Решение за научно обоснован избор на предпазни пръстени в нисковолтови разпределителни системи

 I. Фон и настоящи проблеми​
Това решение се стреми да предостави научна основа за проектирането, избора и закупуването на устройства за електрическа защита, чрез обективно сравняване на техническите характеристики на предпазните пръстени и автоматичните прекъсвачи. То подчертава незаменимите предимства и области на приложение на предпазните пръстени в модерните разпределителни системи, позволяващи оптимална конфигурация, която гарантира безопасност, надеждност и икономичност.

​II. Анализ на основните предимства на предпазните пръстени (в сравнение с автоматичните прекъсвачи)​​
Предпазните пръстени не са устарели продукти; те предлагат явни предимства пред автоматичните прекъсвачи в конкретни приложения:

1. ​Отлична селективност: По-лесно се постига пълна селективна защита между горнотечния и долутечния предпазен пръстен – единствено трябва да се удовлетвори 1.6:1 отношениято на селективност при премахване на тока, което е зададено от националните/IEC стандарти (т.е. номиналният ток на горнотечния предпазен пръстен ≥ 1.6 пъти този на долутечния предпазен пръстен). Тази характеристика прави предпазните пръстени много полезни за защита на средни разпределителни клони, позволявайки прецизно локализиране на дефекта и минимизиране на обхвата на прекъсването на тока.
2. ​Силна способност за ограничаване и прекъсване на тока: Предпазните пръстени работят много бързо при краткосрочни дефектни състояния, ефективно ограничавайки върха на тока и енергията на краткосрочния ток. Ихъната способност за прекъсване обикновено е висока (често над 100 кА), осигурявайки надеждно прекъсване на различни краткосрочни дефектни състояния и защита на веригите и оборудването.
3. ​Икономичност и компактност: При еквивалентни номинални токове и способности за прекъсване, предпазните пръстени са значително по-икономични от автоматичните прекъсвачи (особено селективните автоматични прекъсвачи). Компактните им размери също помагат за оптимизиране на пространственото разположение на разпределителните шкафи.
4. ​Висока надеждност и безподдръжност: Като единични устройства за защита, предпазните пръстени имат прост и директен механизъм на работа, без сложни механични части. Те предлагат висока надеждност и избягват рискове като механично заклизване или повреди на електронни компоненти, които могат да се появят при автоматичните прекъсвачи.

​III. Типични области на приложение и решения с предпазни пръстени​
На основата на техническите им характеристики, предпазните пръстени са идеални решения за следните области:

1. ​Защита на средни разпределителни клони:
• Област: Разпределителни клони, разположени между главния ключ и крайните вериги в разпределителната система.
• Решение: Използването на предпазни пръстени в тези позиции използва техната перфектна селективност, за да се координира с горнотечните селективни автоматични прекъсвачи или предпазни пръстени, гарантирайки локализирано изолиране на дефекта и предотвратяване на нежелано действене. Това поддържа непрекъснатостта на тока за други части на системата, докато значително намалява общите разходи благодарение на икономическите предимства на предпазните пръстени в масови приложения.
2. ​Защита на малко до среднокапацитетни главни питащи линии или радиални линии:
• Област: Радиални линии или главни питащи линии с по-малки токове (например, под 300 А), излизащи от нисковолтови разпределителни щитове.
• Решение: Използването на предпазни пръстени с висока способност за прекъсване тип gG предоставя надеждна защита срещу прекомерен ток и краткосрочни дефектни състояния. Ихъната висока способност за прекъсване гарантира безопасно прекъсване на дефекта дори когато са инсталирани близо до трансформатори.
3. ​Защита на вериги на мотори:
• Област: Крайни вериги, питащи мотори, като например тези за вентилатори и насоси.
• Решение: Строго се препоръчва използването на предпазни пръстени тип aM (защита на мотори) вместо тип gG. Предпазните пръстени тип aM са специално предназначени за обработване на започващите токове на моторите и краткосрочните токове. Номиналният ток може да бъде избран с по-ниска стойност, значително подобрявайки чувствителността на защитата при краткосрочни дефектни състояния и гарантирайки по-добро съгласуване с характеристиките на защитата срещу прекомерен ток на термореле.
4. ​Забезпечен резервен защитен режим:
• Област: Използване в комбинация с неселективни автоматични прекъсвачи или нагласни ключове.
• Решение: Използването на високата способност за прекъсване на предпазните пръстени компенсира ограничената способност за прекъсване на определени автоматични прекъсвачи (каскадна технология) или предоставя функционалност за защита на награсните ключове, формирайки икономически и практически защитен комбинация.

​IV. Препоръки за прилагане и разглеждане​

1. ​Правилно избиране:
• Използвайте предпазни пръстени тип gG за общата защита на веригите.
• Използвайте предпазни пръстени тип aM само за защита на мотори.
• Строго спазвайте отношението на селективност (1.6:1) за координация на горнотечните и долутечните устройства, за да се гарантира селективна защита.
2. ​Обръщане внимание на вродените ограничения:
• Еднофазно предпазно действие: За критично трифазно оборудване използвайте основи за предпазни пръстени, оборудвани с ударни пинове и сигнализационни микро-ключове. Тези устройства дават сигнал, когато един фазов предпазен пръстен се изгори, активирайки реле, което прекъсва горнотечния трифазен ток и предотвратява работа с загуба на фаза на моторите.
• Невъзможност за замяна: Инсталирайте предпазни пръстени на лесно достъпни места и държете резервни предпазни пръстени под ръка. Необходимостта от замяна след дефекта също предоставя ясно указание за дефекта.
3. ​Развитие на продуктите:
• Обновяване на стандарти: Бързо актуализирайте националните стандарти за предпазни пръстени, за да се подредят с най-новите IEC стандарти, насърчавайки технологични обновления.
• Разнообразие на продуктите: Разработете повече нови видове предпазни пръстени, за да предложите по-широк избор.
• Интегрирани решения: Предложете повече стандартизираны разпределителни шкафове/кутове, включващи предпазни пръстени, за дизайнерите и потребителите да избират.

​V. Заключение​
Предпазните пръстени заемат значително място в модерните нисковолтови разпределителни системи благодарение на своите уникални предимства, включително отлична селективност, висока способност за прекъсване, икономичност и висока надеждност. Те не са предназначени да "заместват" автоматичните прекъсвачи, а да ги "допълват".

Научното решение е да се използват мощни селективни автоматични прекъсвачи на предната част на системата и критичните вериги, докато активно се използват високопроизводителни предпазни пръстени за много средни разпределителни клони и специфични крайни вериги (например, мотори). Тази хибриден, хиерархичен конфигурация на устройствата за защита гарантира създаването на оптимална нисковолтова разпределителна система, която е както безопасна и надеждна, така и икономически ефективна.

​