EI dobor_zabezpieczen.pdf

DOBÓRZABEZPIECZEŃKABLIIPRZEWODÓWELEKTRYCZNYCH

mgrinŜ.JulianWiatr

WojskoweBiuroStudiówProjektówBudowlanychiLotniskowych

wWarszawie

Wartykulezamieszczonym wnr5,któregodrugaczęśćzostałaopublikowanawnr9/09elektro.infozostały

opisane podstawowe zasady doboru przewodów. W cytowanym artykule zostały podane zasady obliczania

spodziewanego prądu obciąŜenia oraz zasady wstępnego doboru zabezpieczeń do ochrony obwodów

zasilającychróŜneodbiornikienergiielektrycznej.Niniejszyartykułstanowikontynuacjęw/wtematykiiokreśla

zasady doboru zabezpieczeń oraz projektowania właściwej selektywności działania poszczególnych stopni

zabezpieczeń.Wtreścijednoznaczniezostaławyjaśnionakwestiawybiórczościdziałaniapodczaszwarćkolejno

po sobie występujących zabezpieczeń realizowanychz wykorzystaniem róŜnych aparatów oraz wyłączników

instalacyjnych nadprądowych, które w praktyce nie zapewniają Ŝadnej selektywności bez względu na typ

charakterystyki.

Zabezpieczeniaurządzeńorazprzewodówlubkablistosujesięwceluichochronyprzed

prądami przeciąŜeniowymi lub zwarciowymi. Niektóre urządzenia, jak np. silniki w

niektórych przypadkach, wymagają zabezpieczeń zanikowych, których zadaniem jest

ochrona tych urządzeń przed niekontrolowanym powrotem napięcia zasilającego po jego

wcześniejszymzaniku.

PrzeciąŜeniemnazywamystan,wktórymurządzenie,siećlubinstalacjaelektrycznapobiera

ze źródła zasilającego prąd o wartości wyŜszej niŜ prąd znamionowy, na który została

zaprojektowana.

PrzeciąŜeniemoŜewystąpićdługolubkrótkotrwale.Przepływprądupowstającywwyniku

bezoporowego połączenia dwóch lub większej ilości przewodów o róŜnych potencjałach

nazywasięzwarciem.

ZasadyzabezpieczaniaprzetęŜeniowego

Zabezpieczenia przetęŜeniowe naleŜy instalować przed urządzeniami, a w przypadku

przewodów,napoczątku.

Kategorycznie zabrania się instalowania zabezpieczeń w przewodach instalacji

piorunochronnejorazwprzewodachuziemiających.

Urządzenia zabezpieczające muszą mieć zdolność przerywania prądu zwarciowego

I ,

mogącegowystąpićtuŜzamiejscemzainstalowaniazabezpieczenia.

UrządzeniazabezpieczająceprzewodypowinnybyćzainstalowanenapoczątkukaŜdejlinii

oraz kaŜdego odcinka linii, w którym obciąŜenie przewodu jest mniejsze od obciąŜenia

poprzedniegoodcinkalinii.

NiestosujesięzabezpieczeńprzedprądemprzetęŜeniowymwprzypadkachgdy:

1. Przewodysąchronioneprzezinneurządzeniazabezpieczającezainstalowaneodstrony

zasilania.

2. WprzewodachniemoŜewystąpićprądprzeciąŜeniowy,azastosowanezabezpieczenie

stanowiskutecznąochronęodzwarć.

3. Spełnionesąjednocześnienastępującewarunki:

a) długośćniezabezpieczonegoprzewodunieprzekracza3m,

b) dominimumograniczonajestmoŜliwośćpowstaniaprzeciąŜeńizwarć,

c) przewodyniesąułoŜonewpobliŜumateriałówwybuchowychlubłatwozapalnych.

Odległośćodpunktuodgałęzieniadozabezpieczenianiepowinnaprzekraczać1m.

W przypadku umieszczenia przewodów w miejscu trudno dostępnym odległość ta moŜe

zostać zwiększona do 6 m dla przewodów zasilających urządzenia oświetleniowe lub

mieszane,awprzypadkuurządzeńsiłowychdo30m.

Urządzeniezabezpieczającepowinnobyćtakdobrane,byniereagowałonakrótkotrwałyprąd

rozruchowy.

StosowaniezabezpieczeńprzeciąŜeniowychniejestwymagane,gdymaksymalnyprądnie

moŜe przekroczyć dopuszczalnej obciąŜalności przewodów lub urządzeń (np.:

transformatory spawalnicze, transformatory dzwonkowe o mocy rzędu kilku [W] itp.

urządzenia).

Zabezpieczeniaprzewodów

NaleŜywyróŜnićtrzyrodzajezabezpieczeń:

a) zabezpieczenie przeciąŜeniowe zabezpiecza tylko przed skutkami prądu

przeciąŜeniowego,któremoŜebyćrealizowaneprzez:

- wyłącznikiwyposaŜonewwyzwalaczetermobimetalowe,

- bezpiecznikitopikoweogólnegoprzeznaczeniazpełnozakresowącharakterystyką

wyłączenia;

b) zabezpieczeniazwarciowe,którechroniąprzewódtylkoodprądówzwarciowych

isąrealizowaneprzez:

- wyłącznikiwyposaŜonewwyzwalaczezwarcioweelektromagnetyczne,

- bezpieczniki topikowe ogólnego przeznaczenia z pełnozakresową

charakterystykąwyłączenia,

- bezpiecznikizniepełnozakresowącharakterystykąwyłączenia,

c) zabezpieczenia przeciąŜeniowozwarciowe, chroniące jednocześnie przed

przeciąŜeniamiorazzwarciami.Rolętychzabezpieczeńmogąpełnić:

- wyłącznikiwyposaŜonewwyzwalaczeprzeciąŜenioweiwyzwalaczezwarciowe,

- wyłącznikiwspółpracującezbezpiecznikamitopikowymi,

- wyłączniki wyposaŜone w wyzwalacze przeciąŜeniowe i dobezpieczeniowe

wkładkitopikowe,

- bezpiecznikitopikoweogólnegostosowaniazpełnozakresowącharakterystyką

wyłączenia.

Najbardziej rozpowszechnionymi urządzeniami zabezpieczającymi są bezpieczniki

topikowe.Stanowiąonedoskonałezabezpieczeniezwarciowe.Natomiastichwalory

eksploatacyjneprzyprzeciąŜeniachsąznaczniesłabsze.

Poszczególne rodzaje bezpieczników topikowych określane są przez podanie klasy

orazkategoriiuŜytkowania.

Klasa bezpiecznika oznacza typ charakterystyki czasowoprądowej wkładki

bezpiecznikowej i jest podawana jako dwu lub trzyliterowy symbol (trzyliterowy

symboldotyczywkładekbezpiecznikowychprodukowanychwkrajunp.WtzlubWts,

któreniezostałyobjętenormalizacjąmiędzynarodową;normalizacjamiędzynarodowa

przewidujeoznaczeniedwuliterowe).

Pierwszaliterasymboluoznaczazdolnośćwyłączania:

wkładka ogólnego przeznaczenia pełnozakresową przeznaczona do wyłączania

kaŜdegoprądu,któryjestwstanieprzetopićtopik,

wkładkaniepełnozakresową,którapoprawniewyłączaprądyzwarciowezawarte

pomiędzynajmniejszymprądemwyłączalnym

I ⋅

min

≤ aznamionowymprądem

wyłączalnym cn

Wkładka ta nie gwarantuje wyłączenia małych prądów przeciąŜeniowych przez co

zabezpieczanyobwódwymagadodatkowegozabezpieczeniaprzeciąŜeniowego.

Przykładowe charakterystyki czasowoprądowe wkładek bezpiecznikowych

pełnozakresowychiniepełnozakresowychzostałyprzedstawionenarysunku1.

DrugaliterasymboluoznaczakategorięuŜytkowania:

G wkładka ogólnego przeznaczenia, do zabezpieczania przewodów o

charakterystyce t = f(I) zbliŜonej do charakterystyki t=f(I), wkładki

topikowejzwłocznej

F wkładka o charakterystyce szybkiej (wycofane z normalizacji

międzynarodowej)

M wkładkadozabezpieczaniasilnikówiurządzeńrozdzielczych

Tr wkładka do zabezpieczania transformatorów po stronie dolnego napięcia

(na wkładce tej nie podaje się prądu znamionowego a tylko moc

znamionową transformatora) o charakterystyce zbliŜonej do bezpiecznika

gG, lecz o znacznie mniejszym rozrzucie parametrów (charakterystyka

pasmowa t=f(I), znacznie węŜsza jak charakterystyka t=f(I) bezpiecznika

typugG)wPolscenieprodukowana,

wkładkadozabezpieczaniaurządzeńpółprzewodnikowych

wkładka topikowa przeznaczona do zabezpieczania urządzeń w

podziemiachkopalń

a) b)

Rys.1.Charakterystykiczasowo–prądowet=f(I),wkładektopikowychA–pełnozakresowej,B–niepełnozakresowej[3]

Przykładowe charakterystyki czasowoprądowe bezpieczników o charakterystyce gG

przedstawiarysunek2.

Rys.10.2.2.CharakterystykipasmowebezpiecznikówtopikowychkategoriiuŜytkowaniagG[4]

WcelułatwegoodróŜnieniabezpiecznikównawkładkachtopikowychzamieszczanesąkolorowenapisypodająceklasę,

kategorięuŜytkowaniaorazprądznamionowy.

Zestawieniepodstawowychoznaczeńbezpiecznikówtopikowychprzedstawionowtabeli1.

Tab.1BarwycechowaniabezpiecznikówróŜnychklas[3]

Kodbezpiecznika

Barwacechowania

gG(gL);gF

Zielona

aR;gR

Niebieska

Czerwona

Wkładkitopikoweopróczklasybezpiecznikaposiadająnastępująceparametry:

- napięcieznamionowebezpiecznikaU n ,

- prądznamionowyciągłyI n ,

- prądznamionowywyłączalnywkładkitopikowejI cn ,

- znamionowyprądzałączalnyI cm ,

- prądograniczonyI o określającyobciąŜeniaelektrodynamiczne,

- całkęJoule’aokreślającąobciąŜeniecieplne.

WkładkatopikowastanowiaparatjednorazowegouŜytku.Zadziałaniejejpodczaszwarćlub

przeciąŜeńpowodujekoniecznośćwymianynanową.

Do zalet bezpiecznika topikowego naleŜy jego ograniczające działanie podczas przepływu

duŜychprądówzwarciowych.

Znaczniebardziejuniwersalnymiaparatamizabezpieczającymisąwyłączniki:

- dozabezpieczaniapojedynczychodbiornikówmałejmocy,

- dozabezpieczaniaobwodówrozdzielczychwyposaŜonewnastawialnelubnienastawialne

wyzwalaczezwarcioweiprzeciąŜeniowe,aniekiedywwyzwalaczeróŜnicowoprądowe.

Wyłącznikidzielisięnadwiekategorie:

AwyposaŜonetylkowwyzwalaczebezzwłoczne(niesąoneprzystosowanedowspółpracy

zzabezpieczeniamizwarciowymizainstalowanymibliŜejodbiorników)

B wyposaŜone w wyzwalacze zwłoczne dzięki czemu moŜliwa jest ich współpraca z

zabezpieczeniamizwarciowymizainstalowanymibliŜejodbiornika.

Wyłącznikisąprodukowanejakoograniczająceinieograniczające.

WyłącznikograniczającyograniczaprądzwarciowydowartościmniejszychniŜspodziewany

prądudarowyi p ireagujewbardzokrótkimczasieponiŜej10ms.

Natomiast wyłącznik nieograniczający przepuszcza cały prąd zwarciowy i p oraz reaguje

dopieroprzypierwszymnaturalnymprzejściuprąduzwarciowegoprzezzero(rysunek13)

Czarna

gTr

Brązowa

Rys.3:Przebiegprąduzwarciowego[1]

a)wwyłącznikachnieograniczających(1),ograniczającychklasycznych(2),ograniczającychszybkich(3)

b)charakterystykaczasowoprądowawyłącznikaograniczającego

Poziom ograniczenia prądów zwarciowych przez wyłączniki ograniczające jest jednak

mniejszyniŜbezpiecznikówtopikowych.Porównaniecharakterystykprądówograniczonych

obydwuaparatówprzedstawiarysunek4.

Rys.4Porównanecharakterystykprądówograniczonychbezpiecznika(1)iwyłącznikaograniczającego(2)otakimsamymprądzieznamionowym[2]]

ZabezpieczeniaprzetęŜeniowechroniąceprzedskutkamiprzeciąŜeńizwarćwykonanesąz

zastosowaniem:

jednego aparatu (wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika topikowego), który

zabezpieczaprzedskutkamiprzeciąŜeńizwarć)

dwóchróŜnychaparatów,zktórychjedenzabezpieczaprzedskutkamiprzeciąŜeńadrugi

odzwarć.Wtakimprzypadkusąoneinstalowanewzestawachnp.bezpieczniktopikowylub

wyłączniknadprądowy,stycznikzprzekaźnikiemtermobimetalicznym.

WinstalacjachelektrycznychstosujesięwyłącznikinadprądoweocharakterystykachB;C;Di

prądzie znamionowym nie większym niŜ 63A (sporadycznie spotykane są wyłączniki o

prądzie znamionowym 80 A). Wyłączniki o charakterystyce A są przeznaczone do

zabezpieczania urządzeń elektronicznych. Porównanie charakterystyk czasowoprądowych

wyłącznikówprzedstawiarysunek5.

WyłącznikiwzaleŜnościodtypucharakterystykimająróŜneprzeznaczenie 1 :

B zabezpieczanie przewodów i odbiorników w obwodach oświetleniowych, gniazd

wtyczkowychisterowaniajeŜeliprzyłączanedoinstalacjiurządzeniacharakteryzują

się prądem rozruchowym nie większym niŜ 3* I n (gdzie: I n – prąd znamionowy

wyłacznika)

C zabezpieczanieprzedskutkamizwarćiprzeciąŜeńwinstalacji,wktórejzastosowano

urządzeniaoprądzierozruchowymdo5*I n

D zabezpieczanieprzedskutkamizwarćiprzeciąŜeńwinstalacji,wktórejzastosowano

urządzeniaoprądzierozruchowymdo10*I n

Właściwościwyłącznikównadprądowychinstalacyjnychzostałyprzedstawionewtabeli7.

Oznaczenia poszczególnych prądówprzedstawionych w tabeli 7zostały przedstawione na

rysunku11.

1 PrzywyznaczaniuprąduI a dlacelówochronyprzeciwporaŜeniowejprzezsamoczynnewyłączeniezasilanianaleŜyprzyjmowaćwartośćprąduI 5 ,czyliI a =I 5

(patrztabela7.)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: