DILEMA KOJA TRAJE - PREKIDAČI ILI TOPLJIVI · PDF filePoluprovodnici aR, gR Kablovi i provodnici gG (gL) Motori i sklopni uređaji aM 1. Slovo a = zaštita u delu područja g = zaštita

DILEMA KOJA TRAJE - PREKIDAČI ILI TOPLJIVI OSIGURAČI?

VS.

„Zaštitni uređaji imaju ulogu da prekinu strujno kolo pre no

što nastane oštećenje instalacije, izvora ili potrošača“

NN ZAŠTITNI UREĐAJI

Najzastupljeniji NN zaštitni uređaji

su topljivi osigurači i prekidači

Poređenje zaštitnih uređaja, topljivih osigurača i prekidača,

po sledećim kriterijumima:

• Bezbednost

• Pouzdanost

• Kvalitet

• Raznovrsnost

• Benefit / cost

TEME

Detaljna analiza fizičkih pojava pri reagovanju topljivih

osigurača i prekidača pri:

• Preopterećenju

• Kratkom spoju

Karakteristike Schrack proizvoda u oblasti topljivih

osigurača i prekidača

TOPLJIVI NV OSIGURAČI – KONSTRUKCIJA

Izgled NV osigurača NV-Uložak NV-Podnožje

Zapinjač pokazivača

Prihvatna uška

Prihvatna uška Pokazivač

Lem

Keramika

Topljivi deo

Kvarcni pesak

Nožasti kontakt

Nožasti kontakt

REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA

Preopterećenje:

Lem difundira pod uticajem temperature i povlači se u bakarni topljivi deo, strujni krug se otvara na jednom mestu

Temperatura topljenja ca. 170 °C

Kratki spoj:

Zbog velike struje topi se topljivi deo na svim namerno oslabljenim mestima

Temperatura topljenja ca. 1083 °C

Granica

preopterećenje /kratki spoj

ms

s

min

N I

N I (4...8) ~

Vreme topljenja/struja

Karakteristika

Preopterećenje

Topljenje lema

170 °C

Kratki spoj

Topljenje bakra

1083 °C

t

Oslabljeno

REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA

NV-Uložak 00 / 63 A / AC 500V klasa gL / gG prema DIN VDE 0636

Nazivna struja In = 63 A

Preopterećenje I5 = 126 A

Kratki spoj I2 = 5 kA

Kratki spoj I1 = 120 kA

REAGOVANJE TOPLJIVOG NV OSIGURAČA PRI KRATKOM SPOJU

t

t

Mrežni napon

Napon električnog luka

Struja električnog luka

Očekivana struja kratkog spoja

I

U

tS tLB

tA

Propusna struja

• Početak kratkog spoja

• Intenzitet struje KS predstavljen je širinom

žute linije

t

t

Mrežni napon




I

U

tS tLB

tA

Propusna struja

• Trenutna struja KS raste, ali je količina

energije još uvek nedovoljna da istopi

oslabljena mesta osigurača


t

t

Mrežni napon




I

U

tS tLB

tA

Propusna struja

• Struja KS dostiže vrednost pri kojoj je

količina energije dovoljna da istopi

oslabljena mesta osigurača i nastaje

faza električnog luka

• Napon rapidno raste usled sabiranja

napona luka na svakom od oslabljenih

mesta.


t

t

Mrežni napon




I

U

tS tLB

tA

Propusna struja

• Faza električnog luka je u punom jeku,

pojedinačni strujni lukovi na

oslabljenim mestima se hlade u

kvarcnom pesku i trenutna vrednost

struje KS konvergira nuli


t

t

Mrežni napon




I

U

tS tLB

tA

Propusna struja

• Strujno kolo je prekinuto, luk je

ugašen, a napon na krajevima je

identičan mrežnom naponu


SELEKTIVNOST PRI PRIMENI NV OSIGURAČA

t s t L t

t A

i 2 i 2

I t s 2 I t 2

L t

t A

I t 2 A

Energija topljenja = f ( I ) I t s 2

p

Energija gašenja = f ( I , U , cos I t 2 L ) p n j

Selektivnost je ostvarena kada je:

En. Isklapanja osig.2 En. topljenja osig.1 >

>

I t 2 L

(osigurač 2) I t s 2 (osigurač 1) Primer:

100 A

I t 2 s

I t 2 A

= 7700 A s

= 10300 0 A s

= 18000 0 A s

2

2

2

I t 2 s = 24000 A s 2

63 A

I t 2 A

Osigurač 1 Osigurač 2

63 A

63 A

63 A 100 A

Kratko pravilo slektivnosti preko nazivnih struja:

1,6 x In osigurača 2 >= In osigurača 1

Plave površine osig.2 Narandžasta površ. osig. 1 >

Energija koja se troši na zagrevanje osigurača:

KARAKTERISTIKE NV OSIGURAČA

4x10

-3

160

120

60

10

2

130

5

10

1

500

100

50

10

4

ms

s

min

-210

-110

010

110

210

310

410

st

1 2 4 6 8 10 20 40 60 100

I/IN

Halbleiter aR, gR

Schaltgeräteschutz aM

Kabel- undLeitungsschutz gG (gL)

Poluprovodnici aR, gR

Kablovi i provodnici gG (gL)

Motori i sklopni uređaji aM

1. Slovo

a = zaštita u delu područja

g = zaštita u celom području

2. Slovo

G (L) = Zaštita kablova i provodnika

M = Zaštita motora i sklopnih

uređaja

R = Zaštita poluprovodnika

PREMA DIN VDE 0636 / IEC 60 269

KARAKTERISTIKE NV OSIGURAČA

• U razgranatoj radijalnoj mreži teško je ostvariti selektivnost

primenom uređaja sa NV osiguračima

PREKIDAČI – KOMPAKTNI PREKIDAČI

• Karakterističan je veliki broj mogućnosti pri

formiranju sistema za određenu aplikaciju:

• Zaštitne jedinice

• Fiksne / izvlačive verzije

• Motorni pogoni

• Pomoćni kontakti

• Ručke, produženi pogoni

• Priključci, podnožja, adapteri...

PREKIDAČI – ZAŠTITNE JEDINICE

I²t On/Off

PODELA ZAŠTITNIH JEDINICA PREMA TIPU:

• Termomagnetske • Elektronske

PODELA ZAŠTITNIH JEDINICA PREMA APLIKACIJI:

Zaštita kablova i sistema Motorna zaštita Generatorska zaštita

Transformatorska zaštita Zaštita operatora


• Termomagnetska zaštitna jedinica • Preopterećenje

• Kratak spoj

• Ključni delovi: bimetalna traka, elektromagnet, mehanizam za okidanje • Preopterećenje: Prilikom preopterećenja

struja koja protiče kroz bimetalnu traku je zagreva i krivi. Kada se bimetalna traka dovoljno zagreje usled prekomerne struje dolazi do krivljenja (deformacije) bimetalne trake, čime ona aktivira mehanizam za okidanje.

• Kratak spoj: Elektromagnet je vezan na red sa bimetalnom trakom. Tokom normalnog rada i prilikom preopterećenja magnetno polje nije dovoljno jako da privuče armaturu. Kada se dogodi kratak spoj, magnetno polje je dovoljno jako da privuče armaturu koja aktivira mehanizam za okidanje.


• Elektronska zaštitna jedinica • Meri vrednost struje koja protiče • Detektuje kada struja postaje prekomerna • Određuje kada da pošalje signal za aktivaciju

mehanizma za okidanje


PREKIDAČI – REAGOVANJE PRI KRATKOM SPOJU

• Vreme t0: vreme mehaničkog kašnjenja. Struja kratkog spoja je počela da protiče kroz kontakte, ali sila F je još uvek nedovoljna da započne otvaranje kontakata. Napon U je mali i jednak padu napona na otpornosti među kontaktima.

• Vreme t1: početak faze strujnog luka među kontaktima. Struja dostiže vrednost pri kojoj počinje otvaranje pokretnog kontakta.


• Vreme t1: kraj faze strujnog luka između kontakata. Luk se javlja između kontakata dok je rastojanje među kontaktima 1-2 mm. Napon je uvećan za napon strujnog luka koji je mali i iznosi 10-20 V.


• Vreme tr: električni luk se usled dejstva Lorencove sile kreće u pravcu komore za gašenje luka i strujni luk se deformiše u oblik trake, čiji su krajevi i dalje na kontaktima.

Za to vreme napon između kontakata raste.


• Vreme tr: na kraju faze tr električni luk se odvaja od kontakata i nastavlja kretanje ka komori za gašenje luka. Napon luka se drastično uvećava.


• Faza prolaska strujnog luka kroz „noževe“ komore za gašenje luka. Napon luka prevazilazi napon mreže, počinje faza ograničavanja vrednosti struje.


• Faza održavanja visokog napona pri kome vrednost struje KS opada. Pojedinačni električni lukovi se održavaju između „noževa“ komore za gašenje luka.


• Strujni luk se gasi i strujno kolo je prekinuto.Napon je jednak mrežnom.


PREKIDAČI – SELEKTIVNOST

• Prilikom kratkog spoja treba da reaguje prekidač koji je najbliži kratkom spoju. Time se povećava raspoloživost celokupnog sistema.

(I-t) KARAKTERISTIKE PREKIDAČA

• Prekidači sa elektronskom zaštitnom jedinicom

1 – Zona normalnog rada

2 – Zona preopterećenja

3 – Zona kratkog spoja

Ir – podešavanje prekostrujne zaštite tr – kašnjenje prekostrujne zaštite Isd – podešavanje kratkospojne zaštite sa kašnjenjem tsd – kašnjenje kratkospojne zaštite Irm – podešavanje trenutne kratkospojne zaštite

* - termomagnetska zaštitna jedinica ima mogućnosti podešavanja samo Ir i Irm (Ii)

Opseg podešavanja k-ke prekidača

Name: -Q1

Breaker: MO1N

Trip Unit: ETU45

In = 630 A

Ir = 0,8 x In

L-Kurve 2

tr = 2 s

Isd = 1,25 x In

S-Kurve off

tsd = 20 ms

Ii = 1,5 x In

Un = 400 V / 50 cps

Name: -Q2

Breaker: MO1N

Trip Unit: ETU45

In = 630 A

Ir = 0,8 x In

L-Kurve 4

tr = 3 s

Isd = 6 x In

S-Kurve on

tsd = 100 ms

Ii = MAX x In

Un = 400 V / 50 cps

-F1

gG

315


Primer neostvarene selektivnosti

Name: -Q1

Breaker: MO1N

Trip Unit: ETU45

In = 630 A

Ir = 0,8 x In

L-Kurve 2

tr = 8 s

Isd = 4 x In

S-Kurve OFF

tsd = 100 ms

Ii = MAX x In


Uključenje opcije i²t

Name: -Q1

Breaker: MO1N

Trip Unit: ETU45

In = 630 A

Ir = 0,8 x In

L-Kurve 2

tr = 8 s

Isd = 4 x In

S-Kurve OFF

tsd = 100 ms

Ii = MAX x In

I²t on


Uključenje i²t i i⁴t – ostvarena selektivnost

Name: -Q1

Breaker: MO1N

Trip Unit: ETU45

In = 630 A

Ir = 0,8 x In

L-Kurve 2

tr = 8 s

Isd = 4 x In

S-Kurve OFF

tsd = 100 ms

Ii = MAX x In

I²t on

I⁴t on


PREKIDAČI TOPLJIVI OSIGURAČI

POUZDANOST

Visok stepen pouzdanosti, ali nakon

većeg broja reagovanja prekidača i

nakon starenja istog dolazi do

devijacije njegovih svojstava.

Nakon zamene patrona, k-ka je

identična prethodnoj. Otporni su na

starenje.

BEZBEDNOST

Zadovoljavajući stepen ograničenja energije, mogućnost detaljnog podešavanja karakteristike reagovanja. Ispuštanje jonizovanog gasa pri prekidanju strujnog luka može da se odrazi na ostale elemente u ormaru.

Visok stepen ograničenja energije kratkog spoja, mali gubici, nema curenja jonizovanih gasova.

POREĐENJE ZAŠTITNIH UREĐAJA


KVALITET Razvoj prekidačkih uređaja dovodi do konstantnog unapređenja kvaliteta istih, do smanjenja njegovih dimenzija i unapređenja tehnologije prekidanja. Uz korišćenje jako preciznih strujnih senzora sa elektronskim zaštitnim jedinicama dobijamo uređaje vrhunskog kvaliteta.

Tehnologija proizvodnje topljivih osigurača omogućava veoma male devijacije njihove I-t k-ke i za određeni tip i nazivnu struju čini ih gotovo identičnim.

RAZNOVRSNOST PRIMENE

Zahvaljujući već prikazanom spektru mogućnosti podešavanja I-t k-ke reagovanja primena prekidača je moguća u svim aplikacijama, pogotovu uz elektronske zaštitne jedinice.

K-ke reagovanja (I-t) ne pružaju veliki spektar mogućnosti u razgranatim radijalnim mrežama.



BENEFIT / COST Veoma zahtevno rešenje po pitanju cene. Nakon prorade zaštite, vreme ponovnog uključena pogona je minimalno, moguće je i daljinsko uključenje.

Ekonomski najpovoljnije rešenje. Jedini problem predstavlja vreme zastoja pogona dok se ne izvrši zamena topljivih osigurača nakon reagovanja.



PREDNOSTI • Velike mogućnosti podešavanja I-t k-ka. • Lokalna i daljinska signalizacija • Daljinsko uključenje / isključenje • Mogućnost komunikacije i dijagnostike i

parametrizacije iz KC • Širok spektar opreme za laku montažu

• Nakon zamene patrona, k-ka je identična prethodnoj. Otporni su na starenje.

SLABOSTI

Ispuštanje jonizovanog gasa pri prekidanju strujnog luka može da se odrazi na ostale elemente u ormaru.

Topljivi osigurači se menjaju nakon što su isključili struju kvara, što znači određeni vremenski period bez napajanja pogona.

Nakon većeg broja reagovanja prekidača i nakon starenja istog dolazi do devijacije njegove I-t k-ke.

Teško ostvarivanje selektivnosti u razgranatim NN radijalnim mrežama zbog jednostavne I-t k-ke reagovanja.


SCHRACK PROIZVODI - PREKIDAČI

• Velike mogućnosti podešavanja I-t k-ka.

• Lokalna i daljinska signalizacija

• Daljinsko uključenje / isključenje

• Mogućnost komunikacije i dijagnostike i

parametrizacije iz udaljenog KC

• Širok spektar opreme za laku motažu

• Konstantno unapređenje mehaničkih i

električnih svojstava prekidača i prateće

opreme

PREKIDAČI

• Naponski, podnaponski okidači i pomoćni kontakti

I I


Širok opseg napona napajanja

Maksimalno vreme uključenja tON = 60ms

60ms

Priključak za napajanje i daljinsku komandu


• Daljinska manipulacija – motorni pogoni

• Fiksna verzija – MC1-4

• Utična verzija – MC2-3

• Izvlačiva verzija – MC3-4

Položaji:

• Povezan

• Test položaj

• Rastavljen


• Pribor za priključenje

• Poprečni presek priključka:

bakarna kablovska papuča 4 x 300 mm²,

6 x 95 do 240 mm²

Bakarna šina max. 80x10mm

Poprečni presek priključka:

Cu/Al kabl 1 x 50 do 240 mm², 4 x 50 do 240 mm²


Struja greške: 0.03-0.1-0.3-0.5-1-3A,

vreme odlaganja: 10, 60, 150, 300, 450ms

Kod IΔn = 0,03 A: vreme kašnjenja fiksno 10 ms

Nominalna dif. struja IΔn = 0,1-0,3-1-3 A,

vreme odlaganja reakcije tv = 60-150-300-450 ms

MC1 - 3p ili 4p

MC2-4p

• Zaštitne jedinice diferencijalne struje


MC3,4-4p

Mogućnost montiranja ručke sa

leve ili desne strane ormara

Produženi pogon za montažu ručice

na vrata ormara

• Produženi pogoni


• Okretne ručke


• Komunikacija

Napajanje

DMI Modula 24 V DC

Podaci iz DMI

Izvršene operacije /

Dijagnostika

Podaci u MCCB

Izvršne komande


• Tehnički pouzdana rešenja sa širokom primenom

• Dugo vremena zapostavljen razvoj dizajna za laku montažu, uređaja

za daljinsku signalizaciju, interface-a za ostalu NN opremu

SCHRACK PROIZVODI – TOPLJIVI OSIGURAČI

D0-Podnožja Podnožja za

cilindrične osigurače D-Podnožja

• Oprema za klasičnu montažu na montažnu ploču

Rastavljač sa D0

osiguračima EZ podnožja

• Napredan dizajn

• Zaštita od indirektnog dodira delova pod naponom


• Oprema za klasičnu montažu na montažnu ploču

• Rastavne sklopke veličine NV000 (125A), NV00 (160A), NV1 (250A),

NV2 (400A),NV3 (630A)

• Rastavljanje pod naponom

• Zaštita od indirektnog dodira delova pod naponom


• Moderno rešenje - sabirnički sistemi

• Ušteda prostora

• Brža i lakša montaža

• Smanjenje broja prelaznih kontakata


• Sabirnički sistem međuosovinskog rastojanja 60mm

• Sabirnički sistem međuosovinskog rastojanja 185mm

• Sabirnički sistemi – standardizovani tipovi


• Do 630A – Cu 30x10mm

• Do 800A – Tinned Cu 30x10mm

• Do 1600A – Double T

• Do 2500A – Triple T

• Do 3200A – TCC šina

• Sabirnički sistem 60mm


• Jedinstven interface koji se montira direktno na šine

• Na taj interface se montiraju rastavljači, prekidači i

NV postolja

• Slobodan odabir uvoda i izvoda kablova

• Sabirnički sistem 60mm – Cross Link tehnologija



Bez bušenja Brza montaža Sigurno prijanjanje kontakata



Omogućava automatsko podešavanje na bakarne

sabirnice sa dimenzijama od 12, 15, 20, 25 i 30mm

širine i od 5 do 10mm debljine.

Ta tehnologija upotrebuje se kod srodnih proizvoda:

QUADRON®CrossLinkBreaker,

SECUR®LeanStreamer (00), Adapter, D/D0

Sicherungshalter, SECUR®PowerLiner/EasyLiner,

Prikljucne ploče


• Sabirnički sistem 60mm – montaža standardne opreme

D, D01, D02, EZ, cilindrični 10x38mm


• Sabirnički sistem 60mm – adapteri za montažu opreme

• EQUES adapteri – 12A do 80A

MCB, MPD, RCB, kontaktori

• Adapteri za kompakt prekidače do 630A


• Sabirnički sistem 60mm – priključne ploče i priključne kleme


• Sabirnički sistem 60mm – dalji razvoj koncepta

• „Smart wire“ koncept


• „Smart wire“ koncept

Informacije:

• Napon

• Struja

• cosφ

• Temp. Osigurača

• Položaj ručice

• Nadzor osigurača

Informacije:

• Napon

• Struja

• cosφ

Informacije:

• Upravljanje

• Signalizacija

Informacije:

• Nazor osigurača


• Sabirnički sistem 185mm • Primena kod većih opterećenja

• Sistem za NV-rastavljačke pruge NV1 (250A), NV2 (400A), NV3 (630A)

• Sa adapterom i NV00 (do 160A)

• Sa Triple T šinom do 2500 A

• Sa 120 x 10 mm bakarnim šinama (max. 2100 A)



• Formiranje sistema za laku montažu kao u slučaju 60mm sistema

• Zaštita sabirnica od dodira u stepenu zaštite IP20

• Priključna polja sa zaštitom od dodira u stepenu zaštite IP20

• Za prihvat kablova do 300mm2 i fleksibilnog bakra do širine 100mm



• Adapter širine 300mm za kompaktne prekidače do 1600A

• Montaža letvi bez bušenja na sabirnički sistem zaštićen od dodira (IP20)

• Standardizovane dimenzije – nema razlike po dubini i podešavanja iste

• Mogućnost nadzora osigurača

• Mogućnost instalacije strujnih trafoa „iza“ NN elemenata


... ZA KRAJ...

ZAKLJUČAK?

Documents

DILEMA KOJA TRAJE - PREKIDAČI ILI TOPLJIVI · PDF filePoluprovodnici aR, gR Kablovi i provodnici gG (gL) Motori i sklopni uređaji aM 1. Slovo a = zaštita u delu područja g = zaštita