Rozwiązanie dla naukowo uzasadnionego wyboru bezpieczników w systemach dystrybucji niskiego napięcia

 I. Tło i obecne problemy​
To rozwiązanie ma na celu dostarczenie naukowej podstawy do projektowania, wyboru i zakupu urządzeń ochrony elektrycznej poprzez obiektywne porównanie technicznych cech bezpieczników i przekaźników. Podkreśla niezastąpione zalety i scenariusze zastosowania bezpieczników w nowoczesnych systemach dystrybucji, umożliwiając optymalną konfigurację, która zapewnia bezpieczeństwo, niezawodność i kosztowo korzystne rozwiązanie.

​II. Analiza kluczowych zalet bezpieczników (w porównaniu do przekaźników)​​
Bezpieczniki to nie przestarzałe produkty; oferują one wyraźne zalety nad przekaźnikami w określonych zastosowaniach:

1. ​Wyjątkowa selektywność: Osiągnięcie pełnej selektywnej ochrony między bezpiecznikami górnymi a dolnymi jest proste – wymaga jedynie spełnienia proporcji selektywności prądu przekroczego 1,6:1 określonej przez krajowe/normy IEC (tzn. nominalny prąd bezpiecznika górnego ≥ 1,6 razy nominalny prąd bezpiecznika dolnego). Ta cecha sprawia, że bezpieczniki są bardzo korzystne dla ochrony pośrednich gałęzi dystrybucji, umożliwiając precyzyjne izolowanie uszkodzeń i minimalizując zakres awarii zasilania.
2. ​Wysoka zdolność ograniczania prądu i przerywania: Bezpieczniki działają niezwykle szybko w przypadku uszkodzeń przepustowych, skutecznie ograniczając szczytowy prąd i energię prądu przepustowego. Ich zdolność przerywania jest zwykle wysoka (często przekracza 100 kA), co zapewnia niezawodne przerywanie różnych uszkodzeń przepustowych i ochronę obwodów i urządzeń.
3. ​Kosztowo korzystne i kompaktowe rozwiązanie: Przy równoważnych nominalnych prądach i zdolnościach przerywania, bezpieczniki są znacznie ekonomiczniejsze niż przekaźniki (szczególnie selektywne przekaźniki). Ich kompaktowy rozmiar pomaga również zoptymalizować rozmieszczenie przestrzenne szaf dystrybucyjnych.
4. ​Wysoka niezawodność i brak potrzeby konserwacji: Jako jednorazowe urządzenia ochronne, bezpieczniki mają prosty i bezpośredni mechanizm działania bez skomplikowanych elementów mechanicznych. Zapewniają wysoką niezawodność i unikają ryzyka takiego jak zacięcia mechaniczne lub awarie elementów elektronicznych, które mogą wystąpić w przekaźnikach.

​III. Typowe scenariusze zastosowania i rozwiązania dla bezpieczników​
Biorąc pod uwagę ich techniczne cechy, bezpieczniki są idealnym rozwiązaniem dla następujących scenariuszy:

1. ​Ochrona pośrednich gałęzi:
• Scenariusz: Gałęzie dystrybucyjne położone między głównym przełącznikiem a końcowymi obwodami w systemie dystrybucji.
• Rozwiązanie: Używanie bezpieczników w tych pozycjach wykorzystuje ich doskonałą selektywność do koordynacji z górnymi selektywnymi przekaźnikami lub bezpiecznikami, zapewniając lokalną izolację uszkodzeń i zapobiegając niepożądanemu odłączaniu. To utrzymuje ciągłość zasilania innych części systemu, jednocześnie znacząco obniżając ogólne koszty dzięki ekonomicznym zaletom bezpieczników w dużych zastosowaniach.
2. ​Ochrona małych do średnich głównych linii zasilających lub linii promienistych:
• Scenariusz: Linie promieniste lub główne linie zasilające o mniejszych prądach (np. poniżej 300 A) wychodzące z panele dystrybucyjne niskiego napięcia.
• Rozwiązanie: Zastosowanie bezpieczników typu gG o wysokiej zdolności przerywania zapewnia niezawodną ochronę przeciwko przepustom i uszkodzeniom przepustowym. Ich wysoka zdolność przerywania zapewnia bezpieczne przerywanie uszkodzeń nawet przy instalacji blisko transformatorów.
3. ​Ochrona obwodów silnikowych:
• Scenariusz: Końcowe obwody zasilające silniki, takie jak wentylatory i pompy.
• Rozwiązanie: Silnie zaleca się użycie bezpieczników typu aM (ochrona silników) zamiast bezpieczników typu gG. Bezpieczniki typu aM są specjalnie zaprojektowane do obsługi prądów startowych i uszkodzeń przepustowych silników. Ich nominalny prąd można wybrać na niższej wartości, znacząco poprawiając wrażliwość ochrony na uszkodzenia przepustowe i zapewniając lepszą koordynację z charakterystykami ochrony przeciwko przepustom termorelacji.
4. ​Ochrona zapasowa:
• Scenariusz: Używane w połączeniu z niestandardowymi przekaźnikami lub przełącznikami obciążenia.
• Rozwiązanie: Wykorzystanie wysokiej zdolności przerywania bezpieczników kompensuje ograniczoną zdolność przerywania niektórych przekaźników (technologia kaskadowa) lub zapewnia funkcje ochronne dla przełączników obciążenia, tworząc ekonomiczne i praktyczne połączenie ochronne.

​IV. Rekomendacje i uwagi dotyczące wdrożenia​

1. ​Prawidłowy wybór:
• Używaj bezpieczników typu gG do ogólnej ochrony linii.
• Używaj wyłącznie bezpieczników typu aM do ochrony silników.
• Ścisłe przestrzeganie proporcji selektywności (1,6:1) do koordynacji urządzeń górnych i dolnych, aby zapewnić selektywną ochronę.
2. ​Zarządzanie wbudowanymi ograniczeniami:
• Jednofazowe przepalanie: Dla kluczowych trójfazowych urządzeń używaj podstaw bezpieczników wyposażonych w igły sygnalizacyjne i mikroprzełączniki alarmowe. Te urządzenia sygnalizują, gdy jeden z bezpieczników przepali, aktywując relé do odcięcia trójfazowego zasilania górnego, aby zapobiec pracy silników przy braku fazy.
• Niewygoda wymiany: Instaluj bezpieczniki w łatwo dostępnych miejscach i posiadaj zapasowe linki bezpieczników. Należność wymiany po uszkodzeniu również dostarcza jasnego wskaźnika uszkodzenia.
3. ​Rozwój produktów:
• Aktualizacja standardów: Szybko rewizuj krajowe standardy bezpieczników, aby były zgodne z najnowszymi normami IEC, promując modernizację technologiczną.
• Różnorodność produktów: Rozwijaj więcej nowych typów bezpieczników, aby oferować szerszy wybór.
• Całkowite rozwiązania: Oferuj więcej standardowych rozwiązań szaf dystrybucyjnych/kabinek z bezpiecznikami, aby projektanci i użytkownicy mogli dokonać wyboru.

​V. Podsumowanie​
Bezpieczniki mają istotne miejsce w nowoczesnych systemach dystrybucji niskiego napięcia ze względu na swoje wyjątkowe zalety, takie jak wyjątkowa selektywność, wysoka zdolność przerywania, kosztowo korzystne rozwiązanie i wysoka niezawodność. Nie mają na celu "zastąpienia" przekaźników, ale raczej "uzupełnienia" ich.

Naukowe rozwiązanie polega na użyciu potężnych selektywnych przekaźników na początku systemu i kluczowych obwodach, jednocześnie aktywnym zastosowaniu wysokowydajnych bezpieczników dla licznych pośrednich gałęzi i określonych końcowych obwodów (np. silników). Ta hybrydowa, hierarchiczna konfiguracja urządzeń ochronnych zapewnia budowę optymalnego systemu dystrybucji niskiego napięcia, który jest zarówno bezpieczny i niezawodny, jak i ekonomicznie efektywny.

​