Automatsikringen

Automatsikringen er en elektromekanisk komponent som vi finner i de fleste systemer for fordeling av elektrisk energi og i de fleste automatiserte systemer. De automatsikringene som vi bruker i bygninger, spesielt i boliger er ofte utført litt forskjellig i forhold til de automatsikringene som vi bruker i automatiserte anlegg.

Automatsikringens oppgave er å beskytte det elektriske anlegget mot overstrøm. Dette kan for eksempel være et elektrisk anlegg i en bolig, en enkelt elektrisk kurs i en bolig, eller en elektrisk kurs på en maskin, eller et automatisert anlegg.

I bygninger og spesielt i boliger så inneholder automatsikringen også et jordfeilvern. Automatsikringer for automatiserte anlegg er ofte produsert uten dette jordfeilvernet, på grunn av muligheten til mindre jordfeilstrømmer i et automatisert anlegg og krav til driftssikkerhet. Vi ønsker ikke at en maskin eller et automatisert anlegg skal ha stadige driftsavbrudd.

Figuren over beskriver de tre hovedfunksjonene som blir ivaretatt av en automatsikring av industriell type. Dette er:

  • Kortslutningsvern.
  • Overbealastningsvern.
  • Mekanisk betjeningsbryter for av-på funksjon.

Automatsikringer for bruk i automatiserte anlegg har ofte bare disse 3 funksjonene. For automatsikringer til bruk i boliger så finnes det typisk også en fjerde funksjon som er “jordfeilvern”.

Figuren over viser et fotografi de innvendige komponentene som man typisk finner inne i en automatsikring. De innvendige komponentene som vi kan se er en spole som er en del av kortslutningsvernet, et bimetall som er en del av overbelastningsvernet og så ser vi også den mekaniske av-på bryteren og en gnistfanger.

Tegningen over inneholder en skisse som beskriver de innvendige komponentene i en automatsikring. Den fysiske plasseringen på skissen er lik den tilsvarende plasseringen på fotografiet, litt høyere opp.

Overbelastningsvernet.

Overbelastningsvernet er en av de funksjonene som vi finner inne i automatsikringen. Overbelastningsvernet er et termisk vern som er bygd opp rundt et bimetall. Animasjonen under viser hvordan dette fungerer:

Animasjonen over beskriver virkemåten til overbelastningsfunksjonen i en automatsikring. Denne er bygd opp ved hjelp av et bimetall som bøyer seg i den ene retning ved en for høy grad av oppvarming slik at den elektriske strømmen brytes. Vi sier også at overbelastningsvernet arbeider eller fungerer ut i fra et “termisk prinsipp”.

På grunn av at overbelastningvernet i automatsikringen arbeider ut i fra et termisk prinsipp, så slår den ikke ut med en eneste gang ved overbelastning. Det er nødvendig at overbelastningen varer et stykke tid, slik at overbelastningvernet rekker å bli varmet opp. Hvis for eksempel en kokeplate overbelaster en automatsikring, så kan det godt hende at overbelastningen må stå på for eksempel en halv time før overbelastningsvernet slår ut.

Automatsikringen gis forskjellige typebetegnelser alt ut i fra hvor hurtig overbelastningsvernet slår ut.  Det er fire forskjellige karakterestikker som er forholdsvis vanlige. Dette er karakterestikken A, B, C og D. “A” er den hurtigste automatsikringen der overbelastningsvernet slår ut først. Type D er den tregeste typen automatsikring.

Den mest vanlige typen automatsikring som vi vil møte i våre prosjekter og øvinsoppgaver er av type B og C. Type “B” er en “halvt rask” automatsikring som typisk ofte brukes i styrestrømskretser. Type “C” er en “halvt treg” type automatsikring som ofte brukes til å levere elektrisk energi til en asynkronmotor. Grunnen til dette er at asynkronmotoren kan ha en litt høy startstrøm, og vi ønsker ikke at automatsikringen skal koble ut ved oppstart av motoren.

Kortslutningsvernet

“Kortslutningsvern” er en annen hovedfunksjon hos en automatsikring. Kortslutningsvernet fungerer ved hjelp av en spole og et elektromagnetisk prinsipp. Kortslutningsvernet skal helst slå ut øyeblikkelig, og i løpet av brøkdelen av et sekund.

Overstøm – Kortslutning og overbelastning

Kortslutning og overbelastning er to forskjellige typer overstøm, men de har forskjellig årsak og den ene typen overstrøm er kraftigere enn den annen.

Kortslutning

Ved kortslutning så oppstår det en meget stor overstrøm, typisk 80 Ampere og opp til flere tusen Ampere.

Kortslutning kan typisk skje ved at 2 eller 3 faseledere kommer i berøring med hverandre.

Kortslutningsvernet, som er elektromagnetisk, skal da utløse øyeblikkelig, typisk i løpet av 0,1 sekund.

Overbelastning

Ved en overbelastning så har vi bare en forholdsvis liten overstrøm. Hvis for eksempel en B10 sikring blir belastet med 14 Ampere, da snakker vi om en overbelastning.

Overbelastningsvernet, som er termisk kan reagere forholdsvis langsomt på noen få ampere overbelastning. Det kan ta så mye som en halv, eller en hel time, før det slår ut ved en mindre overbelastningsstrøm.