View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Aleš Slatinek
NAČRTOVANJE IN TIPSKI PRESKUS
NIZKONAPETOSTNEGA STIKALNEGA BLOKA NN-500
Diplomska naloga
Maribor, maj 2010
I
Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa
NAČRTOVANJE IN TIPSKI PRESKUS NIZKONAPETOSTNEGA
STIKALNEGA BLOKA NN-500
Študent: Aleš Slatinek
Študijski program:
UN ŠP Elektrotehnika
Smer:
Močnostna elektrotehnika
Mentor:
red. prof. dr. Jože Pihler
Somentor:
red. prof. dr. Josip Voršič
Lektor:
Gregor Artnik, prof.
Maribor, maj 2010
II
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju, prof. dr. Jožetu Pihlerju,
za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega
dela. Prav tako se zahvaljujem somentorju, prof. dr.
Josipu Voršiču, sodelavcem v podjetju Elektro
Unimont, d. d., Marjanu Stegnetu za pomoč v
laboratoriju in vsem ostalim kolegom za svetovanje
pri izdelavi diplomske naloge.
Posebna zahvala velja staršem in moji družini, ki so
mi omogočili študij.
IV
NAČRTOVANJE IN TIPSKI PRESKUS NIZKONAPETOSTNEGA
STIKALNEGA BLOKA NN-500
Ključne besede: tipski preskus, nizkonapetostni stikalni blok, prašno barvanje
UDK: 621.316.1(043.2)
Povzetek
Diplomska naloga prikazuje načrtovanje, izdelavo in tipski preskus nizkonapetostnega
stikalnega bloka NN-500. Opisana je izbira, nadalje pa tudi lastnosti vseh elementov,
vgrajenih v stikalni blok.
Diplomsko delo pregledno obravnava izdelavo kovinskega ohišja stikalnega bloka,
montažo elementov, kosovni preskus po izdelavi in izvedbo tipskega preskusa NN-
stikalnega bloka v laboratoriju ICEM - TC. Na koncu je izdelana še izjava o skladnosti,
izvedena pa tudi označitev stikalnega bloka z oznako CE.
V
DESIGNING AND TYPE TESTING OF THE LOW-VOLTAGE
SWITCHGEAR NN-500
Key words: type test, low-voltage switchgear, powder coating
UDC: 621.316.1(043.2)
Abstract
The diploma paper presents designing, production and type testing of the low-voltage
switchgear NN-500. In its description it focuses on the choice as well as the characteristics
of all the elements which are built in the switchgear.
The thesis deals with the production of metal housing for the switchgear, the montage of
elements, item testing after the manufacturing and the realization of type testing for the
low-voltage switchgear in the laboratory ICEM - TC. In the end, a statement of accordance
has been added and what is more, even the tagging of the switchgear (using the sign CE)
has been carried out.
VI
VSEBINA
1 UVOD 1
2 PODJETJE ELEKTRO UNIMONT, D. D 3
3 PREGLED STANJA 5
4 NAČRTOVANJE NN-STIKALNEGA BLOKA NN-500 6
4.1 Izračun kratkostičnih razmer na mestu vgradnje 6
4.2 Dimenzioniranje zbiralk 11
4.3 Nazivni podatki stikalnega bloka 15
4.4 Izbira opreme 16
4.4.1 Ločilno stikalo LA 630 17
4.4.2 NV-varovalčni ločilnik ARROW BLOC 18
4.4.3 NV-varovalčna letev ARROW LINE 18
4.4.4 Podstavek NV-talilnih vložkov PK00/3 20
4.4.5 A-meter in V-meter FQ0307 20
4.4.6 Podporni izolator P3/62 20
4.4.7 Časovni rele HTR 3.1 za preklop – zvezda/trikot 21
4.4.8 Kontaktorji KN 21
4.4.9 Impulzni rele IR 11 22
4.4.10 Nadtokovni rele TRB 14 22
4.4.11 Grebenasto stikalo 4G-10 22
4.4.12 Signalne svetilke in tipkala ELTEN 23
4.4.13 Instalacijski odklopniki ETIMAT 23
4.4.14 Talilni vložki NV 24
4.4.15 Tokovni transformator NNT 24 25
4.4.16 Avtomatska gasilna naprava Bonpet 25
5 STIKALNI BLOK NN-500 30
5.1 Izdelava enočrtne sheme in konstrukcijskih risb 30
5.2 Izdelava ohišja stikalnega bloka 30
5.3 Korozijska zaščita ohišja stikalnega bloka 30
5.3.1 Kemijsko čiščenje površine 31
5.3.2 Demi spiranje 31
VII
5.3.3 Sušenje obdelovanca 31
5.3.4 Fosfatiranje površine 32
5.3.5 Nanos prašne barve 32
5.3.6 Polimerizacija 32
5.4 Namestitev elementov 33
5.5 Kosovnica stikalnega bloka NN-500 35
6 IZJAVA O SKLADNOSTI IN OZNAKA CE 37
6.1 Splošno 37
6.2 Postopek do CE 37
6.2.1 Poznavanje proizvoda 37
6.2.2 Tehnična mapa 38
6.2.3 Izjava o skladnosti 38
6.2.4 Označitev proizvoda in spremna literatura 39
6.2.5 Navodila za montažo in uporabo 39
7 ICEM – TC (INFRASTRUKTURNI CENTER ZA ENERGETSKE
MERITVE - TEHNOLOŠKI CENTER) 46
7.1 Splošno 46
7.2 Dejavnosti 46
7.2.1 Meritve 46
7.2.2 Preskusi 47
7.2.3 Raziskave in razvoj 48
8 TIPSKO PRESKUŠANJE STIKALNEGA BLOKA NN-500 49
8.1 Načini preskušanja 49
8.2 Zahteve za tipsko preskušene NN-stikalne bloke 50
9 REZULTATI PRESKUŠANJ 53
9.1 Kontrola mej segrevanja 53
9.2 Preskušanje dielektričnih lastnosti 57
9.3 Kontrola kratkostične trdnosti 61
9.4 Kontrola neprekinjenosti tokokroga zaščitnega vodnika 64
9.5 Kontrola izolacijskih razdalj in plazilnih poti 66
9.6 Kontrola mehanskega delovanja 67
9.7 Kontrola stopnje mehanske zaščite 67
VIII
10 NOVI STANDARD SIST EN 61439-1:2010 70
11 SKLEP 75
12 LITERATURA 76
13 PRILOGE 78
IX
SEZNAM SLIK
Slika 2.1: Elektro Unimont, d. d.
Slika 4.1: Shema omrežja za izračun kratkostičnih tokov
Slika 4.2: Varovalčni letvi ARROW LINE
Slika 4.3: Avtomatska gasilna naprava Bonpet
Slika 4.4: Tlak v odvisnosti od temperature in učinek delovanja glede na razdaljo
Slika 4.5: Kemijske reakcije
Slika 5.1: Princip prašnega nanosa barve
Slika 5.2: Stikalni blok NN-500
Slika 5.5: Princip prašnega nanosa barve
Slika 6.1: Znak CE
Slika 7.1: ICEM - TC
Slika 7.2: Tipsko preskušanje NN-500 v ICEM - TC
Slika 9.1: Lokacija merilnih točk pri kontroli mej segravanja
Slika 9.2: Lokacija merilnih točk pri preskušanju dielektričnih lastnosti
Slika 9.3: Nosilec zaščitnega okrova
Slika 9.4: Izvedba merilne proge pri preverjanju kratkostične trdnosti
Slika 9.5: Mesto kratkega stika
Slika 9.6: Potek kratkostičnega toka
Slika 9.7: Lokacija merilnih točk pri kontroli neprekinjenosti zaščitnega vodnika
X
SEZNAM PREGLEDNIC
Preglednica 4.1: Nazivni tokovi porabnikov in izbrane velikosti varovalnih elementov
Preglednica 4.2: Podatki ločilnega stikala LA 630
Preglednica 4.3: Podatki NV-varovalčnega ločilnika ARROW BLOC
Preglednica 4.4: Podatki NV-varovalčnih letev ARROW LINE
Preglednica 4.5: Podatki izolatorja P3/62
Preglednica 4.6: Podatki nadtokovnega releja TRB 14
Preglednica 9.1: Seznam merilnih mest pri kontroli mej segrevanja
Preglednica 9.2: Vrednost dopustnih in dejanskih segrevanj merilnih mest
Preglednica 9.3: Rezultati pri preskušanju dielektričnih lastnosti
Preglednica 9.4: Upornost med priključnimi točkami
SEZNAM GRAFOV
Graf 4.1: Izklopna karakteristika instalacijskega odklopnika ETIMAT, 10A
Graf 4.2: Karakteristika odrezanih tokov NV-varovalk
Graf 4.3: Izklopna karakteristika NV-varovalk
Graf 9.1: Prikaz naraščanja temperature stikalnega bloka
Graf 9.2: Prikaz segretkov stikalnega bloka
XI
SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC
NN - nizkonapetosten
KS - kratek stik
SN - srednja napetost
PZI - projekt za izvedbo
ICEM - TC - Infrastrukturni center za energetske meritve – tehnološki center
SIST - Slovenski inštitut za standardizacijo
EN - evropski standard
IEC - Mednarodna elektrotehniška komisija
ES - Evropska skupnost
EU - Evropska unija
PECA - Protokol k Pridružitvenemu sporazumu RS z EU
RAL - barvna lestvica
FCKW - fluorklorovodik
CMOS - komplementarni metal – oksidni polprevodnik
AC - izmenična napetost
EMC - elektromagnetna združljivost
UM - Elektro Unimont
ED - elektro delavnica
Ur. l. - Uradni list
RS - Republika Slovenija
PE - zaščitni vodnik
PEN - združena funkcija zaščitnega in nevtralnega vodnika
MP3 - preskusna proga kratkostične trdnosti
IP XY - stopnja mehanske zaščite
TTA - tipsko preskušanje stikalnega bloka
PTTA - delno tipsko preskušanje stikalnega bloka
UPS - rezervno akumulatorsko napajanje
XII
SEZNAM SIMBOLOV
A - presek zbiralk
am - efektivna razdalja med glavnimi vodniki
b - debelina zbiralke
c - napetostni faktor
cmax - napetostni faktor
f - frekvenca
fi - faktor istočasnosti
FdA, FdB - dinamična sila
Fiz - dopustna upogibna sila izolatorja
Fm3 - sila med glavnimi vodniki pri trifaznem kratkem stiku
hiz - višina izolatorja
hp - višina podloge med izolatorjem in zbiralko
I˝k - začetni simetrični kratkostični tok
I˝ks - začetni simetrični kratkostični tok na mestu kratkega stika
Ithe - temperaturno ekvivalenten kratkotrajni tok
Ithr - nazivni kratkostični zdržni tok stikalnega bloka
Idyn - nazivni temenski zdržni tok stikalnega bloka
In - nazivni tok
Ie - obratovalni tok
Ikp - preskusni kratkotrajni zdržni tok
Ie - obratovalni tok
Icw - nazivni kratkostični zdržni tok
Icm - nazivni temenski zdržni tok
iu - udarni tok kratkega stika
ius - udarni tok na mestu kratkega stika
iu3 - udarni kratkostični tok trifaznega kratkega stika
l - največja središčna razdalja med podpornikoma
m, n - numerična faktorja
PkrT - skupne izgube v navitjih pri nazivnem toku
q - faktor za različne vrste presekov
RQ - delovna komponenta impedance
XIII
RT - ohmska impedanca transformatorja
Rp0,2 - natezna trdnost pri dovoljenem raztezku 0,2 %
S˝kQ - kratkostična moč tujega omrežja
SrT - nazivna moč transformatorja
Sth - gostota temperaturno ekvivalentnega kratkotrajnega toka
Sthr - nazivna gostota kratkotrajnega zdržnega toka
Tk - čas trajanja kratkega stika
Tkr - nazivno trajanje kratkega stika (= 1 s)
Un - nazivna napetost omrežja
UNN - nazivna napetost na NN-strani transformatorja
USN - nazivna napetost na SN-strani transformatorja
UrTSN - nazivna napetost SN-strani transformatorja
UrTNN - nazivna napetost NN-strani transformatorja
ukr - kratkostična napetost transformatorja pri nazivnem toku v odstotkih
Ue - obratovalna napetost
Ui - nazivna napetost izolacije
Uimp - nazivna zdržna udarna napetost
U1,2/50 - napetost udarnega vala
Ukrm - nazivna krmilna napetost
Vσ - faktor, ki upošteva dinamične pojave
Vr - faktor, ki upošteva dinamične pojave
W - odpornostni moment glavnega vodnika
XQ - induktivna komponenta impedance
XT - reaktanca transformatorja
xT - relativna reaktanca transformatorja
ZQ - kratkostična impedanca tujega omrežja
Zq - kratkostična impedanca tujega omrežja preračunana na NN-stran
ZTK - kratkostična impedanca transformatorja z upoštevanjem korekcijskega faktorja
Zk - kratkostična impedanca na NN-strani transformatorja
Zkabel - impedanca kabla
Zks - kratkostična impedanca na mestu kratkega stika
Zth - trajni tok kratkega stika
α - faktor, odvisen od števila in tipa podpornih izolatorjev
XIV
β - faktor, odvisen od tipa in števila podpornih izolatorjev
Θb - temperatura ob nazivni 70-odstotni obremenitvi
Θc - najvišja priporočena temperatura med kratkim stikom
σm - upogibna napetost
χ - faktor, v katerem je upoštevano razmerje R/X
µ0 - 4π ⋅ 10-7 Vs/Am
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 1
1 UVOD
Država Slovenija je z vstopom v EU sprejela nove pravne osnove za boljšo in konkurenčnejšo
ponudbo različnih tehničnih proizvodov in varno uporabo le-teh pri vsakodnevni uporabi, in
sicer s podpisom tako imenovanega sporazuma PECA (protokola k Pridružitvenemu
sporazumu RS z EU). Gre za protokol o ugotavljanju skladnosti in sprejemljivosti
industrijskih izdelkov glede na enotno predpisane zahteve. Njegov namen je odprava
tehničnih ovir pri trgovanju med članicami EU. Dokončno se s takim sporazumom poenotijo
določila vseh tehničnih predpisov glede bistvenih zahtev za proizvode, glede označevanja
(tudi z znakom CE) in glede izvajanja postopkov o skladnosti proizvodov z zahtevami
predpisov.
Ena od dejavnosti podjetja Elektro Unimont, d. d., je tudi izdelava stikalnih blokov različnih
vrst. Zato smo si zadali nalogo, in sicer izdelati tipski stikalni blok in ga tipsko preskusiti. Ta
tipski preskus nam bo omogočal, da bomo za to vrsto stikalnih blokov izvedli proces
pridobitve izjave o skladnosti in označitve stikalnega bloka z znakom CE.
Cilj diplomske naloge je bil izdelava tipskega stikalnega bloka z imenom NN-500, ki bo
ustrezal vsem trenutno veljavnim predpisom in bo varen za uporabo. Stikalni blok bo označen
z znakom CE, priložena pa mu bo tudi izjava o skladnosti. Poleg enočrtne sheme bo imel
priložena navodila za montažo in uporabo. Izdelana bo zahtevana tehnična mapa z ustrezno
predpisano vsebino.
Najprej smo v podjetju določili vrsto, okvirni sestav, velikost in obliko NN-stikalnega bloka
NN-500. Izvedli smo načrtovanje, izbiro elementov in v tehnološkem centru ICEM - TC
izvedli tipsko preskušanje. Že v fazi načrtovanja smo začeli izdelovati tehnično mapo. Izdelali
smo tudi navodila za montažo in delovanje. Na koncu smo dodali še izjavo o skladnosti in
stikalni blok označili z znakom CE.
V drugem poglavju je predstavljeno podjetje Elektro Unimont, d. d. Ena od registriranih
dejavnosti podjetja je tudi izdelava stikalnih blokov različnih vrst in izvedb.
V tretjem poglavju je opisan pregled stanja na področju izdelave stikalnih blokov v podjetju.
V četrtem poglavju je predstavljeno načrtovanje NN-stikalnega bloka NN-500 z izračunom
kratkostičnih razmer na mestu vgradnje, dimenzioniranjem zbiralk in izbiro opreme.
V petem poglavju je predstavljen tipski stikalni blok NN-500 z izdelavo shem, izdelavo
kovinskega ohišja in montažo elementov. Posebej je prikazana tudi avtomatska gasilna
naprava Bonpet in korozijska zaščita stikalnega bloka s prašnim nanosom barve.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 2
Šesto poglavje opisuje postopek, ki je potreben za izdelavo izjave o skladnosti in vsebino
tehnične mape. Predstavljena so navodila za montažo in uporabo.
V sedmem poglavju je opisan tehnološki center ICEM - TC, v katerem smo izvedli tipsko
preskušanje stikalnega bloka NN-500. V osmem poglavju so opisani načini preskušanja in
zahteve za tipsko preskušanje.
V devetem poglavju so predstavljena poročila tipskega preskušanja. Le-ta vključujejo:
rezultate kontrole in meritev mej segrevanja, dielektričnih lastnosti, kratkostične trdnosti,
neprekinjenosti tokokroga zaščitnega vodnika, izolacijskih razdalj in plazilnih poti,
mehanskega delovanja in stopnje mehanske zaščite.
V desetem poglavju so predstavljene novosti in spremembe novega standarda SIST EN
61439-1:2010.
V zadnjem poglavju so predstavljene končne ugotovitve o uspešnosti doseganja zastavljenih
ciljev diplomske naloge. Opisani so problemi, ki so se pojavili zlasti pri preskušanju
dielektričnih lastnosti in tudi nadaljnje delo.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 3
2 PODJETJE ELEKTRO UNIMONT, D. D.
Podjetje Elektro Unimont, d. d. (slika 2.1), je bilo ustanovljeno leta 1964 kot servisna
delavnica s prvotnim imenom Elektro Radio, d. o. o. Sedaj je podjetje delniška družba. Z
rastjo in razvojem industrije, turizma in ostale infrastrukture se je Elektro Unimont usposobil
za proizvodnjo vseh vrst stikalnih blokov. Izvajamo tudi vsa elektroinštalacijska in
elektromontažna dela. S svojo opremo, mobilnostjo, znanjem in strokovno usposobljenostjo
sodelujemo pri novogradnjah, obnovitvenih in remontnih delih na raznih področjih. Zaposleni
v podjetju imamo bogate izkušnje v sodelovanju z raznimi tujimi in domačimi dobavitelji
tehnološke in električne opreme. V zvezi z dobavo stikalnih blokov sodelujemo s podjetji
širom po Sloveniji in tudi v tujini.
Slika 2.1: Elektro Unimont, d. d.
Glede na vrsto izdelujemo:
- prostostoječe,
- nadometne,
- podometne stikalne bloke.
Glede na namen uporabe:
- stikalne bloke za razdeljevanje, varovanje in merjenje električne energije,
- stikalne bloke za krmiljenje, vodenje in avtomatizacijo tehnoloških procesov,
- priključne in števčne stikalne bloke,
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 4
- stikalne bloke za avtomatsko kompenzacijo jalove električne energije,
- gradbene omarice,
- krmilne pulte,
- vtična gnezda,
- nizkonapetostne stikalne bloke v transformatorskih postajah,
- stikalne bloke in ohišja za ostale različne namene.
Glede na okolje uporabe:
- v notranjosti objektov,
- za postavitev na prostem in v vlažnih prostorih,
- v živilskopredelovalni industriji,
- za vgradnjo v različne stroje.
Izvajamo naslednja elektromontažna in remontna dela:
- elektroinštalacije jakega in šibkega toka,
- elektroinštalacije SN-transformatorskih postaj,
- elektroinštalacije generatorskega in UPS-rezervnega napajanja,
- elektroinštalacije protipožarnega in protivlomnega varovanja,
- elektroinštalacije video nadzora,
- elektroinštalacije računalniške periferije,
- montaža strelovodnih sistemov.
Sodelujemo pri novogradnjah in adaptacijah:
- stanovanjskih,
- športnih,
- industrijskih, trgovskih in skladiščnih objektih,
- hotelov,
- javne razsvetljave,
- bolnic,
- vlečnic in sedežnic,
- transformatorskih postaj,
- vodovodov, črpališč in čistilnih napravah ipd
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 5
3 PREGLED STANJA
V podjetju Elektro Unimont kljub izdelavi stikalnih blokov za različne namene uporabe še ni
bil opravljen tipski preskus za to vrsto stikalnih blokov. Izvedba tipskega preskusa bo namreč
potrdila mejo doseganja kakovosti, ustreznosti in varne uporabe stikalnih blokov. Hkrati bo
tudi osnova za izdelavo tehnične mape pri procesu uveljavitve izjave o skladnosti in CE-
označitvi izdelanega stikalnega bloka, kar zahteva prosti pretok blaga med državami
članicami Evropske skupnosti.
Kosovni preskusi po izdelavi stikalnega blokov so se izvajali, vendar je oblika poročila o
preskusu nepopolna, zato bomo izdelali novo obliko. Oblikovali bomo tudi nov izgled
nalepke s potrebnimi tehničnimi podatki in znakom CE, ki bo nalepljena na vsak stikalni blok.
Dosedanja navodila za montažo in uporabo so bila nepopolna, zato bomo le-ta izoblikovali in
se bodo v splošni novi obliki prilagala k vsaki odpremi stikalnega bloka. Prilagala se bodo
skupaj s shemo in poročilom o kosovnem preskusu, in sicer v žep za načrte na notranji strani
vrat stikalnega bloka.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 6
4 NAČRTOVANJE NN-STIKALNEGA BLOKA NN-500
4.1 Izračun kratkostičnih razmer na mestu vgradnje
Slika 4.1: Shema omrežja za izračun kratkostičnih tokov
Kratek stik na SN-strani
Pri dimenzioniranju zbiralk na kratek stik moramo upoštevati vpliv omrežja (slika 4.1),
izračun pa izvajamo v skladu z [1]. Upoštevamo kratkostično moč tujega omrežja S˝kQ = 250
MVA.
Izračunamo naslednja tokova okvar:
- začetni izmenični simetrični kratkostični tok I˝k (efektivna vrednost izmenične
simetrične komponente kratkostičnega toka v trenutku nastanka kratkega stika);
- udarni tok kratkega stika iu (največja možna temenska vrednost kratkostičnega
toka po nastanku kratkega stika).
Kratkostična impedanca tujega omrežja:
(4.1)
(4.2)
(4.3)
(4.4) Ω+=
Ω=⋅=⋅=
Ω=⋅=⋅=
Ω=⋅
⋅⋅=
⋅=
)751,1175,0(
175,0760,11,01,0
751,1760,1995,0995,0
760,110250
)1020(1,16
23
"
2
jZ
ZR
ZX
S
UcZ
Q
kQ
nQ
"kQS
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 7
Začetni simetrični izmenični kratkostični tok I˝kQ znaša:
(4.5)
Pri tem je:
c - napetostni faktor, dobljen v [1], preglednica 1.1,
Un - nazivna napetost omrežja,
RQ - delovna komponenta impedance,
XQ - induktivna komponenta impedance.
Udarni tok kratkega stika iu za (ne)zankasto omrežje:
(4.6)
(4.7)
Pri tem je:
χ – faktor, v katerem je upoštevano razmerje RQ/XQ.
Kratek stik na NN-strani:
Kratkostično impedanco s strani SN-omrežja in impedanco transformatorja preračunamo na
NN-stran.
Kratkostična impedanca SN-omrežja, preračunana na NN-stran:
(4.8)
(4.9)
Α⋅=⋅
⋅⋅=
⋅
⋅= 3
3" 1021,7
760,13
10201,1
3 Q
n
kQZ
UcI
Α⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅=
≈⋅+≈⋅+≈
⋅−⋅−
33"
751,1
175,033
108,17108,172746,12
746,198,002,198,002,1
kQu
X
R
Ii
ee Q
Q
χ
χ
Ω⋅+=
⋅
⋅+=
=
−3
2
3
32
10)0,77,0(
1020
104,0)751,1175,0(
jZ
jU
UZZ
q
SN
NNQq
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 8
Impedanca transformatorja, izračunana na NN-strani.
Podatki transformatorja, dobljeni iz [2]:
tip: 6HTI3 630, ETRA
SrT = 630 kVA
UrTSN = 21 kV
UrTNN = 0,42 kV
PkrT = 6,5 kW
ukr = 4 %
vezalna skupina: Dyn5
(4.8)
(4.10)
(4.11)
(4.12)
Pri tem je:
SrT - nazivna moč transformatorja,
PkrT - skupne izgube v navitjih pri nazivnem toku,
ukr - kratkostična napetost transformatorja pri nazivnem toku (v odstotkih),
ZT - impedanca transformatorja,
RT - ohmska impedanca transformatorja,
XT - reaktanca transformatorja,
UrTNN - nazivna napetost transformatorja.
( )
Ω⋅+=
Ω⋅=⋅−⋅=−=
Ω⋅=⋅
⋅⋅=
⋅=
Ω⋅=⋅⋅
⋅⋅=
⋅
⋅=
−
−−−
−
−
3
3232322
323
233
2
2
33
232
10)81,962,2(
1081,9)1062,2()106,10(
10,210630
)104,0(105,6
106,1010630100
)104,0(4
%100
jZ
RZX
S
UPR
S
UuZ
T
TTT
rT
rTNNkrTT
rT
nkrT
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 9
Α⋅=⋅⋅
⋅⋅=
⋅
⋅=
−
3
3
3" 1090,22
1059,103
104,005,1
3 k
nk
Z
UcI
Korekcijski faktor impedanc (dvo)navitih omrežnih transformatorjev KT:
(4.13)
(4.15)
(4.16)
Pri tem je:
xT - relativna reaktanca transformatorja,
ZTK - kratkostična impedanca transformatorja z upoštevanjem korekcijskega
faktorja,
cmax - napetostni faktor, dobljen v [1], preglednica 1.1.
Kratkostična impedanca na NN-strani z upoštevanim korekcijskim faktorjem transformatorja:
(4.17)
(4.18)
(4.19)
(4.20)
Začetni simetrični izmenični kratkostični tok I˝k na NN-strani znaša:
Korekcijski faktor impedanc (dvo)navitih omrežnih transformatorjev KT:
(4.21)
( )
Ω⋅+=⋅+⋅=⋅=
=⋅⋅+
⋅=+
⋅=
⋅=⋅
⋅⋅⋅=⋅=
−−
−
−−
33
3max
323
33
2
10)56,955,2(10)81,962,2(975,0
975,0106,386,01
05,195,0
6,0195,0
106,38104,0
106301081,9
jjZKZ
x
cK
U
SXx
TTTK
T
T
rTNN
rTTT
Ω⋅=
Ω⋅+=
⋅++⋅+=
+++=+=
−
−
−−
3
3
33
1059,10
10)26,1062,2(
10)56,90,7(10)55,27,0(
))()((
k
k
k
TqTqTKqk
Z
jZ
jZ
XXjRRZZZ
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 10
Ω⋅=⋅= −31084,912,02
164,0kabelZ
Α⋅=⋅⋅
⋅⋅=
⋅
⋅=
−
3
3
3" 1088,11
1043,203
104,005,1
3 ks
n
ksZ
UcI
Udarni tok kratkega stika iu na NN-strani znaša:
(4.22)
(4.23)
Pri tem je:
χ - faktor, v katerem je upoštevano razmerje Rk/Xk.
Kratek stik na mestu vgradnje NN-stikalnega bloka:
Ker je predvideno mesto vgradnje NN-stikalnega bloka oddaljeno od transformatorja 120 m,
moramo pri izračunih kratkostičnih razmer upoštevati še impedanco napajalnih kablov. Za
napajalni kabel je, glede na nazivni tok stikalnega bloka 500 A, izbran tip kabla iz [4], in sicer
2 x PP00-A 3x185/95 SM/RM 0,6/1kV, ki, položen na zraku na kabelski polici, prenaša tok
2x285 A. Impedanca kabla znaša Zkabel = 0.164 Ω /km.
Impedanca kabla ob upoštevanju dolžine kabelske trase in vzporednega napajanja je:
(4.24)
Kratkostična impedanca na mestu vgradnje stikalnega bloka:
(4.25)
Začetni simetrični izmenični kratkostični tok I˝ks na mestu vgradnje stikalnega bloka znaša:
(4.26)
Α⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅=
≈⋅+≈⋅+≈−
−
⋅
⋅⋅−⋅−
33"
1026,10
1062,233
1068,421039,20248,12
48,198,002,198,002,13
3
ku
X
R
Ii
ee k
k
χ
χ
Ω⋅=⋅+⋅=+= −−− 333 1043,201084,91059,10kabelkks ZZZ
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 11
Udarni tok kratkega stika ius na mestu vgradnje stikalnega bloka znaša:
(4.27)
4.2 Dimenzioniranje zbiralk stikalnega bloka NN-500
a) Izbira zbiralk
Zbiralke dimenzioniramo glede na nazivni tok naprave, ki je v našem primeru: In = 500 A in
je določen v poglavju 5.3.1. Glede na vrednost nazivnega toka in velikosti vijakov pri montaži
varovalčnega ločilnika in varovalčnih letev izberemo iz [3] bakren goli ploščati profil
dimenzije 40 x 10 mm, ki ga lahko obremenimo s tokom 715 A.
Trajni tok kratkega stika Ith.
Kratek stik je daleč od generatorja, zato za trifazni kratek stik velja:
(4.28)
(4.29)
Za udarni kratkostični tok trifaznega kratkega stika pa velja:
(4.30)
(4.31)
b) Kontrola zbiralk glede dinamične obremenitve
Za kontrolo izberemo najbolj neugoden odsek zbiralk z največjo razdaljo med podpornikoma
in hkrati z najmanjšo razdaljo med zbiralkami sosednjih faz.
Α⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅= 33" 1087,241088,11248,12 kus Ii χ
Α⋅=
=
3
"
1088,11th
ksth
I
II
Α⋅=
=
33
3
1087,24u
uus
i
ii
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 12
Sila med glavnimi vodniki pri trifaznem kratkem stiku Fm3:
(4.32)
Pri tem je:
l - največja središčna razdalja med podpornikoma,
am - efektivna razdalja med glavnimi vodniki,
µ0 - 4π ⋅ 10-7 Vs/Am,
iu3 - udarni kratkostični tok trifaznega kratkega stika.
Upogibna napetost σm:
(4.33)
(4.34)
Pri tem predstavlja:
Vσ, Vr - faktorja, ki upoštevata dinamične pojave iz [1], preglednica 4.2,
β - faktor, odvisen od tipa in števila podpornih izolatorjev [1], preglednica 4.2,
W - odpornostni moment glavnega vodnika.
Dovoljena obremenitev vodnikov glede na upogibno napetost σm:
σm ≤ q⋅ Rp0,2 (4.35)
66,69 N/mm2 ≤ 1,5 ⋅ 150 N/mm2
66,69 N/mm2 ≤ 225 N/mm2
Pri tem je:
q - faktor za različne vrste presekov [1], preglednica 4.4,
Rp0,2 - natezna trdnost pri dovoljenem raztezku 0,2 %
Ν=⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅=⋅⋅
⋅=⋅⋅⋅=
−
−−
57,601130
730)1087,24(103
1032
104
2
3
22
3
2373
23
723
723
03
m
m
u
m
u
m
um
F
a
li
a
li
a
liF
π
π
π
µ
23 mmN69,6667,26668
73057,60118,18,1
8=
⋅
⋅⋅⋅⋅=
⋅
⋅⋅⋅⋅=
W
lFVV m
rm βσ σ
222
mm67,26666
4010
6=
⋅=
⋅=
dbW
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 13
(za Cu ⇒ Rp0,2 = 150 N/mm2).
Iz računa je razvidno, da je upogibna obremenitev vodnikov pod dovoljeno vrednostjo.
Izračun dinamičnih sil FdA in FdB na podporne izolatorje oziroma vijake stalnih vodnikov s
pomočjo [1], preglednica 4.2:
(4.39)
(4.40)
FdA = VF ⋅ Vr ⋅ α ⋅ Fm3 = 2,7 ⋅ 0,5 ⋅ 601,57 = 812,11 N (4.41)
FdB = VF ⋅ Vr ⋅ β ⋅ Fm3 = 2,7 ⋅ 0,5 ⋅ 601,57 = 812,11 N (4.42)
α, β - faktor, odvisen od števila in tipa podpornih izolatorjev, iz [1], preglednica 4.3.
(4.43)
Pri tem je:
Fiz - dopustna upogibna sila izolatorja iz [5],
hiz - višina izolatorja,
hp - višina podloge med izolatorjem in zbiralko,
b - debelina zbiralke
FdA = FdB < Fx (4.44)
60,60 N < 8307,69 N.
0,18,0 2,0
≤⋅ p
m
R
σ
0,11508,0
69,66≤
⋅
7,20,1556,0 =⋅⇒≤ rF VV
Ν=
++
⋅=
++
⋅= 68,8307
2
10060
609000
2
bhh
hFF
piz
iz
izx
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 14
Iz računa je razvidno, da podporni izolator ustreza kontroli dinamične obremenitve.
c) Kontrola zbiralk glede termične obremenitve
Temperaturno ekvivalentni kratkotrajni tok Ithe:
(4.45)
n = 1; za distribucijska omrežja
Tk = 0,2 s ⇒ f ⋅ Tk =50 ⋅ 0,2 = 10 ⇒ m = 0,05 (4.46)
Pri tem predstavlja:
m, n - numerična faktorja,
Tk - čas trajanja kratkega stika.
Izračun povišanja temperature in nazivne gostote kratkotrajnega zdržnega toka za vodnike
Sthr:
Θb = 600
Θc = 2000 ⇒ Sthr = 138 A/mm2
Tk = 0,2 s
Tkr = 1 s
(4.47)
(4.48)
Α⋅=+⋅⋅=+= 33 1017,12105,01088,11" nmII ksthe
k
kr
thrthT
TSS ≤
2,0
1138≤thS
2A/mm6,308≤thS
2222AKTIdti kthe ⋅≤⋅=⋅∫
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 15
(4.49)
(4.50)
Pri tem je:
Sth - gostota temperaturno ekvivalentnega kratkotrajnega toka,
Sthr - nazivna gostota kratkotrajnega zdržnega toka,
Tkr - nazivno trajanje kratkega stika (= 1 s),
Θb - temperatura ob nazivni 70-odstotni obremenitvi [6], str. 588,
Θc - najvišja priporočena temperatura med kratkim stikom [1], preglednica 4.6,
A - presek zbiralk.
Iz rezultatov je razvidno, da zbiralke ustrezajo kontroli termične obremenitve.
4.3 Nazivni podatki stikalnega bloka
Nazivni tok stikalnega bloka določimo glede na nazivne tokove porabnikov, ki bodo
priključeni nanj. Preglednica 4.1 prikazuje nazivne toke porabnikov in velikosti varovalnih
elementov (talilne varovalke in instalacijski odklopniki) za varovanje le-teh. Varovalne
elemente izberemo eno standardno stopnjo višje, kot so nazivni tokovi porabnikov.
( ) 2223 4001382,01017,12 ⋅≤⋅⋅
sAsA2626 1030471062,25 ⋅≤⋅
1381138 =⋅== krthr TSK
24001040 mmA =⋅=
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 16
Preglednica 4.1: Nazivni tokovi porabnikov in izbrane velikost varovalnih elementov
Porabnik Nazivni tok (A)
Velikost varovalnega elementa (A)
Izvod 1 260 315 Izvod 2 140 160 Izvod 3 70 80 Izvod 4 42 50 Izvod 5 7 10 Izvod 6 11 16 Izvod 7 11 16 Izvod 8 6 10 Izvod 9 12 16 Izvod 10 12 16 Izvod 11 8 10 Izvod 12 4 6
Vsota nazivnih tokov vseh porabnikov znaša 567 A. Glede na vrsto porabnikov določimo
faktor istočasnosti (fi = 0,85), ki ga upoštevamo pri izračunu nazivnega toka stikalnega bloka.
(4.51)
Glede na izračunani nazivni tok stikalnega bloka 481,95 A (4.51), določimo nazivni tok
stikalnega bloka In= 500 A.
Glede na izračunani ekvivalentni kratkostični tok Ithe= 12,17 kA, izberemo nazivni
kratkotrajni zdržni tok stikalnega bloka Ithr= 12,5 kA.
Glede na izračunani udarni trifazni tok kratkega stika iu3= 24,87 kA, izberemo nazivni
temenski zdržni tok stikalnega bloka Idyn= 31.5 kA.
4.4 Izbira opreme
Stikalne aparate in naprave izberemo glede na nazivne tokove in pričakovane tokove okvar.
Nazivni toki so definirani s porabniki. Pričakovane tokove okvar pa smo dobili s pomočjo
izračunov, podanih v poglavju 4.1.
Elemente, izberemo tako, da so v skladu z ustreznimi standardi SIST EN. Ustrezati morajo
tako uporabi glede na zunanji izgled stikalnega bloka (zaprte izvedbe) kot tudi njegovi
Α=⋅= 95,48185,0567nI
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 17
nazivni napetosti, nazivnim tokovom, trajnosti, vklopni in izklopni zmogljivosti, kratkostični
trdnosti itd. Komponente, ki nimajo zadostne kratkostične trdnosti in/ali izklopne zmogljivosti
za obremenitve, nastale na mestu montaže, moramo zaščititi z aparati za tokovno omejitev,
npr. varovalkami. Pri izbiri zaščitnih aparatov za tokovno omejitev, in sicer za vgradnjo s
stikalnimi aparati, je potrebno upoštevati maksimalne dovoljene vrednosti, katere ugotovimo,
če upoštevamo tudi koordinacijo delovanja.
4.4.1 Ločilno stikalo LA 630
Pri izbiri stikala upoštevamo naslednje:
- Obratovalna napetost stikalnega bloka Ue= 400 V nikakor ne sme preseči nazivne
izolacijske napetosti ločilnega stikala Ui=1000V.
- Glede na določen nazivni tok stikalnega bloka In= 500 A in upoštevanju rezerve,
izberemo ločilno stikalo z nazivnim obratovalnim tokom Ie= 630 A.
- Glede na določen nazivni kratkostični tok stikalnega bloka Ithr= 12,5 kA, izberemo
ločilno stikalo z nazivnim kratkotrajnim zdržnim tokom Icw= 13 kA.
- Glede na določen nazivni temenski zdržni tok stikalnega bloka Idyn= 31,5 kA, izbrano
ločilno stikalo z nazivnim temenskim zdržnim tokom Icm= 45 kA ustreza.
- Vgradnja v ohišje (brez prezračevalnih naprav in s prisilnim hlajenjem) zahteva
korekcijo dopustnega obratovalnega toka, če ohišje ni zadosti veliko (vsaj 8-kratni
volumen stikala pri plastičnih ohišjih oziroma 5-kratni pri kovinskih). V našem
primeru je kovinsko ohišje stikalnega bloka več kot 5-krat večje od ločilnega stikala.
Preglednica 4.1: Podatki ločilnega stikala LA 630
Nazivna obratovalna napetost Ue [V] 690
Nazivni obratovalni tok Ie [A] 630
Nazivna izolacijska napetost Ui [V] 1000
Nazivna zdržna udarna napetost Uimp [kV] 12
Nazivni temenski zdržni tok Icm [kA] 45
Nazivni kratkotrajni zdržni tok Icw [kA] 13
Mehanska trajnost [št. operacij] 5000
Električna trajnost [št. operacij] 1000
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 18
Stikala proizvaja ISKRA MIS. Ohišje stikala je iz poliestra, ojačanega s steklenimi vlakni, ki
ima visoko električno in mehansko trdnost in je neobčutljiv za oblok (samogasljiv material).
Tokovodni deli so iz posrebrenega bakra, prav tako kontakti z dvojno prekinitvijo. Kontakti
se čistijo sami in imajo dodatne obločne kontakte za učinkovito gašenje obloka.
Stikalo ima neposreden čelni vrtljivi pogon s črno ali rdečo ročico; možnost blokiranja v
položaju IZKLOP s tremi obešankami. Uporabljena je podaljšana os pogona.
4.4.2 NV-varovalčni ločilnik ARROW BLOC
Proizvajalec je podjetje Schrack. Izberemo velikost 3, da vanj lahko vstavimo NV-varovalne
vložke z vrednostjo nazivnega toka stikalnega bloka In= 500 A. Varovalčni ločilnik izberemo
podobno na podlagi podatkov, kot pri ločilnem stikalu (poglavje 4.4.1). Izolirani deli so
izdelani iz plastike, ki prenese najvišje temperature, se ne lomi, ne gori in ne vsebuje
halogenov, silikonov, fosfatov in FCKW. Montira se na montažno ploščo. Dovodno in
odvodno priključno mesto je narejeno tako, da je možna direktna montaža zbiralk na stikalo.
Podatki NV-varovalčnega ločilnika so prikazani v preglednici 5.6.
Preglednica 4.3: Podatki NV-varovalčnega ločilnika ARROW BLOC
Nazivna obratovalna napetost Ue [V] 690
Nazivna izolacijska napetost Ui [V] 1000
Nazivna zdržna udarna napetost Uimp [kV] 12
Nazivni obratovalni tok Ie [A] 630
Nazivni temenski zdržni tok Icm [kA] 50
Nazivni kratkotrajni zdržni tok Icw [kA] 16
Stopnja mehanske zaščite IP 20
4.4.3 NV-varovalčna letev ARROW LINE
Varovalčno letev izberemo podobno na podlagi podatkov, kot pri ločilnem stikalu (poglavje
4.4.1). Proizvajalec je ponovno podjetje Schrack. Za izvod 1 izberemo velikost varovalčne
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 19
letve 3, v katero vstavimo NV-varovalne vložke z vrednostjo 315 A. Za izvod 2 izberemo
velikost varovalčne letve 2, v katero lahko vstavimo NV-varovalne vložke 160 A.
Slika 4.2: Varovalčni letvi ARROW LINE
Primerne so za sisteme zbiralk z medsebojno razdaljo 185 mm in širino vgradnje 100 mm. V
NN-stikalni blok lahko namestimo do 4 NV-varovalčne letve velikosti 2 ali 3. Mi smo
namestili eno varovalčno letev velikosti 2 in eno velikosti 3. Ker smo jih namestili manj, smo
prazen prostor (zaradi možnosti neposrednega dotika zbiralk, ki so v normalnem stanju pod
napetostjo) prekrili s prozornim zaščitnim okrovom, in sicer debeline 4 mm, ter upoštevali
oddaljenost od zbiralk, ki znaša minimalno 30 mm. Podatki NV-varovalčnih letev so
prikazani v preglednici 5.7.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 20
Preglednica 4.4: Podatki NV-varovalčnih letev ARROW LINE
4.4.4 Podstavek NV-talilnih vložkov PK00/3
Proizvajalec je Eti. Vstavljajo se lahko NV-talilni vložki vrednosti tokov do 160 A. V NV-
podstavek za izvod 3, vstavimo NV varovalne vložke z vrednostjo 80A, v izvod 4 pa vložke z
vrednostjo 50A. Ker niso zaščiteni pred neposrednim dotikom pred napetostjo, izdelamo in na
njih namestimo neprevodno zaščitno prozorno masko.
4.4.5 A-meter in V-meter FQ0307
Proizvajalec je ISKRA MIS. Izberemo merilnike z vrtljivim železom za merjenje enosmernih
in izmeničnih tokov ter napetosti tehničnih frekvenc 15-100 Hz. Merijo efektivne vrednosti,
in sicer neodvisno od oblike signala toka in/ali napetosti.
Razred točnosti je 1,5. Začetek skale je stisnjen, zato je možno razbiranje od cca. 15 %
merilnega dosega dalje. Glede na velikost nazivnega toka stikalnega bloka izberemo
številčnice A-metra s prikazom največje vrednosti toka, in sicer 500 A. Za V-meter izberemo
številčnico velikosti 500 V.
Za V-meter izberemo številčnico velikosti 500V. Lastna raba za ampermetre znaša 0,3 do 1,2
VA in za voltmetre 1,2 do 4 VA.
4.4.6 Podporni izolator P3/62
Proizvajalec TSN Maribor. Glede na mere zbiralk, izberemo izolator z oznako P3/62. Izdelan
je iz epoksidne smole in ima odlično izolacijsko, mehansko in termično lastnost ter veliko
Nazivna obratovalna napetost Ue [V] 690
Nazivna izolacijska napetost Ui [V] 1000
Nazivna zdržna udarna napetost Uimp [kV] 12
Nazivni obratovalni tok Ie [A] 630, 400
Nazivni temenski zdržni tok Icm [kA] 50
Nazivni kratkotrajni zdržni tok Icw [kA] 16
Stopnja mehanske zaščite IP 20
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 21
odpornost na množico različnih kemikalij. Odlikujejo se tudi po malih dimenzijah, zahtevnih
oblikah in dolgi življenjski dobi. Izolatorji iz epoksidne smole so oblikovani ter preizkušeni v
skladu s standardi SIST EN. Uporabljajo se za nošenje tračnih vodnikov in kot podporni
izolatorji za nizkonapetostne stikalne aparate.
Preglednica 4.5: Podatki izolatorja P3/62
Nazivna napetost Un [kV] 3,6
Dopustna natezna sila F [kN] 9
Plazilna pot [mm] 71
Masa [kg] 0,27
4.4.7 Časovni rele HTR 3.1 za preklop zvezda/trikot
Za preklop zvezda/trikot s kontaktorsko kombinacijo, izberemo časovni rele HTR 3.1,
proizvajalca SELTRON. Analogno-digitalni časovni rele HTR 03.1 (za preklop
zvezda/trikot) je primeren za uporabo v industriji, energetiki, strojegradnji in nasploh pri
avtomatizaciji elektromotornih pogonov. Uporabljamo ga za zagon trifaznih asinhronih
motorjev. Ob vklopu se najprej vključi obratovanje v zvezdi, čas trajanja le-tega je zvezno
nastavljiv v izbranem časovnem območju. Sledi pavza, ki traja 0.30 s +/- 10 %; nato se
vključi obratovanje v vezavi trikot.
Releji HTR 03.1 so izdelani v integrirani CMOS in tranzistorski tehniki, kar zagotavlja
zanesljivo delovanje in omogoča velik izbor časovnih območij ter nazivnih napetosti.
Odlikujejo se po veliki neobčutljivosti na zunanje motnje in tresljaje.
4.4.8 Kontaktorji KN
Proizvajalec je ISKRA MIS, d. d. Izberemo kontaktorje velikosti KN 16 z nazivnim tokom
16A in izmenično napetostjo tuljavice 230V. Uporabimo jih za vklop črpalke in izvedbo
kontaktorske kombinacije za avtomatski preklop zvezda/trikot.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 22
4.4.9 Impulzni rele IR 11
Proizvajalec je Schrack. Uporabimo ga za vklop in izklop razsvetljave. Nazivni tok releja je
10 A, tuljavica pa je narejena za izmenično napetost 230 V.
4.4.10 Nadtokovni rele TRB 14
Proizvajalec je ISKRA MIS, d. d. Nadtokovni rele predstavlja dobro zaščito motorja pred
preobremenitvijo. Pomožni kontakt izključi kontaktor v primeru preobremenitve motorja, s
tem pa tudi motor, ki ga kontaktor krmili. Na tak način ščiti motor pred okvaro pri
preobremenitvi, zavrtem rotorju ali v slučaju izpada faze. Podatki nadtokovnega releja so
prikazani na preglednici 5.3.
Nadtokovni releji so namenjeni namestitvi na montažno letev, lahko pa se pritrdijo z dvema
vijakoma. S posebnim spojnim modulom se lahko montirajo direktno na kontaktorje KN.
Preglednica 4.6: Podatki pretokovnega releja TRB 14
Glavni
tokokrog
Nazivna napetost izolacije Ui [V] 690
Nastavitev toka [A] 6,3-10
Lastna poraba [W] 4,5
Krmilni
tokokrog
Nazivna napetost izolacije Ui [V] 500
Nazivni termični tok Ith [A] 10
Zaščita pred kratkim stikom - maks. varovalka gL 10
4.4.11 Grebenasto stikalo 4G-10
Proizvajalec je Rade Končar. Ohišje grebenastega stikala je izdelano iz umetne mase na bazi
melamina, ki je zelo odporna snov proti plazečim tokovom in delovanju električnega obloka.
Stikalni element ima dva kontaktna para z dvojnim prekinjanjem. Nazivni tok znaša 10 A.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 23
4.4.12 Signalne svetilke in tipkala ELTEN
Za signalizacijo in vklope naprav izberemo signalne svetilke EL in tipkala ER proizvajalca
Elten, vse montiramo na vrata stikalnega bloka, in sicer v izvrtino premera 22 mm. Na
zunanjem delu znaša stopnja mehanske zaščite IP = 65, (znotraj) pri priključnih sponkah pa IP
= 20. Nazivni obratovalni tok Ie znaša 10 A. Nazivna napetost izolacije znaša Ui = 690 V.
Izdelujejo se v različnih barvah za signalizacijo in vklop obratovalnih stanj. Življenjska doba
tipkal znaša 3 x 106 vklopov.
4.4.13 Instalacijski odklopnik ETIMAT
Proizvajalec je Eti Izlake. Namenjeni so za zaščito električnih vodov v zgradbah (pred
nadtokovi) in za podobne namene.
Brezvijačno se montirajo na nosilec EN 50022, imajo pa tudi možnost plombiranja v aparat,
in sicer v vklopljenem in izklopljenem položaju. Nazivna kratkostična zmogljivost znaša 12,5
kA in instalacijski odklopniki ustrezajo. Vrednosti izbranih instalacijskih odklopnikov so
razvidne v enočrtni shemi (priloga). Izklopno karakteristiko instalacijskega odklopnika
(vrednosti 10 A) pa prikazuje graf 5.1.
Graf 4.1: Izklopna karakteristika instalacijskega odklopnika ETIMAT, 10A
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 24
4.4.14 Talilni vložki NV
Proizvaja jih Eti Izlake. Uporabljajo se kot najbolj zanesljiva in ekonomična zaščita kabelskih
in instalacijskih vodov pod manjšimi preobremenitvami in visokimi kratkostičnimi tokovi.
Prekinitvena zmogljivost znaša 120 kA. Montaža v podstavke je možna s pomočjo ročaja ali
varnostnega ročaja. Vrednosti odrezanih kratkostičnih tokov v naraščanju so prikazane v
grafu 5.2. Graf 5.3 prikazuje izklopno karakteristiko za različne vrednosti NV-varovalk.
Telo talilnega vložka je iz kvalitetnega steatita, zelo odpornega proti temperaturnim
preobremenitvam. Pokrova sta iz aluminija in sta odporna proti učinkom korozivne atmosfere.
V notranjem delu keramičnega telesa je nameščen bakreni talilni element, ki je točkasto
privarjen na posebno oblikovan notranji del kontaktnega noža. S pazljivim oblikovanjem tega
dela je doseženo, da se v toku montaže talilni element postavi točno v sredino notranjega
prostora. Preostanek notranjosti keramičnega telesa je zasut s kremenčevim peskom natančno
določene granulacije in sestave.
Graf 4.2: Karakteristika odrezanih tokov NV-varovalk
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 25
Slika 4.3: Izklopna karakteristika NV-varovalk
4.4.15 Tokovni transformator NNT 24
Proizvajalec je podjetje ŽELJKO iz Novega mesta. Glede na nazivni tok stikalnega bloka
izberemo tokovne transformatorje z razmerjem 500/5 A. Moč transformatorja je 10 VA,
razred 0,5.
4.4.16 Avtomatska gasilna naprava Bonpet
4.4.16.1 Namen uporabe
Gasilne ampule Bonpet (slika 4.3) so namenjene za samodejno gašenje začetnih požarov v
manjših zaprtih prostorih, kjer so potencialni izvori ognja, običajno električne naprave v
stalnem delovanju, ni pa zagotovljena stalna prisotnost ljudi.
Potrebne so na vseh mestih, kjer je otežen dostop ljudi, ali če bi odpiranje pospešilo razvoj
požara v prostoru.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 26
Slika 4.3: Avtomatska gasilna naprava Bonpet
4.4.16.2 Način samodejnega delovanja
Pri požaru v zaprtem prostoru se z naraščanjem temperature v prostoru segreva tudi gasilna
tekočina, ki se v stekleni ampuli razteza. Pri temperaturi gasilne tekočine ca. 85 °C ± 5 °C
raztezanje povzroči, da se steklo zdrobi in tekočina pade v prostor, kjer se prične endotermni
proces, ki povzroči odvzem energije ognju oziroma trenutno ohlajevanje v prostoru. Kot
stranski produkt endotermne reakcije pa se sprosti še manjša količina dušika in ogljikovega
dioksida, ki imata nalogo, da zapirata dostop kisika do goreče površine. Na površini gasilne
tekočine nerazpadle snovi tvorijo zaščitni film, ki preprečuje ponovni vžig.
V fazi delovanja (segrevanja) se pričnejo kemikalije razgrajevati. Povečan ekspanzijski tlak
zdrobi ampulo, ki vsebuje kemikalije, le-te pa se razpršijo po prostoru. Naraščanje tlaka in
območje razprševanja je razvidno iz spodnjih diagramov (slika 5.7).
Porazdelitev vsebine gasilnika po razpršitvi je prikazana in ovrednotena v spodnjem
diagramu. Gre za ovrednotenje na osnovi povprečij preizkusov v različnih okoliščinah.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 27
Slika 4.4: Tlak v odvisnosti od temperature in učinek delovanja glede na razdaljo
4.4.16.3 Gasilni učinek kemikalij
Bonpet gasilno tekočino sestavljajo snovi, ki se aktivirajo ob izbruhu ognja in povzročijo
močan ohlajevalni učinek, s čimer izrivajo kisik iz okolice goreče snovi, kar v trenutku pogasi
ogenj (sečnina, amonijev klorid, kalcinirana soda, natrijev silikat, amonijev sulfat, alunit). Ob
izbruhu ognja se pod vplivom sproščene toplote sprožijo naslednje kemijske reakcije (slika
5.8).
Ogljikov dioksid in amonijak (hladilni učinek, izrivanje zraka) se tvorita z razkrojem sečnine
in ob prisotnosti vode.
CO(NH2)2 + H20 => CO2 + 2NH3 (5.1)
NH3 + O2 => NOx + H2O (5.2)
Amonijak (hladilni učinek) in klorovodikova kislina nastajata tudi pri segrevanju amonijevega
klorida.
NH4Cl => NH3 + HCl (5.3)
NH3 + O2 => NOx + H2O (5.4)
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 28
Kalcinirana soda reagira s klorovodikovo kislino in tvori kuhinjsko sol, vodo in ogljikov
dioksid (izrivanje zraka).
Na2CO3 + 2HCl => 2NaCl + H2O + CO2 (5.5)
Kalcinirana soda reagira tudi z žveplovo kislino, in sicer v natrijev sulfat in ogljikovo kislino.
Ogljikova kislina razpada na vodo in ogljikov dioksid, kar povzroča hladilni učinek. Skupaj z
natrijevim sulfatom in vodo izriva zrak iz okolice gorečih površin.
Na2CO3 + H2SO4 =>Na2SO4 + H2CO3 (5.6)
H2CO3 => CO2 + H2O (5.7)
Slika 4.5: Kemijske reakcije
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 29
Iz slike 5.4 je razvidno, da se ob reakcijah med gašenjem iz raztopine sprostijo velike
količine plinov (amonijak, ogljikov dioksid) in trdnih snovi. Zaradi hladilnega učinka izparele
vode in sproščenih plinov, ki izrivajo v zrak z gorečih površin, se ogenj praktično v trenutku
pogasi. Ko natrijev sulfat reagira z alunitom, se tvori brezvodni aluminijev sulfat, ki ima
odlične razpršilne lastnosti. Ob reakciji nastali aluminijev sulfat tvori na goreči površini
izjemno tanko prevleko, ki preprečuje ponovni vžig.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 30
5 STIKALNI BLOK NN-500
5.1 Izdelava enočrtne sheme in konstrukcijskih risb
Po določitvi in izbiri vseh elementov stikalnega bloka z računalniškim programom Autocad
LT 2008 ter priročnikom [25] izdelamo enočrtno shemo stikalnega bloka (priloga 13.1). Na
podlagi enočrtne sheme izdelamo konstrukcijske risbe brez elementov in konstrukcijske risbe
z nameščenimi elementi (priloge 13.2, 13.3, 13.3, 13.4 in 13.5). Na koncu izdelamo še risbo
zunanjega izgleda stikalnega bloka (priloga 13.6).
5.2 Izdelava ohišja stikalnega bloka
Izdelava ohišja stikalnega bloka poteka s pomočjo konstrukcijskih risb, ki smo jih predhodno
izdelali. Za ohišje uporabimo pločevino debeline 2 mm, ki jo s stroji za obdelavo pločevine
razrežemo in ukrivimo. Sledi varjenje posameznih zakrivljenih delov iz pločevine in brušenje
zvarov. Izdelamo vse potrebne izvrtine in luknje za prehod zbiralk in vodnikov med
pregradami polj. Za montažo elementov izdelamo montažne plošče iz pocinkane pločevine,
debeline 3 mm. Na koncu s posebno napravo (za privarjenje vijakov na pločevino) privarimo
vijake za montažo pletenice, za ozemljitev vrat, vijake za namestitev montažnih plošč ipd.
Nato ohišje (pločevino) zaščitimo pred korozijo.
Ohišje korozijsko zaščitimo s postopkom elektrostatičnega suhega nanosa poliestrske barve.
5.3 Korozijska zaščita ohišja stikalnega bloka
Vsa ohišja stikalnih blokov, so korozijsko zaščitena s postopkom elektrostatičnega suhega
nanosa poliestrske barve v poljubnem RAL-odtenku (priloga 13.10). Poleg običajne grobe
strukture se ohišja lahko pobarvajo tudi s polgrobo ali gladko strukturo.
Prednosti elektrostatičnega prašnega barvanja:
- odlična antikorozivna zaščita,
- visok nivo mehanske trdnosti,
- dobra odpornost na kemikalije, temperaturo in vremenske pogoje,
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 31
- enakomernost nanosa,
- manjša poraba časa,
- manjša debelina nanosa,
- 90 % prašnih delcev se s filtriranjem ponovno uporabi.
Ekološke prednosti:
- zmanjšanje emisije hlapov organskih topil in trdnih delcev,
- zmanjšanje količine posebnih odpadkov,
- zmanjšanje količin odpadnih vod in emisij v odpadne vode,
- zmanjšanje nevarnostnega potenciala,
- izboljšanje delovnih pogojev za zaposlene.
5.3.1 Kemijsko čiščenje površine
Izvaja se v komori, kjer se pod tlakom 1,5 bara in temperaturi 60 °C površina obdelovancev
obdeluje z detergentom (1-odstotni koncentrat Duridine 3960W Henkel), ki odstrani vse
maščobe, olja, voske, prašne in druge madeže. Zatem se obdelovance nekajkrat spira z
navadno tekočo vodo.
5.3.2 Demi spiranje
Je spiranje z deminizirano vodo, to je očiščena voda (destilirana voda). Izvaja se ob koncu
pralnega postopka in je pomembno zaradi tega, da s površine odstranimo vse mineralne
katione, ki bi sicer lahko povzročili oksidacijo pod zaščitnimi premazi. Nečista voda teče v
čistilno napravo, kjer se očisti in odteče v kanalizacijo. Odpadni mulj, ki pri tem nastane, pa
se odpelje na deponijo.
5.3.3 Sušenje obdelovanca
Izvaja se v sušilniku, in sicer pri temperaturi 110 °C, kar je pomembno zato, da v žepih in
porah ni ostankov vlage, ki bi preprečevala kvaliteten nanos zaščitnih premaznih sredstev.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 32
5.3.4 Fosfatiranje površine
Izvaja se v avtomatski komori s kontrolirano koncentracijo fosfatnega sredstva, ki povzroči
tanek nanos Fe-fosfata, ki je izjemno pomemben pri dolgotrajni odpornosti obdelovancev
proti oksidaciji (rjavenju). Debelina nanosa znaša 12 µm.
5.3.5 Nanos prašne barve
Izvaja se v posebni lakirni kabini, in sicer z ročnim nanosom suhe poliestrske barve, običajno
v debelini 60 do 100 µm. Barve se nanašajo elektrostatsko. Obdelovanec je priklopljen na
pozitivni pol enosmerne napetosti. Pištola, s katero delavec praši prašne delce laka, pa je
priklopljena na negativni pol (slika 5.1). Pojavi se elektrostatično polje med prašnimi delci v
zraku in obdelovancem, zato se prašni delci sami primejo na obdelovanca. Enosmerna
napetost znaša 10-100 kV. Prašni delci, ki ostanejo v zraku, se vračajo v mešalno napravo. Pri
večjih obdelovalnih površinah se dosega 95-odstotna izkoriščenost prahu, kar zelo poveča
ekonomičnost postopka.
Slika 5.1: Princip prašnega nanosa barve
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 33
5.3.6 Polimerizacija (utrjevanje) poliestrske barve
Izvaja se avtomatsko v peči, in sicer pri temperaturah od 160 °C do 180 °C. Po ohladitvi, ki
traja 2 do 6 ur, dobimo kakovostno končno korozijsko zaščito pločevine.
Stikalni blok NN-500 smo elektrostatično pobarvali z RAL-odtenkom 7032 (priloga 13.10).
5.4 Namestitev elementov
Elemente namestimo v skladu s proizvajalčevimi navodili (položaj uporabe, razdalje glede na
električne obloke itd.), v skladu z ustreznimi standardi SIST EN in glede na konstrukcijske
risbe (priloga).
Elemente oziroma funkcijske enote, ki jih montiramo na istem nosilcu kot sponke za zunanje
vodnike, je namestimo tako, da so dostopni ob montaži, ožičenju, vzdrževanju in zamenjavi.
Opremo je v stikalnem bloku montiramo in ožičimo tako, da se ne zmanjša njeno pravilno
delovanje zaradi medsebojnega vpliva toplote, električnih oblokov, vibracij in energijskih
polj, ki nastanejo pri normalnem delovanju. Pri ohišjih, ki so konstruirana za namestitev
varovalk, posebno pozornost posvetimo toplotnim učinkom. Tip in nazivni tok uporabljenih
talilnih vložkov smo določili glede na nazivne tokove porabnikov (preglednica 4.1).
Minimalne izolacijske razdalje in plazilne poti se morajo obdržati v vseh položajih med
prehodom iz enega položaja v drugega.
Vse vgrajene elemente označimo z oznakami, kot je prikazano v enočrtni shemi. Kjer je
možen neposreden dotik delov pod napetostjo, namestimo izolacijske prozorne maske, ovire
in pregrade. Stikalni blok označimo z vsemi potrebnimi znaki in opozorili za nevarnost
električnega udara. Na zunanjost vrat namestimo ploščico z imenom stikalnega bloka in vrsto
ozemljitvenega sistema. V zgornji desni/levi kot, in sicer na notranjo stran vrat, pa namestimo
nalepko s tehničnimi podatki. Vse vgrajene elemente označimo z oznakami, kot je prikazano
v enočrtni shemi.
Stikalni blok NN-500 (slika 5.1) je sestavljen iz dovodnega in odvodnega polja. V dovodnem
polju se nahaja varovalčni ločilnik z NV-talilnimi varovalkami 500 A in glavno ločilno
stikalo nazivnega toka 630 A. Stikalo ima ročico za manipuliranje nameščeno v poglobljenem
delu vrat po globini. S tem je preprečena nenamerna manipulacija oziroma poškodba ročke, še
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 34
zlasti v primeru, če je stikalni blok nameščen na mestu, blizu prehoda osebja ali transporta z
raznimi viličarji. Na vratih so nameščeni trije ampermetri x/5A, ki preko tokovnih merilnih
transformatorjev 500/5A, merijo tok v posameznih fazah. Voltmeter s preklopko prikazuje
vse tri medfazne in fazne napetosti. Prisotnost vseh treh faznih napetosti prikazujejo signalne
svetilke. Pripravljeno je priključno mesto za priklop dovodnih kablov 2 x PP00-A 3x185/95
mm2. Potek dovodnih kablov je predviden iz tal, in sicer skozi odprto dno stikalnega bloka.
V odvodnem polju sta dva močnostna izvoda varovana s talilnimi varovalkami (315 in 160
A), nameščenimi v varovalčnih letvah. Tretji in četrti izvod sta varovana s talilnimi
varovalkami (80 in 50 A), nameščenimi v varovalnem PK-podnožju. Sledi izvod 5 za z
vklopom preko kontaktorja, varovan s talilno varovalko in bimetalnim relejem. Naslednji
izvod 6 predstavlja napajanje porabnika, kjer je potrebna kontaktorska kombinacija za
avtomatski preklop zvezda – trikot. Sledijo še ostali tokokrogi za vtičnico v stikalnem bloku,
rezervo in krmiljenje. Tudi na vratih odvodnega polja se nahajajo signalne svetilke, tipke in
stikala za signalizacijo, vklop in izklop posameznih tokokrogov. Močnostni izvodi so
predvideni s kabli, ki potekajo skozi odprto dno stikalnega bloka v tla. Šibkejši izvodi pa so
predvideni s kabli preko uvodnic, in sicer skozi vrhnji del odvodnega polja.
Sistem zaščite je TN-C-S. Kar pomeni, da je nevtralna in zaščitna funkcija združena v enem
vodniku, t. i. PEN-vodniku. Le-ta se v stikalnem bloku deli na PE- in N-vodnik, ki se zatem
ne sme več združiti.
Slika 5.2: Stikalni blok NN-500
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 35
5.3 Kosovnica stikalnega bloka NN-500
Nizkonapetostni stikalni blok NN-500 vsebuje sledečo opremo: - ločilno stikalo LA 630, Un = 400 V, In = 630 A, ročni pogon, tripolni, podaljšana os,
črna/rdeča ročica, »ISKRA MIS« (1 kos);
- tokovni merilni transformator NNT 24, 500/5 A, razred 0,5 10 VA, »ŽELJKO« (3 kosi);
- A-meter FQ 0307, 0-5 A, »ISKRA MIS« (3 kosi);
- V-meter FQ 0307, 0-500 V, »ISKRA MIS« (1 kos);
- V-metrska preklopka, 4G 10-66-U, In =10 A, vgradna, »RADE KONČAR« (1 kos);
- enopolno stikalo, 4G 10-90-U, In =10 A, vgradno, »RADE KONČAR« (1 kos);
- ploščati vodnik Cu 40 x 10 mm (30 kg);
- podporni izolator P3/62, »TSN« (22 kosov);
- svetilka EL, bela, »ELTEN« (3 kosi);
- svetilka EL, rdeča, »ELTEN« (2 kosa);
- svetilka EL, zelena, »ELTEN« (3 kosi);
- tipkalo ER, zelena, »ELTEN« (1 kos);
- tipkalo ER, rumena, »ELTEN« (1 kos);
- tipkalo ER, rdeča, »ELTEN« (1 kos);
- varovalčni ločilnik ARROW BLOC velikost 3, Un = 400 V, In = 630 A, montaža na ploščo,
»SCHRACK« (1 kos);
- varovalčna letev ARROW LINE velikost 3, Un = 400 V, In = 600 A, »SCHRACK« (1 kos);
- varovalčna letev ARROW LINE velikost 2, Un = 400 V, In = 400 A, »SCHRACK« (1 kos);
- časovni rele za preklop zvezda/trikot HTR 03.1, »SELTRON« (1 kos);
- impulzno stikalo, Un = 400 V, In = 16 A, »SCHRACK« (1 kos);
- tripolno varovalno podnožje PK 00/3, »ETI« (2 kos);
- NV-varovalke In = 500 A, »ETI« (3 kosi);
- NV-varovalke In = 315 A, »ETI« (3 kosi);
- NV-varovalke In = 160 A, »ETI« (3 kosi);
- NV-varovalke In = 80 A, »ETI« (3 kosi);
- NV-varovalke In = 50 A, »ETI« (3 kosi);
- varovalni podstavek EZN 25, »ETI« (6 kosov);
- talilni vložek D2-gG, In = 10 A, »ETI« (3 kosi);
- talilni vložek D2-gG, In = 16 A, »ETI« (3 kosi);
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 36
- instalacijski odklopnik ETIMAT, C 10, 1-polni, »ETI« (3 kosi);
- instalacijski odklopnik ETIMAT, C 16, 1-polni, »ETI« (3 kosi);
- instalacijski odklopnik ETIMAT, C 6, 1-polni, »ETI« (1 kos);
- kontaktor KN 16, »ISKRA MIS« (4 kosi);
- nadtokovni rele TRB 14, »ISKRA MIS« (2 kosa);
- vtičnica 230V/16A (1 kos);
- tečaji (6 kosov);
- ključavnica, komplet (1 kos);
- uvodnica PG 36 (1 kos);
- uvodnica PG 29 (1 kos);
- uvodnica PG 16 (4 kosi);
- uvodnica PG 13.5 (1 kos);
- gumi uvodnica (6 kosov);
- vrstna sponka, 35 mm2 (3 kosi);
- vrstna sponka, 16 mm2 (3 kosi);
- vrstna sponka, 4 mm2 (13 kosov).
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 37
6 IZJAVA O SKLADNOSTI IN OZNAKA CE
6.1 Splošno
Protokol k pridružitvenemu sporazumu med Slovenijo in EU o ugotavljanju skladnosti in
prevzemanju industrijskih izdelkov (PECA), ki ga je Slovenija podpisala, je dokončno
poenotil določila vseh tehničnih predpisov, ki veljajo za določene izdelke, uredil pa je tudi
označevanje in način ugotavljanja skladnosti izdelkov z zahtevami predpisov. Protokol PECA
pomeni tudi pravno veljavnost oznake CE, ki zagotavlja, da izdelek ustreza varnostnim
predpisom.
Direktive v EU določajo le minimalno raven varnosti in zaščito javnega zdravja potrošnikov
ter okolja; podrobne tehnične zahteve pa določajo evropski standardi evropskih organov za
standardizacijo. Direktive zahtevajo, da proizvajalci svoje izdelke označujejo z oznako CE, s
čimer izjavljajo, da so izdelki skladni z vsemi zahtevanimi predpisi.
Proizvajalci izdelkov morajo najprej ugotoviti, ali izdelek spada v katero od direktiv, ki
zahteva znak CE, nato pa, katere zahteve mora pri razvijanju in proizvajanju upoštevati.
Izdelati morajo tehnično mapo, ki služi kot dokazno gradivo o razvoju in proizvodnji izdelka,
definiciji izdelka, njegovi pravilni uporabi, predvsem pa o izvedenih postopkih analize in
preprečevanja nevarnosti proizvoda za uporabnika. Nadalje morajo proizvajalci izbrati
postopke preverjanja skladnosti s strani priglašenih organov ter izdati izjavo o skladnosti kot
tudi listino o materialni odgovornosti za skladnost z zahtevami iz predpisov. Na koncu je
potrebno izdelek še označiti z znakom CE in mu priložiti predpisane spremne listine.
6.2 Postopek pridobitve CE
6.2.1 Poznavanje proizvoda
Poznavanje proizvoda je za proizvajalca bistvenega pomena. Le tisti, ki dobro pozna namen
in izvedbo izdelka, lahko opredeli nevarnosti, ki se pojavljajo ob njegovi uporabi. Tako lahko
že ob zasnovi upošteva vse zahteve vseh smernic, ki se na končni izdelek nanašajo in se
izogne morebitnim kasnejšim popravkom konstrukcije. Ugotoviti je potrebno, kateri tehnični
predpisi zadevajo izdelek. Proučiti je potrebno varnostne zahteve vseh relevantnih predpisov
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 38
ter ugotoviti, ali izdelek izpolnjuje vsa navedena določila. Izpolnjevanje najbolj enostavno
dokazujemo z upoštevanjem (in navedbo) harmoniziranih standardov SIST EN.
6.2.2 Tehnična mapa
Sestavimo tehnično mapo v okviru tehnične dokumentacije za izdelek. Njeno vsebino
določajo posamezni tehnični predpisi. Vse smernice imajo zahtevo, da je potrebno CE-
označevanje podpreti s tehnično dokumentacijo. Kaj le-ta obvezno obsega (tehnična mapa),
opredeljuje vsaka direktiva posebej. Povzamemo torej lahko, da vsebuje:
- splošni opis izdelka (tudi tipske oznake, tovarniške oznake, ime …),
- konceptualno zasnovo in proizvodne risbe, diagrame, tehnične specifikacije ter
opise in razlage risb,
- navedbe direktiv, ki so bile upoštevane in jim izdelek ustreza,
- rezultate opravljenih izračunavanj, preračunov,
- izdelavo ocene tveganja in varnostnih ukrepov za montažo in uporabo,
- poročila o preskusih, ki potrjujejo skladnost z ustreznimi direktivami,
- podrobnosti o postopkih presoje, kakovosti in kontrole proizvodnje,
- informacije o spremembah, narejenih v proizvodnji.
Pripadajoča tehnična mapa o izdelku mora biti dosegljiva v EU in v razumnem roku na voljo
pristojnim državnim nadzornim organom, da lahko presodijo o skladnosti izdelka z zahtevami
veljavnih predpisov. Mapa mora biti hranjena najmanj še deset let po izdelavi zadnjega
izdelka, na katerega se nanaša.
6.2.3 Izjava o skladnosti
Ta dokument je izjava (priloga 13.9), da proizvod ustreza vsem zahtevam vseh ustreznih
smernic. Načeloma mora vsebovati:
- ime in naslov proizvajalca ali pooblaščenega predstavnika,
- opis izdelka,
- smernice, na katere se skladnost nanaša,
- uporabljene harmonizirane standarde,
- na podlagi česa je izjava izdana,
- postopke ugotavljanja skladnosti,
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN
- pridobljene listine v postopku skladnosti,
- nadzorne postopke,
- podatke o podpisniku,
- podpis, datum in žig.
Vsaka direktiva posebej pa podrobneje opredeljuje vsebino izjave, seveda je za manj zahtevne
izdelke vsebina enostavnejša. Vedno je izjava o skladnosti sestavni del tehni
biti vedno (takoj) na razpolago nadzornim organom.
6.2.4 Označitev izdelka in spremna literatura
Izdelek označimo s CE-znakom skladnosti
označeni in opremljeni z ustrezno dokumentacijo, kar je zahteva posameznih direktiv.
K spremni literaturi spadajo navodila za vgradnjo in uporabo.
navodila, in sicer navodila za programiranje in vse podrobnosti o
proizvod, kje ga lahko uporablja
Monterju dajejo tudi vse potrebne informacije o varnem ravnanju, montaži, sestavi,
ipd.
6.2.5 Navodila za montažo in uporabo stikalnega bloka NN
Navodila vsebujejo naslednje elemente
- opis naprave, tehnični podatki, namen uporabe
- varnostne informacije
rtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500
pridobljene listine v postopku skladnosti,
o podpisniku,
podrobneje opredeljuje vsebino izjave, seveda je za manj zahtevne
izdelke vsebina enostavnejša. Vedno je izjava o skladnosti sestavni del tehnične mape in mora
(takoj) na razpolago nadzornim organom.
itev izdelka in spremna literatura
znakom skladnosti (slika 6.1). Proizvodi morajo biti pravilno
eni in opremljeni z ustrezno dokumentacijo, kar je zahteva posameznih direktiv.
Slika 6.1: Znak CE
K spremni literaturi spadajo navodila za vgradnjo in uporabo. To so splošna varnostna
navodila za programiranje in vse podrobnosti o tem, kako uporabljati
uporabljamo in kje ne, navodila za vzdrževanje, hranjenje
dajejo tudi vse potrebne informacije o varnem ravnanju, montaži, sestavi,
Navodila za montažo in uporabo stikalnega bloka NN-500
elemente:
čni podatki, namen uporabe,
varnostne informacije in opozorila,
39
podrobneje opredeljuje vsebino izjave, seveda je za manj zahtevne
čne mape in mora
. Proizvodi morajo biti pravilno
eni in opremljeni z ustrezno dokumentacijo, kar je zahteva posameznih direktiv.
o splošna varnostna
tem, kako uporabljati
odila za vzdrževanje, hranjenje ipd.
dajejo tudi vse potrebne informacije o varnem ravnanju, montaži, sestavi, zagonih
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 40
- navodila za montažo, priklop in uporabo,
- navodila za vzdrževanje in servisiranje,
- navodila za transport in skladiščenje,
- navodila za odstranitev iz uporabe,
- seznam rezervnih delov,
- izvršeni preskusi in rezultati meritev,
- obveznosti proizvajalca - garancijski pogoji.
6.2.5.1 Opis naprave, tehnični podatki in namen uporabe
Nizkonapetostni stikalni blok NN-500
a) Uporaba
- krmiljenje, varovanje in signalizacija delovanja naprav,
- stikalni blok se lahko uporablja le za namen, za katerega je bil izdelan,
- stikalni blok ni namenjen uporabi v potencialno eksplozivnih atmosferah (EX-
okoljih).
Stikalni bloki so namenjeni za krmiljenje različnih naprav, uporabnikov, krmiljenje strojev,
uporabljajo pa se tudi za varovanje podstikalnih blokov in njihovih tokokrogov.
Stikalni blok vsebuje raznovrstno električno opremo, ki je nameščena v njegovi notranjosti in
je zaščitena pred zunanjimi vplivi. Stikalni blok je zaščiten pred vdorom vode ali prahu v
notranjost, dostopom do delov pod napetostjo, stikom z deli, ki so pod napetostjo in
preprečujejo neposredni stik z gibljivimi deli in deli pod napetostjo. Namenjen je za notranjo
uporabo.
Največja dovoljena obremenitev znotraj ohišja znaša 100-500 kg ter 10 kg na vratih.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 41
b) Obratovalni (okoljski) pogoji
Najvišja temperatura okolice (pri normalni uporabi stikalnega bloka) je za notranjo montažo
+40 °C, povprečje temperatur v času 24 ur pa ne sme presegati +35 °C. Najnižja dovoljena
temperatura okolice je –5 °C.
Za stikalne bloke (notranje lokacije) je lahko relativna vlažnost za določen čas 100-odstotna,
in sicer pri maksimalni temperaturi okolice +25 °C.
Nadmorska višina mesta montaže ne sme presegati 2000 m. Za električno opremo, ki se
uporablja nad 1000 m, je potrebno upoštevati zmanjšanje dielektrične trdnosti in pogoje
zračnega hlajenja.
c) Tehnični podatki
Podatki so razvidni z napisne tablice, ki je nalepljena na vidnem mestu na stikalnem bloku.
6.2.5.2 Varnostne informacije, opozorila
Stikalni blok pri pravilnem priklopu in ravnanju v skladu z navodili za uporabo ni nevaren;
električni deli, ki se nahajajo v njem, so zaščiteni pred dostopom vode ali prahu v notranjost,
pred dostopom do delov pod napetostjo oziroma kontaktom z deli pod napetostjo. Varnostna
navodila so naslednja:
!
ELEKTRIČNI PRIKLOP MORA IZVRŠITI ZA TO USPOSOBLJENA OSEBA!
!
PRED MONTAŽO IN VSAKIM POSEGOM V NOTRANJOST STIKALNEGA BLOKA OBVEZNO PREBERITE NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO!
!
ZA KAKRŠNEKOLI POŠKODBE, KI IZHAJAJO IZ NEPRAVILNE UPORABE, PREVZEMA VSO ODGOVORNOST UPORABNIK!
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 42
6.2.5.3 Navodila za montažo, priklop in delovanje (uporabo)
- Prostostoječi stikalni blok se montira oziroma privijači na ravno in trdno podlago.
- Stikalni blok ima ozemljitveno sponko za priklop na ozemljitveni sistem.
- Pred vsakim priklopom na omrežno napetost je potrebno stikalni blok ozemljiti z
vodnikom P/F ustreznega prereza!
- Po priključitvi stikalnega bloka na omrežno napetost je potrebno preveriti pravilnost
napetosti na sponkah!
- Tečaje na vratih stikalnega bloka je potrebno po potrebi oziroma najmanj enkrat letno
namazati z mastjo!
- Po potrebi oziroma najmanj enkrat letno je potrebno stikalni blok (v breznapetostnem
stanju) posesati in očistiti stekla na elementih (prikazovalnikih) na vratih (če obstajajo)!
!
PO MONTAŽI OZIROMA PRIKLOPU JE PREPOVEDANO ODLAGANJE KAKRŠNIHKOLI PREDMETOV V/NA STIKALNI BLOK!
!
PRIKLJUČITEV JE POTREBNO IZVRŠITI V BREZNAPETOSTNEM STANJU!
!
V PRIMERU IZKLOPA V SILI IN VZDRŽEVANJA MORA BITI OMOGOČEN PROST DOSTOP DO STIKALNEGA BLOKA!
!
PRI POSEGU V OPREMO JE POTREBNO UPOŠTEVATI, DA STATIČNA PRAZNJENJA LAHKO POŠKODUJEJO ELEKTRONSKE KOMPONENTE!
!
KLJUČE VRAT STIKALNEGA BLOKA LAHKO IMA IN JIH UPORABLJA LE STROKOVNO USPOSOBLJENA IN POOBLAŠČENA OSEBA!
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 43
OPOZORILO!
Pri vgradnji stikalnega bloka je potrebno paziti na pravokotnost (ravna linija) oziroma na to, da ne
prihaja do mehanskih poškodb in nepravilnih obremenitev (zvijanje).
Navodila za prvi zagon/obratovanje obsegajo:
• funkcijski test,
• parametriranje, nastavitev ustreznih parametrov zaščitnih naprav,
• zagon po korakih (vklop glavnega stikala, vklop naprave s tipkami),
• šolanje upravljalcev.
Priklop stikalnega bloka izvede za to usposobljena oseba v skladu s predpisi. Po priklopu in
montaži sestavnih delov se opravijo kontrolne meritve priključenih elementov in porabnikov,
ki zagotovijo varno in pravilno delovanje.
ZAŠČITA PRED ELEKTRIČNIM UDAROM
Zaščita pred električnim udarom je izvedena z zaščito pred neposrednim dotikom in zaščito
pred posrednim dotikom s samodejnim izklopom napajanja v TN-sistemu napajanja.
Krmilni tokokrog je napajan z uporabo ločilnega transformatorja in male napetosti oziroma
kako drugače. Vsi prevodni deli so med seboj povezani z zaščitnim vodnikom. Zaščitni
vodnik je povezan z zaščitno ozemljitvijo. Za zaščito pred kratkim stikom in preobremenitvijo
so v stikalnih blokih in stikalnih ter krmilnih omaricah nameščeni odklopniki in varovalke.
Oprema za gašenje
V primeru požara priporočamo uporabo gasilnih aparatov s CO2 oziroma izvedbo ustreznih
ukrepov ter uporabo opreme in zaščite v skladu z veljavnimi požarno-varstvenimi predpisi.
6.2.5.4 Navodila za vzdrževanje in servisiranje
• Vzdrževalci morajo imeti ustrezno izobrazbo;
• izvajajo se rutinski pregledi ter vsi pregledi, ki so zahtevani v tehničnih predpisih in
določeni v navodilih za uporabo;
• o vseh posegih se mora voditi ustrezna evidenca;
• dela lahko izvaja le ustrezno usposobljena in pooblaščena oseba;
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 44
• pred pričetkom del je potrebno izklopiti glavno stikalo in ga mehansko blokirati z
obešenko (če obstaja) ter stikalni blok označiti z ustrezno opozorilno tablo;
• vsa servisna dela se izvajajo v skladu s priloženo vezalno shemo in originalnimi
rezervnimi deli;
• potrebno je tudi vodenje evidence.
Odpravljanje napak v garancijskem roku izvršuje proizvajalec, vzdrževanje in servisiranje izven
garancijskega roka pa se izvaja po dogovoru z naročnikom. Stikalne bloke je potrebno občasno
očistiti, pregledati zapiralni mehanizem in tečaje, le-te pa po potrebi tudi zamenjati.
Načrti, potrebni za prvi zagon in vzdrževanje
• Glej priloženo projektno dokumentacijo.
6.2.5.5 Navodila za transport in skladiščenje
• Stikalni bloki so pakirani tako, da so zavarovani pred vplivi temperaturnih razlik,
vlažnosti in so zaščiteni pred mehanskimi poškodbami, ki bi lahko nastale med
transportom.
• Vgraditi se morajo v kratkem časovnem obdobju. (Predvidoma v največ mesecu dni
po prevzemu pri dobavitelju!) V primeru, da stikalni blok ni vgrajen v tem času, ga je
potrebno skladiščiti v suhem in zračnem prostoru, in sicer pri sobni temperaturi in v
pokončnem položaju.
• Stikalni blok se lahko prestavlja ročno, z viličarjem ali dvigalom! Pred izvedbo
transporta je potrebno stikalni blok ustrezno zaščititi!
• Zavit je v folijo in po potrebi zaščiten pred mehanskimi poškodbami. Transportira se v
pokončnem položaju, na hrbtu ali na stranici. Po potrebi je nameščen tudi na palete.
• Dimenzije so običajno standardne, po potrebi pa lahko tudi odstopajo od določenih
mer (glede na zahteve naročnikov).
• Dovoljena temperatura pri transportu in skladiščenju je med –25 °C in +55 °C, pri
čemer je za kratka časovna obdobja, ki ne presegajo 24 ur, dovoljena tudi do +70 °C.
OPOZORILO!
Stikalnega bloka ne smemo polagati na površine, kjer so vrata in morebitna oprema na njih.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 45
6.2.5.6 Odstranitev iz uporabe
Življenjska doba za stikalni blok je odvisna od vgradnje, načina uporabe in delovnih pogojev,
pri čemer je potrebno upoštevati življenjsko dobo sestavnih delov in redno izvajati vsa potrebna
vzdrževalna dela. Datum proizvodnje je odtisnjen na napisni tablici. Po poteku življenjske dobe
je potrebno stikalni blok odstraniti iz uporabe. Odslužene stikalne in krmilne omare oziroma
stikalne bloke se odvrže na deponijo za industrijske odpadke v skladu z veljavnimi
okoljevarstvenimi predpisi in zakonodajo.
6.2.5.7 Kosovnice, seznam rezervnih delov
Kosovnica oziroma seznam rezervnih in nadomestnih delov se običajno nahaja v projektu.
6.2.5.8 Izvršeni preskusi, rezultati meritev
Na stikalnem bloku so bili opravljeni vsi potrebni preskusi, zahtevani po veljavnih standardih,
navedenih na izjavi o skladnosti. Zapis o preskušanju oziroma opravljenih meritvah se nahaja
v prilogi.
6.2.5.9 Obveznosti proizvajalca – garancijski pogoji
Garancijski pogoji so določeni v okviru projekta. Garancijska doba je navedena na garancijskem
listu in velja običajno eno leto (od primopredaje oziroma od začetka uporabe), na vgrajene
elemente pa kolikor časa jo daje proizvajalec teh delov.
V času garancije bo proizvajalec odpravil okvare, katere niso nastale zaradi višje sile ali
nepravilnega posega oziroma nepravilne uporabe.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 46
7 ICEM – TC (INFRASTRUKTURNI CENTER ZA ENERGETSKE
MERITVE - TEHNOLOŠKI CENTER)
7.1 Splošno
Infrastrukturni center za energetske meritve - tehnološki center, ali krajše ICEM – TC (slika
7.1), spada med napetostne in močnostne preskusne laboratorije. Organiziran je v sklopu
Laboratorija za energetiko Fakultete za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Maribor.
Gostuje v prostorih bivše transformatorske postaje Dravskih elektrarn. Lokacija laboratorija je
električno idealna, saj je v neposredni bližini hidroelektrarna Mariborski otok in le nekaj sto
metrov oddaljena razdelilno transformatorska postaja Pekre z izjemno veliko kratkostično
močjo, ki omogoča potrebne preskusne kratkostične tokove.
Slika 7.1: ICEM - TC
7.2 Dejavnosti
Dejavnost zavoda obsega aplikativno, raziskovalno, razvojno, svetovalno, izobraževalno,
informacijsko, dokumentacijsko, publikacijsko, promocijsko delo, testiranje in merjenje na
področjih v energetiki, telekomunikacijah, merilni in stikalni tehniki.
7.2.1 Meritve
Meritve obsegajo:
- meritve kakovosti električne energije (flikerji, višje harmonske komponente,
obratovalni parametri omrežja);
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 47
- meritve delnih praznitev na izolacijskih elementih elektroenergetskega sistema nizkih,
srednjih in visokih napetosti;
- meritve ozemljitvenih naprav.
7.2.2 Preskusi
Vrste preskusov:
- razvojnoraziskovalni napetostni in močnostni preskusi na elementih
elektroenergetskega sistema nizke, srednje in visoke napetosti;
- izdajanje potrdil o skladnosti izdelkov s standardi za izdelke preskušene v ICEM - TC;
- izdajanje potrdil o skladnosti izdelkov s standardi za izdelke preskušene v drugih
laboratorijih, in sicer: nizkonapetostni, srednjenapetostni in visokonapetostni stikalni
aparati (ločilniki, ločilna stikala, odklopniki, kontaktorji …), izolatorji, skoznjiki,
varovalke, prenapetostni odvodniki in stikalne naprave;
- preskusi mehanske zdržljivosti elementov elektroenergetskega sistema;
- preverjanje mej toplotne zdržljivosti novih izdelkov in aparatov ter naprav v
obratovanju;
- ugotavljanje kakovosti izolacijskih elementov s preskusi delnih praznitev in drugo.
Podrobnejša opredelitev preskusov:
- preskusi (s kratkotrajnim zdržnim tokom (1 s), s temenskim zdržnim tokom do 30 kA)
aparatov in naprav nizke, srednje in visoke napetosti (slika 7.2);
- preskusi kratkostične vklopne in izklopne zmogljivosti do 50 kA pri cos ϕ od 0.1 do
0.9 in preskusnih napetostih do 600 V (za aparate nizke napetosti);
- enofazni in trifazni izmenični kratkostični preskusi do 50 kA preskusnih napetostih do
1000 V, z možnostjo stopenjske regulacije napetosti (za aparate nizke napetosti);
- kratkostični preskusi z enosmernim tokom do 25 kA pri preskusnih napetostih do 700
V (za aparate in naprave nizke napetosti);
- preskusi segrevanja (z nazivnim in povišanim tokom do 10000 A) za aparate in
naprave nizke, srednje in visoke napetosti;
- preskusi delnih praznitev izolacijskih materialov in izdelkov nazivnih napetosti do 24
kV;
- preskusi z enosmerno napetostjo do 150 kV;
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 48
- preskusi z izmenično preskusno napetostjo industrijske frekvence do 200 kV;
- preskusi z atmosfersko udarno napetostjo do 300 kV.
7.2.3 Raziskave in razvoj
Obsegajo:
- vodenje, izvajanje in sodelovanje pri razvojnoraziskovalnih projektih po zahtevah
industrije in drugih uporabnikov teh storitev,
- izvajanje raziskav in razvojnih nalog s področja elektroenergetskih naprav,
- izvajanje dopolnilnega izobraževanja zainteresiranim z zgoraj navedenih področij,
- izvajanje pedagoškega procesa ter vključevanje študentov v razvoj in raziskave,
- izdajanje strokovnih ocen o uporabnosti izdelkov s področja močnostne elektrotehnike
in možnosti vgradnje v slovenski elektroenergetski sistem,
- opravljanje AUDITA (ocenitev ustreznosti dobavitelja in proizvajalca glede tehnične
dokumentacije, sledljivosti kontrole kvalitete, kakovosti izdelka) za izdelke in naprave
močnostne elektrotehnike.
Slika 7.2: Tipsko preskušanje NN-500 v ICEM - TC
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 49
8 TIPSKO PRESKUŠANJE STIKALNEGA BLOKA NN-500
8.1 Načini preskušanja
Preskušanja, s katerimi preverjamo karakteristike stikalnega bloka, so:
- kosovna,
- tipska.
Kosovni preskusi so namenjeni odkrivanju napak v materialih in pri izvedbi. Izvajamo jih na
vsakem novem stikalnem bloku, ko je le-ta gotov.
Kosovni preskusi zajemajo:
- pregled stikalnega bloka (vključno z ožičenjem) ter preskušanje električne
funkcionalnosti, če je to potrebno;
- dielektrično preskušanje;
- kontrolo zaščitnih ukrepov in električne neprekinjenosti tokokrogov zaščitnih
vodnikov.
Te kontrole lahko izvajamo v poljubnem zaporedju.
Tipska preskušanja so namenjena kontroli določenega tipa stikalnega bloka, in sicer v skladu
z zahtevami, določenimi s standardom. Potrebno jih je izvesti na vzorcu takšnega stikalnega
bloka ali na tistih njihovih delih, ki so izdelani na enakem ali podobnem konstrukcijskem
principu.
Tipski preskusi predvidevajo naslednje kontrole:
- kontrola mej segrevanja,
- preskušanje dielektričnih lastnosti,
- kontrola kratkostične trdnosti,
- kontrola neprekinjenosti tokokroga zaščitnega vodnika,
- kontrola izolacijskih razdalj in plazilnih poti,
- kontrola mehanskega delovanja,
- kontrola stopnje mehanske zaščite.
Kontrole izvajamo v poljubnem zaporedju na različnih vzorcih enakega tipa.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 50
8.2 Zahteve za tipsko preskušene NN-stikalne bloke
Standard SIST EN 60439-1 [20] določa definicije, obratovalne pogoje, pogoje za
konstrukcijo, tehnične karakteristike in preskušanja za NN-stikalne bloke.
Standard se nanaša na:
- nizkonapetostne stikalne bloke nazivne napetosti do 1000 V izmenične
napetosti, frekvence do 1000 Hz ali 1500 V enosmerne napetosti;
- stikalne bloke, ki vsebujejo krmilno in/ali energetsko opremo višjih frekvenc; v tem
primeru je potrebno uporabiti ustrezne dodatne zahteve;
- nepremične in premične stikalne bloke z okrovom ali brez njega;
- stikalne bloke, namenjene uporabi v zvezi s proizvodnjo, prenosom in pretvorbo električne
energije, namenjene za krmiljenje energetske opreme;
- stikalne bloke, izdelane za uporabo pod posebnimi obratovalnimi pogoji, na primer v
eksplozijskih prostorih, na ladjah, dvigalih, tirnih vozilih.
Standard se ne nanaša na posamične naprave in komponente, kot so varovalčna stikala,
elektronska oprema, motorski zaganjalniki itd., ki morajo biti izdelani in preskušeni v skladu
z ustreznimi standardi.
Standard označuje NN-stikalni blok kot enega ali več NN-stikalnih aparatov, povezanih s
krmilno, merilno, zaščitno in regulacijsko opremo, v celoti montirano na odgovornost
proizvajalca in z vsemi notranjimi električnimi in mehanskimi povezavami ter sestavnimi
deli.
Tipsko preskušen NN-stikalni blok je NN-stikalni blok, izdelan po osvojenem tipu ali sistemu
brez spremembe, ki bi vplivala na preoblikovanje karakteristik tipičnega stikalnega bloka,
preskušenega po tem standardu.
Vsak stikalni blok mora biti opremljen z eno ali več napisnimi ploščicami, zaznamovanimi na
trajen način in nameščenimi tako, da so vidne in čitljive tudi po montaži stikalnega bloka.
Na napisni ploščici morata biti navedena podatka:
- Elektro UNIMONT, d. d.,
- stikalni blok, tip NN-500.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 51
Podatki, ki jih navedemo v tehnično dokumentacijo in napisno tablico (priloga 13.7):
- tip stikalnega bloka: NN-500,
- standard SIST EN 60439-1,
- izmenična napetost f = 50 Hz,
- nazivna obratovalna napetost Ue = 400 V,
- nazivna napetost izolacije Ui = 690 V,
- nazivna zdržna udarna napetost Uimp = 9,6 kV,
- nazivni kratkotrajni zdržni tok Ithr = 12,5 kA
- nazivni temenski kratkostični tok Idyn = 31,5 kA
- nazivni tokovi; dovod: In = 500 A,
izvod 1: In = 315 A,
izvod 2: In = 160 A,
izvod 3: In = 80 A,
izvod 4: In = 50 A,
izvod 5: In = 10 A,
izvod 6: In = 16 A,
izvod 7: In = 16 A,
izvod 8: In = 10 A,
izvod 9: In = 16 A.
- stopnja mehanske zaščite: IP44,
- zaščita pred neposrednim dotikom,
- tip ozemljitvenega sistema: TN-C-S,
- mere: širina = 1500 mm,
višina = 2000 mm,
globina = 500 mm,
- masa: ~ 300 kg
- leto izdelave: 2009
Nazivna obratovalna napetost (Ue) stikalnega bloka je vrednost napetosti, ki v povezavi z
nazivnim tokom tega tokokroga določa njegovo uporabo. Za večfazne tokokroge je to
medfazna napetost.
Nazivna napetost izolacije (Ui) stikalnega bloka je vrednost napetosti, na katero se nanašajo
dielektrični preskusi, izolacijske razdalje in plazilne poti. Maksimalna nazivna obratovalna
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 52
napetost kateregakoli tokokroga stikalnega bloka ne sme prekoračiti njegove nazivne
napetosti izolacije.
Nazivna zdržna udarna napetost (Uimp) tokokroga stikalnega bloka je predpisana temenska
vrednost napetosti, do katere je tokokrog stikalnega bloka zmožen obratovati brez napake in
pod pogoji, ki jih določa preskus. Vrednost Uimp naj bo enaka ali višja, kot je nastavljena
vrednost prehodnih napetosti, ki se pojavijo v omrežju, kjer se stikalni blok nahaja.
Nazivni tok (In) je tok, ki ga mora prevajati stikalni blok, pri čemer segrevanje njegovih
posameznih delov ne sme prekoračiti mej segrevanja.
Stopnja mehanske zaščite, ki jo navedemo, se nanaša na celoten stikalni blok, če je montiran v
skladu z navodili proizvajalca, na primer tesnjenje odprte montažne površine stikalnega
bloka, če je to potrebno. Dosežena stopnja mehanske zaščite pred dotikom delov pod
napetostjo, pred vdiranjem trdih teles in tekočine se označi z oznako IP XX, in sicer po
standardu SIST EN 60529. Stikalni bloki za zunanjo montažo brez dodatne zaščite morajo
imeti drugo številčno karakteristiko najmanj 3.
Zaščita pred električnim udarom zahteva zagotovitev, da se zahtevani zaščitni ukrepi
izpolnijo, če je stikalni blok montiran v skladu z ustreznimi standardi. Zaščitni ukrepi, ki so
posebno pomembni za stikalni blok, upoštevaje specifične zahteve, so:
a) zaščita pred posrednim dotikom:
- zaščita z izolacijo delov pod napetostjo,
- zaščita s pregradami in okrovi,
- zaščita z ovirami;
b) zaščita pred posrednim dotikom, ki je izvedena z uporabo tokokrogov zaščitnih vodnikov.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 53
9 REZULTATI PRESKUŠANJ
Ko je bila izdelava stikalnega bloka končana, smo v proizvodnji na stikalnem bloku izvedli
kosovni preskus. Vsebina kosovnega preskusa je navedena v poglavju 8.1. Po uspešno
izvedenem kosovnem preskusu smo izdelali poročilo o preskusu (priloga 13.8).
Na stikalnem bloku smo potem izvedli še tipski preskus v ICEM - TC. Vrsta izvedenih tipskih
preskusov je navedena v poglavju 8. Rezultate pa prikažemo v nadaljevanju.
9.1 Kontrola mej segrevanja
Pri kontroli meja segrevanj merimo temperaturo posameznih delov stikalnega bloka. Iz
meritev izračunamo dejanske vrednosti nadtemperatur in jih primerjamo z nadtemperaturami,
ki jih dovoljuje standard. Temperaturo merimo s termoelementi na mestih, kot jih prikazuje
slika 9.1. Termoelementa T1 in T2 namestimo v okolici stikalnega bloka. S termoelementom
T3 merimo temperaturo zraka v stikalnem bloku in s T4 temperaturo ohišja (zunaj).
Temperaturo na priključnem mestu dovoda merimo s termoelementom T5, temperaturo
zbiralk pa s T6. S T7 merimo temperaturo na plastičnem ohišju varovalčne letve in s T9
merimo plastično ohišje na varovalčnem ločilniku.
Zahtevani pogoji in veličine:
- Ustvarjeni morajo biti enaki temperaturni pogoji kot pri normalnem obratovanju. (SIST EN
60439-1, točka 8.2.1.2.)
- Preskušanje izvedemo na tokokrogu, ki ustreza najneugodnejšemu pogoju glede
segrevanja, in ga obremenimo z nazivnim tokom 500 A. Preskus izvedemo, ko segrevanje
doseže konstantno vrednost oziroma ni presežena sprememba 1 K/h; vendar ne več kot 8 h.
(SIST EN 60439-1, točka 8.2.1.3.)
- Vodniki so enožilni bakreni kabli, ki imajo prerez 240 mm2. (SIST EN, točka 8.2.3.1.)
- Temperatura okolice mora biti med 10 0C in 40 0C. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.1.6.)
Potek meritve:
- Stikalni blok postavimo (kot pri normalni uporabi) na tla. Napajalne kable speljemo skozi
dno omare. Razporeditev merilnih sond prikazuje slika 6.1. Vrata stikalnega bloka so
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 54
zaprta, da ne bi prišlo do izhajanja toplote iz stikalnega bloka. (SIST EN 60439-1, točka
8.2.1.2.)
- Namestimo varovalke 500 A, da stikalni blok obremenimo z nazivnim tokom, kot vodnike
pa uporabimo enožilne bakrene kable s prerezom 240 mm2. Dolžina kablov znaša 4 m.
(SIST EN 60439-1, točka 8.2.1.3.)
- Vodniki morajo biti postavljeni prosto v zraku. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.3.1.)
- Za merjenje temperature uporabimo termoelemente ali termometre. Nekaj termoelementov
ali termometrov namestimo znotraj omarice, in sicer na ustreznih mestih za merjenje
temperature zraka. Termoelemente ali termometre je potrebno zaščititi pred zračnimi
tokovi in toplotnim sevanjem. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.1.5.)
- Najmanj dva termometra moramo razporediti na polovici višine omarice, v oddaljenosti 1
m. Temperaturo okolice merimo v času zadnje četrtine preskusa. (SIST EN 60439-1, točka
8.2.1.6.)
Obnašanje preskušanca:
- Segrevanje ne sme prekoračiti vrednosti, navedenih v tabeli segrevanja. (SIST EN 60439-
1, točka 8.2.1.7.)
Slika 9.1: Lokacija merilnih točk pri kontroli mej segrevanja
2 1
3
4
5
6 7
8
9
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 55
Preglednica 9.1: Seznam merilnih mest pri kontroli mej segrevanja
Zap. številka Oznaka Merilno mesto 1 T1 okolica 1 2 T2 okolica 2 3 T3 zrak v stikalnem bloku 4 T4 ohišje bloka zunaj 5 T5 dovod L1 6 T6 zbiralka L1 7 T7 plastično ohišje tik ob zbiralki L1 8 T8 plastično ohišje glavnih varovalk 9 T9 ročica stikala
Seznam uporabljenih instrumentov:
- regulacijski transformator;
- transformator WLT, 30 kVA, 132318;
- kleščni ampermeter CHAUVIN ARNOUX A100, 1 kA/10 kA, E43663;
- osciloskop LECROY 930 4C, QUAD 200 MHz, št.: E41841;
- termočleni NiCr-Ni;
- mikrovoltmeter HP 3455A, 1705G-01279.
Prikaz merilnih rezultatov:
- izgube varovalk NH 3: 40 W,
- dovod: Cu, 2 x 150 mm2, l = 2,5 m,
- izvod: Cu, 2 x 150 mm2, l = 2,5 m.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 56
Preglednica 9.2: Vrednosti dopustnih in dejanskih segrevanj merilnih mest
Zap.
št. Oznaka Merilno mesto
Temperatura
(0C)
Segretje
(K)
Dopustno
segretje (K)
Ustreza
Da/ne
1 T1 okolica 1 16,5 / / /
2 T2 okolica 2 17,8 / / /
3 T3 zrak stikalnem
bloku 46,4 29,3 / /
4 T4 ohišje bloka
(zunaj) 35,2 18,2 30 Da
5 T5 dovod L1 56,5 39,4 70 Da
6 T6 zbiralka L1 59,4 42,3 70 Da
7 T7 plastično ohišje
tik ob zbiralki L1 48,0 32,0 40 Da
8 T8 plastično ohišje
glavnih varovalk 35,4 18,4 40 Da
9 T9 ročica stikala 23,4 6,4 25 Da
Graf 9.1: Prikaz naraščanja temperature stikalnega bloka
0
10
20
30
40
50
60
70
9:55 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45
Trm
pera
tura
(°C
)
t (h)
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 57
Graf 9.2: Prikaz segretkov stikalnega bloka
Sklep:
Naraščanje temperature v posameznih točkah stikalnega bloka prikažemo z grafom 9.1,
naraščanje segretkov pa z grafom 9.2.
Na podlagi merilnih rezultatov in dopustnih vrednosti (preglednica 9.2), določenih s
standardom SIST EN 60439-1, stikalni blok tipa NN-500 ustreza pogojem glede kontrole mej
segrevanja.
9.2 Preskušanje dielektričnih lastnosti
Dielektrične napetosti ugotavljamo s preskušanjem z izmenično in udarno (impulzno)
napetostjo. Standard dopušča, da se med preskusi odstrani elemente, ki bi jih povišana
napetost lahko poškodovala. Vendar morajo biti ti elementi certificirani na podlagi ustreznih
standardov. Izklopili smo instalacijske odklopnike in odstranili varovalne vložke v
tokokrogih, kjer se nahajajo elementi s tuljavicami, ki bi se lahko poškodovali (kontaktorji,
nadtokovni, časovni in impulzni rele).
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
9:55 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45
Segre
tki (
K)
t (h)
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 58
Zahtevani pogoji in veličine:
- Višina preskusne izmenične napetosti mora znašati 3000 V. (SIST EN 60439-1, točka
8.2.2.4.1.)
- Višina preskusne napetosti med preskušanjem ne sme preseči 50 % vrednosti 3000 V, le v
nekaj sekundah se mora enakomerno povišati na svojo polno vrednost 3000 V in zdržati 1
min. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.2.4.)
- Preskusna napetost mora imeti praktično sinusno obliko in frekvenco med 45 in 62 Hz.
(SIST EN 60439-1, točka 8.2.2.1.)
- Preskusna napetost za preskušanje izolirnih okrovov mora znašati 1,5-kratno vrednost
3000 V oziroma 4500 V. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.2.2.)
- Izvedemo preskus z udarno napetostjo Uimp = 9,6 kV. Preskus izvedemo s standardnim
udarnim valom 1,2/50 µs, kjer znaša vrednost napetosti U1,2/50 = 9,6 kV. Pri tem je
upoštevano, da se nahaja laboratorij na nadmorski višini približno 200 m. Meritve
izvedemo s tremi pozitivnimi in tremi negativnimi udarnimi vali za vsako posamezno
priključitev. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.2.6.)
Potek meritve:
- Preskusno napetost priključimo med: vse dele pod napetostjo in med seboj povezane
dosegljive prevodne dele stikalnega bloka (ohišje), vsako fazo in vse ostale faze. (SIST EN
60439-1, točka 8.2.6.3.)
- Okrove iz izolacijskega materiala dielektrično preskusimo s priključitvijo preskusne
napetosti med kovinsko folijo, položeno na zunanji strani okrova, in med seboj povezane
dele pod napetostjo ter izpostavljene prevodne dele znotraj okrova. (SIST EN 60439-1,
točka 8.2.2.2.). Kovinsko folijo namestimo zaradi tega, da lahko priključimo preskusno
napetost na izolacijski okrov.
- Za preskus z impulzno napetostjo je potrebno kovinsko folijo povezati s PEN-zbiralko.
(SIST EN 60439-1, točka 8.2.6.1.)
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 59
Slika 9.2: Lokacija merilnih točk pri preskušanju dielektričnih lastnosti
Legenda:
1 – zbiralka L1
2 – zbiralka L2
3 – zbiralka L3
4 – PEN-zbiralka, povezana z ohišjem
5 – kovinska folija na izolacijskem okrovu na odvodnem polju
6 – kovinska folija na izolacijskem okrovu na dovodnem polju (zgoraj)
7 – kovinska folija na izolacijskem okrovu na dovodnem polju (spodaj)
2 1 3 4
5
6
7
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 60
Vrednotenje rezultatov:
Preglednica 9.3: Rezultati pri preskušanju dielektričnih lastnosti
Zap.
št.
Priključitev Priključitev -
izmenična napetost
(V)
Preizkusna udarna
napetost (V)
Ustreza glede na napetost
izmenično udarna
1 1–4 3000 9600 da da
2 2–4 3000 9600 da da
3 3–4 3000 9600 da da
4 1–2 3000 9600 da da
5 2–3 3000 9600 da da
6 1–3 3000 9600 da da
7 1–5, 6, 7 4500 9600 da da
8 2–5, 6, 7 4500 9600 da da
9 3–5, 6, 7 4500 9600 da da
Seznam uporabljenih instrumentov:
- osciloskop LECROY 930 4C, QUAD 200 MHz, št.: E41841;
- preskuševalnik VN Iskra NL0014, 8392;
- VN-transformator TUR – WPT 4,4/35 – GPT 6/45, S = 44 kVA, 220 V/35 kV;
- udarni generator NSG 587, serijska št.: 1489110.
Sklep:
Izolacijski okrovi v posameznih poljih stikalnega bloka tipa NN-500 so bili pritrjeni z
uporabo kovinskih distančnikov, zato je bilo prvotno preskušanje neuspešno. Po zamenjavi
kovinskih distančnikov z izolacijskimi PVC-distančniki, je stikalni blok tipa NN-500 uspešno
prestal preskuse z izmenično in impulzno preskusno napetostjo.
Pri nadaljnji proizvodnji je za pritrjevanje izolacijskih okrovov potrebno uporabljati
izolacijske PVC-distančnike (slika 9.3).
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 61
Slika 9.3: Nosilec zaščitnega okrova
9.3 Kontrola kratkostične trdnosti
Pri kontroli kratkostične trdnosti v stikalnem bloku izvedemo kratek spoj vseh treh faz (na
izvodih varovalčnih ločilnikov) na PEN-zbiralko. (Slika 9.6.) Preskusna proga MP3 je
izvedena z nastavljivimi ohmskimi in induktivnimi bremeni, s sinhronskim stikalom in
merilniki toka. (Slika 9.4.)
Zahtevani pogoji in veličine:
- Kontrole kratkostične zmogljivosti ni potrebno opraviti pri stikalnih blokih, kjer
pričakovani kratkostični tok ne presega 10 kA. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.3.1.)
- Kontrole kratkostične zmogljivosti ni potrebno opraviti pri stikalnih blokih, ki so zaščiteni
z napravami za omejitev toka, katerih prepuščeni tok ob njihovi nazivni izklopni
zmogljivosti ne presega 15 kA. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.3.2.)
Ker je stikalni blok NN-500 na dovodu zaščiten z napravo za omejitev toka (varovalčni
ločilnik z vrednostjo varovalk 500 A), kratkostične zmogljivosti ne bi bilo potrebno opraviti.
Odločimo se, da preskus vseeno opravimo.
- Za preskusni kratkotrajni zdržni kratkostični tok, ki ima vrednost 10 kA < Ikp < 20kA mora
biti cosfi = 0,3 in n = 2; n … kvocient med temensko in srednjekvadratično vrednostjo
toka. (SIST EN 60439-1, točka 7.5.3, tabela 5.)
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 62
Preskusna proga je bila umerjena na 12,5 kA in cos ϕ = 0,29.
Pri preskusu je prišlo v prvi in tretji fazi do prekinitve toka prej kot v 5 ms (v porastu), v drugi
fazi pa po 9 ms, kar je razvidno iz priloženega časovnega poteka kratkostičnega toka (slika
9.5).
Slika 9.4: Izvedba merilne proge pri preverjanju kratkostične trdnosti
A
A
A
Dovod 400 V
Meritev toka
Sinhronsko stikalo
Nastavljiva ohmska in induktivna bremena
Mesto kratkega stika
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 63
Slika 9.5: Mesto kratkega stika
Slika 9.5: Potek kratkostičnega toka
Seznam uporabljenih instrumentov:
- napajanje (10 kV),
- preskusna proga MP3 z merilno opremo.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 64
Sklep:
Pri preskusu stikalnega bloka tipa NN-500 ni prišlo do mehanskih deformacij. Tudi
dielektrične lastnosti se niso spremenile. Stikalni blok tipa NN-500 tako ustreza pogojem
delovanja v kratkostičnih razmerah
9.4 Kontrola neprekinjenosti tokokroga zaščitnega vodnika
Neprekinjenost tokokroga zaščitnega vodnika preverjamo z meritvijo upornosti med
izpostavljenimi deli stikalnega bloka in tokokrogom zaščitnega vodnika. Merilne točke so
prikazane na sliki 9.9.
Zahtevani pogoji in veličine:
- Kontrolirati moramo, če so posamezni izpostavljeni prevodni deli stikalnega bloka
ustrezno spojeni s tokokrogom zaščitnega vodnika. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.4.1.)
Potek meritve:
- Izvedemo merjenje, ki dokaže, da je upornost med sponkami za dovodni zaščitni vodnik in
ustrezen izpostavljen prevodni del stikalnega bloka mala (manjša od 0,1 Ω). (SIST EN
60439-1, točka 8.2.4.1.)
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 65
Slika 9.7: Merilne točke pri kontroli neprekinjenosti zaščitnega vodnika
Legenda:
1 – PEN-zbiralka 5 – priključni vijak ozemljitve
2 – ohišje 6 – predelna plošča
3 – vrata 1 7 – montažna plošča 1
4 – vrata 2 8 – montažna plošča 2
2 1
3 4
5
6
7
8
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 66
Vrednotenje rezultatov:
Preglednica 9.4: Upornost med priključnimi točkami
Zap.
št.
Priključitev Upornost
(mΏ)
1 1–2 10
2 1–2 10
3 1–3 3
4 1–4 2
5 1–5 2
6 1–6 7
7 1–7 7
8 1–8 9
9 1–9 7
10 1–10 7
Uporabljeni instrument:
- mΩ-meter HAMEG 8014, ERI 36685.
Sklep:
Rezultati, vidni v preglednici št. 9.4, ustrezajo zahtevam SIST EN-standarda, saj so vrednosti
manjše od 0,1 Ω. Stikalni blok tipa NN-500 tako ustreza pogojem kontrole neprekinjenosti
tokokroga zaščitnega vodnika.
9.5 Kontrola izolacijskih razdalj in plazilnih poti
Izolacijske razdalje in plazilne poti preverimo z meritvijo, pri čemer upoštevamo možne
deformacije delov okrova ali notranjih pregrad, vključno z vsemi možnimi spremembami pri
morebitnem kratkem stiku. Ker stikalni blok vsebuje varovalčni ločilnik in varovalčne letve,
preverimo, če so izolacijske razdalje in plazilne poti v skladu z zahtevami v ločilnem
položaju. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.5.)
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 67
Zahtevani pogoji in veličine:
- Preveriti je potrebno, če so izolacijske razdalje in plazilne poti v skladu z vrednostmi,
določenimi s standardom SIST EN 60439-1, kjer morajo biti zračne razdalje:
- med neizoliranimi deli pod napetostjo različnih polov najmanj 8 mm,
- med neizoliranimi deli pod napetostjo in izpostavljenimi prevodnimi deli pa najmanj
8 mm.
Sklep:
Na podlagi pregleda stikalnega bloka tipa NN-500 in pregleda risb je bilo ugotovljeno, da je
razdalja neizoliranih delov pod napetostjo (proti ostalim delom pod napetostjo in ohišjem)
povsod večja od predpisanih 8 mm. Stikalni blok tipa NN-500 ustreza pogojem kontrole
izolacijskih razdalj in plazilnih poti.
9.6 Kontrola mehanskega delovanja
Pri kontroli mehanskega delovanja preskusimo vklope in izklope na vseh elementih, ki to
omogočajo, in sicer v breznapetostnem stanju.
Zahtevani pogoji in veličine:
- Preskus izvedemo po montaži aparata v stikalni blok, in sicer s petdesetimi delovnimi
ciklusi. (SIST EN 60439-1, točka 8.2.6.)
Sklep:
Preskus s petdesetimi delovnimi ciklusi vklapljanja in izklapljanja (glavnega stikala,
varovalčnega ločilnika, varovalčnih letev, instalacijskih odklopnikov, krmilnih stikal in tipkal
v stikalnem bloku tipa NN-500) je bil uspešno opravljen. Stikalni blok tipa NN-500 ustreza
pogojem kontrole mehanskega delovanja.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 68
9.7 Kontrola stopnje mehanske zaščite
Stopnja mehanske zaščite stikalnega bloka pomeni stopnjo zaščite pred vdori trdih delcev in
vode v notranjost ohišja. Določena je z oznako IP XY. Prva karakteristična številka (X)
pomeni stopnjo zaščite pred trdimi deli (tudi prah). Druga karakteristična številka (Y) pomeni
stopnjo zaščite pred tekočinami. Na stikalnem bloku preskusimo stopnjo mehanske zaščite IP
44.
Zahtevani pogoji in veličine:
- Preskus stopnje zaščite s prvo karakteristično št. 4 se izvaja z ravno in trdo jekleno žico,
premera 1+0,05 mm, ki se pritisne s silo 1 N ± 10 %. Konec mora biti raziglan in odrezan
pravokotno glede na dolžino. Zaščita je zadovoljiva, če žica ne more vdreti v okrov. (SIST
EN 60529, točka 7.4.)
- Preskus stopnje zaščite z drugo karakteristično št. 4 se izvaja s pomočjo ročne škropilne
naprave. Vodni tlak mora biti 80 kPa (0,8 bar). Pretok vode iz odprtin na cevi mora biti
najmanj 10 l/min. Če preskušenega okrova ni mogoče vrteti na vrtljivem podstavku, se
okrov postavi v središče polkroga, cev pa niha na obe strani od navpičnega položaja do
kota 600 s hitrostjo, ki ustreza 600/s, in sicer v času 5 minut.
Nato se okrov vodoravno zavrti za kot 900 in preskus se nadaljuje na enak način še 5
minut. (SIST EN 60529, točka 8.3.1.)
- Za preskus s pomočjo ročne škropilne naprave se nastavi vodni tlak tako, da izteka količina
vode 10 ± 0,5 l na minuto, kar približno ustreza tlaku od 80 do 100 kPa (0,8-1,0 bar).
Trajanje preskusa se določi v odvisnosti od izračunane površine okrova (brez montažnih
površin), in sicer 1 min/m2 okrova, ne sme pa biti krajše od 5 minut. (SIST EN 60529,
točka 8.3.2.)
Obnašanje preskušanca:
Pri kontroli mehanske zaščite s trdo jekleno žico ta ne sme prodreti v notranjost omarice. Pri
kontroli s kapljajočo vodo, kapljice sicer lahko pridejo v omarico, ne smejo pa poškodovati
opreme.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 69
Vrednotenje rezultatov:
Po preskusih se okrov pregleda, da se ugotovi, ali je vanj vdrla voda. Količina vode, ki je
vdrla v okrov, ne sme:
- povzročiti motenj pri pravilnem delovanju opreme;
- vdirati do delov, ki so pod napetostjo, ali do navitij, ki niso namenjena obratovanju v
vlažnem stanju;
- zbirati se na mestih blizu kabelskih uvodnic in ne sme vdirati v kable.
Če so na okrovu odprtine za iztekanje vode, se mora dokazati s pregledom, da se voda, ki je
vdrla v okrov, ne zbira in da voda, ki se je zbrala, odteka, ne da bi kakorkoli poškodovala
opremo. Če na okrovu ni odprtin za odtekanje vode, je treba upoštevati možnost zbiranja
vode. (SIST EN 60529, točka 8.9.)
Sklep:
Pri kontroli mehanske zaščite z jekleno žico ni bilo možno prodreti v notranjost omarice. Pri
kontroli mehanske zaščite z brizgajočo vodo (pod različnimi koti in z vseh strani), le-ta ni
prodrla v notranjost omarice.
Stikalni blok tipa NN-500 ustreza pogojem kontrole stopnje mehanske zaščite IP 44, kar je
dovolj za notranjo montažo.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 70
10 NOVI STANDARD SIST EN 61439-1:2010
Tipski stikalni blok NN-500 smo tipsko preskušali v skladu s standardom SIST EN 60439-1,
ki je bil takrat še v veljavi. V začetku leta 2010 sta ta standard zamenjala nova standarda, in
sicer SIST EN 61439-1 in SIST EN 61439-2. Zato so v nadaljevanju opisane nekatere
spremembe in novosti (povzeto po [7]).
Pri IEC je v začetku leta 2009 izšel popolnoma na novo koncipiran standard, ki zajema
področje električnih sklopov ter nadomešča četrto izdajo (tudi v Evropi poznane skupine)
istorodnih standardov EN 60439-1 in iz tega izvedene posebne standarde za zahteve
specifičnih izvedb elektroenergetskih sklopov.
Obsežni prvi del vsebuje skoraj 130 strani besedila, preglednic in skic, kjer najdemo dovolj
izčrpne tehnične praktične vsebine, ki določa načrtovanje, izvedbo, montažo, vzdrževanje in
posebej tudi preverjanje električnih sklopov.
Glede na (konec leta 2009 izdani) slovenski Pravilnik o zahtevah za nizkonapetostne
električne inštalacije v stavbah in pripadajočo tehnično smernico, ki med referenčnimi
dokumenti navaja standarde EN 60439-1, EN 60439-2 in EN 60439-3, bi bilo smotrno v
naslednji izdaji smernice upoštevati novi dokument IEC, ki je že doživel evropsko izdajo.
Dogovoriti bi se bilo treba tudi o terminologiji, saj angleški izraz 'assembly' iz naslova
standarda prevajamo v slovenski izraz sklop. Nova slovenska smernica ta del električne
inštalacije pozna pod novim/starim izrazom razdelilnik, tudi stikalni blok, in navaja naslove
referenčnih predhodnikov obravnavanega standarda kot sestave nizkonapetostnih stikalnih in
krmilnih naprav … Pregledi zahtevajo preverjanje, ali so bili pri tipskih (TTA) in delnih
tipskih (PTTA) preskusih sklopov opravljeni predpisani preskusi.
Mednarodni standard je bil že letos izdan tudi kot slovenski standard, in to kot SIST EN
61439-1:2010, ki je osnovni standard s splošnimi pravili; izšel pa je tudi njegov drugi
dopolnilni standard SIST EN 61439-2, ki obravnava sklope močnostnih stikalnih in krmilnih
naprav.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 71
Nova izdaja IEC 61439-1 vsebuje naslednje pomembne tehnične spremembe glede na zadnjo
izdajo IEC 60439:
a) Opuščena je dvojna vloga IEC 60439-1 kot proizvodnega standarda in standarda, ki s
splošnimi pravili pokriva njemu podrejene standarde IEC 60439.
b) Posledično je IEC 61439-1 standard splošnih pravil, proizvodni del standarda IEC 60439-
1 pa je nadomeščen z novim IEC 61439-2.
c) Nam zelo dobro poznano razlikovanje med tipsko (TTA) in delno tipsko (PTTA)
preskušenimi sklopi je ukinjeno in nadomeščeno z novim pristopom preverjanja.
d) Vpeljani so namreč trije novi načini preverjanja sklopov: preverjanje s preskušanjem,
preverjanje z izračunom/meritvijo in preverjanje z izpolnjevanjem pravil načrtovanja.
e) Pojasnjene so zahteve glede dviga temperature.
f) Celotna struktura standarda je poudarjena v njegovi novi vlogi standarda "splošnih
pravil".
Pri prelistavanju standarda nas preseneti zelo bogato tretje poglavje, ki na kar trinajstih
straneh preuči bogato terminologijo s področja sklopov. V četrtem poglavju najdemo v
preglednico urejene simbole in kratice, ki so v praksi na načrtih in na napisnih ploščicah
izdelanih sklopov pogosto nepravilno tolmačeni. Specifični pomen oznak oziroma kratic
simbolov je jedrnato definiran in razčlenjen v petem poglavju omenjenega standarda.
Za projektante oziroma izdelovalce električnih sklopov je pomembno šesto poglavje, ki
predpisuje označevanje sklopov, njihovo dokumentacijo, izdelavo navodil za rokovanje,
namestitev, transport in vzdrževanje.
V sedmem poglavju najdemo podrobno opisane pogoje delovanja sklopov od temperature,
vlage, nadmorske višine, stopnje onesnaženosti okolja do mogočih ekstremnih zahtev za
delovanje. Petnajst strani obsežno osmo poglavje je namenjeno zahtevam za izvedbo sklopov:
a) Ustreznosti materialov in delov sklopov je namenjeno prvo podpoglavje.
b) Drugo podpoglavje predpisuje stopnje zaščite, ki jo morajo imeti različna ohišja
sklopov, ter tudi stopnjo zaščite odstranljivih delov.
c) Izolacijske in površinske razdalje so obdelane v tretjem podpoglavju.
d) Obsežno in zelo pomembno je četrto podpoglavje, ki obravnava zaščito pred
električnim udarom (z osnovno zaščito in zaščito ob okvari) ter pogoje delovanja in
vzdrževanja.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 72
e) Priključitev stikalnih naprav in sestavnih delov obravnava peto podpoglavje.
f) Šesto podpoglavje obravnava notranje električne tokokroge in povezave sklopa.
g) Sedmo in osmo podpoglavje obravnavata hlajenje in spajanje zunanjih vodnikov na
sklope.
Izvedbene zahteve so obdelane v devetem poglavju:
a) V prvem podpoglavju so opredeljene dielektrične lastnosti sklopa glede na občasne in
prehodne prenapetosti. Podana sta tudi dva načina preverjanja tega kriterija.
b) Drugo podpoglavje postavlja meje in kriterije preskušanja toplotnega obremenjevanja
sklopov.
c) Tretje, in sicer zelo pomembno podpoglavje obravnava kratkostično zaščito in
kratkostično vzdržno trdnost. Tukaj dobimo informacije o kratkostični vzdržni
trdnosti, relaciji med temenskim in kratkotrajnim tokom ter o koordinaciji zaščitnih
naprav.
d) Četrto podpoglavje o elektromagnetni združljivosti nas napoti neposredno na ustrezen,
obsežen in normativen dodatek »J«, kjer je na sedmih straneh navodil in preglednic
izčrpno opisan postopek preverjanja EMC (elektromagnetne združljivosti).
Kar petindvajset strani je namenjenih desetemu poglavju z naslovom Preverjanje izvedbe.
V prvem splošnem podpoglavju so avtorji pričujočega standarda opisali pristop k preverjanju,
ki mora vsebovati preverjanje:
- trdnosti materialov in delov,
- stopnje zaščite ohišij sklopov,
- izolacijske in plazilne razdalje,
- zaščite pred električnim udarom in neprekinjenostjo zaščitnih tokokrogov,
- vsebnosti stikalnih naprav in komponent,
- notranjih električnih tokokrogov in spojev ter priključkov za zunanje vodnike.
Prav tako pa je treba preveriti lastnosti, kot so:
- dielektrične lastnosti,
- dvig temperature,
- kratkostična trdnost,
- elektromagnetna združljivost in
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 73
- mehansko delovanje.
Vsa v standardu navedena preverjanja (od drugega do petnajstega) so podrobno opisana v
podpoglavjih in njim pripadajočih dodatkih z ustreznimi preglednicami na koncu standarda.
Naj navedemo nekaj primerov učinkovitih preverjanj:
a) Neprekinjenost povezav med izpostavljenimi prevodnimi deli in zaščitnim tokokrogom
(PE-sponka) naj bi bila izmerjena z merilnikom upornosti ob najmanjšem izmeničnem ali
enosmernem toku 10 A. Izmerjena upornost ne sme biti večja od 100 mΩ.
b) Kratkostična trdnost zaščitnega tokokroga se preverja glede na izjavo proizvajalca sklopa
z uporabo pravil načrtovanja ali z izračunom oziroma preskusom, in sicer z meritvijo, ki je
natančno določena v ločeni točki in v posebnem dodatku dotičnega standarda. Tu so
navedeni sklopi, pri katerih ni treba izvesti tega preskusa, opisani pa so tudi načini
izvajanja preskusov.
c) Podrobno so opisani trije načini preskušanja dielektričnih lastnosti, kjer se lahko uporabijo
naslednje napetosti, ki so vse podrobno določene v posebnih preglednicah:
- preskusna enosmerna napetost,
- napetost omrežne frekvence,
- udarna zdržna napetost.
Posebna, zelo podrobna in obsežna informativna preglednica je namenjena izdelavi pogodbe
med naročnikom in izdelovalcem električnega sklopa, kjer so slednjemu v veliko pomoč pri
izdelavi točno določene lastnosti sklopa.
Enajsto (zadnje) poglavje pričujočega standarda je namenjeno rutinskemu preverjanju serijsko
izdelanih sklopov, kjer se pregleda izvedba sklopa in se z meritvijo preskusijo (za čas le ene
sekunde) samo dielektrične lastnosti sklopa.
Sklopi so pomemben sestavni del električne inštalacije in prav je, da se preverjajo pred
vgradnjo oziroma po izdelavi. Postavlja se tudi vprašanje, ali je smotrno posebej preverjati
vgrajeni sklop, ki je že priključen na vhodne sponke in je povezan z vsemi tokokrogi,
napajanimi preko njega. Ob prvem in tudi ob periodičnem preverjanju električne inštalacije
(skladno z zahtevami standarda SIST HD 60364-6, Preverjanje) se skupaj z inštalacijo
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 74
preskusijo tudi elementi sklopa. Preveri se neprekinjenost zaščitnega vodnika (s samo 200
mA) in izmeri izolacijska upornost med vodniki pod napetostjo in ozemljenim zaščitnim
vodnikom. Preskusita se delovanje diferenčne zaščite (če ta obstaja) in ustreznost pogojev
samodejnega odklopa zaščite z meritvijo impedance zaščitnega oziroma tudi delovnega
tokokroga. Pregleda se ustreznost elementov preobremenitvene in nadtokovne zaščite. Vse to
seveda preko priključenega sklopa.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 75
11 SKLEP
Namen diplomskega dela je bil načrtovanje in izdelava tipskega stikalnega bloka NN-500, ki
bo ustrezal vsem trenutno veljavnim predpisom in bo varen za uporabo. V podjetju smo
določili vrsto, okvirni sestav in velikost ter obliko NN-stikalnega bloka NN-500. Izvedli smo
načrtovanje, izbiro elementov, izdelavo in tipsko preskušanje v tehnološkem centru ICEM -
TC. Izdelali smo tehnično mapo ter navodila za montažo in uporabo. Dodali smo tudi izjavo o
skladnosti in stikalni blok označili z znakom CE.
Pri izvajanju kontrole dielektričnih lastnosti je bil prvi preskus neuspešen. Izolacijski zaščitni
okrovi v posameznih poljih tipskega stikalnega bloka NN-500 so bili pritrjeni z uporabo
kovinskih distančnikov, kar je predstavljalo prevodno pot od PEN-zbiralke do vijakov,
potrebnih za pritrditev izolacijskega okrova. Zaradi tega je pri dielektričnem preskusu med
kovinsko folijo, nalepljeno na izolacijski zaščitni okrov, in PEN-zbiralko prišlo takoj do
preboja. Po zamenjavi kovinskih distančnikov z izolacijskimi PVC-distančniki je stikalni blok
tipa NN-500 uspešno prestal preskuse z izmenično in impulzno preskusno napetostjo.
Pri nadaljnji proizvodnji je za pritrjevanje izolacijskih zaščitnih okrovov (nujnih za zaščito
pred neposrednim dotikom delov pod napetostjo) potrebno uporabljati distančnike iz
neprevodnih izolacijskih materialov.
Stikalni blok NN-500 je načrtovan in izdelan skladno z veljavnimi predpisi in standardi. Iz
rezultatov preskusov je razvidno, da je uspešno prestal tipsko preskušanje, opravljeno v
skladu s standardom SIST EN 60439-1.
Načrtovanje, izdelava in tipsko preskušanje stikalnega bloka NN-500 je bilo izvedeno v času,
ko je bil veljaven še standard SIST EN 60439-1. V začetku leta 2010 je ta standard
nadomestil novi, in sicer SIST EN 61439-1:2010 s posameznimi sklopi. Novi standard
vsebuje nekatere pomembne tehnične spremembe glede načina preverjanja stikalnih blokov,
uporabljene terminologije, postopka preverjanja EMC ipd. Standard še ni preveden, SIST pa
ga namerava v celoti prevesti do konca tega leta.
Ugotavljamo, da bi pri nadaljnjem delu bilo potrebno opraviti tipska preskušanja še za ostale
značilne tipe stikalnih blokov, ki jih izdeluje podjetje Elektro Unimont, d. d. Zaradi živahnosti
na področju ukinjanja in sprejemanja novih predpisov oziroma standardov je nujno potrebno
slediti in ugotavljati ustreznost na novo proizvedenih stikalnih blokov s standardi, ki bodo
veljali v dotičnem času.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 76
12 LITERATURA
[1] J. Pihler, Stikalne naprave elektroenergetskega sistema, Fakulteta za elektrotehniko,
računalništvo in informatiko, Maribor, 2003.
[2] Katalog ETRA, Transformatorji, (15. 4. 2010, pridobljeno s
http://www.etra33.si/catalog/File/ETRA%2033%20distribucijski%20transformatorji.pdf).
[3] W. Friedrich, Priročnik za elektrotehniko in elektroniko, Tehnična založba Slovenije,
Ljubljana, 1995.
[4] Katalog KAPIS, Energetski kabli, (15.4. 2010, pridobljeno s http://www.kapis-
cables.com/si/nn_energetski_kabli/aluminijasti_energetski_kabli/514/detail.html).
[5] Katalog TSN, Izolacijski in konstrukcijski elementi, TSN, 2006
[6] D. Kaiser, Elektrotehnični priručnik, Tehnička knjiga Zagreb, Zagreb, 1971.
[7] A. Kos, Sklopi nizkonapetostnih stikalnih in krmilnih naprav IEC/EN 61439-1:2009 in
SIST EN 61439-1:2010, ER, št. 1, (2010), str. 12-13.
[8] Tehnični priručnik Rade Končar, Zagreb, 1980.
[9] M. Vidmar, Nizkonapetostne električne inštalacije, Elektrovod instalacije, z. o. o.,
Ljubljana, 1995.
[10] Gasilna ampula Bonpet, (25. 4. 2010, pridobljeno s
http://www.bonpet.si/proizvodi_ampula.php#).
[11] Infrastrukturni center za energetske meritve – tehnološki center ICEM – TC, (28. 4.
2010, pridobljeno s http://www.icem-tc.si/preskusi.asp).
[12] Predstavitev družbe Elektro Unimont, d. d., (20. 4. 2010, pridobljeno s
http://www.elektro-unimont.si/proizvodnja.htm).
[13] J. Pihler, Preskušanje nizkonapetostnih naprav in aparatov stikal in ostalih elementov na
vrata stikalnih blokov, ER, št. 4, (2004), str. 18-20.
[14] I. Ravnikar, Električne inštalacije, Tehniška založba Slovenije, Ljubljana, 1991.
[15] Pravilnik o zahtevah za nizkonapetostne električne inštalacije v zgradbah,, Ur. l. RS,
2009, št. 41, str. 5779.
[16] Pravilnik o električni opremi, ki je namenjena za uporabo znotraj določenih napetostnih
mej, Ur. l. RS, 2004, št. 27, str. 1175.
[17] Pravilnik o elektromagnetni združljivosti, Ur. l. RS, 2006, št. 132, str. 5519.
[18] Pravilnik o varnosti strojev, Ur. l. RS, 2006, št. 25, str. 1029.
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 77
[19] Harmonizirani standard: SIST EN 60529:1997 – Degrees of protection provided by
enclosures (IP) code, Slovenski inštitut za standardizacijo, Ljubljana, 1997.
[20] Harmonizirani standard: SIST EN 60439-1:2000 – Sestavi nizkonapetostnih stikalnih in
krmilnih naprav – 1. del: Tipsko preskušeni in delno tipsko preskušeni sestavi, Slovenski
inštitut za standardizacijo, Ljubljana, 2000.
[21] Harmonizirani standard: SIST EN 60947-1:2007 – Nizkonapetostne stikalne naprave –
1. del: Splošna pravila, Slovenski inštitut za standardizacijo, Ljubljana, 2000.
[22] J. Dulc, Tehnična zakonodaja – pregled evropske tehnične zakonodaje novega pristopa
in njena harmonizacija v Sloveniji, Novo mesto, 2000.
[23] J. Dulc, S. Prešeren, Vpliv tehnične zakonodaje EU in pomen označevanja CE za
obrtnike, Žalec, 2003.
[24] S. Prešeren, Vse kar ste želeli vedeti o oznaki CE, GZS, Ljubljana, 2004.
[25] E. Finkelstein, AutoCAD 2008 in AutoCAD LT 2008, Založba Pasadena d.o.o., Ljubljana,
2008.
[26] Katalog ISKRA MIS, Nizkonapetostna stikalna tehnika, ISKRA MIS, 2009
[27] Katalog SCHRACK, Katalog energetika in industrija, SCHRACK, 2009
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 78
13 PRILOGE
13.1 Seznam načrtov, slik in risb
13.1 Enočrtna shema NN-stikalnega bloka NN-500
13.2 Konstrukcijska risba - notranjost sprednjega dela stikalnega bloka NN-500 (brez
opreme)
13.3 Konstrukcijska risba - notranjost zadnjega dela stikalnega bloka NN-500 (brez
opreme)
13.4 Konstrukcijska risba - notranjost sprednjega dela stikalnega bloka NN-500 (z opremo)
13.5 Konstrukcijska risba - notranjost zadnjega dela stikalnega bloka NN-500 (z opremo)
13.6 Konstrukcijska risba – zunanjost stikalnega bloka NN-500
13.7 Napisna tablica
13.8 Poročilo o kosovnem preskusu
13.9 Izjava o skladnosti
13.10 Barvna lestvica RAL
Naslov študenta
Aleš Slatinek
C. na Roglo 11a
3214 Zreče
Tel: (03) 576 - 0300
e-mail: a.slatinek@siol.net
Kratek življenjepis
Rojen: 20.07.1975 v Mariboru
Šolanje: Srednja tehniška šola Celje, 1993/94
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 79
Aleš Slatinek, Načrtovanje in tipski preskus nizkonapetostnega stikalnega bloka NN-500 80
Recommended