W domowych instalacjach elektrycznych coraz częściej spotkać można oba rodzaje zabezpieczeń, tj. bezpieczniki topikowe i wyłączniki nadprądowe, które spełniają takie samo zadanie. Czy jednak oznacza to, że ich poprawne współdziałanie jest zawsze zapewnione?
Zastosowanie bezpieczników topikowych i automatycznych wyłączników nadprądowych
Oba omawiane środki ochrony przed skutkami przeciążeń i zwarć są obecnie stosowane w budownictwie. Co więcej, błędnym jest twierdzenie, że bezpieczniki to „przeżytek” nie mający do zaoferowania nic ponad możliwości młodszego kolegi – wyłącznika nadprądowego.
Z wielu względów przyjęto stosowanie automatycznych wyłączników nadprądowych (zamiast bezpieczników) w domowych rozdzielnicach, znajdujących się za licznikiem i stanowiących element instalacji odbiorcy energii elektrycznej, dlatego też na tym przypadku skupiono uwagę w dalszej części artykułu. Zabezpieczenie główne, tzn. zabezpieczenie znajdujące się przed licznikiem, realizowane jest przede wszystkim w oparciu o zastosowanie wkładek topikowych (bezpieczników). Aby można uznać współpracę tych zabezpieczeń za prawidłową, podstawową kwestią jest spełnienie wymagań ich koordynacji, czyli tzw. selektywności zadziałania.
Pierwsze zabezpieczenie z punktu widzenia odbiornika (w domowej rozdzielnicy) zrealizowane z użyciem wyłączników automatycznych, kolejne zabezpieczenie (np. zabezpieczenie główne, przedlicznikowe) w formie bezpiecznika topikowego.
Zobacz także: Kto jest odpowiedzialny za stan techniczny instalacji elektrycznej?
Przyczyny i objawy braku koordynacji (selektywności zadziałania)
Dla większości przypadków, brak zachowania selektywności wiąże się z występowaniem błędnych wyłączeń zabezpieczeń w układzie bezpiecznik-wyłącznik, ale dotyczy to również układów bezpiecznik-bezpiecznik i wyłącznik-wyłącznik. Podstawowymi przyczynami tych wyłączeń oraz ich objawami są, m.in.:
1. Instalacja zabezpieczenia o innych parametrach znamionowych w stosunku do wymaganych przez projektanta w projekcie instalacji. Możliwe objawy to, np.: przepalenie bezpiecznika (zamiast zadziałania wyłącznika) lub zadziałanie obu zabezpieczeń jednocześnie.
Zobacz także: Kto jest uprawniony do prac przy instalacjach elektrycznych?
Dla zabezpieczeń realizowanych w układzie bezpiecznik-wyłącznik nadprądowy, selektywność będzie zachowana dla: wkładki 25 A o char. BiWtz lub gG (charakterystyka zwłoczna) oraz wyłącznika do 16 A o char. B.
Przedstawiony powyżej przykład doboru nie oznacza, że dla każdej instalacji spełnione zostaną warunki selektywnego zadziałania tych zabezpieczeń (wyjaśnienie w pkt. 3).
2. Zbyt wiele obwodów zasilających za zabezpieczeniem głównym (bezpiecznikiem), co skutkować może zadziałaniem i przepaleniem wkładki bezpiecznika podczas normalnej (bezawaryjnej) pracy instalacji i urządzeń. Powodem tego jest znaczne przekroczenie znamionowej obciążalności bezpiecznika, podczas gdy poszczególne zabezpieczenia obwodów (wyłączniki) nie notują ponad normatywnego obciążenia w „swoich” obwodach.
3. Nieprawidłowe określenie spodziewanego prądu zwarciowego w miejscu zainstalowania zabezpieczeń (wyłączników nadprądowych), co nie jest prostym zadaniem z uwagi na konieczność przeprowadzenia szczegółowych pomiarów w instalacji elektrycznej. Prąd zwarciowy może osiągać wartości ponad 10-krotnie wyższe od wartości prądów znamionowych zabezpieczeń zwarciowych, dlatego też jego niewłaściwe określenie skutkować może błędnym, ze względu na wymogi selektywności, doborem tych urządzeń.
Wartość prądu zwarciowego uzależniona jest od szeregu indywidualnych czynników, charakterystycznych dla obwodu zwarciowego w danym punkcie instalacji. Dla podanego przykładu w pkt. 1 selektywność będzie zachowana, gdy spodziewana wartość tego prądu będzie poniżej wartości 200 A. W innym przypadku określenie czy zachodzi selektywne zadziałanie wymaga bardziej precyzyjnych metod jej wyznaczania, a w rezultacie może się okazać, że selektywność w układzie szeregowym zabezpieczeń: bezpiecznik-wyłącznik nadprądowy, jest niemożliwa do osiągnięcia (raczej rzadkie przypadki). Fakt ten wynika ze zwłoki zadziałania, charakterystycznej dla wyłączników automatycznych, którą przyjmuje się określać jako czas poniżej 0,1 s, podczas gdy dla bezpieczników topikowych przyjmuje się zwłokę czasową na poziomie 0,01 s.
Przykładem sytuacji, w której może występować brak selektywności zadziałania zabezpieczeń w układzie bezpiecznik-wyłącznik nadprądowy, ze względu na zbyt dużą wartość prądu zwarciowego, jest bliskie sąsiedztwo stacji transformatorowo-rozdzielczej, bezpośrednio z której zasilany jest budynek.