18.02.2016, Princip činnosti a zařízení pojistky, Blog – KEAZ

Historie využívání elektřiny sahá více než jedno století. Současně s výskytem takového „neviditelného asistenta“ v každodenním životě vyvstala otázka organizace ochrana elektrického vedení a elektrické instalace z různých nouzových a abnormálních provozních podmínek. Jedním z prvních takových ochranných zařízení byl jističe.

Vývoj začal od obyčejného platinového drátu, který se používal v polovině 19. století k ochraně telegrafních kabelů, k moderním pojistkám s vysokou vypínací schopností. Díky poměrně jednoduché konstrukci a spolehlivému provozu, který je založen na neměnných fyzikálních zákonech, se elektrické pojistky staly ztělesněním bezpečnost v elektrických obvodech.

Později se používaly tavné články s nízkotavitelnými prvky z olova a cínu. Vzhledem k tomu, že jmenovité proudy mohou nyní překročit 1000 A, není potřeba používat staré pojistkové vložky. Princip činnosti dnešních pojistek s vysokou vypínací kapacitou se však od roku 1890 prakticky nezměnil. Tehdy Mordey V.M. Patentovaná první pojistka.

Pojistka je zabudována do elektrického obvodu. Jeho hlavním úkolem je projít provozní proud a přerušit elektrický obvod při vzniku nadproudů. Jsou různé pojistky nízké napětí (do 1 kV) a vysokého napětí (nad 3 kV), ale z hlediska účelu a principu činnosti jsou zcela totožné. Nechybí ani výkonové a vysokorychlostní pojistky.

Nízkonapěťové pojistky jsou konstrukčně docela jednoduché zařízení. Vodivý prvek (pojistková vložka) se vlivem proudu, jehož hodnota je vyšší než jmenovitá hodnota, zahřívá, taví v zhášecím médiu (nejčastěji je to křemenný písek SiO2) a odpařuje se, čímž dochází k přerušení chráněný elektrický obvod.

Izolátor zabraňuje uvolňování horkých plynů a tekutého kovu do okolí. Je vyroben z vysoce kvalitní technické keramiky a během odstávky musí odolávat velmi vysokým teplotám a vnitřním tlakům.

Ochranné kryty mají lišty pro uchopení se standardizovanými úchyty pro výměnu pojistkových vložek nízkonapěťových pojistek. Spolu s keramickým pouzdrem tvoří nevýbušné pouzdro pro spínání elektrického oblouku.

Písek je zase důležitý pro omezení proudu. Typicky se používá krystalický křemičitý písek s vysokou mineralogickou a chemickou čistotou (obsah SiO2 > 99,5 %).

Pro spínací funkci je důležitá konkrétní velikost krystalků písku a jeho optimální zhutnění.

Indikátor umožňuje rychle najít spálené pojistky. Se zvýšenou tuhostí pružiny může sloužit jako rázová signalizace pro ovládání mikrospínačů nebo odpojovačů.

Pájení posouvá charakteristickou křivku na nižší hodnoty tavného proudu. Vybírá se v souladu s materiálem tavného prvku a musí být ve správném množství a na správném místě.

Kontaktní nože mechanicky a elektricky spojují pojistkovou vložku s držákem pojistkové základny. Jsou vyrobeny z mědi nebo slitiny mědi potažené cínem nebo stříbrem.

Tradiční materiály, ze kterých jsou tavné vložky vyrobeny, jsou: měď, zinek, stříbro, které mají potřebný elektrický odpor.

Hlavní výhodou při použití pojistky s pojistkovou vložkou je efekt omezující proud. To znamená, že doba tavení pojistkové vložky je poměrně krátká a v důsledku toho zkratový proud nestihne dosáhnout své maximální hodnoty. Níže je uveden graf zobrazující jev omezující proud.

Hlavním parametrem pojistkové vložky je její časově-proudová charakteristika. S jeho pomocí můžete určit dobu vypnutí chráněného vedení se známým nadproudem. Níže je uveden graf znázorňující tuto závislost.

Je zřejmé, že při úrovni jmenovitého proudu nebo nižší musí pojistková vložka vést elektřinu po neomezenou dobu.

Pro urychlení doby provozu pojistkové vložky se používají následující technická řešení:

• pojistkové vložky s sekcemi různých šířek (sekcí)
• metalurgický efekt v konstrukci pojistkových vložek

Zmenšením průřezu (zúžením) pojistkové vložky v určitých místech se dosáhne požadované – kratší doby otevření obvodu.

Metalurgický efekt je následující: některé nízkotavitelné kovy (například olovo a cín) jsou schopny ve své struktuře rozpustit žáruvzdornější kovy, jako je měď a stříbro.

K tomu se na měděné dráty nanášejí kapky cínu. Při zahřátí nadproudem se kapky cínu rychle roztaví a roztaví některé dráty. Dále je použit mechanismus činnosti pojistkové vložky se zmenšeným průřezem v určitých místech.

Hlavním důvodem pokračujícího růstu počtu uživatelů pojistek je vedle mimořádně příznivého poměru ceny a výkonu a malých rozměrů jejich známá spolehlivost, která charakterizuje pojistky jako „poslední obrannou linii“. Pouze certifikované pojistky s tavnými vložkami, které splňují deklarované vlastnosti, vám umožní vyhnout se požárům, ke kterým dochází v elektrických rozvodech a elektroinstalacích.