DILEMA KOJA TRAJE - PREKIDAČI ILI TOPLJIVI OSIGURAČI?
VS.
NN ZAŠTITNI UREĐAJI
 „Zaštitni uređaji imaju ulogu da prekinu strujno kolo pre no
što nastane oštećenje instalacije, izvora ili potrošača“
 Najzastupljeniji NN zaštitni uređaji
su topljivi osigurači i prekidači
TEME
 Detaljna analiza fizičkih pojava pri reagovanju topljivih
osigurača i prekidača pri:
• Preopterećenju
• Kratkom spoju
 Poređenje zaštitnih uređaja, topljivih osigurača i prekidača,
po sledećim kriterijumima:
• Bezbednost
• Pouzdanost
• Kvalitet
• Raznovrsnost
• Benefit / cost
 Karakteristike Schrack proizvoda u oblasti topljivih
osigurača i prekidača
TOPLJIVI NV OSIGURAČI – KONSTRUKCIJA
NV-Podnožje
Izgled NV osigurača
NV-Uložak
Nožasti kontakt
Pokazivač
Prihvatna uška
Topljivi deo
Keramika
Lem
Kvarcni pesak
Zapinjač pokazivača
Prihvatna uška
Nožasti kontakt
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA
Karakteristika
Vreme topljenja/struja
t
Preopterećenje:
Lem difundira pod uticajem temperature i
povlači se u bakarni topljivi deo, strujni
krug se otvara na jednom mestu
min
Temperatura topljenja ca. 170 °C
s
Oslabljeno
Granica
preopterećenje
/kratki spoj
Kratki spoj:
Preopterećenje
Kratki spoj
Topljenje lema
170 °C
Topljenje bakra
1083 °C
Zbog velike struje topi se topljivi deo na
svim namerno oslabljenim mestima
Temperatura topljenja ca. 1083 °C
ms
IN
~ (4...8)  I
N
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA
NV-Uložak 00 / 63 A / AC 500V
Nazivna struja
In = 63 A
klasa gL / gG prema DIN VDE 0636
Preopterećenje
I5 = 126 A
Kratki spoj
I2 = 5 kA
Kratki spoj
I1 = 120 kA
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU
I
Struja električnog luka
Očekivana struja kratkog spoja
Propusna struja
t
•
•
U
Početak kratkog spoja
Intenzitet struje KS predstavljen je širinom
žute linije
Napon električnog luka
Mrežni napon
tS
tLB
tA
t
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU
I
Struja električnog luka
Očekivana struja kratkog spoja
Propusna struja
t
•
U
Trenutna struja KS raste, ali je količina
energije još uvek nedovoljna da istopi
oslabljena mesta osigurača
Napon električnog luka
Mrežni napon
tS
tLB
tA
t
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU
I
Struja električnog luka
•
Struja KS dostiže vrednost pri kojoj je
količina energije dovoljna da istopi
oslabljena mesta osigurača i nastaje
faza električnog luka
Očekivana struja kratkog spoja
Propusna struja
t
•
U
Napon rapidno raste usled sabiranja
napona luka na svakom od oslabljenih
mesta.
Napon električnog luka
Mrežni napon
tS
tLB
tA
t
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU
I
Struja električnog luka
Propusna struja
•
Faza električnog luka je u punom jeku,
pojedinačni strujni lukovi na
Očekivana struja kratkog spoja oslabljenim mestima se hlade u
kvarcnom pesku i trenutna vrednost
struje KS konvergira nuli
t
U
Napon električnog luka
Mrežni napon
tS
tLB
tA
t
REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU
I
Struja električnog luka
Očekivana struja kratkog spoja
Propusna struja
•
U
t
Strujno kolo je prekinuto, luk je
ugašen, a napon na krajevima je
identičan mrežnom naponu
Napon električnog luka
Mrežni napon
tS
tLB
tA
t
SELEKTIVNOST PRI PRIMENI NV OSIGURAČA
63 A
Energija koja se troši na zagrevanje osigurača:
63 A
100 A
63 A
Osigurač 1
I 2 ts I 2 tL
tL
I 2 tA
t
t
tA
I 2ts = 24000 A 2 s
I 2t L = f (I p , U n , cos j )
Narandžasta površ. osig. 1
>
Plave površine osig.2
En. topljenja osig.1
>
En. Isklapanja osig.2
>
I 2t A (osigurač 2)
I 2t s (osigurač 1)
Primer:
100 A
Energija gašenja
Selektivnost je ostvarena kada je:
i2
tA
I 2t s = f (I p )
Osigurač 2
i2
ts
Energija topljenja
63 A
I 2t s = 7700 A 2 s
0 A2 s
I 2t L = 10300
0 A2 s
I 2t A = 18000
Kratko pravilo slektivnosti preko nazivnih struja:
In osigurača 1 >= 1,6 x In osigurača 2
KARAKTERISTIKE NV OSIGURAČA
PREMA DIN VDE 0636 / IEC 60 269
4
160
10
t 120
s
60
min
1. Slovo
Kabel- undi provodnici gG (gL)
Kablovi
a = zaštita u delu područja
3
10
10
2
Halbleiter aR, gR aR, gR
Poluprovodnici
Leitungsschutz gG (gL)
g = zaštita u celom području
2
10
1
30
s
ms
10
Schaltgeräteschutz
Motori i sklopni aM
uređaji
1
aM
10
5
2. Slovo
0
1
500
10
100
50
10
10
10
G (L) = Zaštita kablova i provodnika
M = Zaštita motora i sklopnih
-1
uređaja
-2
R = Zaštita poluprovodnika
-3
4 4x10
1
2
4
6 8 10
20
40 60 100
I/I N
KARAKTERISTIKE NV OSIGURAČA
• U razgranatoj radijalnoj mreži teško je ostvariti selektivnost
primenom uređaja sa NV osiguračima
PREKIDAČI – KOMPAKTNI PREKIDAČI
• Karakterističan je veliki broj mogućnosti pri
formiranju sistema za određenu aplikaciju:
• Zaštitne jedinice
• Fiksne / izvlačive verzije
• Motorni pogoni
• Pomoćni kontakti
• Ručke, produženi pogoni
• Priključci, podnožja, adapteri...
PREKIDAČI – ZAŠTITNE JEDINICE
PODELA ZAŠTITNIH JEDINICA PREMA TIPU:
•
•
Termomagnetske
Elektronske
I²t On/Off
PREKIDAČI – ZAŠTITNE JEDINICE
PODELA ZAŠTITNIH JEDINICA PREMA APLIKACIJI:
Zaštita kablova i sistema
Transformatorska zaštita
Motorna zaštita
Zaštita operatora
Generatorska zaštita
PREKIDAČI – ZAŠTITNE JEDINICE
•
•
•
Termomagnetska zaštitna jedinica
•
Preopterećenje
•
Kratak spoj
Ključni delovi: bimetalna traka, elektromagnet, mehanizam za okidanje
Preopterećenje: Prilikom preopterećenja
struja koja protiče kroz bimetalnu traku je
zagreva i krivi. Kada se bimetalna traka
dovoljno zagreje usled prekomerne struje
dolazi do krivljenja (deformacije) bimetalne
trake, čime ona aktivira mehanizam za
okidanje.
•
Kratak spoj: Elektromagnet je vezan na
red sa bimetalnom trakom. Tokom
normalnog rada i prilikom preopterećenja
magnetno polje nije dovoljno jako da
privuče armaturu. Kada se dogodi kratak
spoj, magnetno polje je dovoljno jako da
privuče armaturu koja aktivira mehanizam
za okidanje.
PREKIDAČI – ZAŠTITNE JEDINICE
•
•
•
•
Elektronska zaštitna jedinica
Meri vrednost struje koja protiče
Detektuje kada struja postaje prekomerna
Određuje kada da pošalje signal za aktivaciju
mehanizma za okidanje
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Vreme t0: vreme mehaničkog kašnjenja.
Struja kratkog spoja je počela da protiče
kroz kontakte, ali sila F je još uvek
nedovoljna da započne otvaranje
kontakata. Napon U je mali i jednak padu
napona na otpornosti među kontaktima.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Vreme t1: početak faze strujnog luka među
kontaktima. Struja dostiže vrednost pri kojoj
počinje otvaranje pokretnog kontakta.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Vreme t1: kraj faze strujnog luka između
kontakata. Luk se javlja između kontakata
dok je rastojanje među kontaktima 1-2 mm.
Napon je uvećan za napon strujnog luka koji
je mali i iznosi 10-20 V.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Vreme tr: električni luk se usled dejstva
Lorencove sile kreće u pravcu komore za
gašenje luka i strujni luk se deformiše u oblik
trake, čiji su krajevi i dalje na kontaktima.
Za to vreme napon između kontakata raste.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Vreme tr: na kraju faze tr električni luk se
odvaja od kontakata i nastavlja kretanje ka
komori za gašenje luka. Napon luka se
drastično uvećava.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Faza prolaska strujnog luka kroz „noževe“
komore za gašenje luka. Napon luka
prevazilazi napon mreže, počinje faza
ograničavanja vrednosti struje.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Faza održavanja visokog napona pri kome
vrednost struje KS opada. Pojedinačni
električni lukovi se održavaju između
„noževa“ komore za gašenje luka.
PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU
•
Strujni luk se gasi i strujno kolo je
prekinuto.Napon je jednak mrežnom.
PREKIDAČI – SELEKTIVNOST
•
Prilikom kratkog spoja treba da reaguje prekidač koji je najbliži
kratkom spoju. Time se povećava raspoloživost celokupnog sistema.
(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA
•
Prekidači sa elektronskom zaštitnom jedinicom
1 – Zona normalnog rada
2 – Zona preopterećenja
3 – Zona kratkog spoja
Ir – podešavanje prekostrujne zaštite
tr – kašnjenje prekostrujne zaštite
Isd – podešavanje kratkospojne zaštite sa
kašnjenjem
tsd – kašnjenje kratkospojne zaštite
Irm – podešavanje trenutne kratkospojne
zaštite
* - termomagnetska zaštitna jedinica ima
mogućnosti podešavanja samo Ir i Irm (Ii)
(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA
Opseg podešavanja k-ke prekidača
Name:
-Q1
Name:
-Q2
Breaker:
MO1N
Breaker:
MO1N
Trip Unit:
ETU45
Trip Unit:
ETU45
In =
630
A
In =
630
A
Ir =
0,8
x In
Ir =
0,8
x In
L-Kurve
2
tr =
2
Isd =
gG
315
x In
S-Kurve
off
tsd =
20
ms
Ii =
1,5
x In
Un =
-F1
1,25
s
400 V / 50 cps
L-Kurve
4
tr =
3
s
Isd =
6
x In
S-Kurve
on
tsd =
100
ms
Ii =
MAX
x In
Un =
400 V / 50 cps
(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA
Primer neostvarene selektivnosti
Name:
-Q1
Breaker:
MO1N
Trip Unit:
ETU45
In =
630
A
Ir =
0,8
x In
L-Kurve
2
tr =
8
s
4
x In
Isd =
S-Kurve
OFF
tsd =
100
ms
Ii =
MAX
x In
(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA
Uključenje opcije i²t
Name:
-Q1
Breaker:
MO1N
Trip Unit:
ETU45
In =
630
A
Ir =
0,8
x In
L-Kurve
2
tr =
8
s
4
x In
Isd =
S-Kurve
OFF
tsd =
100
ms
Ii =
MAX
x In
I²t on
(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA
Uključenje i²t i i⁴t – ostvarena selektivnost
Name:
-Q1
Breaker:
MO1N
Trip Unit:
ETU45
In =
630
A
Ir =
0,8
x In
L-Kurve
2
tr =
8
s
4
x In
Isd =
S-Kurve
OFF
tsd =
100
ms
Ii =
MAX
x In
I⁴t on
I²t on
POREĐENJE ZAŠTITNIH UREĐAJA
PREKIDAČI
TOPLJIVI OSIGURAČI
POUZDANOST
Visok stepen pouzdanosti, ali nakon
većeg broja reagovanja prekidača i
nakon starenja istog dolazi do
devijacije njegovih svojstava.
Nakon zamene patrona, k-ka je
identična prethodnoj. Otporni su na
starenje.
BEZBEDNOST
Zadovoljavajući stepen ograničenja
energije, mogućnost detaljnog
podešavanja karakteristike
reagovanja.
Ispuštanje jonizovanog gasa pri
prekidanju strujnog luka može da se
odrazi na ostale elemente u ormaru.
Visok stepen ograničenja energije
kratkog spoja, mali gubici, nema
curenja jonizovanih gasova.
POREĐENJE ZAŠTITNIH UREĐAJA
PREKIDAČI
TOPLJIVI OSIGURAČI
KVALITET
Razvoj prekidačkih uređaja dovodi do
konstantnog unapređenja kvaliteta istih,
do smanjenja njegovih dimenzija i
unapređenja tehnologije prekidanja. Uz
korišćenje jako preciznih strujnih senzora
sa elektronskim zaštitnim jedinicama
dobijamo uređaje vrhunskog kvaliteta.
Tehnologija proizvodnje topljivih
osigurača omogućava veoma male
devijacije njihove I-t k-ke i za određeni
tip i nazivnu struju čini ih gotovo
identičnim.
RAZNOVRSNOST PRIMENE
Zahvaljujući već prikazanom spektru
mogućnosti podešavanja I-t k-ke
reagovanja primena prekidača je
moguća u svim aplikacijama,
pogotovu uz elektronske zaštitne
jedinice.
K-ke reagovanja (I-t) ne pružaju
veliki spektar mogućnosti u
razgranatim radijalnim mrežama.
POREĐENJE ZAŠTITNIH UREĐAJA
PREKIDAČI
TOPLJIVI OSIGURAČI
BENEFIT / COST
Veoma zahtevno rešenje po pitanju cene.
Nakon prorade zaštite, vreme ponovnog
uključena pogona je minimalno, moguće
je i daljinsko uključenje.
Ekonomski najpovoljnije rešenje.
Jedini problem predstavlja vreme
zastoja pogona dok se ne izvrši zamena
topljivih osigurača nakon reagovanja.
POREĐENJE ZAŠTITNIH UREĐAJA
PREKIDAČI
TOPLJIVI OSIGURAČI
PREDNOSTI
•
•
•
•
•
Velike mogućnosti podešavanja I-t k-ka.
Lokalna i daljinska signalizacija
Daljinsko uključenje / isključenje
Mogućnost komunikacije i dijagnostike i
parametrizacije iz KC
Širok spektar opreme za laku montažu
•
Nakon zamene patrona, k-ka je
identična prethodnoj. Otporni su
na starenje.
SLABOSTI
Ispuštanje jonizovanog gasa pri
prekidanju strujnog luka može da se
odrazi na ostale elemente u ormaru.
Topljivi osigurači se menjaju nakon što
su isključili struju kvara, što znači
određeni vremenski period bez
napajanja pogona.
Nakon većeg broja reagovanja prekidača i
nakon starenja istog dolazi do devijacije
njegove I-t k-ke.
Teško ostvarivanje selektivnosti u
razgranatim NN radijalnim mrežama
zbog jednostavne I-t k-ke reagovanja.
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
PREKIDAČI
•
•
•
•
•
•
Velike mogućnosti podešavanja I-t k-ka.
Lokalna i daljinska signalizacija
Daljinsko uključenje / isključenje
Mogućnost komunikacije i dijagnostike i
parametrizacije iz udaljenog KC
Širok spektar opreme za laku motažu
Konstantno unapređenje mehaničkih i
električnih svojstava prekidača i prateće
opreme
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Naponski, podnaponski okidači i pomoćni kontakti
I
I
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Daljinska manipulacija – motorni pogoni
Širok opseg napona napajanja
Maksimalno vreme uključenja tON = 60ms
Priključak za napajanje i daljinsku komandu
60ms
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
•
•
•
Fiksna verzija – MC1-4
Utična verzija – MC2-3
Izvlačiva verzija – MC3-4
Položaji:
• Povezan
• Test položaj
• Rastavljen
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Pribor za priključenje
Poprečni presek priključka:
Cu/Al kabl 1 x 50 do 240 mm², 4 x 50 do 240 mm²
• Poprečni presek priključka:
bakarna kablovska papuča 4 x 300 mm²,
6 x 95 do 240 mm²
Bakarna šina max. 80x10mm
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Zaštitne jedinice diferencijalne struje
MC1
MC2-4p
- 3p ili 4p
Nominalna dif. struja IΔn = 0,1-0,3-1-3 A,
vreme odlaganja reakcije tv = 60-150-300-450 ms
Kod IΔn = 0,03 A: vreme kašnjenja fiksno 10 ms
Struja greške: 0.03-0.1-0.3-0.5-1-3A,
vreme odlaganja: 10, 60, 150, 300, 450ms
MC3,4-4p
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Produženi pogoni
Produženi pogon za montažu ručice
na vrata ormara
Mogućnost montiranja ručke sa
leve ili desne strane ormara
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
• Okretne ručke
SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI
•
Komunikacija
Napajanje
DMI Modula 24 V DC
Podaci u MCCB
Izvršne komande
Podaci iz DMI
Izvršene operacije /
Dijagnostika
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Tehnički pouzdana rešenja sa širokom primenom
• Dugo vremena zapostavljen razvoj dizajna za laku montažu, uređaja
za daljinsku signalizaciju, interface-a za ostalu NN opremu
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Oprema za klasičnu montažu na montažnu ploču
• Napredan dizajn
• Zaštita od indirektnog dodira delova pod naponom
D-Podnožja
D0-Podnožja
EZ podnožja
Podnožja za
cilindrične osigurače
Rastavljač sa D0
osiguračima
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Oprema za klasičnu montažu na montažnu ploču
• Rastavne sklopke veličine NV000 (125A), NV00 (160A), NV1 (250A),
NV2 (400A),NV3 (630A)
• Rastavljanje pod naponom
• Zaštita od indirektnog dodira delova pod naponom
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Moderno rešenje - sabirnički sistemi
• Ušteda prostora
• Brža i lakša montaža
• Smanjenje broja prelaznih kontakata
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistemi – standardizovani tipovi
• Sabirnički sistem međuosovinskog rastojanja 60mm
• Sabirnički sistem međuosovinskog rastojanja 185mm
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm
•
•
•
•
•
Do 630A – Cu 30x10mm
Do 800A – Tinned Cu 30x10mm
Do 1600A – Double T
Do 2500A – Triple T
Do 3200A – TCC šina
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm – Cross Link tehnologija
• Jedinstven interface koji se montira direktno na šine
• Na taj interface se montiraju rastavljači, prekidači i
NV postolja
• Slobodan odabir uvoda i izvoda kablova
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm
Bez bušenja
Brza montaža
Sigurno prijanjanje kontakata
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm
Omogućava automatsko podešavanje na bakarne
sabirnice sa dimenzijama od 12, 15, 20, 25 i 30mm
širine i od 5 do 10mm debljine.
Ta tehnologija upotrebuje se kod srodnih proizvoda:
QUADRON®CrossLinkBreaker,
SECUR®LeanStreamer (00), Adapter, D/D0
Sicherungshalter, SECUR®PowerLiner/EasyLiner,
Prikljucne ploče
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm – montaža standardne opreme
D, D01, D02, EZ, cilindrični 10x38mm
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm – adapteri za montažu opreme
•
•
EQUES adapteri – 12A do 80A
MCB, MPD, RCB, kontaktori
Adapteri za kompakt prekidače do 630A
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm – priključne ploče i priključne kleme
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 60mm – dalji razvoj koncepta
• „Smart wire“ koncept
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• „Smart wire“ koncept
Informacije:
• Napon
• Struja
• cosφ
• Temp. Osigurača
• Položaj ručice
• Nadzor osigurača
Informacije:
• Napon
• Struja
• cosφ
Informacije:
• Upravljanje
• Signalizacija
Informacije:
• Nazor osigurača
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 185mm
•
•
•
•
•
Primena kod većih opterećenja
Sistem za NV-rastavljačke pruge NV1 (250A), NV2 (400A), NV3 (630A)
Sa adapterom i NV00 (do 160A)
Sa Triple T šinom do 2500 A
Sa 120 x 10 mm bakarnim šinama (max. 2100 A)
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 185mm – dalji razvoj koncepta
•
•
•
•
Formiranje sistema za laku montažu kao u slučaju 60mm sistema
Zaštita sabirnica od dodira u stepenu zaštite IP20
Priključna polja sa zaštitom od dodira u stepenu zaštite IP20
Za prihvat kablova do 300mm2 i fleksibilnog bakra do širine 100mm
SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI
• Sabirnički sistem 185mm – dalji razvoj koncepta
•
•
•
•
•
Adapter širine 300mm za kompaktne prekidače do 1600A
Montaža letvi bez bušenja na sabirnički sistem zaštićen od dodira (IP20)
Standardizovane dimenzije – nema razlike po dubini i podešavanja iste
Mogućnost nadzora osigurača
Mogućnost instalacije strujnih trafoa „iza“ NN elemenata
... ZA KRAJ...
ZAKLJUČAK?
Download

Zaštitni prekidači ili topljivi osigurači