A Késes Biztosítékok Működése és Alkalmazása: Részletes Útmutató

Az olvadóbiztosító (a köznyelvben téves elnevezéssel biztosíték) olyan készülék, melynek elsődleges feladata az áramköri elemek (vezetékek, villamos motorok, elektronikai berendezések) védelme a túlterhelési- és zárlati áramok káros hatása ellen, vagyis az áramkör megszakítása az erre a célra méretezett, vékony huzal kiolvadásával. Másodlagos feladatuk a névleges elektromos áramerősségüknél nem nagyobb áramok üzembiztos vezetése. A biztosíték egy olyan eszköz, amelynek a legfontosabb feladata az, hogy a különböző áramköri elemeket - úgymint vezetékek, elektromos motorok, stb. - megóvja az esetleges túláramok és zárlatok káros hatásától.

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az erre a célra méretezett vezető (például huzal) kiolvadásával oldja meg a biztosíték azt, hogy az áramkör túl nagy belépő áram esetén megszakadjon. Ez a cikk a késes biztosítékok működését, típusait és alkalmazási területeit mutatja be részletesen.

A Biztosítékok Története és Fejlődése

Az elektromos biztosítékok már a 19. század vége óta léteznek. Az első változatokat még Edison idejében használták, amikor a villamos energia elterjedni kezdett a háztartásokban. Jelenlegi ismereteink szerint először Louis François Clément Breguet francia fizikus használt vékony vezetéket a távíróvezetékek védelmére. Később már üvegből vagy kerámiából készült szigetelő patronban helyezték el az apró, fém végződésű huzalt, hogy az áram megszakadásakor keletkező villamos ív és olvadt fémcseppek ne okozzanak további károkat. Még később az egyre nagyobb teljesítménynek és változatos igényeknek megfelelően egyre több változata alakult ki.

Különböző Biztosítéktípusok Áttekintése

Az idők során számos biztosítéktípus jött létre, melyek különböző alkalmazási területekre optimalizáltak. A diazed háztartásokban való használatra kifejlesztett, érintésvédett, csavarós biztosító rendszer. Az aljzatba szerelt illesztőgyűrű mérete megakadályozza, hogy nagyobb értékű betétet helyezzenek bele. A betét kiolvadását egy rugóra erősített színes gomb előugrása jelzi. A színek 4-200 amper erősségig jelzik a betét névleges áramerősségét. A csöves (ún. Wickmann-)biztosítók elektronikai, kis teljesítményű alkalmazásra készülnek. Az olvadószál vagy átlátszó üvegcsőben, vagy kerámia csőben van elhelyezve. A nálunk is általánosan használt biztosító 20 mm hosszú és 5 mm átmérőjű. Ezen sokféle típus mellett kiemelten fontos szerepet játszanak a késes rendszerű biztosítók, különösen az iparban és az autóiparban.

A Késes Biztosítékok Részletes Bemutatása

A késes biztosítékok az elektrotechnika hőskorában alakultak ki, és a mai napig sikeresen alkalmazzák őket. Céljuk, hogy megvédjék az elektromos áramköröket a túláram és zárlat okozta károktól. 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. Családi házaknál inkább kismegszakítók alkalmazása jellemző, de a régebbi szerelési házaknál találkozhatsz olvadó betétekkel. Az autóbiztosítékok tekintetében pedig a legtöbb modern autóbiztosíték késes biztosíték.

Késes biztosítékok: minden, amit tudni kell

A Késes Biztosítékok Működési Elve

Az olvadóbiztosító 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 a belső felépítésen. 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 és túláram esetén

Kezdjük a vizsgálódást a névleges értékű vagy annál kisebb áramnál! Ilyenkor 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 keletkezik.

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.

Persze 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. 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. Az olvadóbiztosítóban a több ezer fokos villamos ív hatására megolvadó kvarchomok is ilyen képződménnyé válik az olvadóelem mentén.

Mire jó a késes biztosíték?

Kiolvadási Karakterisztikák és Alkalmazási Kategóriák

A biztosító lehet nagyon gyors (jelölése: FF), gyors (F), normál (N), mérsékelten lassú (M), lassú (T), és nagyon lassú (TT) kiolvadású. Utóbbiaknál az olvadószál felmelegedését nagyobb hőtehetetlenséget biztosító fémcseppnek az olvadószálra helyezésével késleltetik. Fontos észrevenni, hogy az alkalmazási kategóriát (karakterisztikát) leíró jel két vagy három egymást követő betűből áll. Mindig egy kisbetű áll elől, majd egy nagybetű, vagy nagybetűvel kezdődő betűpár követi.

• Az elöl álló „g” arra utal, hogy „teljes tartományú” biztosítóról van szó, ami alkalmas a teljes túláramtartományban a működésre.
• Az „a” pedig arra utal, hogy „résztartományú” biztosítóról van szó, ami 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. Vannak olyan olvadóbetétek, amelyek a nagy zárlati áramokat vígan megszakítják, ugyanakkor a kisebbek kifognak rajtuk. Ezeknél a biztosítóknál meg van adva az a minimális megszakítási áramérték (a szabvány jelölése szerint I3), amelyre még megbízhatóan működnek. A névleges áramtól a minimális megszakítási áramértékig terjedő tartományban tehát tilos ezeket túláramvédelemre használni.

A hátul álló, nagybetűs rész a biztosító fő felhasználási céljára utal:

Az alábbi táblázat összefoglalja a legfontosabb alkalmazási kategóriákat:

A Késes Biztosítékok Jelölései és Paraméterei

Vegyünk kézbe például egy késes olvadóbetétet, és nézzük meg, mi olvasható le róla! 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. A technológia fejlődésével megindult a méretcsökkentés irányába is a törekvés. A korábbiakhoz hasonló, sőt, akár jobb képességű betétek váltak elkészíthetővé egyre kisebb térfogatban. Egyes gyártók a 000-ás (vagy 00C-s, „C”, mint Compact) betéteket is jelölik, 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.

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. Mindjárt itt következik a névleges feszültség. Ez (kisfeszültség esetén) jellemzően 400, 500, 690 V vagy 1000 V váltakozó áramú hálózaton. Természetesen a beépítési hely maximális hálózati feszültsége a meghatározó kiválasztáskor. 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. Az egyenáramú (DC) biztosítók, bár ránézésre nem látunk a feliraton (meg a drágább árcédulán) kívül különbséget, belső felépítésben mások. Tudvalévő, hogy az egyenáramú ív sokkal stabilabban, makacsabbul ég, kioltása drasztikusabb eszközöket igényel. 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!

Késes biztosítékok alkalmazása

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. Feltüntetik a betéten a vonatkozó szabványokat (IEC, EN, DIN vagy VDE) és a vizsgálatra utaló jelet, a gyártót, esetleg az országot.

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.

Késes Biztosítékok az Autóiparban

Számos olyan alkatrészt találhatunk egy mai autóban is, amely már régóta a részét képezi egy közúti járműnek, mégis megkerülhetetlennek tűnik a használata. Ilyen például a biztosíték. Az autóbiztosítékok olyan tekintetben tökéletesen megegyeznek az alap definícióval, hogy ezek is olyan alkatrészek, amelyeket az autók és járművek elektromos vezetékeinek védelmére terveztek. A legtöbb modern autóbiztosíték késes biztosíték.

A késes biztosítékokat két paraméter határozza meg alapvetően: a méretük és a névleges áramerősségük. Ahogy a névleges értékek változnak, úgy változhatnak a késes biztosítékok méretei is. Kiemelten fontos, hogy figyeljünk arra, hogy ne változtassunk az új biztosíték névértékén, azaz ne helyezzünk be nagyobb vagy kisebb névértékű biztosítékot a korábbihoz képest. Előfordulhat, hogy a névleges érték mégsem látszik a biztosítékon. Ilyenkor is van lehetőségünk eligazodni. Érdemes ellenőrizni a biztosíték diagramját a járműben, hogy megértsük, melyik biztosítéktípus található az egyes pozíciókban. Ezen kívül van még egy lehetőségünk, ugyanis a különböző névleges értékekhez különböző egyezményes színek is társulnak.

Autóipari késes biztosítékok színkódjai

Különböző típusú autóipari késes biztosítékok

• A Maxi Biztosítékok a járműelektronika „nehézsúlyú” védelmezői. Míg a normál biztosítékok a kisebb fogyasztókat védik, a Maxi kivitel a nagy áramerősségű rendszerek (például főelosztók, izzítórendszerek vagy nagy teljesítményű hifi rendszerek) biztonságáért felel. Nagy méretű késes vezérbiztosíték, mely legtöbb esetben a nagyobb fogyasztókhoz vannak bekötve, mint pl. motorvezérlő, klíma stb.
• A Mini késes biztosíték kis méretű, járműipari felhasználásra készült olvadóbiztosíték, amely az autó, motorkerékpár, haszongépjármű vagy egyéb jármű elektromos áramköreinek védelmét szolgálja.
• A MICRO2® biztosítékok a járműáramkör-védelem új szabványai. Szubminiatűr kialakításuk megfelel a több áramkör védelmének igényének, miközben kevesebb helyet foglal el.
• A MICRO3® biztosítékoknak 3 csatlakozója és 2 biztosítékeleme van, közös középső kapcsolólábbal.

Karbantartás, Csere és Biztonsági Előírások

Rendszeres karbantartásra tehát nincs szükség, és a legtöbb esetben egy egyszerű szemrevételezés is elegendő annak megállapítására, hogy a biztosíték még mindig kielégítő állapotban van-e. A puszta tény, hogy nem működik az adott áramkör, rögtön a megfelelő biztosítékhoz irányít minket. Cserélni olyan sűrűn kell, amilyen sűrűn kiolvad. Vannak olyan esetek, amikor a szemrevételezés nem vagy csak nehezen valósítható meg. A késes biztosító túlterhelés vagy zárlat esetén - a létrejövő hő hatására történő kiolvadás útján - nyitja az áramkört, ezáltal a mögötte lévő vezetékrészt és fogyasztókészülékeket megóvja. Beépítésük és alkalmazásuk költségtakarékos annak ellenére, hogy minden kioldás után betétet kell cserélni. Teljesítőképességük a betétek cseréjével könnyen változtatható, semmilyen karbantartást nem igényel.

Biztonsági tanácsok

• A biztosíték cseréje előtt mindig szüntesse meg a zárlat okát!
• Soha ne cserélje nagyobbra a biztosítékot, mint amit a gyártó előírt, mert az a vezetékek túlmelegedéséhez és tűzhöz vezethet.
• Fontos megjegyezni, hogy ha áram is folyik a betéten, akkor nem szabad kivenni. Pl. ha nem azért kell kivenni mert kiolvadt, hanem mert áramtalanítani kell valamit. 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.
• A terhelést ne szakaszoló kapcsolóval szakítsa meg valaki, ugyanis a szakaszoló kapcsolóval megint csak árammentes állapotban lehet kapcsolni.
• Nem elég a szigetelt NKI fogó használata de kötelező a védőkesztyűt is felvenni, használni!
• Hogy mi történik ha egy zárlatos rendszerre akarunk feszültség alatt vissza helyezni betétet. Az sok apró körülménytől függ. 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. Jobb biztosra menni.

Biztosítók és Megszakítók Kombinált Alkalmazása

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 megszakító képességű megszakító, és egy résztartományú olvadóbetét együtt még mindig jóval olcsóbb és helytakarékosabb, mint egy, a feladatra önmagában alkalmas megszakító. 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. 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.

tags: #keses #biztositek #mukodese

• Mobil gumicsere szolgáltatások Agárd és Gárdony térségében
• E39 525 tds tapasztalatok
• Megfelelő R17 alufelni a Megane-hoz
• Miért különleges a Varro Autóház?
• NB Mazda javítási útmutató