Do czego potrzebna jest wkładka topikowa?
Bezpiecznik topikowy (wkładka topikowa) stanowi rodzaj zabezpieczenia elektrycznego, chroniącego instalacje elektryczną przed zwarciem i przeciążeniem. Element ten przerywa ciągłość obwodu elektrycznego poprzez stopienie się jednego z jego elementów.
Przerwanie obwodu elektrycznego następuje po określonym czasie przepływu dla danego natężenia prądu. Po jednorazowym zadziałaniu bezpiecznik ulega zniszczeniu i należy go wymienić na nowy.
Główną i zarazem najważniejszą częścią bezpiecznika jest element topikowy. Jest on wbudowany we wkładkę topikową. Sam topik to przewodnik elektryczny nagrzewający się w wyniku przepływającego przez niego prądu. Jeśli natężenie prądu i czas trwania jest za duży, to topik się rozpuszcza, powodując jednocześnie zapalenie łuku elektrycznego. Jeśli wartość natężenia prądu spada do zera, to prąd przestaje płynąć, a łuk gaśnie. Sam czas palenia łuku jest uzależniony od kilku czynników, takich jak natężenie prądu i napięcie. Istotną funkcję pełnią też warunki.
To, w jakim czasie stapia się topik, zależy od natężenia prądu. Im wyższe natężenie, tym szybsze stopienie topika.
W bezpiecznikach stosuje się charakterystyką czasowo-prądową odwrotną. Im wyższa jest wartość prądu, tym szybciej on działa.
Użytkując bezpiecznik topikowy, mamy do czynienia z przewodzeniem prądu. Kiedy jego wartość jest za wysoka, to wkładka się stapia, przerywając obwód elektryczny. Dzięki temu urządzenia podpięte do obwodu nie zostają zniszczone. Do stopienia wkładki topikowej niezbędna jest energia cieplna – tzw. całka Joule’a I²t .
Konstrukcja wkładki topikowej jest prosta w porównaniu do wyłączników z elementami mechanicznymi. Mimo tego wkładki topikowe są niezawodne. Są to najstarsze komponenty służące do zabezpieczenia instalacji elektrycznych.
Dlaczego warto stosować wkładki topikowe?
- sprawne wyłączanie niewielkich prądów przeciążeniowych
- wąski pas tolerancji charakterystyki czasowo-prądowej
- ograniczanie prądu zwarciowego
- stabilność charakterystyki czasowo-prądowej
- wytrzymałość i trwałość
Rodzaje bezpieczników topikowych
Na rynku dostępne są następujące grupy wkładek topikowych:
- wkładki topikowe szybkie – oznacza się je literami gF – dawniej: wts
- wkładki topikowe zwłoczne -oznacza się je literami gG, gL – dawniej: wtz
Jak wybrać odpowiednie wkładki topikowe?
Wkładki topikowe (nazywane też bezpiecznikami topikowymi) zabezpieczają w pełnym zakresie instalację przed przeciążeniami (od prądów przetężeniowych włącznie ze znamionową możliwością wyłączania).
Jak wybrać odpowiednią wkładkę topikową? Wyznacznikiem, na który należy zwrócić uwagę, jest rodzaj zabezpieczanego urządzenia. Wkładka topikowa musi być dopasowana do wymagań obwodu elektrycznego.
Oznaczenie wkładek składa się z dwóch liter:
- Pierwsza litera (mała) wskazuje na możliwość wyłączenia wkładki. Na ogół spotykamy się w dwoma oznaczeniami:
a – oznacza, że wkładka jest niepełnozakresowa – chroni przed skutkami zwarcia
g – oznacza, że wkładka jest pełnozakresowa – chroni zarówno przed skutkami zwarcia, jak i przeciążenia
- Druga litera (wielka) określa kategorią urządzenia, do jakich wkładki są przeznaczone. Inaczej jest to tzw. charakterystyka czasowo-prądowa. Na ogół spotyka się następujące kategorie chronionego urządzenia:
B – urządzenia górnicze
D – urządzenia wymagające wkładek topikowych zwłocznych
L, G – urządzenia ogólnego przeznaczenia, kable i przewody
F,N – urządzenia wymagające wkładek topikowych szybkich
M – silniki
R – półprzewodniki (diody, tyrystory)
Tr – transformatory
Najczęściej spotykane na rynku oznaczenia wkładek topikowych to:
gF, gN – charakterystyka pełnozakresowa – szybka
gD – charakterystyka pełnozakresowa – zwłoczna
gG, gL – charakterystyka pełnozakresowa -ochrona kabli i przewodów
gM – charakterystyka pełnozakresowa – ochrona silników
aM – charakterystyka niepełnozakresowa – ochrona silników
aR – charakterystyka niepełnozakresowa -ochrona półprzewodników
gB – charakterystyka pełnozakresowa -ochrona urządzeń górniczych
gTr – charakterystyka pełnozakresowa – ochrona transformatorów