Gyldne regler omkring automatsikringer

Ved anvendelse af automat­sikringer som overstrøms­beskyttelse, er der nogle detaljer, som skal være i orden. To af de nedenstående punkter er baseret på bekendt­gørelses­mæssige krav, to har rod i begrebet "godt hånd­værk".

• I_cn ≥ I_{K max}
• I_{magnetudløser} ≤ I_{K min}
• I² · t_automat ≤ k² · S²
• I² · t_automat ≤ I² · t_{smeltesikring} · 0,8

I_cn ≥ I_{K max}

SB-A6 § 434.3.1 Brydeevnen skal mindst være lig med den prospektive kortslutnings­strøm på installationsstedet.

FR-2007 § 12.2 Ved gruppetavler, der forsyner en enkelt bolig, f.eks. et parcelhus eller en lejlighed, kan regnes med en maksimal kortslut­ningsstrøm på 6 kA.

Automatsikringer kan have en lavere brydeevne end egentlig påkrævet ved anvendelse af såkaldt backup-beskyttelse. Det vil sige, at foransiddende smelte­sikringer ved en kortslutning afbryder så hurtigt, at energigennem­slippet ikke over­skrider, hvad automaten kan tåle. I et datablad kan der fx være oplyst, at der ved gG-sikringer på 63 A foran en 10 A automat, kan tillades niveauer på op til 50 kA.

Hvis der ellers befinder sig en trefaset gruppe i en tavle, så svarer I_K max til en 3-faset kort­slutning. En 3-faset kort­slut­ning i en tavle er ikke en begivenhed elektrikeren i almindelighed ønsker at opleve...

Case

En elektriker skal have kapslingen af på en gruppetavle i en lejlighed i en boligblok. Imidlertid vil kapslingen ikke rigtig af, selvom skruerne er drejet fri. Det er som om kapslingen sidder fast. Både væg og de inderste dele af tavlen har fået en gang maling. En skruetrækker bliver presset ind mellem væg og kapsling for at hjælpe med at vrikke det genstri­dige skjold fri af væggen... Øjeblikket efter lyder der et brag så højt, at man skulle tro lynet var slået ned i bygningen. En stikflamme på ca en halv meter står ud af siden på tavlen, hvor kapslingen endelig har givet efter. Bladet på skruetrækkeren er nærmest fordampet... Det viser sig, at komponenterne i tavlen på forsyningssiden er sløjfet med en sløjfeskinne i stedet for med ledning. En sløjfeskinne er en (isoleret) kobberskinne, der saves af på længde. Der var imidlertid ikke sat nogen isolerende beskyt­telse på de afsavede ender. Hver af de 3 faser var frit tilgængelige for enden af skinnen. Skrue­trækkeren havde ramt kobber­enderne og lavet en 3-faset kortslutning foran 3 x 63 A sikringer ude i forsynings­tavlen.

I ovenstående case fik tavlekomponenterne i øvrigt ikke gennemløb af kortslutnings­strømmen, eftersom den 3-fasede kortslutning skete på tilgangssiden i tavlen.

I_{magnetudløser} ≤ I_K min

Overbelastningsbeskyttelsen i en automatsikring består i en afbrydermekanisme bygget op omkring et bimetal, der udøver sin virkning ved opvarmning. Afbrydelse sker ikke i samme øjeblik en mindre overstrøm overstiger automatens mærkestrøm. I almindelighed regnes kabler at kunne føre en strøm, der er 1,45 gange deres strømværdi i op til en time, og stadig holde en forventet levetid. Det er blandt andet i forhold til denne faktor, at automat­sikringers (og smelte­sikringers) udkob­lingstider ved overbelast­ningsstrømme er tilpasset.

Ved kortslutning skal udkobling ske øjeblikkeligt. En elektromagnetisk mekanisme i automaten tager over ved store kortslutnings­strømme og kobler ud så hurtigt mekanikken kan følge med. Nogle gange udkobler automat­sikringer utilsigtet, fordi en høj startstrøm bliver tolket som en kort­slutning.

En automatsikring må kun umiddelbart genindkobles en enkelt gang ved udfald.

SB-A6 § 622.1 Sikringer, automatsikringer eller maksimalafbrydere til overstrøms­beskyttelse af ledninger eller brugsgenstande må kun udskiftes eller genindkobles én gang efter overbrænding eller automatisk udkobling.

Sker der straks igen en sikringsoverbrænding eller automatisk udkobling, skal den eventuelle fejl fjernes...

En "Vejledning for elek­tricitetsforbrugere til pasning og vedligeholdelse af elek­triske installationer" i form af et papskilt med 14 punkter fra Elektricitets­rådet, dateret 4. marts 1936.

I ovenstående case endte mishandlingen af komponenten på bedst mulige måde ved, at automaten simpelt hen bare ikke virkede mere. I andre tilfælde er det gået galt. Der er eksem­pler på, at der er opstået kortslutning med et eksplo­sionsagtigt resultat i en fejlstrømsafbryder ved hurtige forsøg på genind­kob­linger af store belastninger (med afledning til jord). Gnisterne i komponenten har ioniseret luften så den er blevet ledende, og lysbuer mellem de forskel­lige polers kontaktdele er opstået inde i komponenten.

En C-automat udkobler momentant vha den elektro­magnetiske udløser­mekanisme ved 5 til 10 gange dens mærke­strøm. Talintervallet er udtryk for en tolerance, og for at være sikker må den sidste talangivelse anvendes ved beregning i denne sammenhæng (ved undersøgelse af, om en given automat kan klare en given startstrøm uden at koble ud må derimod den første talangivelse anvendes). En 10 A C-automat udkobler således med sikkerhed momentant ved 10 · 10 = 100 A. Spørgsmålet er, om kort­slutnings­strømmen I_K min (typisk en kortslutning mellem fase og nul eller beskyttelsesleder) ved den fjerneste stikkontakt eller brugsgenstand er stor nok til, at automaten vil udkoble momentant. Lave kortslutnings­niveauer i forsynings­punktet og lange ledninger virker til at formindske niveauet. Forholdet undersøges ved beregning eller måling.

I tilfælde af en kortslutning i en installation må installationens kabler ikke udsættes for en for kablerne skadelig tempe­raturstigning. For en kort­slutning med en varighed på op til 5 sekunder er grænse­temperaturen for et PVC-kabel, med en højeste normal driftstemperatur på 70° C, fx 160° C. Imidlertid står der ingen steder, at den påkrævede udkobling ikke må ske ved en automatsikrings bimetaludløser i stedet for dens magnet­udløser. Ovenstående punkt er derfor ikke nødvendigvis et bekendtgørelses­mæssigt krav.

I² · t_automat ≤ k² · S²

Uligheden udtrykker med andre ord følgende: den energi, som automat­sikringen slipper igennem ved en kort­slutning, skal være mindre end eller lig med, hvad et forbundet kabel kan tåle. I SB-A6 udtrykkes det helt generelle krav således:

SB-A6 § 434.3.2 Alle strømme, der forårsages af en kortslutning et vilkårligt sted i strømkredsen, skal udkobles inden for en tid, der ikke overstiger den tid, som vil bringe lederne op på den tilladelige grænsetemperatur.

I² · t_automat ≤ I² · t_{smeltesikring} · 0,8

Uligheden kan udsiges således: i tilfælde af en kortslutning skal energigennemslippet i automatsikringen være mindre end eller lig med, hvad en foransiddende smeltesikring kan tåle uden at smelte. Faktoren 0,8 giver en sikkerheds­mar­gin. Størrelserne I² · t findes på datablade for de pågældende sikringer og automater og det er I_K max i tavlen der har relevans mht kortslutnings­strøm.

At dette punkt endnu ikke er et bekendtgørelsesmæssigt krav røber følgende citat omkring selektivitet mellem overstrøms­beskyttelsesudstyr:

SB-A6 § 539.1 (Under overvejelse).

• Automatsikringer og udløsekarakteristikker
• Grænselastintegrale

• Stærkstrømsbekendtgørelsen, afsnit 6 Elektriske installationer [Retsinfo]
• Avoiding the Common Mistakes of Circuit Protection [Medical DeviceLink]
• Pas på ved indkobling af fejlstrømsafbrydere [Kabel- og Liniemesteren]
• Fællesregulativet 2017 [Dansk Energi]