Selektivita ochrany elektrických sítí: co to je a jak to funguje, hlavní typy práce

Standardní elektrický panel, ať už v bytě nebo v soukromém domě, obsahuje vstupní jistič, za nímž následují jističe pro různé skupiny zátěže. Velmi často se při zkratu vypne jak jistič zátěže, tak i jistič vstupu. Zároveň se ztrácí smysl velkého množství těchto strojů. Aby se tomu zabránilo, musí být zajištěna selektivita.

Selektivita

Jakýkoli proudový chránič má charakteristiku čas-proud. Hlavní myšlenkou zajištění selektivity je kombinovat zařízení s různými časově-proudovými charakteristikami tak, aby každé z nich fungovalo pouze ve své vlastní ochranné zóně. Čím blíže je zařízení k zátěži, tím rychleji a při nižším proudu by mělo fungovat.

Zařízení na zbytkový proud

Elektrický panel soukromého domu je rozdělen na měřicí panel a distribuční panel.

Panel měření: měřič – spínač – pojistka – kabel

Rozvodnice: kabel – vstupní jistič – automatický spínač zátěže.

Toto samozřejmě není vyčerpávající seznam. Ke skupinám „mokrých“ zátěží lze přidat napěťové relé, svodič, RCD nebo diferenciální spínače atd. Například místo vstupního jističe mám 100 mA diferenciální („požární“) spínač.

Pojistka

Proč je na prvním místě pojistka? Je to všechno o jeho časově-aktuální charakteristice.

Na příkladu mé 25A vstupní pojistky (3 fáze 25A*220V=16.5 kW) charakteristiky gG vidíme, že při proudu 30A vyhoří za 2000 sekund, tzn. 33 min. Při proudu 100 A po 1 vteřině, při proudu 200A po 0,05 vteřině, při proudu 400A po 0,004 vteřině. To je jeho hlavní výhoda – dává čas na zprovoznění elektromagnetického uvolnění jističe, který je instalován za ním. Je možné opustit pojistku – ano, docela, pokud je to jeden štít. Pokud jako já existuje rozdělení na měřicí desku umístěnou na ulici a desku uvnitř domu, pak je lepší chránit vedení mezi nimi pojistkou a charakteristikou aM.

Jistič

Konvenční stroj má elektromagnetické a tepelné uvolnění. První je rychlý, druhý pomalý. S termikem nejsou žádné zvláštní problémy, protože. je dimenzován na přetížení a jeho pracovní oblast se blíží jmenovitému proudu.

Jmenovitý proud jističů se volí na základě průměru vodiče, který chrání. Je to drát, ne zátěž. Tito. pokud ze stroje pochází vodič o průřezu 1.5 mm10, pak jsme povinni instalovat stroj do 25A. Jmenovitý výkon vstupního jističe se často vybírá na základě omezení přiděleného výkonu, ačkoli formálně poskytuje ochranu drátu, který je instalován uvnitř elektrického panelu. Tito. pokud je vstup C4A, pak musí být instalace panelu provedena s drátem minimálně XNUMX mmXNUMX.

Pokud je to možné, je lepší osadit rozvaděč vodičem většího průřezu a vstupní jistič instalovat na vyšší jmenovitý proud. O horní hranici bude řeč níže.

Druhá spoušť je elektromagnetická, určená pro zkratový proud. Je to třída stroje, která ukazuje, s jakou aktuální multiplicitou bude toto vydání fungovat. Nejrozšířenější a nejdostupnější třídou je třída C, která funguje v poměru proudu 5-10. Všechny motorové a impulsní domácí spotřebiče, ať už je to lednička, vysavač nebo příklepová vrtačka, s ním fungují bez problémů. Tito. můj vstupní diferenciální spínač C25A bude pracovat při proudu od 125 do 250 A za 0,01 sec. Vstupní pojistka proto zůstane nedotčena. Není těžké vypočítat, že pokud po úvodním obvodu nainstalujete spínač zátěžové skupiny C16A, pak jeho rychlé elektromagnetické uvolnění bude pracovat při proudu 80-160A.

A tady začíná zábava

Pozorný čtenář si všimne, že provozní oblasti strojů C25 a C16 se protínají v zóně 125-160A. Pokud zkratový proud v zásuvce přesáhne 125 A, je šance, že budou fungovat oba jističe. Vše záleží na konkrétní instanci. Při proudu nad 160A bude zaručeně fungovat druhý jistič a při proudu 250A budou fungovat oba.

Abychom zajistili selektivitu, musíme oddělit časovou a proudovou charakteristiku strojů. Existuje několik způsobů, jak to udělat.

Aplikace strojů různých tříd

Nejviditelnějším řešením by bylo použití vstupního jističe třídy D. V případě D25 bude jeho provozní proud 250-500A. Jak bude ukázáno níže, ne každé stínění může dosáhnout proudu 25*20*1,1=550A (PTE 28.4). V důsledku toho nemusí elektromagnetické uvolnění vůbec fungovat. V tomto případě bude pojistka fungovat rychleji než tepelné uvolnění stroje.

Další možností by byla výměna jističů zátěžové skupiny za třídu B. Pro B16 je provozní proud 48-80A. Ale při použití výkonných motorových zátěží jsou možné falešné poplachy. Často se jedná o stavební nářadí – pily, příklepové vrtačky atp. Například 2kW pila má startovací proud 63A. Pokud na farmě nic takového není, tak je to dobrá varianta.

V každém případě jsou stroje třídy B a D často výrazně dražší než C a obtížněji se shánějí.

Výběr jmenovité hodnoty na základě skutečného zkratového proudu

Masový spotřebitel si možná ani neuvědomuje, že jeho standardní automat C16 ze všech stran nemusí chránit jeho elektroinstalaci na jeho oblíbené dači. To vše má na svědomí zákeřný koncept, který málokoho napadne – vnější odpor zdroje energie. V dlouhých venkovských distribučních sítích s malými transformátory může být tento odpor tak velký, že nedokáže zajistit požadovaný zkratový proud 176A. V důsledku toho bude stroj pracovat pouze s tepelným uvolněním s odpovídajícím zpožděním. Proto časté požáry v soukromém sektoru.

Proto je tak důležité určit skutečný zkratový proud konkrétně ve vašem případě. Pokud to váš elektrikář neudělá, pak buď dokonale zná „místní“ hodnotu, nebo nedělá dobrou práci. Mimochodem, v Evropě je měření odporu fáze na nulu spolu s měřením odporu uzemnění součástí nezbytného seznamu pro připojení vašeho domova k síti. Takové zařízení zde stojí několik tisíc eur. No, nebo za stovku z Číny. Podstata měření smyčky fáze-nula (odpor smyčky) je jednoduchá. Uvnitř je silný odpor asi 10 ohmů. Do zásuvky zapojíte dvě sondy, ta změří napětí naprázdno, poté na 30 ms připojí zátěž a změří úbytek napětí, který se převede na odpor.

Když známe vnější odpor, je snadné vypočítat Ic = U/R. Znáte-li zkratový proud, můžete zvolit jmenovité hodnoty jističů. Hlavní myšlenkou je zde instalace vstupního spínače s nejvyšším možným proudem, při kterém bude zaručeně fungovat v případě zkratu v panelu. Pro každý výstup lze určit vnější odpor a na základě toho vybrat stroj, který zaručeně ochrání tuto skupinu zátěže. Pro nízké zkratové proudy budete muset koupit jističe skupiny B pro velké budete muset zvýšit jmenovitý výkon vstupního jističe spolu s průřezem vodiče uvnitř rozvaděče. Je důležité pochopit, že B16 bude pracovat při přibližně stejném zkratovém proudu jako C10, takže pokud neplánujete k této lince připojovat zařízení s výkonem vyšším než 2.5 kW, můžete ušetřit.

Jak určit zkratový proud doma

Budete potřebovat voltmetr, rychlovarnou konvici a kalkulačku.

Nápad. Měříme napětí před a po připojení konvice k síti. Na základě naměřeného úbytku napětí a výkonu připojeného zařízení vypočítáme zkratový proud.

Čím více síly, tím lépe. Pokud máte topidlo na olej 3 kW nebo žehličku 3.5 kW, pak jsou lepší. Moje konvice udává výkon 2000-2500 kW, tak jsem si to musel ujasnit měřením jejího odporu – vyšlo mi Rn=25,6 Ohm. Naměřil jsem napětí naprázdno Uxx = 225V. Po zapojení konvice do zásuvky bylo napětí pod zátěží Un = 221 V, tzn. úbytek napětí 4 V. Konvice má spotřebu Pn = Un^2/Rn = 221*221/25,6=1907 W. Vnější odpor Ri = (Uxx^2 – Un^2)/Pn = (225^2 – 221^2)/1907 = 0.935 Ohm. Zkratový proud Ik = Uxx/Ri = 225/0.935 = 240 A.

Příklad výběru zaváděcího stroje

Výše jsme si vysvětlili, že když mi uděláme zkrat v zásuvce, tak přes jističe poteče proud 240 A pro C25 bude násobek 10x, pro C16 – 15x, pro C10 – 24x. Doba odezvy mezi 0,01 a 0,005 sec. Tím se zaručeně vypne jak vstup C25, tak jistič zátěže C16 a ještě více C10. Aby bylo zaručeno, že se vstup nevypne, jeho násobek nesmí překročit 5. Jmenovitý proud by tedy měl být 240 / 5 = 48 A. I když zvolíte jistič 40 A, musíte zkontrolovat, zda nedošlo ke zkratu proud v samotném panelu nebude menší než 40 * 10 * 1.1 = 440 A a provozní doba bude kratší než doba pojistky. Současná násobnost bude na hranici 240/40=6, tzn. vše závisí na jednotlivém exempláři a případu, ačkoli pravděpodobnost zajištění selektivity je nadprůměrná. Běda, moje pojistka 25 A při proudu 440 A vyhoří za 0,004 sekundy. Na tu úvodní je tedy možné dát maximum C32. Pak by měl být zkratový proud v panelu na úrovni 352 A a vyšší a chod stroje by měl být rychlejší než 0,025 sekundy, jinak s největší pravděpodobností vypadne pojistka. V našem případě podle charakteristik vidíme, že automatický stroj C32 by měl fungovat za ne více než 0,02 sekundy. který zajistí selektivitu pojistkou v měřicím panelu. Ale aktuální násobek 240/32=7.5 je více než pět, tzn. bude fungovat společně se zátěžovým spínačem C16 bez zajištění selektivity při zkratu v zásuvce.

Zklamané závěry

Máme vstupní pojistku 25A. Zkratový proud v zásuvce jsme určili na úrovni 240 A. Zkratový proud v panelu je 350 A. Instalujeme vstupní jistič C32, a na zásuvku C16. Vstupní jistič má v tomto případě pracovní zónu 160-320 A a zátěžovou zónu 80-160 A. Zóny se neprotínají, ale sousedí a zkratový proud v zásuvce je zahrnut do spouštěcí zóny vstupního jističe, takže selektivita není zajištěna. Můžete nahradit zátěžové stroje C16 za B16-B20, abyste zvětšili mezeru a vstoupili do zóny zrychlení na křivce, ale stále tam bude malý časový rozdíl. Selektivita bude zajištěna pouze při nízkých zkratových proudech a jističe mohou být spuštěny silným zatížením motoru.

Dalším nezřejmým závěrem je, že průřez vodiče mezi měřicím panelem a rozvodnou deskou musí být dostatečně velký, aby poskytoval požadovanou úroveň zkratového proudu. To obecně platí pro všechny rozvody z domu do silového transformátoru.

Krátce řečeno

S mým vstupním zkratovým proudem 240A v zásuvce a 350A v rozvodné desce nemohu při instalaci vstupního jističe současně zajistit selektivitu a ochranu v oblasti od vstupu do rozvodnice až po zásuvku. C40 se nespustí, pokud dojde ke zkratu ve stínění, a C32 se spustí, pokud dojde ke zkratu v zásuvce. D32 nesplňuje požadavky PTE 28.4. To znamená, že nemá smysl mít vstupní stroj – jen překáží.

Proto ten závěr. Nejjednodušší, nejlevnější a nejspolehlivější způsob, jak dosáhnout selektivity ve většině případů, je odstranit vstupní jistič v rozvodné desce. Získáme schéma ve tvaru: elektroměr -> spínač -> pojistka -> kabel mezi panelem měření a rozvodnou deskou -> požární proudový chránič typu A (známý také jako vstupní spínač rozvodné desky) -> automatické spínače zátěže. Samozřejmě, pokud je prostor a přání, můžete také nainstalovat spínač, SPD nebo napěťové relé na vstupu, RCD pro mokré zóny. Pojistky v měřicím panelu se rozsvítí pouze při poruše zátěžového jističe, při zkratu v kabelu nebo rozvodné desce. To je zcela rozumná volba, pokud nechceme, aby bylo celé stínění odpojeno od zkratu v jakékoli zásuvce.

Poslední aktualizace 05.10.2024. 14. 01 v XNUMX:XNUMX