Az Olvadóbiztosítók és a gG Karakterisztika: Részletes Áttekintés

Az olvadóbiztosító az elektrotechnika hőskorában kialakult és látszólag máig változatlan, igen sikeres védelmi eszköz, amelynek feladata az elektromos hálózatok és fogyasztók túláramok elleni védelme. Egy olvadóbiztosító tervezésekor el kell dönteni, hogy mi az adott esetben a legfontosabb szempont, amiben bajnoknak kell lennie. A mérete legyen a lehető legkisebb, vagy a működési sebessége a legnagyobb? A hőveszteségét minimalizáljuk, vagy a zárlati megszakítóképességét tornásszuk föl a lehető legnagyobb értékre?

Műszaki szakembereknek ezt nem kell bizonygatni, egyszerre minden tekintetben nem lehet a maximumot hozni. Mindig kompromisszumokra kényszerülünk, mert a felsorolt kívánságok gyakran ellentétes intézkedésekkel valósíthatók meg. 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.

Az Olvadóbiztosítók Jelölései és Főbb Paraméterei

Ahhoz, hogy a megfelelő biztosítót válasszuk, ismerni kell a rajta található jelöléseket. Vegyünk kézbe például egy késes olvadóbetétet, és nézzük meg, mi olvasható le róla!

Típus- és Méretjelzés

A gyártó azonosítója mellett biztos megtaláljuk a típus- és méretjelzését (például NH2). Az 1-es, 2-es, 3-as, 4-es, majd a 4a-s méretszám jelöli az egyre nagyobb áramerősség-sorokhoz tartozó egyre nagyobb szabványos geometriai méreteket. Persze a technológia fejlődésével megindult a méretcsökkentés irányába is a törekvés. Egyes gyártók ezt 00C-vel jelölik („C”, mint Compact), ami arra utal, hogy ezek igazából nem jelentenek újabb méretkategóriát, „csupán” szélességi méretük csökkentett a 00-áshoz képest. A 000-ás (vagy 00C-s) betétek tehát csereszabatosak a 00-ásokkal (ugyanabba a foglalatba illeszkednek, mint a 00-ások,) de keskenyebbek (azaz kompaktabbak) náluk.

Névleges Áram és Feszültség

A névleges áram - amelynek vezetésére korlátlan ideig képes a biztosítóbetét - általában az egyik legszembetűnőbben jelzett érték. Ugyanaz a névleges áramérték sokszor több geometriai méretben is megtalálható.
A névleges feszültség (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!

Névleges Zárlati Megszakítóképesség

Biztosan megtaláljuk a betéten a névleges zárlati megszakítóképességét kA-ben kifejezve. Ez azt a legnagyobb áramot jelzi, amit kötelessége minden körülmények között megszakítani. Késes betéteknél 100-120 kA ez az érték, de még a háztartásokban használt D-rendszerű biztosítóknál is eléri az 50 kA-t.

Átfogó útmutató hengeres biztosíték aljzatokhoz

Alkalmazási Kategória (Karakterisztika)

Átugrottunk egy fontos dolgot, amit többnyire a névleges áramérték mellett tüntetnek föl: az alkalmazási kategóriát (karakterisztikát) leíró jelet. Ez két vagy három egymást követő betű. Mindig egy kisbetű áll elől, majd egy nagybetű, vagy nagybetűvel kezdődő betűpár követi.

Az elöl álló „g” arra utal, hogy „teljes tartományú”, azaz alkalmas a teljes túláramtartományban a működésre.
Az elöl álló „a” pedig arra, hogy „résztartományú” biztosítóról van szó, utóbbi csak a nagyobb, a zárlati áramok megszakítására alkalmas. Az „a” jelű olvadóbetéteket tehát csak olyan helyre szabad beépíteni, ahol a kisebb túlterheléseket más eszköz időben hárítja.

Nem nehéz az alkalmazási kategória hátul álló, nagybetűs részének megfejtése:

A "G" az általános célú ("G", mint generális) felhasználásra utal. Ez a legnagyobb számban használatos, legelterjedtebb típus. Korábban ehelyett „L”-et írtak, arra utalva, hogy főleg kábelek, vezetékek („L”, mint Line) védelmére szolgálnak. A „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.

Íme egy részletesebb áttekintés a leggyakoribb alkalmazási kategóriákról:

Jelölés	Leírás	Alkalmazás
gG (régebben gL)	Teljes tartományú, általános célú biztosíték	Túláram- és túlterhelésvédelem elosztó hálózatokban, rezisztív típusú fogyasztók védelme, ahol nincsenek jelentős indítási áram csúcsok (pl. kábelek, vezetékek).
aM	Résztartományú motorvédő biztosíték	Olyan fogyasztók védelmére, amelyeknél jelentős indítási áramcsúcs jelentkezik, pl. motorok. Kezeli a mágnesezési és rövidzárlati áramokat, de túlterhelés elleni védelemre kiegészítő relé ajánlott.
uR	Résztartományú, ultra gyors biztosíték	Nagyon hatékony védelmet biztosít a rövidzárlatok ellen, kifejezetten félvezetők védelmére alkalmas kisebb kioldási idő miatt. Az I²t karakterisztikája kulcsfontosságú.

Egyéb Jelölések és Színkódok

Feltüntetik a betéten a vonatkozó szabványokat (IEC, EN, DIN vagy VDE) és a vizsgálatra utaló jelet, a gyártót, esetleg az országot. Beszéltünk már arról, hogy a D-rendszerű betéteknél a felhasználót színjelölések segítik: a kiolvadásjelző szem színe utal a betét névleges áramerősségére. Hasonlóképpen vannak színkonvenciók a késes betéteknél is: 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. Késes betéteknél nyomtatásban piktogrammal is jelölni szokták, ha a kiemelő fül szigetelt.

elektromos rendszerek védelme

Az Olvadóbiztosító Működési Elve

Az olvadóbiztosítóról azt írják, 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. Ez látható egy késes betét esetében. 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!

Működés Névleges Áramon

Névleges értékű vagy annál kisebb áramnál is működik az olvadóbiztosító. Egész pontosan azt teszi, hogy nem olvad ki. Ha a fentiekbe belegondolunk, ez nem is olyan egyszerű, hiszen az olvadóelem a kiolvadás határán kell, hogy biztonsággal vezesse az áramot elvileg végtelen ideig. Az óriási áramsűrűség nagy hőveszteséggel jár, ezt hatásosan el kell vezetni tőle, hogy ne sérüljön. Szerencsére a kvarchomok jó hővezető, segít a kerámiatest falához juttatni a hő nagy részét. A kések is részt vesznek a hűtésben, miközben az érintkezési pont miatt itt is többlethő keletkezi. Fontos, hogy az összes veszteség ne legyen túl nagy.

Működés Túláram Esetén

Igazából akkor beszélünk az olvadóbiztosító működéséről, amikor a túláram hatására kiolvad. Az olvadóbiztosítóban összetett termikus, áramlási, mechanikai és kémiai folyamatok zajlanak le. Ezek összességén múlik, hogy a végeredmény sikeres zárlathárítás vagy katasztrófa lesz-e. 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.

A Résztartományú Biztosítók Különlegessége

Vannak olyan olvadóbetétek, amelyek a nagy zárlati áramokat vígan megszakítják, ugyanakkor a kisebbek kifognak rajtuk! Egyes konstrukciókban a kisebb kiolvadási áramok esetén az történik, hogy a homoktöltetnek már igen nagy része megolvad, miközben az ív még nem aszik ki, és az olvadék eléri a belső falat. Ez biztos kudarc: a kerámia ennek nem áll ellen, és végeredményben elszabadul a pokol. Az ilyen, résztartományú (például aG vagy aM alkalmazási kategóriájú) biztosítóknál tehát meg van adva az a minimális megszakítási áram- érték (a szabvány jelölése szerint I3), amelyre még megbízhatóan működnek. A névleges áramtól a minimális megszakítási áramértékig terjedő tartományban tehát tilos ezeket túláramvédelemre használni.

Olvadóbiztosítók és Kapcsolóeszközök Együttműködése

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?

biztosíték aljzatokról

Biztosítós Szakaszolók és Kapcsolók

A biztosítós szakaszolók vagy biztosítós kapcsolók épp ilyenek: egy biztosítóbetéttartó és egy kapcsolókészülék soros összeépítéséből állnak. 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.

OMU System DOL III: Egy gG Karakterisztikájú Diazed Olvadóbetét

Az OMU System DOL III egy megbízható 35A hengeres porcelán olvadóbetét, amely megfelel a Diazed rendszer követelményeinek. A gG karakterisztika általános túláramvédelemre alkalmas, biztosítva az elektromos rendszerek hosszú távú biztonságát.