A szakaszolókapcsolókról. Írta: dr. Papp Gusztáv, villamosmérnök június 12. péntek, 13:26

Átírás

1 Az e havi áttekintő táblázat tárgya a 3 fázisú, 40 A-es, forgókaros szaka-szolókapcsolók köre. Ez elég pontosan behatárolt termékcsoport, mielőtt azonban sorra vesszük azokat a jellemzőket, amik alapján a mustra történt, nézzük meg, hogy ezek az eszközök hol helyezkednek el a kapcsolókészülékek nagy családjában. A családfa 1 / 6

2 Kétségkívül a kapcsolók csúcsragadozói a megszakítók, amelyek a nevükhöz méltóan a legnagyobb megszakítóképességgel rendelkeznek. Képesek a zárlati áramok biztonságos kapcsolására, tehát amikor már mindenki feladta, ők még mindig meg kell, hogy birkózzanak a feladattal. Kapcsolóképesség szempontjából legalul a szakaszolók állnak. Hangsúlyozottan megszakítóképességük, nem pedig fontosságuk okán. A szakaszolók nagy tudása nem az áram megszakításában áll, hanem az áramkör biztonságos és jól látható bontásában. Ebben ők múlnak felül mindenki mást. E két véglet között helyezkednek el a közönséges kapcsolók, terheléskapcsolók, mágneskapcsolók, amelyek sem megszakítóképességben, sem a galvanikus leválasztás biztonságában nem érik el az előbbieket, ugyanakkor az esetek túlnyomó részében szükséges kapcsolási feladatokra, a fogyasztók normál üzemi körülmények között történő be-, ki- vagy átkapcsolására kiválóan alkalmasak. És ezt nagyon sokszor (hosszú élettartammal), szerény költséggel, megbízhatóan el is végzik. Természetesen születtek a családban polihisztorok, vagy legalábbis több feladatkör ellátására alkalmas kapcsolók. Ilyenek a jelen írásunk tárgyát képező szakaszolókapcsolók, amelyek nevüknek megfelelően alkalmasak egy adott hálózatrész biztonságos leválasztására, továbbá a terhelési áramok be-kikapcsolására is. A papírok rendben vannak? A CENELEC tagországoknak (alapvetően az Európai Unió tagjainak) az EN szabványsorozat foglalja össze a kapcsolókra, ezen belül is a szakaszolókapcsolókra vonatkozó követelményeket. Ez egyébként egy tágabb közösség, a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) által publikált szabványnak, az IEC nek (korábban IEC 947) az átvételéből származik. Magyarország, mint EU tagállam, változtatás nélkül honosította az említett szabványt MSZ EN jelzettel. A termékek megfelelőségéről a forgalmazó nyilatkozik (nyilatkozhat), ezt jelenti a CE tanúsítvány. Ennek a tanúsításnak a műszaki életben a becsületszón kívül kell, hogy legyen valami alapja is a legjobb, ha egy erre feljogosított (szép magyar szóval: akkreditált), független vizsgálóállomás igazolja ezt, amelynek megvan a szükséges felszerelése és szaktudása, hogy a szabványban megkövetelt vizsgálatsorozatot korrekten elvégezze, és elfogultság nélkül adhasson ki típusvizsgálati jegyzőkönyvet (certifikátot). Ilyen laboratórium például a magyar VEIKI, a holland KEMA, a német VDE, az osztrák TÜV, az olasz CESI. Nevezetes értékek: névleges áramok 2 / 6

3 Mint annyi más villamos eszköznek, a szakaszolókapcsolónak is van jónéhány névleges paramétere. Ezek természetesen szoros összefüggésben vannak egymással, és sokszor alapos figyelmet igényel, hogy azonos dolgokat hasonlítsunk össze. Kezdjük a névleges árammal! Ez egy jelző- szám, ami a kapcsoló által vezethető, illetve be-kikapcsolható áramot jellemzi néha a típusjelben is felbukkan. Hogy a kapcsoló valójában mekkora áramot tud vezetni folyamatosan (természetes hűtéssel legalább 8 órán keresztül), azt valójában a (névleges) termikus áram mutatja, amihez egy környezeti hőmérsékletértéket is hozzárendelnek (ha nem adják meg, akkor ez jellemzően 40 C). Minél magasabb hőmérsékleten minél nagyobb termikus áramértékű egy készülék, annál jobb a felhasználó szempontjából. Persze ennek ára van (a szó szoros értelmében is), hiszen nagyobb mérettel, több anyaggal (rézzel) oldható ez meg. A névleges üzemi áramerősséggel a kapcsolóképességet jellemezzük: ekkora áramot biztonsággal bekapcsol, illetve megszakít a kapcsoló villamos élettartamán belül. Persze ez sem értelmezhető önmagában. Függ az üzemi feszültségtől, áramfajtától (váltakozó vagy egyenáram), illetve a kapcsolt fogyasztótól. Ennek megfelelően a gyártók nem is egy, hanem egy kis táblázatba foglalva több értékkel írják ezt le. Példa egy ilyenre az 1. táblázatban látható. A táblázat első oszlopa a kapcsolt fogyasztóra pontosabban szólva a kapcsolt hálózatrészre vonatkozó alkalmazási kategória. Az AC jel arra utal, hogy váltakozó áramú hálózatról beszélünk, az utána levő szám jelentése pedig rendre: 21: ohmos fogyasztók üzemszerű kapcsolása, beleértve a kis túlterheléseket is, 22: vegyes (ohmos és enyhén induktív) fogyasztók üzemszerű kapcsolása, beleértve a kis túlterheléseket is, 23: motorok és egyéb erősen induktív fogyasztók kapcsolása. Megjegyzendő, hogy még számos más alkalmazási kategória létezik (pl. transzformátorok kapcsolása, kondenzátortelepek kapcsolása) ezeket a vonatkozó termékszabványlapok definiálják. Az általunk most vizsgált kapcsolókra a fentiek vonatkoznak, s azok közül a legnagyobb feladatot a táblázatban szereplő 23-as jelenti. A számjelet követő további betűjelzés a működési gyakoriságra utal: A: a gyakori működtetésre (jellemzően a terhelések közelében való beépítési helyzetre, ahol sokszor kell kapcsolni az üzem során), B: a ritka működtetésre (jellemzően a terheléstől távolabbi, például főelosztóban való 3 / 6

4 elhelyezésre, ahol üzemszerűen ritka használatra kell számítani). A táblázat második oszlopa, az üzemi feszültség önmagáért beszél, ez a hálózat vonali feszültségének effektív értéke. A harmadik oszlopban van a névleges üzemi áram (effektív érték). Főleg motorok működtetésére szánt kapcsolóknál (AC3 üzemmódban) szokás megadni az áramértékek helyett (vagy azok mellett) a kapcsolható hatásos teljesítményt, ilyenkor tehát kw dimenzióban találunk számokat az egyes hálózati feszültségértékek mellett. A rövid idejű zárlati határáram neve elég beszédes. Arról a legnagyobb (nem üzemszerű) áramról beszélünk, amit a kapcsolónk zárt helyzetben meghibásodás (az érintkezők összehegedése, a szigetelő anyagok károsodása stb.) nélkül elvisel. Effektív értékkel adják meg, és ha nincs más érték föltüntetve, akkor 1 másodperces időtartamra vonatkozik. Vannak további jellemző áramértékek is, például a dinamikus határáram (az előbbivel rokon, de a megengedhető legnagyobb zárlati áramlökés csúcsértékét jelenti), továbbá a legnagyobb bekapcsolható, illetve megszakítható áram. Ezeket természetesen a kapcsoló csak néhányszor képes kapcsolni (a szabvány szerint legalább 5 alkalommal), de nem is ez a feladata. Beszélhetünk még ezen felül feltételes zárlati áramról is a kapcsolóval sorosan beépített zárlatvédelmi eszköz (például előtét-olvadóbetét) esetén. Ez az áramérték nem lehet kisebb, mint a beépítés helyén fellépő független zárlati áram vagyis az, ami az előtétvédelmi eszköz nélkül az adott helyen legrosszabb esetben kialakulna. Mindezek a névleges értékek a tervező számára fontosak, hogy az adott alkalmazási környezetbe való készüléket írhassa elő. Nevezetes értékek: névleges feszültségek A névleges üzemi feszültségek az 1. táblázatban már megjelentek. Ahogy látható, ugyanazt a készüléket (adott esetben más-más áramerősségre) különböző feszültségértéken is használhatjuk. A névleges szigetelési feszültség a kapcsoló szigetelési képességére jellemző. Meghatározza a légközöket, a kúszóáramutak hosszát, a vizsgáló feszültségek nagyságát. A névleges 4 / 6

5 lökőfeszültség épp egy ilyen, a szabvány által előírt hullámalakú vizsgáló feszültség. A légköri eredetű (villámcsapások által keltett), vagy a hálózaton máshol kapcsolást végző berendezések által okozott feszültségzavarok elleni védettségét vagy inkább védőképességét jellemzi. Szakaszolóként ugyanis épp az a fő feladata, hogy a nyitott érintkezői között semmiképpen ne történjen átütés, aminek tragikus következménye lehet, ha valaki épp dolgozik a leválasztott hálózatrészen. Szerelem, szerelem A katalógustáblázatok vége felé, valahol a méretek és a tömegadatok táján szokták megadni a szerelésre vonatkozó információt, a beköthető vezetékkeresztmetszet-értéket, a meghúzási nyomatékot. Ezek látszólag másodlagos adatok, a szerelő számára azonban nagyon is nagy fontossággal bírnak. A csatlakozók kellő meg nem húzása éppúgy veszélyes lehet (túlmelegedés, rossz esetben tűz), mint a túlhúzása (deformáció, a csavarfej leszakadása, vagy a készülék egyéb sérülése). A működtető nyomatékigény már inkább az üzemeltető számára lehet fontos. Nem kevésbé a reteszelhetőség vagy a lakatolhatóság. Van, hogy a többszörös lakatolhatóság is igény, mert így az egymástól független karbantartó csapatok biztonsággal végezhetnek párhuzamos munkát. A 2 vagy 3 lakat és kapcsolata révén csak akkor válik visszakapcsolhatóvá a leválasztott hálózatrész, ha valamennyi csapat levonult. Másik megoldás a lakatolásra, ha kulcsos zárral lehet rögzíteni a kapcsolót ki helyzetben. A tűzvédelmi főkapcsolóként való használat egyik előfeltétele a megfelelő (piros-sárga) színjelölés. Ezt az egyes gyártók általában kínálják is a szokásos fekete-szürke mellett gyárilag szerelt piros-sárga típusváltozattal, esetleg kiegészítőként adott színes előlappal/karral. A vizsgált szakaszolókapcsolókat általában lehet rögzíteni szabványos TS35-ös szerelősínre (C sínre, kalapsínre, DIN sínre ki hogy szereti nevezni), és/vagy csavarosan szerelőlapra, szerelőrácsra (1. ábra), egyes típusokat pedig belülről az az elosztószekrény ajtajára (2. ábra). A szekrényajtón keresztül történő működtetés megoldható akkor is, ha a készülék nem magára az ajtóra kerül felszerelésre. Erre szolgálhatnak speciális kiegészítő szerelvények: hosszabbító tengely vagy kuplung, illetve külső kar. Szekrényen kívüli kar esetén fontos kérdés, hogy a mechanizmus kivezetésével nem romlik-e le a szekrény védettsége, illetve, hogy ez például alkalmas-e kültéren. Természetesen a kapcsoló önmagában levő IP védettsége is érdekes, főleg, ha maszkkal vagy egyéb takaróelemmel nincs a kezelőtől elválasztva. Ha nem maszkos szerelésű szekrénybe kerül a kapcsoló, akkor az IP védettség növelésére szükség lehet kapocstakaróra. 5 / 6

6 A fentieken túl is sokféle hasznos tartozékot lehet a kapcsolókhoz találni az egyes gyártók kínálatában. Ilyenek lehetnek a nullabontók, vagyis a nullavezetéket a fázisvezetők bontása után kikapcsoló (késleltetett kikapcsolás) és a fázisvezetők zárása előtt bekapcsoló (siettetett bekapcsolás), speciális 4. pólus. A segédérintkezők záró-, bontó- vagy váltóérintkezőjükkel különböző jelző, automatizálási vagy reteszelési feladatokra használhatók. A kapcsolóra integrálható nullakapocs vagy földelőkapocs tulajdonképpen egy sorkapocs, ami a 4- vagy 5-erű vezeték kulturált befogadását teszi lehetővé. Kerül, amibe kerül! A végére marad a csattanó, a készülék ára. Persze nem árt megnézni, hogy az előbb felsorolt szempontok szerint hol helyezkedik el a mezőnyben az adott készülék, és mennyi garanciaidőt, illetve egyéb szolgáltatást kapunk a gyártótól, forgalmazótól (műszaki támogatás, információ stb.). Jó böngészést a táblázathoz! Meddig él egy kapcsoló? Az élettartamot kapcsolási játékban adják meg, ami alatt egy be-kikapcsolás párt értünk nevezi Az alkalmazási kategóriáknál szó volt gyakori (A) és ritka (B) működtetési alkalmazásról, ami nem túl A szigetelőanyagokat öregíti a kapcsolóban termelődő hő, de a kapcsoló élettartamára általában nincs m 6 / 6