Prekidnik je uređaj korišten u električnim krugovima za zaštitu električne opreme od preopterećenja i kratkih spojeva. To je najjednostavniji i najjeftiniji komponent za prekid električnog kruga kada je izložen strujama kratkog spoja ili prekomjernim preopterećenjima.
Prekidnici se koriste za zaštitu od preopterećenja ili kratkih spojeva u visokonaponskim sustavima do 66 kV i niskonaponskim sustavima do 400 V. U određenim primjenama, njihova uporaba ograničena je na scenarije gdje su njihove performanse jedinstveno prilagođene prekidu struje.
Načelo rada prekidnika
Prekidnik funkcionira temeljem toplinskog učinka električne struje. Pod normalnim uvjetima:
Element prekidnika nosi normalnu radnu struju, stvarajući toplinu koja se disipa u okolišnu zraku.
To održava temperaturu elementa ispod njegove temperature tajanja, osiguravajući neprekidno radnje kruga.
Tijekom greške (npr., kratkog spoja ili preopterećenja):
Magnituda struje dramatično poraste iznad normalnog razina.
Rezultirajuća prekomjerna toplina brzo otaje element prekidnika, prekidajući krug i izolirajući grešku.
To štiti povezanu mašineriju i opremu od oštećenja uzrokovanog neobičnim strujama.
Dizajn i funkcija
Materijal elementa: Izrađen od pažljivo odabranih vodljivih metala (npr., bakar, srebro ili legure cinka i olova) s niskom temperaturom tajanja kako bi se osiguralo brzo tajanje pri grešci.
Kartus: Oprema element, pružajući mehaničku podršku i (u zatvorenim tipovima) materijale za ugasevanje luka (npr., kvarcni pijesak) kako bi se supresirao luk tokom prekida.
Osnovna funkcija: Dozvoljava normalni protok struje, dok brzo prekida struje velike magnituda pri grešci.
Prednosti električnih prekidnika
Ekonomska zaštita: Najjeftinija forma zaštite kruga, koja ne zahtijeva kontinuiranu održavu.
Automatsko funkcioniranje: Odgovara trenutno na greške bez vanjske intervencije, često brže od prekidaca.
Ograničavanje struje: Manji elementi prekidnika inherentno ograničavaju struje greške brzim tajanjem, smanjujući stres na komponente sustava.
Inverzna karakteristika struja-vrijeme: Prirodna sposobnost razlikovanja između preopterećenja (sporiji odgovor) i kratkih spojeva (trenutno prekid), što ga čini prikladnim za zaštitu od preopterećenja.
Nedostaci električnih prekidnika
Vremenski propust za zamjenu: Zahtijeva ručnu zamjenu nakon djelovanja, što dovodi do privremenih prekida usluge.
Izazovi u koordinaciji: Podudaranje karakteristike struja-vrijeme prekidnika s drugim zaštitnim uređajima (npr., prekidaci) može biti složeno, rizičući pogrešno funkcioniranje ili zakasnelo očišćenje greške.
Primjene
Niskonaponski sustavi: Štiti kabelske vode u osvjetljenju i napajajućim krugovima, tipično do 400 V.
Srednjionaponski sustavi: Koriste se u primarnim distribucijskim mrežama za transformatore do 200 kVA, koji rade na napojima do 66 kV.
Posebni scenariji: Idealni za rijetko operativne krugove ili gdje su prekidaci preskupi, kao što su u stanovniškim, trgovinskim i određenim industrijskim postrojenjima.
Prekidnici ostaju ključni dio električne zaštite zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti i ekonomičnosti, posebno u primjenama gdje je frekvencija grešaka niska i brzi, automatski prekid kritičan.
