Differensierte sikringsløsninger for ulike lastegenskaper
1. Bakgrunnsinformasjon
I elektriske systembeskyttelsessystemer er sikringer viktige komponenter for overstrømsbeskyttelse. Nøyaktigheten i valget av disse har direkte innvirkning på systemets sikkerhet og pålitelighet. Laster med ulike egenskaper (som motorer, belysningsanlegg og ofte skrudd utstyr) viser betydelige forskjeller i strømforhold, inkludert startstrøm, oppstartstid, arbeidsforhold osv. En enkel løsning for sikringer kan ikke dekke alle situasjoner og er sterkt utsatt for å forårsake feilavstenging (styring av normal drift) eller mislykkes i å fungere (ikke evne til å gi effektiv beskyttelse under feil). Derfor er det nødvendig å utvikle spesialiserte strategier for sikringvalg basert på spesifikke lastegenskaper for å oppnå nøyaktig og pålitelig systembeskyttelse.
2. Analyse og klassifisering av lastegenskaper
2.1 Motorelastegenskaper
- Høy startstrøm: Vanligvis 5–7 ganger den nominerte strømmen (Ie), eller enda høyere.
- Lange oppstartstider: Hele prosessen kan vare fra noen sekunder til flere ti-sekunder, som utsatter beskyttende komponenter for vedvarende strøminnvirkning.
- Beskyttelseskriterier: Sikringen må tåle den lange oppstarten uten å bryte, samtidig som den gir rask beskyttelse mot overlast og kortslutning. Dens egenskaper må matche motorens startmomentkurve.
2.2 Belysningsanleggslastegenskaper
- Stabil drift: Normal driftstrøm er stabil og nær den nominerte verdien.
- Lav startstrøm: Unntatt ved initial slåringsmoment, er det ingen betydelig strømsvingning.
- Beskyttelseskriterier: Det trengs kontinuerlig og stabil overlast- og kortslutningsbeskyttelse. Høy motstand mot kraftige innvirkninger er ikke avgjørende, men pålitelighet i konvensjonell beskyttelse legges stor vekt på.
2.3 Ofte skrudd utstyrslastegenskaper
- Sykklisk strømoverskudd: Utstyr undergår hyppige starter og stopper, som utsetter det for periodiske høystrøminnvirkninger.
- Termisk stresssykling: Den interne termiske stressen i sikringen varierer ofte, noe som fører til materialetrøtthet.
- Beskyttelseskriterier: Sikringen må ha ekstremt høy motstand mot termisk trøtthet og syklisk holdbarhet for å sikre at ytelsen ikke forverres etter mange strøminnvirkninger.
3. Forskjellige valgstrategier
Basert på ovenstående analyse, er det formulert en tretrinns valgstrategi:
3.1 Motorbeskyttelsesløsning
- Valgt type: aM-type (motorbeskyttelse) sikringer (kalt "ammoniakfylt sikringskjerne" i noen sammenhenger, men generelt kjent som aM-type i vanlige standarder). Denne typen er spesielt designet for motorers startegenskaper.
- Egenskapskrav: Dens tid-strømkarakteristikk kurve skal tette passe motorens startstrøm-tid kurve, unngå aktivitet under startstrøm.
- Nøkkelparametre: Den nominerte strømmen må være større enn eller lik motorens nominerte strøm, for å sikre nøyaktig beskyttelse mot overlast mellom 0,8–1,2 ganger den nominerte strømmen mens den tåler startoverskudd.
- Fordeler: Utmærket motstand mot startoverskudd, effektiv forebygging av feilavstenging, og pålitelig overlast- og kortslutningsbeskyttelse.
3.2 Belysningsanleggsbeskyttelsesløsning
- Valgt type: gG/gL-type (fullskala allmen bruk) sikringer. Disse er de mest universelle sikringstyper, egnet for beskyttelse av de fleste distribusjonskretser.
- Egenskapskrav: Belastningskapasiteten skal tette passe systemets nominerte strøm, gir stabil forsinket og hurtigbrytingsegenskaper.
- Nøkkelparametre: Fokus på nominert brytekapasitet (må overstige den forventede kortslutningsstrømmen ved installasjonspunktet) og standard tid-strømkarakteristikk.
- Fordeler: Økonomisk, pålitelig, og fullstendig overlast- og kortslutningsbeskyttelse for stabile belysningslaster.
3.3 Beskyttelsesløsning for ofte skrudd utstyr
- Valgt type: Slagfasthetsikringer (kan svare til spesifikke merkenavn eller spesialtyper, som halvlederbeskyttelsesikringer, som har høy syklisk holdbarhet).
- Egenskapskrav: Høy motstand mot termisk trøtthet og høy syklisk holdbarhet for å tåle frekvente temperaturvariasjoner uten aldring.
- Nøkkelparametre: Vektlegger øyeblikkelig brytingsegenskaper (sørger for rask avbryting av feilstrøm) og holdbarhet (livslang indeks).
- Fordeler: Langtidsytelsestabilitet under frekvente strøminnvirkninger, gir kontinuerlig og effektiv beskyttelse mens man unngår for tidlig utslag pga. materialetrøtthet.
4. Kjerne tekniske parameterkrav
Uansett valgstrategi, må følgende kjerneparametre strengt verifiseres:
- Nominert brytekapasitet (Icn): Må overstige den maksimale forventede kortslutningsstrømmen ved installasjonspunktet for å sikre sikkert avbryting av feilstrøm.
- Tid-strømkarakteristikk (I-t kurve): Må koordinere med lastegenskaper (f.eks. motorstartkurve) og oppnå selektiv beskyttelse med oppestrøms (f.eks. brytere) og nedstrøms enheter for å unngå unødvendig avstenging.
- Nominert strøm (In): Fastsettes basert på lastens nominerte strøm og anvendelsesfaktorer (f.eks. valgfaktorer i motorbeskyttelse), ikke bare sett lik laststrømmen.
- I²t-verdi (Joule-integral): Representerer energien som kreves for å bryte sikringen, viktig for koordinering med halvlederenheter og oppnåelse av selektiv beskyttelse.
5. Implementeringsnøkkelpunkter
- Systemanalyse: Utfør detaljert analyse av hver gren i det elektriske systemet, registrer nøkkeldata som lasttype, nominert strøm, startstrøm, oppstartstid og forventet kortslutningsstrøm.
- Selektiv koordinering: Bruk tid-strømkarakteristikk kurvene til sikringer for å sikre selektiv koordinering med oppestrøms og nedstrøms beskyttelsesenheter (f.eks. brytere, kontaktorer), isolerer kun feilpunktet under hendelser for å minimere nedetid.
- Valideringstesting: Der mulig, verifiser sikringsytelsen under faktisk eller simulert drift, spesielt under motorstartprosesser.
- Dokumenthåndtering: Etabler komplette sikringskonfigurasjonsrekkefølger og vedlikeholdslogger, inkludert modell, rangering, installasjonssted, erstattelsesdatoer osv., for å forenkle vedlikehold og feilsøking.
6. Konklusjon
Ved å implementere ovenstående tretrinns differensierte valgstrategi basert på lastegenskaper, kan tilpassede beskyttelsesløsninger leveres for ulike elektriske enheter, som motorer, belysningsanlegg og ofte skrudd utstyr. Denne strategien unngår effektivt falske operasjoner forårsaket av normale lastegenskaper (f.eks. motorstart) samtidig som den sikrer rask og pålitelig operasjon under overlast eller kortslutning. Dette forbedrer betydelig sikkerheten, stabiliteten og påliteligheten i hele det elektriske systemet, og sikrer driftsfortsettelse og utstyrssikkerhet.
