Tavná pojistka je elektrický přístroj, který chrání elektrická vedení, elektrická zařízení, elektronické součástky či obvod před poškozením nadměrným elektrickým proudem. Vypnutím a přerušením obvodu pojistkou je chráněn majetek a jsou chráněny osoby a zvířata před nebezpečným dotykovým napětím neživých částí.
Princip funkce
Princip tavné pojistky spočívá v tom, že pojistka tvoří nejslabší místo elektrického obvodu. Průchodem elektrického proudu pojistkou vzniká na elektrickém odporu vodiče pojistky úbytek napětí a výkonová ztráta ve formě tepla. Tím se vodič pojistkové patrony zahřívá. V závislosti na velikosti proudu se zvyšuje výkonová ztráta na vodiči pojistky. Ztrátový výkon je funkcí čtverce proudu a proto se stoupající velikostí proudu se výrazně zkracuje doba do přetavení vodiče pojistky. Přetavením vodiče pojistky a uhašením vzniklého elektrického oblouku dojde k přerušení elektrického obvodu.
Podmínky funkce pojistky
Podmínkou pro vypnutí tavné pojistky je přetavení tavného drátku v pojistkové vložce. K přetavení tavného drátku dojde tehdy, když proud procházející pojistkou má dostatečnou velikost a prochází pojistkou dostatečnou dobu. Tuto hodnotu charakterizuje veličina pojistky i2t. Během této doby energie ohřeje a následně i může přetavit tavný drátek pojistky. Proto pro případ zkratu musí mít impedanční smyčka minimální impedanci. Impedanční smyčka je tvořena od vstupní svorky zdroje, zdrojem, přívodním vedením, místem zkratu a zpětným vedením zpět na vstupní svorku zdroje zdroje. Zpětné vedení je mnohdy uzemněné. Pokud proudová hodnota pojistky je vysoká, nebo impedance smyčky má velkou hodnotu nevypne pojistka ani při dokonalém zkratu.
Pojistka se dimenzuje tak, aby čas přetavení tavného elementu pojistky byl kratší, než čas po kterém dojde k tepelnému poškození chráněného zařízen, tj. tepelná časová konstanta pojistky má být (mnohem) kratší než tepelná časová konstanta chráněného zařízení. Proto jsou konstruovány pojistky s různými vypínacími charakteristikami.
S ohledem na parametry impedanční smyčky, dimenze pojistky, vypínací charakteristiku pojistky, výkon zdroje, dokonalost zkratu a další, při poruše, tj. zkratu, nemusí pojistka vůbec vypnout. Pojistka může nejprve chránit před zkratem. Pokud pojistka chrání před zkratem, impedance smyčky je dostatečně malá a současně pojistka je správně dimenzovaná může chránit i před přetížením. Pokud pojistka chrání před zkratem a zkrat je dosatečně dokonalý, může u soustav s napětím nebo proudem větším než bezpečným, chránit i před úrazem elektrickým proudem. Podobně pracuje i jistič. Pokud chceme chránit zařízení především před možností úrazu elektrickým proudem musí být použit chránič. Dnes jsou vyráběny a používány výhradně proudové chrániče. Chránič chrání zařízení, ale obvykle nejistí.
Rozdělení podle konstrukce
Pojistky pro bytové a jim podobné instalace
V bytových instalacích s napětím 230/400 V se stále ještě setkáme s keramickými pojistkami. Systém, běžně používaný i v České republice, se v německy mluvících zemích označuje jako DIAZED. Prakticky se z něho využívají řady označené DII (6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A) a DIII (35 A, 50 A, 63 A). Před rokem 1970 se místo pojistky 16 A používaly 15 A. Pojistky mají válcový tvar. Elektrický kontakt na širším konci má v konkrétní řadě stejný průměr pro všechny proudy. Uprostřed tohoto kontaktu je barevný signalizační terčík. Barva terčíku je přiřazena proudovému rozsahu. Při přerušení pojistky se terčík uvolní a odpadne. Druhý konec pojistky je zúžený a každému proudovému rozsahu je přiřazena konkrétní velikost keramické vložky v pojistkovém spodku. Barva vložky se shoduje s barvou terčíku na pojistce. Přiřazení velikostí pojistek a vložek je takové, že do vložky lze zasunout vždy jen správnou (nebo slabší) pojistku, nikdy ne silnější. Běžně se lze setkat s pojistkami se závitem E27 (Edison) do 25 A a E33 (Goliáš) od 35 A. Normalizované barvy jsou: 2 A růžová, 4 A hnědá, 6 A zelená, 10 A červená, 13 A černá, 16 A šedá, 20 A modrá, 25 A žlutá, 35 A černá, 50 A bílá, 60 a 63 A hnědá(měděná), 80 A stříbrná, 100 A červená, 125 A žlutá. Barvy se opakují, ale díky vložce nelze vložit větší pojistku. Dnes jsou tyto pojistky nahrazovány jističi. Barevné značení pojistek se zachovalo dodnes a nyní se používá na jističích. Modulární jističe pro domovní instalace se vyrábějí v řadě s vypínací schopností 10 kA s barevným označením shodným s keramickými pojistkami. Barevná je přímo páčka jističe nebo je na krytu jističe barevný terčík. Rozvodné společnosti vyžadují montovat před elektroměr právě označené jističe.
Válcové pojistky
Především pro jištění v rozvaděčích výrobních objektů nebo přímo elektrických strojů se prosadily válcové pojistky. Pojistky jsou symetrické. Válcové keramické tělísko má na koncích nalisované kovové čepičky jako kontakty. Oba konce jsou stejné. Proudové rozsahy jsou rozlišeny pouze potiskem, barevné ani tvarové rozlišení není použito. Existují tři rozměrové řady: 10×38 mm pro proudy 0,5–25 A, 14×51 mm pro proudy 2–50 A a 22×58 mm pro proudy 4–125 A. Pojistky se zasazují do pojistkových odpínačů. Ty jsou určeny výhradně k montáži na nosnou lištu (DIN lišta, nebo také TS-35). Samotná pojistka je umístěna ve výklopné schránce. Pro třífázové obvody existují odpínače, u kterých se odpojí všechny tři fáze současně. Tyto pojistky se prosazují především pro úsporu místa. Zaberou v rozvaděči méně místa než DIAZED pojistky.
Nožové pojistky
Pro jištění výkonově silnějších obvodů (např.s trojfázovými motory, celé domy) se používají nožové pojistky. Nožové pojistky jsou nejčastěji označeny PN… nebo NH… Vyrábějí se v několika rozměrových řadách, které se proudovým rozsahem překrývají. Standardní velikosti se označují PN000, PN00, PN1, PN2, PN3, PN4a. Uvnitř jednotlivých velikostních řad je rozlišení pouze potiskem, tvarové ani barevné rozlišení se nepoužívá. Pojistky těchto typů se vyměňují pomocí izolovaného držáku, tz. žehličky. Také pro nožové pojistky existují odpínače, kde pojistky pro všechny tři fáze jsou umístěny ve společném nosiči a je možné je vypojit najednou ze všech fází. Princip těchto pojistek je shodný jako u keramických pojistek.
