Wpływ nowej normy PN-EN 61439 na dobór wyłączników niskiego napięcia

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: czwartek, 29, październik 2015 10:31

W listopadzie 2014 r. przestała obowiązywać norma 60439-1 i zastąpiła ją nowa 61439-1:2011 „Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe". Fakt ten spowodował ponowną potrzebę wyjaśnienia zasad doboru urządzeń elektrycznych w odniesieniu do wymagań stawianych przez konstrukcję rozdzielnicy.

Każdy dobór wyłącznika wymaga odpowiedniego rozpoznania cech, jakie w szczególności określa standard 60947-2 „Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa".

Wśród nich najistotniejsze są:

• prąd znamionowy,
• napięcie znamionowe,
• prądy zwarciowe,
• ograniczanie zwarcia,
• kategorie użytkowania A i B,
• selektywność.

Zanim przejdziemy do analizy wymagań jakie stawia nowa norma 61439 przed doborem urządzeń warto przeanalizować każde z powyższych zagadnień.

Prąd znamionowy

Prąd znamionowy I_n
Prąd znamionowy I_n wyłącznika jest ustalany przez producenta urządzenia. Oznacza zdolność do długotrwałego, ciągłego przewodzenia prądu w określonych warunkach cieplnych otoczenia. W przypadku wyłączników powietrznych 3WL podawany jest również prąd znamionowy maksymalny Inmaks. oznaczający wartość prądu znamionowego, na jaką można przygotować wyłącznik do pracy. Istnieje bowiem możliwość takiego dopasowania zabezpieczenia nadprądowego, aby była zapewniona ochrona obwodu z obciążeniem poniżej dolnej granicy wyzwalacza, tj. 40% I_nmaks. Wyłącznik wyposaża się wtedy w odpowiedni moduł prądu znamionowego (ang. Rating Plug).

Napięcie znamionowe

U_e - napięcie znamionowe łączeniowe
Napięcie znamionowe łączeniowe określa wartość napięcia, na jakim urządzenie może pracować wraz z jego częstotliwością, prądem i odpowiednią kategorią użytkowania.

U_i - napięcie znamionowe izolacji
Napięcie znamionowe izolacji jest napięciem związanym z konstrukcją aparatu oraz odstępami izolacyjnymi. Jego wartość jest większa lub równa napięciu znamionowemu.

U_imp - napięcie znamionowe udarowe wytrzymywane
Napięcie udarowe to wartość określonego impulsu napięciowego, jaki aparat jest w stanie wytrzymać bez uszkodzenia. Dla wyłączników kompaktowych 3VA firmy SIEMENS jest to najczęściej 8 kV, natomiast dla wyłączników powietrznych 3WL jest to 12 kV.

Prądy zwarciowe

I_cu - Prąd znamionowy zwarciowy graniczny
Prąd znamionowy zwarciowy graniczny, często określany jako zdolność zwarciowa, jest najistotniejszym parametrem zwarciowym wyłączników. Wartość Icu jest deklarowana przez producenta. Stanowi ona wartość skuteczną prądu zwarciowego, jaki powinien zostać wyłączony w określonych warunkach, przy odpowiednim napięciu pracy. W praktyce wyłącznik powinien wytrzymać dwa zwarcia o deklarowanej wartości I_cu. Wynika to z sekwencji łączeń O - t - CO, gdzie O oznacza otwarcie wyłącznika na skutek zadziałania wyzwalacza zwarciowego, t − określony czas stygnięcia, a CO zamknięcie i ponowne otwarcie wyłącznika na skutek ponownego zadziałania wyzwalacza zwarciowego.

I_cu - Prąd znamionowy zwarciowy eksploatacyjny
Prąd znamionowy zwarciowy eksploatacyjny I_cs różni się od prądu I_cu ilością sekwencji łączeń O - t - CO - t - CO. Wartość I_cs określana jest w wyniku dodatkowego cyklu łączeniowego t - CO, co oznacza, że wyłącznik powinien wytrzymać trzy zwarcia o deklarowanej wartości I_cs.

I_cm - Prąd znamionowy załączalny zwarciowy
Prąd znamionowy załączalny zwarciowy wyznaczany jest przez producenta urządzenia na drodze przeprowadzonych testów. W praktyce jest to wartość chwilowa maksymalnego prądu, który może być załączany przy określonych warunkach napięciowych i częstotliwościowych. Norma wymaga, aby wartość ta nie była mniejsza od krotności wartości I_cu. Krotność jest przyjmowana na podstawie odpowiedniej tablicy zawartej w normie.

I_cw - Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany
Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany jest wartością skuteczną prądu zwarciowego, jaki może płynąć w określonym czasie. Z uwagi na to, że wyłączniki mają zabezpieczenie, które nie dopuszcza do dłuższego przewodzenia dużych wartości prądów przetężeniowych, do badań stosuje się wersje wyłączników bez aktywnego wyzwalacza zwarciowego. Na podstawie takiego badania określana jest wartość prądu Icw podawana wraz z czasem np: I_cw (0,5 s). Parametr ten jest deklarowany dla wyłączników powietrznych, ponieważ nie wpływają one na ograniczanie prądu zwarcia i umożliwiają jego przewodzenie w całym zakresie czasowym do momentu rozpoczęcia wyłączenia.

Przedstawione poniżej tablice 1 i 2 podkreślają możliwości wyłączników powietrznych 3WL i kompaktowych 3VA. Należy zaznaczyć, że prąd znamionowy zwarciowy graniczny i prąd znamionowy zwarciowy eksploatacyjny są sobie równe I_cu = I_cs.

(...)

Łukasz Bancarzewski

Pełna wersja artykułu w EI 7/2015 do zakupu na portalu www.e-czasopismo.pl oraz www.magazyn-online.com