Oplossing voor wetenschappelijk gebaseerde selectie van vuses in laagspanningsverdelingssystemen

 I.Achtergrond en huidige problemen​
Deze oplossing streeft ernaar een wetenschappelijke basis te bieden voor het ontwerp, de selectie en aankoop van elektrische beschermingsapparatuur door de technische kenmerken van zekeringen en schakelaars objectief te vergelijken. Het benadrukt de onvervangbare voordelen en toepassingsgebieden van zekeringen in moderne distributiesystemen, waardoor optimale configuraties worden gerealiseerd die veiligheid, betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit waarborgen.

​II.Analyse van de kernvoordelen van zekeringen (in vergelijking met schakelaars)​​
Zekeringen zijn geen verouderde producten; ze bieden specifieke voordelen ten opzichte van schakelaars in bepaalde toepassingen:

1. ​Uitstekende selectiviteit: Het bereiken van volledige selectieve bescherming tussen stroomopwaarts en stroomafwaarts gelegen zekeringen is eenvoudig—het vereist slechts het voldoen aan de 1,6:1 overstromingsselectiviteitsratio zoals gespecificeerd in nationale/IEC-normen (d.w.z. de nominale stroom van de stroomopwaarts gelegen zekering ≥ 1,6 keer die van de stroomafwaarts gelegen zekering). Dit kenmerk maakt zekeringen zeer gunstig voor de bescherming van tussengelegen distributietakken, waardoor nauwkeurige foutisolatie mogelijk is en de omvang van stroomuitval wordt beperkt.
2. ​Krachtige stroombeperking en onderbrekingscapaciteit: Zekeringen werken uiterst snel bij kortsluitsituaties, waardoor de piekstroom en -energie van kortsluitstroom effectief worden beperkt. Hun onderbrekingscapaciteit is doorgaans hoog (vaak meer dan 100 kA), waardoor er betrouwbaar kan worden ingegrepen bij diverse kortsluitsituaties en circuits en apparatuur beschermd worden.
3. ​Kosteneffectiviteit en compactheid: Bij gelijke nominale stromen en onderbrekingscapaciteiten zijn zekeringen aanzienlijk economischer dan schakelaars (vooral selectieve schakelaars). Hun compacte afmetingen helpen ook bij de optimalisatie van de ruimtelijke indeling van distributiekasten.
4. ​Hoge betrouwbaarheid en vrij van onderhoud: Als éénmalige beschermingsapparatuur hebben zekeringen een eenvoudige en directe werkingsmechaniek zonder complexe mechanische componenten. Ze bieden hoge betrouwbaarheid en vermijden risico's zoals mechanische vastloper of defecten in elektronische componenten die kunnen optreden in schakelaars.

​III.Typische toepassingsgebieden en oplossingen voor zekeringen​
Op basis van hun technische kenmerken zijn zekeringen ideale oplossingen voor de volgende situaties:

1. ​Intermediaire takbescherming:
• Situatie: Distributietakken gelegen tussen de hoofdschakelaar en eindcircuits in een distributiesysteem.
• Oplossing: Het gebruik van zekeringen in deze posities profiteert van hun perfecte selectiviteit om samen te werken met stroomopwaarts gelegen selectieve schakelaars of zekeringen, waardoor lokale foutisolatie wordt gewaarborgd en onbedoelde uitvallen worden voorkomen. Dit behoudt de stroomcontinuïteit voor andere delen van het systeem terwijl de totale kosten aanzienlijk worden verlaagd door de economische voordelen van zekeringen in grootschalige toepassingen.
2. ​Bescherming van kleine tot middelgrote hoofdvoedingen of radiale lijnen:
• Situatie: Radiale lijnen of hoofdvoedingen met kleinere stroomcapaciteiten (bijv. onder 300 A) die uitgaan van laagspanningsdistributiepanelen.
• Oplossing: Het gebruik van zekeringen met hoge onderbrekingscapaciteit (type gG) biedt betrouwbare overbelastings- en kortsluitbescherming. Hun hoge onderbrekingscapaciteit garandeert veilige foutonderbreking, zelfs wanneer ze dicht bij transformatoren zijn geïnstalleerd.
3. ​Motorcircuitbescherming:
• Situatie: Eindcircuits die motoren, zoals ventilatoren en pompen, van stroom voorzien.
• Oplossing: Het wordt sterk aanbevolen om type aM-zekeringen (motorkapbescherming) te gebruiken in plaats van type gG-zekeringen. Type aM-zekeringen zijn speciaal ontworpen om startstromen en kortsluitstromen van motoren te hanteren. Hun nominale stroom kan op een lagere waarde worden gekozen, wat de beschermingsgevoeligheid voor kortsluitfouten aanzienlijk verbetert en beter coördineert met de overbelastingsbeschermingskenmerken van thermische relais.
4. ​Back-upbescherming:
• Situatie: Gebruikt in combinatie met niet-selectieve schakelaars of belastingsschakelaars.
• Oplossing: Het benutten van de hoge onderbrekingscapaciteit van zekeringen compenseert de beperkte onderbrekingscapaciteit van bepaalde schakelaars (watervaltechnologie) of biedt beschermingsfunctionaliteit voor belastingsschakelaars, waardoor een economische en praktische beschermingscombinatie wordt gevormd.

​IV.Implementatieaanbevelingen en overwegingen​

1. ​Correcte selectie:
• Gebruik type gG-zekeringen voor algemene leidingbescherming.
• Gebruik uitsluitend type aM-zekeringen voor motorkapbescherming.
• Houd strikt rekening met de selectiviteitsratio (1,6:1) voor de coördinatie van stroomopwaarts en stroomafwaarts gelegen apparatuur om selectieve bescherming te waarborgen.
2. ​Aanpak van inherente beperkingen:
• Enkelfasige zekering: Voor cruciale driefasige apparatuur, gebruik zekeringenhouders uitgerust met slagpennen en alarmmicroschakelaars. Deze apparaten signaleren wanneer een fasezekering doorslaat, waardoor een relais wordt getriggerd om de stroomopwaarts gelegen driefasevoeding te onderbreken en faserootbedrijf van motoren te voorkomen.
• Onhandig vervangen: Installeer zekeringen op gemakkelijk bereikbare locaties en houd reservezekeringen paraat. De noodzaak om na een fout te vervangen geeft ook een duidelijke indicatie van de fout.
3. ​Productontwikkeling:
• Normupdates: Werk nationale zekeringnormen tijdig bij om in overeenstemming te komen met de nieuwste IEC-normen, waardoor technologische updates worden bevorderd.
• Productdiversificatie: Ontwikkel meer nieuwe soorten zekeringen om een bredere keuze te bieden.
• Geïntegreerde oplossingen: Bied meer gestandaardiseerde distributiekast/kastoplossingen met zekeringen aan voor ontwerpers en gebruikers om uit te kiezen.

​V.Conclusie​
Zekeringen nemen een significante positie in in moderne laagspanningsdistributiesystemen vanwege hun unieke voordelen, waaronder uitstekende selectiviteit, hoge onderbrekingscapaciteit, kosteneffectiviteit en hoge betrouwbaarheid. Ze zijn niet bedoeld om "te vervangen" schakelaars, maar eerder om deze te "aanvullen".

De wetenschappelijke oplossing is het gebruik van krachtige selectieve schakelaars aan de voorzijde van het systeem en in kritieke circuits, terwijl tegelijkertijd high-performance zekeringen actief worden toegepast voor talrijke intermediaire takken en specifieke eindcircuits (bijv. motoren). Deze hybride, hiërarchische configuratie van beschermingsapparatuur waarborgt de bouw van een optimale laagspanningsdistributiesysteem dat zowel veilig en betrouwbaar als kosteneffectief is.

​