Bezpiecznik topikowy (wkładka topikowa) – rodzaj zabezpieczenia elektrycznego, chroniącego obwód lub instalację elektryczną przed skutkami zwarć i długotrwałych przeciążeń. Nadrzędnym celem bezpiecznika jest przerwanie obwodu elektrycznego, zanim prąd zwarciowy doprowadzi do stopienia przewodów, zniszczenia sprzętu lub wybuchu pożaru. Wkładka topikowa jest wyłącznikiem jednokrotnego zadziałania, po przepaleniu musi być wymieniona na nową.

Zasada działania thumb|Bezpiecznik topikowy typu G, stosowany w sprzęcie elektronicznym W bezpieczniku topikowym przerwanie obwodu elektrycznego następuje po określonym dla danego natężenia prądu czasie jego przepływuKorzyści wynikające ze stosowania współczesnych bezpieczników topikowych.. Główną częścią bezpiecznika jest element topikowy wbudowany we wkładkę topikową. Topik jest przewodnikiem elektrycznym, który nagrzewa się w wyniku płynięcia przez niego prądu. Gdy zbyt duże natężenie prądu trwa dłuższy czas, to wówczas topik nagrzewa się do temperatury, w której się topi. W momencie przepalenia topika następuje zapalenie łuku elektrycznego, gdy wartość natężenia płynącego prądu spadnie do zera łuk gaśnie i prąd przestaje płynąć. Czas palenia się łuku zależy od rozłączanego napięcia, natężenia prądu oraz środowiska w którym się pali.

Im większe natężenie prądu, tym szybciej dochodzi do nagrzania i stopienia topika. Bezpieczniki cechują się charakterystyką czasowo-prądową odwrotną, co oznacza, że im większy jest prąd, tym mniej czasu potrzeba na jego zadziałanie.

Po jednorazowym zadziałaniu bezpiecznik ulega zniszczeniu i podlega wymianie na nowy. Naprawa uszkodzonego bezpiecznika nie jest aktualnie praktykowana, a jej próby klasyfikowane są jako błąd w sztuce.

Typy bezpieczników topikowych

Bezpieczniki serii D mały|Rozłożony na części zestaw bezpiecznikowy, od góry: gniazdo, nakładka izolacyjna, wkładki topikowe typu D01 oraz główki bezpiecznikowe Bezpieczniki serii D, głównie typu D II, szczególnie popularne są w starszych instalacjach domowych i podobnych. Sukcesywnie wypierane są przez wyłączniki nadmiarowo-prądowe. Elementami standardowego zestawu bezpiecznikowego są:

gniazdo bezpiecznikowe – wykonane z porcelany lub tworzywa sztucznego. W instalacjach domowych stosowany jest gwint E27, do którego pasują wkładki 2 A, 4 A, 6 A, 10 A, 16 A, 20 A, 25 A. W gniazdo z gwintem E 27 można zamontować wyłącznik nadmiaro-prądowy wkrętkowy. wstawka dolna (kalibrująca) – zamontowana w dolnym styku gniazda bezpiecznikowego gwarantuje niezamienialność wkładki topikowej. Wstawki ograniczające mają określoną kolorystykę (podobną jak oczko wkładki topikowej).mały|Przekrój wkładki topikowej:1. drucik naciągowy, 2. topik, 3. sprężynka, 4. oczko wskaźnikowe, 5. piasek kwarcowy (gasiwo) wkładka topikowa – główną częścią wymiennej wkładki jest element topikowy, najczęściej są to miedziane, srebrne lub miedziane pokryte srebrem taśmy. Aby przyspieszyć proces gaszenia łuku, topik zasypany jest piaskiem kwarcowym, piasek rozprasza i chłodzi łuk. Wkładki topikowe wyposażone są we wskaźniki zadziałania, w postaci kolorowych oczek wskaźnikowych przymocowanych za pomocą sprężyny do styku górnego. W chwili przepalenia topika następuje ich samoczynne wysunięcie i zasygnalizowanie stanu awaryjnego. W zależności od wartości prądu znamionowego wkładki topikowe mają różną średnicę styku dolnego, co w połączeniu z odpowiednio dobraną wstawką dolną uniemożliwia wkręcenie bezpiecznika o większym prądzie znamionowym. nakładka izolacyjna – chroni użytkowników przed dostępem do zacisków prądowych przy wymianie wkładki topikowej. główka bezpiecznikowa – służy do stabilnego mocowania wkładki topikowej w gnieździe oraz dociskania jej do styków elektrycznych, przezroczysty element w przedniej części główki pozwala na szybką wzrokową ocenę stanu bezpiecznika Kolory oczek wskaźnikowych i wstawek dolnych są znormalizowane i odpowiadają prądowi znamionowemu wkładki topikowej. mały|Wkładki topikowe z widocznymi kolorowymi oczkami wskaźnikowymi w głębieniu styków górnych TypGwint gniazda Barwa wskaźnika zadziałania Prąd znamionowy [A]D I, D IIE 16, E 27różowy2brązowy4zielony6czerwony10szary16niebieski20żółty25D IIIE 33czarny35biały50miedziany63D IVR 1 ¼“srebrny80czerwony100

Inne Bezpieczniki systemu NH mały|Bezpieczniki mocy (BM) wraz z podstawą System NH jest znormalizowanym zabezpieczeniem w sieciach niskiego napięcia w obwodach silnoprądowych. Składa się z podstawy bezpiecznikowej i wymiennych wkładek bezpiecznikowych ze stykami nożowymi. Wkładki posiadają blaszkę, która pełni rolę wskaźnika zadziałania. Bezpieczniki te posiadają zdolność zwarciową przekraczającą 100 kA i dzięki temu praktycznie pokrywają wszystkie wartości prądów zwarciowych jakie można spotkać w sieciach niskiego napięcia. Do wymiany wkładek wymagany jest specjalny uchwyt izolacyjny. Potocznie nazywane bezpiecznikami mocy (BM).

Miniaturowe wkładki bezpiecznikowe mały|Bezpieczniki miniaturowe typu C i G oraz bezpieczniki samochodowe (u dołu) Obejmują całą grupę bezpieczników chroniących układy elektroniczne. Są wśród nich m.in. szklane bezpieczniki typu G, składające się z szklanej rurki, wewnętrznego topika i dwóch metalowych okuć, ceramiczne bezpieczniki cylindryczne typu C o znacznie większych prądach znamionowych oraz bezpieczniki lutowane bezpośrednio do płytek drukowanych.

Bezpieczniki samochodowe

Bezpieczniki samochodowe dostępne są w wielu różnych rodzajach i rozmiarach, różnią się między kształtem i zastosowaniem. Aby uniknąć pomyłek amperaż bezpieczników samochodowych jest ściśle powiązany z kolorem plastikowej obudowy.

Bezpieczniki gazo-wydmuchowe mały|Bezpieczniki wysokiego napięciaSpecjalna konstrukcja bezpieczników opracowana dla sieci średnich i wysokich napięć. Topik znajduje się w rurce z materiału gazującego. Zapalający się łuk powoduje silne gazowanie materiału ścianek i wydmuchiwanie łuku. Dodatkowo topik napinany jest sprężyną i w chwili przepalenia jest wyciągany z gazującej rurki. Zaletą ich jest możliwość szybkiego wyłączenia obwodu o stosunkowo wysokim napięciu. Wadą jest silna zależność skuteczności wyłączania od wartości przepływającego prądu.

Bezpieczniki termiczne mały|Bezpiecznik termiczny Bezpieczniki termiczne z założenia reagują na nadmierną temperaturę, a nie na nadmierny prąd, aktywują się w momencie, gdy temperatura otoczenia przekracza określony próg. Mechanizm działania może być taki sam jak w pozostałym bezpiecznikach topikowych, w innym rozwiązaniu element topikowy blokuje sprężynę, po jego stopieniu sprężyna zostaje zwolniona, co powoduje rozdzielenie styków i przerwanie obwodu elektrycznego. Bezpieczniki termiczne często stosuje się w urządzeniach generujących temperaturę np. żelazkach, pełnią funkcję zabezpieczenia w przypadku uszkodzenia termostatu.

Parametry thumb|200px|Wkładka 200 A z zaciskami śrubowymi, stosowana w przemyśle Charakterystyczne parametry bezpieczników topikowych:

Prąd wyłączalny – maksymalny prąd zwarciowy, jaki bezpiecznik może bezpiecznie wyłączyć bez zniszczenia obudowy; Charakterystyka czasowo-prądowa – określa zależność między wartością płynącego prądu a czasem zadziałania (przepalenia) wkładki; Charakterystyka czasowo-prądowa pasmowa – graficzny wykres, który przedstawia przedział czasu, w jakim nastąpi przepalenie bezpiecznika dla konkretnej wartości prądu przeciążeniowego lub zwarciowego; Prąd probierczy dolny – wartość prądu, który bezpiecznik topikowy musi przewodzić przez określony czas umowny bez przepalenia; Prąd probierczy górny – wartość prądu przeciążeniowego, przy której bezpiecznik topikowy musi się przepalić i całkowicie przerwać obwód w określonym czasie umownym; Całka Joule’a – miara energii cieplnej przepuszczanej przez bezpiecznik podczas wyłączania zwarcia; Prąd spodziewany – wartość prądu, jaki popłynąłby w obwodzie, gdyby bezpiecznik nie zadziałał; Prąd ograniczony – wartość szczytowa prądu, jaka popłynie w obwodzie podczas zwarcia, zanim bezpiecznik topikowy całkowicie przerwie jego przepływ; Charakterystyka prądu ograniczonego – wykres, który pozwala ustalić, w jakim stopniu dana wkładka ograniczy szczytowy prąd zwarcia.

Kategoria pracy mały|Budowa bezpiecznika mocy Kategorie pracy bezpieczników topikowych oznacza się dwiema literami. Pierwsza z nich oznacza klasę działania, a druga chroniony obiekt. Klasy działania określają jednoznacznie, jaki zakres prądowy może być wyłączony przez zabezpieczenie: Kategoria g: zabezpieczenie pełnozakresowe. Wkładki bezpiecznikowe, które przenoszą prądy ciągłe co najmniej do wartości prądu nominalnego obwodu, a prądy o mniejszej wartości zadziałania mogą wyłączyć do wartości nominalnego prądu wyłączania (zabezpieczenie przeciw przeciążeniu i zwarciu). mały|Rozłącznik bezpiecznikowy, współczesne wykorzystanie wkładek topikowych w instalacjach elektrycznychKategoria a: zabezpieczenia niepełno-zakresowe Wkładki bezpiecznikowe, które przenoszą ciągle prądy do wartości prądu nominalnego obwodu, a prądy powyżej pewnej określonej krotności prądu nominalnego obwodu mogą wyłączyć do nominalnego prądu wyłączenia.

Chroniony obiekt G – zabezpieczenie urządzenia ogólnego przeznaczenia, L – zabezpieczenie przewodów i kabli, M – zabezpieczenie silników, Tr – zabezpieczenie transformatorów, B – zabezpieczenie urządzeń elektroenergetycznych górniczych, R – zabezpieczenie elementów energoelektronicznych (tyrystorów, diod).

Przykład: gG – bezpiecznik stosowany w instalacjach, aM – do zabezpieczenia silników

Przypisy

Kategoria:Aparaty elektryczne