Osigurač
 Osigurač u elektronici | |
| Tip komponente | elektromehanička |
|---|---|
| Princip rada | Topljenje provodnika usled prejake struje |
| Elektronski simbol | |
 | |
Osigurač je uređaj koji štiti od prejake struje u električnom kolu. Osigurači su obavezni delovi električnih kola i štite uređaja od kvara ili požara.
Prema načinu prekidanja strujnih kugova, osigurači se dele na topive i automatske. Osnovni deo topivog osigurača je kalibrisana žica od provovodnika male električne otpornosti (srebro ili bakar), koja se istopi nakon što intezitet struje pređe određenu granicu. Automatski osigurači kombinuju bimetalni štap i elektromagnet. Struja preopterećenja zagreva i krivi bimetalni štap i na taj način prekida strujno kolo. Kako bimetalni štap sporo reaguje, ugrađuje se i elektromagnet koji brzo reaguje na struju kratkog spoja. Za razliku od topivog osigurača, automatski osigurač se može više puta upotrebljavati.
Topivi osigurač se sastoji od vatrostalnog patrone, čiji su metalni kontakti spojeni lako toljivom žicom. Žica se dimenzioniše prema nazivnoj vrednosti koju odgovarajući patron može da propušta neograničeno dugo, a topi se kada vrednost struje pređe dozvoljenu granicu. Prekidom žice se prekida strujno kolo i provodnik je zaštićen od prekomerne struje. Posle topljenja žice, tehnički propisi zabranjuju zamenu istopljene žice i nalažu zamenu cele patrone.
Instalacioni osigurači tipa D se koriste za zaštitu provodnika i uređaja za napone do 500 V i struje do 200 A. Ovakvi osigurači se sastoje iz topivog umetka, podnožja, kalibarskog prstena i kape.
Topivi umetak se izrađuje od porculana ili steatita. Unutrašnjost umetka je šuplja i ispunjena je [[kvarcni aruga se oslobađa i značka ispada, čime se signalizuje koji je osigurač pregoreo.
Podnožja tipa D se izrađuju od porculana. Unutar porculanskog tela smeštena je dovodna spona sa lozom za pričvršživanje kalibarskog prstena, a iznad spone je mesingano grlo u koje se uvrće kapa sa umetkom. Podnožja za osigurače se izrađuju u četiri veličine: D-II do 25 A, D-III do 63 A, D-IV do 100 A i D-V 200 A.
Unutar podnožja se nalazi keramički kalibarski prsten u obliku šupljeg valjka koji obezbeđuje strujnu nezamenljivost, tj. sprečava ubacivanje umetka za struju veću od one koju prsten dozvoljava. Strujna nezamennjivost se se postiže upotrebom različitih prečnika, odnosno dijametara (otuda slovo D), vrata umetka i otvora kalibarskog prstena. Postavljanje umetka manje nazivne struje u otvor kalibarskog prstena za veću struju je moguće i nije opasno za električni prijemnik ili provodnik koji se štiti osiguračem.
Kapa osigurača je napravljena od porculana sa uglavljenim mesinganim zavrtnjem u obliku čahure. Kapa omogućava povezivanje strujnog kola u osiguraču od ulaznog do izlaznog zavrtnja. Da bi kontakti između umetka, kalibarskog prstena i kape bili sa malim prelaznim otporom, kapa osigurača mora biti dobro pritegnuta. U protivnom, veliki prelazni otpro bi prekomerno zagrevao osigurač i pri strujamamanjim od nazivne.
| Boja značke na patroni i kalibarskom prstenu | Nazivna struja umetka | Tip osnove osigurača |
|---|---|---|
Ružičasta |
2 A | D-II-25 A |
Smeđa |
4 A | D-II-25 A |
Zelena |
6 A | D-II-25 A |
Crvena |
10 A | D-II-25 A |
Siva |
16 A | D-II-25 A |
Plava |
20 A | D-II-25 A |
Žuta |
25 A | D-II-25 A |
Crna |
35 A | D-III-63 A |
Bela |
50 A | D-III-63 A |
Bakarna |
63 A | D-III-63 A |
Crvena |
80 A | D-IV-100 A |
Srebrna |
100 A | D-IV-100 A |
Žuta |
125 A | D-V-200 A |
Bakarna |
160 A | D-V-200 A |
Plava |
200 A | D-V-200 A |
Za zaštitu elektromotora od struja kratkog spoja upotrebljavaju se tromi patroni koji kratko podnose struje veće od nazivnih.
Kod osigurača tipa B strujna nezamenljivost je postignuta korišćenjem kapa različitih dimenzija za različite nazivne struje. Ovi osigurači se izrađuju od dve cilindrične kape i topivog umetka za nazivne struje od 5, 10, 16, 31,5, i 63 A i za napon od 250 V.
Niskonaponski visokoučinski osigurači se koriste na mestima u električnoj mreži gde se očekuje velika snaga kratkog spoja. Ovi osigurači se koriste za zaštitu kablova i rasklopnih uređaja od struja preopterećenja i struja kratkih spojeva. Izrađuju se za napone do 500 V naizmenične struje i do 600 V jednosmerne.
Podnožje osigurača je izrađeno u obliku temeljne porculanske ploče sa kontaktnim viljuškama i priključnim stezaljkama, dok je patron izrađen u obliku zatvorenog keramičkog tela, sa kontaktima u obliku noža. Kontakti patrona odgovaraju kontaktima na postolju. Za bezopasno stavljanje i vađenje patrona upotrebljava se izolaciona ručka,
Za struje do 600 A postoje tri osnovne veličine NV 200, NV 400 i NV 600. Nazivne struje patrona su 25, 35, 50, 60, 80, 100, 125, 160 i 200 A za podnožja NV 200. Za podnožje NV 400 mogu se upotrebiti patroni istin nazivnih vrednosti kao za podnožje NV 200, a pored njih i patroni nazivnih struja od 225, 260, 300, 350 i 400 A. Podnožju NV 600 odgovaraju patroni od 300, 350, 400, 430 500 i 600 A. Topivi umetci se proizvode kao brzi i tromi. Brzi se koriste tamo gde je potrebno reagovati sto pre. Tromi izdrzavaju struju opterecenja i do 4-5 puta vecu od nominalne u trajanju od nekoliko delova sekunde. Koriste se u elektromotornom pogonu za startovanje elektromotora.
Za razliku od topivih osigurača koji prekidaju struju kratkog spoja razaranjem žice, kod automatskih prekidača strujni krug se prekida razdvajanjem kontakata bez razaranja prekidača, pa se stoga isti može koristiti više puta. Ovakvi prekidači se koriste za zaštitu prijemnika i provodnika za nazivne struje do 25 A. Prvenstveno su namenjeni za zaštitu malih prijemnika, gde usled pogrešnog rukovanja dolazi do pojave struja preopterećenja i kratkih spojeva.
Pored automatskih osigurača sa zavrtnjem koji mogu uvrnuti u podnožja instalcionih osigrača tipa D, danas su u upotrebi su automatski prekidači za ugradnju na DIN šine niskonaponske table. (MCB - miniature circuit breaker)
Prilikom pojave prevelike struje bimetalni štap se krivi i preko skakavice isključuje kontakte. Struja kratkog spoja deluje na bimetal, ali kako je bimetalu potrebno određeno vreme da se zagreje i iskrivi, u cilju brzog isključenja struje kratkog spoja ugrađuje se elektromagnet. Elektromagnet se aktivira u momentu pojave nedozvoljene vrednosti struje i deluje na kotvu preko koje se isključuje strujni krug. Posle isključenja, osigurač se ponovo aktivira pritiskom na dugme za uključenje.
Visokonaponski osigurači se koriste za zaštitu energetskih postrojenja. Sastoje se od porculanske cijevi u kojoj se nalazi jedan ili više srebrnih provodnika na posebnim nosačima koji osiguravaju određeni pložaj ovog provodnika. Cijev je ispunjena kvarcnim pijeskom, a na krajevima se nalaze metalne kape na koje se dovode visokonaponski provodnici. Ovi osigurači se postavljaju na postolje.
Visokonaponski osigurači se isključivo izrađuju kao jednopolni. Vrlo često se kombiniraju sa rastavljačima, pa se tada nazivaju rastavni osigurači, a izrađuju se isključivo tropolno i to isključivo za nazivni napon do 38 kV.
Svaki dobar visokonaponski osigurač bi trebalo da brzo prekine struju za vrijeme kraće od jedne periode. U tom slučaju se ne može dostići puna vrijednost struje kratkog spoja. Kako se žica brzo istopi i pretvori u kapljice između kojih se pojavljuje električni luk koji biva izveden u kvarcni pijesak ili djelomično ispari. Kako u postrojenju uvijek postoji nekakva induktivnost, zbog velike i nagle promijene struje po Faradejevom zakonu induktira se dosta visok prenapon. Da bi se ti prenaponi smanjili, visokonaponski osigurači se konstruiraju tako da je žica na polovini dužine najmanjeg poprečnog presijeka,a idući ka krajevima sve šira, što produžava vrijeme trajanja isključivalja. Na taj način prenaponi koji se javljaju pri topljenju osigurača ne prelaze 1,5 puta vrijednost napona mreže.
- Milorad N. Justinijanović,„ Električne instalacije i osvetljenja“, Zavod za udžbenika i nastavna sredstva.
- Mihailo Popović, „Razvodna postrojenja i elektrane“, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva.
