Mikä on ongelma kaskadehajoissa sähköjakelupaneelissa?

Usein pienimmän tason sähkökuormituksen katkaisija ei sulje, mutta ylemmän tason (ylempi) katkaisija tekee! Tämä aiheuttaa laajamittaisen sähkökatkon! Miksi tämä tapahtuu? Puhutaanpa tänään tästä ongelmasta.

Pääasialliset syyt kaskadeilla (ei-toivottuun ylempään) sulkemiseen

• Pääkatkaisijan kuormituskyky on pienempi kuin kaikkien alakatkaisijoiden kokonaissuuri kuormituskyky.

• Pääkatkaisija on varustettu jäännösströmitsemin (RCD), kun taas alakatkaisijat eivät ole. Kun laitteen vuotoströmi saavuttaa tai ylittää 30 mA, pääkatkaisija sulkeutuu.

• Kaksi eri tason katkaisijan suojauksen koordinointi ei vastaa toisiaan—käytä mahdollisimman usein samaa valmistajan katkaisijoita.

• Pääkatkaisijan jatkuvalla käytöllä kuormituksessa johtuu kontaktin hiilenmuodostus, mikä johtaa huonoon yhteyteen, korkeampaan vastustukseen, suurempaan strömiin, ylikuumenemiseen ja lopulta sulkemiseen.

• Alakatkaisijalla ei ole oikeita suoja-asetuksia oikeanlaisten vikojen tunnistamiseksi (esim. yhden vaiheen maavika ilman nollajärjestystä).

• Iäkkäät katkaisijat johtavat pidempään rinnakkaiseen sulkemisaikaan; korvaa ne katkaisijoilla, joiden todellinen sulkemisaika on lyhyempi kuin ylemmän tason katkaisijan.

Ratkaisut kaskadeilla sulkemiseen

Jos ylemmän tason katkaisija sulkeutuu kaskadeilla:

• Jos haaran suojausrelé on toiminut, mutta sen katkaisija ei ole sulkenut, avaa ensin kyseinen haarakatkaisija manuaalisesti, ja palauta sitten ylemmän tason katkaisija.

• Jos mikään haarasuojaus ei ole toiminut, tarkista kaikki vaikutusalueen laitteet vikoille. Jos vikaa ei löydy, sulje ylemmän tason katkaisija ja kytkä kaikki haarakuormitukset yksi kerrallaan. Kun tietylle haaralle kytkeminen aiheuttaa ylemmän tason katkaisijan uudelleensulkemisen, kyseinen haarankatkaisija on vikainen ja sitä pitäisi eristää huoltoon tai korvaamiseen.

Jotta katkaisija sulkeutuisi, on täytettävä kaksi ehtoa:

• Vikaströmi on saavuttanut asetetun kynnyksen.

• Vikaströmi on jatkunut asetetun ajan.

Näin ollen, kaskadeiden estämiseksi sekä strömi- että aika-asetukset on koordinoitava oikein eri tason katkaisijoiden välillä.

Esimerkiksi:

• Ensimmäisen tason (ylempi) katkaisijan ylipuskurisuojauksen asetus on 700 A ja aikaviive 0,6 sekuntia.

• Toisen tason (alain) katkaisijan tulisi olla alempi strömiasetus (esim. 630 A) ja lyhyempi aikaviive (esim. 0,3 sekuntia).

Tällaisessa tapauksessa, jos vika tapahtuu toisen tason katkaisijan suojavyöhykkeessä, vaikka vikaströmi ylittäisi ylemmän tason katkaisijan kynnyksen, alakatkaisija poistaa vikan 0,3 sekunnissa—ennen kuin ylemmän tason katkaisijan 0,6 sekunnin ajastin päättyy—siten estäen sen sulkemisen ja kaskadeiden syntyä.

Tämä johtaa useisiin keskeisiin seikkoihin:

• Sama periaate pätee kaikkiin vikatyyppeihin—olipa kyse sähköjännityssulkemisesta tai maavikasta—koordinointi perustuu sekä strömin määrään että ajan kestoon.

• Ajan koordinointi on usein kriittisempää, koska vikaströmi voi ylittää useiden katkaisijoiden asetetut kynnykset samanaikaisesti.

• Vaikka asetukset näyttäisivät olevan oikein koordinoituneet paperilla, todellinen suorituskyky voi silti johtaa kaskadeihin. Miksi? Koska kokonaisvaiva-aika sisältää paitsi suojarelin toiminta-ajan myös katkaisijan mekaanisen avaustaajan. Tämä mekaaninen aika vaihtelee valmistajasta ja mallista. Koska suojausajat ovat millisekunteja, jopa pienet erot voivat häiritä koordinointia.

Esimerkiksi, edellä mainitussa esimerkissä toisen tason katkaisijan tulisi poistaa vika 0,3 sekunnissa. Mutta jos sen mekaaninen mekanismi on hitaampi ja vie 0,4 sekuntia täysin keskeyttää strömi, ylemmän tason katkaisija voi havaita, että vika on kestänyt 0,6 sekuntia ja sulkua myös—aiheuttaen kaskadeilmaisun.

Näin ollen, oikean koordinoinnin ja kaskadeiden estämiseksi katkaisijoiden todelliset toimintaajat on vahvistettava suojarelin testilaitteilla. Koordinointi pitäisi perustua todellisiin mitattuihin kokonaiskeskeyttämisajoihin, ei vain teoreettisiin asetuksiin.