Kismegszakítók névleges értékei, paraméterei és jelöléseinek magyarázata

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.