Gedifferentieerde veilsoplossingen voor verschillende belastingskenmerken

1. Achtergrondinformatie​
Bij de bescherming van elektrische systemen spelen fusen een cruciale rol als overstromingsbeschermingscomponenten. De nauwkeurigheid van hun selectie heeft directe invloed op de veiligheid en betrouwbaarheid van het systeem. Lasten met verschillende kenmerken (zoals motoren, verlichtingssystemen en vaak geschakelde apparatuur) vertonen aanzienlijke verschillen in stroomgedrag, waaronder startstroom, starttijd, belastingsgraad, enz. Een algemene fusesoplossing kan niet aan alle scenario's voldoen en leidt gemakkelijk tot valse trips (onderbreking van normale werking) of mislukking bij het functioneren (niet in staat om effectieve bescherming te bieden bij storingen). Daarom is het essentieel om gepersonaliseerde fuseselectiestrategieën te ontwikkelen op basis van specifieke lastkenmerken om nauwkeurige en betrouwbare systeembescherming te bereiken.

​2. Analyse en classificatie van lastkenmerken​
​2.1 Motorlastkenmerken​

• ​Hoge startstroom: Meestal 5–7 keer de nominale stroom (Ie), of zelfs hoger.
• ​Lange starttijd: Het gehele proces kan duren van enkele seconden tot tientallen seconden, waarbij beschermdelen blootgesteld worden aan een langdurige stroombelasting.
• ​Beschermingsvereisten: De fuse moet de lange startprocedure doorstaan zonder te smelten en tegelijkertijd tijdig bescherming bieden tegen overbelasting en kortsluiting. Haar eigenschappen moeten overeenkomen met de startkoppelcurve van de motor.

​2.2 Verlichtingssysteemlastkenmerken​

• ​Stabiele werking: De normale werkstroom is stabiel en dicht bij de nominale waarde.
• ​Lage startstroom: Behalve bij het eerste aansluiten, is er geen aanzienlijke stroompiek.
• ​Beschermingsvereisten: Er is behoefte aan continue en stabiele overbelastings- en kortsluitingsbescherming. Hoog impactvermogen is niet cruciaal, maar betrouwbaarheid in conventionele bescherming wordt benadrukt.

​2.3 Kenmerken van vaak geschakelde apparatuur​

• ​Cyclische stroompieken: Apparatuur ondergaat frequente starts en stops, waardoor het periodiek blootgesteld wordt aan hoge stroomimpacten.
• ​Thermische stresscycling: De interne thermische spanning van de fuse verandert frequent, wat materiaalmoeheid veroorzaakt.
• ​Beschermingsvereisten: De fuse moet uiterst hoog weerstandsvermogen hebben tegen thermische vermoeiing en cyclische duurzaamheid om ervoor te zorgen dat de prestaties na talrijke stroomimpacten niet verslechteren.

​3. Gedifferentieerde selectiestrategieën​
Op basis van de bovenstaande analyse is een drielaags selectiestrategie opgesteld:

​3.1 Motorschakeloplossing​

• ​Geselecteerde type: aM-type (motorschakel) fusen (in sommige contexten ook wel "vloeibare ammoniakfusenkern" genoemd, maar in algemene normen meestal aM-type). Dit type is specifiek ontworpen voor de startkenmerken van motoren.
• ​Eigenschapsvereisten: De tijd-stroomkenmerkencurve moet nauw aansluiten bij de startstroom-tijdcurve van de motor, waardoor activering tijdens de startstroom wordt voorkomen.
• ​Belangrijke parameters: De nominale stroom moet groter zijn dan of gelijk aan de nominale stroom van de motor, waardoor nauwkeurige bescherming tegen overbelasting binnen 0,8–1,2 keer de nominale stroom wordt gewaarborgd terwijl startpieken worden doorstaan.
• ​Voordelen: Uitstekend verdraagzaam voor startpieken, effectief voorkomen van valse trips en betrouwbare overbelastings- en kortsluitingsbescherming.

​3.2 Verlichtingssysteembeschermingsoplossing​

• ​Geselecteerde type: gG/gL-type (volledig bereik algemeen doeleinde) fusen. Dit zijn de meest universele fusentypen, geschikt voor de bescherming van de meeste distributiecircuit.
• ​Eigenschapsvereisten: Het belastingsvermogen moet nauw aansluiten bij de nominale stroom van het systeem, met stabiele tijdvertraging en snelle afbreekkenmerken.
• ​Belangrijke parameters: Focus op de nominale afbreekcapaciteit (moet de verwachte kortsluitingsstroom op het installatiepunt overschrijden) en standaard tijd-stroomkenmerken.
• ​Voordelen: Economisch, betrouwbaar en volledige overbelastings- en kortsluitingsbescherming voor stabiele verlichtingslasten.

​3.3 Beschermingsoplossing voor vaak geschakelde apparatuur​

• ​Geselecteerde type: Impactbestendige fusen (kan corresponderen met specifieke merken of speciale typen, zoals semiconductorbeschermingsfusen, die zich kenmerken door hoge cyclische duurzaamheid).
• ​Eigenschapsvereisten: Hoog weerstandsvermogen tegen thermische vermoeiing en hoge cyclische duurzaamheid om frequent temperatuurveranderingen te doorstaan zonder te verouderen.
• ​Belangrijke parameters: Emphasis op instantane afbreekkenmerken (zorg ervoor dat de foutstroom snel wordt onderbroken) en duurzaamheid (levenscyclusindicatoren).
• ​Voordelen: Lange-termijnprestatie stabiliteit onder frequente stroomimpacten, continu en effectieve bescherming bieden terwijl het voorkomen van premature falen door materiaalmoeheid.

​4. Kern technische parameter vereisten​
Ongeacht de selectiestrategie, moeten de volgende kernparameters strikt worden gecontroleerd:

• ​Nominale afbreekcapaciteit (Icn)​: Moet de maximale verwachte kortsluitingsstroom op het installatiepunt overschrijden om veilige onderbreking van de foutstroom te garanderen.
• ​Tijd-stroomkenmerken (I-t curve)​: Moeten worden afgestemd op lastkenmerken (bijvoorbeeld de startcurve van de motor) en selectieve bescherming bereiken met upstream (bijvoorbeeld schakelaars) en downstream apparatuur om onnodige trips te voorkomen.
• ​Nominale stroom (In)​: Bepaald op basis van de nominale stroom van de last en toepassingsfactoren (bijvoorbeeld selectiefactoren in motorschakel), niet eenvoudigweg gelijkgesteld aan de laststroom.
• ​I²t-waarde (Joule-integraal)​: Vertegenwoordigt de energie die nodig is om de fuse te laten smelten, cruciaal voor coördinatie met halfgeleiderapparatuur en het bereiken van selectieve bescherming.

​5. Implementatie sleutelpunten​

• ​Systeemanalyse: Voer een gedetailleerde analyse uit van elke tak in het elektrische systeem, waarbij belangrijke gegevens zoals lasttype, nominale stroom, startstroom, starttijd en verwachte kortsluitingsstroom worden vastgelegd.
• ​Selectieve coördinatie: Gebruik de tijd-stroomkenmerkencurves van fusen om selectieve coördinatie te waarborgen met upstream en downstream beschermingsapparatuur (bijvoorbeeld schakelaars, contactors), zodat alleen het storingpunt wordt geïsoleerd bij incidenten om de downtime te minimaliseren.
• ​Validatietests: Zo mogelijk, verifieer de prestaties van fusen onder werkelijke of gesimuleerde bedrijfsomstandigheden, vooral tijdens de startprocedures van motoren.
• ​Documentatiebeheer: Stel uitgebreide fusenconfiguratierapporten en onderhoudslogboeken op, inclusief model, waarden, installatielocatie, vervangingsdata, enz., om onderhoud en storingstracing te vergemakkelijken.

​6. Conclusie​
Door de bovenstaande drielaags gedifferentieerde selectiestrategie op basis van lastkenmerken te implementeren, kunnen gepersonaliseerde beschermingsoplossingen worden geboden voor diverse elektrische apparatuur, zoals motoren, verlichtingssystemen en vaak geschakelde apparatuur. Deze strategie voorkomt effectief valse operaties veroorzaakt door normale lastkenmerken (bijvoorbeeld motorstart) terwijl tijdige en betrouwbare werking wordt gewaarborgd bij overbelasting of kortsluiting. Hierdoor wordt de veiligheid, stabiliteit en betrouwbaarheid van het hele elektrische systeem aanzienlijk verbeterd, waardoor de operationele continuïteit en apparaatveiligheid worden gewaarborgd.