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 automatinio jungiklio parametrai
Nominali srovė
Nominali srovė - tai automatinio jungiklio darbinė srovė, kuriai esant jungiklis nenutraukia elektros grandinės. Jeigu, pavyzdžiui, 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.
Maksimali atjungimo srovė
Maksimali atjungimo srovė - tai elektros grandine tekanti srovė, esant perkrovai ar trumpajai jungimui. 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, kurios 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.
Charakteristikų tipai
- „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. „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“ charakteristika: 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“ charakteristika: automatininių 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“ charakteristika: 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.
Kaip pasirinkti tinkamą skydo jungiklį ir išvengti gaisro
Dar vienas dalykas, 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.