Fără categorie

Siguranța automată în tabloul electric – 1P sau 1P+N, curba B sau C, capacitate de rupere 4500 sau 6000 sau 10000 kA?

Echiparea unui tablou electric reprezintă o responsabilitate tehnică majoră care dictează siguranța întregii clădiri. Siguranța automată care se utilizează într-un tablou electric se alege respectând parametrii stricți calculați pentru fiecare circuit în parte, nu doar pe baza prețului sau a preferințelor estetice. Pe carcasa oricărui întrerupător automat sunt imprimate o serie de litere și cifre care definesc exact comportamentul acelei siguranțe automate  în exploatarea curentă sau în caz de avarie. Înțelegerea diferențelor dintre o siguranță automată monopolară (1P) și o siguranță automată monopolară cu tăiere de nul (1P+N), selectarea curbei de declanșare potrivite (curba A, B, C sau D) și dimensionarea capacității de rupere sau alegerea amperajului corect în funcție de circuitul electric reprezintă pașii fundamentali pentru o instalație robustă și sigură pe termen lung.

Siguranțele monopolare de tip 1P și cele cu tăiere de nul de tip 1P+N

​Diferențele constructive dintre siguranțele monopolare 1P și cele cu tăiere de nul 1P+N

Modul în care o siguranță întrerupe alimentarea unui circuit împarte dispozitivele de protecție în mai multe categorii. Pentru aplicațiile rezidențiale, decizia se reduce adesea la utilizarea disjunctoarelor automate de tip 1P (monopolare) sau 1P+N (fază și nul). Fiecare variantă prezintă caracteristici specifice de montaj și implică un nivel diferit de siguranță în exploatare. În plus, și pe partea de depistare a eventualelor defecte acest lucru se face separat, în funcție de tipul siguranței.

Siguranța automată 1P este cel mai simplu și cel mai răspândit dispozitiv de protecție. Aceasta monitorizează și întrerupe exclusiv conductorul de fază. În cazul unui scurtcircuit sau al unei suprasarcini, mecanismul intern decuplează faza, oprind fluxul de energie către consumator. În această configurație, conductorul de nul al circuitului rămâne conectat permanent la o bară comună de nul aflată în interiorul tabloului electric. Această metodă de cablare este mai simplu de implementat, dar necesită mai multă atenție la organizarea firelor, deoarece fiecare nul trebuie identificat în ordinea siguranțelor și strâns corect pe bara de distribuție pentru a evita contactele imperfecte.

Siguranța automată 1P+N aduce un nivel superior de izolare a circuitului. Acest dispozitiv decuplează simultan atât faza, cât și nulul în momentul apariției unui defect. Este important de precizat că mecanismul de protecție termică și magnetică se află doar pe traseul fazei, însă maneta acționează mecanic ambele contacte, întrerupând în același timp și faza și nulul. În mod clasic acest tip de disjunctor ocupa mai mult spațiu în tabloul electric, 2 module sau 35 mm, dar există și variante compacte, denumite DPN, care integrează funcția 1P+N într-un singur modul standard cu lățimea de 17,5 milimetri. Aceste module mai înguste cu decuplare 1P+N permit dublarea numărului de circuite într-un tablou de dimensiuni reduse, oferind în același timp avantajul tăierii nulului. Pe de altă parte, siguranțele automate 1P+N grupate într-un singur modul pot avea șuruburi de strângere mai mici, o camera de stingere a unui incendiu în siguranța automată mai redusă și o capacitate de rupere mai redusă, de doar 4.500 sau 6.000 kA.

​Izolarea completă a circuitului protejează utilizatorul în timpul intervențiilor

Tăierea simultană a fazei și a nulului oferă o izolare galvanică totală. Această caracteristică devine critică în momentul în care un electrician (varianta recomandată) sau un proprietar trebuie să intervină asupra unei prize sau a unei doze de ramificație. Cu toate acestea, când se lucrează la tabloul electric sau pe un circuit electric se recomandă o întrerupere de curent electric în primul aparat care are o capacitate de rupere mai mare, de minimum 10.000 kA sau în prima siguranță de tip portfuzibilă care asigură o întrerupere totală și vizibilă a alimentării de curent.

Întoarcerea tensiunii pe conductorul de nul. În rețelele electrice vechi sau în zonele cu infrastructură precară, există riscul ca nulul să capete un potențial periculos față de pământ. Acest fenomen apare frecvent în cazul ruperii nulului de lucru pe rețeaua distribuitorului stradal. Dacă ai o siguranță automată 1P și o oprești pentru a schimba o priză, faza este tăiată, dar nulul rămâne legat la rețea. Dacă în acel moment apare o tensiune pe nul din exterior, te poți electrocuta grav atingând firul albastru (marcajul standard pentru nul în tabloul electric), deși siguranța este coborâtă.

Diagnosticarea rapidă a defectelor de izolație. Atunci când o casă este protejată de un întrerupător diferențial (RCCB) general, un defect între nul și împământare pe un singur circuit va face ca diferențialul să declanșeze constant, decuplând toate celelalte circuite care sunt legate la același RCCB. Dacă ai siguranțe 1P, simpla lor coborâre nu va opri declanșarea diferențialului, deoarece nulurile lor sunt toate legate împreună. Trebuie să desfaci fizic fiecare fir de nul de pe bară pentru a găsi problema. Dacă utilizezi siguranțe 1P+N, coborârea lor deconectează complet circuitul defect, permițând ridicarea diferențialului și restabilirea curentului în restul casei în doar câteva secunde.

Deci în depistarea defectelor și siguranță în exploatare și intervenții putem acorda un plus disjunctoarelor automate de tip 1P+N.

​Mecanismul termic și magnetic protejează cablurile împotriva distrugerii

Orice siguranță automată este un dispozitiv hibrid care conține două elemente de declanșare distincte. Acestea lucrează în tandem pentru a acoperi toată gama de defecte electrice posibile pe un traseu de cablu.

Declanșatorul termic. Acesta este format dintr-o lamelă bimetalică. Funcția lui este să protejeze instalația împotriva suprasarcinilor. O suprasarcină apare când conectezi prea multe aparate într-o singură priză. Curentul depășește valoarea nominală a siguranței, iar lamela începe să se încălzească și să se curbeze. Timpul de declanșare este invers proporțional cu mărimea supracurentului. O depășire mică (de exemplu 20 de amperi printr-o siguranță de 16 amperi) va curba lamela lent, decuplarea având loc în câteva minute, adică după câteva minute de la apariția suprasarcinii. Acest mecanism relativ simplu previne topirea izolației cablului din perete în lungul circuitului electric, evitând pagube cu remediere costisitoare sau chiar incendii.

Declanșatorul magnetic. Acesta este o bobină de cupru (un electromagnet) concepută să reacționeze instantaneu la scurtcircuite. Scurtcircuitul este un curent enorm, de sute sau mii de amperi, care apare când faza atinge nulul sau împământarea. În acea fracțiune de secundă, electromagnetul dezvoltă o forță uriașă care lovește un percutor, deschizând contactele înainte ca metalul cablurilor să se evaporeze.

Concluzie – siguranța automată – comparare între tip 1P și 1P+N – 1 modul vs. 2 module

În tabelul de mai jos am pregătit o comparație între siguranțe automate  de tip 1P și 1P+N în cele 2 variante constructive, de un modul și două module:

Tip siguranță automată Nr. module Caracteristici principale Avantaje Dezavantaje Aplicații tipice
1P 1 modul • Protejează și întrerupe doar faza (L)
• Neutrul nu este întrerupt
• Lățime redusă în tablou, 17,5 mm
• Cel mai mic cost
• Economie maximă de spațiu
• Instalare simplă, circuite în tablou simplu de urmărit și instalat
• Neutrul rămâne sub tensiune la declanșare
• Siguranță redusă la intervenții
• Neconform cu multe normative moderne pentru circuite finale
Tablouri mici și compacte, circuite simple protejate de un RCCB in amonte, tablouri vechi, aplicații necritice
1P+N (compact) 1 modul • Întrerupe simultan faza și neutrul
• Protecție termică/magnetică doar pe fază
• Execuție compactă, doar 17,5 mm
• Deconectare completă a circuitului electric
• Economie de spațiu față de 2 module
• Siguranță în exploatare mai bună decât 1P
• Defect ușor de identificat pe o ramură protejată de RCCB
• Mai scumpă decât 1P
• Contacte mai mici de strângere a cablurilor (robustețe ușor redusă)
• Disponibilitate limitată la unele mărci
Tablouri mici și compacte, apartamente, circuite rezidențiale moderne
1P+N 2 module • Întrerupe faza și neutrul simultan
• Protecție doar pe fază
• Construcție mai robustă, ocupă 2 module = 35 mm
• Siguranță maximă la exploatare, cameră de ardere mare
• Contacte mai solide
• Ușor de identificat și întreținut
• Defect ușor de identificat pe o ramură protejată de RCCB
• Ocupă mai mult spațiu în tablou
• Cost mai ridicat decât siguranțele de 1 modul
Instalații rezidențiale și comerciale unde spațiul în tabloul electric nu reprezintă o problemă, circuite finale, prize și iluminat

​Alegerea curbei de declanșare a unei siguranțe automate

Curba de declanșare a unei siguranțe automate reprezintă o caracteristică importantă în funcționarea acesteia.

Curba de declanșare B oferă reacție rapidă pentru consumatorii standard

Literele B sau C printate pe carcasa siguranței automate definesc pragul la care intervine declanșatorul electromagnetic explicat anterior. Această literă nu are legătură cu suprasarcina termică, ci strict cu sensibilitatea aparatului la curenți bruști și foarte mari.

Siguranța cu curba B declanșează instantaneu atunci când curentul depășește o valoare de 3 până la 5 ori mai mare decât curentul nominal (In). Dacă luăm ca exemplu o siguranță de 16A cu curba B, aceasta va decupla magnetic la o valoare cuprinsă între 48 și 80 de amperi.

Această sensibilitate ridicată face ca siguranțele de tip B să fie alegerea ideală pentru circuitele pur rezistive și pentru echipamentele electronice, consumatori aflați mai ales în instalațiile rezidențiale. Iluminatul clasic sau cu LED, prizele pentru televizoare, calculatoare, încărcătoare de telefon și radiatoarele electrice nu generează șocuri de curent la pornire. Folosirea curbei B asigură o întrerupere extrem de rapidă în caz de scurtcircuit, protejând mai bine viața operatorilor, circulitele electrice și electronicele sensibile din interiorul acestor aparate.

​Utilizarea curbei B devine alegerea de bază pentru cablurile de lungimi mari

Un aspect tehnic deseori neglijat de electricienii amatori este relația dintre lungimea cablului și tipul siguranței automate. Orice conductor electric are o anumită rezistență, care crește proporțional cu lungimea sa.

Ca urmare, dacă tragi un cablu de 50 de metri lungime pentru a alimenta o magazie în curte, impedanța acelei bucle de defect (traseul fază-nul) va fi semnificativă. Dacă la capătul acelui cablu lung se produce un scurtcircuit, rezistența firului va limita curentul de defect. Posibil ca acel scurtcircuit să nu genereze în siguranța automată 500 de amperi, ci doar 100 de amperi. Dacă ai instalat o siguranță cu o curbă mai puțin sensibilă, acei 100 de amperi s-ar putea să nu fie suficienți pentru a declanșa instantaneu electromagnetul din siguranța automată. Cablul se va încălzi masiv până când va interveni lamela termică, riscând să declanșeze un incendiu. Curba B, declanșând la praguri mult mai joase (de exemplu sub 80A pentru o siguranță de 16A), garantează tăierea curentului din circuitul electric chiar și la capătul unor trasee mai lungi din gospodărie.

Cu toate acestea, exemplu de mai sus este utilizat doar în scop didactic. În practică dimensionarea și alegerea siguranțelor automate trebuie aleasă de un proiectant în instalații electrice și montate de un electrician. Doar astfel se pot lua în calcul mulți alți parametri care intervin: caracteristicile standard ale siguranțelor, tipul constructiv al cablului electric, lungimea traseului, tipul de traseu al cablului (îngropat în pământ, în zidărie, pozat aparent) și consumatorii de la capatul traseului, 

​Curba de declanșare C susține pornirea motoarelor și a compresoarelor

Consumatorii inductivi au un comportament electric total diferit față de un simplu bec sau un radiator. Motoarele electrice, mai ales cele industriale, au nevoie de o cantitate uriașă de energie doar pentru a învinge inerția și a începe să se rotească. Acest fenomen poartă numele de curent de pornire (inrush current).

O siguranță cu curba C este proiectată să tolereze aceste șocuri de la pornirea consumatorilor mai mari. Din acest motiv pragul ei de declanșare magnetică este setat între 5 și 10 ori curentul nominal. O siguranță de 16A cu curba C va decupla instantaneu doar atunci când curentul atinge între 80 și 160 de amperi.

Echipamentele care necesită curba C. În general aceste echipamente cad în zona de gamă industrială a aparatelor. Aceste pot fi: aspiratoare puternice, pompe de apă, hidrofoare de mare putere, aparate de aer condiționat industrial, mașini de spălat industriale și agregate industriale generează un vârf de curent de scurtă durată la fiecare pornire. Dacă ai folosi o siguranță cu curba B pentru un compresor de aer industrial, de fiecare dată când motorul ar încerca să pornească siguranța ar putea percepe acel curent ca pe un scurtcircuit și ar decupla circuitul electric. Curba C permite trecerea acelui vârf inofensiv de câteva milisecunde, dar păstrează vigilența pentru a tăia curentul dacă un scurtcircuit real depășește pragul de 160 de amperi de exemplu, pentru o siguranță curbă C de 16 A.

​Aplicarea greșită a curbelor de declanșare afectează fiabilitatea sistemului

Este o practică eronată, dar des întâlnită pe șantierele locale, să se instaleze siguranțe cu curba C pe absolut toate circuitele dintr-o casă, din comoditate sau din simplul motiv că astfel nu vor mai sări atât de ușor. Un alt motiv este că cele curbă C „se găsesc mai ușor la magazin” pentru că și în prezent oferta din marile magazine DIY în România este de rafturi întregi de siguranțe automate curbă C și o gamă extrem de redusă de siguranțe automate curbă B.

Utilizarea exclusivă a curbei C pe circuitele de iluminat cu fire subțiri de 1,5 mmp reprezintă o vulnerabilitate inutilă. Un scurtcircuit la o dulie va fi eliminat mai lent de o siguranță curba C decât de una curba B, crescând stresul termic asupra izolației de PVC a conductorilor în caz de scurtcircuit. Regula corectă de proiectare impune folosirea curbei B pentru iluminat și prize generale într-o locuință (dormitoare, living) și a curbei C strict pentru circuitele dedicate consumatorilor mari mai ales industriali (mașină de spălat, centrală termică, aer condiționat, prize exterioare pentru utilaje).

Concluzie – Siguranța automată – Compararea  după curba de declanșare

În tabelul de mai jos am rezumat principalele caracteristici, avantaje și dezavantaje ale siguranțelor automate care au curbă de declanșare A, B, C sau D.

Curba declanșare Caracteristici principale Avantaje Dezavantaje Aplicații tipice
A • Declanșare foarte rapidă
• Curent de declanșare instantanee: ~2–3 × In
• Protecție foarte sensibilă
• Ideală pentru circuite electronice delicate
• Declanșări frecvente nejustificate
• Foarte rar utilizată
Domeniul rezidențial și electortehnică, circuite electronice sensibile, echipamente de măsură
B • Declanșare rapidă
• Curent de declanșare instantanee: 3–5 × In
• Protecție bună pentru utilizatori
• Reacție rapidă la scurtcircuit
• Nu suportă curenți mari de pornire Domeniul rezidențial, locuințe, iluminat, prize, circuite rezidențiale generale
C • Declanșare medie
• Curent de declanșare instantanee: 5–10 × In
• Suportă curenți de pornire moderați
• Versatilă și foarte utilizată
• Protecție mai lentă decât curba B Domeniul industrial și comercial, restaurante, servicii: motoare mici, prize industriale, aer condiționat de capacitate mare, fripteuze și cuptoare electrice de capacitate mare, chillere industriale, pompe de puț de capacitate mare
D • Declanșare lentă
• Curent de declanșare instantanee: 10–20 × In
• Ideală pentru curenți mari de pornire
• Evită declanșările nejustificate
• Necesită instalații bine dimensionate
• Protecție mai redusă pentru utilizatori!
Domeniul industrial și comercial: motoare mari, transformatoare, utilaje industriale, macarale, lifturi.

unde In este curentul nominal al siguranței.

​Capacitate de rupere 4500A, 6000A sau 10000A?

Alegerea capacității de rupere (Icn = 4.500 A, 6.000 A sau 10.000 A) este esențială pentru siguranța instalației electrice, atât în spații rezidențiale cât și în spații industriale sau comerciale. Capacitatea de rupere reprezintă curentul maxim de scurtcircuit pe care siguranța automată îl poate întrerupe fără a se distruge în exploatare.
Ca urmare, dacă capacitatea de rupere a siguranței (Icn) este mai mic decât curentul real de scurtcircuit, siguranța poate exploda sau suda contactele.

Capacitatea de rupere reprezintă rezistența siguranței la forțe distructive

Parametrul exprimat în amperi (4500A, 6000A sau 10000A), tipărit de obicei într-un dreptunghi pe fața siguranței automate, indică capacitatea de rupere la scurtcircuit. Aceasta este o măsură a forței brute. Ea ne spune care este curentul maxim pe care siguranța îl poate întrerupe în condiții de siguranță, fără ca ea însăși să explodeze, să ia foc sau să i se sudeze contactele interne.

Atunci când două fire se ating direct, fără nicio rezistență intermediară, rețeaua electrică tinde să împingă o cantitate infinită de energie în acel punct. Curentul teoretic de scurtcircuit este limitat doar de grosimea cablurilor stradale și de puterea transformatorului din cartier. Când siguranța se deschide pentru a opri acest șuvoi de energie, între contactele ei metalice apare un arc electric (o flacără de plasmă). Temperatura acestei plasme poate atinge câteva mii de grade Celsius.

Interiorul unei siguranțe de calitate conține o cameră de stingere a arcului electric (arc chute), formată dintr-o serie de plăcuțe metalice paralele. Forțele electromagnetice împing plasma în aceste plăcuțe, unde este divizată, răcită și stinsă instantaneu. O capacitate de rupere mai mare înseamnă o cameră de stingere mai robustă, contacte mai groase și un plastic mai rezistent capabil să conțină presiunea degajată.

​Pragul de 4.500 de amperi a devenit o opțiune de compromis

Siguranțele automate cu capacitatea de rupere de 4.500A (sau 4,5 kA) reprezintă varianta cea mai economică disponibilă pe piață. Timp de mulți ani, acestea au fost standardul pentru apartamentele de bloc.

Limitările tehnice ale gamei 4,5 kA. Pentru o casă situată la capătul unei rețele rurale lungi, unde firele pe stâlp sunt subțiri, un scurtcircuit nu va atinge niciodată valori foarte mari din cauza rezistenței cumulate a rețelei stradale. În acest context, 4.500A este o valoare teoretic suficientă. Totuși, materialele din care sunt construite aceste siguranțe sunt adesea la limita inferioară de calitate permisă de standarde. Contactele se uzează mult mai repede în cazul în care siguranța trebuie să suporte multiple decuplări sub sarcină, crescând probabilitate de defect a siguranței electrice. Pentru instalațiile moderne, utilizarea lor este tot mai des descurajată de inginerii proiectanți.

​Standardul de 6.000 de amperi garantează siguranța locuințelor moderne

Standardul european actual pentru clădirile rezidențiale noi recomandă utilizarea de siguranțe automate cu capacitatea de rupere de minim 6.000A (6kA). Această valoare oferă o marjă de siguranță adecvată pentru majoritatea situațiilor întâlnite într-un oraș.

Motivul tranziției către siguranța automată de 6kA. Rețelele de distribuție urbană s-au modernizat masiv. Cablurile stradale au fost înlocuite cu unele cu secțiuni mai mari, iar transformatoarele au fost suplimentate. Acest lucru înseamnă că impedanța rețelei a scăzut, iar curentul potențial de scurtcircuit (Icc) a crescut. Dacă locuiești într-un cartier nou, aproape de un post de transformare, un defect direct pe un cablu gros de alimentare poate genera un curent care depășește 4.500 de amperi. Dacă în acel moment siguranța automată montată este de 4,5 kA, contactele din cupru se pot topi și suda între ele ca urmare a arcului electric produs. Siguranța automată rămâne „prinsă” în poziția închis, conducând în continuare curentul deși ar trebui să decupleze, putând declanșa incendii pornite de la cablurile din pereți și deteriorarea echipamentelor legate la circuit în aval.

Investiția în siguranța automată de 6.000A reduce acest risc, aducând un mecanism de stingere a arcului electric mult mai stabil și componente interne capabile să suporte un stres mecanic și termic superior. În plus, durata de exploatare a siguranței automate crește, în paralel cu durata de viață.

​Capacitatea de 10.000 de amperi se aplică în proximitatea posturilor de transformare

Valoarea de 10.000A (10kA) este considerată pragul de intrare pentru echipamentele cu destinație industrială, dar își găsește aplicabilitatea și în sectorul rezidențial premium sau în anumite condiții specifice de racordare.

Când devine necesară capacitea de rupere de 10 kA. Dacă tabloul electric general este montat la o distanță foarte mică (sub 50 de metri) față de un post de transformare de medie/joasă tensiune de mare putere, curentul prezumat de scurtcircuit poate depăși cu ușurință valoarea de 6.000 de amperi. În acest caz, siguranța generală din blocul de măsură (BMP) și siguranța principală de pe coloana de intrare în casă trebuie să aibă obligatoriu capacitatea de 10kA pentru a putea „secționa” sau întrerupe curentul distructiv în siguranță. Spunem secționa pentru că ne putem închipui curgerea curentului electric ca un râu, care pentru a fi întrerupt necesită niște baraje de mare capacitate care să facă față puterii scurse.

Pentru circuitele finale din casă (prize și lumini), curentul de defect este atenuat de lungimea și rezistența conductorilor subțiri de 1,5 sau 2,5 milimetri pătrați. Prin urmare, chiar dacă siguranța generală este de 10kA, pentru siguranțele individuale de circuit se pot folosi fără probleme variante de 6kA, realizându-se astfel o selecție tehnică optimizată din punct de vedere al costurilor. Dacă dorim însă să avem siguranță maximă înainte de toate, alegerea capacității de rupere de 10 kA pentru toate siguranțele este obligatorie.

Compararea capacităților de rupere

Icn Caracteristici Avantaje Dezavantaje Utilizare recomandată
4.500 A • Nivel minim conform standardelor
• Construcție simplă
• Cost redus
• Suficientă pentru instalații foarte simple, departe de PT
• Marjă mică de siguranță
• Nu este recomandată în instalații moderne
Zone rurale, circuite finale cu risc redus, consumatori la distanță mare față de posturi de transformare
6.000 A • Standard actual în domeniul rezidențial
• Bun compromis cost/siguranță în exploatare
• Siguranță adecvată pentru majoritatea locuințelor
• Disponibilitate mare
• Poate fi insuficientă aproape de transformator Apartamente, case, spații comerciale mici, consumatori la distanță medie față de posturi de transformare
10.000 A • Capacitate mare de rupere
• Construcție robustă
• Siguranță ridicată
• Rezistă la scurtcircuite severe
• Durată de viață mai mare
• Cost mai ridicat
• Dimensiuni uneori mai mari
Tablouri principale în clădiri noi, zone urbane, aplicații industriale, consumatori la distanță mică față de posturi de transformare

Ca o regulă de aur, capacitatea de rupere a siguranței trebuie să fie MAI MARE decât curentul maxim de scurtcircuit posibil în punctul de instalare.

Recomandări practice (pe scurt)

Apartament / casă

  • 6000 A → alegerea uzuală și sigură

  • 10 000 A → recomandat pentru tabloul general sau clădiri noi

Industrial / comercial

  • 10 000 A (sau mai mare, conform calculului)

Zone rurale / rețele vechi

  • 4500 A doar dacă este confirmat curentul mic de scurtcircuit

Alegerea siguranței automate în funcție de amperajul solicitat de consumatori

​Secțiunea conductorului dictează obligatoriu amperajul nominal al siguranței

O eroare fundamentală în execuția instalațiilor electrice este alegerea curentului nominal al siguranței (4A, 10A, 16A, 25A, 32A) exclusiv în funcție de consumatorul care va fi conectat la priză. Rolul prioritar al unei siguranțe automate este să protejeze viața utilizatorilor, conductorul din perete, și doar în cele din urmă aparatul care se alimentează cu curent.

Dacă pui o siguranță de 25 de amperi pe un fir de 2,5 milimetri pătrați doar pentru că ți-a declanșat o siguranță de 16 amperi când ai pornit simultan cuptorul și mașina de spălat, introduse în aceeași priză, ai creat un pericol iminent. Firul de cupru cu secțiunea de 2,5 mmp este garantat să reziste în siguranță la maxim 16-20 de amperi pe distanțe medii. Dacă obligi acel conductor de cupru cu secțiune de 2,5 mmp să transporte 24 de amperi, siguranța de 25A va considera că totul este în regulă și nu va declanșa. Însă conductorul electric se va încinge treptat, izolația sa de PVC se va topi, iar cuprul va lua foc în interiorul peretelui sau într-un punct de pe traseu considerat mai slab (unde cuprul a fost îndoit mai mult pe parcursul pozării cablului).

Normele de dimensionare a secțiunilor conductorilor de cupru au apărut tocmai din acest motiv, de a determina niște valori maximale ale siguranțelor automate în funcție de conductorul utilizat. Mai jos redăm câteva ghidaje, dar situația efectivă trebuie determinată de un proiectant în instalații electrice. De exemplu un circuit scurt de 5 metri pentru o plită electrică de putere mică poate fi tras pe conductor de 2,5 mmp și protejat de o siguranță de 16 A, pe când pentru o plită de putere mai mare și cu un circuit lung de 25 de metri va putea necesita conductor de 4 mmp și siguranțe de 20 A. Fără a avea suficiente elemente pentru analiză ai fi tentat să supradimensionezi conductorul electric, ceea ce nu este o idee rea, doar că va crește semnificativ costurile realizării instalației electrice.

  • Conductorul de cupru de 1,5 mmp, utilizat pentru iluminat, se protejează obligatoriu cu siguranțe de maximum 10A.
  • Conductorul de cupru de 2,5 mmp, utilizat pentru prize generale, se protejează obligatoriu cu siguranțe de maxim 16A.
  • Conductorul de cupru de 4 mmp, folosit pentru circuite de putere (plite electrice), necesită siguranțe de 20A sau 25A.
  • Conductorul de cupru de 6 mmp, utilizat pentru coloane de alimentare sau stații de încărcare auto, necesită siguranțe de 32A.

Aparatele electrocasnice în principal au propriile lor siguranțe interne (fuzibile de sticlă pe plăcile de bază) pentru a se autoproteja. Siguranța automată din tablou apără structura casei.

​Coordonarea selectivă previne întreruperile totale de energie în casă

Un tablou electric proiectat profesional utilizează principiul selectivității ampermetrice. Scopul este ca, în cazul unei probleme pe o singură ramură a instalației, să se oprească doar acea secțiune sau circuit/consumator, lăsând restul casei funcțională.

Pentru a obține această selectivitate, se menține o diferență clară între treptele de protecție, având mereu unde este posibil două trepte de protecție. Dacă siguranța generală a etajului este de 25 de amperi, siguranța automată pentru fiecare priză individuală sau circuit individual trebuie să fie de maximum 16 amperi (sărind peste 20 de amperi treapta intermediară), iar cele pentru lumini de 10, 6 sau 4 amperi. Într-o astfel de ierarhie, un scurtcircuit produs într-un prelungitor defect va determina declanșarea rapidă a siguranței de 16A, în timp ce siguranța principală de 25A va rămâne cuplată în continuare și va alimenta alte ramuri ale instalației electrice. Dacă valorile sunt prea apropiate (de exemplu, circuit final de 20A și general de 25A), un defect major le poate declanșa pe amândouă simultan, oprind alimentarea cu energie electrică pe toate ramurile din locuință.

​Strângerea corectă a bornelor asigură longevitatea aparatajului din tabloul electric

Parametrii tipăriți pe siguranța automată devin irelevanți dacă instalarea fizică, în tabloul electric, se face neglijent. Bornele de prindere ale siguranțelor automate sunt puncte sensibile în care energia electrică tranzitează de la un material la altul.

Cuplul de strângere. Șuruburile nu se strâng „la ochi” sau cu forță maximă până la distrugerea filetului. Fiecare producător specifică un cuplu de strângere pentru fiecare tip de siguranță automată, de obicei cuprins între 1,5 și 3 Newton-metri (Nm). O strângere prea slabă va permite firelor să vibreze în timp, să se dilate și să se contracte, generând un contact imperfect. Acest contact imperfect este începutul pentru efectul de supraîncălzirea zonei de tranzit deficitar al energiei electrice și topirea carcasei de plastic. O strângere exagerată a șuruburilor poate forfeca filetul sau poate secționa un conductor subțire de cupru. Electricienii profesioniști utilizează șurubelnițe dinamometrice calibrate pentru a respecta aceste specificații cu strictețe.

Fluajul cuprului. Cuprul este un metal relativ maleabil. Sub presiunea constantă a șurubului din bornă, firul de cupru cedează ușor și se deformează plastic în timp (fluaj la rece). Acest fenomen duce la slăbirea imperceptibilă a contactului pe parcursul anilor. Mentenanța preventivă a oricărui tablou electric implică verificarea și restrângerea tuturor șuruburilor la un interval de 1 până la 5 ani, operațiune care previne degradarea termică a siguranțelor. Iar o primă revizie a unui tablou electric este recomandată chiar și la 2-3 luni de la punerea în funcțiune și exploatarea în condiții normale.

​Pinii terminali previn secționarea conductorilor flexibili în interiorul bornelor

În tablourile electrice se folosește adesea cablu flexibil, format din zeci de fire foarte subțiri de cupru răsucite împreună (conductor lițat), datorită ușurinței cu care se introduce prin spatele sau lateralul șinelor DIN.

Introducerea directă a unui conductor lițat în borna unei siguranțe automate este o practică strict interzisă de normele tehnice de calitate. Șurubul siguranței sau clema de prindere va strivi și va tăia o mare parte din firele subțiri în momentul strângerii. Acest lucru reduce dramatic secțiunea utilă a cablului exact în punctul de intrare. Curentul va trebui să se strecoare prin firele rămase intacte, provocând aproape garantat o supraîncălzire locală extrem de periculoasă.

Soluția tehnică obligatorie este utilizarea pinilor terminali tubulari (ferule). Capătul dezizolat al firului flexibil se introduce într-un tub de cupru cositorit, iar acest tub se presează (se sertizează) puternic cu un clește specializat. Rezultatul este un capăt de fir compact, rigid, asemănător cu un conductor masiv, care poate suporta presiunea șurubului de la siguranță fără a se deforma sau a pierde vreun firicel de cupru.

​Organizarea spațială previne acumularea căldurii între disjunctoarele folosite

Siguranța automată degajă o cantitate mică de energie termică în timpul funcționării ei nominale, în general între 1 și 10 wați, din cauza rezistenței interne a lamelei bimetalice. Această căldură este de obicei disipată natural prin fantele carcasei de plastic ale disjunctorului.

Problema apare atunci când un tablou electric este proiectat fără marjă de spațiu și siguranțele sunt înghesuite una lângă cealaltă pe un rând complet ocupat, intercalat între alte rânduri ocupate aproape în întregime. Căldura generată de o siguranță automată încălzește siguranțele adiacente. La un consum ridicat pe timpul verii, când sunt pornite simultan un cuptor electric, un aspirator și o mașină de spălat, aparate de aer condiționat, temperatura întregului bloc de aparataj crește semnificativ. La acest lucru putem adăuga temperatura ambientală vara, care poate fi ușor de 30-40 de grade Celsius în spațiul în care este montat tabloul electric.

Siguranța automată este calibrată termic pentru a funcționa la o temperatură a mediului ambiant de 30 de grade Celsius. Dacă temperatura aerului blocat între ele ajunge la 45-50 de grade, lamelele bimetalice vor deveni mult mai sensibile. Acest fenomen se numește declasare termică (derating). O siguranță de 16A aflată într-un tablou supraîncălzit ar putea declanșa termic la doar 13 sau 14 amperi, generând opriri aparent inexplicabile ale curentului, deși consumul pe acel circuit nu depășește limita teoretică de 16 amperi. Lăsarea unor spații de rezervă sau montarea unor distanțiere între grupurile de consumatori mari asigură o ventilație pasivă corectă și menține stabilitatea parametrilor de declanșare. Ca urmare, a apărut regula de a proiecta tablourile electrice încât să rămână un spațiu liber de aprox. 30%. Acest spațiu poate fi utilizat pentru o ventilație mai bună a tabloului electric dar și pentru mici extinderi viitoare.

Echiparea corectă a tabloului electric elimină hazardul din utilizarea energiei. Alegerea precisă a numărului de poli (1P sau 1P+N) pentru izolarea eficientă, adaptarea curbei (B sau C) la tipul consumatorilor, selectarea unei capacități de rupere robuste (6000A) și corelarea strictă a amperajului cu grosimea firelor din pereți sunt decizii de natură inginerească. Aceste alegeri tehnice, combinate cu o execuție meticuloasă, garantează că instalația va rămâne invizibilă în confortul ei de zi cu zi, dar va acționa necruțător și precis în fracțiunea de secundă când apare un pericol real.

Siguranța automată – Recomandări practice în alegere

Spațiu  Curba de declanșare Tip siguranță Capacitate de rupere Amperaj
Rezidențial B 1P sau 1P+N, 1 sau 2 module minimum 6.000 kA (4.500 kA în instalații depărtate de PT), cu protecție generală de 10.000 kA tipic de la 4A la 32A, 50-63A în instalații trifazate
Industrial C și D 1P+N 2 module de la 10.000 kA în sus, în funcție de magnitudinea operațiunilor 10A la 125A sau mai mult
Comercial C și D 1P+N 2 module de la 10.000 kA în sus, în funcție de magnitudinea operațiunilor 10A la 125A sau mai mult

Lasă un răspuns