Dlaczego wybija bezpiecznik bez obciążenia?

Bezpieczniki są potrzebne

Bezpieczniki chronią instalacje elektryczną i użytkownika. Bardzo rzadko bezpieczniki wybijają samoczynnie, tj. bez przyczyny. Uszkodzenia współczesnych bezpieczników zachodzą rzadziej niż uszkodzenia instalacji i odbiorników. Często dochodzi do sytuacji, że przyczyna zadziałania zabezpieczeń nie jest zdiagnozowana prawidłowo i w celu uruchomienia instalacji robi się obejścia zabezpieczeń, montuje bezpieczniki o większym prądzie zadziałania. Jest to bardzo niebezpieczne. Mimo, że czasami udaje się powstrzymać wybijanie bezpiecznika to po takim zabiegu instalacja i użytkownik nie są chronieni w odpowiedni sposób. Działania takie cofają poziom zabezpieczeń o kilkadziesiąt lat. Stwarzają ryzyko zniszczenia instalacji, której już naprawić nie można, a jedyną formą przywrócenia jej do użyteczności jest jej wymiana. Usunięcie zabezpieczeń z obwodów stwarza ogromne ryzyko pożaru.

Różne bezpieczniki, różne przyczyny ich zadziałania

W domach, mieszkaniach używanych jest kilka typów bezpieczników oraz kilka rodzajów wyłączników takich jak np. wyłącznik różnicowoprądowy czy ESy. Wyłączniki często również nazywane są bezpiecznikami. Często wybija bezpiecznik bez obciążenia z powodu kilku możliwych przyczyn. Może to być spięcie w instalacji, rozdzielnicy lub w którymś z podłączonych urządzeń. Również przerwa w obwodzie elektrycznym może prowadzić do zadziałania bezpiecznika lub wyłącznika.

Bezpiecznik topikowy to cienki przewodnik, w formie drutu lub blaszki, który przepala się jeśli jego temperatura jest zbyt wysoka. Temperatura przewodnika rośnie wraz ze wzrostem natężenia prądu elektrycznego. Często spotykam się z sytuacjami, w których zaciski aparatów są w tak złym stanie, że oprawa bezpiecznika osiąga temperaturę powyżej 100°C. Tak duża temperatura w okolicy bezpiecznika powoduje, że charakterystyka bezpiecznika zmienia się znacznie. Rezystywność miedzi wzrasta wraz z temperaturą, czyli wraz ze wzrostem temperatury rośnie ilość wydzielanego ciepła podczas przepływu prądu o tym samym natężeniu. Bezpiecznik o prądzie znamionowym 16A potrafi przepalać się już przy natężeniu 10 amperów.

Bezpieczniki nadmiarowoprądowe tzw. ESy w skutek oddziaływań termicznych mogą zmienić swoją charakterystykę zadziałania. Dzieje się tak zwłaszcza w sytuacji wielokrotnego załączania bezpiecznika, który wyłącza się w skutek przeciążonego obwodu. Komory gaszeniowe, styki nagrzewają się. Spotykałem z sytuacjami, że we wnętrzu wyłącznika elementy przemieściły się w skutek wysokiej temperatury obudowy. Takie bezpieczniki mogą wybijać przy nieokreślonym natężeniu prądu lub nie wybijać wcale. Przegrzane ESy należy wymienić na nowe.

Bezpieczniki różnicowoprądowe mogą zadziałać w sprawnym obwodzie ze sprawnymi urządzeniami. Zwłaszcza duże instalacje elektryczne mogą doznać braku prądu jeśli są zabezpieczone jedną różnicówką. Przyczyną takiej sytuacji bywa suma upływów wszystkich urządzeń, która przekracza nominalną wartość RCD. Każde urządzenie ma jakiś prąd upływu, również żaden przewód nie posiada izolacji o nieskończonej oporności. Sprawne urządzenie nie może mieć prądu upływu większego niż 0,5mA. Realizując usługi jako pogotowie elektryczne dokonywałem podziału rozległych instalacji. Dzieląc je i montując dodatkowe zabezpieczenia, eliminowałem problem z częstym samoczynnym wybijaniem bezpieczników RCD. Zadziałania tego aparatu mogą być powodowane również zetknięciem się przewodu neutralnego z ochronnym, lub niską rezystancją izolacji między tymi przewodami. Problem może pojawić się również w sytuacji przerwy na przewodzie neutralnym.

Nie tylko duże odbiorniki

Jeżeli od naszej instalacji elektrycznej odłączyliśmy wszystkie większe urządzenia, a bezpieczniki wciąż wybijają to możliwe, że któryś z naszych mniejszych odbiorników jest niesprawny. Mała nocna lampka może powodować wybijanie bezpieczników. Odbiornik o niewielkiej mocy, taki jak ładowarka, zasilacz czy zapach, po uszkodzeniu może powodować zadziałania zabezpieczeń, wydawać by się mogło, bez obciążenia. Odbiornikiem, który może być odpowiedzialny za wybijanie bezpieczników są taśmy ledowe. Zdarza się, że są one montowane w sposób niekoniecznie bezpieczny i trwały. Standardem, niestety jest montaż bez obudów, bez zachowania odległości od stref ochronnych.

Zły stan instalacji elektrycznej i brak przeglądów okresowych

Czasami wybija bezpiecznik pomimo, że odłączone zostały wszystkie odbiorniki elektryczne, włącznie z pojedynczą żarówką i z najmniejszym zasilaczem. Również gniazdka elektryczne, które mimo, że nic nie jest do nich podłączone mogą wybijać zabezpieczenia. Uszkodzeniu mogą ulec kostki zaciskowe w puszkach łączeniowych, sporadycznie same przewody ale głównie te dobrane w nieodpowiedni sposób do warunków, w których pracują. Iskrzenie, luźne styki w kontakcie również mogą wyzwalać niektóre typy zabezpieczeń czyli wybijać bezpieczniki bez obciążenia. Napięcie w sieci zmienia swoją wartość, przemiennie z częstotliwością 50Hz. Napięcie w szczycie sinusoidy może pokonać szczelinę powietrzną, zapalając łuk elektryczny i gasząc go przechodząc przez zero. Takim zjawiskom mogą towarzyszyć przebiegi napięcia kilkukrotnie większe niż napięcie nominalne.

Wybija bezpiecznik po czasie

W typowym bezpieczniku z klapką lub przyciskiem znajdują się dwa mechanizmy go wyzwalające. Jeden z tych mechanizmów opiera swoje działanie na odkształcaniu się nagrzewającego elementu bimetalowego w skutek przepływającego przez niego prądu. Więc w sytuacji trwania niewielkiego przeciążenia obwodu taki bezpiecznik może zadziałać dopiero po kilku minutach. W sytuacji kiedy przeciążenie jest duże, przekracza kilkukrotnie prąd znamionowy bezpiecznika to wyłączenie nastąpi prawie natychmiast.