Різні рішення з використанням запобіжників для різних характеристик навантаження
1. Вступ
У системі електрозахисту палички грають ключову роль як компоненти захисту від надмірного струму. Точність їх вибору безпосередньо впливає на безпеку та надійність системи. Навантаження з різними характеристиками (такі як двигуни, освітлювальні системи та часто комутоване обладнання) мають значні відмінності у поведінці струму, включаючи початковий стрибок струму, час запуску, коефіцієнт використання тощо. Універсальне рішення для паличок не може задовольнити всі сценарії і сильно піддається хибному спрацьовуванню (перериванню нормальної роботи) або невідповідності (невідмінності надати ефективний захист при аваріях). Тому важливо розробляти спеціалізовані стратегії вибору паличок залежно від конкретних характеристик навантаження, щоб досягти точного та надійного захисту системи.
2. Аналіз та класифікація характеристик навантаження
2.1 Характеристики навантаження двигунів
- Високий початковий струм: Зазвичай 5-7 разів більше номінального струму (Ie), або навіть більше.
- Довгий час запуску: Весь процес може тривати від кількох секунд до десятків секунд, піддаючи захисні компоненти тривалому впливу струму.
- Вимоги до захисту: Паличка має витримувати довгий процес запуску без перегоріння, забезпечуючи своєчасний захист від перевантаження та коротких замикань. Її характеристики мають відповідати кривій стартового моменту двигуна.
2.2 Характеристики навантаження освітлювальних систем
- Стабільна робота: Нормальний робочий струм стабільний і близький до номінального значення.
- Низький початковий стрибок струму: Крім моменту першого увімкнення, немає значного стрибку струму.
- Вимоги до захисту: Потрібен постійний та стабільний захист від перевантаження та коротких замикань. Висока стійкість до впливу не є критичною, але підкреслюється надійність у звичайному захисті.
2.3 Характеристики часто комутованого обладнання
- Циклічні стрибки струму: Обладнання піддається частим запускам та зупинкам, що призводить до періодичного впливу великих струмів.
- Циклічний термічний стрес: Внутрішній термічний стрес палички часто змінюється, що призводить до втоми матеріалу.
- Вимоги до захисту: Паличка має мати високу стійкість до термічної втоми та циклічну витривалість, щоб забезпечити, що продуктивність не погіршується після численних впливів струму.
3. Стратегії диференційованого вибору
На основі вищенаведеного аналізу формується трирівнева стратегія вибору:
3.1 Рішення для захисту двигунів
- Тип вибраний: палички типу aM (для захисту двигунів) (в деяких контекстах називаються "жидьоаміачним серцевинним паличками", але загальноприйняті як aM-тип за стандартами). Цей тип спеціально розроблений для характеристик запуску двигунів.
- Характеристичні вимоги: Її часові-струмові характеристики мають близько відповідати кривій струму-часу запуску двигуна, уникнувши активування під час початкового струму.
- Ключові параметри: Номінальний струм має бути більшим або дорівнювати номінальному струму двигуна, забезпечуючи точний захист від перевантаження в межах 0.8-1.2 разів номінального струму, одночасно витримуючи початкові стрибки струму.
- Переваги: Відмінна стійкість до початкових стрибків струму, ефективне запобігання хибному спрацьовуванню, надійний захист від перевантаження та коротких замикань.
3.2 Рішення для захисту освітлювальних систем
- Тип вибраний: палички типу gG/gL (універсальні загального призначення). Це найбільш універсальні типи паличок, придатні для захисту більшості розподільчих ліній.
- Характеристичні вимоги: Їхня пропускна здатність має близько відповідати номінальному струму системи, забезпечуючи стабільні затримки та швидкі розриви.
- Ключові параметри: Основна увага зосереджується на номінальній пропускній здатності (має перевищувати очікуваний струм короткого замикання в точці встановлення) та стандартних часових-струмових характеристиках.
- Переваги: Економічні, надійні, повний захист від перевантаження та коротких замикань для стабільних освітлювальних навантажень.
3.3 Рішення для захисту часто комутованого обладнання
- Тип вибраний: стійкі до впливу палички (можуть відповідати специфічним брендам або спеціальним типам, такими як палички для захисту напівпровідників, які мають високу циклічну витривалість).
- Характеристичні вимоги: Висока стійкість до термічної втоми та висока циклічна витривалість, щоб витримувати часті зміни температури без старіння.
- Ключові параметри: Акцент на моментальні характеристики розриву (забезпечуючи швидке переривання аварійного струму) та тривалість (показники циклу життя).
- Переваги: Довготривала стабільність продуктивності під час частих впливів струму, забезпечуючи постійний та ефективний захист, уникнувши передчасного виходу з ладу через втому матеріалу.
4. Основні технічні вимоги до параметрів
Будь-яка стратегія вибору має строго перевіряти наступні основні параметри:
- Номінальна пропускна здатність (Icn): Має перевищувати максимально очікуваний струм короткого замикання в точці встановлення, щоб забезпечити безпечне переривання аварійного струму.
- Часово-струмова характеристика (I-t крива): Має координуватися з характеристиками навантаження (наприклад, крива запуску двигуна) та забезпечувати селективний захист з верхньою (наприклад, автоматичні вимикачі) та нижньою частиною пристроїв, щоб уникнути зайвого спрацьовування.
- Номінальний струм (In): Визначається на основі номінального струму навантаження та факторів застосування (наприклад, факторів вибору в захисті двигунів), а не просто еквівалентного струму навантаження.
- I²t значення (інтеграл Джоуля): Представляє енергію, необхідну для перегоріння палички, що є важливим для координації з напівпровідниковими пристроями та досягнення селективного захисту.
5. Ключові моменти реалізації
- Аналіз системи: Провести детальний аналіз кожного розділу електричної системи, фіксуючи ключові дані, такі як тип навантаження, номінальний струм, початковий струм, час запуску та очікуваний струм короткого замикання.
- Селективна координація: Використовувати часові-струмові характеристики паличок, щоб забезпечити селективну координацію з верхньою та нижньою частиною захисних пристроїв (наприклад, автоматичні вимикачі, контактори), відокремлюючи лише точку аварії під час інцидентів, щоб зменшити простій.
- Перевірка виконання: За можливості, перевіряти продуктивність паличок в реальних або моделюваних умовах роботи, особливо під час процесів запуску двигунів.
- Управління документацією: Створити комплексні записи конфігурації паличок та журналів обслуговування, включаючи модель, характеристики, місце встановлення, дати заміни тощо, для сприяння обслуговуванню та виявленню аварій.
6. Висновок
Реалізація вищезазначеного трирівневого диференційованого підходу до вибору, залежно від характеристик навантаження, дозволяє надати спеціалізовані рішення захисту для різних видів електричного обладнання, таких як двигуни, освітлювальні системи та часто комутоване обладнання. Цей підхід ефективно уникнути хибних операцій, спричинених нормальними характеристиками навантаження (наприклад, запуском двигунів), одночасно забезпечуючи своєчасне та надійне спрацьовування під час перевантаження або коротких замикань. Таким чином, це значно підвищує безпеку, стабільність та надійність всієї електричної системи, забезпечуючи неперервність роботи та безпеку обладнання.
