Wyłącznik nadmiarowoprądowy- do załączania wyłączania prądów roboczych, przeciążeniowych, zwarciowych, w obwodach odbiorczych nn ograniczają prąd zwarciowy. Składa się z: tor prądowy, układ gaszenia łuku, napęd, dwa wyzwalacze. Napięcie na łuku: U_Ł=(n+1)(u_k+u_a), warunkiem gaszenia łuku jest U_Ł>U_sieci czyli u+1)(u_k+u_a)> U_sieci stąd n= (U_sieci/ u_k+u_a)-1 czyli n= (pierw2*230/10+20)-1=10

Napęd wyłącznika jest napędem zamkowym czyli siła działa tylko w chwili przestawienia styków.

Wyłączniki posiadają przynajmniej 2 wyzwalacze: zwarciowy (działający bezzwłocznie); przeciążeniowy (o charakterystyce zależnej). Na karkasie nawinięte jest uzwojenie z grubego drutu włączone w tor prądowy. Po przekroczeniu określonej wartości prądu tor elektromagnesu zostaje wciągnięty i uderza w zapadkę zamka powodując wyłączenie wyłącznika. Wyzwalacz przeciążeniowy (termo metaliczny) posiada dwa sprasowane paski metali o różnej rozszerzalności liniowej . Termometal nagrzewa się, wygina, uderza w zapadkę zamka i wyłącznik otwiera się. Czas zadziałania termo metalu zależy od prądu. Dlatego ma charakterystykę zależną.

Wyzwalacze przeciążeniowe muszą działać w zakresie krotności (1,13-1,45)Jn

Wyzwalacz zwarciowy musi zadziałać w zakresie krotności (3-5) Jn-dla B; (5-10)Jn dla C; (10-20)Jn dla D

Wyłącznik różnicowoprądowy przez rdzeń przekładnika przechodzą trzy przewody fazowe. Jeżeli różnica geometryczna prądów jest różna od zera to prąd w tych przewodach wytwarza pole magnetyczne w rdzeniu przekładnika, które indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym przekładnika. Obwód tego przekładnika jest zamknięty i płynie prąd przez uzwojenie nawinięte na rdzeniu przekładnika spolaryzowanego. Prąd ten wytwarza pole magnetyczne kompensujące pole magnesu stałego, maleje siła trzymająca blaszkę, która odciągnięta sprężyną uderza w zapadkę zamka i zamek powoduje otwarcie wyłącznika. W wyłącznikach 1-faz przez rdzeń przechodzi L i N. Wyłącznik ma przycisk testu. Ma 2 charakterystyczne prądy: prąd roboczy który płynie w torze prądowym In np. 25A, -prąd powodujący wyłączenie wyłącznika I_ΔN np. 30, 300, 50, 500 mA.

Działanie mili prądów na organizm człowieka- Przepływ prądów przez ciało to rażenie. Skutki przepływu prądu: oparzenia, migotanie komór serca, zatrzymanie akcji serca, szok, utrata przytomności, zatrzymanie oddychania. Skutki zależą od: rodzaju i częstotliwości prądów, wartości prądu i czasu trwania rażenia, drogi przepływu prądu.

Gorszy jest prąd przemienny, odczuwalny - 0,5mA(przemienny), 2mA (stały); próg uwolnienia 10mA (stały), 10mA (przemienny). Prąd przemienny bezpieczny 20mA, stały 70mA.

Prądy rażenia $I_{\text{rk}} = \frac{U_{\text{rk}}}{R_{c} + 2R_{p}}\text{\ \ \ \ }I_{\text{rd}} = \frac{U_{\text{rd}}}{R_{c} + R_{p}}\text{\ \ \ \ }$

R_C-rez. ciała człowieka R_p-rez. przejścia między ciałem człowieka a ziemią

Środki ochrony od porażeń Ochrona przed dotykiem bezpośrednim: izolacja, obudowy i osłony, bariery i przeszkody, umieszczenie poza zasięgiem ręki- należy je uzupełniać przez stosowanie wył wóżn-prąd. Ochrona przy uszkodzeniu: szybkie wył zasilania, stosowanie urządzeń 2 klasy ochronności, separacja, izolowanie stanowiska, stosowanie nieuziemionych połączeń wyrównawczych. Równoczesna ochrona: bardzo niskie napięcie bezpieczne i ochronne SELV.

IP

0 brak ochrony, …

1 ochrona przed dotykiem wierzchem dłoni; ochrona przed kroplami padającymi na obudowę

2 ochrona przed dotykiem palcem; ochrona przed kroplami padającymi pionowo na obudowę

3 ochrona przed dotykiem drutem >=2,5mm; jak wyżej obudowa odchylona o 60 st.

4 jak wyżej >= 1mm; ochrona przed deszczem

5 pył może wnikać w ilości nie zagrażającej; woda lana strugą, ochrona obudowy

6 obudowa pyło-szczelna; jak wyżej

7 obudowa pyło-szczelna; możliwe krótkie zanurzenie

8 obudowa pyło-szczelna; wodoszczelne

Układ TN-C szybkie wyłączenie zasilania polega na połączeniu zacisku N z obudową i utworzeniu pętli zwarcia przez którą zamknie się prąd w przypadku uszkodzenia izolacji. Szybkie wyłączenie realizowane jest przez bezpiecznik więc by nastąpiło wyłączenie musi płynąć stosunkowo duży prąd.

Nie możemy zastosować wyłącznika różnicowoprądowego, ponieważ urządzenia I kl. Ochronności mające metalowe obudowy stoją często na przewodzącej posadzce, przy połączeniu N z obudową płynie prąd upływu do ziemi, zadziała wyłącznik róż-pr.

Układ TN-S – pełna izolacja miedzy PE a N, można zastosować wyłącznik różnicowo prądowy, który działa przy pogorszeniu się stanu izolacji (pojawienie się prądu upływu ok. 20 mA). Przy dużym uszkodzeniu izolacji gdy prąd upływu jest znaczny zadziała wyłącznik nadmiarowo prądowy. Warunkiem szybkiego wyłączenia zasilania jest zastosowanie odpowiednich wyłączników, utworzenie pętli zwarcia o małej impedancji oraz wykonanie połączeń wyrównawczych.

Pomiar pętli zwarcia jest pomiarem obligatoryjnym, należy spełnić warunek: U₀/Z₀>=I_a ; U₀-napięcie fazowe, Z₀ -impedancja pętli zwarcia; tak więc prąd jaki popłynie przy uszkodzeniu izolacji przez pętle zwarcia musi być na tyle duży-większy lub równy od prądu I_a który jest prądem bezzwłocznego zadziałania zabezpieczenia. Np. dla bezpieczników o charakterystyce: B - I_a=5 I_n; C - I_a=10 I_n; D - I_a=20 I_n; Czas szybkiego wyłączenia zasilania dla 230 V wynosi 0,2 s lub 5 ms w stacjach rozdzielczych . Obwody należy zabezpieczyć I_Δn o charakterystyce typu A, które reagują na prąd upływu sinusoidalnie zmienny oraz wyprostowany jedno połówkowy. Wyłączniki typu B reagują na prąd upływu sinusoidalnie zmienny, jedno połówkowy wyprostowany i składowo stałą.

Układ IT Przy uszkodzeniu izolacji prąd zamyka się przez: uzwojenie transformatora, przewody sieci, przewody łączące odbiornik, obudowę, uziemienie, przez pojemność przewodów i urządzeń . Bardzo małe pojemności , duża reaktancja pojemnościowa- płynie mały prąd co daje małe napięcie dotykowe. Układ stosowany w szpitalach do zasilania urządzeń elektro medycznych. Zagrożeniem jest uszkodzenie dwóch blisko stojących urządzeń zasilanych z różnych faz. Prąd zamknie się przez małe rezystancje uziemień- będzie duży prąd. Układy te wymagają stałej kontroli izolacji rządzeń.

Urządzenia II kl. ochronności urządzenia o tak dobrej izolacji, że nie przewiduje się jej uszkodzenia i pojawienia się napięcia na obudowie. Np. radia TV

Nieuziemione połączenia wyrównawcze stosowane są w obszarze zasilania z transformatorów separujących. Połączenia te wyrównują potencjał na urządzeniach zasilanych z tych transformatorów, a w obszar ten nie wolno wprowadzać części przewodzących mających połączenie z ziemią.

III Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i uszkodzeniem (obwody SELV i PELV) Musze spełniać warunki: napięcie nie może być wyższe dla AC 50, 25, 12 V, dla DC 120, 60, 30V ; 25V-AC i 60V-DC nie wymagają ochrony przed dotykiem bezpośrednim jeśli umieszczone są w pomieszczeniach suchych; źródła zasilania muszą uniemożliwiać dostanie się wysokiego napięcia do obwodu wtórnego, czyli zasilanie musi być z transformatora bezpieczeństwa, baterii akumulatora, generatora zasilanego silnikiem spalinowym.

PELV od SELV różni się tym, że ma uziemienie przy czym nie wolno wykorzystać w tym celu przewodu PE sieci. W praktyce stosowane jest napięcie FELV- bardzo niskie napięcie funkcjonalne, który może spełnić warunek pierwszy ale nie może spełnić drugiego. Albo obudowa połączona jest z przewodem PE sieci.