Posts Tagged ‘RCBO’

Analiza cerintelor din specificatiile tehnice emise de distribuitorii de energie electrica privind aparatajul de protectie by Klaxxy

10/05/2015

 Klaxxy

Periodic am avut dispute, intai cu unii clienti, apoi si cu reprezentantii unor societati de distributie a energiei electrice, privind aparatajul din BMP-uri. Cum la final nimeni nu a mai inteles nimic, iar lucrurile au ramas in specific mioritic („las’ ca merge si asa”, fara ca cineva sa priceapa ca, de fapt, operatia chiar era reusita, doar pacientul ramasese putin cam buimac), m-am hotarat sa incerc o alta abordare, in speranta ca cineva, candva, va intelege cum sta treaba in realitate.

Toti cei patru distribuitori de energie din Romania (Electrica, ENEL, E.On si CEZ) au emis propriile fise / specificatii tehnice privind conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca BMP-urile (Blocurile de Masura si Protectie – indiferent ca sunt monofazate, sau trifazate), ca elemente de interfata intre furnizor si client. Toate aceste documente incearca sa defineasca cat mai clar performantele cerute aparatajului de protectie din BMP. Incearca, dar nu prea reusesc decat sa mareasca confuzia, altfel generalizata in Romania in zona tehnica, confuzie marita si prin lipsa precizarilor, sau definitiilor clare.

Voi incerca in randurile urmatoare sa fac putina lumina in acest domeniu (recunosc, destul de arid), in speranta ca urmatoarele editii ale fiselor / specificatiilor tehnice vor fi ceva mai clare.

Constructia aparatajului de protectie de joasa tensiune (indiferent ca vorbim de MCB, MCCB, sau ACB) este normata de doua standarde care coexista, dar care, pe alocuri, se bat cap in cap (de altfel asta este o mare problema nu doar la noi, ci la nivel international – vezi un articol interesant pe aceasta tema

Primul este SR EN 60898-1:2004/A12:2009 (Aparate electrice mici. Intreruptoare automate pentru protecţia la supracurenţi pentru instalaţii casnice şi similare. Partea 1: Intreruptoare automate pentru funcţionare in curent alternativ).

Al doilea este SR EN 60947-2:2007/A2:2013 (Aparataj de joasa tensiune. Partea 2: Intreruptoare automate).

In toate cele patru specificatii tehnice de care am amintit, la rubrica “Standarde aplicabile” sunt mentionate, eronat, ambele acte normative, probabil din necunoastere, combinata cu dorinta celor care intocmesc astfel de documente de a nu scapa ceva esential. Parerea mea este ca prima specificatie tehnica din domeniu, emisa de Electrica in urma cu aproape 20 de ani (cu lipsurile ei, cauzate de o insuficienta cunoastere, la vremea aceea, a standardelor europene relevante), a fost luata ulterior ca model si, prin procedura binecunoscuta, de copy/paste (pentru asa ceva mai e nevoie si de creier, dar unii nu isi pun problema asta), eroarea s-a transmis pana azi.

Va prezint in continuare doar una dintre specificatiile tehnice, cu mentiunea ca toate specificatiile similare, de la cele patru societati de distributie din tara, arata identic:

Klaxxy fig1

Klaxxy fig1

Am luat doar cazul pentru aparataj specific la BMPM, dar situatia este identica si la BMPT.

Eroarea consta in lipsa definirii aparatajului. SR EN 60898 se refera la aparataj de protectie pentru instalatii casnice si similare. Asta inseamna ca este aparataj de interior, pentru tensiuni domestice (max 400V), conceput sa fie exploatat de personal neinstruit. In schimb standardul SR EN 60947-2 se refera la aparataj de protectie pentru mediul industrial. In principiu este vorba de aparataj care poate lucra in mediu exterior (cu variatii mai mari de temperatura si umiditate), la tensiuni mai mari (pana in 1kV), operabil de personal specializat. Deci prima eroare a specificatiilor tehnice este ca, punand ca referinte ambele acte normativ, nu precizeaza ce tip de aparate (unul, si numai unul!) trebuie folosite in BMP-uri.

Mai departe, in toate fisele / specificatiile tehnice se cere o putere de rupere a curentului de scurtcircuit de 10 kA (15 kA mai nou!). Bun, asa sa fie, dar dupa care standard?

Cele doua standarde, avand domenii de aplicare diferite, au si metodologii de incercari diferite. Din acest motiv, acelasi aparat, supus aceluiasi tip de incercare (curent de rupere), dar dupa metodologii diferite, conforme celor doua standarde, va duce la doua rezultate complet diferite.

Initial, producatorii de aparataj marcau aparatele cu un singur standard / valoare a curentului de rupere. S-a observat insa ca acest lucru nu este economic, intrucat constructia aparatelor este aceeasi, iar prin marcare cu un standard se elimina, practic, posibilitatea de a folosi aparatul in celalalt domeniu (casnic / industrial). Atunci au aparut alternative (marcare cu un standard pe capac si cu altul pe capacul lateral, sau pe spate), dar clientii cer ca, inainte de a pune sub tensiune aparatul, sa poata vedea, dintr-o privire, daca aparatul are, de exemplu, o putere de rupere de 6 kA, sau de 10 kA. Au fost cautate solutii, dar… nu au fost gasite. Solutia este ca utilizatorul sa aiba, cat de cat, habar de aceste probleme (mai ales daca vorbim de pesonalul “de specialitate” din societatile de distributie), doar ca acesta nu stie decat una: aparatajul sa fie conform fisei tehnice si sa aiba marcat in clar pe el curentul cerut, de 10 kA, sau, mai nou (doar la una din societatile de distributie) de 15 kA.

In filele de catalog, fabricantii de aparataj trec valori clare pentru fiecare standard in parte (evident, vorbim de acelasi aparat). Analizand cateva astfel de cataloage, vom vedea urmatoarele:

Fila de catalog pentru MCB de tip “pro M – S200”, fabricatie ABB:

Klaxxy fig2

Klaxxy fig2

Observam ca, pentru capacitatea de rupere la S 200, sunt date mai multe valori. Daca, de exemplu, valoarea pentru EN 60898 este de 6 kA, pentru EN 60947-2 sunt mai multe valori, functie de numarul de poli, acestea fiind cuprinse intre 10 kA si 20 kA. Similar pentru S 200 M, unde celor 10 kA masurati conform EN 60898, le corespund valori cuprinse intre 15 kA si 25 kA, masurati conform EN 60947-2.

La aparate MCB de tip NB1 de la Chint, prezentarea este si mai clara:

Klaxxy fig3

Klaxxy fig3

Problema, si aici, este ca pe aparat e marcata doar valoarea corespunzatoare unui singur standard.

Klaxxy fig4

Klaxxy fig4

Aceeasi situatie si la aparatele Eaton – Moeller:

Klaxxy fig5

Klaxxy fig5

Necazul apare cand clientii cer in mod imperativ ca inscriptia de pe aparate sa aiba valoarea impusa de specificatia tehnica. In ciuda multor ore de discutii, de foarte multe ori in trei (deci cu participarea personalului din societatile de distributie), nu reusesc sa ii conving ca, de fapt, aparatele sunt cele solicitate, doar ca trebuie cunoscuta coexistenta, de multe ori antagonica, a celor doua standarde.

Un aspect pe care eu nu l-am inteles este diferenta mare de valori. Dupa parerea mea, ar fi fost de asteptat ca standardul industrial sa fie mai dur, sa aiba metodologii de incercare mai restrictive. Cu toate astea, se poate usor observa ca valorile curentului de rupere „la tensiune maxima” (asa cum specifica ultimul tabel, cel de la Eaton), sunt substantial mai mari (avand in medie un factor de multiplicare cuprins intre 1,5 si 2) la incercarile conform standardului industrial – SR EN 60947-2.

O alta problema disputata este tensiunea nominala. Aparatele modulare MCB au, indiferent de standard si de producator, tensiunea nominala cuprinsa intre 230 V c.a. si 440 V c.a. Doar aparatele de tip MCCB (mai cunoscute drept aparate tip USOL) au tensiunea nominala mai mare, putand ajunge (functie de constructie) pana la 1000 V c.a. Dar specialistii, facand confuzie intre cele doua standarde si domeniile lor de aplicare cer, de regula, pentru BMP-uri (care sunt echipate cu MCB), o tensiune specifica MCCB-urilor, de 660V, valoare pe care nu am intalnit-o in nici un catalog de MCB.

Modele noi de aparataj RCD by Klaxxy

07/11/2013

Klaxxy

Sunt mulţi producători de întreruptoare diferenţiale  – RCD (Residual Current Device). Majoritatea le realizează ca elemente ataşabile întreruptoarelor automate magneto-termice – MCB (Miniature Circuit Breaker). Pentru sistemele monofazate sunt realizate şi combinaţii RCD + MCB monobloc, numite RCBO (Residual Current Breaker with Overcurrent protection), sau RCCB (Residual Current Circuit Breaker).

MCB1

 RCD existente pe piaţă au dezavantajul că, practic, dublează gabaritul MCB la care sunt ataşate, dar şi preţul pachetului de aparataj. Motivul constă în existenţa conductoarelor interne care asigură transferul curentului, a conecticii necesare – câte două puncte de conectare pentru fiecare pol de lucru – şi a transformatorului sumator diferenţial de curent din interior. Elementele RCD independente (care nu sunt ataşate direct la un MCB) au şi contacte de forţă care întrerup circuitul principal la apariţia curentului de defect. Acestea însă nu înlocuiesc contactele unui MCB întrucât nu au camere de stingere şi nici elemente magneto-termice de protecţie.

MCB2

Problema gabaritului aparatajului utilizat devine evidentă acolo unde spaţiul disponibil este limitat, de exemplu la blocurile de măsură şi protecţie – BMP. Necesitatea de a instala un RCBO împreună cu dispozitivele de protecţie la supratensiune – DPS – şi bobina de declanşare aferentă – ST (Shunt Trip) face ca cerinţa de spaţiu pentru aparataj să fie foarte mare, iar dimensiunile incintelor sunt limitate.

În plus, numărul de puncte de conexiune este mare şi se cunoaşte că fiecare conexiune reprezintă un risc suplimentar de contact imperfect, deci risc suplimentar de încălzire, cu tot ce atrage aceasta după ea.

Dar… pentru orice problemă există şi soluţii.

Vă prezint în continuare un model revoluţionar de RCD, care are avantaje majore:

gabarit extrem de mic;

simplitate mare în funcţionare;

flexibilitate mare în configurare, putând fi utilizat pentru orice tip de conexiune monofazată sau trifazată.

MCB3

Aparatul monobloc este unic pentru orice tip de conexiune dorită, monofazată, sau trifazată, ceea ce reprezintă un avantaj imens nu doar în privinţa implementării ci şi, mai ales, a necesarului de aprovizionare pentru un fabricant de panouri, sau de tablouri electrice. Mai mult, fabricaţia aparatului este structurată doar pe paliere de curent diferenţial (10 – 30 – 100 – 300 – 500 – 1000mA), deoarece în rest, el lucrează perfect în toată gama de curenţi nominali standardizaţi pentru MCB – RCD – RCBO, de la 1A, până la 125A, fără nici un fel de modificări.

Din analiza comparativă a structurilor interne se poate observa că acest RCD are aceleaşi componente de bază ca cele ale unui RCD “clasic”: transformatorul sumator diferenţial toroidal (1), alimentatorul împreună cu amplificatorul de eroare (2) şi electromagnetul de acţionare (3).

Elementele care îl fac să fie deosebit sunt:  lipsa conductoarelor interne pentru transferul de curent (4) şi a clemelor de racord pentru conductoarele de intrare şi ieşire (5).

 MCB4

Montajul unui asemenea RCD este foarte simplu: se ataşează fizic la un MCB (în cazul de faţă unul bipolar), conductoarele de racord sunt trecute prin decuparea ce conţine transformatorul sumator diferenţial, iar cele două conductoare de alimentare ale electronicii din RCD sunt racordate la ieşirea MCB, în locaşurile special destinate.

MCB5

La apariţia curentului de defect, electromagnetul din RCD va transmite comanda de declanşare către MCB, la fel cum se întâmplă cu un RCD “clasic”. Contactele acestuia rupând alimentarea, scot de sub tensiune şi întreg ansamblul RCD, asigurând astfel protecţia totală a circuitului.

MCB6

Simplitatea racordării şi diferenţele de gabarit care există între cele două soluţii sunt vizibile în imaginile prezentate.

MCB6

Racordarea RCD la un MCB tetrapolar este similară. Funcţionarea este identică.

Conductoarele de racord din imagine au secţiunea de 10mm2, deci pot transfera cu uşurinţă un curent de 63A. Acesta este curentul maxim pentru seriile MCB de bază.

MCB8

Cu cât creşte numărul de faze pe care se face sumarea diferenţială, cu atât diferenţele de gabarit sunt mai evidente. În imagine puteţi vedea o comparaţie între două pachete de aparataj, cu acelaşi curent nominal şi funcţii identice, utilizând MCB-uri tetrapolare (respectiv 3 faze + Nul).

MCB9

Probele de casă ne-au arătat că se pot folosi, cu uşurinţă, inclusiv conductoare de 16mm2, aşa cum se poate vedea în imaginea de mai sus.

Seriile extinse de MCB au curentul nominal maxim de până la 125A (la curent mai mare se pot folosi doar întreruptoare automate tip USOL – MCCB). Aceasta dovedeşte că acest tip de RCD poate fi folosit, fără niciun fel de modificări, în toată gama existentă de MCB, de la 1A la 125A.

MCB10

Diferenţele de gabarit care apar între cele două modele de combinaţii de aparataj sunt mai spectaculoase în cazul MCB de curent mare, respectiv în gama 80A-125A. Practic, de la un pachet de aparataj care are, în momentul de faţă, 202mm, se ajunge la un pachet de numai 126mm, ceva mai mult de jumătate din pachetul “de bază”, funcţiile asigurate fiind identice.

MCB11

Dar cu un asemenea RCD se pot face mai multe.

V-aţi gândit vreodată la un sistem diferenţial care să aibă doar un pol protejat?

Se poate obţine un sistem diferenţial, deci cu protecţie la curenţi de defect, care să folosească un simplu MCB monopolar, deci care protejează la suprasarcină şi scurtcircuit doar faza, aşa cum sunt majoritatea branşamentelor mai vechi. Simplitatea soluţiei este evidentă.

MCB12

În mod similar se poate obţine un RCBO pe 4 fire utilizând un MCB tripolar. Din nou, diferenţa de gabarit este evidentă.MCB13

Însă acest tip de RCD are şi alt avantaj major.

La RCD-urile “clasice”, ataşate de un MCB, numărul punctelor de conexiune necesare este mare – în cazul unui ansamblu RCD + MCB tetrapolare, aşa cum apare în imaginile de mai sus, sunt 16 puncte de conexiune. Se ştie că fiecare punct de conexiune reprezintă un element de risc – contact imperfect datorat unui şurub insuficient strâns, neatenţie la montaj etc. Emisia de căldură generată de numărul mare de conductoare şi de puncte de conexiune este, de asemenea, mare, element important când discutăm de spaţiul închis al unui BMP, de exemplu.

MCB14

Acelaşi montaj, cu protecţie magneto – termică şi diferenţială tetrapolară, este incomparabil mai simplu când este folosit noul tip de RCD. Numărul de puncte de conexiune scade la jumătate – 8 în loc de 16, de asemenea scade lungimea conductoarelor utilizate pentru racorduri. Avantajele sunt considerabile, din toate punctele de vedere.

Descrierile de mai sus reprezintă doar o parte dintr-un material mai amplu, în format Power Point Slideshow, care a fost destinat ca suport pentru prezentarea noului aparat la una din filialele de distributie, în urma cu câtva timp. Forma completa cuprindea şi animaţii care arătau foarte clar toate etapele procesului de protecţie diferenţială, precum şi câteva filmuleţe în care prezentam încercările efectuate în laboratorul propriu. Din nefericire, formatul blogului nu permite animaţii şi filme, din acest motiv aceste elemente, interesante şi spectaculoase, au fost scoase.