Izbira in nastavitev odklopnikov

Izbira odklopnikov mora temeljiti na dejanskih delovnih pogojih, vključno s kategorijo uporabe, nazivno delovno napetostjo, nazivnim tokom, nazivnim nastavitvenim tokom sprožilca in drugimi parametri. Zaščitne značilnosti se izberejo glede na zaščitne karakteristične krivulje, navedene v katalogu izdelkov, in preverijo se značilnosti kratkega stika in koeficient občutljivosti.

Razvrstitev odklopnikov

(1) Zračni odklopnik (ACB)

ACB je znan tudi kot univerzalni odklopnik. Vse komponente so nameščene v izoliranem kovinskem okvirju, običajno odprtega tipa. Lahko je opremljen z različnimi dodatki, zamenjava kontaktov in delov pa je priročna. Večinoma se uporablja kot glavno stikalo na strani napajanja.

Pre-trenutne izdaje vključujejo elektromagnetne, elektronske in inteligentne vrste. Odklopnik zagotavlja štiri-stopenjsko zaščito: dolgo-časovno zakasnitev, kratko-časovno zakasnitev, trenutno zaščito in zaščito pred zemeljsko napako. Nastavitveno vrednost vsake zaščite je mogoče prilagoditi v določenem obsegu glede na njeno oceno okvirja.

ACB se uporablja za AC 50 Hz, nazivno napetost 380 V, 660 V in distribucijska omrežja z nazivnim tokom od 200 A do 6300 A. Uporablja se predvsem za distribucijo električne energije ter zaščito vodov in opreme za oskrbo z električno energijo pred preobremenitvijo, prenizko napetostjo, kratkim -stikom, eno-fazno zemeljsko napako in drugimi napakami.

Z različnimi inteligentnimi zaščitnimi funkcijami lahko realizira selektivno zaščito. V normalnih pogojih se lahko uporablja za redko preklapljanje tokokrogov. Odklopnike pod 1250 A je mogoče uporabiti za zaščito motorjev pred preobremenitvijo in kratkim stikom v omrežjih 380 V AC 50 Hz.

ACB se pogosto uporablja tudi kot glavno izhodno stikalo na 400-voltni strani transformatorjev, vodilnih stikal, -napajalnih stikal velike zmogljivosti in velikih krmilnih stikal motorja.

(2) Odklopnik tokokroga v oblikovanem ohišju (MCCB)

MCCB je znan tudi kot modularni odklopnik. Njegov ozemljitveni priključek, zunanji kontakti, komora za gašenje obloka, sprožilni in delovni mehanizem so zaprti v plastičnem oblikovanem ohišju.

Pomožni kontakti, podnapetostni sprožilec, odklopnik in druge komponente so večinoma modularizirane z zelo kompaktno strukturo. Na splošno vzdrževanje ni upoštevano in je primerno za zaščitna stikala za veje tokokrogov.

MCCB običajno vsebuje termo-magnetno sprožilno enoto, medtem ko so MCCB velike-velikosti opremljene s-polprevodniškimi sprožilnimi senzorji.

Pre-trenutne izdaje za MCCB vključujejo elektromagnetne in elektronske tipe. Na splošno so elektromagnetni MCCB ne-selektivni odklopniki z le dolgo-časovno zakasnitvijo in takojšnjo zaščito. Elektronski MCCB zagotavljajo štiri zaščitne funkcije: dolgo-časovno zakasnitev, kratko-časovno zakasnitev, takojšnjo zaščito in zaščito pred ozemljitveno napako.

Nekateri na novo predstavljeni elektronski odklopniki so opremljeni tudi s funkcijo conske selektivne zapore (ZSI).

MCCB se običajno uporablja za krmiljenje in zaščito distribucijskega dovoda, glavno nizko{0}}napetostno izhodno stikalo majhnih distribucijskih transformatorjev, krmiljenje priključkov za distribucijo električne energije in se lahko uporablja tudi kot stikalo za napajanje za različne proizvodne stroje.

(3) Miniaturni odklopnik (MCB)

MCB je najpogosteje uporabljena zaščitna naprava za terminale pri gradnji električnih terminalskih distribucijskih sistemov. Uporablja se za kratke-stike, preobremenitev, prenapetost in druge zaščite za eno-fazne in tri-fazne tokokroge pod 125 A, vključno s poli 1P, 2P, 3P in 4P.

MCB je sestavljen iz delovnega mehanizma, kontaktov, zaščitnih naprav (različni sprožilci), sistema za gašenje obloka itd. Njegovi glavni kontakti se zapirajo ročno ali električno. Po zapiranju mehanizem prostega sprožitve zaklene glavne kontakte v zaprtem položaju.

Tuljave nad{0}}tokovnih sprožilcev in termični elementi termičnih sprostitev so zaporedno povezani z glavnim tokokrogom. Tuljave podnapetostnih sprožilcev so priključene vzporedno z napajalnikom.

V električnem načrtovanju civilnih zgradb se MCB uporablja predvsem za preobremenitev, kratek-stik, pre-tok, izgubo napetosti, prenizko napetost, ozemljitev, ozemljitveno uhajanje, samodejni prenos dvojnih napajalnikov ter zaščito in krmiljenje motorjev med redkimi zagoni.

Osnovni karakteristični parametri odklopnikov

(1) Nazivna delovna napetost Ue

Nazivna delovna napetost je nazivna napetost odklopnika, pri kateri lahko deluje neprekinjeno pod določenimi normalnimi pogoji delovanja in delovanja.

Na Kitajskem je za nivoje napetosti 220 kV in manj največja delovna napetost1,15-kratnazivna napetost sistema. Za nivoje napetosti 330 kV in več je največja delovna napetost1,1-kratnazivno napetost.

Odklopnik mora vzdrževati izolacijo pri najvišji delovni napetosti sistema in je sposoben vklapljati in prekinjati operacije pod določenimi pogoji.

(2) Nazivni tok In

Nazivni tok je tok, ki ga lahko sprožilec neprekinjeno prenaša pri temperaturi okolja pod 40 stopinj. Pri odklopnikih z nastavljivimi sprožilci je to največji tok, ki ga sproščalnik lahko neprekinjeno prenaša.

Pri uporabi pri temperaturi okolja, ki presega 40 stopinj, vendar ne višje od 60 stopinj, se obremenitev zmanjša za neprekinjeno delovanje.

(3) Nastavitev toka sprostitve preobremenitve Ir

Ko tok preseže nastavitev za sprostitev preobremenitve Ir, se odklopnik sproži s časovno zakasnitvijo. Ta vrednost predstavlja tudi največji tok, ki ga odklopnik lahko prenese brez sprožitve.

Ta vrednost mora biti večja od največjega obremenitvenega toka Ib, vendar manjša od največjega dovoljenega toka Iz tokokroga.

Za toplotne-magnetne sprožilce je Ir običajno nastavljiv v razponu od 0,7 ~ 1,0 In. Pri elektronskih sprožilcih je obseg nastavitve širši, običajno 0,4 ~ 1,0 In. Za odklopnike, opremljene z ne-nastavljivimi preko-tokovnimi sprožilci, Ir=In.

(4) Nastavitev toka sprostitve kratkega stika Im

Releji za sprostitev kratkega stika (trenutna ali kratka{1}}časovna zakasnitev) se uporabljajo za hitro sprožitev odklopnika, ko pride do visokega okvarjenega toka. Prag sprožitve je Im.

(5) Nazivni kratko{1}}vzdržni tok Icw

To je vrednost toka, ki lahko teče v določenem času, ki ne bo povzročila poškodb vodnikov zaradi pregretja v določenem času.

(6) Prekinitvena zmogljivost

Izklopna zmogljivost odklopnika se nanaša na njegovo sposobnost varnega prekinjanja okvarnih tokov, kar ni nujno povezano z njegovim nazivnim tokom.

Običajne vrednosti vključujejo 36 kA, 50 kA itd. Na splošno je razdeljen na:

Končna prekinitvena zmogljivost-kratkega tokokroga Icu

Prekinitvena zmogljivost kratkega-vezja Ic

 

Splošna načela za izbiro odklopnika

Najprej izberitevrstainštevilo polovodklopnika glede na aplikacijo;

izberitenazivni tokglede na največji delovni tok;

izberitevrsta sproščanja, vrste in specifikacije dodatne opreme po potrebi.

Posebne zahteve so naslednje:

⑴Nazivna delovna napetost (Ue) odklopnika Večja ali enaka nazivni napetosti tokokroga.

⑵Nazivna kratkostična in izklopna zmogljivost odklopnika Večja ali enaka izračunanemu obremenitvenemu toku tokokroga.

⑶Nazivna kratkostična in izklopna zmogljivost odklopnika Večja ali enaka največjemu kratkemu{1}}toku tokokroga, ki se lahko pojavi v tokokrogu (na splošno izračunano kot efektivna vrednost).

⑷Eno-fazni tok zemeljske napake na koncu tokokroga Večji ali enak 1,25-kratnemu trenutnemu (ali kratko-časovnemu zamiku) sprožilnemu nastavitvenemu toku odklopnika.

⑸Nazivna napetost podnapetostnega sprožilca odklopnika je enaka nazivni napetosti tokokroga.

⑹Nazivna napetost sprožilca odklopnika je enaka krmilni napajalni napetosti.

⑺ Nazivna delovna napetost motoriziranega pogonskega mehanizma je enaka krmilni napajalni napetosti.

⑻Ko se odklopnik uporablja za tokokroge razsvetljave, je trenutni nastavitveni tok elektromagnetnega sprožilca običajno6-kratobremenitveni tok.

⑼Če se za kratko{0}}zaščito enega motorja uporablja odklopnik:

Trenutni nastavitveni tok sprožitve =1.35-kratnik zagonskega toka motorja (za serijo DW) ali 1,7-kratnik zagonskega toka motorja (za serijo DZ).

⑽Če se odklopnik uporablja za-zaščito kratkega stika več motorjev:

Trenutni sprožilni nastavitveni tok =1.3-kratnik zagonskega toka največjega motorja plus delovni tok preostalih motorjev.

⑾Če se odklopnik uporablja kot glavno stikalo na nizko-napetostni strani razdelilnega transformatorja:

●Njegova izklopna zmogljivost mora biti večja od kratko{0}}toka na nizko{1}}napetostni strani transformatorja.

● Nazivni tok sprostitve ne sme biti manjši od nazivnega toka transformatorja.

●Nastavitev toka-zaščite kratkega stika: običajno 6–10-kratnik nazivnega toka transformatorja.

● Nastavitveni tok zaščite pred preobremenitvijo: enak nazivnemu toku transformatorja.

⑿Po predhodni izbiri vrste in nazivne vrednosti odklopnika, uskladite z zaščitnimi značilnostmi zgornjih in spodnjih odklopnikov, da preprečitekaskadno izklopin razširitev obsega napak.

 

Selektivnost odklopnikov

Odklopnike, ki se uporabljajo v sistemih za distribucijo električne energije, lahko glede na njihovo zaščitno zmogljivost razvrstimo v dve kategoriji:selektivnoinneselektiven.

Selektivni nizkonapetostni odklopniki vključujejodvostopenjska zaščitaintristopenjska zaščitaMed njimi se trenutna karakteristika in karakteristika s kratkim zakasnitvijo uporabljata za sprožitev kratkega stika, medtem ko se karakteristika z dolgo zakasnitvijo uporablja za zaščito pred preobremenitvijo.

Neselektivni odklopniki običajno delujejo v trenutku in se uporabljajo samo za zaščito pred kratkim stikom. Nekateri zagotavljajo delovanje z dolgo zakasnitvijo in se uporabljajo samo za zaščito pred preobremenitvijo.

V sistemu za distribucijo električne energije, čezgornji odklopnikje selektiven inspodnji odklopnikje neselektivna ali selektivna, se selektivnost v glavnem doseže z uporabo časovnega zamika sprostitve s kratkim zamikom ali različnih časovnih zamikov.

Pri uporabi časovne zakasnitve predhodnega odklopnika bodite pozorni na naslednje točke:

⑴Ne glede na to, ali je spodnji odklopnik selektiven ali neselektiven, nastavitveni tok trenutne prenapetostne sprostitve zgornjega odklopnika na splošno ne sme biti manjši od1,1-kratnajvečji trifazni kratkostični tok na izhodnem priključku spodnjega odklopnika.

⑵Če nižji odklopnik ni selektiven, da bi preprečili prvo delovanje zgornjega tokovnega sproščanja s kratkočasovnim zakasnitvijo zaradi nezadostne trenutne sprožilne občutljivosti spodnjega odklopnika med kratkim stikom v njegovem zaščitenem tokokrogu (ki bi izgubil selektivnost), nastavitveni tok predtokovnega sproščanja s kratkotrajnim zakasnitvijo na splošno ne sme biti manjši od1,2-krattrenutnega nadtokovnega sproščanja v smeri toka.

⑶Če je spodnji odklopnik prav tako selektiven, mora biti za zagotovitev selektivnosti kratkotrajni čas delovanja odklopnika pred0,1 s dljekot pri prekinjevalniku navzdol.

Na splošno mora biti za zagotovitev selektivnega delovanja med dvema nivojema nizkonapetostnih odklopnikov zgornji odklopnik opremljen s pretokovnim sprožilcem s kratkotrajno zakasnitvijo, njegov obratovalni tok pa mora biti vsaj eno stopnjo višji od spodnjega odklopnika. Vsaj obratovalni tok zgornjega odklopnika Iop.1 ne sme biti manjši od1,2-kratobratovalni tok spodnjega odklopnika Iop.2​, tj.:Iop.1​ Večji ali enak 1,2Iop.2​

 

Kaskadna zaščita odklopnikov

Pri načrtovanju sistemov za distribucijo električne energije mora selektivna koordinacija med zgornjimi in spodnjimi odklopniki izpolnjevati zahteve glede selektivnosti, hitrosti in občutljivosti.

Selektivnost je povezana s koordinacijo med zgornjimi in spodnjimi odklopniki, medtem ko sta hitrost in občutljivost povezani z značilnostmi same zaščitne naprave oziroma načinom delovanja vezja.

Ustrezna koordinacija med zgornjimi in spodnjimi odklopniki lahko selektivno odklopi okvarjeno vezje, s čimer zagotovi, da druga zdrava vezja v distribucijskem sistemu še naprej normalno delujejo. Nasprotno, to bo vplivalo na zanesljivost distribucijskega sistema.

Kaskadna zaščita je specifična uporaba tokovno-omejevalne značilnosti odklopnikov. Njeno glavno načelo je izkoristiti tokovno-omejevalni učinek zgornjega odklopnika, tako da je mogoče izbrati odklopnike z nižjo prekinitveno zmogljivostjo za nižja tokokroga, da se zmanjšajo stroški in prihranijo stroški.

Odklopnik QF1, ki omejuje zgornji tok-, je sposoben prekiniti največji predvideni tok kratkega-toka na mestu namestitve. Ker so odklopniki pred in navzdol v distribucijskem sistemu nameščeni zaporedno, je dejanski tok kratkega-vezja veliko nižji od predvidenega toka-kratkega stika, ko pride do kratkega stika na izhodu spodnjega odklopnika QF2 na tej lokaciji zaradi trenutnega-omejevalnega učinka QF1.

Z drugimi besedami, prekinitvena zmogljivost spodnjega odklopnika QF2 je močno povečana s pomočjo QF1, kar presega njegovo nazivno prekinitveno zmogljivost.

Ta vrsta kaskadne zaščite ima prav tako določene pogoje. Na primer, sosednja vezja ne smejo prenašati pomembnih obremenitev (ker ko QF1 sproži, bo tudi vezje QF3 izgubilo moč). Istočasno se mora trenutna nastavitev QF1 pravilno ujemati z nastavitvijo QF2.

Kaskadne podatke je mogoče določiti samo s preskusi, koordinacijo in izbiro zgornjih in spodnjih odklopnikov pa lahko potrdi in zagotovi samo proizvajalec odklopnikov.

 

Občutljivost odklopnikov

Za zagotovitev, da lahko trenutna ali kratka-časovna zakasnitev-tokovnega sproščanja odklopnika zanesljivo deluje v minimalnem načinu delovanja sistema, ko pride do najmanjše-napake kratkega tokokroga znotraj njegovega zaščitnega območja, mora zaščitna občutljivost odklopnika izpolnjevati zahteve, določene vKoda za načrtovanje nizko{0}}napetostne distribucije električne energije(GB 50054-95).

Občutljivost ne sme biti nižja od 1,3, to je: Sp​=Ik.min​/Iop​ Večja ali enaka 1,3

kje:

Iop​=Obratovalni tok trenutne ali kratke-časovne zakasnitve nad-trenutno sprostitvijo

Ik.min​=Eno-fazni ali dvo{3}}fazni-kratki tok na koncu zaščitenega voda v minimalnem načinu delovanja sistema

Sp​=Občutljivost odklopnika

Pozornost je treba nameniti tudi preverjanju občutljivosti med izbiro odklopnika. Pri selektivnih odklopnikih, ki so opremljeni s kratko-časovno zakasnitvijo in takojšnjimi sprožilci-toka, je treba preveriti samo delovno občutljivost kratke-časovne zakasnitve-toka; preverjanje trenutne nad-trenutne izdaje ni potrebno.

 

Izbira in nastavitev sprožilcev odklopnika

(1) Nastavitev obratovalnega toka za takojšnjo prenapetostno sprostitev

Med opremo, zaščiteno z odklopnikom, bodo nekateri električni aparati med zagonom v kratkem času ustvarili vrhovni tok, ki je nekajkrat večji od nazivnega toka, zaradi česar odklopnik v kratkem času prenese velik konični tok.

Obratovalni tok Iop(o)​ trenutne prenapetostne sprostitve mora presegati temenski tok Ipk​ vezja, in sicer: Iop(o)​ Večji ali enak Krel​⋅Ipk​Kjer je Krel​ koeficient zanesljivosti.

Med izbiro odklopnika zagotovite, da nastavitveni tok trenutne prenapetostne sprostitve presega konični tok, da se izognete neželenemu izklopu.

(2) Nastavitev obratovalnega toka in časa za kratkotrajno zakasnitev nadtokovnega sproščanja

Obratovalni tok Iop(s)​ nadtokovnega sproščalnika s kratkočasovno zakasnitvijo mora prav tako presegati temenski tok Ipk​ tokokroga, in sicer: Iop(s)​ Večji ali enak Krel​⋅Ipk​Kjer je Krel​ koeficient zanesljivosti.

Čas delovanja sprožilcev s kratkočasovno zakasnitvijo je običajno razvrščen kot 0,2 s, 0,4 s in 0,6 s. Določi se glede na selektivno koordinacijo zgornjih in spodnjih zaščitnih naprav. Čas delovanja zgornje zaščite mora biti en časovni interval daljši od časa delovanja spodnje zaščite.

(3) Nastavitev obratovalnega toka in časa za dolgotrajno zakasnitev nadtokovnega sproščanja

Prenapetostni sprožilec z dolgotrajno zakasnitvijo se v glavnem uporablja za zaščito pred preobremenitvijo. Zato mora njegov delovni tok Iop(l)​ preseči samo največji tok obremenitve (izračunani tok I30​) vezja: Iop(l)​ Večji ali enak Krel​⋅I30​Kjer je Krel​ koeficient zanesljivosti.

Čas delovanja sproščanja z dolgotrajno zakasnitvijo mora presegati trajanje dovoljene kratkočasne preobremenitve, da se prepreči neželena sprožitev odklopnika.

(4) Usklajevanje med obratovalnim tokom prenapetostnega sproščanja in zaščitenim kablom

Za preprečitev pregrevanja izolacije, poškodbe ali celo požara zaradi preobremenitve ali kratkega stika brez sprožitve mora obratovalni tok Iop​ pretokovne sprostitve ustrezati: Iop​ manj kot ali enako Kol​⋅Ial​kjer je:

Ial​=dovoljena tokovna nosilnost izoliranega kabla

Kol​=dovoljen faktor kratkotrajne preobremenitve izoliranega kabla

Vrednost Kol​:

Za sprožitve s takojšnjo in kratkotrajno zakasnitvijo: 4.5

Za sproščanje z dolgo zakasnitvijo, ki se uporablja kot zaščita pred kratkim stikom: 1.1

Za sprostitev z dolgotrajno zakasnitvijo, ki se uporablja samo kot zaščita pred preobremenitvijo: 1

Če zgornje zahteve glede usklajevanja niso izpolnjene, prilagodite obratovalni tok sprostitve ali ustrezno povečajte površino prečnega prereza vodnika ali kabla.