Posts Tagged ‘intreruptoare jt’

Asupra unor caracteristici ale intreruptoarelor jt de CristianS

05/01/2010

 

Prin amabilitatea dlui CristianS avem urmatoarea traducere şi adaptare după “Schneider Electric – Electrical installation guide 2009” – capitolul H referitoare la caracteristicile intreruptoarelor jt.

EIG-H-LV-switchgear

Caracteristicile fundamentale ale întreruptoarelor automate

Ue – tensiunea de utilizare

Tensiunea pentru care întreruptorul a fost proiectat să funcţioneze, în condiţii normale.

In – curentul  nominal

Valoarea maximă a curentului pe care un întreruptor automat, dotat cu un releu de declanşare la supracurent specificat, poate să-l suporte un timp nedefinit, la o temperatură ambiantă stabilită de producător, fără ca temperatura căilor de curent să depăşească o anumită valoare.

Exemplu:

Un întreruptor automat cu In = 125 A pentru o temperatură ambiantă de 40°C este echipat cu un releu de supracurent reglat la 125 A. Acelaşi întreruptor automat poate fi utilizat la valori mai ridicate ale temperaturii ambiante, dacă i se aplică  o corecţie adecvată. Corecţia unui întreruptor automat se realizează, deci, prin reducerea curentului declanşatorului termic. Utilizarea unui releu termic de tip electronic, proiectat să reziste la temperaturi mai ridicate, permit întreruptorului automat, căruia i s-a aplicat corecţia, să funcţioneze la temperaturi ambiante de 60 sau chiar 70°C.

Notă: în norma IEC 60947-2 In definit pentru întreruptoare automate este egal cu Iu pentru aparate electrice, în general, Iu fiind curentul nominal neîntrerupt.

Caracteristici funcţie de dimensiunea carcasei

Unui întreruptor automat ce poate fi dotat cu relee termice de valori reglabile diferite i se poate aloca un curent nominal ce corespunde valorii celui mai ridicat curent de reglaj al releului termic ce i se poate ataşa.

Exemplu:

Un întreruptor automat Compact NSX630A poate fi echipat cu 11 unităţi electronice, diferite,  de declanşare, de la 150 la 630 A. Curentul nominal al întreruptorului este de 630 A.

Ir (Irth) – curentul de reglaj termic

Separat de întreruptoarele automate mici, care sunt uşor de înlocuit, întreruptoarele automate industriale sunt echipate cu relee termice interschimbabile. Mai mult, pentru a adapta un întreruptor automat la cerinţele ridicate de protecţia unui circuit şi pentru a evita necesitatea instalării unor cabluri supradimensionate, releele termice sunt, în general, reglabile. Curentul de reglaj Ir sau Irht (ambele simboluri sunt folosite în mod curent) este valoarea curentului deasupra căreia întreruptorul automat va declanşa. Reprezintă, de asemenea, curentul maxim pe care întreruptorul automat poate să-l tranziteze fără să declanşeze. Valoarea aceasta trebuie să fie mai mare decât curentul maxim al sarcinii, dar mai mic decât curentul maxim suportat de circuit. Releele termice sunt, de obicei, reglabile între 0,7 şi 1 x In dar dispozitivele electronice folosite în acest scop au gama de reglaj mai mare, de obicei 0,4 … 1 x In.

Exemplu:

Un întreruptor automat NSX630N echipat cu un releu termic de 400 A Micrologic 6.3E, reglat la 0,9 va avea un curent de reglaj Ir = 400 x 0,9 = 360 A.

Notă:

Pentru întreruptoarele automate echipate cu relee termice nereglabile Ir = In. Exemplu: pentru întreruptorul automat C60N 20 A, Ir = In = 20 A.

Im  – curentul de reglaj pentru releul electro-magnetic

Releele electromagnetice (instantanee sau cu timp foarte scurt de întârziere) au scopul de a declanşa întreruptorul automat rapid, la apariţia valorilor mari de curent de defect. Pragul de declanşare Im este:

–         cu valoare fixă, stabilită de standarde pentru întreruptoare automate de tip casnic, cum ar fi IEC 60898, sau

fig 1

–         indicate de fabricant, pentru întreruptoare automate industriale, conform standardelor în vigoare, în special IEC 60947 – 2.

Pentru ultima variantă, există o mare varietate de dispozitive de declanşare, care permit utilizatorului să adapteze performanţele de protecţie ale întreruptorului automat cu necesităţile specifice unui receptor dat.

 

 

fig 2

(Ii este curentul de declanşare instantanee la scurt-circuit)

Capacitatea de izolare

Un întreruptor automat se poate folosi pentru izolarea unui circuit dacă îndeplineşte toate condiţiile prescrise pentru un aparat de deconectare (la tensiunea nominală) din standardele aplicabile. În acest caz este definit ca întreruptor automat separator şi este marcat cu simbolul

Fig 3

De exemplu, seriile produse de Schneider: Multi 9, Compact NSX şi Masterpact LV fac parte din această categorie.

Icu – capacitatea de rupere limită, pentru cele industriale (Icn – capacitatea de rupere nominală, pentru domeniul casnic)

Capacitatea de rupere limită a unui întreruptor automat este cea mai mare valoare (prezumată) a curentului pe care întreruptorul este capabil să o întrerupă fără a se defecta. Valoarea curentului menţionat în standarde este valoarea efectivă a componentei de curent alternativ a curentului de defect, deci componenta tranzitorie de curent continuu (care este prezentă întotdeauna în cel mai greu caz de scurt-circuit) este considerată a fi nulă, pentru calcularea valorii standardizate. Această caracteristică nominală Icu/Icn este dată, în mod normal, în kA, valoare efectivă.

            Icu (capacitatea de rupere limită) şi Ics (capacitatea de rupere de serviciu) sunt definite în IEC 60947 – 2, împreună cu un tabel ce stabileşte relaţia între Ics şi Icu pentru diferite categorii de utilizare A (declanşare instantanee) şi B (declanşare temporizată).

Teste pentru verificarea capacităţilor nominale de scurt-circuit ale întreruptoarelor automate sunt stabilite de standarde şi includ:

–         secvenţe de operare, cuprinzând o succesiune de operaţii, de exemplu închideri şi deschideri pe scurt-circuit;

–         defazări ale curentului şi tensiunii. Când curentul este în fază cu tensiunea de alimentare (cos j = 1) întreruperea unui curent este mai uşoară decât la orice alt factor de putere. Întreruperea unui curent la valori mici ale cos j este considerabil mai greu de realizat, un circuit cu cos j nul (teoretic) fiind cel mai dificil caz.

În practică, toţi curenţii  de scurt-circuit din sistemele de alimentare sunt (mai mult sau mai puţin) la factori de putere mici iar standardele se bazează pe valori considerate în mod normal a fi reprezentative pentru majoritatea sistemelor de alimentare. În general, cu câte este mai mare nivelul curentului de defect (la o tensiune dată), cu atât este mai mic factorul de putere al buclei de defect, de exemplu aproape de generatoare sau transformatoare mari.

Tabelul de mai jos reproduce, după IEC 60947 – 2, valorile standardizate ale Icu funcţie de factorul de putere al curentului buclei de defect, pentru întreruptoarele de putere industriale:

Icu cosj
6 kA < Icu £ 10 kA 0.5
10 kA < Icu £20 kA 0.3
20 kA < Icu £ 50 kA 0.25
50 kA < Icu 0.2

 

–         urmare unei secvenţe de test pentru Icu, de tipul deschidere – pauză – închidere/deschidere, alte teste sunt realizate pentru a se verifica faptul că:

o       rezistenţa de izolaţie a dielectricului

o       performanţele de deconectare (izolare) şi

o       corecta funcţionare a protecţiei la supracurent

  • nu au fost afectate de către test.

Alte caracteristici ale întreruptoarelor automate:

Ui – tensiunea nominală de izolare

Este valoarea tensiunii (de obicei > 2 x Ui) la care au fost realizate teste de rezistenţă de izolaţie şi distanţă de conturnare. Valoarea maximă a tensiunii nominale nu trebuie să depăşească tensiunea nominală de izolare (Ue £ Ui).

Uimp –  tensiunea de ţinere la impuls

Această caracteristică exprimă, în kV, valoarea de vârf (de o formă şi polaritate prestabilite) a tensiunii la care echipamentul este capabil să reziste, fără deteriorare, în condiţii de test date. De obicei, pentru întreruptoare automate industriale Uimp = 8 kV, iar pentru cele casnice, Uimp = 6 kV.

Categoria (A sau B) şi Icw – curentul permis de scurtă durată

Conform IEC 60947 – 2 există două tipuri de aparate electrice industriale de joasă tensiune:

–         A, la care nu există o temporizare stabilită în declanşarea dispozitivului „instantaneu” de declanşare la scurt-circuit, după cum se poate vedea în graficul de mai jos. De obicei, acestea sunt întreruptoare automate în carcasă;

fig 4

–         B, la care, pentru a se realiza selectivitatea protecţiei, în raport cu alte întreruptoare automate, pe baza timpului de declanşare, este posibil să se stabilească o temporizare a declanşării, nivelul curentului de scurt-circuit fiind mai mic decât cel al curentului permis de scurtă durată Icw, după cum se poate vedea în figura de mai jos. De obicei, această facilitate apare la întreruptoarele în construcţie deschisă şi pentru unele întreruptoare de putere mare în construcţie închisă. Icw este curentul maxim pe care un întreruptor automat din categoria B îl poate suporta, termic şi electrodinamic, fără să sufere defecţiuni, pentru o perioadă de timp dată de fabricant.

fig 5

Icm – capacitatea de închidere, pe scurt-circuit, nominală

Reprezintă cea mai mare valoare instantanee a curentului pe care întreruptorul automat poate să-l închidă, la tensiunea nominală şi în condiţii specifice. În curent alternativ, această valoare instantanee de vârf este în relaţie cu Icu (capacitatea de rupere limită) prin factorul k, ce depinde de factorul de putere al curentului din bucla de scurt-circuit. În tabelul de mai jos este prezentată, după IEC 60947 – 2, relaţia dintre Icu şi Icm la diferiţi cosj.

Icu cosj Icm = kIcu
6 kA < Icu £ 10 kA 0.5 1.7 x Icu
10 kA < Icu £ 20 kA 0.3 2 x Icu
20 kA < Icu £ 50 kA 0.25 2.1 x Icu
50 kA £ Icu 0.2 2.2 x Icu

 

Exemplu: un întreruptor Masterpact NW08H2 are un Icu de 100 kA. Valoarea de vârf pentru Icm va fi de 100 x 2,2 = 220 kA.

Ics – capacitatea de rupere de serviciu

Capacitatea de rupere limită (Icu) sau nominală (Icn) reprezintă curentul de scurt-circuit maxim pe care un întreruptor automat poate să îl întrerupă fără să se defecteze. Probabilitatea ca un asemenea curent să apară este extrem de mică şi, în condiţii normale, curenţii de scurt-circuit sunt mult mai mici decât capacitatea de rupere limită (Icu). Pe de altă parte, este important ca valori mari ale curenţilor (cu mică probabilitate de apariţie) să fie întrerupţi în condiţii bune astfel ca întreruptorul automat să fie imediat disponibil pentru închidere, după ce defecţiunea a fost înlăturată. Aceasta este cauza pentru care o nouă caracteristică – Ics – a fost creată, pentru întreruptoare industriale, exprimată în procente (25, 50, 75, 100%) din Icu. Secvenţa de teste este următoarea:

–         O – CO – CO (O reprezintă deschiderea, CO reprezintă închiderea urmată de o deschidere)

–         După această secvenţă se fac teste ce verifică dacă întreruptorul automat este în stare bună şi disponibil pentru o utilizare normală.

Pentru întreruptoare automate casnice, Ics = k x Icn. Factorul k se găseşte în IEC 60898, tabelul XIV. În Europa, practica este să se utilizeze un factor K de 100%, deci Ics = Icu.