatban. Lehet, hogy a betét érintkezőjének a sarka nem bír 100kA áramot és elvillan, begyújt egy szép ívet a fázisok között vagy a föld felé, ami okozhat gyűjtősín zárlatot. Nevezhetjük szerencsének / szerencsétlenségnek, de jobb biztosra menni.
Cserélni olyan sűrűn kell, amilyen sűrűn kiolvad. Cserélni üzemszerű működésnél tudomásom szerint nem kell, tehát nem tudok olyanról, hogy meghatározott élettartammal rendelkeznének a késes olvadó biztosítók.
Szivargyújtó biztosíték csere Octavia
Az Olvadóbiztosítók és Kismegszakítók Összevetése és Kombinálása
Korábban a megszakítókról és az olvadóbiztosítókról, mint ugyanazon célra szolgáló, rivális védelmi eszközökről beszéltünk. De mi lenne, ha egymást kiegészítő társakként tekintenénk rájuk? Egy megszakító-biztosító párosból a legjobb hozható ki, ha az üzemi áramok kapcsolására, és a túlterhelések, kisebb zárlati áramok hárítására a megszakítót használjuk, míg a ritkán előforduló, igazán durva, nagy hibaáramok (kapocszárlat) esetén a biztosítóbetétet.
Egy kisebb zárlati megszakítóképességű megszakító, és egy résztartományú olvadóbetét együtt még mindig jóval olcsóbb és helytakarékosabb, mint egy, a feladatra önmagában alkalmas megszakító. Rengeteg helyet és pénzt spórolhatunk meg két „specialista” alkalmazásával egy „polihisztor” helyett, miközben a maximális biztonságot fenntartjuk.
Az olvadóbiztosítók verhetetlenek a zárlati áramok kioltásában (kis térfogatban, gyorsan, megbízhatóan elbánnak velük), a kapcsolók pedig a jól látható leválasztást, az üzemi áramok be- és kikapcsolását teszik lehetővé. Ha az áramkörnek ugyanazon a pontján minderre szükség van, akkor be kell építeni olvadóbiztosítót és kapcsolót is. Ebben az esetben pedig miért ne lehetnének mindjárt összeépítve? A biztosítós szakaszolók vagy biztosítós kapcsolók épp ilyenek: egy biztosítóbetéttartó és egy kapcsolókészülék soros összeépítéséből állnak. Ezt mutatja kapcsolási rajzuk is. Közös vázszerkezeten vagy közös házban vannak, és természetesen már gyárilag össze vannak kötve egymással.
Lehet-e ennél integráltabb kapcsolatba hozni egymással a biztosítót és a kapcsolót? Igen. Ha az olvadóbetét tartójában már úgyis vannak elváló érintkezők, miért ne lehetnének ezek egyben a kapcsolókészülék érintkezői is? Vagyis legyen az olvadóbetét maga a kapcsoló mozgóérintkezője: ez a kapcsoló-biztosító.
A Lakáselosztó és Védelmi Berendezései
A lakások, házak villanyóráival mindig egyetlen fővezeték találkozik. Ahhoz, hogy az ingatlant behálózzák az elektromos vezetékek, szükség van a villanyórából érkező fővezeték tagolására. A biztosítéktábla az a pont, ahol ez a tagolás megkezdődik - egyúttal a biztosítéktábla az a pont is, ahol az áramkörökhöz egy-egy kismegszakítót kapcsolhatunk. A kismegszakítók szerepe miatt van szükség elsősorban a biztosítéktáblára, hiszen ezek gondoskodnak arról, hogy az ingatlanban futó vezetékek ne terhelődjenek túl, és ne váljon balesetveszélyessé a hálózat.
- Kismegszakítók: A lakáselosztókban megtalálható másik legelterjedtebb védelmi berendezés a kismegszakító (automata biztosíték), amely túláram és zárlati áram esetén kapcsolja le az általa védett rendszert. A túlterhelés és a zárlat könnyen előfordulhat az elektromos hálózatok esetében. Egy ilyen jelenség másodpercek alatt elolvaszthatja a vezetékek szigetelését, az ilyenkor keletkező káros hőhatás miatt. Viszont a kismegszakító bekötése után, az áramkört automatikusan lekapcsolja a hálózatról, hogyha rövidzárlat vagy túlterhelés lép fel. A kismegszakítók másik fontos feladata az egyes áramkörök elkülönítése egymástól, amely biztonsági és kényelmi funkciókat is ellát.
- Áram-védőkapcsoló (FI relé): Az áram-védőkapcsoló beépítésére ma már szabvány kötelez, mivel fontos életvédelmi funkciókat lát el. Feladata, hogy ha az áram nem csak a számára létrehozott vezetőkön halad, hanem más útvonalon záródik az áramkör, akkor még azelőtt leválasztja az általa védett rendszert a hálózatról, hogy az az emberi életre veszélyt jelentene. Repka Ádám villamos biztonsági felülvizsgáló szerint: A FI-relé működése nagyon-nagyon egyszerűen elmagyarázva: a fázison bemegy az áram, a nullán visszamegy az áram. Hogyha a kettő között van egy szivárgás, kiold. Mindenki rakjon be FI-relét és azt a megadott időközönként nyomkodja is meg, ne maradjon el. Néha pedig méréssel is ellenőriztesse le.
- Túlfeszültség-levezető: Gyakori a túlfeszültség védelem kiépítése, amely a hálózatból érkező nagy feszültség értékeket, impulzusokat, nem engedi be a lakásban kiépített hálózatra, ezzel megvédve az oda csatlakoztatott berendezéseket. A túlfeszültség lehet villámcsapás okozta, vagy szolgáltatói hálózatról érkező. A megfelelő túlfeszültség védelmi szintek (T1, T2, T3) alkalmazásával nagy költségektől kímélhetjük meg magunkat, mivel jellemzően az érzékeny, drága berendezések mennek tönkre ennek hatására.
- Egyéb berendezések: A fogyasztás mérésére lehetőség van almérők alkalmazására, amely segíthet egy többlakásos otthon fogyasztásának elkülönítésére, de egy adott áramkör fogyasztásának meghatározására is. Ezen kívül elhelyezhető csengő, időzítő relé, mágneskapcsoló, impulzusrelé.
Repka Ádám tanácsa, hogy mindenki vegyen otthonra egy fáziskereső ceruzát! Ha le van kapcsolva a lámpa, akkor is nézzen rá mindenki, mielőtt hozzányúl.
Miért Fontos a Szakértelem és a Rendszeres Felülvizsgálat?
A megfelelő biztosíték kiválasztását, valamint a kismegszakító bekötés módját meghatározza a pólusszám, névleges feszültség, a felhasználási terület és a kioldási karakterisztika. Feltétlenül érdemes villamossági szakemberre bízni ezt a munkát. Az elektromos hálózat védelme érdekében ezt új és régi építésű épületeknél egyaránt meg lehet oldani.
Nem veszélytelen az elektromos hálózattal babrálni. Könnyen áramütést szenvedhet az, aki nem szakszerűen jár el az ilyen munkák esetén. Tehát ebből következik, hogy az NKI biztosítékok és más védelmi eszközök bekötését hivatásos szakembernek kell elvégeznie. Ez a cikk a bekötés módjait kizárólag szemléltetési célt szolgálja. Elektromos berendezések szerelése, különösen hálózati feszültség alatt álló eszközök esetén, kizárólag szakképzett villanyszerelő által végezhető tevékenység. A nem megfelelő bekötés életveszélyes helyzetet, áramütést, tüzet vagy készülékkárosodást okozhat.
Ahogy minden villanyszerelési munka - mint például az elosztószekrény bekötése vagy a biztosíték tábla bekötése - alapos körültekintést igényel, a kismegszakító installálásánál is a biztonság az első lépés. Mielőtt munkához látnál, győződj meg arról, hogy az áramkör, amelyen dolgozni fogsz, ki van kapcsolva. A tiszta és rendszerezett munkavégzés és kivitelezés az egyik összetevője a biztonságos rendszer kiépítésének.
Ha tudják, hogy 5-7 évnél régebben került sor a biztosítéktábla cseréjére, akkor mindenképpen érdemes megbizonyosodni arról, hogy a berendezés képes még ellátni a feladatát. Ennél régebbi, netán több évtizeddel korábbi kivitelezés esetében - különösen akkor, ha családi házakról van szó - elengedhetetlen a felülvizsgálat. A régi biztosítéktáblák cseréjét elsősorban azért szoktuk ajánlani, mert mára igencsak megnőtt a villamosenergia-igény a néhány évtizeddel ezelőtti fogyasztáshoz képest, köszönhetően többek között a klímaberendezéseknek, elektromos főzőlapoknak, sütőknek. Emellett gyakran hiányzik a háztartásból az áram-védőkapcsoló is. Ezek a régi rendszerek már sok esetben nem tudják kezelni a megnövekedett energiaigényt, ezért nagyobb eséllyel fordulhatnak elő égések, olvadások. Ha a biztosítéktábla zajos, füstöl, vagy szikrázik, azonnal hívjon szerelőt!
Ha a biztosíték gyakran old le, mindig próbáld megfigyelni, hogy milyen körülmények között történik. Ha a fenti ellenőrzésekkel sem találod meg a hibát, vagy a probléma visszatér, a legbiztonságosabb megoldás, ha villanyszerelőt hívsz. Röviden: ha bizonytalan vagy, ne barkácsolj az árammal! Az elektromos hálózat nem játék - egy apró hiba is nagy bajhoz vezethet.
tags: #3x100A #NKI #biztosíték #bekötése