Jaké prvky jsou součástí jističe?
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
Zařízení slouží jako ochranný mechanismus, který spolehlivě chrání elektrické sítě před následky zkratů, přetížení a dalších nouzových situací, které mohou způsobit poškození kabelů, zařízení a dokonce i požár. Stroj je klíčovým prvkem ve struktuře moderního elektrického systému, který zaručuje automatické vypnutí napájení při zjištění poruchy. Použití jističe je zaměřeno na předcházení nebezpečí nadproudu, které může vzniknout v důsledku různých havarijních stavů v napájení.
Zařízení jističe
Jističe jsou komplexní zařízení obsahující několik klíčových prvků. Hlavní součásti takových zařízení jsou:
Elektromagnetické uvolnění
Tato jednotka je citlivá na náhlé špičky elektrického proudu, které jsou indikátory zkratu. Jeho funkčnost je dána využitím elektromagnetického působení indukční cívky, kterou protéká odebíraný proud. Když proud překročí nastavenou mez, generované elektromagnetické pole dosáhne takové intenzity, že aktivuje vypínací mechanismus. To způsobí rychlé oddálení spínacích kontaktů, přerušení proudové dráhy a zabránění možným poruchám a poškození.
Tepelné uvolnění
Tepelný odpojovač pracuje na základě vlastností bimetalového pásku, který se při zvýšení teploty vlivem procházejícího proudu deformuje nad stanovené limity. Tento mechanismus slouží k ochraně systémů před přetížením: dlouhodobé vystavení vysokému elektrickému proudu vede k postupnému zahřívání bimetalového pásku, což způsobí jeho ohnutí a vyvolání rozpojení kontaktů. Doba odezvy takového zařízení se mění v závislosti na velikosti přetížení a může se pohybovat od několika sekund do několika minut.
Použitím kombinace těchto vypínacích mechanismů je možné dosáhnout komplexní ochrany elektrického obvodu jak před okamžitým pulzním přetížením (to je úkolem elektromagnetického odpojovače), tak před dlouhodobým nadměrným zatížením (úkolem tepelného odpojovače). Součástí jističe jsou také kontakty pro připojení chráněného obvodu a také mechanismus pro ruční zapnutí nebo vypnutí.
Klasifikace
Počet pólů
Jističe mohou být jednopólové, dvoupólové, třípólové a čtyřpólové. Výběr závisí na typu sítě: jednopólové se používají v jednofázových obvodech, tří- a čtyřpólové – ve třífázových.
Časově-proudové charakteristiky
Proudová závislost určuje, jak rychle bude ochranné zařízení fungovat v reakci na proud, který jím protéká. Různé typy proudových křivek se volí podle vlastností vedení, které je potřeba chránit.
Návrhové prvky
Model jističe se může lišit v závislosti na jeho typu a účelu. Mezi hlavní komponenty patří kontaktní systém, který spíná obvod, proudový chránič pro přerušení proudu za abnormálních provozních podmínek a ovládací mechanismus, který může být manuální nebo automatický.
Jmenovitá vypínací schopnost
Jmenovitá vypínací schopnost je maximální zkratový proud, který dokáže rozpojit jistič bez poškození. Tento parametr je rozhodující pro výběr stroje na základě úrovně ochrany.
Provozní proud
Provozní proud je přípustný trvalý proud procházející spínačem během normálního provozu. Označuje se jako In a vybírá se na základě vypočteného proudu chráněného vedení.
Princip činnosti
Normální mód
Ve standardním provozu jistič zajišťuje nepřerušovaný tok elektrické energie v okruhu. To je možné díky kontaktnímu systému, který zahrnuje pohyblivé i pevné prvky, které vytvářejí minimální elektrický odpor, když je spínač v zavřené poloze. Zhášecí komora, kterou prochází proud, slouží k zamezení vzniku elektrického oblouku při rozepnutí kontaktů, což může vést k nechtěnému poškození zařízení.
Zkrat
Pokud dojde ke zkratu, proud v obvodu prudce vzroste na úroveň, která výrazně převyšuje jmenovitý proud nastavený pro jistič. To způsobí okamžitou aktivaci ochranné funkce.
Jistič je vybaven elektromagnetickou spouštěcí jednotkou navrženou tak, aby díky své indukční cívce rychle reagovala na náhlé změny proudu. Když proud v cívce překročí určitou mez, elektromagnet vyvine dostatečnou sílu k aktivaci vypínacího mechanismu. To má za následek oddělení pohyblivých kontaktů od pevných kontaktů a rozpojení obvodu, což zabraňuje potenciálním následkům zkratu.
Přetížení
Stav je charakterizován ne tak prudkým skokem proudu jako při zkratu, ale jeho hodnota stále překračuje přípustné meze a může vést k přehřátí vodičů a následnému poškození izolace. K ochraně proti takovému přetížení používají jističe bimetalové pásy.
Když zvýšený proud prochází bimetalovým prvkem, začne se ohýbat kvůli rozdílu v koeficientech tepelné roztažnosti dvou svařovaných kovů. Dosažení určité úrovně ohybu spustí uvolňovací mechanismus. Rozdíl mezi tímto mechanismem a elektromagnetickým je jeho setrvačnost – bimetalová deska vyžaduje čas na zahřátí a ohnutí do spouštěcího bodu.
Tento typ ochrany má určité zpoždění odezvy, což umožňuje, aby jistič nereagoval na krátkodobé procesy přetížení (například při spouštění motorů), protože nepředstavují vážné nebezpečí pro elektrické sítě a zařízení.
Klíčovou roli v elektrických sítích hrají jističe, které zajišťují ochranu elektrických instalací před přetížením a zkratem. Jsou navrženy tak, aby rychle a efektivně řešily abnormální situace automatickým odpojením obvodu, když je detekována anomálie, čímž se zabrání poškození zařízení nebo riziku požáru. Jejich provoz je založen na fyzikálních jevech, jako je tepelné nebo elektromagnetické vypínání, což z nich činí spolehlivý prostředek ochrany v jakémkoli prostředí. Vývoj přesnějších a adaptabilnějších jističů je výzvou pro elektrotechniky a vědce zabývající se novými materiály, kteří chtějí zlepšit bezpečnost a odolnost elektřiny v domácích i průmyslových aplikacích.