Topljivi osigurač je jedna vrsta električnih osigurača. Kako on radi, od čega se sastoji, koji su njegovi osnovni delovi? Saznajte još mnogo toga o ovom veoma važnom elementu električne instalacije u Vašoj kući.
Električni osigurač je najslabija karika u električnom kolu. On je tako napravljen da pri pojavi prevelike struje ili struje kratkog spoja on prvi prekine napajanje pre nego što dođe do zagrevanja instalacije i eventualnog požara.
Topljivi osigurači su jedna od dve vrste električnih osigurača. Za razliku od automatskih osigurača koji posle aktiviranja ponovo mogu da se uključe, kod topljivih osigurača dolazi do razaranja topljive niti i oni se moraju zameniti. Iako se u novim kućnim instalacijama više ne ugrađuju topljivi osigurači oni još uvek imaju svoju primenu zbog značajno veće prekidne moći u odnosu na automatske osigurače. Zbog toga se oni često stavljaju kao predosigurači između vodova i razvodne table.
Prema konstrukciji se razlikuju dva tipa topljivih osigurača: Tip B koji se ugrađuju u električne uređaje i aparate. Obično izgledaju kao staklena cevčica sa mesinganim kapama na krajevima. Kroz staklenu cev prolazi srebrna topljiva nit koja je spojena sa mesinganim kapama. Pregorevanje umetka je vidljivo kao prekid niti u staklenoj cevi. Sa ovom vrstom osigurača smo se već sretali u foto-priči mikrotalasna pećnica ali u ovom postu se nećemo baviti tim osiguračima. S obzirom da ćemo pominjati brzinu osigurača, možda nije loše reći da ova vrsta osigurača spada u ultrabrze topljive osigurače.
Ovde ćemo pričati o tipu D topljivih osigurača koje, najčešće imamo u starijim razvodnim tablama. Ovaj tip topljivog osigurača sastoji se od kape, topljivog umetka, kalibrisanog prstena, zaštitnog izolatora i osnove ili podnožja.
Topljivi umetak je glavni deo osigurača. Zbog njegovog principa rada je i dobio naziv topljivi osigurač. Unutar njega se dešava prekidanje strujnog kola usled preopterećenja ili kratkog spoja.
Topljivi umetak osigurača tipa D je valjkastog oblika. Pravi se od porcelana ili steatita. Na krajevima se nalaze dve metalne kape koje predstavljaju kontakte topljivog umetka. Između kontakata, duž celog topljivog umetka postoji šupljina kroz koju prolazi topljiva nit i spaja dva kontakta. Šupljina je takođe ispunjena mešavinom kvarcnog peska i liskuna. Paralelno sa topljivom niti kroz sredinu topljivog umetka prolazi i zatezna nit koja je povezana sa zastavicom. I to su osnovni delovi topljivog umetka. Da kažemo još nešto o njima.
Kalibrisana topljiva nit je najvažniji deo topljivog osigurača, sve ostalo služi da pomogne ovoj niti da izvrši funkciju za koju je napravljena.
Kako to topljiva nit prekida strujno kolo? Znamo da struja, prilikom prolaska kroz provodnik stvara izvesnu količinu toplote. Ako kroz provodnik propustimo veću količinu struje nego što može da podnese površina poprečnog preseka provodnika doći će do naglog porasta temperature. U ekstremnom slučaju razvijena toplota je dovoljna da istopi provodnik. Ako pogledamo omov zakon koji kaže da je struja jednaka razlomku napona i otpornosti uviđamo da pri kratkom spoju, teoretski otpornost je nula a praktično je jako mala, pri konstantnom naponu dolazi do velike struje, a time i velike toplote dovoljne da istopi nit u unutrašnjosti topljivog umetka. Dakle, promenom debljine topljive niti i materijala od koje je ona izrađena mi možemo da predvidimo na kojoj vrednosti struje će topljiva nit da se istopi odnosno da prekine vezu između dva metalna kontakta na topljivom umetku. Ovu struju zovemo nominalna struja i ona se navodi na svakom topljivom umetku. Upravo zbog toga se ova topljiva nit naziva i kalibrisana žica jer je tačno kalibrisana da propušta određenu struju. Znači, uloga ove žice ili niti je da neograničeno dugo propušta nazivnu struju a pregori, istopi se, kada kroz nju protekne veća struja od nominalne.
Kada smo već kod topljive niti, materijal od koga se ona izrađuje ima malu eletričnu otpornost. U zavisnosti od vrste materijala može sporije ili brže da se istopi. Na taj način dobijamo osigurače sporog i brzog delovanja. Zašto je to, uopšte bitno. Grejna tela, sijalice i slični potrošači mogu da povuku samo onoliko struje određeno njihovom snagom. Ako projektujemo mrežu po tim potrošačima postavićemo takve osigurače koji će momentalno da prekinu napajanje ako struja pređe zadatu vrednost. Za razliku od tih potrošača asinhroni motori imaju takvu karakteristiku da pri pokretanju povuku mnogo veću struju od nominalne, ali samo kratko vreme, čim počnu da se kreću vrednost brzo opada do nominalne. Naš osigurač bi izbio pri svakom pokretanju motora i njega ne bi mogli da koristimo. Upravo se u ovom slučaju koriste spori osigurači ili osigurači sporog dejstva. S obzirom da im treba nešto više vremena da topljiva nit prekine strujni krug oni neće pregoreti pri prolasku veće struje od nominalne neko vreme koje je potrebno za pokretanje motora.
U šupljini topljivog umetka, oko topljive niti, nalazi se mešavina kvarcnog peska i liskuna. Uloga ove mešavine je da spreči stvaranje voltinog luka prilikom pregorevanja topljive niti. Ovaj pesak oduzima višak toplote topljivoj niti i time sprečava eksploziju umetka. Praktično prekidanje strujnog kola se dešava u zatvorenom vatrootpornom prostoru i time sprečava nastajanje požara.
Svaki topljivi umetak u udubljenju šireg kontakta poseduje jedan element koji se naziva zastavica i koji pokazuje ispravnost topljivog umetka. Ukoliko je zastavica ispala iz svog udubljenja osigurač je „pregoreo“. Kako ona radi. Zastavica je okrugla pločica određene boje koja je spojena, zateznom niti, sa kontaktnom na suprotnoj strani topljivog umetka. Faktički ide paralelno sa topljivom niti kroz umetak. U slučaju preopterećenja osigurača, kalibrisana nit prilikom topljenja, razvija veliku toplotu koja istopi i zateznu nit. Ovako oslobođenu zastavicu izbacuje mala opruga koja se nalazi ispod nje. Boja zastavice je u vezi sa nominalnom strujom za koju je topljivi umetan namenjen. Tako se zastavice boje ružičastom bojom za umetke nominalne struje od 2A, smeđom bojom za umetke 4A, zelena 6A, crvena 10A, siva 16A, plava 20A, žuta 25A i tako dalje.
Sada kada smo se upoznali sa topljivim umetkom i načinom na koji on radi, da pogledamo i ostale delove topljivog osigurača. Svakako, logično je početi od osnove. Na osnovu ili podnožje se učvršćuju fazni provodnici i ono objedinjuje sve delove osigurača. Od načina na koji se pričvršćuju fazni provodnici razlikujemo tri tipa podnožja: tip UZ – provodnici se priključuju sa spoljnje strane, tip TZ – priključci za provodnike su sa zadnje strane i tip EZ – provodnici se priključuju sa prednje strane. Materijal od koga se podnožje pravi je porcelan. Takođe u odnosu na nominalnu struju podnožja se dele na četiri grupe D-II za struje do 25A, D-III za struje do 63A, D-IV do 100A i D-V za 200A.
Sledeći važan element je kalibrisani prsten koji se nalazi unutar podnožja. Osnovna namena ovog keramičkog prstena je da spreči ubacivanje topljivog umetka veće nominalne struje od one koja je dozvoljena za instalaciju koju osigurač štiti. U ovaj prsten je moguće uložiti topljivi umetak manje nominalne struje, koji ne predstavlja opasnost za provodnike ali ne i topljivi umetak koji je veće nazivne struje. Ovaj prsten je obojen istom bojom kao i zastavica na odgovarajućem topljivom umetku.
Ono što sve elemente topljivog osigurača objedinjuje i drži zajedno je kapa osigurača. Napravljena je od porcelana u čijoj se unutrašnjosti nalazi mesingani zavrtanj. Kapa na prednjoj strani ima otvor preko koga je postavljeno providno staklo. Kroz ovaj otvor se vidi značka topljivog umetka i kroz njega je moguće proveriti da li je topljivi umetak ispravan ili je pregoreo.
I glavno pitanje posta, kako radi topljivi osigurač? Na slici je prikazan poprečni presek topljivog osigurača. Crvenom linijom je predstavljen tok struje. Faza se na topljivi osigurač dovodi na donji kontakt, odnosno na vrh topljivog umetka. Zatim preko kontakta na topljivog umetka i topljive niti struja se sprovodi do kape osigurača. Preko metalne čaure koja se nalazi unutar kape struja se provodi do drugog kontakta na osiguraču na koji se priključuje provodnik koji ide do potrošača. Ovaj jednostavan princip rada je decenijama uspešno obavljao posao za koji je namenjen. Protokom veće struje od nominalne kroz osigurač izaziva topljenje niti unutar topljivog umetka i time prekida vezu između podnožja osigurača i kape, odnosno prekida se veza između dve priključnice. Na taj način se prekida strujni krug.
Kako smo videli dobar kontakt između elemenata topljivog osigurača i male prelazne otpore, obezbeđuje dobro zavrnuta kapa osigurača. Ukoliko je kapa osigurača labavo pritegnuta, prelazni otpori su povećani, ovo izaziva zagrevanje osigurača i pri strujama manjim od nominalne vrednosti. Stvaranje temperature na elementima strujnog kola nikako nije dobra pojava i često je uzrok katastrofalih požara.
Ova priča o topljivim osiguračima nikako ne bi bila kompletna ako ne objasnimo i kako se menja topljivi umetak koji je pregoreo. Nakon što posumnjamo da je neki od osigurača “izbio” potrebno je isključiti sve uređaje koji su priključeni na strujni krug koji štiti osigurač.
Nakon toga treba dijagnostikovati koji je od osigurača pregoreo. To možete da uradite na tri načina. Ukoliko imate probnu lampu onosno glinericu, kako se još naziva, možete da dodirnete kontakt u posebnoj rupici na kapi osigurača. Ukoliko tinjalica u probnoj lampi zasvetli, osigurač je ispravan a ako ne zasvetli topljivi umetak je pregoreo. Drugi način je da kroz otvor na kapi osigurača pogledate da li je izbačena zastavica sa topljivog umetka. Izbijanje zastavice je pouzdan znak da je topljivi umetak pregoreo. I treći način je da, neposredno posle izbijanja osigurača, rukom opipate kape svih osigurača. Prilikom topljenja kalibrisane niti unutar topljivog umetka razvija se velika toplota koja zagreje ceo osigurač. Ako je neki od osigurača značajno topliji od ostalih on je i potencijalni krivac za nestanak struje. Generalno, na ovaj način je dobro povremeno proveravati osigurače. Ako otkrijete da je neki vruć to je pokazatelj nekog problema. Pokušajte kapu takvog osigurača jače zavrnuti. Ako je i dalje taj osigurač vruć obavezno pozovite električara.
Kada ste odredili koji je osigurač izbio odvrnite kapu izvadite iz nje umetak i na njegovo mesto stavite novi umetak, a zatim kapu sa novim umetkom zavrnite u podnožje osigurača. Ovde je jako važno naglasiti da osigurač ne “licnujete” ili ga popravljate na bilo koji način. Pregoreli topljivi umetak zamenite isključivo novim topljivim umetkom. Nekada je licnovanje, odnosno zamena kalibrisane niti nekom drugom žicom bio standardni postupak. Ipak, veliki broj požara koji su bili direktna posledica tog postupka je uslovio da se ova procedura potpuno zabrani. Topljivi umetci su prilično jeftini i ne postoji ni jedan razlog da rizikujete gubitak celokupne imovine ili čak života.
I na kraju kada ste zamenili topljivi umetak uključujte jedan po jedan potrošač. Ukoliko se desi da osigurač ponovo izbije pri uključenju nekog uređaja, taj uređaj verovatno nije ispravan i on je uzrok izbijanja osigurača. Takav uređaj nemojte koristiti jer postoji opasnost od strujnog udara.
