Istič: Ako funguje istič, princíp, vlastnosti a charakteristiky

Ističe patria k najpoužívanejším prvkom nadprúdovej ochrany v domových inštaláciách ale i v priemyselných rozvádzačoch. V článku sa ponoríme do problematiky ističov. Vysvetlíme Vám princíp fungovania ističov, a odporučíme vám, ktoré z nich by ste mali použiť na istenie jednotlivých obvodov.


Čo je istič ?

Istič je elektrické zariadenie, ktoré v prípade ak ním z nejakého dôvodu začne tiecť väčší prúd než je určený (nadprúd, skrat), automaticky preruší prívod elektrického prúdu do obvodu, na ktorom sa nachádza.

Prvý parameter, ktorý si pri ističoch spravidla všímame, je hodnota menovitého prúdu. Okrem nej je ale dôležitá aj vypínacia charakteristika, ktorá udáva, po akom čase vzhľadom na veľkosť nadprúdu istič preruší elektrický obvod (k tomu si, ale povieme viac o niečo neskôr).

Oproti poistke má istič výhodu v tom, že ho je možné znovu zopnúť bez poškodenia alebo výmeny komponentov


Kde najčastejšie využijeme istič ?

Ističe sa vyrábajú v rôznych prevedeniach a veľkostiach – od najmenších, ktoré môžeme využiť v rôznych strojoch a zariadeniach, cez menšie modulárne ističe, ktoré sa využívajú hlavne v domácnostiach (byty, domy), až po veľké ističe chrániace hoci aj celú fabriku.

V domácnosti napríklad najčastejšie používame na istenie zásuvkových obvodov 16A jednofázový istič s vypínacou charakteristikou B (B16/1) a na svetelný okruh 10A jednofázový istič, taktiež s vypínacou charakteristikou B (B10/1). Ako hlavný istič sa najčastejšie používa 25A trojfázový istič s vypínacou charakteristikou B (B25/3).

V strojoch a zariadeniach sa využívajú často elektronické, alebo termo-magnetické prístrojové ističe s vhodnou C, alebo D vypínacou charakteristikou. Sú vhodné napríklad k ochrane relé, riadiacich jednotiek s programovateľnou pamäťou, motorov, senzorov, aktuátorov, ventilov, atď. Spravidla sa používajú v spojení so spínanými sieťovými zdrojmi 24 V DC.


Rozdelenie ističov

Základne rozdelenie ističov môžeme vo všeobecnosti rozdeliť podľa týchto kritérií:

Spôsobu zhášania oblúka
  • Vzduchové ističe – oblúk medzi kontaktmi vzniká vo vzduchu a na jeho zhášanie sa používa deiónová zhášacia komora.
  • Olejové ističe – oblúk medzi kontaktmi vzniká v oleji a pôsobením oleja sa zhasína
  • Vákuové ističe – oblúk medzi kontaktmi vzniká vo vákuu a rýchlym rozpojením spolu s veľkou izolačnou pevnosťou vákua sa oblúk zahasí skôr
Veľkosti menovitého prúdu
  • Malé ističe (do 63 mA)
  • Stredné ističe (100 mA – 630 A)
  • Veľké ističe (nad 1000 A)
Počtu pólov
  • Jednopólové ističe (jednofázové) – používané na istenie jednofázových vedení a spotrebičov
  • Trojpólové ističe (trojfázové) – používajú sa na istenie trojfázových obvodov
Druhu prúdu
  • Jednosmerné ističe
  • Striedavé ističe
  • Univerzálne ističe
Vypínacej charakteristiky
  • Ističe s B charakteristikou – obvody s nízkymi prúdovým rázmi, inštalačné vedenia zásuviek, malé skupiny žiaroviek (skratová spúšť: 3-5,5 x In)
  • Ističe s C charakteristikou  – obvody s vyššími prúdovým rázmi, motory, veľké skupiny žiaroviek (skratová spúšť: 5,5-10 x In)
  • Ističe s D charakteristikou – obvody s vysokými prúdovým rázmi, veľké induktívne/kapacitné záťaže, transformátory, motory (skratová spúšť: 10-20 x In)
Spôsobu ovládania
  • Ručné ističe
  • Ističe s elektromotorickým pohonom
  • Ističe s pneumatickým pohonom


Istič a jeho funkčné časti

Aby mohol prístroj vôbec pôsobiť ako istič v elektrickom obvode s nízkym napätím, musí obsahovať:

  • Kontaktový systém
  • Zariadenie na zhášanie oblúka
  • Zariadenie na ovládanie s voľnobežkou
  • Zariadenie na poruchové vypínanie – spúšť

Kontaktový systém ističa

Kontaktový systém ističa je dimenzovaný na trvalý prenos menovitého prúdu a zároveň musí vydržať aj krátkodobé zaťaženie skratovým prúdom. Pre prípad menšich ističov môže byť kontaktový systém jednoduchý alebo mostíkový s jedným až dvomi prerušeniami.

Kontakty ističa sú vyrábené zo zliatiny striebra s prísadami, ktoré zvyšujú ich tepelnú vodivosť. Pri stredných a veľkých ističoch sa používajú väčšinou palcové kontakty. Ich tvar je navrhnutý takým spôsobom, aby pri vypínaní skratového prúdu nedochádzalo zvýšenou teplotou k zvareniu kontaktov.

Konštrukcia ističa musí umožniť jednoduchú a rýchlu výmenu kontaktov. Moderné ističe už bývajú vybavené aj pomocnými mostíkovými kontaktmi.


Istič a zhášanie elektrického oblúka

Elektrický oblúk vzniká pri vypínaní medzi kontaktmi ističa. Ide o vodivú dráhu, ktorá je vytvorená rozžeravenými časticami látky, z ktorej sú vytvorené kontakty a z materiálu prostredia v ktorom oblúk horí. Každý istič obsahuje zhášaciu komoru, ktorá slúži na rýchle a spoľahlivé zhasínanie elektrického oblúka.

V súčasnosti sa používajú deiónové zhášacie komory. Elektrodynamické sily vyvolané prúdovou slučkou nasmerujú elektrický oblúk do zhášacej komory. Medzi kovovými platňami sa elektrický oblúk rozdelí na väčšie množstvo  oblúkov, spojených do série. Prudkým zväčšením dĺžky oblúka narastá celkový odpor vodivej dráhy a dochádza k intenzívnemu ochlaďovaniu. Takto dochádza k deionizácii a elektrický oblúk zhasne.


Ovládanie ističov, zámky a volnobežky

Bežne sa menšie modulárne ističe ovládajú ručne. Zámky a voľnobežky sú mechanické systémy ktoré slúžia pri veľkých ističoch k udržaniu kontaktov v zapnutej polohe a pomocou ďalších mechanizmov napomáhajú k rýchlemu vybaveniu ističa.


Konštrukčné časti ističa

Prvky chrániace proti skratu musia mať dostatočnú vypínaciu schopnosť – ich konštrukcia musí vydržať energiu uvoľnenú v danom obvode pri skrate. Na obrázku nižšie je zobrazených 13 konštrukčných častí otvoreného modulárneho ističa v zapnutej polohe.

Konštrukčné časti otvoreného modulárneho ističa v zapnutej polohe


Ističe sa skladajú z dvoch typov spúští

  • Tepelná spúšť – Je tvorená bimetalovým pásikom, ktorý sa skladá z dvoch kovov s rôznou tepelnou rozťažnosťou. Pásik sa vplyvom prechodu elektrického prúdu zohrieva, pri nadprúde sa vplyvom vysokej teploty ohne na jednu stranu a zatlačí na zámok ističa, ktorý sa uvoľní a rozpojí kontakt. Týmto spôsobom chráni obvod pred nadprúdom.
  • Elektromagnetická spúšť – Funguje na princípe elektromagnetu, ktorý pri vysokom nadprúde (typickom pre skrat v elektrickom obvode) okamžite zareaguje a pritiahne k sebe kotvu, ktorá uvoľní zámok ističa. Ten elektrický obvod rýchlo rozpojí – ešte skôr, než skratový prúd dosiahne maximum.


Menovitý prúd ističa je len orientačný

Menovitý prúd ističa udáva orientačnú hodnotu prúdu, pri ktorom istič obvod preruší. V skutočnosti teda ide skôr o určitý rozsah hodnôt. Práve tento rozsah je daný vypínacími charakteristikami viď. obrázok nižšie.

Približná vypínacia charakteristika ističov B, C a D

Ako vidíme, ističe s charakteristikou B, ktoré sú bežne používané na istenie zásuvkových a svetelných okruhov v domových elektroinštaláciách, okamžite prerušia obvod cca pri 3 – 5,5-násobku menovitého prúdu.

Pre ističe s charakteristikou C (napríklad istenie asynchrónnych motorov) je to 5,5 – 10 – násobok. Pri charakteristike D pre zariadenia s veľkými prúdovými rázmi ako napríklad transformátory, alebo väčšie motory ide dokonca 10 – 20-násobok.

Charakteristika ističaNásobok menovitého prúdu, pri ktorom istič okamžite preruší obvodPoužitie ističov podľa ich vypínacej charakteristiky
B3 – 5,5Ochrana elektrického vedenia, zásuvkové a svetelné obvody v domácnosti
C5,5 – 10Menšie elektromotory, transformátory, ventilátory v rozvádzačoch, väčšie svetelné okruhy
D10 – 20Veľké indukčné a kapacitné záťaže, tlmivky
Tabuľka znázorňuje použitie ističov podľa ich vypínacej charakteristiky

Uvedené charakteristiky ističov sú v súlade s vypínacími časmi pri skratovom prúde, ktoré predstavujú 0,4s pre napätie do 230 V, 0,2s pri napätí do 400 V a 0,1s pri napätí nad 400 V – všetky napätia oproti ochrannému vodiču. Pohybujú sa v rámci tolerancií, ktoré sú spôsobené napr. rozdielnou teplotou okolia či rozdielnou teplotou samotného ističa, ktorý sa zahrieva aj v dôsledku prechodu menšieho el. prúdu.

Charakteristiky B, C a D definuje norma STN EN 60898-1. Okrem nej však existuje aj norma STN EN 60947-2: Spínacie a riadiace zariadenia nízkeho napätia – Časť 2: Ističe. Tá prenecháva výrobcom voľnosť v pomenovaní jednotlivých charakteristík, pričom stanovuje referenčnú teplotu okolia 40 °C namiesto 30 °C pri STN EN 60898-1 a tiež odlišnú toleranciu pre oblasť nízkych nadprúdov.


Istič s „B“ charakteristikou nie všade vyhovuje

Pre bežné spotrebiče v domácnosti (žiarovky, TV, PC, elektrická rúra atď.) charakteristika B vyhovuje.

Situácia sa však mení pri používaní indukčnej záťaže. Ide napr. o silné elektromotory (ventilátory v rozvádzačoch, tlmivky na prisvetlenie stroja, zváracie transformátory, alebo elektrické náradie), ktoré pri rozbehu, resp. zapnutí potrebujú niekedy až 8-násobný prúd oproti bežnej prevádzke.

Podobne sú na tom aj spotrebiče s tzv. kapacitnou záťažou. Ide najmä o tie so spínanými zdrojmi, ako napr. zváracie invertory, výkonné elektronické predradníky pre žiarivky, batérie kondenzátorov a pod.

Aj v prípade, že trvalý príkon indukčných a kapacitných spotrebičov nie je príliš vysoký, dokážu pri spustení „zhodiť“ (vybaviť) istič s charakteristikou B. Mali by sme v takom prípade teda voliť ističe s charakteristikou C, a pre veľmi vysoké spínacie prúdy dokonca charakteristiku D.

Lepšie modely indukčných a kapacitných spotrebičov bývajú vybavené aj tzv. softštart obvodom, ktorý zabezpečí ich pomalé spúšťanie a tým aj nízky odber prúdu pri štarte. Nie vždy má však softštart dostatočný účinok na to, aby stačilo použiť istič s charakteristikou B.


Dbajte na správny výber ističa

  • Pri výbere ističov je veľmi vhodné všímať si nielen hodnotu menovitého prúdu, ale aj vypínaciu charakteristiku
  • Ističe B sa zvyčajne využívajú pre bežné svetelné a zásuvkové obvody
  • Pre elektromotory,  zváračky či silné spínané zdroje alebo svetelné obvody s veľkým počtom žiariviek sú vhodné ističe s charakteristikami C, alebo D
  • C a D ističe sa používajú najmä na istenie motorov, transformátorov, väčších svetelných okruhov najmä v priemysle. Majú väčšiu mechanickú a elektrickú životnosť
  • Voľba vhodného ističa nezávisí iba od prierezu vodiča, ale aj napríklad od maximálnej dĺžky vedenia, preto je výber ideálne konzultovať s kvalifikovaným projektantom, alebo skúseným elektrikárom

Pri nesprávne zvolenom ističi a napríklad príliš dlhom vedení elektrického obvodu nemusí istič pri skrate prerušiť obvod včas, čo môže mať za následok zničenie pripojených spotrebičov, elektrického vedenia, prípadne vznik požiaru.

Nedá sa teda zovšeobecniť, že 16 A ističe sú vhodné pre zásuvkové okruhy s prierezom vodičov 2,5 mm2 a 10 A ističe zase pre svetelné okruhy s prierezom vodičov 1,5 mm2. Do úvahy by sme mali zobrať aj už spomínanú vypínaciu charakteristiku a okrem nej aj dĺžku kábla, typ kábla a spôsob jeho uloženia. Preto je výber ističa v v ideálnom prípade konzultovať s kvalifikovaným projektantom, alebo skúseným elektrikárom.


Zdroj: eaton, wikipedia, legrand, electrical-engineering-portal, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *