Erikoistetut sähkökatkaisijaratkaisut erilaisiin kuormituksen ominaisuuksiin
1. Taustatiedot
Sähköjärjestelmän suojassa säätimet toimivat tärkeinä ylikuormitus- ja sijaintisuojalaitteina. Niiden valinnan tarkkuus vaikuttaa suoraan järjestelmän turvallisuuteen ja luotettavuuteen. Eriominaisuuksiset kuormitukset (kuten moottorit, valaistusjärjestelmät ja usein kytketty laitteisto) näyttävät merkittäviä eroja virtaamisessa, mukaan lukien käynnistyksen aikainen virranpiikki, käynnistysaika, työsykli jne. Yleismaailmallinen säätimen ratkaisu ei pysty vastaamaan kaikkiin tilanteisiin ja on erittäin altis virheelliselle toiminnalle (normaalin toiminnan häiriö) tai toimimattomuudelle (epäkyky antaa tehokasta suojaa vioissa). Siksi on välttämätöntä kehittää kohdennettuja säätimen valintastrategioita tietyille kuormituksen ominaisuuksille saavuttaaksemme tarkan ja luotettavan järjestelmän suojauksen.
2. Kuormituksen ominaisuusten analyysi ja luokittelu
2.1 Moottorikuormituksen ominaisuudet
- Korkea käynnistysvirranpiikki: Yleensä 5–7 kertaa nominaalivirta (Ie), tai jopa enemmän.
- Pitkä käynnistysaika: Koko prosessi voi kestää muutamasta sekunnista kymmeniin sekunteihin, mikä aiheuttaa suojalaitteille jatkuvan virran vaikutuksen.
- Suojavaatimukset: Säätimen täytyy pystyä kestämään pitkä käynnistysprosessi ilman purkautumista samalla tarjaten ajoissa suojaa ylikuormituksia ja lyhytsolmujen vioille. Sen ominaisuudet täytyvät vastata moottorin käynnistystyön käyrää.
2.2 Valaistusjärjestelmän kuormituksen ominaisuudet
- Vakaatoiminta: Normaali toimintavirta on vakaa ja lähellä nominaaliarvoa.
- Matala käynnistysvirranpiikki: Lukuun ottamatta alkuperäistä kytkemishetkeä, ei ole merkittävää virranpiikkiä.
- Suojavaatimukset: Tarvitaan jatkuva ja vakaa ylikuormitus- ja lyhytsolmusuoja. Korkea iskutilastuksen vastustuskyky ei ole kriittinen, mutta korostetaan luotettavuutta perinteisessä suojassa.
2.3 Usein kytkettävän laitteiston ominaisuudet
- Syklinen virranpiikki: Laite kohtaa useita käynnistyksiä ja pysäytteitä, mikä aiheuttaa säännöllisen korkean virran vaikutuksen.
- Lämpötilapaineen syklyminen: Säätimen sisäinen lämpötilapaine vaihtelee usein, mikä johtaa materiaalin väsymiseen.
- Suojavaatimukset: Säätimen täytyy olla erittäin vastustuskykyinen lämpöväsymykseen ja syklisten rasitusten kestävyyteen, varmistaen sen, että suorituskyky ei heikkene monien virran vaikutusten jälkeen.
3. Erilaistetut valintastrategiat
Yllä mainitun analyysin perusteella on kehitetty kolmitasoisen valintastrategian:
3.1 Moottorisuojausratkaisu
- Valittu tyyppi: aM-tyyppiset (moottorisuojaksi tarkoitetut) säätimet (joissakin yhteyksissä "nestelangan säätimen ydin", mutta yleisesti tunnetaan aM-tyypinä). Tämä tyyppi on suunniteltu erityisesti moottorin käynnistyksen ominaisuuksiin.
- Ominaisuusvaatimukset: Ajan-virta-ominaisuuskäyrän tulisi vastata moottorin käynnistyksen virran-aika-käyrää, välttäen aktivointia käynnistyksen aikana.
- Tärkeät parametrit: Nominaalivirta täytyy olla suurempi tai yhtä suuri kuin moottorin nominaalivirta, varmistaen tarkan suojauksen ylikuormituksilta 0,8–1,2 kertaa nominaalivirrasta samalla kestämällä käynnistyksen piikit.
- Eduet: Erinomainen vastustuskyky käynnistyksen virranpiikeille, tehokas estäminen virheellisestä toiminnasta ja luotettava ylikuormitus- ja lyhytsolmusuoja.
3.2 Valaistusjärjestelmän suojausratkaisu
- Valittu tyyppi: gG/gL-tyyppiset (yleiset kattavat) säätimet. Nämä ovat yleisimmät säätimet, jotka sopivat suojamaan useimmat jakeluverkot.
- Ominaisuusvaatimukset: Kuormituskyky täytyy vastata järjestelmän nominaalivirtaa, tarjaten vakaita viive- ja nopean katkaisuominaisuuksia.
- Tärkeät parametrit: Painotetaan nominaalikatkaisukapasiteettia (jonka täytyy ylittää asennuspisteen odotettu lyhytsolmuvirta) ja standardia ajan-virta-ominaisuuskäyrää.
- Eduet: Taloudellinen, luotettava ja kattava ylikuormitus- ja lyhytsolmusuoja vakaille valaistuskuormituksille.
3.3 Usein kytkettävän laitteiston suojausratkaisu
- Valittu tyyppi: Iskutilastuksen vastustavat säätimet (voivat vastata tiettyihin brändiin tai erityislajeihin, kuten semanttisten komponenttien suoja-säätimet, jotka sisältävät korkean syklisten rasitusten kestävyyden).
- Ominaisuusvaatimukset: Korkea vastustuskyky lämpöväsymykseen ja korkean syklisten rasitusten kestävyys, jotta ne pystyvät kestämään useita lämpötilamuutoksia ilman ikääntymistä.
- Tärkeät parametrit: Painotetaan hetkellistä katkaisuominaisuutta (varmistaen nopea viovirran keskeyttäminen) ja kestävyyttä (elinkaari-indikaattoreita).
- Eduet: Pitkäaikainen suorituskyvyn vakaus useiden virran vaikutusten jälkeen, tarjaten jatkuva ja tehokas suoja, välttäen ennenaikaista epäonnistumista materiaalin väsymisen vuoksi.
4. Ytimen tekniset parametrit
Riippumatta valintastrategiasta seuraavat ytimekkäät parametrit on tiukasti tarkistettava:
- Nominaalikatkaisukapasiteetti (Icn): Täytyy ylittää asennuspisteen maksimiodotettu lyhytsolmuvirta, varmistaen vian virran turvallisen keskeyttämisen.
- Ajan-virta-ominaisuuskäyrä (I-t käyrä): Täytyy olla yhteensopiva kuormituksen ominaisuuksien (esimerkiksi moottorin käynnistyksen käyrä) kanssa ja saavuttaa valikoiva suoja ylä- (esimerkiksi automaattisuljet) ja alajärjestelmien laitteiden kanssa, välttäen tarpeettomia toimintoja.
- Nominaalivirta (In): Määritetään kuormituksen nominaalivirran ja sovellusfaktoreiden (esimerkiksi valintafaktoreiden moottorisuojauksessa) perusteella, eikä yksinkertaisesti yhtäsuuri kuin kuormituksen virta.
- I²t-arvo (Joulen integraali): Edustaa energiaa, joka tarvitaan säätimen purkautumiseen, olennainen yhteensopivuuden saavuttamiseksi semanttisten komponenttien kanssa ja valikoivan suojan saavuttamiseksi.
5. Toteutuksen avainkohdat
- Järjestelmän analyysi: Suoritetaan yksityiskohtainen analyysi sähköjärjestelmän jokaisesta haarakkeesta, kirjaamalla avaindataa kuten kuormituksen tyyppi, nominaalivirta, käynnistysvirta, käynnistysaika ja odotettu lyhytsolmuvirta.
- Valikoiva yhteensopivuus: Käytetään säätimien ajan-virta-ominaisuuskäyriä varmistaen valikoivan yhteensopivuuden ylä- ja alajärjestelmien suojalaitteiden (esimerkiksi automaattisuljet, kontaktorit) kanssa, eristäen vain vian pisteen tapahtumissa vähentääksesi aikaa pois.
- Toiminnan testaaminen: Mahdollisissa tapauksissa varmistetaan säätimen toiminta todellisissa tai simuloiduissa toimintatiloissa, erityisesti moottorin käynnistyksen aikana.
- Asiakirjahallinta: Perustetaan kattavat säätimen konfiguraatiotiedot ja huollon lokit, mukaan lukien malli, arvostukset, asennuspaikka, vaihtopäivät jne., helpottamaan huoltoa ja vianetsintää.
6. Johtopäätös
Käyttämällä yllä mainittua kolmitasoista erilaistettua valintastrategiaa kuormituksen ominaisuuksien perusteella voidaan tarjota kohdennettuja suojauksia erilaiselle sähkölaitteille, kuten moottoreille, valaistusjärjestelmille ja usein kytkettyjen laitteiden. Tämä strategia välttää tehokkaasti virheellisen toiminnan normaalien kuormituksen ominaisuuksien (esimerkiksi moottorin käynnistyksen) vuoksi samalla varmistettaen ajoissa ja luotettavasti toimivan suojauksen ylikuormitus- tai lyhytsolmuvioissa. Se lisää huomattavasti koko sähköjärjestelmän turvallisuutta, vakautta ja luotettavuutta, varmistamalla toiminnan jatkuvuuden ja laitteiden turvallisuuden.
