Průvodce vysokokapacitními pojistkami: Hodnoty, typy a ochrana relé

Pojistková vložka 100 A NH s vypínací schopností 120 kA a vložka 100 A s vypínací schopností 20 kA vypadají na polici téměř identicky, v běžném provozu vedou stejný proud a často se hodí do stejného držáku. Při prvním zkratu se chovají úplně jinak a jeden z nich může zničit panel, který byl koupen k ochraně.

Hodnocení, které o tom rozhoduje, není největší proud vytištěný na hlavni. Je to vypínací schopnost, přizpůsobená očekávanému zkratovému proudu v přesném místě instalace, podpořená propouštěnou energií a správnou kategorií využití. Níže uvedené části vysvětlují, co každé jmenovité pole znamená, jak pojistka přeruší poruchu a kde se pojistky a relé setkávají uvnitř ovládacího panelu.

Pro co je určena pojistka s vysokou trhací kapacitou

HRC znamená vysokou vypínací schopnost a popisuje pojistku vytvořenou k přerušení poruchových proudů mnohem větších, než je proud, kterým prochází každý den. Nožová pojistka NH s jmenovitým proudem 100 A může být testována na 120 kA při 415 V AC. MCB pro domácnost má obvykle jmenovitý proud 6 kA nebo 10 kA. Pokud impedance transformátoru, délka kabelu a údaje o napájení nastaví předpokládaný zkratový proud na ústředně na 25 kA, MCB nepřipadá v úvahu a pojistka HRC je normální odpovědí.

Na čtyřech polích záleží. Jmenovitý proud je tepelná hodnota popisující nepřetržitý provoz v definovaném prostředí. Vypínací schopnost je chybová klasifikace, což znamená největší proud, který může pojistka bezpečně přerušit, aniž by došlo k prasknutí jejího těla nebo držáku. Jmenovité napětí, zejména ve stejnosměrných obvodech, nelze předpokládat z datového listu AC. Kategorie použití uvádí, jaký druh zátěže má pojistka chránit.

Terminologie zde způsobuje skutečný zmatek. Dokumentace Spojeného království a Commonwealthu často říká, že pojistka HBC, což znamená vysokou vypínací schopnost, a pojistky BS 88 jsou často takto označeny. Dokumenty IEC preferují vysokou průraznost. Tyto dva názvy popisují stejné chování, takže užitečnou otázkou pro dodavatele není to, co říká štítek, ale jakou normu a podle kterých zkušebních údajů je pojistka deklarována.

Uvnitř pojistky: Konstrukce a omezení proudu

HRC pojistka je jednoduché zařízení s velmi malým počtem dílů. Keramické tělo vyrobené ze steatitu nebo porcelánu obsahuje stříbrný nebo měděný prvek, obvykle s několika redukovanými částmi podél své délky. Zbývající prostor je těsně naplněn tříděným křemičitým pískem a konce jsou uzavřeny krytkami, štítky nebo kontakty čepele, které zapadají do držáku.

Když dojde k poruše, prvek se roztaví v nejužší části a uvnitř písku se vytvoří oblouk. Teplo spojuje písek do sklovité hmoty známé jako fulgurit, která absorbuje energii a strmě zvyšuje napětí oblouku. Toto rostoucí napětí oblouku tlačí poruchový proud k nule během první čtvrtiny cyklu, typicky 4 ms až 6 ms při 50 Hz a zřídka více než 10 ms.

Tato rychlá akce dává HRC pojistkám jejich charakter omezující proud. Špičkový propustný proud, který lze pozorovat u navazujících kabelů, přípojnic, stykačů a reléových kontaktů, je zlomkem toho, co by síť mohla dodat, kdyby se porucha mohla vyvíjet volně. Kontakty, které by se svařily při neomezené chybě, často přežijí, když předřazená pojistka omezí energii.

Jedno časté chybné čtení: pojistka, která drží při startu motoru, není vadná. Motor odebírá šest až osminásobek jmenovitého proudu po dobu několika sekund a křivka čas-proud pojistky gG nebo aM je nakreslena záměrně, aby se ignoroval tento náraz.

Hodnotící pole, která rozhodují o tom, zda pojistka funguje

První kontrolou je potenciální zkratový proud v poloze pojistky. Vychází z impedance napájecího transformátoru, délky a průřezu kabelu plus jakéhokoli příspěvku od motorů nebo měničů. Vypínací schopnost musí překročit tuto hodnotu s rezervou, nikoli ji pouze odpovídat.

Druhou kontrolou je propustná energie vyjádřená jako hodnoty I2t. Existuje hodnota tání a hodnota celkové clearance a hodnota clearingu musí zůstat pod odolností navazujícího kabelu, přípojnice nebo polovodiče. Pro selektivitu mezi dvěma pojistkami gG v sérii je běžným výchozím bodem poměr asi 1,6 ku 1 mezi jmenovitými proudy před a po proudu.

Třetí kontrola je často úplně vynechána: teplo. Pojistky rozptylují energii a uvnitř utěsněného krytu může okolní teplota sedět výrazně nad 35 °C, kde je potřeba snížit jmenovitý proud pojistky NH.

Důležitá je předpona. Pojistka kategorie g má plný rozsah a zvládne přetížení i zkrat. Pojistka kategorie má částečný rozsah a musí být zálohována jiným zařízením, obvykle tepelným nadproudovým relé ve spouštěči motoru. Instalace pojistky AM jako jediné ochrany kabelu zcela odstraní ochranu proti přetížení.

Typy a montážní formáty

• Nožové pojistky NH: vestavěné podle DIN 43620, velikosti NH00 až NH4, zhruba do 1250 A a 690 V AC, standardně v průmyslových rozvodných deskách a hlavních panelech.
• Válcové pojistky: velikosti 10x38, 14x51 a 22x58, asi 1 A až 100 A, běžné v řídicích obvodech, přístrojových zdrojích a malých skříních.
• Pojistky D a D0: šroubovací typy s měřicími kroužky, které fyzicky zabraňují montáži větší jmenovité pojistky do stejného držáku, což je užitečné tam, kde je riziko neoprávněného zvětšení.
• Pojistky BS 88: široce používané v britských průmyslových instalacích a starších zařízeních, dostupné ve formě šroubů a zaklapnutí.
• Polovodičové pojistky: aR a podobné třídy s velmi nízkým I2t pro pohony, usměrňovače a softstartéry.
• FV a DC pojistky: dimenzované na 1000 V nebo 1500 V DC pro stringy a bateriové stojany, s vnitřní konstrukcí vhodnou pro stejnosměrné oblouky.

Kompatibilita držáku je součástí jmenovité hodnoty pojistky, nikoli samostatným rozhodnutím o příslušenství. Pojistková vložka 120 kA instalovaná v držáku s jmenovitým proudem 50 kA dává celé instalaci poruchové hodnocení 50 kA, a to inspektor zaznamená. Stejná logika platí pro odpojovač a koncovky kabelů.

Koordinace pojistek HRC s relé v ovládacích panelech

Pojistka chrání obvod, ne relé. Omezuje energii, která dosáhne kontaktů při poruše, ale nedělá nic s normálním zátěžovým proudem. Pokud je 16A ohřívač spínán relé s 5A kontakty, tyto kontakty selžou, ať už je předřazená pojistka dimenzována na 100 kA či nikoli. Jmenovité hodnoty kontaktů musí být odečteny pro aktuální typ zátěže, s použitím AC-1 pro odporové zátěže, AC-3 pro spínání motoru a často mnohem nižší hodnoty pro DC.

Tam, kde jsou zatěžovací proudy vyšší, je obvyklou odpovědí výkonové relé s kontakty 30 A nebo 40 A a definovanou kategorií spínání, chráněné předřazenou pojistkou HRC dimenzovanou pro kabel spíše než pro samotné relé. Na křivku pojistky a jmenovité hodnoty kontaktu je třeba se dívat společně, protože pojistka je to, co udržuje energii oblouku na kontaktu v rozsahu přežití.

CYT90 vysokoproudové výkonové relé SPDT Pro spínání vyšší zátěže nabízí toto kompaktní relé řady CYT90/T90 kontakty 20A/30A a konfiguraci SPDT s více možnostmi montáže. Zobrazit produkt →

V instalacích na lištu DIN kombinují reléové moduly zásuvku na lištu se zásuvným relé, takže obvod cívky a kontaktní obvod lze chránit a vyměnit samostatně. Modul zabírá standardní šířku kolejnice a vadné relé se vymění bez přepojování panelu nebo narušení instalace pojistky.

Modulárního reléového modulu MCYF3 14F 16A Modulární reléový modul 14F s až 16A na kanál a 32kanálovými konfiguracemi, vhodný pro centralizované průmyslové přepínání a škálovatelné sestavy panelů. Zobrazit produkt →

Blokovací relé pokrývají jiné riziko. Když pojistka vymaže poruchu, řídicí napětí obvykle zkolabuje. Standardní relé odpadne a stav stroje se stane nedefinovaným, zatímco magnetické přídržné relé zůstane ve své poslední poloze a může být resetováno pouze záměrně. Toto chování je důležité v systémech, kde by neočekávaná změna polohy po vypnutí mohla pohnout mechanismem nebo ztratit indikaci.

Magnetické západkové relé CYF3-S 14F Magnetické přídržné relé 14F, které drží svou poslední kontaktní polohu po odpojení napájení cívky, což pomáhá zachovat stav stroje po poruchách. Zobrazit produkt →

Pro nízkoproudé, vysokonapěťové spínání se místo výkonových relé používají jazýčková relé, často na stejnosměrných obvodech, které také nesou stejnosměrnou pojistku. Situace přepínání, kdy má toto párování smysl, jsou popsány v tomto přehledu aplikace jazýčkového relé .

Praktická výběrová sekvence

1. Ověřte, zda je obvod střídavý nebo stejnosměrný, a zaznamenejte systémové napětí včetně přechodných úrovní.
2. Získejte předpokládaný zkratový proud v poloze pojistky z dat sítě, transformátoru nebo měniče.
3. Přizpůsobte jmenovité napětí pojistky obvodu a pro stejnosměrné systémy vyberte sérii se jmenovitým stejnosměrným proudem.
4. Určete jmenovitý proud ze zátěže a poté použijte snížení pro okolní teplotu a seskupení krytu.
5. Zkontrolujte, zda vypínací schopnost přesahuje předpokládaný zkratový proud s rezervou.
6. Zkontrolujte I2t proti odolnosti proti proudu a zkontrolujte selektivitu proti ochrannému zařízení proti proudu.
7. Ujistěte se, že držák, odpojovač a kabelové koncovky mají stejnou poruchovou klasifikaci jako pojistková vložka.

Běžné chyby v terénu

• Přivedení dat střídavého napětí do stejnosměrného obvodu, kde se oblouk chová velmi odlišně.
• Předimenzování pojistky, aby se zabránilo nepříjemnému vyfukování místo hledání příčiny, jako je špatná křivka nebo vadný motor.
• Ignorování I2t, když je následným zařízením polovodičový nebo reléový kontakt s nízkým výkonem.
• Výměna pojistkové vložky bez kontroly držáku, zda nemá stopu, změnu barvy nebo prasklou keramiku.
• Zacházení s HRC jako s jedním univerzálním typem produktu, když NH, válcové, BS 88 a polovodičové pojistky nejsou zaměnitelné.
• Vyjmutí pojistky pod zátěží bez řádného odpojovače.
• Za předpokladu, že pojistka s částečným rozsahem poskytuje ochranu proti přetížení sama o sobě.

Standardy, datové listy a ověřování

Pojistka s vysokou vypínací kapacitou je jen tak dobrá, jak dobrá je norma, podle které je testována. IEC 60269 pokrývá nízkonapěťové pojistky a je rozdělena podle použití, včetně obecných průmyslových pojistek, pojistek typu D, polovodičových pojistek a PV pojistek. BS 88 pokrývá britskou řadu a UL 248 pokrývá severoamerickou řadu. Když dodavatel uvádí vypínací schopnost, zeptejte se, při jakém napětí byla ověřena a pod jakou normou, protože údaj 120 kA při 415 V AC nenese žádnou váhu v bateriovém stojanu 600 V DC.

Ztrátový výkon, křivky okolního snížení výkonu a grafy propustnosti I2t by měly pocházet ze stejného datového listu jako vypínací schopnost. Míchání obrázků z různých zdrojů je způsob, jakým se chyby koordinace vkrádají do výkresu panelu.

Získání práva na ochranu

Pojistka HRC si své jméno vydobyla v jednom konkrétním okamžiku a o tomto okamžiku rozhodují tři čísla: vypínací schopnost proti případnému poruchovému proudu, I2t proti výstupní odolnosti a jmenovitý proud proti skutečné zátěži a skutečnému okolí. Relé sedí za tímto rozhodnutím a jejich hodnocení kontaktů si zaslouží stejnou péči jako pojistka. Pokud přiřazujete relé k chráněnému obvodu a potřebujete potvrdit jmenovité hodnoty kontaktů, napětí cívky nebo montáž, otázky, které se nejčastěji objevují během nabídky, jsou shromážděny na našem Stránka častých dotazů .