documentp8

49
Električna postrojenja Sklopni uređaji niskog napona Prof. dr. sc. Slavko Krajcar Doc. dr. sc. Marko Delimar 2007/2008

Upload: zvonko-bogdan

Post on 26-Oct-2015

48 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Predavanje fer el. utređaji

TRANSCRIPT

Page 1: Documentp8

Električna postrojenjaSklopni uređaji niskog napona

Prof. dr. sc. Slavko Krajcar

Doc. dr. sc. Marko Delimar

2007/2008

Page 2: Documentp8

2 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Gdje smo?

• uvod

• simetrične komponente

• modeliranje elemenata sustava

(transformatori, generatori, prigušnice, vodovi, trošila)

• proračun kratkog spoja

• elementi postrojenja

– sabirnice, izolatori, rastavljači, uređaji za prekidanje struje

– sklopni uređaji niskog napona

– energetski transformatori, mjerni transformatori, ...

• sheme spoja

danas

Page 3: Documentp8

3 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopni aparati niskog napona (1)• Namjena sklopnih aparata niskog napona (Un≤1kV):

– zaštita (preopteredenja, kratki spoj, zaštita od indirektnog dodira)

– izolacija

– sklapanje u normalnim i izvanrednim pogonskim prilikama

• Podjela:– osigurači

samostalno prekidaju strujni krug rastaljivanjem vodljivog dijela uzrokovanog djelovanjem električne struje

– sklopke

• namjerom poslužioca ili samostalno (bez intervencije poslužioca) spajamo, odnosno prekidamo strujne krugove

• dijelovi za spajanje nalaze se čvrsto vezani u jednom kudištu

• prema mogudnosti uklapanja dijele se na:– besteretna sklopka (kada nema opteredenja ili uz malo opteredenje npr. u praznom hodu)

– teretna sklopka (može uklapati nazivnu struju, a prekidati do 3 In)

– motorska sklopka (može uklapati i prekidati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopteredenju motora)

– NN prekidač ili učinska sklopka (može uklapati i prekidati struje do struja kratkog spoja)

Page 4: Documentp8

4 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopni aparati niskog napona (2)– sklopke

• prema načinu gašenja luka dijele se na:

– zračne

– uljne

– vakumske

– magnetske, itd.

• prema primjeni:– zaštitne sklopke

zaštita od nedopustivih termičkih i mehaničkih naprezanja kod nedopustivih iznosa struje, napona pogreške i podnapona

– upravljačke sklopke

ovisno o ulozi u tehnološkom procesu uklapaju i prekidaju strujne krugove

– rastavne sklopke

rastavljanje strujnog kruga s vidljivim položajem kontakata ili pokazivačem sklopnog položaja

– komandne sklopke

uklapaju pomodne strujne krugove (npr. releji)

• Posljednjih nekoliko godina sklopke se tako brzo razvijaju da im se u prosjeku svakih 7 godina udvostručuje rasklopna snaga. Na taj način dolazi do smanjenja ili uklanjanja prednosti koje na području zaštite mreža i uređaja NN imaju NN osigurači

Page 5: Documentp8

5 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (1)• sklopni aparat koji služi kao zaštitni organ

• simbol

• do taljenja jednog ili više topljivih vodiča dolazi ukoliko struja određene veličineprotječe dovoljno dugo kroz osigurač

• ukoliko je rastalno vrijeme osigurača krade od 5ms, osigurač ograničava jakost struje kratkog spoja jer je prekida ved u porastu što je prednost s obzirom na smanjenje termičkih i dinamičkih naprezanja elemenata iza osigurača

• Ip je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja de se pojaviti u krugu s osiguračem

Page 6: Documentp8

6 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (2)• Standardi koji se odnose na NN osigurače:

– IEC 60269

– DIN VDE 0636

• Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:

– Funkcionalni razredi:

Funkcionalne osobine osigurača određuju se prema karakteristici struja-vrijeme.

Funkcionalni razred određuje u kojem se strujnom području rastalni uložak mora istopiti.

• funkcionalni razred g ili osigurači za opdu uporabu (g – general use ili full-range breaking fuse-link):

rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne i može isklopiti struje od najmanje struje aktiviranja do prekidne modi (nazivne rasklopne struje)

namijenjeni su zaštiti od kratkog spoja i preopteredenja

Page 7: Documentp8

7 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (3)Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:

– Zone taljenja (konvencionalne struje) prema funkcionalnim razredima:

• razred g:

Osigurači iz ovog razreda štite strujne krugove od preopteredenja i struja kratkog spoja.

Konvencionalne struje kod kojih ne smije odnosno dolazi obavezno do taljenja ovih osigurača zadane su standardom (IEC 60269).

• manja ispitna struja (Inf) je struja kod koje u vremenu od jednog sata ne smije dodi do taljenja osigurača

• veda ispitna struja (I2) je vrijednost struje kod koje u vremenu od jednog sata mora dodi do taljenja osigurača

klasa nazivna struja manja ispitna struja veća ispitna struja trajanje ispitivanja

In Inf I2 h

npr. za osigurač In=32A vrijedi da pri struji Inf=1.25x32A=40A ne smije pregorjeti ako ona traje 1h

ali ako se radi o struji vedoj ili jednakoj I2=1.6x32A=52.1A on mora pregorjeti u vremenu 1h

vremensko-strujna karakteristika koja odgovara taljenju do uspostave luka

vremensko-strujna karakteristika prekidanja struje

karakteristika osigurača mora biti između dvije granične krivulje (na slici)

Page 8: Documentp8

8 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (4)• Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:

– Funkcionalni razredi:

• funkcionalni razred a ili osigurači za pojedina područja (eng. partial-range breaking fuse-link)

rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne, a može isklopiti struje vede od određenog višekratnika svoje nazivne struje (npr. za osigurače razreda aM izvedbe Merlin Gerin višekratnik 4, a u Končarevoj izvedbi 6.3, za aR 2.7) do prekidne modi (nazivne rasklopne struje)

namijenjeni su samo zaštiti od kratkog spoja

• Pogonski razredi:

Kategorije upotrebe G i M iz IEC standarda zamijenjene su u postojedem DIN/VDE standardu vrstom štidenog objekta:

• G (prije L) – vodovi i kabeli (npr. rasvjeta, instalacije)

• M – sklopni aparati (Končar, motorski krugovi uključujudi sklopne aparate)

• B – postrojenja u rudarstvu

• Tr – energetski transformatori

• R – poluvodički uređaji

Page 9: Documentp8

9 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (5)

na primjer, moguda oznaka osigurača jegL = opda zaštita vodova i kabela, aM = posebna zaštita motora, itd.

Page 10: Documentp8

10 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (6)Prekidna mod (ili nazivna rasklopna struja)

• najveda struja (efektivna vrijednost) koju osigurač pod određenim propisanim uvjetima (npr. faktor snage) može isklopiti

• Podjela osigurača prema izvedbi i području primjene:

– osigurači velike prekidne modi ili visokoučinski osigurači (NH, NVO)

– instalacijski osigurači

• DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D)

• NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do)

Page 11: Documentp8

11 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (7)

Visokoučinski osigurači:– Namijenjeni su prekidanju velikih struja

preopteredenja i kratkog spoja u NN mrežama. Takve se struje najčešde javljaju u NN razdjelnim mrežama i industrijskim mrežama (i to za nazivne napone 500 V, a rjeđe i 660 V)

– Visokoučinski osigurači se sastoje od:• osnove (podnožje) s nožastim kontaktima

• topljivog umetka (patrone)

• izolacijske ručke (zamjena topljivog umetka – može biti tropolna ili jednopolna) postoji izvedba bez izolacijske ručke (tzv. zglobni visokoučinski osigurač)

• indikator pregaranja

topljivi umetak

osnova (podnožje)

izolacijska ručka

zglobna izvedba

Page 12: Documentp8

12 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (8)Visokoučinski osigurači:

– Nazivni napon osigurača jest najniža vrijednost nazivnih napona njegovih dijelova. Nazivni napon topljivog umetka mora biti manji ili jednak nazivnom naponu osnove osigurača

– Rastalne karakteristike su tromo-brze

tv je virtualno rastalno vrijeme

Ik je efektivna vrijednost struje kratkog spoja

tv

Ik

Page 13: Documentp8

13 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (9)Visokoučinski osigurači:

– Uspješno se primjenjuju za ograničavanje struje kratkog spoja (prekidaju struju prije nego što ona postigne maksimalnu vrijednost)

I”k je početna efektivna vrijednost struje kratkog spoja

Iu je udarna (maksimalna tjemena) vrijednost struje kratkog spoja

Ip je maksimalna vrijednost strujekratkog spoja koja de se pojavitiu krugu s osiguračem

– npr. neka je I”k=20kA, kada u strujnom krugu ne bi bilo osigurača, njime bi potekla struja čiji bi maksimalni iznos dosegao Iu=42kA ako je udio istosmjerne komponente u ukupnoj struji kratkog spoja 50% (točka A); sa osiguračem ta struja ostaje ograničena na Ip=12kA (točka B)I”k

Iu

Ip

nazivne struje

osigurača, IN

Page 14: Documentp8

14 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (10)• Visokoučinski osigurači:

– ovi osigurači ne moraju biti zaštideni od dodira dijelova pod naponom, a sve manipulacije obavlja osposobljena osoba

– prekidne modi kredu se do 120 kA (zbog visoke prekidne modi, te mogudnosti ograničenja takvih velikih struja kratkog spoja često se koriste)

visokoučinski osigurači izvedbe Siemens

visokoučinski osigurači izvedbe Končar

Page 15: Documentp8

15 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (11)Instalacijski osigurači (za domadinstva i sl.):

– Upotreba ovih osigurača namijenjena je nepoučenim osobama, stoga osigurači moraju biti zaštideni od dodira s dijelovima pod naponom

– Izvedbe:

• DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D) za nazivne napone do 550V (u inozemstvu i za napon 660V, a struje do 63A)

• NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do) za napone 380V

– Osnovni dijelovi:

• kapa

• topljivi umetak

• kalibarski prsten

• zaštita od dodira dijelova pod naponom

• osnova

DIAZEDNEOZED

Page 16: Documentp8

16 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (12)• Instalacijski osigurači (za domadinstvo i slične primjene):

– Kalibarski prsten sprječava ulaganje rastalnog uloška vede nazivne struje nego što odgovara prstenu montiranom u osnovu

– Veličine i boje rastalnih uložaka (boje odgovaraju i boji kalibarskog prstena)

Page 17: Documentp8

17 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (13)Instalacijski osigurači (za domadinstvo i slične primjene):

– Osigurači za zaštitu u domadinstvima odgovaraju karakteristikama gG osigurača.

– Rastalne karakteristike ovih osigurača mogu biti:

super brze (nj. flink)

brze

sporo-brze (spore u području preopteredenja, brze u području struja kratkog spoja)

spore

I˝k

tv

Page 18: Documentp8

18 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (14)

• Instalacijski osigurači (za domadinstvo i slične primjene):– Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• oblikom poprečnog presjeka

I˝k

tv

presjek 1 odnosno 2

presjek 1 odnosno 2

Page 19: Documentp8

19 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (15)

• Instalacijski osigurači (za domadinstvo i slične primjene):

– Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• oblikovanjem presjeka rastalnice

I˝k

tv

Page 20: Documentp8

20 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Osigurači (16)

Instalacijski osigurači (za domadinstvo i slične primjene):

I˝k

tvlem

kratki spoj

preopterećenje

• Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• legiranjem (sporo-brza karakteristika – dijelovi rastalnice spajaju se lemom niskog tališta koji se rastali pri malim strujama preopteredenja, a kod vedih struja rastali se cijela rastalnica)

Page 21: Documentp8

23 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (1)

• Često se u praksi pogrešno nazivaju automatski osigurači ili LS automati(Leitungsschutz Automaten), te minijaturni prekidači (eng. miniature circuit breakers)

• Prikladni su za ugradnju na onim mjestima u električnim instalacijama gdje se javlja struja kratkog spoja do 6 (25) kA i gdje su pogonske prilike takve da često dolazi do preopteredenja i kratkih spojeva

izmjenični i istosmjerni strujni krugovi

izmjenični strujni krugovi

izmjenični i istosmjerni

strujni krugovi

nova izvedba(trajno ugrađivanje)

stara izvedba

(za uvijanje u podnožje)

Područje primjene:

H – strujni krugovi u domadinstvu

L – strujni krugovi za rasvjetu i upravljanje

G – strujni krugovi za uređaje (male motore)

Page 22: Documentp8

24 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (2)

Izrađuju se s termičkim (bimetalnim) okidačem za isklapanje kod dugotrajnih malih preopteredenja i elektromagnetskim okidačem za kratkotrajna velika preopteredenja (kratke spojeve).

– 1 termoplastični, nezapaljivi oklop

– 2 izlaz

– 3 lučna komora

– 4 elektromagnet (zajedno s okidačem koji trenutno otvara kontakte prekidača)

– 5 ručica (0 – off; 1 –on)

– 6 fiksni kontakt

– 7 pomični kontakt

– 8 vodič luka (povezan s bimetalom; u slučaju kratkogspoja struja putem vodiča luka zaobilazi bimetal i na taj način ga štiti)

– 9 bimetal

– 10 ulaz

Page 23: Documentp8

25 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (3)

Usporedba karakteristika brzog i tromog instalacijskog osigurača, te instalacijskog automatskog prekidača (LS) iste nazivne struje.

Page 24: Documentp8

26 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (4)

• Osobine:

– Poslije prekidanja strujnog kruga ne treba mijenjati topljivi umetak.

– Mogu zamijeniti ulogu sklopke u strujnom krugu, premda to treba izbjegavati.

– Manja im je prekidna mod od osigurača.

– Skuplji su od osigurača, ali u prilikama s puno prekidanja su isplativiji.

• Izrađuju se za izmjenične napone 220 (230) i 380 (400) V, i za nazivne struje u rasponu 0.5-32 A.

• Na slici su prikazane karakteristike instalacijskih automatskih prekidača za pojedine namjene (prema starom DIN VDE 0100,§41 Nc).

– H - strujni krugovi u domadinstvu

– L - strujni krugovi rasvjete i upravljanja

– K - aparati s motorima

– G - rasvjeta i mali motori

Page 25: Documentp8

27 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (5)

Ispitne struje termičkog i elektromagnetskog okidača.

Kod manje ispitne struje termički okidač ne smije okinuti unutar 1h, a kod vede struje mora okinuti unutar 1h.

Elektromagnetski okidač mora trenutno okinuti kod navedene ispitne struje.

Page 26: Documentp8

28 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (6)

• Prema standardu IEC 60898, odnosno DIN VDE 0641-11 instalacijski automatski prekidači se prema karakteristikama dijele u četiri grupe:

– karakteristika tipa A:

okidanje kod 2-3 In

zaštita mjernih transformatora i dugih vodova kod kojih je nužno prekinuti struju preopteredenja u vremenu do 0.4s

– karakteristika tipa B:

okidanje kod 3-5 In

opda uporaba - zaštita instalacijskih strujnih krugova u domadinstvima i funkcionalnim zgradama (djelatno i/ili slabo induktivno opteredenje)

– karakteristika tipa C:

okidanje kod 5-10 In

zaštita strujnih krugova s induktivnim opteredenjem (motori,

rasvjeta)

– karakteristika tipa D:

okidanje kod 10 -20 In

zaštita strujnih krugova s visoko induktivnim opteredenjem

(transformatori, kondenzatorske baterije)

Page 27: Documentp8

29 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (7)

• Ovisno o proizvođaču instalacijski automatski prekidači (tzv. minijaturni prekidači, MCB) proizvode se za nazivne struje sve od 0.3-125A, i prekidne struje do 25 kA.

• Na primjer (Merlin Gerin) :

1 - oznaka modela

2 - tip karakteristike

3 - nazivna struja

4 - max. dozvoljeni pogonski napon

5 - prekidna struja

6 - serijski broj

7 - električna shema (broj polova)

8 - I2t klasifikacija

C60a

karakteristika tipa C, 6-63 A, 240 V, 4.5kA

C60N

karakteristika tipa C, 1-63 A, 240/480 V, 6kA

C60H

karakteristike tipa B,C i D, 1-63 A, 240/480 V, 10kA

C120N

karakteristike tipa B,C i D, 63-125 A, 240/415 V, 10kA

C120H

karakteristike tipa B,C i D, 10-125 A, 240/415 V, 15kA

Page 28: Documentp8

30 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) (8)

•FAZ MCBkarakteristika tipa A, B, C, D, 0.5-63 A, 10 kA

•AZ HC MCBdo 125 A, 25 kA

• LS 5SY 4/5/6/7karakteristika tipa A, B, C, D, 0.3-63 A, 6,10,15 kA

• LS 5SX 2/4arakteristika tipa B, C, 0.3-63 A, 6,10 kA

• LS 5SP4karakteristika tipa B, C, D, 80-125 A, 10 kA

Page 29: Documentp8

32 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Prekidači (1)

• Osnova namjena NN prekidača je zaštita od struja kratkog spoja, premda se oni

mogu koristiti i kao zaštita od preopteredenja.

• Osim toga mogu se opremiti i podnaponskim modulom (reagira na premale

napone), odnosno modulom koji djeluje pri pojavi struje greške

(kasnije vidjeti: Zaštitne mjere od previsokog napona dodira).

• Ukoliko im je primarna namjena zaštita od preopteredenja i kratkog spoja, onda se

izvode (za razliku od VN prekidača) s dva pridružena člana koji sasvim opdenito

mogu biti sastavni dio sklopnog aparata ili biti sastavni dio strujnog kruga čije

elemente se štiti.

• Dvije su mogude izvedbe pridruženih članova, kao:

– okidač

– relej.

Page 30: Documentp8

33 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Prekidači (2)

Okidač

• Kontaktni sistem prekidača mehanički je povezan sa zapornim mehanizmom koji

naglo otvara kontakte djelovanjem okidača (elektromagnetski – struja kratkog

spoja, termički – preopteredenje; ili elektronički) ili aktiviranjem ručnog pogona

(odnosno daljinsko upravljanje ako postoji)

• U novije vrijeme sve se više upotrebljavaju elektronički okidači koji se mogu

podešavati u širokom području struja kratkog spoja i preopteredenja (što nije slučaj

sa elektromehaničkim i termičkim okidačima)

Relej

• Relej je zasebni sklopni aparat (komandna sklopka) koji reagira na razne fizikalne

veličine (npr. struja, napon, temperatura, vlažnost, vrijeme, itd).

• Kada se aktivira omogudava upravljanje daljnjim uređajima (npr. okidač za

isklapanje prekidača).

• Sasvim opdenito izvodi se kao mehanički, elektronički (statički), a u novije vrijeme i

digitalni.

Page 31: Documentp8

34 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Prekidači (3)

• Znači okidač na prekidač djeluje izravno, dok relej (kao zasebni aparat) djeluje putem

električne energije u pomodnom strujnom krugu.

• Osim toga za razliku od releja koji reagira na različite fizikalne veličine, okidač redovito reagira

na električne veličine (struja, napon).

Karakteristika prekidača s pridruženim

bimetalnim i nadstrujnim

(elektromagnetskim) okidačem.

• a - termički okidač – hladno stanje

• b - termički okidač – toplo stanje

• c - elektromagnetski okidač

• d - trajanje prekidanja struje kratkog spoja

• Ir - najveda struja koju prekidač može

prekinuti (rasklopna struja)

Page 32: Documentp8

35 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Prekidači (4)

• Karakteristika prekidača:

– termički okidač štiti od preopteredenja s

inverznom karakteristikom (a – okidanje)

– elektromagnetski okidač može štititi na dva

načina:

• s ograničenjem struje kratkog spoja

(djeluje trenutno; n – okidanje)

• bez ograničenja struje kratkog spoja (djeluje s

vremenskim zatezanjem što je potrebno za

postizanje selektivnosti zaštite u kombinaciji s

ostalim sklopnim aparatima; z – okidanje)

• Sasvim opdenito mogude su izvedbe prekidača i

s više nadstrujnih okidača.

atoplo

ahladno

n

atoplo

ahladno

n

z

Page 33: Documentp8

36 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Simboli prekidača

termički okidačNN prekidač

NN prekidač s termičkim okidačem

NN prekidač s z-nadstrujnim okidačem

NN prekidač s n-nadstrujnim okidačem

ili

Page 34: Documentp8

37 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Izbor prekidača

• Prekidači se izabiru prema:

– nazivnoj struji

– rasklopnoj struji (prekidna struja)

Page 35: Documentp8

38 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Prekidači - primjer

• Schneider Electric:

– Masterpact M63

- zračni prekidač

- In = 6300 A

- prekidna struja 150 kA

• Sasvim opdenito njihova namjena nije učestalo sklapanje u strujnom krugu.

• Iz gospodarskih razloga često se za ograničenje struje ipak koriste

osigurači.

Page 36: Documentp8

40 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Kombinacije NN prekidača (1)

• Kombinacija prekidač-osigurač:

– ukoliko vrijednost struje kratkog spoja u strujnom krugu može biti i veda od rasklopne

struje prekidača, onda se prekidač mora kombinirati s osiguračem koji prekida struje

kratkog spoja koje su vede od prekidne modi prekidača

toplo

hladno

a n

osigurač

• za zaštitu od preopteredenja zadužen je

termički okidač prekidača (a-okidanje)

• sve vrijednosti struja kratkog spoja do

rasklopne struje prekidača trenutno

prekida elektromagnetski okidač

prekidača

(n-okidanje)

• na taj način mogu se iskoristiti prednosti

prekidača: istovremeno prekidanje sva tri

pola, ponovni uklop neposredno nakon

isklapanja

Page 37: Documentp8

41 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Kombinacije NN prekidača (2)

• Kombinacija prekidač-osigurač:

(nastavak)

toplo

hladno

a n

osigurač

• osigurač mora djelovati pri strujama koje

prelaze vrijednost rasklopne struje

prekidača – pri tome da bi se isklopila sva

tri pola prekidača (i kod nesimetričnih

kvarova poput jednopolnog kratkog spoja)

mora maksimalna vrijednost propuštene

(odrezane) struje kratkog spoja (Ip) biti

veda od proradne struje n-okidača

Page 38: Documentp8

42 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Kombinacije NN prekidača – selektivnost (1)

• ta = vrijeme prorade prekidača

• te = vlastito vrijeme prekidača

• td = vremensko zatezanje do otvaranja prekidača

• to = vrijeme otvaranja prekidača• = ta + td + te

• tL = vrijeme trajanja luka

• tg = ukupno trajanje isklapanja prekidača = to + tL

Page 39: Documentp8

43 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Kombinacije NN prekidača – selektivnost (2)

da bi se postigla selektivnost serijskom kombinacijom dvaju prekidača potrebno je

voditi računa o sljededem:

– vremensko strujne karakteristike im se ne smiju sjedi, niti dodirivati

– u slučaju kad prekidač ima elektronički termičkog okidač kao zaštitu od

preopteredenja, postoji samo jedna karakteristika okidanja u području

preopteredenja koja ne ovisi o stanju (opteredenju) prekidača u trenutku nastanka

preopteredenja

– u slučaju mehaničkog termičkog okidača kao zaštite od preopteredenja, katalozi

proizvođači najčešde vrijede za hladno stanje (stoga je vrijeme otvaranja to u

slučaju normalnih pogonskih prilika krade za otprilike 25%).

– karakteristike u katalozima odgovaraju prosječnim vrijednostima pa je stoga

nužno voditi računa o granicama tolerancije

Page 40: Documentp8

44 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Kombinacije NN prekidača – selektivnost (3)

• karakteristike prekidača Q1 i Q2

iz prethodnog primjera (osjenčano područje oko karakteristika odgovara području rasipanja vrijednosti)

• u dijagram su ucrtana samo karakteristična vremena (vrijeme zatezanja za prekidač Q2 i vrijeme otvaranja za prekidač Q1

• tst2 = siguronosna razlika (gradacija) u vremenima otvaranja kontakata prekidača kada kroz oba teče struja kratkog spoja

Page 41: Documentp8

46 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (1)

• Rastavna sklopka:

– može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

– može uklapati struje koje su znatno manje od nazivne struje

(slično rastavljaču na SN i VN)

– uklopno stanje mora biti vidljivo radi sigurnosti osoblja u postrojenju

– pogon je ručni

I<<In

In

t

Page 42: Documentp8

47 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (2)

Teretna sklopka

– može trajno voditi nazivnu struju, a

kratkotrajno i struju kratkog spoja

– mogu uklapati i isklapati struje do 3In

– razlika spram rastavne sklopke je što

imaju komoru za gašenje luka (slično

učinskom rastavljaču na SN)

– pogon je u pravilu ručni, ali može biti

i automatiziran

– Končar grebenasta teretna sklopka

• služe za ručno upravljanje trošilima vedih nazivnih snaga i obično je sastavni dio razvodnih uređaja

Page 43: Documentp8

48 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (3)Teretna sklopka

IIn

t

3In

izvedbe grebenaste sklopke

radni kontakt

izbirni kontakt

prijeklopni kontakt

Page 44: Documentp8

49 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (4)Sklopnik (kontaktor)

– može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

– može uklapati struje do k×In (najčešde k=10)

– imaju prigrađen termički okidač kao zaštitu od kratkog spoja u strujnom krugu, a može se i prigraditi elektromagnetski okidač

– ima jedno fiksno stanje, a to je da je isključen kada nema napona na svitku sklopnika

– aparat koji je osnova daljinskog upravljanja i regulacije u NN mrežama

– on impulse koji se daju malim naponima i strujama prenose na aparate kojima se prekidaju velike struje

– mogude ih je upravljati tipkalom ili teretnom sklopkom

– životna dob je reda veličine 1 milijun sklapanja I

t

In

10In

Page 45: Documentp8

50 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (5)

Motorska sklopka

– posebna vrsta teretne sklopke prilagođena elektromotornim pogonima

– mogu uklapati i isklapati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopteredenju motora

– stoga najčešde imaju pridružen termički (bimetalni) i elektromagnetski okidač

– uljno (starije izvedbe) ili zračno gašenje luka

– prema izvedbi spoj teretne sklopke i sklopnika

– npr. sklopka zvijezda-trokut za pokretanje kaveznih motora (moguda je izvedba s tri sklopnika ili kao grebenasta teretna sklopka)

IIn

t

kIn

Page 46: Documentp8

51 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (6)

Zaštitne sklopke

– koriste se kao zaštita od previsokog napona dodira (struja zaštitna sklopka /FI ili ZS sklopka/), naponska zaštitna sklopka)

– o njima de biti riječi u narednim predavanjima

Instalacijske sklopke

– sklopni uređaji za sklapanja u instalacijskim krugovima u domadinstvima

– izrađuju se za maksimalne napone 500 V, i nazivne struje 2, 4, 6, 10, 16 i 25 A

– predviđene su za sklapanja struja do nazivnih vrijednosti

– prema izvedbi unutrašnjih spojeva razlikujemo:

• jednopolne

• dvopolne

• grupne

• izmjenične

• križne

Page 47: Documentp8

52 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (7)Instalacijske sklopke

• istovremeno sklapanje jednog ili više trošila s jednog mjesta

• sklopka se smješta u fazu jer u suprotnome uz isklopljenu sklopku koja se nalazi u nul vodiču instalacija ostaje pod naponom

0

R

jednopolna

0

R

dvopolna

• dvopolno sklapanje

Page 48: Documentp8

53 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (8)

• mogude je naizmjenično sklapanje dvije grupe trošila, pri čemu obje grupe mogu biti istodobno uklopljene

• sklapanje jednog trošila s dva mjesta

• npr. rasvjeta dugih hodnika, ili sobe s dva ulaza

0

R

grupna

0

R

izmjenična

Instalacijske sklopke

Page 49: Documentp8

54 © FER-ZVNE 2008/09 Električna postrojenja: Sklopni uređaji niskog napona

Sklopke (9)

• križna se sklopka koristi u kombinaciji s izmjeničnim za sklapanja jednog trošila s tri ili više mjesta (svako naredno mjesto zahtjeva još jednu križnu sklopku)

• izvoru i trošilu uvijek je najbliža izmjenična sklopka – između njih se nalaze križne

0

R

križnaizmjenična izmjenična

Instalacijske sklopke