Przeczytaj
Warto przeczytać
Wyłącznik nadmiarowo‑prądowy (Rys. 1.) zabezpiecza instalację elektryczną przed zniszczeniem wskutek zbyt dużego natężenia płynącego prądu. Wyłącza on zasilanie w dwóch sytuacjach:
przeciążenia – gdy natężenie prądu jest wyższe od znamionowego (nadmierne) przez pewien czas,
zwarcia – gdy natężenie prądu nagle wzrośnie do bardzo dużej wartości.
Przeciążenie jest niebezpieczne, gdyż wskutek zbyt długiego przepływu prądu o nadmiernej wartości może dojść do stopienia przewodów lub innych elementów instalacji, wywołanego wydzieleniem się dużej ilości ciepła. Zasada działania nadmiarowej części wyłącznika opiera się także o efekty termiczne. Wyzwalacz termobimetalowy zbudowany jest tak samo, jak na przykład w żelazku. Składa się z dwóch złączonych ze sobą płaskich elementów metalowych o różnych współczynnikach rozszerzalności termicznejwspółczynnikach rozszerzalności termicznej. Wzrost temperatury bimetalu, wywołany przepływem prądu, powoduje stopniowe wygięcie elementu, gdyż każda z jego części rozszerza się w innym tempie. Gdy wygięty bimetal naciśnie na wyłącznik, nastąpi mechaniczne przerwanie obwodu elektrycznego.
Wyzwalacz termobimetalowy nie reaguje więc na nadmiar prądu natychmiast. Czas reakcji zależy od wartości natężenia prądu oraz parametrów wyłącznika i waha się w granicach od ok. 0,2 sekundy do 1 godziny. Gdyby wyłącznik reagował natychmiast, niepotrzebnie wyłączałby zasilanie w typowych sytuacjach chwilowego wzrostu natężenia prądu, jakie zdarzają się podczas rozruchu urządzeń oraz włączania i wyłączania prądu w obwodzie.
Zwarcie w instalacji to nagły wzrost natężenia prądu do bardzo dużych wartości (ponad 6 kA). W takiej sytuacji, wyzwalacz prądowy (zwarciowy) wyłącznika musi zadziałać natychmiast, to jest w czasie krótszym niż 30 milisekund. Odpowiada za to wyzwalacz elektromagnetyczny, którym jest cewka z dwoma łatwo magnesującymi się rdzeniami w środku: ruchomym i nieruchomym. Nagły wzrost natężenia prądu wzbudza w cewce bardzo duży prąd indukcyjnyprąd indukcyjny, który magnesuje rdzenie jednoimiennie. Rdzeń ruchomy wysuwa się z cewki i powoduje mechaniczne rozwarcie styków wyłącznika.
Shemat budowy wyłącznika nadmiarowo‑prądowego pokazano na Rys. 2.
Musimy w tym miejscu podkreślić, że wyłącznik nadmiarowo‑prądowy nie zabezpiecza człowieka przed porażeniem prądem elektrycznym. Zarówno dłuższy przepływ prądu o dużym natężeniu, jak i krótkotrwały jego skok do ogromnych wartości, są zabójcze dla naszego organizmu i mogą spowodować śmierć lub kalectwo. Zachęcamy do zapoznania się z e‑materiałem „Jak działa i jaką funkcję pełni wyłącznik różnicowo‑prądowy?”, opisującym taki element, który zabezpiecza człowieka przed porażeniem prądem.
Słowniczek
(ang. inductive current) – prąd wytworzony wskutek zjawiska zwanego indukcją elektromagnetyczną. Powstaje wskutek nagłych zmian pola magnetycznego, wywołanych na przykład zmianą prądu pierwotnego płynącego przez cewę.
(ang.: coefficient of thermal expansion) – wielkość zależna od rodzaju materiału, określa względny przyrost długości lub objętości danego elementu przy jednostkowym wzroście temperatury.