Tartalomjegyzék

Mi van a kismegszakító burkolata alatt? Így épül fel egy kismegszakító

Ebben a fejezetben lépésről lépésre, fényképeken és grafikákon keresztül mutatjuk be, hogyan épül fel egy kismegszakító, és mi a szerepük a belső alkatrészeknek.

A kismegszakítóban két egymástól függetlenül működő túláramvédelmi mechanizmus van beépítve.

A két védelmi mechanizmus működése merőben eltér egymástól, de ugyanarra a kapcsoló mechanikára fejtik ki a hatásukat szükség esetén. Túlterhelés ellen a kismegszakító hőkioldója véd, a zárlati áram ellen az elektromágneses gyorskioldó.

Az álló érintkező pozíciója fix, nem végez mozgást. Nyitott állapotban a kismegszakító nem vezet áramot.

Két állapot lehetséges az érintkezők tekintetében: a nyitott és a zárt.

Zárt állapotban viszont érintkeznek, vezetőképes kapcsolatban vannak, mint ahogy a fentebb lévő képen és a lenti grafikán is látható.

Fontos megemlíteni, hogy a kismegszakító szerkezeti felépítése nincs kőbe vésve. Számtalan, gyártónként és szériánként eltérő megoldás és belső elrendezés létezik. Természetesen a működési elvük azonos.

Az energia a két egymástól függetlenül működő és sorba kötött kioldón keresztül áramlik, vagyis a megszakítón belül az áramútnak a részét képezik.

Kismegszakító működése zárlat esetén

Nincs mit szépíteni a dolgon: a zárlati áram az egyik legpusztítóbb fizikai jelenség az épületvillamosság területén.

Egy „egyszerű” rövidzárlat is rendkívül súlyos, maradandó károkat képes okozni a teljes villamos berendezésben.

Komoly sérülések keletkezhetnek a vezetékrendszerben, és nagyon is reális veszéllyé válik egy elektromos tűz kialakulása. Az utolsósorban pedig a vezetékek szigetelésének hirtelen megsemmisülése miatt azonnal számolni kell a veszélyes érintési feszültség, azaz az áramütéses balesetek közvetlen kockázatával is.

Az igazi, nagybetűs zárlat kialakulása számos módon létrejöhet: gyakran fordul elő, hogy egy gyárilag meghibásodott vagy zárlatos készülék csatlakozik a hálózatra, de az is mindennapos, hogy valamilyen külső fizikai behatás (példák a fúrás, falvágás) éri az adott áramkört. Emellett egy új berendezés kiépítésekor, bővítésekor vagy éppen a karbantartási munkálatok során elkövetett hibás vezetékbekötés következményeként is azonnal felléphet ez a jelenség.

A gyakorlatban talán nem guarantees az a legfontosabb szempont, hogy pontosan hogyan jött létre a zárlat – legalábbis a kismegszakító szemszögéből nézve ez egyáltalán nem számít túl sokat. Az viszont, hogy a zárlatos áramkör emberi léptékkel mérve azonnal és véglegesen meg legyen szakítva, már a legfőbb kulcsfontosságú tényezőként kezelendő.

A kismegszakítónak pontosan ez az egyik legfontosabb életvédelmi feladata. A kismegszakító fel van szerelve egy áramérzékeny, belső elektromágneses gyorskioldóval. Ez a tekercses elektromágneses egység azonnal érzékeli a hálózatban hirtelen fellépő, rendellenes nagyságú áramlökést, és késleltetés nélkül, mechanikai úton hatást gyakorol a kioldószerkezetre. Ekkor a kismegszakító a másodperc törtrésze alatt lekapcsol, még mielőtt a pusztító hő kárt tehetne a rézvezető szigetelésében.

A fenti szemléltető képen egy zárlatossá vált hűtőgép esete látható. A fázis- és a nullavezető között elhanyagolható hurokellenállású zárlat jött létre a belső szigetelés sérülése miatt, ezért az áramkörben hatalmas zárlati áram indul meg. A meginduló áram ebben a fázisban kiloamperes (kA) nagyságrendű, ami az áramérzékeny, késleltetés nélküli elektromágneses pillanatkioldót a másodperc ezredrésze alatt működésbe hozza.

Mi történik zárlat megszakítása során a kismegszakító belsejében? A zárlati kioldó szerepe és működése

De miért jelent ekkora veszélyt a rövidzárlat a hálózatra? A válasz nagyon egyszerű: a hiba pillanatában hirtelen hatalmas áram fog megindulni a zárlatos áramkörben, amely a névleges áramértékektől drámaian nagyobb lesz. Kellően alacsony hurokellenállás (impedancia) esetén akár több kiloamper (kA) nagyságrendű is lehet a megindult áram mennyisége.

Hogy ez a hibaáram pontosan mekkora értéket ér el, azt számos helyi hálózati tényező befolyásolja, de az teljesen biztos, hogy ha a kört nem szakítjuk meg a lehető leggyorsabban, annak rendkívül súlyos következményei lesznek. A zárlati árammal járó hatalmas hőhatás a vezeték műanyag szigetelését akár néhány másodpercen belül teljesen megsemmisítheti.

Még a hagyományos háztartások esetében is kiloamper nagyságrendű áramok alakulhatnak ki egy-egy komolyabb hiba során. A leggyakrabban előforduló zárlattípusok a fázis–nulla és a fázis–föld zárlatok. Mivel azonban számos háztartás rendelkezik háromfázisú csatlakozással is, ezekben az esetekben a két fázis közötti, úgynevezett fázis–fázis zárlat kialakulása sem zárható ki.

Lényeges megjegyezni, hogy pontosan erre a belső elektromágneses gyorskioldóra vonatkoznak a korábban részletezett azonnali kioldási (B, C és D) karakterisztikák is.

Az elektromágneses, késleltetés nélküli gyorskioldó legfontosabb alkatrészei a mozgó vasmag és az azt körülvevő tekercs. Nyugalmi állapotban ezt a belső vasmagot egy kalibrált rugó tartja a fix pozíciójában.

A rövidzárlat következtében meginduló, a névlegestől nagyságrendekkel nagyobb áram hatására a gyorskioldó tekercse körül hirtelen intenzív mágneses mező keletkezik. Ez a mágneses erőhatás – a fizika törvényeinek maradéktalanul engedelmeskedve – hirtelen berántja vagy kimozdítja a belső vasmagot a tartórugó ellenében.

A villámgyorsan kimozduló vasmag egy mechanikus csapon keresztül közvetlen ütést gyakorol a mozgó érintkezőre, aminek következtében a zárlatos áramkör azonnal megszakad. Az áramkör fizikai bontása után a mágneses mezőt tápláló zárlati áram azon nyomban megszűnik, és az eredeti helyzetéből kitolt vasmagot a feszített rögzítőrugó azonnal visszanyomja a kiindulási alapállapotába.

Kismegszakító működése túlterhelés esetén

A túlterhelés ugyancsak egy pusztító jelenség az épületvillamosság területén. Való igaz, hogy ez nem egy annyira gyorsan lezajló, hirtelen és drámai esemény, mint a rövidzárlat, de végeredményben a hálózatra gyakorolt negatív hatása teljesen ugyanaz lesz: a vezeték szigetelése tartósan nem fogja tudni a feladatát ellátni, és mindenféle ebből adódó probléma fog jelentkezni (szivárgóáramok, veszélyes érintési feszültség, zárlat, végül pedig az elektromos tűz).

Az áramjárta vezető sajnos üzemszerűen melegszik, ezt a fizikai tényt tudomásul kell venni. Ez a megállapítás elsődlegesen a vezeték szigetelésének a szempontjából rendkívül fontos. A vezeték szigetelésének az élettartama a megengedettnél magasabb hőmérséklet hatására drasztikusan csökken. A kialakuló hőmérséklet viszont szoros összefüggésben van a vezetéken áthajtott áram mennyiségével is, így nyilvánvalóan a megengedettnél nagyobb áram hatására a hálózat hőmérséklete is egyre nagyobb lesz.

Példaként felhozható szinte bármelyik régebbi panellakás, ahol kevés a kiépített áramkör, cserébe viszont ma már rengeteg modern fogyasztó üzemel. Jelen esetben tételezzük fel, hogy minden gép rendesen működik, és mondjuk azt, hogy alapvetően jó műszaki állapotban van a panel belső vezetékhálózata is. Csak hát az adottságok miatt egyetlen áramkörről üzemel a teljes konyha és a fürdőszoba is. Ez a túlterhelt áramkör egy C16-os kismegszakítóval van védve, de az egyidejűleg bekapcsolt fogyasztók már lényegesen több áramot vesznek ki a rendszerből, mint 16 Amper.

Az átfolyó áram mennyisége ebben a fázisban még bőven a rövidzárlati kioldási tartomány alatt van, de a kismegszakító névleges áramértékét már mintegy 40%-kal meghaladja.

Ezt a védelmi készülék szempontjából vett többletáramot a kismegszakító egy bizonyos ideig engedi a hálózatban folyni, majd ezt követően teszi a dolgát és automatikusan lekapcsol. Ezzel hatékonyan megakadályozza azt, hogy a vezetékek szigetelése huzamosabb ideig legyen kitéve a már maradandó károsodást okozó hőhatásnak.

Ugyanakkor nagyon fontos megjegyezni, hogy a túlterhelés bizonyos esetekben lehet teljesen üzemszerű is! A kismegszakító belső mechanikájának a tervezés során ezt a tényezőt is kötelezően figyelembe kellett vennie: a készüléknek pontosan különbséget kell tudnia tenni az ideiglenes, üzemszerű áramcsúcsok (például egy villanymotor elindítása) és a tartós, káros túlterhelések között.

Tehát a túlterhelés káros hatásait úgy kell a készüléknek kivédenie, hogy az energiaellátás indokolt folytonosságát feleslegesen nem veszélyezteti. Ennek a pontos fizikai megvalósításához egy belső ikerfém (bimetall) eltérő hőtágulási tulajdonságai vannak mérnöki módon kihasználva.

Mi történik túlterhelés során a kismegszakító belsejében? A hőkioldás szerepe és működése

A kismegszakító belsejében elhelyezett bimetall közvetlenül az áramút részét képezi. Ahogy a névleges értéknél nagyobb túlterhelési áram halad át rajta, a saját belső ellenállása miatt folyamatosan növekszik a hőmérséklete. Ennek a melegedésnek a hatására az ikerfém elkezd kimozdulni a hideg alapállapotának megfelelő pozíciójából, egészen addig a pontig, amíg fizikai deformációjával el nem éri a megszakítószerkezet kioldókarját. Ekkor a kismegszakító önműködően és azonnal lekapcsol.

Rendkívül fontos figyelembe venni azt a gyakorlati tényt is, hogy miután a készülék lekapcsolt – vagy akár nem kapcsolható le, de a névlegesnél nagyobb áram haladt át rajta, és az ikerfém emiatt már részlegesen kimozdult a helyéről –, bizonyos időbe telik, amíg a szerkezet teljesen lehűl, és visszatér az eredeti, kiindulási pozíciójába. Ezen termikus tehetetlenség miatt egy túlterhelés miatti leoldást követően a kismegszakító sokszor nem kapcsolható vissza azonnal.

Ebből a fizikai folyamatból jól látszik az is, hogy a külső környezeti hőmérséklet milyen erőteljes mértékben képes befolyásolni a kismegszakító hőkioldójának pontos működését.

Szintén kiemelten fontos tervezési paraméter a kismegszakító környezeti hőfüggése. A külső környezeti hőmérséklet a termikus bimetallos kioldó működési paramétereit nagymértékben képes eltolni pozitív vagy negatív irányba, amivel a villamos hálózatok méretezése során a mérnököknek szinte minden esetben kötelezően számolniuk kell.

A gyártók a kismegszakítók hivatalos adatlapján részletesen feltüntetik ezeket a hőfüggésre vonatkozó korrekciós adatokat, pontos táblázatokba rendezve. Ott egyértelműen és feketén-fehéren láthatók az ikerfémre vonatkozó idő- és áramértékek, valamint az, hogy azok mekkora mértékben változnak meg a szabványos, 30 Celsius-fokon mért gyári bázisértékekhez képest.

Villamos ív kioltása a kismegszakítóban: a Deion-lemezes ívoltókamra működése

A kismegszakító feladata ott még korántsem ér véget, hogy mechanikusan bontja a zárlatos vagy a túlterhelt áramkört. A terhelés alatt lévő áramkörök kézi lekapcsolásakor, vagy az önműködő lekapcsolást eredményező túláramok fellépése esetén az álló és a mozgó érintkezők fizikai eltávolodásakor egy rendkívül forró villamos ív keletkezik.

A főleg a zárlati áram megszakítása során keletkező villamos ív hatékony kioltása extrém fontosságú biztonsági tényező!

A megszakítás pillanatában keletkezett villamos ív a belső kialakítás miatt azonnal az ívoltókamrába terelődik, amely geometriai felépítéséből adódóan apró részekre darabolja, hirtelen lehűti és végül véglegesen ki is oltja azt.

A villamos ív biztonságos és gyors kioltása kulcsfontosságú az egész épület védelme szempontjából. Az elosztószekrényben elhelyezett ívoltókamra akadályozza meg azt a katasztrofális eseményt, hogy egy komolyabb, combosabb zárlat megszakítása után ne égjen azon nyomban porrá az egész kismegszakító a fellépő plazmahatás következtében.

Tartalomjegyzék

Bevezetés a kismegszakítók kioldási karakterisztikájába

Rendkívül fontos, hogy a hálózatba épített védelmi készülék műszaki paraméterei, a védendő áramkör vezeték-keresztmetszete, valamint a táplált elektromos berendezések tulajdonságai tökéletes összhangban legyenek egymással. A kismegszakító megválasztása során rengeteg tényezőt kell mérlegelni, amelyek közül az egyik legfontosabb paraméter a kismegszakító kioldási karakterisztikája.

A lehető legbiztonságosabb túláramvédelem kialakításához a névleges áramerősség (In) mellé elengedhetetlen a karakterisztika helyes megválasztása is.

A megfelelő kioldási jelleggörbe kiválasztásával optimális egyensúly teremthető a villamos hálózat üzembiztonsága és a védendő készülékek zavartalan működése között. Az alacsony szorzótartománnyal rendelkező kioldási görbék kiválóan ellátják az áramkör túláramvédelmét, ám ez sokszor gyakori és zavaró téves leoldásokkal járhat, különösen az induktív vagy kapacitív fogyasztók bekapcsolásakor fellépő hirtelen áramcsúcsok (áramlökés) miatt.

Ezzel szemben a magasabb szorzótartományú kismegszakító alkalmazásával az energiaellátás folytonossága és a berendezések indítása biztosabbá válik, viszont számolni kell azzal, hogy hiba esetén a védendő vezetékek és kötések rövidebb ideig tartó, de lényegesen nagyobb termikus és dinamikus igénybevételnek lesznek kitéve. Emiatt kulcsfontosságú pontosan ismerni a kismegszakító-karakterisztikák közötti fizikai eltéréseket, amelyek – mint ahogy a cikk későbbi fejezeteiben látható lesz – merőben különböző hálózati viselkedést produkálnak.

Hogy a gyakorlati megvalósítás ne legyen túlságosan bonyolult, a lakossági és kommunális berendezésekre vonatkozó IEC 60898-1 szabvány alapvetően három fő jelleggörbét határoz meg. Ennek megfelelően a háztartásokban leggyakrabban B, C, illetve ritkább, speciális esetekben D karakterisztikájú kismegszakítókkal találkozhatunk.

A lakásfelújítások és bővítések során a leggyakoribb dilemma: B vagy C karakterisztikájú kismegszakító kerüljön beépítésre?

Természetesen minden villamos hálózat egyedi méretezést igényel, így általános, minden szituációra vakon alkalmazható szabály nem létezik. Az alábbi részletes elemzés és a gyakorlati példák áttekintése után azonban Ön is pontosan el fogja tudni dönteni, melyik típus a legmegfelelőbb az adott feladatra.

A zárlati gyorskioldó és a bimetallos hőkioldó különbsége

Lényeges tisztázni, hogy a kismegszakító karakterisztika (B, C vagy D betűjelzés) kizárólag azt mutatja meg, hogy a késleltetés és korlátozás nélküli elektromágneses gyorskioldó – amely a hálózatot védi a zárlati áramoktól – a névleges áram hányszorosánál lép azonnal működésbe.

Ezzel szemben a túlterhelés elleni védelemért felelős, késleltetett bimetallos hőkioldó működése teljesen független a kismegszakító karakterisztikájától. Mind a három tárgyalt típus (B, C és D) esetében a túlterhelési tartományban a hőkioldás folyamata teljesen azonos módon és azonos időértékek mellett fut le.

Kismegszakítók B kioldási karakterisztikája

A B kioldási karakterisztikával rendelkező túláramvédelmi készülékek esetében a késleltetés és korlátozás nélküli elektromágneses gyorskioldó a névleges áram 3–5-szörösére van gyárilag kalibrálva.

Ez egy B10-es kismegszakító példáján szemléltetve azt jelenti, hogy a zárlati pillanatkioldó mechanizmus pontosan a 30A és 50A közötti áramtartományban fog megszólalni.

Az ilyen jelleggörbéjű készülékek jellemzően a tiszta ohmos fogyasztók túláramvédelmére alkalmazhatók a legoptimálisabban. Ilyen berendezések például az elektromos tűzhelyek, a hőtárolós vízmelegítők (bojlerek), az elektromos fűtőpanelek vagy a hagyományos izzós világítási áramkörök.

Amennyiben egy régebbi társasház vagy panellakás villanyvezetékei még az eredeti alumíniumból (MM falvezeték) vannak, és egy esetleges meghibásodás vagy korszerűsítés miatt szükségessé válik az elosztótábla cseréje, a hálózat védelme érdekében ennél a típusnál lomhább (C vagy D) karakterisztikát alkalmazni szigorúan tilos és életveszélyes, mivel a régi vezetékek és kötések megnövekedett hurokellenállása mellett a lomhább kismegszakító egy zárlat esetén nem fog időben lekapcsolni.

Kismegszakítók C kioldási karakterisztikája

A C kioldási karakterisztikával rendelkező kismegszakítók késleltetés és korlátozás nélküli elektromágneses gyorskioldója a névleges áramérték 5–10-szeresére van gyárilag beállítva.

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egy C10-es kismegszakító beépített gyorskioldója pontosan az 50A és 100A közötti áramtartományban fog működésbe lépni.

A C karakterisztikájú védelmi készülékeket kifejezetten az induktív jellegű, valamint a kapcsolóüzemű tápegységekkel rendelkező fogyasztók vezetékvédelmére érdemes alkalmazni. A modern háztartásokban is számtalan olyan berendezés található, amely indításkor vagy működés közben induktív áramlökéseket produkál. Ilyen mindennapi készülékek például a mosó- és mosogatógépek, a légkondicionáló berendezések, a konyhai szagelszívók, a hűtőszekrények, a fagyasztók, valamint a mikrohullámú sütők és a nagyobb teljesítményű LED-es világítási hálózatok.

A C típusú kismegszakítók szakszerű alkalmazásával a bekapcsolási áramcsúcsokból adódó, indokolatlan és nemkívánatos lekapcsolások száma minimális szintre csökkenthető, miközben a hálózat rövidzárlat elleni védelme a szabványos hurokellenállás-értékek mellett teljes mértékben biztosított marad.

Kismegszakítók D kioldási karakterisztikája

A D kioldási jelleggörbével rendelkező készülékek esetében a késleltetés nélküli elektromágneses gyorskioldó már a névleges áramérték 10–20-szorosára van gyárilag kalibrálva.

Ebben az esetben egy D10-es kismegszakító pillanatkioldója már a kirívóan magas, 100A és 200A közötti áramtartományban fog csak működésbe lépni.

Ebből a rendkívül magas kioldási küszöbből adódóan elsősorban az ipari és nehézipari felhasználás a jellemző rá. Leggyakrabban nagy indítóáramú gépek, transzformátorok, nagyobb villanymotorok vagy kiterjedt ipari fogyasztócsoportok vezetékvédelmére alkalmazják. Lakossági, háztartási jellegű felhasználása a legritkább, speciális esetekben (például komolyabb otthoni barkácsműhely nagy teljesítményű hegesztőtrafója vagy esztergája esetén) lehet csak indokolt.

Általános otthoni környezetben szinte lehetetlen olyan hétköznapi berendezést vagy fogyasztói csoportot példaként felhozni, amelynek indításához feltétlenül szükség lenne a D karakterisztika nyújtotta hatalmas, lomha indítási tartományra. Beépítése lakásokban a hálózat védelmi szintjének drasztikus csökkenését okozná.

B, C és D karakterisztikák összehasonlítása

Vegyünk példaként egy klasszikus, 16 Amper névleges áramú (In) kismegszakítót. Amennyiben a készülék B karakterisztikával rendelkezik, egy 48 Amper erősségű áramlökés már azonnal működésbe hozza az elektromágneses pillanatkioldót, azaz a hálózaton ez az érték már azonnali lekapcsolást igénylő rövidzárlatnak minősül. Ugyanez az áramérték egy C vagy D karakterisztikájú kismegszakító esetén a gyári beállítások miatt még csak enyhe túlterhelésnek számít, így a készülék lekapcsolása lényegesen később (a bimetall melegedési idejétől függően) fog csak megtörténni.

Ebből a példából is jól látható, hogy milyen jelentős gyakorlati különbségek adódnak a B, C és a D típusú jelleggörbék között. Ez a választás közvetlen hatással van a csatlakoztatott berendezések védelmére, a hálózat üzembiztonságára, valamint az energiaellátás zavartalan folytonosságára.

A fenti grafikus ábra vizuálisan szemlélteti, mi a fő eltérés a lakossági B és C kismegszakítók között, és azok hogyan viszonyulnak a robusztusabb ipari D változathoz.

A hálózathoz nem megfelelően megválasztott karakterisztikájú túláramvédelmi eszköz az elosztószekrényben vagy bosszantó, indokolatlan téves leoldásokhoz vezet, vagy éppen ellenkezőleg: egy valós hiba esetén az indokolt és életmentő lekapcsolás lényegesen később következik be, mint ahogy azt a vezetékek épsége megkövetelné.

Kismegszakító-karakterisztikák megválasztása a háztartási eszközökhöz

Számtalan alkalommal felmerül a kérdés a gyakorlatban, hogy egy adott elektromos háztartási készülékhez B vagy C karakterisztikájú kismegszakító beépítése szükséges-e. Általánosságban elmondható, hogy a modern háztartási és szórakoztatóelektronikai eszközök gyártói az uniós szabályozások miatt igyekeznek egyre kisebb energiafogyasztású és minimális indulási áramot felvevő fogyasztókat piacra dobni, ennek ellenére a kismegszakító jelleggörbéjének helyes kiválasztása ma is kritikus kérdés.

A háztartások fixen bekötött fogyasztói többnyire ohmos jellegűek. Ezen berendezések vezetékvédelmére a gyorsabb, szigorúbb B kioldási karakterisztikával rendelkező kismegszakítók a legmegfelelőbbek. Ezzel szemben az olyan induktív vagy kapcsolóüzemű táppal szerelt fogyasztókhoz, mint a klímaberendezés vagy a modern konyhai gépek, már a lomhább C karakterisztikát kell választani a téves leoldások elkerülése érdekében.

Egy újonnan kiépített, megfelelően méretezett és kellő mennyiségű önálló áramkörrel rendelkező lakásszerelési hálózat vezetékvédelmére a szakmai tapasztalatok szerint az általános fogyasztói áramkörökön (pl. dugaljak) bőven elegendő egy C kioldási jelleggörbével rendelkező, 16A vagy 10A névleges áramú kismegszakító.

B kioldási karakterisztika alkalmazása javasolt az alábbi körökben:

• Hagyományos kerámia főzőlapok és elektromos sütők önálló áramkörei.
• Elektromos bojlerek és hőtárolós vízmelegítők.
• Elektromos átfolyós rendszerű vízmelegítők.
• Klasszikus és LED-es világítási áramkörök, fényforrások hálózatai.
• Tisztán ohmos jellegű elektromos fűtőberendezések (konvektorok, hősugárzók, elektromos radiátorok, infrapanelek).
• Minden olyan villamos berendezés, amely bekapcsolásakor nem produkál hirtelen áramlökést.

C kioldási karakterisztika alkalmazása javasolt az alábbi körökben:

• Kompresszoros hűtőgépek, fagyasztószekrények és fagyasztóládák.
• Inverteres vagy hagyományos klímaberendezések és hőszivattyúk.
• Mosógépek, szárítógépek és mosogatógépek áramkörei.
• Mikrohullámú sütők és komolyabb konyhai robotgépek.
• Indukciós elven működő főzőlapok (a beépített elektronika nagy frekvenciás áramfelvétele miatt).
• Nagy teljesítményű kapcsolóüzemű tápegységgel szerelt asztali számítógépek (PC) áramkörei.
• Általános rendeltetésű konyhai és fürdőszobai dugaljcsoportok (ahol a csatlakoztatott fogyasztó jellege előre nem ismert).

B, C és D karakterisztikákra vonatkozó kioldási és megtartási időkorlátok

A kismegszakító-karakterisztikák fizikai működésének teljes megértéséhez elengedhetetlen, hogy részletesebben is górcső alá vegyük a szabványok által előírt kioldási időkorlátokat.

Bár emberi léptékkel mérve úgy tűnik, hogy a védelmi készülék egy rövidzárlatot azonnal, pillanatszerűen megszakít, a háttérben kőkemény fizikai és időbeli határok működnek.

A valóságban rendkívül szigorú nemzetközi szabványok határozzák meg, hogy az elektromágneses gyorskioldónak pontosan mekkora időintervallumon belül kell megszakítania az áramkört. Mind a három tárgyalt karakterisztika (B, C és D) esetében tűpontosan le van fektetve a zárlati áramok alsó és felső határa, figyelembe véve egy úgynevezett nem-lekapcsolási (árammegtartási) és egy kötelező lekapcsolási (kioldási) időkorlátot.

A táblázatból kiragadva a B karakterisztikát látható, hogy az elektromágneses kioldó működésének az alsó tartományában (3xIn) elvárás az, hogy legalább 0,1s-ig ne kapcsoljon le. Viszont a felső tartományban már (5xIn) 0,1s elérése elött az elektromágneses kioldónak működésbe kell hoznia a megszakító mechanikát.

Az ikerfémre vonatkozó idő-áram jelleggörbék és időkorlátok (30 °C-on)

A túlterhelés elleni hőkioldással szerencsére lényegesen egyszerűbb dolgunk van a hálózat tervezésekor. Ezek a vizsgálati és működési paraméterek ugyanis teljesen egyformák, és szigorúan kőbe vannak vésve mind a három kismegszakító-karakterisztika (B, C és D) esetében.

Tesztáram: 1,13 · In (Konvencionális nem-kioldó áram): Ebben az esetben egy viszonylag csekélynek mondható túlterheléssel vizsgálják a kismegszakító hőkioldóját. Egy klasszikus 10A névleges áramú kismegszakítónál ez pontosan 11,3 Amper átvezetett áramerősséget jelent. Ezt a túlterhelést a kismegszakítónak legalább 1 órán keresztül folyamatosan vezetnie kell leoldás nélkül. Ennél a szabványos tesztnél a vizsgálat indításakor a bimetall teljesen (hideg) alapállapotban van, azaz megelőzően nem érte áramterhelés.

Tesztáram: 1,45 · In (Konvencionális kioldóáram): Ez az érték már egy komolyabb, szemmel látható túlterhelésnek felel meg. A példaként vett 10A-es készüléken ebben a fázisban már 14,5 Amper áramot vezetnek át. Itt az alapvető elvárás a védelmi készüléktől az, hogy szigorúan 1 órán belül bontsa az áramkört, megvédve ezzel a vezetékeket a túlmelegedéstől. Ez az 1,45-ös szorzójú teszt a laboratóriumi vizsgálatok során közvetlenül az 1,13-as mérés után következik.

Tesztáram: 2,55 · In (Nagyfokú túlterhelési áram): Ebben a tartományban már rendkívül súlyos túlterhelésről beszélünk. Ekkor a mintaként használt 10A-es kismegszakítón már 25,5 Amper áram folyik keresztül. A szabványos előírás szerint a kismegszakítónak ezt a kritikus mértékű túlterhelést a hálózat stabilitása (példák a motorindítási folyamatok) érdekében legalább 1 másodpercig engednie kell, de maximum 60 másodpercen belül kötelezően bontania kell a túlterhelt áramkört. A 2,55-ös teszt indításakor a bimetall szerkezet szintén hideg alapállapotból indul.

A termikus kioldásra vonatkozó konvencionális paraméterek

• Konvencionális idő: A vizsgálati időtartam alapesetben 1 óra a legfeljebb 63A névleges áramú kismegszakítókig. A robusztusabb, 63A feletti készülékek esetében ez az időkorlát már 2 órát jelent.
• Konvencionális nem-kioldóáram (Int): Értéke fixen 1,13 · In. Ez azt jelenti, hogy a kismegszakítónak a 13%-os áramtúlterhelést legalább 1 órán keresztül (63A felett 2 órán át) üzemszerűen el kell viselnie lekapcsolás nélkül.
• Konvencionális kioldóáram (It): Értéke fixen 1,45 · In. Ez az a kritikus túlterhelési határérték, amelynél a kismegszakítónak a konvencionális időn belül (1 vagy 2 óra) mindenképpen meg kell megszakítania az áramkört.

A cikk végére érve talán teljesen egyértelművé és logikussá vált mindenki számára, miért van elengedhetetlen szükség arra, hogy a kismegszakító házába két, egymástól szerkezetileg és működési elvileg merőben eltérő kioldórendszert építsenek be a mérnökök. Nincsen a háttérben semmiféle érthetetlen fekete mágia: kizárólag ezzel a kettős felépítéssel lehet biztonságosan különválasztani a hálózaton a tartós túlterhelést és a hirtelen fellépő, pusztító rövidzárlatot. Mind a két túláramtípus esetén gyökeresen eltérő árammennyiségeket kell a rendszernek kezelnie, gyökeresen eltérő biztonsági időkorlátok és fizikai törvényszerűségek mellett.

Tartalomjegyzék

Kismegszakító és az IEC 60898-1, valamint az IEC 60947-2 szabványok

A kismegszakítóknak a felhasználás jellegéből fakadóan eltérő követelményeknek kell megfelelniük az épületvillamosság területén.

Az IEC 60898-1 számú szabványnak megfelelő kismegszakítókat kell alkalmazni háztartások esetében.

Ezeket olyan helyeken építik be, ahol műszaki ismeretekkel nem rendelkező, szakképzetlen személyek is kezelhetik a védelmi berendezéseket.

Ezzel szemben számos olyan munkakörnyezet létezik, amely kifejezetten az IEC 60947-2 számú szabványnak megfelelő kismegszakítók beépítését követeli meg.

Az ipari szabványú kismegszakítókat jellemzően az alábbi területeken alkalmazzák:

• Ipari létesítményekben: gyárakban, üzemekben és gyártócsarnokokban.
• Gazdasági épületekben: irodaházakban, intézményekben és bevásárlóközpontokban.
• Infrastrukturális rendszerekben: vasúti, közlekedési vagy közmű hálózatokban.
• Informatikai környezetben: szervertermekben, adatközpontokban és UPS rendszerek mögött.
• Mezőgazdaságban: nagyüzemi állattenyésztési és növénytermesztési létesítményekben.

Sok gyártó termékén mind a két szabvány szerinti teszteket elvégzik, így a készülékek mindkét követelménynek megfelelnek. Mivel a két szabvány előírásai eltérnek, a gyártók az adatlapon a műszaki paramétereket az IEC 60898-1 és az IEC 60947-2 szerint is külön feltüntetik.

A cikk további részében kizárólag a lakossági, azaz az IEC 60898-1 szabvány szerinti kismegszakítók tulajdonságait vizsgáljuk.

A kismegszakítók kulcsparaméterei: In, Ue, Hz, Icn, karakterisztika és energiaosztály

Névleges áram (In)

A kismegszakítón feltüntetett névleges áram az az áramérték, aminek a folyamatos vezetésére a készülék leoldás nélkül képes, 30 °C-os referencia-környezeti hőmérsékleten.

Az IEC 60898-1 szabvány által preferált névleges kismegszakító értékek amperben: 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 63A, 80A, 100A, 125A.

Ha az üzemi környezeti hőmérséklet eltér a 30 °C-os referenciától, a kábelek és vezetékek túlterhelés elleni védelmére (hőkioldásra) gyakorolt korrekciós hatást kötelező figyelembe venni.

Névleges üzemi feszültség (Ue)

A kismegszakító névleges üzemi feszültsége a gyártó által megadott olyan feszültségszint, amelyen a kismegszakító normál körülmények közötti biztonságos működését tervezték. A teljesítményjellemzők és a rövidzárlati paraméterek minden esetben erre az Ue értékre vonatkoznak.

Névleges zárlati megszakítóképesség (Icn)

A gyártó által az adott készülékhez rendelt legmagasabb rövidzárlati áramérték amperben, amelyet a kismegszakító még sérülés nélkül képes megszakítani. A Magyarországon lakossági használatra elérhető kismegszakítók többsége 4500A (4.5 kA) és 6000A (6 kA) megszakítóképességű. Ebben a szegmensben léteznek 10000A-es (10 kA) modellek is, de ezek ára már jelentősebb felárral bír.

Névleges frekvencia

Az a hálózati frekvencia, amelyre a kismegszakító működését optimalizálták. Magyarországon a közcélú elosztóhálózat frekvenciája 50 Hz, így az alapértelmezett választás az 50 Hz-es vagy az 50/60 Hz-es kombinált kivitel.

Ugyanahhoz a védelmi készülékhez a gyártók több névleges frekvenciát is hozzárendelhetnek a sokoldalú felhasználás érdekében.

Energiakorlátozási osztály

A kismegszakító áramkorlátozó besorolása (1-es, 2-es vagy 3-as osztály). A legmagasabb, 3-as osztály garantálja a lehető legalacsonyabb energia átáramlását a hálózatban hiba (fázis-nulla vagy fázis-fázis zárlat) esetén. Ez azt jelenti, hogy a kismegszakító még azelőtt lekapcsol, mielőtt a zárlati áram elérné a elméleti maximális csúcsértékét, megvédve ezzel a hálózatot a súlyos termikus és dinamikus hatásoktól.

A lakossági villanyszerelésben a 3. osztály jelenti a legbiztonságosabb és legkorszerűbb védelmi szintet.

Kioldási karakterisztika

A névleges áram után ez a készülék legfontosabb paramétere. Ez a jelleggörbe határozza meg, hogy a névleges áram hányszorosánál lép működésbe az elektromágneses zárlati gyorskioldó. A háztartási környezetben (IEC 60898-1) a B, C és D kioldási karakterisztikák használatosak, amelyek működését a kismegszakító karakterisztikákról szóló cikkünkben részletesen is bemutatjuk.

A kismegszakítók további, gyakorlati szempontból lényeges paraméterei

Kismegszakító hőfüggése

A kismegszakító névleges áramértéke kizárólag a gyártó által megadott referencia-környezeti hőmérsékleten érvényes, ami a lakossági szabvány esetében 30 Celsius-fok.

Az ettől eltérő üzemi környezeti hőmérséklet jelentősen befolyásolja a bimetallos hőkioldó működését.

A környezeti hőmérséklet csökkenésével az ikerfém lehűl, így a tervezettnél tovább fogja engedni a névleges áramérték feletti áram folyását leoldás nélkül. Ezzel ellentétben a magasabb környezeti hőmérséklet hatására a kismegszakító hamarabb, kisebb áramterhelésnél is lekapcsolhat, azaz a hőkioldó paraméterei az ellenkező irányba tolódnak el.

Zárt, zsúfolt elosztószekrényekben ez egy rendkívül fontos paraméter, amit a kismegszakítók egymás melletti melegedése miatt feltétlenül figyelembe kell venni!

A gyártók részletes táblázatokban bocsátják rendelkezésre a hőfüggésre vonatkozó adatokat, amelyek bemutatják a környezeti hőmérséklet hatására módosult valós névleges áram (In) értékeket.

Kismegszakító veszteségei

A kismegszakítók saját teljesítményveszteségét a szabványok nagyon szigorúan korlátozzák. Ezt a belső ellenálláson eső feszültség és a névleges áramerősség szorzata alapján határozzák meg. A kismegszakító In és az Ue értékeinek figyelembevételével kiszámított wattos veszteség kulcsfontosságú az elosztószekrény melegedésének tervezésekor.

Névleges lökőfeszültség-állóság (Uimp)

Azon impulzusfeszültség csúcsértéke, amelyet a megszakító szigetelése egy hirtelen jött túlfeszültség (például villámcsapás vagy hálózati kapcsolási tranziensek) esetén rövid ideig átütés nélkül el tud viselni. Ezek a csúcsértékek jellemzően kilovolt (kV) nagyságrendűek.

Névleges szigetelési feszültség (Ui)

A kismegszakító névleges szigetelési feszültsége a gyártó által megadott legmagasabb olyan feszültségérték, amely tartósan sem okoz dielektromos meghibásodást a készülék házában. Erre az értékre vonatkoznak a gyári dielektromos tesztek, a szabványos légrések és a kúszóáram-utak méretei.

A névleges üzemi feszültség (Ue) maximális értéke soha nem haladhatja meg a névleges szigetelési feszültséget (Ui).

A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az Ui (névleges szigetelési feszültség) értéke mindig egyenlő vagy nagyobb kell legyen, mint az Ue (névleges üzemi feszültség) értéke.

CE jelölés

A készülékházon látható CE logó igazolja, hogy a termék megfelel a vonatkozó európai biztonsági és környezetvédelmi előírásoknak. CE jelölés nélkül kismegszakító Magyarországon nem hozható jogszerűen kereskedelmi forgalomba.

Mechanikai és villamos élettartam (Service life)

A gyártók garantálnak egy minimális kapcsolási számot, amelyet a készüléknek teljesítenie kell. Ha az adatlapon például „10000 operations” szerepel, az azt jelenti, hogy a kismegszakító ennyi kapcsolási ciklust biztosan ki fog bírni. A gyári specifikációkban ezt gyakran kettébontják: külön megadják a villamos élettartamot névleges terhelés alatt (pl. electrical at Ue, In: 10 000) és a terhelés nélküli tiszta mechanikai élettartamot (pl. mechanical: 20 000).

Tengerszint feletti magasság

A ritkább levegő rosszabbul szigetel és kevésbé hűt, ezért a gyártók megadják, hogy a kismegszakító milyen magasságig használható a névleges paramétereinek romlása nélkül. Az adatlapon ez általában a következő formában szerepel: Max. Altitude: 2000m.

Telepítési környezet páratartalma

Azt a maximális relatív páratartalmat határozza meg egy adott hőmérsékleten, amely még nem okoz belső korróziót vagy kúszóáramokat. A paramétert rendszerint így adják meg: relative humidity: 95% at 55°C.

Vezetékcsupaszítás mértéke

A bekötő kapcsokhoz szükséges csupaszítási hosszt határozza meg milliméterben. A szakszerű kontaktus érdekében ezt pontosan be kell tartani. Nagyon sok gyártó a kismegszakító oldalán egy 1:1 méretarányú fizikai sablont is elhelyez segítség gyanánt.

A fentieken kívül is léteznek olyan specifikus paraméterek, amelyeket bizonyos körülmények között figyelembe kell venni, mert befolyásolhatják a névleges értékeket. Jól látható tehát, hogy a védelmi készülékek precíz kiválasztása mérnöki pontosságot igénylő feladat.

Természetesen egy lakossági panel villanyszerelés alkalmával nem szükséges 40-50 oldalas gyártói adatlapokat bújni a kismegszakító kiválasztásához.

Vannak azonban olyan speciális területek (ipar, bányászat, mezőgazdaság, egészségügy, IT adatközpontok), ahol a tervező mérnököknek minden egyes tényezőt kötelezően kalkulálniuk kell. Ilyen esetekben a helyzetet tovább fokozza, ha a hálózat jellege miatt a kismegszakító paramétereit már az ipari, a korábbi részben említett IEC 60947-2 szabvány szerint kell górcső alá venni.

Kismegszakító szimbóluma: mit jelentenek a rajtuk lévő grafikai jelek?

A szabványos villamos szimbólum segítségével könnyedén azonosítható a kismegszakító az egyvonalas kapcsolási rajzokon és a terveken. Érdemes figyelni erre, mivel a különböző típusú kapcsolók (például a tisztán manuális terheléskapcsolók, szakaszolók vagy terhelés-leválasztók) szimbólumai jelentősen eltérnek egymástól.

Az elektrotechnikában használatos hivatalos grafikai szimbólumokat és jelöléseket az IEC 60617 szabvány rögzíti.

A lakossági és ipari kismegszakítók elvi szimbóluma ebben a nemzetközi adatbázisban az S00287 azonosítószámmal szerepel.

• a) Leválasztó funkció: A rajzon látható kis vízszintes vonal jelzi, hogy a kismegszakító hivatalosan is alkalmas a hálózat leválasztására. Ez azt jelenti, hogy nyitott kapcsolóállásban az érintkezők közötti fizikai távolság kellően nagy ahhoz, hogy ellenálljon a névleges feszültségnek és az esetleges túlfeszültség-csúcsoknak, anélkül, hogy az álló és a mozgó érintkező között villamos ív tudna kialakulni.
• b) Mechanikai kényszerkapcsolat: Többpólusú (például 2P, 3P vagy 4P) készülékek esetében a pólusokat összekötő vízszintes szaggatott vonal jelzi, hogy a pólusok mechanikusan össze vannak kapcsolva. Így ha az egyik fázison hiba lép fel és leold a gyorskioldó, a mechanika az összes többi pólust is egyszerre kényszerkioldásba viszi.
• c) Pólusok számozása: Minden egyes pólus sorszámmal van ellátva a be- és kimeneti oldalon, míg a nullavezető megszakítására szolgáló dedikált pólus egyértelműen egy N betűvel van megjelölve.
• d) Termikus kioldó: A túlterhelés ellen védő bimetall (ikerfém) grafikai jelölése (fontos megjegyezni, hogy ezt a gyártók nem minden esetben tüntetik fel a készülékházon, mivel nem kötelező elem).
• e) Elektromágneses kioldó: A rövidzárlat ellen védő gyorskioldó tekercs jelölése (szintén opcionális elem, a gyártó belátása szerint elhagyható a homloklapról).
• f) Önkioldó (megszakító) mechanizmus: A szimbólum tetején elhelyezett apró „X” jelzés utal arra, hogy hibaáram esetén a készülék képes az önműködő, automatikus áramkörmegszakításra.

Az „X” grafikai elem jelöli magát a tiszta megszakító funkciót. Ez az IEC 60617 adatbázisban önállóan az S00219 számon fut, amelyet alapként használtak fel az összetettebb, S00287 számú kismegszakító szimbólum megalkotásakor.

Kismegszakítón feltüntetett adatok, amelyeknek beépítés után is jól láthatónak kell lenniük

A vonatkozó szakmai szabványok szigorúan előírják, hogy néhány alapvető műszaki adatnak – például a névleges áramnak, a zárlati megszakítóképességnek, a kioldási karakterisztikának vagy a gyártó védjegyének – a kismegszakító beépített, elosztószekrénybe szerelt állapotában is tisztán leolvashatónak kell lennie.

Ez az előírás karbantartás, felülvizsgálat vagy egy esetleges hibajavítás alkalmával a pontos és biztonságos azonosítás szempontjából elengedhetetlen.

• 1. Gyártói azonosító: A gyártó megnevezése, márkajelzése vagy hivatalos logója.
• 2. Típus és cikkszám: A kismegszakító pontos típusazonosítója, szériaszáma vagy a rendeléshez szükséges katalóguskódja.
• 3. Névleges feszültség: A készülék névleges üzemi feszültsége vagy feszültségtartománya (Ue).
• 4. Névleges áram és karakterisztika: A névleges áram értéke amperben, de szigorúan a mértékegység (A betű) kiírása nélkül! Az áramértéket közvetlenül a kioldási karakterisztika betűjele után tüntetik fel (például a B16 jelölés B karakterisztikájú, 16 Amper névleges áramú készüléket takar).
• 5. Névleges hálózati frekvencia: A hálózat névleges frekvenciája (pl. 50 Hz vagy 50/60 Hz), amennyiben az eltér az alapértelmezett szabványos értékektől.
• 6. Bekötési irány jelölése (LINE/LOAD): Amennyiben a gyártó szerkezetileg megkülönbözteti a táp- és a terhelési oldalt, azt a burkolaton egyértelműen jelezni kell. A LINE felirat jelöli a betáplálást, a LOAD pedig az elmenő fogyasztói oldalt. Magyarországon a klasszikus lakossági hálózatokban ritkán van forgalomban irányérzékeny kismegszakító; ha a burkolaton ezek az adatok nincsenek feltüntetve, a készülék alulról és felülről is tetszőlegesen megtáplálható.
• 7. Zárlati megszakítóképesség és osztály: A névleges zárlati megszakítóképesség (Icn) értéke egy keretbe foglalt számként (pl. 6000), alatta pedig az energiakorlátozási osztály száma (pl. 3).
• 8. Nulla pólus jelölése: Ha a készülék rendelkezik dedikált (pl. 1P+N kivitel esetén) nullakapoccsal, azt egy jól látható, nagy nyomtatott N betűvel kötelező megjelölni az előlapon.

Tartalomjegyzék

Kismegszakítók pólusszám szerinti csoportosítása

A kismegszakítókat elsőként a pólusok száma szerint érdemes áttekinteni. A védendő áramkör villamos paramétereit figyelembe véve, a legelső kiválasztási szempont a kismegszakító pólusainak a száma.

Minden esetben figyelembe kell venni azt, hogy az adott áramkör hány fázisú, és azt is, hogy szükséges-e egy esetleges hiba vagy karbantartás esetén a teljes leválasztást biztosítani.

1P és 1P+N kismegszakítók

1 fázisú kismegszakító típusok egypólusú és kétpólusú, 1 és 2 DIN modul szélességű kivitelben: A sort érdemes az épületvillamosság területén a legnagyobb számban alkalmazott moduláris védelmi készülékkel, az 1 pólusú kismegszakítóval kezdeni. Biztosra vehető, hogy szinte mindenki találkozott már vele valamilyen formában az otthoni elosztótáblákban.

A többi 1P+N kismegszakító esetében négy különböző variáció látható ugyanarra a feladatra, 1 és 2 modulos fizikai kivitelben elosztva.

A mindössze egymodulnyi (17,5 mm) szélességű 1P+N kismegszakító típus a laikusok körében kevésbé ismert eszköz. Ennél a változatnál nemcsak a fázis-, de a nullavezetőt is közvetlenül a készülékbe lehet csatlakoztatni, így a teljes hálózati leválasztás megvalósítható mindössze egyetlen modulnyi helyen a DIN sínen. Sajnos ez a rendkívül praktikus és helytakarékos belső kialakítás a gyártók árképzésén is megmutatkozik.

2P és 3P kismegszakítók

2 pólusú és 3 pólusú kismegszakítók: Mind a két esetben az összes beépített pólus rendelkezik önálló túláramvédelemmel, és a működtető kapcsolókarok mechanikailag szorosan össze vannak kapcsolva. A kétpólusú kismegszakító elsősorban az egyfázisú áramkörök teljes leválasztására, valamint a kétfázisú áramkörök komplex túláramvédelmére használható a gyakorlatban.

Nem árt megjegyezni, hogy a hárompólusú kivitelt a mindennapi szakmai nyelvben leggyakrabban egyszerűen csak 3 fázisú kismegszakítónak nevezzük. Ahogyan a nevéből már sejteni lehet, ezek segítségével elsősorban a háromfázisú áramkörök és berendezések precíz túláramvédelmét lehet megvalósítani.

4P és 3P+N kismegszakítók

4 pólusú kismegszakítók 4P és 3P+N kivitelben: A 4P és a 3P+N kismegszakítók elsősorban a háromfázisú áramkörök és berendezések komplex túláramvédelmére alkalmazhatók. Ezekkel a készülékekkel a hálózat teljes és biztonságos leválasztása valósítható meg, mert az adott háromfázisú áramkör mind a négy üzemi vezetőjének (a három fázisnak és a nullának) a fizikai bontását egyszerre teszik lehetővé. Moduláris kivitelben méretüket tekintve ezek a legnagyobb helyet foglaló kismegszakítók.

Nem éppen helytakarékosak, ugyanis a biztosítéktáblában a DIN sínen alapesetben négymodulnyi (4 × 17,5 mm) helyet foglalnak el. A klasszikus 4P-s védelmi készülékek esetében mindenféle megkötés nélkül csatlakoztatható az adott háromfázisú áramkör mindegyik üzemi vezetője, ugyanis ennél a típusnál az összes beépített pólus rendelkezik önálló túláramvédelemmel.

Talán érdemes lehet még megemlíteni érdekességképpen az ABB S204C kismegszakító szériáját is. Ez a kis úri huncutság egy mindössze 2 modulnyi helyet foglaló, teljes értékű 4 pólusú kismegszakító. Természetesen meglehetősen vastagon fogott a ceruza, amikor a gyártó az egységárat megállapította, de hát a különlegesen kompakt kialakításnak az épületvillamosságban mindig is megvolt a maga felára.

Miért van szükség a 1P+N és 3P+N kismegszakítókra?

Fentebb látható volt, hogy léteznek olyan specifikus kismegszakító típusok, amelyek dedikált nulla pólussal rendelkeznek. A hálózat biztonságos leválasztása a fázisvezető mellett egyidejűleg a nullavezető mechanikus megszakítását is kötelezően megköveteli. A dedikált nullapólussal ellátott kismegszakítókat a mérnökök kifejezetten ilyen célzattal hozták létre. Ettől függetlenül jogos lehet a kérdés: akkor mégis mi az értelme a 1P+N és a 3P+N kialakítású kismegszakítóknak?

A válasz rendkívül egyszerű: ezek a típusok lényegesen olcsóbbak, mint a tiszta 2P és 4P készülékek. Ennek az anyagi előnynek az az oka, hogy az N (nulla) pólus nem rendelkezik semmiféle belső védelemmel, tehát sem elektromágneses zárlati gyorskioldó, sem pedig termikus ikerfémes (bimetall) túlterhelési kioldó nincs beépítve alá. Ez a pólus kizárólag mint egy tiszta kapcsoló funkcionál, amely mechanikailag szorosan össze van kötve a szomszédos fázisvezetőt megszakító pólussal (vagy pólusokkal).

Ebből a belső felépítésből adódóan értelemszerűen fázisvezetőt az N megjelölésű póluson átvezetni szigorúan tilos és életveszélyes!

Mivel az N kapocs mögött csak egy egyszerű kapcsolómechanika található, a készüléket lényegesen kevesebb precíziós alkatrész felhasználásával lehet legyártani, ami jelentősen csökkenti a gyári előállítási költségeket. Ezáltal a piacon ezek a típusok valamivel olcsóbb hálózati kialakítást tesznek lehetővé.

Igaz, hogy mondjuk egy egyszerűbb lakossági panel villanyszerelésének a teljes költségvetésében szinte semmit sem számít, hogy egy fixre kötött elektromos sütő vagy bojler áramkörét 1P+N vagy pedig tiszta 2P-s készülék védi-e. Egy nagyobb ipari üzemben vagy gyárban viszont, ahol akár százával vagy ezrével találhatók olyan gépi szerkezetek, amelyeknél mindegyik üzemi vezetőt kötelező meg kell megszakítani hiba vagy karbantartás esetén, ez az árkülönbség már biztosan komoly tényezőként fog számítani.

Szigorú előírás: Az N póluson csak és kizárólag az adott fázishoz (áramkörhöz) tartozó nullavezetőt szabad átvezetni!

Az 1P+N és a 3P+N kialakítású kismegszakítók a kereskedelmi forgalomban elérhetők jobb és jobb, valamint bal oldalra kialakított N kapoccsal is. Amennyiben a gyűjtősínes sorolás vagy a vezetékezési irány miatt fontos az, hogy melyik oldalon helyezkedjen el a nulla pólus, a gyártói katalógusokból kell pontosan kimazsolázni a megfelelő termékazonosítót, és az alapján kell leadni a rendelést.

Kismegszakító csatlakozó terminálok

Alsó és felső csatlakozóterminál

A kismegszakító csatlakozó termináljai gyárilag védve vannak a véletlen közvetlen érintéstől. Mivel a feszültség alatt álló aktív részek kézzel vagy ujjal nem érinthetők, a terminálok IP20-as környezeti védettséggel rendelkeznek. A terminálok csavarjainak stabil, biztonságos és roncsolásmentes meghúzásához elengedhetetlen a megfelelő szerszám kiválasztása, amelyhez minimálisan egy PZ2-es csavarhúzó szükséges.

A terminálcsavarok szakszerű meghúzására a legalkalmasabb szerszám az úgynevezett SL/PZ2 (Slim/Pozidriv kombinált) kiképzésű csavarhúzó vagy bitfej.

A csatlakozó terminálok fizikai kialakítása olyan, hogy a rögzítőcsavarokat nem lehet teljesen kitekerni a fészekből, ezáltal szerelés közben egyáltalán nem kell számolni azzal a végtelenül idegesítő szituációval, hogy a csavar kiesik és a földre pottyan.

Terminálcsavarok meghúzási nyomatéka: A terminálcsavarokhoz a gyártók által mindig pontosan meg van adva az előírt minimum és maximum meghúzási nyomaték. Ez a mechanikai érték sok esetben közvetlenül a kismegszakító oldalfalára van rányomtatva. Amennyiben ott nem található meg, a mellékelt szerelési útmutatóban vagy a kismegszakító pontos típusazonosítója alapján a gyártó hivatalos weboldalán biztosan kikereshető az adat.

Vezetékek csatlakoztatása a terminálokhoz

Alkalmazható vezeték-keresztmetszet: Az alsó és a felső csatlakozó terminál esetében a gyártó által külön-külön meg van határozva a biztonságosan fogadható minimum és maximum vezeték-keresztmetszet mm²-ben megadva.

A vezetékcsatlakoztatás technológiai módja: A hagyományos, csavarral történő vezetékrögzítés mellett léteznek olyan modern kismegszakítók is, amelyek rugós, csavarmentes vezetékbekötéssel rendelkeznek. Ez utóbbi típusok a hazai piacon még meglehetősen ritkák, és persze piszkosul drágák a klasszikus csavaros kialakítású változatokhoz képest.

A vezetékcsupaszítás mértéke: Amennyiben a csatlakoztatott vezetékvégről nincs kellő hosszúságban eltávolítva a burkolat, fennáll a veszélye, hogy a terminál fészkébe magának a vezetéknek a szigetelése szorul be a tiszta rézvezető helyett, ami hibás kontaktust és égést okoz.

Viszont ami még rosszabb: a túlblankolt, túl hosszan megpucolt vezeték mellett a feszültség alatt álló aktív részek kilátszanak, így könnyen közvetlenül érinthetővé válnak.

A kismegszakítók oldalfalán a legtöbb esetben a gyártók sablonként pontosan feltüntetik a vezetékcsupaszítás ideális mértékét, 1:1-es valós méretarányban szemléltetve.

Kismegszakító külső felépítése

Kapcsolókar: Kétállású mechanikus működtető kapcsolókar, amely jól látható ON (be) és OFF (ki) jelöléssel van ellátva az előlapon.

Állapotjelző (indikátor): Nagyon sok modern kismegszakító van ellátva egy kis előlapi ablakos indikátorral, ami a kapcsolókar állásától függetlenül, közvetlenül a belső főérintkezők valós fizikai állapotáról ad tűpontos visszajelzést.

• Piros jelzés: a belső főérintkező zárva van (az áramkör zárt).
• Zöld jelzés: a belső főérintkező nyitva van (az áramkör biztonságosan meg van szakítva).

Ritkábban ugyan, de léteznek a piacon három különböző színjelzéssel rendelkezõ prémium kivitelek is. Ezek a speciális típusok jelentősen megkönnyítik a hálózati lekapcsolás pontos okának a gyors megállapítását.

Ha a működtető kapcsolókar OFF pozícióban van, a háttérben történhetett manuális kézi lekapcsolás, de a lekapcsolás végbemehetett akár teljesen önműködően is, egy hálózati hiba következtében.

Ilyen összetettebb esetekben a tiszta zöld szín a szándékos kézi lekapcsolást jelenti, és egy harmadik (a leggyakrabban fehér vagy kék) színjelzés mutatja a „Tripped”, azaz a túlterhelés vagy zárlat miatti automatikus kioldott állapotot. Mindenesetre ez egy ritkább gyártói megoldás, így nem valószínű, hogy az átlagos lakossági elosztókban bárki túl gyakran fog találkozni vele.

Jelölőcímke helye: Az előlapon kialakított jelölőcímke-helyek segítségével az egyes kismegszakítókhoz tartozó fogyasztói áramkörök könnyen azonosíthatók. Amennyiben az adott kismegszakítón gyárilag nincs külön kialakított hely a feliratnak, akkor a moduláris biztosítéktábla maszkolásán, a készülék alatt vagy felett kell az áramköri azonosítókat esztétikusan elhelyezni.

Kalapos sínre rögzítés: Mivel a kismegszakító egy szabványosított moduláris védelmi készülék, a villamos elosztószekrényekben található 35 mm-es kalapsínre (DIN sínre) rögzíthető a hátoldalán erre a célra kialakított, rugós rögzítőmechanika segítségével.

Kismegszakító méretek

Az épületvillamosságban 1 pólustól egészen a 4 pólusig léteznek kismegszakítók, azaz 1 modul szélességtől egészen a 4 modul szélességig terjedhet a fizikai méretük. A kismegszakító méreteit szigorú nemzetközi szabvány rögzíti. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy 1 DIN modul névleges szélessége gyárilag 17,5–18 mm között helyezkedik el. A moduláris elosztótáblák maszkolása miatt a készülékek homlokmagassági mérete szintén szabványilag előírt, ami fixen 45 mm-ben lett rögzítve.

Kismegszakítók szabványos szélességi méretei

• Egypólusú (1P) kismegszakító mérete: 18 mm (1 DIN modul).
• Kétpólusú (2P) kismegszakító mérete: 36 mm (2 DIN modul).
• Hárompólusú (3P) kismegszakító mérete: 54 mm (3 DIN modul).
• Négypólusú (4P) kismegszakító mérete: 72 mm (4 DIN modul).

A nevesebb európai gyártók a kismegszakító méretek és a moduláris elosztószekrények síneinek megadásakor általában egységesen 18 milliméteres (ritkább, speciális esetekben 17,5 mm-es) tiszta modulszélességgel kalkulálnak a tervezés során.