Powrót do przegladu

Prawidłowe zabezpieczanie i zasilacze redundancyjne

Prawidłowy dobór urządzeń ochronnych zapewnia bezpieczną eksploatację instalacji elektrycznych i ich wysoką dyspozycyjność. 

Wyłączniki instalacyjne i wyłączniki zabezpieczające

Prawidłowa instalacja wyłączników zabezpieczających  

Prawidłowa instalacja wyłączników zabezpieczających

Wyłączniki instalacyjne w stosowane budynkach i instalacjach chronią przewody rozdzielające prąd. W przypadku zwarcia w urządzeniu terminującym powodują one jedynie wyłączenie w celu ochrony przewodu prądowego przed przeciążeniem. Wyłączniki mają wysoką zdolność łączeniową od 6 kA w górę.

Jako ostatni stopień ochrony urządzeń terminujących wyłączniki termomagnetyczne i elektroniczne oferują w pełni skuteczną ochronę przeciwzwarciową i przeciążeniową. Po oddzielnym zabezpieczeniu poszczególnych odbiorników lub małych grup funkcjonalnych, w razie wystąpienia błędów, elementy instalacji, których one nie dotyczą pracują nadal, o ile jest to dozwolone z punktu widzenia całości procesu.

Po zainstalowaniu nowego obwodu prądowego należy również uwzględnić dopasowane zabezpieczenie przewidywanego urządzenia końcowego. W czasie wykonywania instalacji należy również uwzględnić długości i przekroje przewodów. Przewody należy zaprojektować na oczekiwany prąd roboczy, ale także na ewentualny prąd przeciążeniowy i prąd zwarciowy. W ramach stopniowanego zabezpieczenia obszarów instalacji należy utrzymać selektywność poszczególnych bezpieczników lub urządzeń ochronnych. Także w celu zapewniania lepszej dyspozycyjności instalacji, gdyż wyłączany będzie tylko wadliwy obwód prądowy.

Wskazane jest, aby wyłączniki zabezpieczające w szafie sterowniczej były zainstalowane w sposób łatwodostępny, co umożliwi ich szybkie i bezproblemowe ponowne włączenie w przypadku wyzwolenia. W celu uniknięcia przeciążenia zasilacza również sama szafa sterownicza nie powinna być przeładowana. Ponadto należy zadbać o wystarczający dopływ paliwa i chłodzenie. Pozwoli to wyeliminować błędne wyzwolenia.

Powrót do góry

Wybór prawidłowych wyłączników zabezpieczających

Wyłączniki zabezpieczające  

Różne wersje wyłączników zabezpieczających

Wymagania dotyczące optymalnej ochrony urządzeń ulegają zmianie w zależności od obszaru zastosowania i zakresu zadań. Dlatego wyłączniki zabezpieczające pracują, wykorzystując różne technologie: elektroniczną, termiczną i termomagnetyczną. Różnice występują w technice wyzwalania i charakterystykach wyłączania. Charakterystyki objaśniają charakterystykę wyłączania różnych wyłączników zabezpieczających.

Podstawą wyboru wyłączników zabezpieczających są: napięcie znamionowe, prąd znamionowy i w razie potrzeby prąd rozruchowy urządzenia końcowego. Oczekiwana sytuacja awaryjna (zwarcie lub przeciążenie) określa wówczas odpowiednią charakterystykę wyłączania.

Powrót do góry

Zalecenia dotyczące wyboru w zależności od sytuacji awaryjnej

 Czas wyzwalania przy przeciążeniuCzas wyzwalania przy zwarciuAplikacja jest optymalnie zabezpieczona przed
Termiczne wyłączniki zabezpieczająceodpowiedninieodpowiedni
  • przeciążenie
Termomagnetyczne wyłączniki zabezpieczająceodpowiedniidealny
  • przeciążenie
  • Zwarcie
  • długie trasy przewodów
    (charakterystyka wyzwalania SFB)
Elektroniczne wyłączniki zabezpieczająceidealnyidealny
  • przeciążenie
  • Zwarcie
  • długie trasy przewodów
    (aktywny ogranicznik prądu)
Powrót do góry

Charakterystyki wyzwalania

Charakterystyki wyzwalania pomagają w znalezieniu odpowiedniego urządzenia ochronnego w zależności od rodzaju zastosowania. Przedstawiają one zakres pracy urządzeń ochronnych ograniczających prąd w postaci charakterystyki prądowo-czasowej.

W zależności od typu urządzenia ochronne posiadają różne zakresy pracy. Do najstarszych urządzeń ochronnych zaliczają się zwykłe bezpieczniki z drutem topikowym.

Kształt i grubość drutu topikowego w istocie określają prąd znamionowy, do jakiego bezpiecznik może być stosowany. Nowoczesne bezpieczniki automatyczne i wyłączniki zabezpieczające, które tutaj zostały przez nas uwzględnione, zostały opracowane z bardzo dokładnym ukierunkowaniem na określone charakterystyki wyzwalania.

Powrót do góry

Temperatura otoczenia

Różne wyłączniki w różny sposób reagują na zewnętrzne wpływy temperatury. Temperaturę otoczenia w szczególności należy uwzględnić w przypadku wyłączników zabezpieczających z wyzwalaniem termicznym.

Do określenia prawidłowego momentu wyłączenia podawany jest współczynnik temperaturowy. Mnoży się go przez ważne wartości odczytane z charakterystyki prądowo-czasowej. Na tej podstawie określa się ostateczną wartość.

W tabeli przedstawiono typowe wartości. Jako warunek standardowy przyjęto temperaturę otoczenia wynoszącą 23°C. W niej współczynnik ma wartość 1. Gdy temperatura otoczenia jest niższa, wyzwolenie następuje ze zwłoką. Wartość współczynnika jest wówczas niższa niż 1. Wyższe temperatury zapewniają wcześniejsze wyzwalanie. Wartość współczynnika wynosi wówczas powyżej 1.

Warianty wyłączników-20°C-10°C0°C+23°C+40°C+60°C
Współczynnik temperaturowy
wyłączników termomagnetycznych
0,790,830,881,001,121,35
Współczynnik temperaturowy
termicznych bezpieczników automatycznych
0,820,860,911,001,091,25
Współczynnik temperaturowy
wyłączników termicznych
0,760,840,921,001,081,24
Powrót do góry

Rezystancja wewnętrzna urządzeń ochronnych

Rezystancja wewnętrzna urządzenia ochronnego podawana jest albo jako wartość oporu w Ω, albo jako spadek napięcia w mV.

Ideałem jest niższa rezystancja wewnętrzna: w ten sposób obniżeniu ulega strata mocy w wyłączniku. Dlatego lepiej nadają się one do stosowania w obwodach prądowych o niskim napięciu znamionowym.

W poniższych tabelach pokazano typowe wartości spadku napięcia i rezystancji wewnętrznej różnych wyłączników zabezpieczających.

Typowy spadek napięcia1 A2 A3 A4 A5 A...
Elektroniczne wyłączniki zabezpieczające140 mV100 mV120 mV100 mV130 mV 
Termiczne bezpieczniki automatyczne    <150 mV<150 mV
Powrót do góry
Typowe rezystancje wewnętrzne0,1 A0,5 A1 A2 A3 A4 A5 A8 A
Wyłączniki
termomagnetyczne
 5 Ω1,1 Ω0,3 Ω0,14 Ω0,09 Ω0,06 Ω≤0,02 Ω
Wyłączniki
termiczne
81 Ω3,4 Ω0,9 Ω0,25 Ω0,11 Ω0,07 Ω≤0,05 Ω 

Montaż wyłączników modułowych w jednym rzędzie

Przy montażu wyłączników zabezpieczających w jednym rzędzie i jednoczesnym obciążeniem prądowym występuje wzajemne oddziaływanie termiczne. Odpowiada ono podwyższonej temperaturze otoczenia. Skutkuje to szybszym wyłączeniem wyłącznika.

Czynniki:

  • Temperatura otoczenia
  • Prąd znamionowy w warunkach roboczych
  • Prąd znamionowy wyłącznika zabezpieczającego
  • Liczba zainstalowanych obok siebie wyłączników
  • Odstęp pomiędzy wyłącznikami zabezpieczającymi

Korygująco wyłączniki można zwymiarować w taki sposób, aby w normalnych warunkach otoczenia były one obciążone prądem znamionowym wyłącznika tylko w 80%. Kompensuje to wpływy temperatury i optymalizuje charakterystykę wyłączania.

Powrót do góry

Pasujący zasilacz

Zasilacze i wyłączniki zabezpieczające z technologią SFB  

Niezawodny zespół: zasilacze i wyłączniki zabezpieczające z technologią SFB

Już w fazie projektowania należy zdefiniować wymagania dotyczące zasilacza wraz z jego rezerwami w celu przyszłościowej rozbudowy, gdyż wymagania dotyczące zasilacza stale rosną. W przypadku zasilaczy 24 V DC w zastosowaniach przemysłowych bardzo ważne są np. kompaktowa budowa i rosnąca sprawność.

Zasilacze muszą odpowiadać zapotrzebowaniu mocy podłączonych urządzeń terminujących. Ponadto należy zaplanować obciążenie prądem nie większym niż 80% prądu znamionowego, aby w sytuacji awaryjnej zapewnić wymagany prąd zwarciowy. Wybór zbyt małego zasilacza lub zbyt duża moc przyłączeniowa może mogą być przyczyną spadku napięcia. Może to spowodować awarie elementów instalacji i doprowadzić do przerwania procesu produkcji.

Niektóre z zasilaczy wyposażone są w technologię Selective Fuse Breaking, w skrócie SFB. Umożliwia ona dostarczenie na kilka milisekund prądu odpowiadającego sześciokrotnej wartości prądu znamionowego. W sytuacji awaryjnej ta rezerwa prądu zapewnia pewne wyzwolenie urządzenia ochronnego. Razem z termomagnetycznymi wyłącznikami zabezpieczającymi z technologią SFB tworzą one niezawodny zespół zapewniający najwyższą dyspozycyjność instalacji.

Powrót do góry

Zasilacze redundancyjne

Dzięki zasilaczowi redundancyjnemu można znacznie zwiększyć dyspozycyjność i produktywność. Błędy podłączenia, zwarcia lub zaniki napięcia w pierwszym odgałęzieniu zasilacza nie mają wpływu na napięcie wyjściowe. Ma to szczególne znaczenie w przypadku procesów wrażliwych i ważnych obszarów instalacji.

W systemie o strukturze redundancyjnej zasilacze są ze sobą sprzęgnięte. Zadanie to przejmują moduły redundancyjne dysponujące różnymi parametrami wydajnościowymi. Na przykład w sytuacji bezawaryjnej obciążenie może być w optymalny sposób rozdzielone na oba zasilacze. W zależności od wersji odbywa się stała kontrola napięcia wejściowego i prądu wyjściowego. Po awarii jednego zasilacza drugi zastępuje go bezzwłocznie.

Zasilacze zasilają wyłączniki zabezpieczające poprzez moduł redundancyjny  

Dwa zasilacze zasilają płytkę do wyłączników zabezpieczających poprzez moduł redundancyjny

Redundancyjnie ułożone przewody zasilające zapobiegają błędom przewodów na drodze pomiędzy modułem redundancyjnym a odbiornikiem. Przykład zastosowania przedstawia redundancyjną strukturę począwszy od zasilacza aż po zabezpieczenie za pomocą płytki do wyłączników zabezpieczających. Płytka z dwoma złączami zasilającymi można podłączyć do dwóch przewodów zasilających.

Powrót do góry

PHOENIX CONTACT Sp. z o.o

ul. Bierutowska 57-59
Budynek nr 3/A
51-317 Wrocław
071/ 39 80 410

W naszej witrynie stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności.

Zamknij