EATON: „Neznámé“ vypínací charakteristiky instalačních jističů

Vypínací charakteristika obecně
Vypínací charakteristika (viz Obrázek 2), někdy též nazývaná čas/proud charakteristika, udává závislost vypínacího času na proudu protékaném jističem, přičemž proud se obvykle udává v násobcích jmenovitého proudu jističe. Znázornění poměru I/In představuje elegantní řešení, protože takto udaná charakteristika je univerzální pro různé jmenovité hodnoty jističe. Je nutné si uvědomit, že charakteristiky znázorňované v katalozích všech výrobců předpokládají jistič za studeného stavu, tzn. bez předchozího působení tepelných účinků procházejícího proudu. Vzhledem k výrobním tolerancím a vlastnostem použitých materiálů není možné, aby byla charakteristika tvořena jednou křivkou, proto je tvořena dolní a horní mezí tolerance a mezi těmito tolerancemi  musí docházet k vypnutí jističe. 


Pomyslně lze vypínací charakteristiku rozdělit do následujících částí:

• 1) oblast působení časově závislé spouště- tato oblast je znázorněna hyperbolickým tvarem vypínací charakteristiky v časech desítek až stovek sekund. Je to oblast vypínání nízkých nadproudů. O vypínání jističe se v tomto případě stará bimetal (Obrázek 1 – část 1), který svým zahříváním a z toho vycházejícího ohybu vypíná zmíněná přetížení.

• 2) oblast působení okamžité zkratové spouště – toto je část charakteristiky  znázorněné svislými úsečkami ve vypínací charakteristice. V jističi realizované elektromagnetem - cívkou s jádrem (Obrázek 1 – část 2). Náhlá změna proudu (okamžik zkratu) způsobí vznik takového magnetického pole v cívce, které uvede do pohybu jádro cívky a to úderem do volnoběžky spínacího mechanismu zapříčiní rozepnutí jističe.

• 3) Oblast omezení zkratových proudů – oblast v čase 0,01 s a nižším, kdy vlivem elektrodynamických sil zkratového proudu dochází k odtrhnutí kontaktů od sebe (Obrázek 1 – část 3). Tento jev se děje v první půlvlně zkratového proudu, kde dochází k omezení prošlé energie. Kontakty se rozepnou dříve, než zkratový proud dosáhne své maximální hodnoty.

 



aBeCeDu zná každý
Norma ČSN EN 60898-1: Jističe pro nadproudové jištění  domovních a podobných instalací… definuje tři typy vypínacích charakteristik pod označením B, C a D. Bez špetky nadsázky se dá říct, že tyto charakteristiky zná snad každý elektrikář. Specifické pro tyto charakteristiky je to, že oblast působení časově závislé spouště je pro všechny tři charakteristiky stejná. Norma ČSN EN 60898-1 při zkoušení této oblasti uvádí, že jistič bez ohledu na charakteristiku nesmí  vypnout 1,13 násobek In po dobu 1 hodiny (pro jističe s In≤63A, s In>63A jsou to 2 hodiny). Po uplynutí tohoto času se proud plynule zvýší na 1,45 násobek  a jistič musí do 1 hodiny (popř. 2 hodin při In>63A) vypnout. To vše se děje při referenční teplotě 30°C. Z uvedeného je zřejmé, že vodič v instalaci smí být téměř hodinu namáhán proudem 1,45xIn a při volbě jistícího přístroje by se tato skutečnost neměla opomíjet.  Rozdíl nastává v oblasti působení zkratové spouště, kde již dochází ke zmíněnému rozdělení charakteristik na typ B, C a D dle ČEN EN 60898-1. Rozsahy vypínání jsou pevně stanoveny normou, viz následující tabulka:


Při použití jističů typu D je ovšem nutné brát v úvahu impedanci případné poruchové smyčky. Ta musí být dostatečně nízká, aby jistič spolehlivě vypnul v předepsaném čase daném normou ČSN 33 2000-4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti – Ochrana před úrazem elektrickým proudem.

Co s ostatními „písmenky“?
Jak již bylo zmíněno v předchozím odstavci, norma ČSN EN 60898-1 zná pouze vypínací charakteristiky typu B, C, D. Ovšem rozmach technologií a použitých materiálů, převážně v průmyslových odvětvích, vyžaduje po jisticích zařízeních specifické chování. Z tohoto důvodu vznikly i jiné typy charakteristik, dle normy ČSN EN 60947-2: Spínací a řídicí přístroje nízkého napětí – Část 2: Jističe. Tato norma dává výrobcům jisticích zařízení určitou volnost v tom, jak si daný typ vypínací charakteristiky nazvou a v umístění vypínání časově nezávislé spouště (okamžité zkratové spouště). Ale rozdílných věcí je ještě více. Oproti normě ČSN EN 60898-1 udává norma ČSN EN 60947-2 referenční teplotu okolí 40°C, pokud si výrobce nezvolí jinou. Proto při bližším zkoumání vypínacích charakteristik, zejména v oblast působení časově závislé spouště, je nutné mít na zřeteli rozdílné referenční teploty. Dále ČSN EN 60947-2 stanovuje jiné meze tolerance pro oblast časově závislé spouště. Zkoušení probíhá tak, že při referenční teplotě jistič nesmí po dobu 1 hodiny vypnout 1,05 násobek In, poté se hodnota zkušebního proudu zvýší  na 1,3 násobek In a jistič musí do jedné hodiny vypnout. Toto platí pro jističe s jmenovitou hodnotou proudu menší nebo rovnou 63A.  Pro jističe s jmenovitou hodnotou nad 63A jsou zkušební nevypínací a vypínací časy rovny 2 hodinám. V případě instalačních jističů řady xEffect firmy Eaton jsou další charakteristiky pojmenovány jako K, S, popřípadě Z (Obrázek 3).

 



Závěr
Jističe všech výše zmíněných vypínacích charakteristik lze nalézt v katalogu instalačních přístrojů xEffect  pod označením FAZ. Tato řada instalačních jističů je určena do nejnáročnějších podmínek nejen v průmyslu, ale i v komerčních aplikacích. Jističe FAZ jsou vyráběny v rozsahu jmenovitých proudů 0,5 až 125A pro napětí až 440V. Výrobci strojů exportujících své výrobky do zahraničí pak jistě ocení mnoho národních standardů, které tyto jističe splňují, nebo speciální verze určené pro severoamerický trh. Více informací a katalog ke stažení naleznete na stránkách www.eatonelektrotechnika.cz v sekci podpora.