Karakteristike taljenja NV rastalnih uložaka – što znače oznake gG i aM?

Osigurač štiti niskonaponske električne vodiče i kabele od kratkih spojeva i preopterećenja. Postoje različite vrste osigurača, poput tipa D, tipa DO, NV osigurača, cilindričnih osigurača itd. Različite oznake na osiguraču ili rastalnom ulošku označavaju važne parametre, uključujući nazivnu struju In (npr. 20 A na slici 1), nazivni napon U (npr. 500 V) i prekidnu moć (npr. 120 kA). Ovaj članak usredotočen je na značenje oznake gG, posebno na značenje malog slova g (za razliku od slova a), koje označava karakteristiku taljenja, odnosno strujno-vremensku (I-t) karakteristiku osigurača.

Slika 1: Niskonaponski NV rastalni uložak 20 A, tip gG

Preopterećenje i kratki spoj

Kako bismo objasnili razliku između preopterećenja i kratkog spoja, razmotrimo jednostavan primjer:

Do preopterećenja dolazi kada električna struja premaši dopuštenu vrijednost za određeni vodič ili kabel. Projektant električnih instalacija odabire odgovarajući presjek kabela na temelju očekivanog opterećenja pojedinog strujnog kruga, a zatim se odabire odgovarajući rastalni uložak, pri čemu je njegova nazivna struja u amperima ključan podatak.

Ako struja premaši dopuštenu vrijednost, osigurač mora reagirati i prekinuti strujni krug. Primjerice, pretpostavimo da je zbog nepravilno izvedene električne instalacije na osigurač nazivne struje 20 A priključeno više električnih uređaja, zbog čega struja doseže 40 A (dvostruku nazivnu vrijednost). To je preopterećenje i osigurač mora prekinuti strujni krug jer kabel presjeka 4 mm² ne može dugotrajno podnositi tako veliku struju. Prekomjerno zagrijavanje može uzrokovati oštećenje izolacije ili čak opasnost od požara. U ovom bi slučaju osigurač prekinuo strujni krug nakon približno 152 sekunde, uz određena odstupanja (vidi sliku 2).

Do kratkog spoja, s druge strane, dolazi kada fazni vodič (s crnom ili smeđom izolacijom) dođe u izravan dodir s neutralnim vodičem (s plavom izolacijom). Zbog vrlo malog otpora takvog spoja protječe iznimno velika struja kratkog spoja, često nekoliko stotina ili čak nekoliko tisuća ampera. Osigurač reagira gotovo trenutačno i prekida strujni krug unutar nekoliko milisekundi.

Karakteristika taljenja (I-t) rastalnog uloška

Karakteristika taljenja (odnosno I-t karakteristika) određuje koliko će brzo rastalni uložak prekinuti strujni krug u slučaju preopterećenja ili kratkog spoja.

Jednostavno rečeno, ova karakteristika pokazuje koliko brzo osigurač prekida napajanje kada se u električnoj instalaciji pojavi kvar.

Postoje dvije osnovne vrste karakteristika taljenja rastalnih uložaka:

1. Tip g: Rastalni ulošci s karakteristikom g pružaju zaštitu u cijelom području struja i najčešće se koriste u standardnim električnim instalacijama.
2. Tip a: Rastalni ulošci s karakteristikom a pouzdano djeluju tek pri određenom višekratniku nazivne struje, primjerice kada struja premaši približno pet puta nazivnu vrijednost. Ovi rastalni ulošci koriste se za posebne primjene.

Karakteristika taljenja gG rastalnih uložaka

Slika 2 prikazuje I-t karakteristiku gG rastalnog uloška nazivne struje 20 A.

• Veliko slovo „G” označava da je rastalni uložak namijenjen općoj uporabi te predstavlja najčešće korištenu vrstu.
• Malo slovo „g” označava da rastalni uložak pruža zaštitu u cijelom području struja preopterećenja (kao što je prikazano na slici 2).

Ako je struja 20 A ili manja, osigurač neće prekinuti strujni krug. Međutim, kada struja premaši 20 A, vrijeme taljenja rastalnog uloška skraćuje se s povećanjem struje. Karakteristična krivulja prikazuje četiri slučaja preopterećenja:

• I = 1,3 × In
• I = 1,6 × In
• I = 2 × In
• I = 3 × In

U slučaju kratkog spoja, kada struja kvara doseže nekoliko stotina ili tisuća ampera, osigurač prekida strujni krug gotovo trenutačno (vidi sliku 2).

Slika 2: Prikaz iz programa ETISON za rastalni uložak 20 A, gG, iz kojeg je vidljivo da pri dvostrukoj nazivnoj struji vrijeme taljenja iznosi približno 152 s

Tablica 1 prikazuje vremena taljenja pri različitim strujama preopterećenja (x In) gG rastalnog uloška nazivne struje 20 A, na temelju slike 2 koja prikazuje njegovu I-t karakteristiku.

Tablica 1: Vremena taljenja pri različitim strujama preopterećenja (x In) gG rastalnog uloška nazivne struje 20 A.

Kada se koriste rastalni ulošci tipa „a”?

Slika 3 prikazuje I-t karakteristiku aM rastalnog uloška nazivne struje 20 A.

Jasno je vidljivo da u području preopterećenja (2 ×, 3 × In) aM rastalni uložak uopće ne prekida strujni krug. To znači da u prethodno navedenim slučajevima preopterećenja rastalni uložak ne bi prekinuo strujni krug. Djeluje tek kada struja dosegne približno 100 A, odnosno oko pet puta veću vrijednost od nazivne struje, ili nešto ranije.

Stoga su aM rastalni ulošci prikladni samo za zaštitu od kratkog spoja.

Veliko slovo „M” označava da je rastalni uložak namijenjen zaštiti motora. U takvim primjenama rastalni uložak učinkovito štiti od kratkih spojeva, dok su motor i kabeli od preopterećenja zaštićeni bimetalnim relejem ili motornim zaštitnim prekidačem.

Iz slike 3 vidljivo je da pri struji koja je pet puta veća od nazivne struje vrijeme taljenja iznosi približno 18 sekundi, što je prihvatljivo. Ako bi motor pri pokretanju imao struju pet puta veću od nazivne struje, osigurač ne bi nepotrebno prekinuo strujni krug tijekom pokretanja motora.

Slika 3: Prikaz iz programa ETISON za rastalni uložak 20 A, aM, iz kojeg je vidljivo da pri peterostrukoj nazivnoj struji vrijeme taljenja iznosi približno 18 s

Zaključak

Ovaj članak pokazuje da bi uporaba aM rastalnog uloška za opće primjene bila vrlo opasna jer ne pruža zaštitu od preopterećenja.

Elektroinstalateri ponekad nazivaju aM rastalne uloške „sporim osiguračima”, no takav naziv može dovesti do pogrešnog zaključka. Iako su pri većim višekratnicima nazivne struje, primjerice pri 5 × In, sporiji od rastalnih uložaka tipa g, oni uopće ne reagiraju na preopterećenja ispod te razine.

To znači da se aM rastalni ulošci smiju koristiti samo u posebnim primjenama u kojima je zaštita od preopterećenja osigurana zasebnim uređajem, poput bimetalnog releja ili motornog zaštitnog prekidača.