Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD

Akrzy74 29 Kwi 2009 11:58 115508 0
  • #1 29 Kwi 2009 11:58
    Akrzy74
    Poziom 39  

    Dobór zabezpieczeń nadprądowych, podłączenie RCD, oraz silnika 220/380 i 380/660 dla początkujących, i nie tylko...

    Zabezpieczenie przewodów instalacyjnych przed skutkami przeciążeń /zasady ogólne/.

    Urządzenia zabezpieczające powinny być tak dobrane, aby w przypadku przepływu prądów o wartości większej od długotrwałej obciążalności prądowej przewodów Iz , następowało ich działanie zanim nastąpi nadmierny wzrost temperatury żył przewodów. Wymagania te uważa się za spełnione, jeżeli zachowane są następujące warunki:
    Ib ≤ In ≤ Iz
    I2 ≤ 1,45 Iz

    gdzie:
    Ib - prąd obliczeniowy lub prąd znamionowy odbiornika, jeżeli z danego obwodu jest zasilany tylko jeden odbiornik,
    Iz - obciążalność prądowa długotrwała przewodu,
    In - prąd znamionowy lub prąd nastawienia urządzenia zabezpieczającego,
    I2 - prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego.
    Prąd zadziałania urządzenia;I2 należy określać jako krotność prądu znamionowego
    In wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika topikowego według zależności:
    I2 = k x In
    gdzie: k - współczynnik krotności prądu powodującego zadziałanie urządzenia zabezpieczającego przyjmowany jako
    równy: - 1,6 - 2,1 dla wkładek bezpiecznikowych oraz
    - 1,45 dla wyłączników nadprądowych o charakterystyce B, C i D.
    Wyzwalacze przeciążeniowe wyłączników nadprądowych mają tak ukształtowane charakterystyki, że ich prąd
    zadziałania I2 jest równy1,45 Int , gdzie Int to prąd nastawienia wyzwalacza przeciążeniowego.

    Przykładowo wybrany obwód 1-fazowy (gniazda ogólnego stosowania których prąd znamionowy wynosi max. 16A). Obwód wykonany przewodem YDYżo 3x2,5mm, długości ok 25 m, P (moc)=2kW

    -prąd szczytowy(obliczeniowy)

    Ib= P : (U x cos fi)

    Ib- Prąd w obwodzie
    U- Napięcie sieci 230V
    cos fi- przyjmuje się 0,95
    P- moc zainstalowana

    Ib= 2000W : (230 x 0,95) = 9,15A

    Dobór przewodu ze względu na obciążalność prądową-
    WARUNEK Iz ≥ Ib
    Dobrano przewód typu YDYżo 3x2.5mm², gdzie Iz dla przewodu ułożonego w tynku wynosi 24A
    24A ≥ 9,15A Warunek spełniony.

    Dobór zabezpieczenia przeciążeniowego

    WARUNEK
    Ib ≤ In ≤ Iz
    I2 ≤ 1,45 x Iz

    Dobrano wyłącznik nadprądowy B 16A
    9,15 ≤ 16 ≤ 24
    1,45 x 16 ≤ 1,45 x24
    23,2 ≤ 34,8 Warunek spełniony




    W przypadku gniazd ogólnego stosowania wartość wyłącznika nadmiarowego nie może przekraczać wartości prądu znamionowego gniazda- czyli w tym przypadku 16A.

    Przykładowo wybrany obwód 3-fazowy np. podgrzewacz wody.
    Obwód wykonany przewodem 5x2,5mm² (sposób ułożenia A2), długości ok. 12m, P= 9kW

    -prąd szczytowy(obliczeniowy)

    Ib= P : (√3 x U)

    Ib- Prąd w obwodzie
    U- Napięcie sieci 400V
    √3- 1,73
    P- moc zainstalowana

    Ib= 9000 : (1,73 x 400V) = 13A

    Dobór przewodu- ten sam warunek
    Iz ≥ Ib
    17,5 ≥ 13 Warunek spełniony
    Dobór zabezpieczenia przeciążeniowego
    Ib ≤ In ≤ Iz
    I2 ≤ 1,45 x Iz

    Dobrano wyłącznik nadprądowy B 16A
    13 ≤ 16 ≤ 17,5
    1,45 x 16 ≤ 1,45 x 17,5
    23,2 ≤ 25,37 Warunek spełniony

    Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD

    I takim sposobem należy dobrać zabezpieczenie nadprądowe dla swojego urządzenia (przewodu). Tabela określa obciążalność dla standardowych przewodów w izolacji PVC, natomiast dla przewodów w izolacji XLPE lub EPR będzie trochę wyższa- jednak należy jeszcze uwzględnić impedancja pętli zwarcia, spadki napięcia, oraz współczynniki korekcyjne (zmniejszające) uwzględniające np. ułożenie w wiązce. Wtedy może okazać się, że w wielu przypadkach podana obciążalność będzie dużo mniejsza.
    Należy również mieć na uwadze, że zabezpieczenia nadprądowe nie zapewniają nam selektywności działania, i dlatego mając np. jako zabezpieczenie Gł. wyłącznik instalacyjny S301 C20 a zabezpieczenie obwodu S301 B10 w przypadku wystąpienia zwarcia w obwodzie, ich zadziałanie może być przypadkowe- może zadziałać tylko B10, a może wyłączyć tylko C20, lub oba zabezpieczenia jednocześnie. W takim przypadku, jeśli jest taka możliwość (często nie ma, gdyż jest to określone w warunkach o przyłączenie do sieci, a zabezpieczenia zaplombowane)- należałoby zabezpieczenie GŁ wymienić na selektywne C20, lub Bi gG 20A, uwzględniając oczywiście impedancję pętli zwarcia.
    Prąd zadziałania elementu termobimetalowego wyłącznika instalacyjnego zawiera się w granicach od I= (1,13 - 1,45) In. Wyobraźmy sobie np. duży transformator- prąd większy o 10% od znamionowego spowoduje jego nagrzanie się po długim czasie i taka jest idea zabezpieczeń opartych o termobimetal. Zabezpieczenie ma odwzorowywać model cieplny urządzenia, tzn nagrzewać się w porównywalnym czasie, tak, by wyłączenie obwodu następowało przed ewentualnym uszkodzeniem, a jednocześnie było niewrażliwe na np. prądy rozruchowe, a zwłoka może wynosić nie tylko ułamek sekundy, ale nawet czas liczony w dziesiątkach minut. Jak to możliwe?- charakterystyka cieplna- zależna, a człon przeciążeniowy wyłącznika nadprądowego ("eski") ma charakter właśnie termika. Przez cewkę elektromagnesu może popłynąć prąd nawet kilkukrotnie większy od znamionowego (charakterystyczne dla rozruchu np. dużych silników klatkowych). Nie oznacza to, że ten prąd ma być wyłączony, nie ma on charakteru ciągłego, ale jest dozwolony do pewnej granicy. Również krótkotrwałe przeciążenie nie musi być od razu wyłączane (charakterystyczne dla transformatorów). Jeśli przeciążenie zawiera się w granicach do 0.9 czy 1,49 prądu znamionowego, to czas nagrzewania bimetalu może potrwać 0,5- 1 i 2 godziny. Po tym czasie dopiero może nastąpić wyłączenie. Z tego wynika, że zarówno "eski" jak i wyłączniki silnikowe wykonane są wg tej samej normy, z tym, ze pierwsze służą do zastosowań w budownictwie mieszkaniowym, drugie- w przemyśle, jednak zawsze mają człon zwarciowy, który mieści się w granicach ok. 0,1s oraz człon przeciążeniowy, który wyłącza dany prąd po 1h lub 2h o czym się często zapomina. Oznaczenia charakterystyk np. B,C, D (3÷5 In ; 5÷10 In; 10÷20 In) dotyczą części charakterystyki zwarciowej, a same wyłączniki nadmiarowoprądowe są zabezpieczeniami bezzwłocznymi- posiadają człon zwarciowy bezzwłoczny. Różnią się jedynie charakterystykami czasowo-prądowymi. Opinia, że zabezpieczenie z charakterystyką C jest zabezpieczeniem "zwłocznym" jest opinią błędną- wprowadzającą w błąd.


    Zabezpieczanie silników- zabezpieczenie od skutków zwarć w uzwojeniach silników i w doprowadzeniach- wkładkami topikowymi Bi

    Ib ≥ Ir/K
    Ib- Prąd znamionowy wkładki topikowej
    Ir- Początkowy prąd rozruchowy silnika
    K- Współczynnik uwzględniający stopień trudności rozruchu

    Wartość początkowa prądu rozruchowego jest podana w katalogach, można jednak przyjmować następujące średnie wartości prądu rozruchowego:
    - silnik klatkowy, rozruch bezpośredni (skojarzony w gwiazdę)
    Ir= 6x Izn
    - silnik klatkowy, rozruch za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt
    Ir=2xIzn
    Izn- prąd znamionowy silnika

    Przyjmuje się następujące wartości współczynnika K dla bezpieczników o działaniu bezzwłocznym
    -rozruch lekki K=2,5
    -rozruch ciężki K=2
    -rozruch b. ciężki K=1,6

    Należy przy tym pamiętać, że musi być odpowiedni przekrój przewodu do zasilania takiego silnika /uwzględniający płynący prąd w obwodzie, spadek napięcia /, oraz należy pamiętać o zabezpieczeniu przeciążeniowym silnika, które powinno być ustawione na prąd nie większy, niż 1,1 prądu znamionowego silnika.
    Ze względu na fakt, że duża wartość początkowego prądu rozruchowego powoduje duże spadki napięcia w sieci, do sieci publicznej można przyłączyć tylko silniki o mocach określonych w normie PN-58/E-05012 -> do sieci publicznej o napięciu 400V mogą być łączone bezpośrednio silniki klatkowe o mocy nie większej niż 5,5kW. O rodzaju rozruchu (ciężki, lekki) decyduje nie wartość prądu rozruchowego, lecz czas trwania rozruchu. Śledząc dalej zapisy tej normy można wyczytać, że każdy silnik powinien być zabezpieczony od przeciążeń (jednak o ile sobie przypominam, to przewidziane są odstępstwa od tej zasady). Najczęściej stosowanymi zabezpieczeniami od przeciążeń są wyzwalacze termiczne.


    Instalacje elektryczne na placach budowy.


    Instalacje takie, są zaliczane do warunków szczególnego zagrożenia i do wymagań tych między innymi zaliczamy:

    -Miejscem rozdziału PEN na PE i N, powinna być rozdzielnica główna, o stopniu ochrony co najmniej IP44
    -Zabezpieczenie gniazd wtyczkowych wyłącznikami ochronnymi różnicowoprądowymi
    -Do zasilania terenów budowy i rozbiórki powinien być stosowany układ sieci TN-S lub TT
    - Roboty związane z podłączaniem, sprawdzaniem, konserwacją i naprawą instalacji i urządzeń elektrycznych mogą być wykonywane wyłącznie przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia.
    - Rozdzielnice budowlane prądu elektrycznego znajdujące się na terenie budowy zabezpiecza się przed dostępem nieupoważnionych osób.
    - Rozdzielnice budowlane powinny być usytuowane w odległości nie większej niż 50 m od odbiorników energii.
    Jest to ważny zapis, gdyż ogranicza znaczne długości wszelkich przedłużaczy na budowie, o czym się często zapomina łącząc kolejne przedłużacze o wątpliwej obciążalności.



    Wyłączniki różnicowoprądowe

    Zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego (RCD) jest obowiązkowe w takich miejscach jak: pomieszczenia wyposażone w wannę, baseny, kempingi, instalacje na terenach robót budowlanych, pomieszczenia gospodarskie i ogrodnicze, w przestrzeniach ograniczonych, oraz wszelkie obwody gniazd wtyczkowych o prądzie znamionowym nieprzekraczającym 20 A przeznaczone do użytkowania przez laików (osoby niewykwalifikowane, osoby postronne), obwody odbiorcze do zasilania urządzeń przenośnych o prądzie znamionowym nieprzekraczającym 32 A oraz instalacje o których wspomniałem wcześniej- czyli użytkowane w warunkach szczególnego zagrożenia których dotyczą arkusze 700 normy 60364 (norma "łazienkowa").

    Przyłączenie wyłącznika różnicowoprądowego

    Nie ma znaczenia w procesie wykrywania prądów różnicowych przez RCD podłączając zasilanie pod parzyste, czy nieparzyste zaciski /z góry, czy od dołu/. Istotne jest jedynie właściwe podłączenie pod zacisk N / żeby nie było podłączone pod zacisk fazowy / . Oznaczenia są po to, aby wprowadzić stosowny ład i porządek na schematach. Są jedynie zalecenia, a najważniejsze to te, które wyszły od producenta. Producent zadbał o to, aby to były aparaty uniwersalne, więc nic nie stoi na przeszkodzie aby zasilanie było podłączone od dołu, czy od góry. Jednak dla przejrzystości układu /schematy/stosuje się podłączenie zasilania- zaciski 1,3,5 /które to styki są nieruchome, i które to podłączenie uznawane jest za właściwe/. W pudełku z RCD powinna być karteczka, która z pewnością sporo wyjaśni.

    Przyłączenie wyłącznika różnicowoprądowego 3-fazowego, w instalacji 1-fazowej

    Jeśli chodzi o wykorzystanie RCD 3 fazowego w instalacji 1 fazowej, to należy zwrócić uwagę na to, jak wpięty jest rezystor przycisku TEST. Jeśli "pracuje" on między N i L, to może być wykorzystany w tej konfiguracji /instalacji/, jednak przewód fazowy / L / musi być podpięty właśnie pod ten konkretny zacisk L. Jeśli natomiast nasz rezystor pracuje pomiędzy dwoma fazami, to należy z takiego wyłącznika zrezygnować, gdyż nie będzie możliwości okresowego sprawdzania przyciskiem TEST - które jest wymagane przez producenta.

    Przyłączenie silnika 3 fazowego do sieci 3 x 400V

    Jeśli na tabliczce znamionowej widnieje napis
    230/400 lub (220/380) Oznacza to, że może pracować tylko skojarzony w gwiazdę.
    380/660 (400/690 - około) podłączony do sieci może pracować skojarzony zarówno w gwiazdę jak i w trójkąt. Wtedy można zastosować przełącznik λ/Δ w celu zmniejszenia prądu rozruchowego silnika (o ile silniki nie były przezwajane wg czyjegoś "widzimisie").
    Jeśli widnieje znak Δ silnik powinien pracować skojarzony w trójkąt. Jeśli jednak wyprowadzono 6 końcówek na listwę przyłączeniową, istnieje możliwość zastosowania przełącznik λ/Δ w celu zmniejszenia prądu rozruchowego silnika.

    W pierwszym przypadku (230/400) silnik może pracować na napięcie 3x230 skojarzony w trójkąt, ale zasilany przez falownik, a więc zasilany napięciem 3x230V
    Ze względu na fakt, że duża wartość początkowego prądu rozruchowego powoduje duże spadki napięcia w sieci, do sieci publicznej o napięciu 400V mogą być łączone bezpośrednio (rozruch bezpośredni) silniki klatkowe o mocy nie większej niż 5,5kW.

    Ps. Mam nadzieję, że choć trochę przybliżyłem problematykę stosowania zabezpieczeń nadprądowych oraz wyłączników różnicowoprądowych, co powinno ułatwić niektórym użytkownikom rozwiązanie problemu- zanim założą kolejny temat.

    Wyznaczanie początków i końców uzwojeń silnika 3-fazowego.

    Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD
    Kilka słów nt. zabezpieczeń instalacji, silników, oraz RCD

    Pozdrawiam Akrzy74

    20 0