Perusteet
Ylikuormitus- ja oikosulkuvirrat ilmaantuvat usein odottamatta. Ne aiheuttavat häiriöitä ja keskeytyksiä laitteen käytön aikana. Tästä saattaa seurata ikäviä tuotantokatkoksia sekä korjauskuluja.
Minimoi vahingot suojaamalla yksittäiset laitteet tai laiteryhmät erikseen. Näin päätelaitteet voidaan suojata optimaalisella tavalla vaurioilta tai rikkoutumiselta. Laitteistoalueet, jotka eivät ole viallisessa virtapiirissä, jatkavat toimintaansa keskeytymättä.
Laitteiden nimellisvirrat
Erilaisissa nimellisvirroissa on suositeltavaa suojata virtapiirit erikseen. Jokaista nimellisvirtaa varten on saatavana sopiva suojakytkin.
Tässä on muutama esimerkki:
- Venttiilit: 0,5 ... 4 A
- Moottorit: 1 ... 12 A
- Releet 0,5 ... 5 A
- Ohjauslaitteet: 1 ... 8 A
- Anturit 0,5 ... 2 A
Ylikuormitusvirrat
Ylikuormitusvirtoja syntyy, kun päätelaitteisiin syötetään nimellisvirtaa suurempaa virtaa. Esimerkiksi tukkeutunut koneisto saattaa aiheuttaa tällaisen tilanteen. Myös hetkelliset koneiden käynnistysvirrat ovat ylikuormitusvirtoja. Niiden esiintyminen on yleensä laskettavissa, mutta ne voivat vaihdella koneen käynnistymisen kuormituksesta riippuen.
Valittaessa soveltuvia sulakkeita tai suojakytkimiä tällaisiin virtapiireihin nämä edellytykset on otettava huomioon. Turvallisen katkaisun on tapahduttava sekunneissa tai minuuteissa.
Oikosulkuvirrat
Oikosulut voivat johtua eristysvaurioista sellaisten johdinten välillä, jotka johtavat käyttöjännitettä. Oikosulkuvirtojen katkaisuun tarkoitettuja tyypillisiä suojalaitteita ovat sulakkeet tai suojakatkaisijat, joiden laukeamismekanismit vaihtelevat.
Oikosulkuvirta tulee katkaista millisekunneissa turvallisesti.
Vikavirrat
Vikavirrat syntyvät vaurioituneiden eristeiden vuoksi sekä jännitettä johtavien osien ja maan välisten oikosulkujen vuoksi. Tämänkaltaiset viat saattavat johtaa jännitteisiin, jotka ovat ihmisille ja eläimille hengenvaarallisia.
Vikavirtasuojat sammuttavat tällaiselle vialle altistuneet laitteisto-osat millisekuntien kuluessa. Näitä suojalaitteita ei käsitellä tässä yhteydessä.
Johdinpituuden vaikutus katkaisukäyttäytymiseen
Pitkät johdinreitit rajoittavat vaadittavaa laukaisuvirtaa vikatapauksessa. Ne voivat näin viivästyttää katkaisua tai estää sen.
Suurin käytettävissä oleva johdinpituus teholähteen ja päätelaitteen välillä riippuu seuraavista kriteereistä:
- Teholähteen enimmäisvirta
- Suojakytkimen sisäinen vastus
- Johdinvastus
Johdinvastus riippuu johtimen pituudesta ja poikkipinnasta. Tästä syystä asennuksessa pitäisi valita lyhyin mahdollinen johdinreitti.
Pituus ja poikkipinta määrittävät suojakytkimen katkaisuedellytykset
Johdinvastus toimii oikosulkuvirtaa vastaan. Vähätehoisissa jännitelähteissä johdinvastuksesta tulevaa oikosulkuvirtaa saatetaan rajoittaa niin, että suojalaite ei tunnista sitä enää oikosulkuvirraksi. Esimerkiksi C-ominaiskäyrällisten johdinsuojakytkinten ylempi laukeamisraja on huomattavasti nimellisvirtaa korkeampi. Siksi erityisesti näissä suojalaitteissa katkaisu oikosulkutilanteessa voi tapahtua viiveellä.
Optimoidut suojalaitteet, joissa on SFB-ominaiskäyrä tai aktiivinen virranrajoitus, tunnistavat ajoissa, milloin nimellisvirta ylittyy.
Johdinlaskelma
Jotta voitaisiin laskea suurin käytettävissä oleva johdinpituus, seuraavat tiedot vaaditaan:
| Rmax | Suurin kokonaisvastus |
|---|---|
| U | Nimellisjännite |
| ICB | Suojakytkimen nimellisvirta |
| xI | Laukaisukerroin virran ominaiskäyrän mukaan / nimellisvirran kerroin |
| RLmax | Suurin johdinvastus |
| RCB1A | Suojakytkimen sisäinen vastus (1A) |
| Lmax | Suurin johdinpituus |
| A | Johtimen poikkipinta |
| ρ | Johtimen erityisvastus Rho, (Cu 0,01786) |
Esimerkki
Seuraava laskuesimerkki perustuu näihin arvoihin:
| U | 24 V DC |
|---|---|
| xI | 15 (M1-ominaiskäyrästä) |
| ICB | 1 A |
| RCB1A | 1,1 (sähkömagneettisten suojakytkinten nimellisvirtojen ja sisäisten vastusten taulukosta) |
| P | 0,01786 (kupari) |
| A | 1,5 mm2 (oletettu) |
Laskelma
Tässä näet esimerkin laskelmasta kolmessa vaiheessa:
- Virtapiirin kokonaisvastus
- Suurin johdinvastus
- Suurin johdinpituus
Pää- ja lisäkoskettimet
Monissa suojakytkimissä on lisäkoskettimet. Ne mahdollistavat kytkentätilan etäkyselyn ja häiriöistä ilmoittamisen.
Selitykset:
Power = pääkosketin
Signal = lisäkosketin
NO = sulkukosketin (normally open)
NC = avauskosketin (normally closed)
C = yhteinen vaihto-jalkakosketin (common)
Liitäntöjen merkintä
| Koskettimet | Merkintä |
|---|---|
| Pääkoskettimet | Yksittäin: 1-2 |
| Ryhmissä: 1-2 / 3-4 / 5-6 / ... | |
| Lisäkoskettimet | Sulkukosketin yksittäin: 13-14 |
| Sulkukosketin ryhmissä: 1.13-1.14 / 2.13-2.14 / 3.13-3.14 / ... | |
| Avauskosketin yksittäin: 11-12 | |
| Avauskosketin ryhmissä: 1.11-1.12 / 2.11-2.12 / 3.11-3.12 / ... |
PHOENIX CONTACT OY
FI-01300 Vantaa
+358 (0)9 3509 0290
Tekninen asiakaspalvelu:
+358 (0)9 3509 0260
"$pageName"