Automatiniai jungikliai sodybai: nauda, veikimo principai ir parinkimo ypatumai

Automatiniai jungikliai atlieka itin svarbų vaidmenį elektros sistemose, apsaugodami grandines nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų. Jų gebėjimas automatiškai nutraukti elektros energijos tiekimą pavojingomis sąlygomis apsaugo nuo įrangos sugadinimo ir sumažina gaisro riziką. Automatiniai jungikliai yra esminiai gyvenamųjų ir pramoninių elektros sistemų komponentai.

Pagal Lietuvos elektros instaliacijos taisykles, elektros skydeliuose būtina įrengti įvadinį galios jungiklį (kirtiklį), o ne tik automatinį jungiklį. Įvadinis galios jungiklis atlieka pagrindinio atjungimo funkciją, leidžiančią saugiai ir greitai atjungti visą elektros instaliaciją, pavyzdžiui, atliekant priežiūros darbus, esant avarinei situacijai ar elektros skydelio remonto atveju. Automatiniai jungikliai, nors ir apsaugo nuo perkrovų bei trumpųjų jungimų, nėra skirti visos sistemos atjungimui vienu metu.

Automatinio jungiklio charakteristikos gali išsiderinti, jei jis nuolat naudojamas kaip pagrindinė elektros grandinės atjungimo priemonė, nes tai neatitinka jo pirminės paskirties. Yra praktinių pastebėjimų, kad po maždaug 20 rankinių atjungimų automatinio jungiklio atjungimo charakteristikos gali išsiderinti.

Automatinio jungiklio veikimo principas ir charakteristikos

Automatinis jungiklis, tai elektrotechninis įrenginys, skirtas automatiškai nutraukti elektros grandinę, joje atsiradus trumpajam jungimui arba perkrovai. Pagrindinis jungiklio uždavinys - automatiškai išjungti grandinę, atsiradus perkrovai arba įvykus trumpajam jungimui. Skirtingai negu saugiklis, kuris tik vieną kartą gali atjungti grandinę, automatinis jungiklis tai daro daugybę kartų, kol susidėvi jo kontaktai arba pavaros mechanizmas, o šitaip atsitinka tik po 4000 - 20 000 jungimų.

Populiariausi yra ant bėgelio montuojami termo-magnetiniai automatiniai jungikliai. Šie automatiniai jungikliai elektros grandinę saugo nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų. Esant mažai ar vidutinei perkrovai, jungiklyje esantis šiluminis atkabiklis įšyla ir atjungia elektros grandinę. Taip pat yra įrengtas elektromagnetinis atkabiklis, kuris, atsiradus didelei perkrovai arba trumpajam jungimui, žaibiškai nutraukia elektros grandinę.

Nuolatinės srovės grandinėse susidaro tik statinis elektrinis arba magnetinis laukas, kurio dažnis 0 Hz. Naudojant vien tik kintamai srovei suprojektuotą automatinį jungiklį nuolatinės srovės grandinių apsaugai, jis grandinę saugo tik su šilumine apsauga (elektromagnetinės nebelieka arba ji suveikia per žymiai ilgesnį laiką).

Automatiniai jungikliai, skirti AC/DC grandinių apsaugai ir naudojami nuolatinės srovės grandinėse, turi šiek tiek ilgesnį suveikimo laiką. Parenkant automatinį jungiklį nuolatinės srovės grandinių apsaugai būtina atidžiai susipažinti su automatinio jungiklio technine specifikacija ir įsitikinti, jog jis gali būti naudojamas nuolatinės srovės elektros grandinėse.

Pagrindiniai parametrai

• Nominali srovė, tai automatinio jungiklio darbinė srovė, kuriai esant jungiklis nenutraukia elektros grandinės.
• Maksimali atjungimo srovė, tai elektros grandine tekanti srovė, esant perkrovai ar trumpajai jungimui.

Jeigu pvz. norite parinkti automatinį jungiklį saulės įkrovimo valdikliui ir jungiklį ketinate įrengti tarp valdiklio ir akumuliatoriaus teigiamų (pliusinių) gnybtų, tuomet turite žiūrėti į įkrovimo valdiklio didžiausią leistiną įkrovimo srovę. Jeigu valdiklio leistina srovė yra 60 A, tuomet parenkamas 60 A nominalios srovės automatinis jungiklis. Tačiau, kadangi 60 A automatinių jungiklių nėra, pasirenkamas jungiklis, kurio nominali srovė yra artima, bet ne mažesnė už 60 A.

Šiuo metu rinkoje yra plačiai prieinami automatiniai saugikliai, kurių maksimali atjungimo srovė yra nuo 10 iki 30 kA (nuolatinės srovės grandinėse iki 15 kA). Parenkant automatinį jungiklį, reikia įvertinti maksimalią trumpojo jungimo srovę saugomoje grandinėje. Ši srovė turi būti mažesnė už automatinio jungiklio maksimalią atjungimo srovę. Trumpojo jungimo srovė yra nustatoma pagal elektros linijos varžą su kilpos fazė-nulis matuokliu.

Tačiau nuosavose jėgainėse neapseinama vien tik kintamos srovės grandinėmis. Akumuliatorinėse sistemose automatiniai jungikliai yra įrengiami, saulės moduliams, įkrovimo valdikliams ir inverteriams, o tokiose grandinėse gali tekėti akumuliatorių baterijos trumpojo jungimo srovė, kurio dydis priklauso nuo įkrovimo lygio ir akumuliatorių vidinės varžos. Tarkime, jog turite 12V akumuliatorių, kurios vidinė varža yra lygi 0.003 Ω.

Suveikimo charakteristika

Suveikimo charakteristika, tai laiko-srovės kreivė, atvaizduojanti automatinio jungiklio atsijungimo greitį, kuris priklauso nuo perkrovos ar trumpojo jungimo sukeltos srovės dydžio ir jungiklio nominalios srovės skirtumo. Charakteristikos tipas ant automatinio jungiklio žymimas didelėmis raidėmis B, C, D, K, Z.

Paveiksliuke yra pavaizduotos B, C ir D charakteristikos. Vertikali ašis reiškia automatinio jungiklio suveikimo laiką, o horizontali ašis atvaizduoja kiek kartų per jungiklį tekanti srovė viršija nominalią srovę. Iš pavaizduotų charakteristikų matome, jog esant tai pačiai nominaliai automatinio jungiklio srovei, jungiklio suveikimo laikai skiriasi. Atkreipkite dėmesį į automatinio jungiklio šiluminę apsaugą (atjungimo charakteristikos vertikalios ašies viršutinė dalis).

Du kartus viršijus automatinio jungiklio nominalią srovę, jungiklis atsijungs tik po penkių minučių. O jeigu apkrovos srovė viršija nominalią srovę tik 1.5 karto, tai automatinio jungiklio suveikimo laikas padidėja net iki 40 min. Per tokį laiką gali stipriai įkaisti laidų izoliacija. „A“ charakteristikos šiluminis atkabiklis gali suveikti nuo 1.3 karto didesnės apkrovos srovės už jungiklio nominalią, tačiau atjungimo laikas siekia apie 1 val. Kai apkrovos srovė 2 kartus viršija nominalią srovę, atkabiklis suveikia per 0.05 s.

Jeigu elektromagnetinis atkabiklis nesuveiktų, per 20-30 s suveiks šiluminė apsauga ir nutrauks elektros grandinę. Apkrovos srovei tris kartus viršijus nominalią automatinio jungiklio srovę, suveikia elektromagnetinis atkabiklis, kuris elektros grandinę nutraukia per šimtąsias sekundės dalis.

„B“ charakteristikos automatiniai jungikliai suveikia, kai apkrovos srovė yra nuo 3 iki 5 kartų didesnė už nominalią srovę. Solenoido suveikimo laikas siekia tik 0.015 s. Per jungiklį tekančiai srovei 3 kartus viršijus nominalią srovę, šiluminis atkabiklis suveiks per 4-5 s. Srovei 5 kartus viršijus nominalią, kintamos srovės grandinėse atkabiklis suveikia akimirksniu, o automatinį jungiklį naudojant nuolatinės srovės grandinių apsaugai, jis suveiks nuo 7.5 karto ir daugiau didesnės srovės už nominalią. Naudojant AC/DC automatinius jungiklius, DC grandinėje suveikimo srovė yra artima AC grandinei.

Pvz. Schneider iC60N automatinis jungiklis AC grandinėje suveikia nuo 5.6 kartus didesnės srovės (+/-20%) už nominalią, o DC grandinėje atjungimas įvyksta nuo 5.6 karto didesnės srovės. Taip pat yra gaminami automatiniai jungikliai, skirti išskirtinai DC grandinių apsaugai.

„B“ charakteristikos automatiniai jungikliai naudojami apšvietimo tinkluose, o taip pat elektros grandinėse, kuriose nėra apkrovų, naudojančių dideles paleidimo sroves.

„C“ charakteristika yra labiausiai paplitusi. „C“ charakteristikos automatiniai jungikliai atsijungia nuo dar didesnės srovės, palyginus su „A“ ir „B“ automatiniais jungikliais. Jų suveikimo srovė yra 5-10 kartų didesnė už nominalią srovę. Apkrovos srovei 5 kartus viršijus nominalią jungiklio srovę, šiluminis atkabiklis suveikia per 1.5 s ir tik tekančiai srovei 10 kartų viršijus nominalią, atkabiklis suveiks akimirksniu.

Kaip jau minėjome, aprašant „B“ charakteristikos automatinius jungiklius, AC grandinių apsaugai skirtus jungiklius naudojant nuolatinės srovės grandinėse, „C“ charakteristikos automatinis jungiklis suveiks tik nuo 15 kartų didesnės apkrovos srovės (Schneider iC60N suveikia nuo 11.2 In, +/-20%). „C“ charakteristikos automatiniai jungikliai naudojami elektros grandinėse su reaktyvine apkrova, įskaitant variklius, kompresorius, siurblius ir kitus prietaisus, naudojančius paleidimo sroves.

„D“ charakteristikos automatiniai jungikliai suveikia nuo labai didelės perkrovos. Apkrovos srovei esant 10 kartų didesnei už nominalią srovę, šiluminis atkabiklis suveikia per 0.4 s ir srovei 20 kartų viršijus nominalią, jungiklis atsijungs akimirksniu.

„K“ charakteristikos automatinių jungiklių perkrovos srovė, nuo kurios suveikia elektromagnetinis atkabiklis, yra 8 - 12 kartų didesnė už jungiklio nominalią srovę. DC grandinėse šis automatinis jungiklis suveikia nuo srovės 18 kartų viršijančios nominalią srovę. Atkabiklio suveikimo laikas siekia 0.02 s. „K“ charakteristikos automatiniai jungikliai užtikrina variklių, kondensatorių ir transformatorių apsaugą.

„Z“ charakteristikos automatiniai jungikliai skirti elektroninių prietaisų, kuriems pavojingi net nežymūs srovės padidėjimai, apsaugai. Šių automatinių jungiklių suveikimo srovė 2-3 kartus viršija jungiklio nominalią srovę.

Dar kartą norėtume akcentuoti tai, jog straipsnyje minimos atjungimo srovės, automatinius jungiklius naudojant nuolatinės srovės grandinėse, yra taikomos ne visiems automatiniams jungikliams. Yra automatinių jungiklių, kurių atjungimo charakteristikos sutampa tiek AC, tiek DC įtampai. O taip pat yra gaminami specialiai DC įtampai skirti automatiniai jungikliai.

Dar vienas dalykai, į kurį būtina atkreipti dėmesį, parenkant automatinį jungiklį nuolatinės srovės grandinių apsaugai, tai nominali automatinio jungiklio įtampa. Dažniausiai AC ir DC įtampai skirti automatiniai jungikliai turi penkis kartus mažesnę nominalią įtampą, veikiant DC grandinėse, negu naudojant juos kintamos srovės elektros grandinėse. Taip yra todėl, nes įtampa kintamos srovės grandinėje kas 1/100 dalį sekundės tampa lygi nuliui ir jungiklyje atsiradusi kibirkštis turi galimybę užgesti. Nuolatinės srovės atveju tokios galimybės nėra ir kibirkštis trunka žymiai ilgiau.

Apibendrinant galima teigti, kad automatiniai jungikliai yra esminiai šiuolaikinių elektros sistemų komponentai, teikiantys daug privalumų, įskaitant didesnį saugumą, naudojimo paprastumą ir ekonomiškumą.

Automatinio jungiklio nauda sodyboje

Automatiniai jungikliai yra sukurti taip, kad sklandžiai integruotųsi su šiuolaikinėmis elektros sistemomis, įskaitant išmaniuosius tinklus ir pažangius stebėjimo sprendimus.

• Apsauga nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų. Pagrindinė automatinio jungiklio funkcija - apsaugoti elektros įrangą nuo pažeidimų dėl perkrovų ar trumpųjų jungimų.
• Padidėjęs saugumas. Saugumas yra svarbiausias bet kurioje elektros instaliacijoje. Automatiniai jungikliai padidina saugumą, sumažindami elektros gaisrų ir įrangos gedimo riziką.
• Lengva naudoti. Skirtingai nuo saugiklių, kuriuos reikia pakeisti perdegus, automatinius jungiklius galima nustatyti iš naujo po suveikimo.
• Universalumas. Automatiniai jungikliai yra įvairių dydžių ir tipų, kad tiktų skirtingoms reikmėms.
• Kainos efektyvumas. Nors pradinė investicija į automatinius jungiklius gali būti didesnė nei į saugiklius, jų ilgaamžiškumas ir mažesnės priežiūros išlaidos ilgainiui daro juos ekonomiškesniu pasirinkimu.

Apkrovos skyrikliai ir jų derinimas su automatiniais jungikliais

Apkrovos skyrikliai yra svarbūs komponentai, papildantys automatinių jungiklių funkcionalumą elektros sistemose. Jų vaidmenį papildo apkrovos skyrikliai, užtikrinantys veikimo lankstumą ir saugias priežiūros galimybes.

Naudojant kartu su automatiniais jungikliais, apkrovos skyrikliai suteikia papildomą apsaugos sluoksnį.

• Saugi priežiūra. Apkrovos skyrikliai leidžia techninės priežiūros personalui saugiai izoliuoti elektros grandines remontui ar patikrinimams neišjungiant visos sistemos.
• Patobulinta apsauga.

Skirtumai tarp automatinių jungiklių ir saugiklių

Tradicinius automatinius jungiklius po suveikimo reikia nustatyti rankiniu būdu, todėl elektros energijos tiekimas gali būti atkurtas vėliau.

Automatiniai jungikliai paprastai užtikrina geresnę apsaugą nuo perkrovų dėl sudėtingesnių jutimo mechanizmų.

Įvairių tipų automatiniai jungikliai

Automatinio jungiklio charakteristikos

tags: #automatiniai #jungikliai #sodybai