Különböző terhelési jellemzőkhez szabott vezeték védelmi megoldások
1. Hintergrundbevezetés
Az elektromos rendszer védelmében a védőkörök kritikus szerepet játszanak az áramtúlmenet elleni védelemben. A megfelelő kiválasztásuk pontossága közvetlenül befolyásolja a rendszer biztonságát és megbízhatóságát. Különböző jellemű terhelések (pl. motorok, fényképrendszer, gyakran kapcsolt berendezések) jelentős különbségeket mutatnak az áramviselkedésükben, beleértve a bekapcsolóáramot, az indítási időt, a működési ciklust stb. Egy "mindenre alkalmas" védőkör-megoldás nem képes kielégíteni az összes esetet, és nagy valószínűséggel okoz hamis utasítást (a normális működés zavarása) vagy hibajelzést (nem tud hatékonyan védelmet nyújtani hibák esetén). Ezért alapvető fontosságú, hogy a konkrét terhelés jellemzői alapján készítsünk személyre szabott védőkör-választási stratégiákat, hogy pontos és megbízható rendszer védelmet érjünk el.
2. Terhelés jellemzőinek elemzése és osztályozása
2.1 Motor terhelés jellemzői
- Nagy indítóáram: Általában 5–7-szeres a nominális áram (Ie), vagy még magasabb.
- Hosszú indítási idő: Az egész folyamat több másodperctől akár tucatnyi másodpercig is tart, ami hosszú ideig áramhatást gyakorol a védelmi komponensekre.
- Védelmi követelmények: A védőkörnek képesnek kell lennie a hosszú indítási folyamatot kiesni anélkül, hogy túlmelegedne, ugyanakkor időben védelmet kell nyújtania a túlterhelés és rövidzárlat hibákkal szemben. Jellemzői egyezniük kell a motor indítónyomaték-görbével.
2.2 Fényképrendszer terhelés jellemzői
- Stabil működés: A normális működési áram stabil és közel van a nominális értékhez.
- Alacsony bekapcsolóáram: A kezdeti kapcsolási pillanat kivételével nincs jelentős áramsúly.
- Védelmi követelmények: Folyamatos és stabil túlterhelés- és rövidzárlat-védelem szükséges. A nagy hatásállás nem lényeges, de a hagyományos védelem megbízhatósága hangsúlyozandó.
2.3 Gyakran kapcsolt berendezések jellemzői
- Ciklikus áramsúlyok: A berendezések gyakran indulnak és állnak, ami periodikus nagy áramsúlyokat okoz.
- Hőtartalom ciklusai: A védőkör belső hőtartalma gyakran változik, ami anyagfáradtsághoz vezethet.
- Védelmi követelmények: A védőkörnek nagyon magas hőfáradtság-ellenállásra és ciklikus kitartásra van szüksége, hogy a sokszoros áramsúly hatására sem romlandjon a teljesítménye.
3. Differenciált kiválasztási stratégiák
A fenti elemzés alapján három szintű kiválasztási stratégiát dolgoztunk ki:
3.1 Motorvédelmi megoldás
- Típus kiválasztva: aM-típusú (motorvédelmi) védőkörök (néha "hidrogénvédőkör" néven emlegetik, de általánosságban aM-típusúak). Ez a típus specifikusan a motor indítási jellemzőire van optimalizálva.
- Jellemzői követelmények: Idő-áram jellemző görbének a motor indítási áram-idő görbével kell egyeznie, hogy ne aktiválódjon az indítási áram során.
- Kulcsszámítási paraméterek: A nominális áramnak nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie a motor nominális áramánál, hogy pontos védelmet nyújtson 0,8–1,2-szeres a nominális áramon belül, miközben kiesi az indítási súlyokat.
- Előnyök: Kiváló tolerancia az indítási súlyokkal, hatékony hamis utasítás elkerülése, és megbízható túlterhelés- és rövidzárlat-védelem.
3.2 Fényképrendszer védelmi megoldás
- Típus kiválasztva: gG/gL-típusú (teljes tartományú általános célú) védőkörök. Ezek a legáltalánosabb védőkör-típusok, amelyek alkalmasak a legtöbb elosztási kör védelmére.
- Jellemzői követelmények: A terhelés-képességnek a rendszer nominális áramával kell egyeznie, hogy stabil időkésleltetett és gyorsleválasztó jellemzőket nyújtson.
- Kulcsszámítási paraméterek: A figyelem kitérjen a nominális lezárlókapacitásra (ami meghaladnia kell a telepítési ponton várható rövidzárlati áramot) és a standard idő-áram jellemzőkre.
- Előnyök: Gazdaságos, megbízható és teljes túlterhelés- és rövidzárlat-védelem stabil fényképrendszer terhelések esetén.
3.3 Gyakran kapcsolt berendezések védelmi megoldása
- Típus kiválasztva: Hatásálló védőkörök (esetenként specifikus márkákhoz vagy speciális típusokhoz, mint a szemiconductori védelmi védőkörök, amelyek nagy ciklikus kitartással rendelkeznek).
- Jellemzői követelmények: Magas hőfáradtság-ellenállás és ciklikus kitartás, hogy a gyakori hőváltozások hatására sem résezzék.
- Kulcsszámítási paraméterek: Az időbeli lezárló jellemzők (ami biztosítja a hibaáram gyors megszakítását) és a kitartás (életciklus-jellemzők) hangsúlyozása.
- Előnyök: Hosszú távú teljesítmény-stabilitás a gyakori áramsúlyok hatására, folyamatos és hatékony védelem, miközben elkerülhető a anyagfáradtság miatti korai kiesés.
4. Alapvető technikai paraméterek követelményei
Függetlenül a kiválasztási stratégiától, a következő alapvető paramétereket szigorúan ellenőrizni kell:
- Nominális lezárlókapacitás (Icn): Meg kell haladnia a telepítési ponton várható maximális rövidzárlati áramot, hogy biztonságosan megszakítsa a hibaáramot.
- Idő-áram jellemző (I-t görbe): Koordinálnia kell a terhelés jellemzőivel (pl. motorindítási görbe) és a felső (pl. áramkörváltók) és alsó szintű eszközökkel, hogy elkerülje a felesleges utasításokat.
- Nominális áram (In): A terhelés nominális árama és alkalmazási tényezők (pl. motorvédelmi kiválasztási tényezők) alapján határozható meg, nem egyszerűen a terhelési árammal egyenlő.
- I²t érték (Joule-integrál): Meghatározza a védőkör kieséséhez szükséges energiát, ami kulcsfontosságú a szemiconductori eszközökkel való koordinációhoz és a selektív védelem eléréséhez.
5. Végrehajtási kulcspontok
- Rendszerszintű elemzés: Részletes elemzést kell végezni minden ágazatban az elektromos rendszerben, és feljegyezni a fontos adatokat, mint a terhelés típusa, a nominális áram, az indítási áram, az indítási idő és a várható rövidzárlati áram.
- Selektív koordináció: A védőkörök idő-áram jellemző görbéit használva biztosítani kell a felső és alsó szintű védelmi eszközök (pl. áramkörváltók, kapcsolók) selektív koordinációját, hogy csak a hibahelyet izolálja, és minimalizálja a leállási időt.
- Ellenőrző tesztelés: Ahogy lehet, ellenőrizni kell a védőkör teljesítményét valós vagy szimulált működési feltételek mellett, különösen a motorindítási folyamat során.
- Dokumentumkezelés: Teljes védőkör konfigurációs rekordokat és karbantartási naplókat kell készíteni, beleértve a modellt, a minősítéseket, a telepítési helyet, a cseréldátumokat stb., hogy megkönnyítse a karbantartást és a hibaelhárítást.
6. Összefoglalás
A fenti háromszintű, differenciált kiválasztási stratégiának végrehajtásával, a terhelés jellemzői alapján személyre szabott védelmi megoldásokat nyújthatunk különböző elektromos berendezések, mint motorok, fényképrendszerek, gyakran kapcsolt berendezések esetében. Ez a stratégia hatékonyan elkerüli a normális terhelés jellemzői (pl. motorindítás) által okozott hamis utasításokat, miközben időben és megbízhatóan reagál a túlterhelés- és rövidzárlat-hibák esetén. Így jelentősen növeli az egész elektromos rendszer biztonságát, stabilitását és megbízhatóságát, garantálva a működés folytonosságát és a berendezések biztonságát.
