Niskonaponske Mreze i Instalacije

Niskonaponske mreže i instalacije Prof.dr.sc. Slavko Krajcar

Tehnički standardi i propisi ¾standardi ¾norme ¾zakoni i propisi ¾tehnički uvjeti

2

Tehnički standardi i propisi

• standardi (ISO, IEC, CENELEC) • propisi (Zakoni, Pravilnici) • tehnički uvjeti (HEP) • norme (DIN, VDE, ASA, NEC, GOST, NF, BS,...HRN)

Grafički simboli (1)

Friday, February 05, 2010

4

Grafički simboli (2)

Friday, February 05, 2010

5

Električne sheme - klasifikacija

Klasifikacija električnih shema ƒ pregledna shema (pomoću simbola pojednostavljeno prikazuje najvažnije dijelove postrojenje ili dijela postrojenja s funkcionalnim međuvezama); ƒ strujna shema (prikazuje tok struje sa svim kontaktima i detaljima; redoslijed kontakata je isključivo prema električnoj funkcionalnosti i neovisan o stvarnom položaju na samom uređaju); ƒ shema djelovanja (prikazuje sve aparate i spojeve u svim pojedinostima; svaki aparat se crta sa svim svojim kontaktima i spojevima - način rada; raspored aparata nije u zavisnosti od njihovog stvarnog rasporeda u prostoru)

Klasifikacija električnih shema Pregledne sheme

pregledna shema pogona asin. motora

pregledna shema električne instalacije stana

Strujna shema, shema djelovanja

strujna shema upravljanja asin. motorom

shema djelovanja pogona asin. motora

Klasifikacija električnih planova ƒ priključni plan (raspored rednih stezaljki s naznačenim spojevima prema aparatima na jednoj strani i naznačenim vodovima na drugoj strani) ƒ plan mreže (prikazuje položaj vodova, transformatorske stanice, javne rasvjete, te spojne točke s pripadajućim uređajima za jedno područje; ucrtava se u zemljopisne karte ili planove naselja i gradova) ƒ plan instalacije (prikazuje položaj vodova za rasvjetu, energiju i uređaje slabe struje u građevinskim nacrtima) ƒ plan vodova (prikazuje položaj vodova unutar jednog aparata, između dva aparata ili grupe aparata)

Označavanje elem. el. postrojenja (1) •

element – komponenta, sklop ili dio postrojenja predstavljen jednim simbolom

•

oznaka – jedinstvena u projektantskoj dokumentaciji jednog postrojenja (sheme, popisi opreme, upute, opisi,..) ali i uz element u samom postrojenju, sklopu (barem dio oznake) oznaka – 4 skupine znakova (IEC – 750/1983)

•

– – – –

skupina skupina skupina skupina

1 2 3 4

= postrojenje ili dio postrojenja + mjesto ugradnje - vrsta, broj i funkcija : priključnica

• složene od slova i brojeva • neke se skupine mogu izostaviti u oznaci Friday, February 05, 2010

11

Označavanje elem. el. postrojenja (2) Primjeri: =B+K2-S2G:2 sklopno postrojenje 12 kV

komandna ploča K, polje 2

stezaljka 2 sklopka br. 2 za ispitivanje

=C2-M3 mlin sirovine br. 2

motor br. 3

=A+2A1:A sklopno postrojenje 110 kV

upravljački ormar br. 2, polje 1

stezaljka

Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3

Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3

Projekt NN mreže i instalacije • PROJEKT je pismeni rad kojim se određuju svi potrebni podaci za izvedbu i održavanje. • CILJ i ZADATAK projekta je: • tehnički (izvedba, održavanje) • ekonomski (troškovi) • organizacijski (nabava materijala, organ. struktura) • regulacijski (energetska suglasnost, urbanistička suglasnost, građevinska dozvola, vodoprivredna, itd.) • PROJEKT može biti: • idejni • investicijski • glavni • izvedbeni

Projekt NN mreže i instalacije • PROJEKT se sastoji od: • tekstualnog dijela: – – – – –

uvoda (podaci o investitoru i projektantu) projektnog zadatka regulacijskog dijela tehničkog opisa (opis djelovanja el.mreže ili instalacije) proračuna (snaga trošila, vršno opterećenje, tip i presjek vodova, otpor uzemljenja, zaštita od previsokog dodirnog napona i prenapona) – predmjer radova ili troškovnika – specifikacije materijala

• nacrta

Niskonaponske mreže • NISKONAPONSKOM MREŽOM smatraju se strujni krugovi od izvora struje do sabirnica, odnosno priključka za osigurač na kućnom priključnom ormariću (KPO) s nazivnim naponom do 1 kV. • ELEKTRIČNOM INSTALACIJOM smatraju se strujni krugovi poslije (gledajući u smjeru toka električne energije) sabirnica, odnosno od osigurača na KPO. • moderni razvoj sve više briše razlike u izvedbi između NN mreže i instalacije (npr. vršno opterećenje naselja s cca. 5000 stanovnika iznosi 4-5 MW, a toliko je npr. vršno opterećenje veće poslovne zgrade - Importane)

Niskonaponske mreže - vrste

kabelska NN mreža i kućna instalacija nadzemna NN mreža i kućna instalacija

industrijska NN mreža i kućna instalacija

Niskonaponske mreže NN razvod u SN TS

NN razvod u SN TS 2 x 400 kVA

Niskonaponske mreže nadzemni ormari (NO)

nadzemni ormar (NO) u niskonaponskoj mreži

Niskonaponske mreže kabelski priključak sa stupa

kabelski priključak stambenog objekta u NN mreži

Niskonaponske mreže

Kućni priključni ormar (KPO)

primjer položaja KPO kod priključka individualnog stambenog objekta

Niskonaponske mreže KPO iznutra

KPO s uređajima

Sklopni aparati niskog napona •

Namjena sklopnih aparata niskog napona (Un≤1kV): The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

– – –

•

zaštita (preopterećenja, kratki spoj, zaštita od indirektnog dodira) izolacija sklapanje u normalnim i izvanrednim pogonskim prilikama

Podjela: –

osigurači samostalno prekidaju strujni krug rastaljivanjem vodljivog dijela uzrokovanog djelovanjem električne struje

–

sklopke • • •

namjerom poslužioca ili samostalno (bez intervencije poslužioca) spajamo, odnosno prekidamo strujne krugove dijelovi za spajanje nalaze se čvrsto vezani u jednom kućištu prema mogućnosti uklapanja dijele se na: – – – –

besteretna sklopka (kada nema opterećenja ili uz malo opterećenje npr. u praznom hodu) teretna sklopka (može uklapati nazivnu struju, a prekidati do 3 In) motorska sklopka (može uklapati i prekidati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopterećenju motora) NN prekidač ili učinska sklopka (može uklapati i prekidati struje do struja kratkog spoja)

Sklopni aparati niskog napona –

sklopke •

prema načinu gašenja luka dijele se na:

– – – –

•

zračne uljne vakumske magnetske ,itd.

prema primjeni: –

– – –

•

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

zaštitne sklopke zaštita od nedopustivih termičkih i mehaničkih naprezanja kod nedopustivih iznosa struje, napona pogreške i podnapona upravljačke sklopke ovisno o ulozi u tehnološkom procesu uklapaju i prekidaju strujne krugove rastavne sklopke rastavljanje strujnog kruga s vidljivim položajem kontakata ili pokazivačem sklopnog položaja komandne sklopke uklapaju pomoćne strujne krugove (npr. releji)

Posljednjih nekoliko godina sklopke se tako brzo razvijaju da im se u prosjeku svakih 7 godina udvostručuje rasklopna snaga. Na taj način dolazi do smanjenja ili uklanjanja prednosti koje na području zaštite mreža i uređaja NN imaju NN osigurači.

Sklopni aparati niskog napona Osigurači • •

sklopni aparat koji služi kao zaštitni organ simbol

•

do taljenja jednog ili više topljivih vodiča dolazi ukoliko struja određene veličine protječe dovoljno dugo kroz osigurač •

•

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

ukoliko je rastalno vrijeme osigurača kraće od 5ms, osigurač ograničava jakost struje kratkog spoja jer je prekida već u porastu što je prednost s obzirom na smanjenje termičkih i dinamičkih naprezanja elemenata iza osigurača Ip je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja će se pojaviti u krugu s osiguračem

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Standardi koji se odnose na NN osigurače: – –

•

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

IEC 60269 DIN VDE 0636

Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima: –

Funkcionalni razredi: Funkcionalne osobine osigurača određuju se prema karakteristici struja-vrijeme. •

Funkcionalni razred određuje u kojem se strujnom području rastalni uložak mora istopiti. funkcionalni razred g ili osigurači za opću uporabu (g=general use ili full-range breaking fuse-link): rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne i može isklopiti struje od najmanje struje aktiviranja do prekidne moći (nazivne rasklopne struje) namijenjeni su zaštiti od kratkog spoja i preopterećenja

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima: The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

– klasa

nazivna struja

manja ispitna struja

veća ispitna struja

trajanje ispitivanja

In

Inf

I2

h

Zone taljenja (konvencionalne struje) prema funkcionalnim razredima: •

• • vremenskostrujna karakteristika koja odgovara taljenju do uspostave luka vremenskostrujna karakteristika prekidanja struje

npr. za osigurač In=32A vrijedi da pri struji Inf=1.25x32A=40A ne smije pregorjeti ako ona traje 1h ali ako se radi o struji većoj ili jednakoj I2=1.6x32A=52.1A on mora pregorjeti u vremenu 1h

razred g: Osigurači iz ovog razreda štite strujne krugove od preopterećenja i struja kratkog spoja. Konvencionalne struje kod kojih ne smije odnosno dolazi obavezno do taljenja ovih osigurača zadane su standardom (IEC 269). manja ispitna struja (Inf) je struja kod koje u vremenu od jednog sata ne smije doći do pregaranja osigurača veća ispitna struja (I2) je vrijednost struje kod koje u vremenu od jednog sata mora doći do pregaranja osigurača

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima: The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

–

Funkcionalni razredi: •

funkcionalni razred a ili osigurači za pojedina područja (eng. partial-range breaking fuse-link) rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne a može isklopiti struje veće od određenog višekratnika svoje nazivne struje (npr. za osigurače razreda aM izvedbe Merlin Gerin višekratnik 4, a u Končarevoj izvedbi 6.3, za aR 2.7) do prekidne moći (nazivne rasklopne struje) namijenjeni su samo zaštiti od kratkog spoja

•

Pogonski razredi: Kategorije upotrebe G i M iz IEC standarda zamijenjene su u postojećem DIN/VDE standardu vrstom štićenog objekta: • • • • •

G (prije L) vodovi i kabeli (npr. rasvjeta, instalacije) M sklopni aparati (Končar, motorski krugovi uključujući sklopne aparate) B postrojenja u rudarstvu Tr energetski transformatori R poluvodički uređaji

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači †

Na primjer, moguće oznaka osigurača je gL = opća zaštita vodova i kabela aM = posebna zaštita motora, itd.

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • •

Prekidna moć (ili nazivna rasklopna struja) najveća je struja (efektivna vrijednost) koju osigurač pod određenim propisanim uvjetima (npr. faktor snage) može isklopiti. Podjela osigurača prema izvedbi i području primjene: The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

– –

osigurači velike prekidne moći ili visokoučinski osigurači (NH, NVO) instalacijski osigurači • •

DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D) NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do)

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Visokoučinski osigurači: The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

–

Namijenjeni su prekidanju velikih struja preopterećenja i kratkog spoja u NN mrežama. Takve se struje najčešće javljaju u NN razdjelnim mrežama i industrijskim mrežama (i to za nazivne napone 500 V, a rjeđe i 660 V).

–

Visokoučinski osigurači se sastoje od:

topljivi umetak

osnova (podnožje) izolacijska ručka

• • • •

osnove (podnožje) s nožastim kontaktima topljivog umetka (patrone) izolacijske ručke (zamjena topljivog umetka – može biti tropolna ili jednopolna) indikator pregaranja postoji izvedba bez izolacijske ručke (tzv. zglobni visokoučinski osigurač)

zglobna izvedba

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Visokoučinski osigurači:

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

tv

–

Nazivni napon osigurača jest najniža vrijednost nazivnih napona njegovih dijelova. Nazivni napon topljivog umetka mora biti manji ili jednak nazivnom naponu osnove osigurača.

–

Rastalne karakteristike su tromobrze tv je virtualno rastalno vrijeme Ik je efektivna vrijednost struje kratkog spoja

Ik

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Visokoučinski osigurači: –

Iu Ip

Uspješno se primjenjuju za ograničavanje struje kratkog spoja (prekidaju struju prije nego što ona postigne maksimalnu vrijednost). I”k je početna efektivna vrijednost struje kratkog spoja Iu je udarna (maksimalna tjemena) vrijednost struje kratkog spoja Ip je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja će se pojaviti u krugu s osiguračem

–

nazivne struje osigurača, IN

I”k

npr. neka je I”k=20kA, kada u strujnom krugu ne bi bilo osigurača, njime bi potekla struja čiji bi maksimalni iznos dosegao Iu=42kA ako je udio istosmjerne komponente u ukupnoj struji kratkog spoja 50% (točka A); sa osiguračem ta struja ostaje ograničena na Ip=12kA (točka B).

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Visokoučinski osigurači: – –

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

ovi osigurači ne moraju biti zaštićeni od dodira dijelova pod naponom, a sve manipulacije obavlja osposobljena osoba prekidne moći kreću se do 120 kA (zbog visoke prekidne moći, te mogućnosti ograničenja takvih velikih struja kratkog spoja često se koriste)

visokoučinski osigurači izvedbe Končar

visokoučinski osigurači izvedbe Siemens

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

–

–

Upotreba ovih osigurača namijenjena je nepoučenim osobama, stoga osigurači moraju biti zaštićeni od dodira s dijelovima pod naponom. Izvedbe: •

•

–

DIAZED

NEOZED

DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D) za nazivne napone do 550V (u inozemstvu i za napon 660V, a struje do 63A). NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do) za napone 380V.

Osnovni dijelovi: • • • • •

kapa topljivi umetak kalibarski prsten zaštita od dodira dijelova pod naponom osnova

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

– –

Kalibarski prsten sprječava ulaganje rastalnog uloška veće nazivne struje nego što odgovara prstenu montiranom u osnovu. Veličine i boje rastalnih uložaka (boje odgovaraju i boji kalibarskog prstena).

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • tv

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

– –

Osigurači za zaštitu u domaćinstvima odgovaraju karakteristikama gG osigurača. Rastalne karakteristike ovih osigurača mogu biti: • • • •

I˝k

super brze (nj. flink) brze sporo-brze (spore u području preopterećenja, brze u području struja kratkog spoja) spore

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): –

Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici: •

oblikom poprečnog presjeka

tv presjek 1 odnosno 2 presjek 1 odnosno 2

I˝k

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): –

Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici: •

oblikovanjem presjeka rastalnice

tv

I˝k

Sklopni aparati niskog napona - Osigurači •

Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): –

Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici: •

legiranjem (sporo-brzat v karakteristika – dijelovi rastalnice spajaju se lemom niskog tališta koji se rastali pri malim strujama preopterećenja, a kod većih struja rastali se cijela rastalnica)

lem

preopterećenje

kratki spoj

I˝k

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

nova izvedba (trajno ugrađivanje)

stara izvedba (za uvijanje u podnožje)

izmjenični i istosmjerni strujni krugovi

izmjenični strujni krugovi

izmjenični i istosmjerni strujni krugovi

Područje primjene: H – strujni krugovi u domaćinstvu L – strujni krugovi za rasvjetu i upravljanje G – strujni krugovi za uređaje (male motore)

•

Često se u praksi pogrešno nazivaju automatski osigurači ili LS automati (Leitungsschutz Automaten), te minijaturni prekidači (eng. miniature circuit breakers). Prikladni su za ugradnju na onim mjestima u električnim instalacijama gdje se javlja struja kratkog spoja do 6 (25) kA i gdje su pogonske prilike takve da često dolazi do preopterećenja i kratkih spojeva.

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Izrađuju se s termičkim (bimetalnim) okidačem za isklapanje kod dugotrajnih malih preopterećenja i elektromagnetskim okidačem za kratkotrajna velika preopterećenja (kratke spojeve). – – – –

1 2 3 4

-

– – – –

5 6 7 8

-

– –

9 10

-

termoplastični, nezapaljivi oklop izlaz lučna komora elektromagnet (zajedno s okidačem koji trenutno otvara kontakte prekidača) ručica (0 – off; 1 –on) fiksni kontakt pomični kontakt vodič luka (povezan s bimetalom; u slučaju kratkog spoja struja putem vodiča luka zaobilazi bimetal i na taj način ga štiti) bimetal ulaz

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Usporedba karakteristika brzog i tromog instalacijskog osigurača, te instalacijskog automatskog prekidača (LS) iste nazivne struje.

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Osobine: – – – –

• •

Poslije prekidanja strujnog kruga ne treba mijenjati topljivi umetak. Mogu zamijeniti ulogu sklopke u strujnom krugu, premda to treba izbjegavati. Manja im je prekidna moć od osigurača. Skuplji su od osigurača, ali u prilikama s puno prekidanja su isplativiji.

Izrađuju se za izmjenične napone 220 (230) i 380 (400) V, i za nazivne struje u rasponu 0.5-32 A. Na slici su prikazane karakteristike instalacijskih automatskih prekidača za pojedine namjene (prema starom DIN VDE 0100,§41 Nc). – – – –

H L K G

-

strujni krugovi u domaćinstvu strujni krugovi rasvjete i upravljanja aparati s motorima rasvjeta i mali motori

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) † Ispitne struje termičkog i elektromagnetskog okidača. † Kod manje ispitne struje termički okidač ne smije okinuti unutar 1h, a kod veće struje mora okinuti unutar 1h. † Elektromagnetski okidač mora trenutno okinuti kod navedene ispitne struje.

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Prema (novom) standardu IEC 60898, odnosno DIN VDE 0641-11 instalacijski automatski prekidači se prema karakteristikama dijele u četiri grupe: –

karakteristika tipa A:

–

karakteristika tipa B:

–

karakteristika tipa C:

–

karakteristika tipa D:

okidanje kod 2-3 In zaštita mjernih transformatora i dugih vodova kod kojih je nužno prekinuti struju preopterećenja u vremenu do 0.4s okidanje kod 3-5 In opća uporaba - zaštita instalacijskih strujnih krugova u domaćinstvima i funkcionalnim zgradama (djelatno i/ili slabo induktivno opterećenje) okidanje kod 5-10 In zaštita strujnih krugova s induktivnim opterećenjem (motori, rasvjeta) okidanje kod 10 -20 In zaštita strujnih krugova s visoko induktivnim opterećenjem (transformatori, kondenzatorske baterije)

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Ovisno o proizvođaču instalacijski automatski prekidači (tzv. minijaturni prekidači, MCB) proizvode se za nazivne struje sve od 0.3-125A, i prekidne struje do 25 kA. Na primjer (Merlin Gerin) :

•

– – –

–

–1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8

-

oznaka modela tip karakteristike nazivna struja max. dozvoljeni pogonski napon prekidna struja serijski broj električna shema (broj polova) I2t klasifikacija

–

C60a karakteristika C60N karakteristika C60H karakteristike 10kA C120N karakteristike 10kA C120H karakteristike 15kA

tipa C, 6-63 A, 240 V, 4.5kA tipa C, 1-63 A, 240/480 V, 6kA tipa B,C i D, 1-63 A, 240/480 V,

tipa B,C i D, 63-125 A, 240/415 V,

tipa B,C i D, 10-125 A, 240/415 V,

Sklopni aparati niskog napona

Instalacijski automatski prekidači (osigurači) •

Na primjer (Moeller)

: –FAZ MCB karakteristika tipa A, B, C, D, 0.5-63 A, 10 kA –AZ HC MCB do 125 A, 25 kA

•

Na primjer (Siemens) : – LS 5SY 4/5/6/7 karakteristika tipa A, B, C, D, 0.3-63 A, 6,10,15 kA – LS 5SX 2/4 karakteristika tipa B, C, 0.3-63 A, 6,10 kA

– LS 5SP4 karakteristika tipa B, C, D, 80125 A, 10 kA

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

Osnova namjena NN prekidača je zaštita od struja kratkog spoja, premda se oni mogu koristiti i kao zaštita od preopterećenja.

•

Osim toga mogu se opremiti i podnaponskim modulom (reagira na premale napone), odnosno modulom koji djeluje pri pojavi struje greške

•

Ukoliko im je primarna namjena zaštita od preopterećenja i kratkog spoja, onda se izvode (za razliku od VN prekidača) s dva pridružena člana koji sasvim općenito mogu biti sastavni dio sklopnog aparata ili biti sastavni dio strujnog kruga čije elemente se štiti.

•

Dvije su moguće izvedbe pridruženih članova, kao: –

okidač

–

relej.

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

Okidač: –

Kontaktni sistem prekidača mehanički je povezan sa zapornim mehanizmom koji naglo otvara kontakte djelovanjem okidača (elektromagnetski – struja kratkog spoja, termički – preopterećenje; ili elektronički) ili aktiviranjem ručnog pogona (odnosno daljinsko upravljanje ako postoji). U novije vrijeme sve se više upotrebljavaju elektronički okidači koji se mogu podešavati u širokom području struja kratkog spoja i preopterećenja (što nije slučaj sa elektromehaničkim i termičkim okidačima).

•

Relej: –

Relej je zasebni sklopni aparat (komandna sklopka) koji reagira na razne fizikalne veličine (npr. struja, napon, temperatura, vlažnost, vrijeme, itd). Kada se aktivira omogućava upravljanje daljnjim uređajima (npr. okidač za isklapanje prekidača). Sasvim općenito izvodi se kao mehanički, elektronički (statički), a u novije vrijeme i digitalni.

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

okidač na prekidač djeluje izravno, dok relej (kao zasebni aparat) djeluje putem električne energije u pomoćnom strujnom krugu.

•

Osim toga za razliku od releja koji reagira na različite fizikalne veličine, okidač redovito reagira na električne veličine (struja, napon).

•

Karakteristika prekidača s pridruženim bimetalnim i nadstrujnim (elektromagnetskim) okidačem. –

a - termički okidač – hladno stanje

–

b - termički okidač – toplo stanje

–

c - elektromagnetski okidač

–

d - trajanje prekidanja struje kratkog spoja

–

Ir - najveća struja koju prekidač može prekinuti (rasklopna struja)

Sklopni aparati niskog napona Prekidači

ahladno •

atoplo n

Karakteristika prekidača: –

termički okidač štiti od preopterećenja s inverznom karakteristikom (a – okidanje)

–

ahladno

elektromagnetski okidač može štititi na dva načina: •

s ograničenjem struje kratkog spoja (djeluje trenutno; n – okidanje)

•

bez ograničenja struje kratkog spoja (djeluje s vremenskim zatezanjem što je potrebno za postizanje selektivnosti zaštite u kombinaciji s ostalim sklopnim aparatima; z- okidanje)

atoplo

•

Sasvim općenito moguće su izvedbe prekidača i s više nadstrujnih okidača.

z n

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

Simboli: NN prekidač

NN prekidač s termičkim okidačem

NN prekidač s n-nadstrujnim okidačem

ili

NN prekidač s z-nadstrujnim okidačem

termički okidač

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

Prekidači se izabiru prema: –

nazivnoj struji

–

rasklopnoj struji (prekidna struja).

Sklopni aparati niskog napona Prekidači •

Npr. Schneider Electric: –

Masterpact M63 - zračni prekidač - In = 6300 A - prekidna struja 150 kA

•

Sasvim općenito njihova namjena nije učestalo sklapanje u strujnom krugu.

•

Iz gospodarskih razloga često se za ograničenje struje ipak koriste osigurači.

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača •

Kombinacija prekidač – osigurač: –

ukoliko vrijednost struje kratkog spoja u strujnom krugu može biti i veća od rasklopne struje prekidača, onda se prekidač mora kombinirati s osiguračem koji prekida struje kratkog spoja koje su veće od prekidne moći prekidača

hladno

osigurač

toplo

a

n

–

za zaštitu od preopterećenja zadužen je termički okidač prekidača (a-okidanje)

–

sve vrijednosti struja kratkog spoja do rasklopne struje prekidača trenutno prekida elektromagnetski okidač prekidača (n-okidanje)

–

na taj način mogu se iskoristiti prednosti prekidača: istovremeno prekidanje sva tri pola, ponovni uklop neposredno nakon isklapanja

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača •

Kombinacija prekidač – osigurač: –

hladno

toplo

a

osigurač

n

osigurač mora djelovati pri strujama koje prelaze vrijednost rasklopne struje prekidača – pri tome da bi se isklopila sva tri pola prekidača (i kod nesimetričnih kvarova poput jednopolnog kratkog spoja) mora maksimalna vrijednost propuštene (odrezane) struje kratkog spoja (Ip) biti veća od proradne struje n-okidača

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača •

Kombinacije prekidača (selektivnost): „ ta = vrijeme prorade prekidača „ te = vlastito vrijeme prekidača „ td = vremensko zatezanje do otvaranja prekidača „ to = vrijeme otvaranja prekidača = ta + td + te „ tL = vrijeme trajanja luka „ tg = ukupno trajanje isklapanja prekidača = to + tL

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača •

Kombinacije prekidača (selektivnost): da bi se postigla selektivnost serijskom kombinacijom dvaju prekidača potrebno je voditi računa o sljedećem: • vremensko strujne karakteristike im se ne smiju sjeći, niti dodirivati • u slučaju kad prekidač ima elektroničko termički okidač kao zaštitu od preopterećenja, postoji samo jedna karakteristika okidanja u području preopterećenja koja ne ovisi o stanju (opterećenju) prekidača u trenutku nastanka preopterećenja • u slučaju mehaničkog termičkog okidača kao zaštite od preopterećenja, katalozi proizvođači najčešće vrijede za hladno stanje (stoga je vrijeme otvaranja to u slučaju normalnih pogonskih prilika kraće za otprilike 25%). • karakteristike u katalozima odgovaraju prosječnim vrijednostima pa je stoga nužno voditi računa o granicama tolerancije

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača •

Kombinacije prekidača (selektivnost): „ karakteristike prekidača Q1 i Q2 iz prethodnog primjera (osjenčano područje oko karakteristika odgovara području rasipanja vrijednosti) „ u dijagram su ucrtana samo karakteristična vremena (vrijeme zatezanja za prekidač Q2 i vrijeme otvaranja za prekidač Q1 „ tst2 = siguronosna razlika (gradacija) u vremenima otvaranja kontakata prekidača kada kroz oba teče struja kratkog spoja

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Rastavna sklopka: –

može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

–

može uklapati struje koje su znatno manje od nazivne struje (slično rastavljaču na SN i VN)

–

uklopno stanje mora biti vidljivo radi sigurnosti osoblja u postrojenju

–

pogon je ručni

Sklopni aparati niskog napona Sklopke

•

Teretna sklopka –

može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

–

mogu uklapati i isklapati struje do 3In

–

razlika spram rastavne sklopke je što imaju komoru za gašenje luka (slično učinskom rastavljaču na SN)

–

pogon je u pravilu ručni, ali može biti i automatiziran

–

•

Končar grebenasta teretna sklopka

služe za ručno upravljanje nazivnih snaga i sastavni dio razvodnih

trošilima većih obično je uređaja

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Teretna sklopka „ izvedbe grebenaste sklopke: ‡ radni kontakt

‡ izbirni kontakt

‡ prijeklopni kontakt

Sklopni aparati niskog napona Sklopke

Sklopnik (kontaktor): • može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja • može uklapati struje do k*In (najčešće k=10) • imaju prigrađen termički okidač kao zaštitu od kratkog spoja u strujnom krugu, a može se i prigraditi elektromagnetski okidač • ima jedno fiksno stanje, a to je da je isključen kada nema napona na svitku sklopnika • aparat koji je osnova daljinskog upravljanja i regulacije u NN mrežama • on impulse koji se daju malim naponima i strujama prenose na aparate kojima se prekidaju velike struje • moguće ih je upravljati tipkalom ili teretnom sklopkom • životna dob je reda veličine 1 milijun sklapanja

Sklopni aparati niskog napona Sklopke

• Motorska sklopka: – posebna vrsta teretne sklopke prilagođena elektromotornim pogonima – mogu uklapati i isklapati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopterećenju motora – stoga najčešće imaju pridružen termički (bimetalni) i elektromagnetski okidač – uljno (starije izvedbe) ili zračno gašenje luka – prema izvedbi spoj teretne sklopke i sklopnika – npr. sklopka zvijezda-trokut za pokretanje kaveznih motora (moguća je izvedba s tri sklopnika ili kao grebenasta teretna sklopka)

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Zaštitne sklopke: – koriste se kao zaštita od previsokog napona dodira (struja zaštitna sklopka (FI ili ZS sklopka), naponska zaštitna sklopka)

•

Instalacijske sklopke: – sklopni uređaji za sklapanja u instalacijskim krugovima u domaćinstvima – izrađuju se za maksimalne napone 500 V, i nazivne struje 2,4,6,10,16 i 25 A – predviđene su za sklapanja struja do nazivnih vrijednosti – prema izvedbi unutrašnjih spojeva razlikujemo: • • • • •

jednopolne dvopolne grupne izmjenične križne

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Instalacijske sklopke:

„ istovremeno sklapanje jednog ili više trošila s jednog mjesta „ sklopka se smješta u fazu jer u suprotnome uz isklopljenu sklopku koja se nalazi u nul vodiču instalacija ostaje pod naponom

„ dvopolno sklapanje

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Instalacijske sklopke:

„ moguće je naizmjenično sklapanje dvije grupe trošila, pri čemu obje grupe mogu biti istodobno uklopljene

„ sklapanje jednog trošila s dva mjesta „ npr. rasvjeta dugih hodnika, ili sobe s dva ulaza

Sklopni aparati niskog napona Sklopke •

Instalacijske sklopke:

„ križna se sklopka koristi u kombinaciji s izmjeničnim za sklapanja jednog trošila s tri ili više mjesta (svako naredno mjesto zahtjeva još jednu križnu sklopku) „ izvoru i trošilu uvijek je najbliža izmjenična sklopka – između njih se nalaze križne

Zaštita u mrežama

Zaštita u mrežama niskog napona •

Zaštita NN osiguračima: –

radijalna mreža: •

da bi se u radijalnim razdjelnim mrežama postigla selektivnost u zaštiti osiguračima potrebno je u pojedine vodova gledano od smjera izvora prema potrošačima smještati osigurače sve manje i manje nazivne struje •

ukoliko struja kvara nije jako velika onda se vremena taljenja pojedinih osigurača dosta razlikuju i selektivnost zaštite će biti postignuta

Zaštita u mrežama

Zaštita u mrežama niskog napona •

Zaštita NN osiguračima: –

radijalna mreža: •

ukoliko je struja kvara velika, onda je razlika u vremenima taljenja (tt) pojedinih osigurača malena

•

s obzirom da struja kvara teče kroz pojedine osigurače i nakon taljenja sve do trenutka gašenja luka, može doći do taljenja i osigurača 2 za mjesto kvara prikazano na slici

•

struja kvara koja teče u vrijeme trajanja luka u osiguraču 1 razvija toplinu u osiguraču 2 pa njegova temperatura raste i može se dogoditi da dosegne vrijednost temperature taljenja, ϑt

•

taljenjem rastalnice osigurača 2 više nije postignuta selektivnost zaštite u mreži

Zaštita u mrežama

Zaštita u mrežama niskog napona •

Zaštita NN prekidačima: –

radijalna mreža: •

moguće je postići selektivnost zaštite prekidačima opremljenim termičkim i brzim nadstrujnim (n-okidanje) okidačima ako je električna udaljenost dva uzastopna prekidača znatna ‡

termički okidači su odabrani prema pogonskim strujama

‡

nadstrujni okidači su odabrani prema strujama kratkog spoja

‡

ispod jednopolne sheme radijalne mreže, prikazane su vremensko-strujne karakteristike okidača

‡

mjerilo struje na apscisi je odabrano tako da iznos struje odgovara vrijednosti struje kratkog spoja u jednopolnoj shemi na mjestu koje se nalazi u vertikalnom smjeru iznad te struje

Zaštita u mrežama

Zaštita u mrežama niskog napona •

Zaštita NN prekidačima: –

radijalna mreža: •

II je iznos struje kratkog spoja ako se kratki spoja dogodi na mjestu prekidača I

•

proradna struja nadstrujnog okidača prekidača II odabrana je tako da djeluje ukoliko kratki spoj nastane na određenoj udaljenosti desno od prekidača I

‡

mora vrijediti: II