Sulake

Sulake  on virtapiirissä oleva turvalaite. Se suojaa sähkön käyttäjää tapaturmavaaralta, jos sähkölaite ylikuormittuu tai siihen tulee muu sähkötekninen vika, joka aiheuttaa virtapiikin järjestelmässä. Sulake suojaa myös sähköjohtoa ylikuormituksen aiheuttamalta lämpenemiseltä ja estää näin mahdollisen tulipalon. Vikavirtasuojakytkin ei korvaa sulaketta  tai johdonsuojakatkaisijaa oikosulku- tai ylikuormitustilanteessa, sillä vikavirtasuoja toimii vain, jos virtaa karkaa normaalivirtapiiristä johonkin.

Sulakkeen toiminta perustuu sen sisällä olevaan metallilankaan tai -nauhaan, joka sulaa ja aiheuttaa virtapiirin katkeamisen virran lämmittessä liikaa. Sulakkeen toimintaan vaikuttaa sekä ylivirran suuruus että virran kestoaika. Toiminnan hidastamiseksi sulake voi olla myös täytetty esimerkiksi hiekalla. Palanutta sulaketta ei saa korjata, vaan sen tilalle tulee vaihtaa uusi samankokoinen tai pienempi sulake, ja selvittää sulakkeen palamisen syy.

Historia 
Louis-François-Clement Breguet ehdotti vuonna 1847, että lennätinasemia suojattaisiin salamoiden iskuilta käyttämällä pienempiä johtimia, jotka sulaisivat virran kasvaessa ja siten suojaisivat rakennuksen muita sähkölaitteita ja johtimia.

Lattasulakkeita käytetään ajoneuvoissa ja muissa pienoisjännitejärjestelmissä. Lattasulakkeen kehitti ja patentoi Littelfuse vuonna 1976, ja se syrjäytti autoissa aikaisemmin yleiset lasiputki- ja Bosch-sulakkeet 1980-luvun alkupuolella.

Thomas Edison patentoi sulakkeen osana sähkönsiirtojärjestelmäänsä.

Perusominaisuudet 
Sulakkeen koko (nimellisvirta) määrää, kuinka suuren kuormituksen sulake jatkuvasti kestää. Jos nimellisvirta ylitetään, sulake palaa.

Kuvasta oikealla näkyy miten aika ja kasvanut virran määrä vaikuttavat sulakkeen paloaikaan. Pienellä ylikuormituksella sulake kestää kauemmin palamatta, vastaavasti kun nimellisvirta kasvaa sulake palaa nopeammin. Sulakkeen toimintaperiaate perustuu näihin kahteen muuttujaan, aikaan ja nimellisvirran kasvuun, sillä sulakkeen ensisijainen tehtävä on suojata sähköjohtoja ylikuumenemiselta ja välttää johdon suojien sulaminen. Matala ylikuormitus on sallittua pidemmän ajanjakson kuin korkea kuormitus, joka aiheuttaa johtojen nopeamman lämpenemisen.

Sulaketyypit

Pienoisjännitesulakkeet 

Pienoisjännitteeksi luokitellaan alle 50 voltin vaihtojännite- ja alle 120 voltin tasajännite.

Esimerkkejä pienoisjännitesulakkeista:
 Lasiputkisulake (5x20 ja 6,3x32 mm)
 Käytetään pienissä sähkölaitteissa laitteiden ylikuormitussuojaukseen. Lasiputkisulakkeita käytetään myös valohimmentimissä. Lasiputkisulake kytketään päistään yleensä jousitettujen kontaktien avulla.
 AGU-sulake (10x38 mm)
 Myös lasiputkisulake, mutta on tarkoitettu matalille jännitteille (esimerkiksi autoihin). Suurin sulakekoko on 80 A.
 ANL-sulake
 Tarkoitettu matalille jännitteille (esimerkiksi autoihin). Suurin sulakekoko on 300 A.
 ATO-sulakkeita
 1–40 A, suurin käyttöjännite 32 V DC.
 Valmistetaan myös 42, 80 ja 90 VDC jännitteille.

Pienjännitesulakkeet 

Pienjännitteeksi luokitellaan 50–1 000 voltin vaihtojännite ja 120–1 500 voltin tasajännite.

Seuraavassa taulukossa on esitetty tavallisimpien 230 voltin sähköverkon kotitalouksissa käytettyjen sulakkeiden sallittu kuormitus. Joskus on käytössä myös pienempiä sulakkeita (2 A tai 4 A) eräitä laitteita varten (esim. vesipumppu tai huippuimuri).

Sulakkeen varokepesän pohjaan päin tuleva osa on eripaksuinen erikokoisilla sulakkeilla. Tämän takia nimellisvirraltaan liian suuri sulake ei sovi varokepesän pohjakoskettimeen. Sulakkeen koko selviää sulakkeen merkkinastan tai varokepesän pohjakoskettimen tunnusväristä tai sulakkeen numeromerkinnöistä.

Suurjännitesulakkeet 

Suurjännitteeksi luokitellaan yli 1 000 V vaihto-, ja yli 1 500 V tasajännitteet.
 Kahvasulake
 Käytetään suurissa keskuksissa tai kun tarvitaan suurta virrankatkaisukykyä ja niitä valmistetaan 10–1 250 A virroille. Kahvasulakkeet asennetaan aina suljettavan kannen alle ja ne vaihdetaan erityisellä eristetyllä vaihtokahvalla. Jännitteellisen kahvasulakkeen saa vaihtaa vain sähköalan ammattilainen. Kahvasulaketta ei koskaan saa vaihtaa kuin siihen tarkoitetulla työkalulla, sillä sen tartuntapisteet saattavat olla jännitteelliset (mikäli sulakkeen kantaan tulee jännite, myös tartuntapiste on jännitteellinen). Osa työkaluista on tarkoitettu myös vain jännitteettömien sulakkeiden vaihtoon.

Kahvasulakkeiden (yleissulake gG) kokoja

Kahvasulakkeita käytetään myös pienjännitteellä, esimerkiksi kiinteistön pääsulakkeina.

Valintakriteerejä ja muita rajoituksia 
Sulakkeiden valintakriteerejä ovat
 toimintajännite
 toimintavirta
 katkaisunopeus (usein käytetään merkintöjä FF = hyvin nopea, F = nopea, M = keskinopea, T tai S = hidas, TT = erittäin hidas)
 katkaisukyky (suurin oikosulkuvirta, jolla sulake luotettavasti pystyy pysyvästi irrottamaan oikosulkeutuneen kuorman syötöstä).

Kuvagalleria sulakkeista

Katso myös 
Transientti

Lähteet

Aiheesta muualla 

 ASTEL -hanke, Sähkö ja magnetismi, sulake
 Virtuaaliammattikorkeakoulu: Ylikuormitussuojan sijoittaminen 
 Sulakkeiden nopeuksista (englanniksi)

Sähköturvallisuus
Sähkökomponentit
Rakennuksen sähköjärjestelmät
Seulonnan keskeiset artikkelit