Automatinis jungiklis, tai elektrotechninis įrenginys, skirtas automatiškai nutraukti elektros grandinę, joje atsiradus trumpajam jungimui arba perkrovai. Iš esmės automatinis jungiklis atlieka saugiklio funkciją, tik priešingai nuo saugiklio, kuris perdega įvykus gedimui elektros grandinėje, automatinis jungiklis atsijungia ir gali būti pakartotinai įjungtas pašalinus gedimą.

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. Apie tai dar paminėsime aprašant automatinių jungiklių charakteristikas.

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. Specifikacijoje ieškokite informacijos ar automatinio jungiklio atjungimo geba yra paskaičiuota nuolatinei srovei.

Automatiniai jungikliai yra parenkami pagal nominalią srovę, maksimalią atjungimo srovę ir suveikimo charakteristiką.

Nominali srovė, tai automatinio jungiklio darbinė srovė, kuriai esant jungiklis nenutraukia elektros grandinės. Jeigu pvz. 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. Tai bus 63 A automatinis jungiklis.

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, kurio dydis priklauso nuo įkrovimo lygio ir akumuliatorių vidinės varžos. Tarkime, jog turite 12V akumuliatorių, kurios vidinė varža yra lygi 0.003 Ω. Esant pilnai įkrautam akumuliatoriui, remiantis Omo dėsniu, trumpojo jungimo srovė bus  12.6 V / 0.003 Ω = 4200 A = 4.2 kA.

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. Populiariausios yra B, C ir D charakteristikos.

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. Pirmas atsijungs automatinis jungiklis su „B“ suveikimo charakteristika, po to „C“ ir galiausiai jungiklis su  „D“ charakteristika, kurio suveikimui reikalinga 15-20 kartų didesnė srovė už nominalią.

Atkreikite 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. Todėl, žinant šią informaciją, galima tinkamai parinkti automatinį jungiklį ir laidų skerspjūvį.

Tam, kad Jums būtų lengviau parinkti tinkamą automatinio jungiklio suveikimo charakteristiką, toliau pateikiame visų charakteristikų trumpą aprašymą su praktiniais pritaikymo pavyzdžiais.

„A“ charakteristika. Šios 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. „A“ charakteristikos automatiniai jungikliai paprastai naudojami grandinėse su puslaidininkiniais elementais, kurie gali išeiti iš rikiuotės esant mažiausiam srovės padidėjimui.

„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. Naudojant AC/DC automatinius jungiklius, DC grandinėje suveikimo srovė yra artima AC grandinei. Pvz. Schneider iC60N automatinis jungiklis AC grandinėje suveikia nuo 5.6 kartus didesnės srovės (+/-20%) už nominalią, o DC grandinėje atjungimas įvyksta nuo 5.6 karto didesnės srovės. Taip pat yra gaminami automatiniai jungikliai, skirti išskirtinai DC grandinių apsaugai. „B“ charakteristikos automatiniai jungikliai naudojami apšvietimo tinkluose, o taip pat elektros grandinėse, kuriose nėra apkrovų, naudojančių dideles paleidimo sroves.  „B“ charakteristikos automatiniai jungikliai puikiai tinka elektros grandinėms tarp saulės fotoelektrinių modulių ir įkrovimo valdiklių / tinklo inverterių, o taip tarp įkrovimo valdiklių ir akumuliatorių.

„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. Autonominėse atsinaujinančių energijos šaltinių sistemose tokie automatiniai jungikliai gali būti naudojami elektros grandinėse tarp akumuliatorių ir įtampos keitiklių, o taip pat tarp inverterių ir apkrovų,  prijungtų prie 220 V AC įtampos.

„D“ charakteristikos 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. „D“ charakteristikos automatiniai jungikliai naudojami su elektros varikliais, naudojančiais labai dideles paleidimo sroves.

„K“ charakteristikos automatinių 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. Pagal suveikimo srovę šios charakteristikos automatiniai jungikliai yra tarp „C“ ir „D“ charakteristikų automatinių jungiklių.

„Z“ charakteristikos automatiniai jungikliai skirti elektroninių prietaisų, kuriems pavojingi net nežymūs srovės padidėjimai, apsaugai. Šių automatinių jungiklių suveikimo srovė 2-3 kartus viršija jungiklio nominalią srovę. Nuolatinės srovės grandinėse „Z“ charakteristikos automatinis jungiklis suveikia nuo 4-5 kartus didesnės perkrovos srovės.

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. Todėl, prieš parenkant automatinį jungiklį nuolatinės srovės apsaugai, būtinai atidžiai susipažinkite su jo technine specifikacija.

Dar vienas dalykai, 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. Todėl, didesnės galios nuolatinės srovės jungikliai šalia kontaktų turi įrengtus magnetus, kurie nukreipia srovės lanką.

Jeigu norite palikti komentarą po šiuo straipsniu, rinkitės vieną iš galimų komentavimo sistemų (Facebook arba Disqus):


Komentarai

Kategorijos: Elektrotechnika