Standardní elektrický panel, ať už v bytě nebo soukromém domě, obsahuje vstupní jistič, za nímž následují jističe pro různé skupiny zátěže. Velmi často se při zkratu vypne jak jistič zátěže, tak i jistič vstupu. Zároveň se ztrácí smysl velkého množství těchto strojů. Aby se tomu zabránilo, musí být zajištěna selektivita.
Obsah
- Selektivita
- Aktuální zařízení
- Pojistka
- Jistič
- A tady začíná zábava
- Aplikace strojů různých tříd
- Výběr jmenovité hodnoty na základě skutečného zkratového proudu
- Jak určit zkratový proud doma
- Příklad výběru zaváděcího stroje
- Zklamané závěry
- Krátce řečeno
- Dostupnost
- Správné řešení pro každou aplikaci
- Vyměnit pojistku nebo resetovat jistič?
- Co je spolehlivější: pojistka nebo jistič?
- přihláška
- Selektivita
- Ochrana motoru
- zabezpečení
- Provoz jističe
- Pojistkové zařízení
- Princip činnosti pojistky
- Výměna pojistky
- Omezení zkratového proudu
- Závěr
Selektivita
Jakýkoli proudový chránič má charakteristiku čas-proud. Hlavní myšlenkou zajištění selektivity je kombinovat zařízení s různými časově-proudovými charakteristikami tak, aby každé z nich fungovalo pouze ve své vlastní ochranné zóně. Čím blíže je zařízení k zátěži, tím rychleji a při nižším proudu by mělo fungovat.
Aktuální zařízení
Elektrický panel soukromého domu je rozdělen na měřicí panel a distribuční panel.
Panel měření: měřič – spínač – pojistka – kabel
Rozvodnice: kabel – vstupní jistič – automatický spínač zátěže.
Toto samozřejmě není vyčerpávající seznam. Ke skupinám „mokrých“ zátěží lze přidat napěťové relé, svodič, RCD nebo diferenciální spínače atd. Například místo vstupního jističe mám 100 mA diferenciální („požární“) spínač.
Pojistka
Proč je na prvním místě pojistka? Je to všechno o jeho časově-aktuální charakteristice.
Na příkladu mé vstupní pojistky 25A (3 fáze 25A*220V=16.5 kW), charakteristika gG, vidíme, že při proudu 30A vyhoří za 2000 sekund, tzn. 33 min. Při proudu 100 A po 1 vteřině, při proudu 200 A po 0,05 vteřině, při proudu 400 A po 0,004 vteřině. To je jeho hlavní výhoda – dává čas na zprovoznění elektromagnetického uvolnění jističe, který je instalován za ním. Je možné opustit pojistku – ano, docela, pokud je to jeden štít. Pokud jako já existuje rozdělení na měřicí desku umístěnou na ulici a desku uvnitř domu, pak je lepší chránit vedení mezi nimi pojistkou a charakteristikou aM.
Jistič
Konvenční stroj má elektromagnetické a tepelné uvolnění. První je rychlý, druhý pomalý. S termikem nejsou žádné zvláštní problémy, protože. je dimenzován na přetížení a jeho pracovní oblast se blíží jmenovitému proudu.
Jmenovitý proud jističů se volí na základě průměru vodiče, který chrání. Je to drát, ne zátěž. Tito. pokud ze stroje pochází vodič o průřezu 1.5 mm10, pak jsme povinni instalovat stroj do 25A. Jmenovitý výkon vstupního jističe se často vybírá na základě omezení přiděleného výkonu, ačkoli formálně poskytuje ochranu drátu, který je instalován uvnitř elektrického panelu. Tito. pokud je vstup C4A, pak musí být instalace panelu provedena s drátem minimálně XNUMX mmXNUMX.
Pokud je to možné, je lepší osadit rozvaděč vodičem většího průřezu a vstupní jistič instalovat na vyšší jmenovitý proud. O horní hranici bude řeč níže.
Druhá spoušť je elektromagnetická, určená pro zkratový proud. Je to třída stroje, která ukazuje, s jakou aktuální multiplicitou bude toto vydání fungovat. Nejrozšířenější a nejdostupnější třídou je třída C, která funguje v poměru proudu 5-10. Všechny motorové a impulsní domácí spotřebiče, ať už je to lednička, vysavač nebo příklepová vrtačka, s ním fungují bez problémů. Tito. můj vstupní diferenciální spínač C25A bude pracovat při proudu od 125 do 250 A za 0,01 sec. Vstupní pojistka proto zůstane nedotčena. Není těžké vypočítat, že pokud po úvodním okruhu nainstalujete spínač zátěžové skupiny C16A, pak jeho rychlé elektromagnetické uvolnění bude pracovat při proudu 80-160A.
A tady začíná zábava
Pozorný čtenář si všimne, že provozní oblasti strojů C25 a C16 se protínají v zóně 125-160A. Pokud zkratový proud v zásuvce přesáhne 125 A, je šance, že budou fungovat oba jističe. Vše záleží na konkrétní instanci. Při proudu nad 160A bude zaručeně fungovat druhý stroj a při proudu 250A budou fungovat oba.
Abychom zajistili selektivitu, musíme oddělit časovou a proudovou charakteristiku strojů. Existuje několik způsobů, jak to udělat.
Aplikace strojů různých tříd
Nejviditelnějším řešením by bylo použití vstupního jističe třídy D. V případě D25 bude jeho provozní proud 250-500A. Jak bude ukázáno níže, ne každé stínění může dosáhnout proudu 25*20*1,1=550A (PTE 28.4). V důsledku toho nemusí elektromagnetické uvolnění vůbec fungovat. V tomto případě bude pojistka fungovat rychleji než tepelné uvolnění stroje.
Další možností by byla výměna jističů zátěžové skupiny za třídu B. Pro B16 je provozní proud 48-80A. Ale při použití výkonných motorových zátěží jsou možné falešné poplachy. Často se jedná o stavební nářadí – pily, příklepové vrtačky atp. Například 2kW pila má startovací proud 63A. Pokud na farmě nic takového není, tak je to dobrá varianta.
V každém případě jsou stroje třídy B a D často výrazně dražší než C a obtížněji se shánějí.
Výběr jmenovité hodnoty na základě skutečného zkratového proudu
Masový spotřebitel si možná ani neuvědomuje, že jeho standardní automat C16 ze všech stran nemusí chránit jeho elektroinstalaci na jeho oblíbené dači. To vše má na svědomí zákeřný koncept, který málokoho napadne – vnější odpor zdroje energie. V dlouhých venkovských distribučních sítích s malými transformátory může být tento odpor tak vysoký, že nedokáže zajistit požadovaný zkratový proud 176A. V důsledku toho bude stroj pracovat pouze s tepelným uvolněním s odpovídajícím zpožděním. Proto časté požáry v soukromém sektoru.
Proto je tak důležité určit skutečný zkratový proud konkrétně ve vašem případě. Pokud to váš elektrikář neudělá, pak buď zná „místní“ hodnotu dokonale, nebo nedělá dobrou práci. Mimochodem, v Evropě je měření odporu fáze na nulu spolu s měřením odporu uzemnění součástí nezbytného seznamu pro připojení vašeho domova k síti. Takové zařízení zde stojí několik tisíc eur. No, nebo za stovku z Číny. Podstata měření smyčky fáze-nula (odpor smyčky) je jednoduchá. Uvnitř je silný odpor asi 10 ohmů. Do zásuvky zapojíte dvě sondy, ta změří napětí naprázdno, poté na 30 ms připojí zátěž a změří úbytek napětí, který se převede na odpor.
Když známe vnější odpor, je snadné vypočítat Ic = U/R. Znáte-li zkratový proud, můžete zvolit jmenovité hodnoty jističů. Hlavní myšlenkou je zde instalace vstupního spínače s nejvyšším možným proudem, při kterém bude zaručeně fungovat v případě zkratu v panelu. Pro každý výstup lze určit vnější odpor a na základě toho vybrat stroj, který zaručeně ochrání tuto skupinu zátěže. Pro nízké zkratové proudy si budete muset pořídit jističe skupiny B, pro velké budete muset zvýšit jmenovitý výkon vstupního jističe spolu s průřezem vodiče uvnitř rozvaděče. Je důležité pochopit, že B16 bude pracovat při přibližně stejném zkratovém proudu jako C10, takže pokud neplánujete k této lince připojovat zařízení s výkonem vyšším než 2.5 kW, můžete ušetřit.
Jak určit zkratový proud doma
Budete potřebovat voltmetr, rychlovarnou konvici a kalkulačku.
Idea. Měříme napětí před a po připojení konvice k síti. Na základě naměřeného úbytku napětí a výkonu připojeného zařízení vypočítáme zkratový proud.
Čím více síly, tím lépe. Pokud máte topidlo na olej 3 kW nebo žehličku 3.5 kW, pak jsou lepší. Moje konvice udává výkon 2000-2500 kW, tak jsem si to musel ujasnit měřením jejího odporu – vyšlo mi Rn=25,6 Ohm. Naměřil jsem napětí naprázdno Uxx = 225V. Po zapojení konvice do zásuvky bylo napětí pod zátěží Un = 221 V, tzn. úbytek napětí 4 V. Konvice má spotřebu Pn = Un^2/Rn = 221*221/25,6=1907 W. Vnější odpor Ri = (Uxx^2 – Un^2)/Pn = (225^2 – 221^2)/1907 = 0.935 Ohm. Zkratový proud Ik = Uxx/Ri = 225/0.935 = 240 A.
Příklad výběru zaváděcího stroje
Výše jsme si vysvětlili, že když mi uděláme zkrat v zásuvce, tak přes jističe poteče proud 240 A. U C25 bude násobek 10x, u C16 – 15x, u C10 – 24x. Doba odezvy mezi 0,01 a 0,005 sec. Tím se zaručeně vypne jak vstup C25, tak jistič zátěže C16 a ještě více C10. Aby bylo zaručeno, že se vstup nevypne, jeho násobnost nesmí překročit 5. Jmenovitý proud by tedy měl být 240 / 5 = 48 A. I když zvolíte jistič 40 A, musíte zkontrolovat, zda nedošlo ke zkratu proud v samotném panelu nebude menší než 40 * 10 * 1.1 = 440 A a provozní doba bude kratší než doba pojistky. Současná násobnost bude na hranici 240/40=6, tzn. vše závisí na jednotlivém exempláři a případu, ačkoli pravděpodobnost zajištění selektivity je nadprůměrná. Běda, moje pojistka 25 A při proudu 440 A vyhoří za 0,004 sekundy. Na tu úvodní je tedy možné dát maximum C32. Pak by měl být zkratový proud v panelu na úrovni 352 A a vyšší a chod stroje by měl být rychlejší než 0,025 sekundy, jinak s největší pravděpodobností vypadne pojistka. V našem případě podle charakteristik vidíme, že automatický stroj C32 by měl fungovat za ne více než 0,02 sekundy. který zajistí selektivitu pojistkou v měřicím panelu. Ale aktuální násobek 240/32=7.5 je více než pět, tzn. bude fungovat společně se zátěžovým spínačem C16 bez zajištění selektivity při zkratu v zásuvce.
Zklamané závěry
Máme vstupní pojistku 25A. Zkratový proud v zásuvce jsme určili na úrovni 240 A. Zkratový proud v panelu je 350 A. Instalujeme vstupní jistič C32, a na zásuvku C16. Vstupní jistič má v tomto případě pracovní zónu 160-320 A a zátěžovou zónu 80-160 A. Zóny se neprotínají, ale sousedí a zkratový proud v zásuvce je zahrnut do spouštěcí zóny vstupního jističe, takže selektivita není zajištěna. Můžete nahradit zátěžové stroje C16 za B16-B20, abyste zvětšili mezeru a vstoupili do zóny zrychlení na křivce, ale stále tam bude malý časový rozdíl. Selektivita bude zajištěna pouze při nízkých zkratových proudech a jističe mohou být spuštěny silným zatížením motoru.
Dalším nezřejmým závěrem je, že průřez vodiče mezi měřicím panelem a rozvodnou deskou musí být dostatečně velký, aby poskytoval požadovanou úroveň zkratového proudu. To obecně platí pro všechny rozvody z domu do silového transformátoru.
Krátce řečeno
S mým vstupním zkratovým proudem 240A v zásuvce a 350A v rozvodnici nemohu při instalaci vstupního jističe současně zajistit selektivitu a ochranu v oblasti od vstupu do rozvodnice až po zásuvku. C40 se nespustí, pokud dojde ke zkratu ve stínění, a C32 se spustí, pokud dojde ke zkratu v zásuvce. D32 nesplňuje požadavky PTE 28.4. To znamená, že nemá smysl mít vstupní stroj – jen překáží.
Proto ten závěr. Nejjednodušší, nejlevnější a nejspolehlivější způsob, jak dosáhnout selektivity ve většině případů, je odstranit vstupní jistič v rozvodné desce. Získáme schéma ve tvaru: elektroměr -> spínač -> pojistka -> kabel mezi panelem měření a rozvodnou deskou -> požární proudový chránič typu A (známý také jako vstupní spínač rozvodné desky) -> automatické spínače zátěže. Samozřejmě, pokud je prostor a přání, můžete také nainstalovat spínač, SPD nebo napěťové relé na vstupu, RCD pro mokré zóny. Pojistky v měřicím panelu se rozsvítí pouze při poruše zátěžového jističe, při zkratu v kabelu nebo rozvodné desce. To je zcela rozumná volba, pokud nechceme, aby bylo celé stínění odpojeno od zkratu v jakékoli zásuvce.
Otázka výběru ochranného zařízení je v poslední době velmi aktuální. Chráněná zařízení jsou stále dražší a proto jakákoliv havárie v elektroinstalaci způsobuje potíže při odstraňování poruchy spojené s hledáním součástek, čas na opravu poruchy a náklady. Proto je nutné ve fázi návrhu vybrat správné ochranné zařízení na základě mnoha kritérií: dostupnost, spolehlivost, účinnost produktu, komplexní účinnost.
Dostupnost
Správné řešení pro každou aplikaci
Ochrana na jističích je velmi pohodlná při použití bezprostředně před zátěží. Jističe lze snadno resetovat, zabírají méně místa a náklady na jističe pro proudy do 630A jsou nižší než u kombinovaného pojistkového spínače. U vysokých proudů náklady na jističe výrazně převyšují náklady na pojistky. A nejčastěji se používají přímo na vstupech a v hlavních rozvaděčích.
Vyměnit pojistku nebo resetovat jistič?
Z hlediska snadného použití se jističe mnohem lépe hodí pro jakékoli řešení a aplikaci. Jistič lze po vypnutí snadno znovu zapnout, a to jak pro personál údržby, tak pro nezkušenou osobu. Z hlediska bezpečnosti jsou na tom pojistky mnohem lépe. K výměně pojistek je potřeba udělat mnohem více operací a vyžadovat zkušenosti s provozem elektroinstalace. Níže vidíte, co se stane s jističem při zkratu, a pokud je zkratový proud větší, jistič se může vznítit:
Co je spolehlivější: pojistka nebo jistič?
Kolikrát lze po vypnutí zapnout jistič? Na tuto otázku nemůže nikdo odpovědět, protože. Při každém zkratu se kontakty spálí. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že řetěz se nepřetrhne okamžitě, ale s časovým zpožděním. Moderní jističe jsou vybaveny lapačem jisker, který uhasí oblouk ve vzduchu. Ale při vysokých proudech se lapač jisker nemusí vyrovnat, v důsledku čehož se kontakty spálí a zvýší se přechodový odpor. To má za následek nutnost výměny drahého jističe. V následujících videích uvidíte testy kontrolující přechodový odpor:
Při použití pojistek s každou výměnou získáte zcela nové zařízení s továrními specifikacemi.
přihláška
Použití ochranných zařízení je různorodé. Kde by měly být použity jističe a kde by měly být použity pojistky a pojistky, závisí na různých důvodech uvedených v této kapitole.
Selektivita
Selektivita při aplikaci ochranných zařízení hraje důležitou roli v distribuci energie. Napájení odpovědných spotřebitelů závisí na tom, jak správně jsou vypočteny jmenovité hodnoty ochranných zařízení.
To ukazují testy pojistky mají lepší selektivitu bez ohledu na zkratové proudy. Pojistky mají také obecnou selektivitu 1.6 (koeficient mezi sousedními hodnotami je 630/400 = 1,6) a jednoznačně lokalizují následky nehody pouze v jednom odchozím vedení. Charakteristiky pojistek jsou definovány v normě IEC 269 a nezávisí na výrobci. To znamená, že selektivita pojistek nezávisí na výrobci pojistek, ať už je to Socomec, ABB, Schneider Electric, Bussman, Ferraz Shawmut, a není třeba studovat zkratové proudy pro výběr jmenovitých hodnot ochranného zařízení.
Při použití jističů je obtížné dosáhnout celkové selektivity 1,6, protože záleží na zkratových proudech. Tento problém lze obejít použitím zpožďovacích jističů, ale v tomto případě dojde k velkému zkratovému proudu v celém obvodu. Nebo můžete použít kaskádové schéma, ve kterém je dvojice jističů instalována v sérii, jistič vyšší úrovně chrání pouze jistič nižší úrovně. Zároveň ale rostou náklady na elektroinstalace.
Ochrana motoru
Startovací obvod motoru se skládá převážně ze tří částí – jističe, spouštěče (stykače) a tepelného relé. Startér slouží ke spouštění a vypínání motoru. Tepelné relé pro ochranu proti přetížení a ztrátě fáze. Automatický spínač pro ochranu motoru.
Pojistky nebo pojistkové vložky pro tuto aplikaci lze použít pouze pro ochranu proti zkratu, ale je to vhodné?
Pohodlnější je použití jističe, lze jej vždy zapnout a vypnout, ale co se stane se startérem při zkratu?
Testy ukazují, že v závislosti na zkratových proudech se kontakty spouštěče mohou buď slepit, nebo zhoršit jejich vodivost. V prvním případě by po zkratu měl být startér vyměněn, ale ve druhém případě si nikdo nemusí všimnout závady. Vzhledem k tomu, že kontakty mění svůj odpor, může to ovlivnit chod motoru a například výrobní linky a dále poškodit drahý motor. U pojistek se to stát nemusí. Taky pojistky mohou snížit náklady na systém spouštění motoru z důvodu použití startéru a tepelného relé nižšího jmenovitého výkonu. Opravdu proto pojistka funguje mnohem rychleji, není třeba přeceňovat jmenovité hodnoty spouštěče a tepelného relé. To lze nalézt v technických specifikacích spouštěče a tepelného relé. Také řídicí obvod motoru může obsahovat elektronické součástky, které mohou být chráněny pouze pojistkami.
Z toho vyplývá, že v obvodu ochrany motoru zajišťuje tepelné relé detekci přetížení a ztrátu fáze a pojistky zajišťují detekci zkratu a snížení výkonu spouštěče a tepelného relé.
zabezpečení
Provoz jističe
Při zkratu se v ochranném zařízení uvolní velké množství elektrické energie, která se musí přeměnit na jiné druhy energie. Jistič je složené zařízení skládající se z malých částí. Při zkratu dochází k velkému zatížení těchto částí, které takové zkoušky nemohou vždy odolat. Proto byste měli pravidelně kontrolovat vnější stav jističů. Na následujících videích můžete vidět, jak 250A a 630A jističe reagují při zkratu.
Pojistkové zařízení
Pojistka je bezúdržbové zařízení sestávající z pojistkové vložky, zahušťovacího materiálu a utěsněného pouzdra. Protože Pojistka vypadne velmi rychle, omezuje zkratový proud (obvod se odpojí v době, kdy křivka zkratového proudu nedosáhla maxima), čímž se uvolní méně energie a nestačí k prasknutí utěsněného pouzdra pojistky.
Bez ohledu na životnost pojistky bude vždy fungovat a při výměně pojistky získáte zcela nové ochranné zařízení (je to jako vypustit novou raketu nebo znovupoužitelný raketoplán do vesmíru).
Princip činnosti pojistky
Výměna pojistky
Moderní kombinované pojistkové spínače (například Fuserbloc) zajišťují bezpečnou výměnu pojistek. Toho je dosaženo dvojitým odpojením kontaktů jak na straně zátěže, tak na straně sítě. V takových spínačích ve vypnuté poloze není na pojistce žádný potenciál a můžete se jí dotknout prsty (v souladu s požadavky na elektrickou bezpečnost musíte zajistit, aby nebylo žádné napětí pomocí indikátoru napětí nebo jiných prostředků). Také při výměně pojistky můžete použít základní ochranné pomůcky jako: držák dielektrické pojistky, dielektrické rukavice.
Zároveň jsou při vyjmutí pojistky z vypínače splněny požadavky na viditelné přerušení, protože zlomili jsme část řetězu a vidíme jeho absenci.
Omezení zkratového proudu
Na obrázku vpravo je graf vývoje zkratového proudu bez jistícího zařízení a s pojistkou. Ukazuje, že pojistka omezuje zkratový proud. Všechny průmyslové pojistky mají vypínací schopnost minimálně 80 kA. Čím vyšší je zkratový proud, tím rychleji bude pojistka fungovat. Vypínací schopnost jističe závisí na napětí, to není příliš dobré, protože. Při zkratu se proud velmi zvýší a napětí se může změnit. Na vodiče a přípojnice přitom začne působit velká ampérová síla, která může roztrhat a zničit nejen vodiče, ale i celou elektroinstalaci. Následující video ukazuje testy omezení zkratového proudu jističi a pojistkami.
Závěr
Ochrana pojistkami funguje lépe, ale jejich použití není tak pohodlné jako jističe. Obě možnosti mají své místo, vše záleží na aplikaci. Na vstupech se obvykle používají pojistky a bezprostředně před zátěží se používají automatické jističe.
Článek byl připraven s použitím materiálů vlastněných Socomec SA
Zveřejněno: 19.08.2009
Dodávka, servis, návrh UPS, DGS, Dynamic UPS. Tel. / fax: +7(800) 500-34-32 (vícekanálový) e-mail: sales@entel.ru
Dodávka spínacích, ovládacích a ochranných zařízení do 5000 Ampérů. Tel. / fax: +7(499) 922-10-12 (vícekanálový) e-mail: socomec@entel.ru
