Základy ističa zariadenia PDF
Stručný opis
1 Základy ističa prístroja Základné znalosti ochrany pred preťažením a skratom 2 Správne prístroje.
Popis
Základné vedomosti o ochrane pred preťažením a skratom
Odstávky strojov a zlyhania systému vo výrobe sú vždy spojené s nesmiernymi nákladmi pre spoločnosti, ktoré si stanovili vysokú úroveň schopnosti dodania a dodržiavania termínov. Pri poruche výrobných liniek, systémov a strojov sú často príčinou poruchové prúdy vo forme skratov a preťaženia. Aby sa zabránilo týmto nákladom, má zmysel používať ističe zariadení. Ak dôjde k preťaženiu alebo skratu, istič zariadenia individuálne vypne príslušnú prúdovú cestu. Týmto spôsobom chráni spotrebiteľa pred poškodením alebo dokonca zničením. Ostatné časti systému zostávajú v prevádzke v dôsledku selektívneho vypnutia. To zaisťuje vysokú dostupnosť systému.
Správna ochrana obvodu Definícia pojmov Normy Charakteristické vlastnosti
Prístrojové ističe - technológia a technológia 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
Elektronické ističe prístrojov Termomagnetické ističe prístrojov Tepelné prístrojové ističe Vplyv dĺžok káblov na správanie pri vypínaní Technológia pripojenia Napájanie
Použitie ističov zariadenia
Hlavné cieľové odvetvia Aplikácie Kľúčové vlastnosti Výpočty liniek Prúdové chrániče Konfigurátor dosiek Matica plánovania projektu
Táto brožúra na tému ističe zariadení je rozdelená do troch hlavných kapitol a má poskytnúť základné vedomosti o tejto téme. Prvá časť vysvetľuje príčiny a účinky poruchových prúdov, ale tiež definuje normy a pojmy.
V druhej časti je pozornosť zameraná na technológie. Je vysvetlená technológia ističov prístroja, ako aj vplyv dĺžok káblov a napájacích zdrojov počas inštalácie.
Záverečná časť obsahuje príklady aplikácií, možné použitie a nástroje na výber správneho ističa prístroja.
Naplánované a postavené je nové výrobné zariadenie. Sú nainštalované nové obvody. Závod je uvedený do prevádzky. Náhle dôjde ku skratu, výroba sa zastaví a niektoré časti systému sú vážne poškodené! To by sa nemuselo stať, keby bola pri plánovaní systému poskytnutá účinná ochrana zariadenia. Prístrojové ističe, ktoré selektívne vypínajú záťaže, zaisťujú vysokú dostupnosť systému.
Dobré dôvody pre použitie ističov prístroja • • • • • •
vysoká dostupnosť systému vysoká porucha bezpečnosť selektívna ochrana stabilné doručovacie schopnosti rôzne aplikačné možnosti spoľahlivá ochrana pripojených spotrebiteľov
Málo miesta - veľa bezpečnosti Vďaka svojmu tenkému dizajnu možno prístrojové ističe nájsť takmer v každej ovládacej skrini
Úloha tohto ističa. Vypnú sa iba v prípade skratu v koncovom prístroji, aby sa chránilo elektrické vedenie pred preťažením. Majú vysokú spínaciu kapacitu od 6 kA vyššie. Koncové zariadenia sú chránené priamo a selektívne príslušným ističom zariadenia. Prerušovač prístroja chráni nielen vedenie, ale predovšetkým koncové zariadenie, ktoré má byť chránené v prípade preťaženia a skratu. Ak je nainštalovaný nový obvod, mala by sa venovať pozornosť príslušnej ochrane určeného koncového zariadenia. Pri inštalácii je potrebné brať do úvahy dĺžky a prierezy káblov. Vedenia musia byť dimenzované na predpokladaný prevádzkový prúd, ale aj na možné preťaženie a skratový prúd. V súvislosti s odstupňovanou ochranou oblastí systému je potrebné dodržiavať selektivitu medzi jednotlivými ochrannými zariadeniami. Zaručuje vysokú dostupnosť systému, pretože je vypnutý iba chybný obvod. Všetky ostatné obvody a koncové zariadenia nie sú ovplyvnené. Oblasti rastlín, ktoré nie sú ovplyvnené, môžu pokračovať v práci, pokiaľ to celkový proces dovoľuje. Je tiež potrebné vziať do úvahy podmienky prostredia v zariadení. Do
Napríklad by nemala byť nadmerne vybavená riadiaca skrinka, aby nedošlo k preťaženiu napájacieho zdroja. Okrem toho musí byť zabezpečený dostatočný prísun vzduchu a chladenie. Týmto spôsobom sa dá zabrániť falošným spúšťačom v dôsledku prehriatia a s tým spojených prestojov. Inštalácia ističov zariadení zvyšuje dostupnosť technických systémov a strojov. Schopnosť selektívneho pripojenia spotrebičov znamená, že každý okruh je monitorovaný individuálne a v prípade poruchových prúdov sa individuálne vypína iba chybný obvod a zodpovedajúci spotrebiteľ. Prístrojové ističe by mali byť inštalované v ovládacej skrini tak, aby boli ľahko dosiahnuteľné, aby sa dali po zapnutí rýchlo a ľahko znovu zapnúť.
Profesionálna inštalácia pre bezproblémovú prevádzku a ľahkú údržbu
Menovitý prúd, menovité napätie Hodnota prúdu alebo napätia ističa prístroja uvedená výrobcom pre daný prevádzkový stav. Tieto hodnoty sa týkajú prevádzkových a výkonnostných charakteristík.
Prepínací signálny kontakt s tromi spojmi, ktorý ponúka funkcie normálne zatvorené a normálne otvorené.
Nadprúdový prúd, ktorý prekračuje menovitý prúd.
Vôľa Najkratšia vzdialenosť medzi dvoma vodivými časťami.
Preťažovací prúd Nadprúd, ktorý sa vyskytuje v elektricky nepoškodenom obvode.
Spínacie cykly Postupnosť ovládania z jednej polohy do druhej a späť.
Skratový prúd ... vzniká z chybného spojenia medzi dvoma bodmi s nízkym odporom, ktoré majú zvyčajne rôzny potenciál.
Stredný čas MTBF medzi poruchami - očakávaná hodnota prevádzkového času medzi dvoma po sebe nasledujúcimi poruchami.
Dočasná dielektrická pevnosť Najvyššia hodnota dočasného napätia, ktoré za určených podmienok nespôsobí poškodenie izolácie.
Bez prerušenia Vypína sa istič zariadenia bez zmeny polohy spínania spínacej páky.
Hlavný kontakt Kontakt v hlavnom obvode, ktorý by mal prenášať prúd v zatvorenej polohe. Pomocný kontakt Mechanicky ovládaný kontakt v pomocnom obvode. Slúži ako kontakt diaľkovej signalizácie. Normálne otvorený beznapäťový pomocný kontakt. Zopnutý, keď je hlavný kontakt zopnutý. Rozpínací kontakt Beznapäťový pomocný kontakt. Otvorte, keď je hlavný kontakt zatvorený.
Povrchová cesta Najkratšia vzdialenosť pozdĺž povrchu izolačného materiálu medzi dvoma vodivými časťami.
1.3 Normy Na prístrojové ističe sa vzťahuje EN 60934. Táto norma sa vzťahuje na mechanické spínacie prístroje (prístrojové ističe), ktoré sú určené na ochranu obvodov v elektrických zariadeniach. Norma uvádza, že ističe prístrojov majú vyššiu menovitú spínaciu kapacitu, ako je potrebné pri podmienkach preťaženia. Okrem toho majú v spolupráci so špecifikovaným skratovým zariadením podmienený menovitý skratový prúd. Táto norma platí aj pre spínacie zariadenia na ochranu elektrických zariadení v prípade podpätia alebo prepätia
nosť. Môže sa použiť na striedavé napätie do 440 V a/alebo na jednosmerné napätie do 250 V s menovitým prúdom do 125 A a menovitou vypínacou schopnosťou skratového prúdu do 3000 A. Táto norma obsahuje všetky požiadavky potrebné na zabezpečenie súladu s prevádzkovými parametrami požadovanými pre tieto zariadenia. skúška typu.
1.4 Charakteristické vlastnosti Charakteristické vlastnosti ističa prístroja sú pomenované pomocou nasledujúcich výrazov: Počet pólov Prístrojové ističe sú dostupné s rôznym počtom pólov. Udávajú, koľko elektricky oddelených prúdových ciest je možné pripojiť k ističu zariadenia. Typ montáže Typ možnosti inštalácie pre prístrojové ističe, ako napríklad konštrukcia, typ inštalácie alebo typ rozdeľovača. Typ pripojenia Varianty spôsobu zapojenia ističa prístroja do zásuvky, napríklad zapojením alebo zapnutím alebo zaskrutkovaním.
Typ spustenia Ako alebo ako sa aktivuje alebo resetuje istič zariadenia. Automaticky alebo manuálne pomocou páky určenej na pravidelné alebo nepravidelné spínacie operácie. Menovité hodnoty Rôzne príslušné hodnoty prúdu a napätia, napríklad menovité napätie, menovité prevádzkové napätie, menovitý prúd alebo menovitá frekvencia. Prevádzkové charakteristiky Charakteristické krivky, ktoré popisujú správanie ističa zariadenia pri určitých hodnotách prúdu a napätia.
Prístrojové ističe - technológia a technológia
Ističe zariadení sú dôležitým opatrením pre vysokú úroveň dostupnosti systému. V prípade preťaženia alebo skratu selektívne vypnú chybný obvod. Všetky ostatné časti systému naďalej fungujú. Existujú rôzne technológie ističov zariadení. Rozlišujú sa elektronické, termomagnetické a tepelné prístrojové ističe. Rozdiely spočívajú v ich technikách uvoľňovania a v ich uvoľňovacom správaní. Prístrojové ističe sa používajú cielene v závislosti od oblasti použitia a oblasti úloh. Charakteristické krivky objasňujú vypínacie charakteristiky rôznych ističov prístroja.
Prístrojové ističe pre každú aplikáciu
Správny istič prístroja pre každý prúdový chránič:
• Preťaženie • Skrat • Dlhé trasy káblov kvôli vypínacej charakteristike SFB
• Preťaženie • Skrat • Dlhé káblové trasy cez aktívne obmedzenie prúdu
2.1 Vypínače elektronických zariadení
Vypínacie charakteristiky Vypínače elektronických zariadení sa vypnú v prípade skratu po niekoľkých milisekundách. Aktuálny prúd je obmedzený na 1,25-krát. Aj keď je odpor vedenia vysoký, ističe odpojia obvod vo veľmi krátkom čase.
Vypínač (Reset) Zobrazenie stavu Vypnuté cez Obmedzenie prúdu Vypnuté
Obvodová doska so snímačom poruchového prúdu
Blokovače elektronických zariadení majú aktívne obmedzenie prúdu. To znamená, že je možné takmer úplné plánovanie jednosmerného napájacieho zdroja. Aktívne obmedzenie prúdu navyše umožňuje dlhšie káblové trasy medzi zdrojom energie a spotrebiteľom. V prípade skratu sa tieto ističe vypnú v priebehu približne 100 až 800 milisekúnd. To zabraňuje kolapsu výstupného napätia na spínanom zdroji napájania. Prúd sa nepretržite meria pomocou integrovaného snímača a v prípade preťaženia alebo skratu sa vypne v priebehu niekoľkých milisekúnd.
2.2 Termomagnetický prístrojový istič Termomagnetický istič je vybavený dvoma spúšťacími mechanizmami. Tepelná časť mechanizmu vo forme bimetalu reaguje na čakajúce preťaženia s časovým oneskorením. Magnetické uvoľnenie, ktoré spúšťa piest alebo kĺbovú armatúru cez magnetickú cievku a tým vypína prúd, reaguje v priebehu milisekúnd na vysoké preťaženie a skratové prúdy.
Ponorenie/skladacia armatúra bimetalového vykurovacieho telesa
tepelné uvoľnenie je odpojené od elektrickej siete. Ak dôjde k veľmi vysokému preťaženiu alebo dokonca ku skratu, magnetické uvoľnenie preruší prúd o niekoľko milisekúnd
kruh. Podľa oblasti použitia, záťaže a potreby ochrany je potrebné zvoliť ochranné zariadenia s najvhodnejšou charakteristikou.
Vypínacia charakteristika V prípade ističov termomagnetických prístrojov závisí vypínací čas od typu preťaženia. V prípade preťaženia sa spotrebiteľ oneskorí o
2.3 Prerušovače tepelných zariadení Prerušovače tepelných zariadení sa spúšťajú pri zahrievaní vykurovacieho telesa, ktorým preteká prúd. Tieto vykurovacie články sú vyrobené z tepelného bimetalu z ocele a zinku, ktorý sa pri zahrievaní rozširuje a deformuje. Tento kov sa používa buď vo forme pruhu so západkou a samostatného pružinového kontaktného mechanizmu, alebo ide o západkový disk s priamo pripojeným kontaktom. Vďaka konštrukcii so západkovým diskom majú ističe prístrojov o niečo svižnejšiu charakteristickú krivku ako ističe s bimetalovými pásikmi. Vypínače tepelného zariadenia je možné zapnúť a vypnúť tlačidlom alebo po vybavení znova zapnúť. Sú jednoduchou a lacnou alternatívou pre aplikácie, ktoré nevyhnutne nevyžadujú rýchle spustenie.
Spínač Zap/Vyp Pružinový kontaktný mechanizmus
Bimetalové výhrevné teleso (poistný kotúč)
uzavretý spotrebič je odpojený od elektrickej siete.
Rýchlejšie preťaženie. Ochranná funkcia prostredníctvom bimetalu reaguje na stanovenú vypínaciu teplotu. Ak je preťažovací prúd relatívne malý, bude trvať kým
Vypínacie charakteristiky Vypínacia doba ističov tepelného zariadenia sa líši podľa použitého preťažovacieho prúdu. Ako je zrejmé z charakteristických kriviek, istič sa spúšťa s pribúdajúcimi
2.4 Vplyv dĺžok kábla na správanie sa pri vypínaní Maximálna použiteľná dĺžka kábla medzi napájacím zdrojom a koncovým zariadením je definovaná rôznymi kritériami: • Maximálny prúd napájacieho zdroja • Vnútorný odpor ističa • Odpor kábla Čím dlhší je kábel a čím menší je jeho prierez, tým vyšší je Odpor vedenia. Z tohto dôvodu by sa mala počas inštalácie zvoliť najkratšia káblová trasa. Odpor vedenia vyrovnáva skratový prúd. Pri nízkonapäťových zdrojoch napätia môže byť skratový prúd obmedzený odporom vedenia tak, že ochranné zariadenie na konci vedenia už tento prúd nevníma ako skratový prúd. V prípade miniatúrnych ističov s charakteristikami C je horná vypínacia hranica vysoko nad menovitým prúdom. Preto to môže byť špeciálne
Odolnosť proti spusteniu ističa zariadenia je ovplyvnená dĺžkou a prierezom kábla.
Tieto ochranné zariadenia vedú k oneskorenému vypnutiu v prípade skratu. Vypínacie charakteristiky ističov s charakteristikami SFB a elektronických ističov s aktívnym obmedzením prúdu sú optimalizované. Tieto ochranné zariadenia detekujú prekročenie menovitého prúdu oveľa skôr
ako skratový prúd. Tým sa zabráni nebezpečnému preťaženiu príslušného zariadenia a zároveň sa použije preventívna protipožiarna ochrana.
Základný prvok Na želanie s technológiou push-in alebo skrutkovým pripojením
Prepojky na potenciálnu distribúciu v rade
2.5 Technológie pripojenia Pripojenie vodičov k základnému prvku ističa prístroja s technológiou push-in je nekomplikované a pohodlné. Jednoduchý vodič alebo vodič opatrený dutinkou vložte do hriadeľa vodiča, mierne stlačte a kontaktná pružina sa automaticky otvorí. Vďaka svojej pružinovej sile zaisťuje potrebný kontaktný tlak proti prúdovej tyči. Vodiče od 0,12 mm² do 6 mm² je možné ľahko pripojiť pomocou technológie Push-in. Alternatívne existuje základný prvok pre prístrojové ističe so skrutkovým spojením. Pomocou prepojok je možné vykonať rýchle a individuálne rozdelenie potenciálu sériovou inštaláciou ističov prístroja. Krmivo je možné načítať do 41 ampérov cez dvojitý mostík.
Týmto spôsobom sa dajú ľahko spojiť aj telekomunikačné spojenia.
2.6 Napájanie Požiadavky na napájanie s rezervami pre budúce rozšírenia by sa mali definovať už vo fáze plánovania. Pretože požiadavky na napájanie sa neustále zvyšujú. Kompaktnosť pre priestorovo nenáročnú inštaláciu v kombinácii so zvýšeným výkonom sú dôležitými atribútmi napájacích zdrojov 24 V DC v priemyselných aplikáciách. Zdroje napájania musia zodpovedať požiadavkám na napájanie koncových zariadení, ktoré sa majú pripojiť. Okrem toho by sa nemalo plánovať viac ako 80% menovitého prúdu. To zaisťuje, že v prípade poruchy môže byť dodaný skratový prúd, ktorý spúšťa istič. Ak je zvolený zdroj napájania príliš malý alebo je hodnota pripojenia príliš vysoká, nemôže dodať požadovaný prúd. Existuje podpätie, čo znamená, že zlyhajú celé časti systému a výrobný proces je prerušený.
Niektoré zdroje napájania majú technológiu Selective Fuse Breaking Technology alebo SFB. Tieto napájacie zdroje môžu na niekoľko milisekúnd dodávať 6-násobok menovitého prúdu, a tým zabezpečia spoľahlivé spustenie ističov zariadenia. Spolu s termomagnetickými ističmi prístrojov tvoria spoľahlivú jednotku, ktorá zaručuje maximálnu dostupnosť systému.
Napájací zdroj s technológiou SFB zaisťuje rýchle a bezpečné spustenie ističov prístroja v prípade poruchy
Použitie ističov zariadenia
Prerušovače prístrojov sa používajú vo výrobných systémoch a montážnych strojoch na selektívnu ochranu širokej škály záťaží pred preťažením a skratom. Pre správnu ochranu systému pred nadprúdom musí byť zrejmé, ktoré časti systému majú byť chránené ktorým ističom. Nie každý istič je vhodný pre každú aplikáciu. Pri výbere správneho ističa prístroja pre danú aplikáciu je potrebné zohľadniť menovitý prúd a v prípade potreby aj začiatočný prúd spotrebiča.
Príklady použitia Termomagnetické ističe • Programovateľné logické automaty • Ventily • Motory • Frekvenčné meniče Elektronické ističe • Relé • Programovateľné regulátory • Motory Tepelné ističe • Motory • Vykurovacie prvky • Ventilátory • Prístroje s vysokým rozbehovým prúdom
3.1 Hlavné cieľové odvetvia Vypínače termomagnetických prístrojov sa používajú v oblasti informačných a komunikačných technológií aj v procesných technológiách. Vďaka rôznym vypínacím charakteristikám je možné vypínače použiť rôznymi spôsobmi. Reštart a okamžité vzdialené hlásenie prevádzkového stavu zaisťuje vysokú dostupnosť. Prerušovače elektronických zariadení sa nepoužívajú iba v komunikačnej technike, ale najmä najmä v automatizačnej technike. Z dôvodu aktívneho obmedzenia prúdu zostáva výstupné napätie na spínanom zdroji napájania a všetky ostatné obvody zostávajú v prevádzke. Ističe tepelných zariadení ponúkajú indukčné záťaže optimálnu ochranu pred preťažením v rozvodných sieťach, v rozvádzačoch a vo výstavbe zariadení. Ďalej nie sú citlivé na vysoké štartovacie prúdy, ako sú napríklad tie, ktoré vznikajú pri štarte motora alebo transformátora.
Hlavné oblasti použitia ističov prístrojov:
3.2 Aplikácie Elektronické prístrojové chrániče sú ideálne na ochranu napríklad relé, programovateľných ovládacích prvkov, motorov, senzorov/akčných členov a ventilov.