Megszakítók TECHNOLÓGIA 1 TERMIKUS KIOLDÓ 2 MÁGNESES KIOLDÓ. Termék- és beépítési szabványok

Átírás

1 Megszakíók TECHNOLÓGIA A úláramoka három különböző eszközzel lehe észlelni: a ermikus egységgel a úlerheléseke, a mágnesessel a rövidzárlaoka, illeve az elekronikussal mindkeő. A ermikus és a mágneses kioldóka éppen ezér gyakran használják kombinálva, amely egy olcsóbb, kipróbál alapon nyugvó echnológia. Ugyanakkor a ermikus-mágneses kioldók eseén elmondhaó az is, hogy az ilyen megszakíók beállíási érékei jóval korláozoabbak, min az elekronikusoké. A Legrand álal gyáro megszakíók az alábbi kiegészíő funkciókra is alkalmasak: - áramkörök kézi vagy auomaikus kapcsolása - szakaszolás poziív konakus jelzéssel - áramkörök leválaszása láhaó érinkező állapoal a kihúzhaó és kikocsizhaó készülékek eseén - vészleállíás - hibaáram-védelem - feszülségcsökkenési védelem Termék- és beépíési szabványok Fonos különbsége enni a ké fogalom közö: míg az előbbi a ermékre vonakozik és így a gyáró felelőssége, úgy az uóbbi a készülék korrek elepíésére vonakozik, amely nagy mérékben haással van annak működésére, illeve a rácsalakozao áramkör bizonságos üzemeleésére. A beépíési szabványok örvényben rögzíeek, így azok alkalmazása köelező. Ezen felül a készüléke elepíő / beüzemelő cégnek felelőssége kell vállalnia a eljes rendszer bizonságos és hibálan működéséér (az eloszókól a dugaljakig). TERMIKUS KIOLDÓ Ezen kioldók fő eleme egy bimeál szalag, amely a névleges érékein felül elkezd melegedni és deformálódni. A bimeál reakcióideje fordíoan arányos az áramérékkel, így minél nagyobb áram folyik raja, annál gyorsabban deformálódik. A ermikus eheelenség eredményekén a bimeál gyorsabban reagál az első úlerhelés egyből köveő második hullámra. Ez a gyors reakció gáolja meg, hogy a kábelek úlmelegedjenek és károsodjanak. A kompak- és légmegszakíók eseében leheőség van a beállíási áram (I r ) kézileg örénő beállíására. A beállíási haárérékek a 37. oldalon alálhaók. 2 MÁGNESES KIOLDÓ Működése a készüléken folyó áramerősség nagyságáól függ, amely egy ekercs segíségével elekromágneses ere hoz lére. Nagy áramerősség eseén a ekercs álal lérehozo mágneses ér egy mechanikus szerkezeen kereszül nyija a megszakíó érinkezőjé, azaz kioldja a készüléke. A mágneses kioldó éppen ezérövidzárlaok eseén nyúj gyors reakció (másodperc izede ala). A lég- és kompak megszakíóknál leheőség van a gyorskioldó áram beállíására (I m vagy I sd ), amely éréke haással van öbb védelmi funkcióra (hibaáramvédelem, közvelen érinés...) Továbbá ezen beállíás késleleéssel kombinálva, öbb készülék összehangolásá lehe megvalósíani. 3 A üz ad vé am m A A Na bi gy ny sz ki ki R Az né kö po ös a Zó m H vé A ár lé le go ál vé va Zó 2

2 z a -, - 3 ELEKTRONIKUS KIOLDÓ A pólusokra helyeze áramválók segíségével minden üzemi vezeő folyamaos mérése valósul meg, amely adaok feldolgozásá egy mikroprocesszoros modul végzi. A beavakozás viszon mechanikus úon örénik, amennyiben a mér érékek a meghaározo időn úl is meghaladják a beállío érékeke. A kioldási görbe három részre bonhaó: Azonnali kioldási zóna (rövidzárla védelem) Nagyáramú rövidzárla eseén bekövekező kioldás bizosíja. Ezen küszöbérék egyes készülékeknél gyárilag be van állíva (5-20 ka közö), illeve bizonyos kioldóknál leheőség van egyedi beállíásra a szabványban megengede érékek közö. A pillananyi kioldási zóná gyakran nevezik késleleés nélküli kioldásnak is. Rövid idejű kioldási zóna (rövidzárla védelem) Az előző esenél kisebb rövidzárlai áram megjelenésekor ebben a zónában beállío érékek szerin kövekezik kioldás, ami öbbnyire az áramkör végponján kelekező zárlakor merül fel. A készülékek összehangolása érdekében késleleés is be lehe állíani ennél a kioldási ípusnál. Zóná meghaározó beállíhaó paraméerek: I m (I sd ), m ( sd ) Hosszú késleleési idejű kioldási zóna (úlerhelés védelem) A ermikus kioldó jellemzőihez hasonló zóna. Az áramkörök úlerhelés elleni védelmé bizosíja. A lég- és kompak megszakíók elekronikus kioldója leheővé eszi az alsó és felső készülékek összehangolásá a hosszú késleeési idejű áram késleeésének állíásával. Kompak megszakíók ermo-mágneses védelmi egységeinél a beállíási áram módosíására van leheőség, valamin a készülék ípusáól függően a késleleés is beállíhaó. Zóná meghaározó beállíhaó paraméerek: I r, Kioldási jelleggörbék Termo-mágneses kioldó ermikus zóna (úlerhelésvédelem) Elekronikus védelmi egység Hosszú idejű kioldási zóna (úlerhelésvédelem) I mágneses zóna (rövidzárla védelem) Rövid idejű kioldási zóna (rövidzárla védelem) Azonnali kioldási zóna (rövidzárla védelem) I - Villamos ív Az áramkörben folyó áram megszakíása a megszakíó érinkező kamrájában örénik, amely fele kerül kialakíásra az ívoló kamra, melynek feladaa a nyiáskor kelekező ív kiolása. A kapcsoláskor kelekező ív jelenős energiával bír, hiszen elérhei a 00 kj- és a C-o, ami az érinkezők károsodásá is okozhaja. Éppen ezér nagyon nagy jelenősége van az ív megfelelő helyen örénő mihamarabbi elolásának. Az ív álal kelekeze mágneses mező felhasználva az ív az ívoló kamrába húzódik fel és alszik ki. A megszakíó érinkezőjével szemben alapfeléel a nagyon alacsony reakcióidő és magas felülei nyomásűrés. I Függelen áramcsúcs, Isc Korláozo Isc U Ívfeszülség Hálózai feszülség Korláozo energia Hálózai feszülség ív kiolása uán 3

3 Megszakíók (folyaás) MEGSZAKÍTÓK JELLEMZŐI NÉVLEGES ÜZEMi FESZÜLTSÉG, U e [V] Azon feszülség, amelyen a megszakíó üzemeleheő. Gyakran a maximális érékkel megegyező szám. Alacsonyabb feszülségszinen bizonyos jellemzők elérnek a névleges érékől (pl: megnövekszik a zárlai megszakíóképesség). 2 SZIGETELÉSI FESZÜLTSÉG U i [V] Azon referenciaérék, amelyekre a szigeelési vizsgálaoka végezék (pl. impulzusos, ipari frekvenciás vizsgála). 3 LÖKŐFESZÜLTSÉG-ÁLLÓSÁG U imp [kv] Meghaározza a készülék ranziens úlfeszülség állóságá (pl.,2/50µs jelalak). 4 ALKALMAZÁSI KATEGÓRIA Az IEC szabvány kéféle megszakíó különböze meg: - Az A kaegóriás készülékek azok, amelyeknél zárla eseén nincs időkésleleés kioldás elő. - A B kaegóriás készülékek azok, amelyeknél a zárlai kioldó késleleése beállíhaó. Ezen késleleés az összehangolás érdekében állíhaó. Az I cw érékének legalább a névleges áramérék 2-szeresének kell lennie (2 x ), de nem lehe kevesebb, min 5 ka. 5 NÉVLEGES ÁRAM, [A] Azon maximális áramérék, amelye a készülék folyamaos erhelés melle el ud viselni 40 C környezei hőmérsékle eseén IEC szabvány szerin. Az IEC szabvány eseében a névleges áramo 30 C-os környezei hőmérsékleen vizsgálják. Magasabb hőmérsékle eseén a készülékek üzemi árama lecsökken. 6 NÉVLEGES ZÁRLATI HATÁR- MEGSZAKÍTÓKÉPESSÉG, I cu [ka] Megmuaja a készülék álal maximális megszakíhaó zárlai éréke (áram éréké) meghaározo feszülség és cos ø melle). Vizsgálai ciklus: CO, ahol: O -zárla haására leoldo állapo, - idő inervallum a visszakapcsolás elő, CO - újabb zárlai lekapcsolás. A ciklus köveően a megszakíóknak meg kell felelnie alapveő védelmi feléeleknek (áramvezeés, szigeelési ulajdonságok...). 7 NÉVLEGES ZÁRLATI MEGSZAKÍTÓKÉPESSÉG I cn [A] IEC szabvány szerini legnagyobb áram, amelye a megszakíó képes kapcsolni meghibásodás nélkül. A megszakíókon gyakran ké jelölés használnak a gyárók a zárlai megszakíóképességgel kapcsolaban. A ké jelölés ké különböző szabvány szerini vizsgálao jelen: : az IEC szabvány szerini jelölési mód, amely a házarásokra, illeve olyan egyéb környezeekre vonakozik, ahol szakképzelen személyek hozzáférhenek a védelmi készülékhez. 0 ka: az IEC szabvány szerini jelölés mód, azon felhasználásra, ahol a készülékeke szakképze személyek üzemeleik. 8 M Ez ké ér es fe m Az m 9 H Az gó el na ér ad ké ér el sz 4

4 ó g 8 NÉVLEGES ÜZEMI ZÁRLATI MEGSZAKÍTÓKÉPESSÉG, I cs [ka] Ezen éréke a névleges zárlai haár-megszakíóképesség százalékában szokás megadni. Az alábbi érékek lehenek: 25% (csak A kaegóriás megszakíó eseén) 50%, 75%, vagy 00%. Azon zárlai éréke fejezi ki, amelye a megszakíó isméelen képes megszakíani. Vizsgálai ciklus: O-CO-CO. Az IEC szabvány ezen ciklus mellei zárlai megszakíóképessége adja meg. Működés közben nagyon rika, hogy egy védelmi készüléknek meg kell szakíani a maximális függelen zárlai éréke (amely alapján a készülék kiválaszásra kerül). Többnyire jóval kisebb áramú zárlaok kelekeznek az áramkörökön. Érdemes ovábbá megjegyezni az, hogy a mai napig kevés erv vagy elepíési szabvány hivakozik az I cs érékre. 9 NÉVLEGES RÖVID IDEJŰ HATÁRÁRAM, I cw [ka] Azon rövidzárlai áram, amelye B alkalmazási kaegóriájú védelmi készülék meghaározo ideig képes elviselni anélkül, hogy alapveő jellemzői módosulnának. Készülékek összehangolása szemponjából ezen éréknek nagy jelenőssége van. Egy felső megszakíó addig képes zár állapoban maradni, amíg az alsó készüléknél örénő hiba eseén az ábocsáo energia éréke (I 2 ) nem haladja meg a felső készülék álal elvisel ábocsáo energiá az I cw 2 (s) árammal számíva. A névleges rövid idejű (ermikus) haáráram éréké másodperces erhelésre adják meg. Amennyiben a vizsgál időinervallum elér, úgy az mindenképpen jelezni kell (pl: I cw0,2 ekkor = 0,2s). Minden eseben szükséges megvizsgálni, hogy az alsó készüléken kialakulhaó ermikus igénybevéel, I 2 kevesebb legyen, min a készülék I 2 cw éréke. 0 NÉVLEGES ZÁRLATI BEKAPCSOLÓKÉPESSÉG, I cm [ka csúcs] Az a legnagyobb áram, amelye a készülék kapcsolni képes üzemi feszülségszin és a szabványban meghaározo feléelek melle. Ezen érék főkén a védelem nélküli készülékeknél (pl. erheléskapcsolók) van felüneve, hiszen képesnek kell lenniük a rajuk áfolyó zárla elviselésére mindaddig, amíg a feleük lévő megszakíó meg nem szakíja az áramkör. Termék szabványok IEC szabvány Ezen szabványra való megfelelősége olyan alkalmazásoknál kell figyelembe venni, amelyeknél szakképzelen személy hozzáférhe a készülékekhez. Ilyenek a lakossági, kis irodai környezeek. A szabvány 25 A-ig, A zárlai megszakíóképességig és 440 V üzemi feszülségszinig foglalkozik a készülékekkel. Túlerhelés-védelmi szemponból a készülékeknek az alábbi arományba kell beleférniük:,3 és,45 közö. A rövidzárlai kioldás szemponjából öbb csoporo különböze meg a szabvány: B, C, D..sb karakeriszika. Az IEC szabványnak elege evő készülékeke ipari környezeben is lehe alkalmazni, hiszen a szakképzelen személyek álal is hozzáférheő készülékek ermékszabványa jóval szigorúbb. IEC szabvány Ipari környezeben használaos szabvány, amely feléelezi, hogy szakképzelen személy álal hozzáférheelen helyen vannak a készülékek. Ennek analógiáján csak szakképze személy üzemelehei a készülékeke. A szabvány nem haároz meg működési aromány, hanem engedi azok beállíásai bizonyos haárokon belül (I r, I m,...sb). A Legrand DX és DX 3 kismegszakíói megfelelnek mindké ermékszabványnak. IEC szabvány Olyan megszakíó készülékek ermékszabványa, melyek hibaáram-védelemmel rendelkeznek. IEC szabvány Kombinál hibaáram-védőkapcsoló ermékszabványa. 5

5 Megszakíók (folyaás) KIOLDÁSI JELLEGGÖRBÉK Példák a jelleggörbékre DPX 250 kompak megszakíó ermo-mágneses kioldóval DPX-H 600 kompak megszakíó elekronikus védelmi egységgel (s) 000 Termikus kioldási zóna hideg állapoban (s) 000 = 30 s 20 % = 20 s 20 % = 0 s 20 % = 5 s 20 % 0 Termikus kioldás zóna meleg állapoban (kioldás uáni pillanaban) 0 I 2 = K I m 0. Im Állíhaó mágneses kioldási zóna 0. m : 600 A : 250 A : 630 A I f I/Ir I: pillananyi áram I r: beállíási áram úlerhelés ellen (I r beállíás = x ) I m: gyorskioldó áram rövidzárla ellen: (I m beállíás = x I r) I/I r I/ I: pillananyi áram I r: beállíási áram úlerhelés ellen (beállíhaó 0,4 - x) : beállíási késleleés. A készülék kioldási oszályá adja meg (kioldási idő 6x beállíásnál). Beállíhaó: 5-30 s. I m: gyorskioldási áram rövidzárla ellen (beállíhaó.5-0xi r) m: gyorskioldási késleleés (beállíhaó s) I 2 állandó ( m beállíással módosíhaó) I f: azonnali kioldási küszöbérék (rögzíve készülékől függően: 5 és 20 ka közö) 6

6 Példa a megszakíók beállíására, illeve a görbék érelmezésére I B = 500 A eseén a késleleés nélküli kioldás I k3max = 25 ka-nál. A védelme egy elekronikus védelmi egységgel elláo DPX 630/630A kompak megszakíó bizosíja (Ka. szám /07) Beállíási érék (úlerhelés) I r = 0,8 x, azaz 504 A.. váloza: magas minimális zárlai áram eseén I scmin (a kábel végén) = 20 ka -> gyorskioldó áram: I m = 0 x I r, kb A. Jelleggörbe leolvasása: Ha I<504 A -> nincs kioldás Ha 504 A I < 5 ka -> kioldási idő és 200 s közö (úlerhelésvédelem, függő karakeriszika) Ha I > 5 ka -> kioldás 0,0 s múlva (fix azonnali kioldás) 0000 (s) s váloza: alacsony minimális zárlai áram eseén 6 s 0 I scmin (kábel végén) = 4 ka -> rövid idejű beállíás (zárlavédelem) I m = 5 x I r, azaz kb A Jelleggörbe leolvasása: Ha I < 504 A -> nincs kioldás Ha 504 A I < 2520 A -> kioldás 6 és 200 mp közö (úlerhelés védelem, függő karakeriszika) Ha 2520 A I < 2520 A -> kioldás 0, mp ala (rövidzárla védelem) Ha I > 5 ka -> kioldás 0,0 mp ala (fix azonnali kioldás) s 3 s : 630 A : 500 A : 400 A : 320 A If 3. váloza: kábel ermikus igénybevéele korláozo I scmin (kábel végén) = 20 ka Vezeő-kereszmeszee: 0 mm 2, várhaó ermikus igénybevéel:,32 x 06 A 2 s, azaz 3633 A mp-hez -> rövid idejű beállíás (zárlavédelem) I m = 7 x I r, azaz 3528 A (kábel I h éréke) A jelleggörbé érelmezve: Ha I < 504 A -> nincs kioldás Ha 504 A I < 3528 A -> kioldás 3 és 200 mp közö (úlerhelésvédelem, függő karakeriszika) Ha 3528 A I 5 ka -> kioldás kevesebb, min 0, mp ala (rövidzárla védelem) Ha I > 5 ka -> kioldás kevesebb, min 0,0 mp ala (fix azonnali kioldás) I = I r = 504 A I/I r úlerhelés úlerhelés úlerhelés I m = 5 x I r = 2520 A I m = 7 x I r = 3528 A rövidzárla I m = 0 x I r = 5040 A rövidzárla I = I f = 5 ka I/ azonnali azonnali azonnali 7

7 Megszakíók (folyaás) Kismegszakíók eseében az IEC ermékszabvány öbb karakerisziká haároz meg a gyorskioldó áram alapján: B karakeriszika: 3-5 C karakeriszika: 5-0 D karakeriszika: 0-20 További karakeriszikák: Z karakeriszika: 2,4-3,6 MA karakeriszika: 2-4 Álalános felhasználásra jellemzően C karakeriszikájú kismegszakíóka használnak. A B karakeriszikájú kismegszakíóka alacsony zárlai áramok eseén célszerű alkalmazni (hosszú vezeékek, kismegszakíók IT vagy TN hálózaokon, világíási áramköröknél... sb). Nagy bekapcsolási áram eseén (ranszformáorok, moorok) D karakeriszikájú megszakíó érdemes használni. Z karakeriszika álalában kiemel áramkörök védelmé bizosíja, amelyek nagy érzékenységű fogyaszóka (pl. félvezeős) áplálnak meg. MA (csak mágneses) megszakíóka azon környezebe elepíenek, ahol ilos, vagy más eszközzel már megörén a ermikus védelem (pl bizonsági áramkörök nyilvános épüleekben, moor áramkörök, ranszformáorok...sb). Legrand kismegszakíók álalános jelleggörbéi 0000 (s) B C D x JE Me [ka fü Az a g (ká ké KORLÁTOZÁS A zárlai áram azon éréké, amely védelmi készülék nélkül fellépne a hálózaon, függelen zárlai áramnak nevezzük. Amennyiben a zárlai áram áhalad egy áramkorláozó készüléken, akkor a készülék képes kisebb-nagyobb mérékben enyhíeni annak haásá. Így korláozva lesz a zárla időarama és ampliudója, ezálal a hőhaása, dinamikus haása és a fellépő áram nagysága. A korláozások okai: - ermikus igénybevéel, - elekrodinamikus erők: csökkeni a deformálódások, örések kockázaá, - elekromágneses erek haásai: csökkenik az áramkörön fellépő inerferenciáka (zavaroka). A kaszkádolás megvalósíása a készülékek áramkorláozásából ered. Függelen zárlai áram korláozási görbéje Függelen zárlai csúcs, I sc Függelen zárlai érék I sc rms Korláozo áramcsúcs, I sc I sc Korláozo áram, I sc Függelen zárlai áram, I sc A a n 2 8

8 ÁRAMKORLÁTOZÁSI JELLEGGÖRBÉK Megadják a maximális csúcsáram érékeke [kacsúcs], amelyeke a készülék korláozni képes a függelen rövidzárlai áram függvényében. Az áramhaárérékek segíségével lehe méreezni a gyűjősíneke, valamin ellenőrizni a vezeők (kábelek, gyűjősínek...sb) és készülékek ellenálló képességé. Áramkorláozás 2 HŐHATÁR JELLEGGÖRBÉK Megmuaja az a hőhaár [A 2 s], amelye a készülék még el ud viselni a függelen szimmerikus rövidzárlai áram melle. A hőhaár jelleggörbéknek a kábelek és gyűjősínek méreezésekor van kiemel jelenőségük. Hőhaár jelleggörbék I sc csúcs (A) Korláozo I sc csúcs Nem korláozo I sc csúcs I 2 (A 2 s) Kábel feléeleze hőhaár görbéje Készülék megszakíó-képessége Függelen I sc a készülék kapcsain Függelen valós idejű I sc Készülék megszakíó-képessége Túlerhelési zóna Rövidzárla zóna I cc (A) i Kismegszakíók koráozási oszályai Az IEC szabvány ZA melléklee meghaározza a hőhaár-érékek besorolásá 40 A vagy annál kisebb névleges áramú készülékekre.. oszály: nincs hőkorláozás 2. oszály: maximális hőhaárérék A 2 s 3. oszály: maximális hőhaárérék A 2 s Minden 40 A alai Legrand megszakíó 3. korláozási oszályba arozik. 9