Säkringslöst eller säkringar

Transkript

1 Peter Lundin och Leif Lundberg, ABB, Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt

2 Anläggningsteknik Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt Men är valet så enkelt?

3 Anläggningsteknik Effektbrytare, dvärgbrytare benämningar

4 Effektbrytare, benämningar ACB (Air Circuit Breaker) - Luftbrytare MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) Isolerkapslad effektbrytare MCB (Miniature Circuit Breaker) - Dvärgbrytare

5 Vilken standard gäller? För ACB och MCCB gäller EN (SS EN ) För MCB gäller EN (SS EN 60898) alternativt kan även EN appliceras Dock behöver man titta på var produkten ska användas Förenklat: EN 60898: Gäller brytare för allmänna installationer i bostäder och liknande applikationer, användare behöver ej vara fackkunnig EN : Gäller brytare för industriapplikationer, kräver fackkunnande

6 Anläggningsteknik Brytförmåga

7 Brytförmåga enligt EN Icu = Ström som brytaren ska kunna bryta, men brytaren får ha nedsatt funktion efteråt, dvs då behöver den endast kunna bryta ( krav på begränsad funktion ) Ics = Ström som brytaren ska kunna bryta vid upprepade tillfällen utan nedsatt funktion ( krav på funktion ) Icw = Brytaren ska kunna motstå denna ström under en viss kort tid utan att bryta, detta för att brytare nedströms ska hinna lösa ur förmågan att under en tid (1s) motstå en kortslutningsström

8 Brytförmåga enligt EN Icn = Ström som brytaren ska kunna bryta, men brytaren får ha nedsatt funktion efteråt, dvs då behöver den endast kunna bryta ( krav på begränsad funktion ) Ics = Ström som brytaren ska kunna bryta vid upprepade tillfällen utan nedsatt funktion ( krav på funktion )

9 Hur provar man brytförmågan på en effektbrytare eller dvärgbrytare? Enligt SS EN , märkbrytförmåga Icu: O t CO Servicebrytförmåga, Ics O t CO t CO Enligt SS EN , märkbrytförmåga Icn: O t CO + 9st brytningar med 500A alt. 10 x In (högsta värdet) Servicebrytförmåga, Ics O t CO t CO + 9st brytningar med 500A alt. 10 x In (högsta värdet) O = öppna C = sluta t = tidspaus

10 Vilken brytförmåga har en säkring? En säkring klarar normalt kortslutningsströmmar på runt kA

11 Olika säkringstyper gg/gl-säkringar: Säkring som innehåller både termiskt överlastskydd och kortslutningsskydd (>1.5 * In) am-säkringar: Säkring med enbart kortslutningsskydd (>6.3 * In) ar (Halvledarsäkringar): Snabb typ av säkring för skydd av t.ex. tyristorer. Bussmann

12 Anläggningsteknik Strömbegränsande eller icke-strömbegränsande apparater

13 Strömbegränsande eller icke-strömbegränsande? Alla MCCB är mer eller mindre strömbegränsande genom att strömkrafterna som uppstår vid en ljusbåge trycker isär kontakterna och ljusbågsimpedansen dämpar den genomsläppta strömmen. Vad man menar med en strömbegränsande brytare är en brytare som bryter innan nollgenomgång dvs ger mycket korta bryttider. Detta ger fördelar först vid kortslutnings-strömmar över 30kA.

14 Anläggningsteknik Val av teknik

15 Val av överlastskydd Fördelar med effektbrytare: Större noggrannhet än för motsvarande säkring Högre strömvärde på kabeln tillåts (jmfr. SS ) Elektroniskt relä (många funktioner och valmöjligheter) Fördelar med säkringar: Standardiserade lätt att byta fabrikat Löser ut vid högre ström jämfört med effektbrytare. Fördel? Nackdel?

16 Val av kortslutningsskydd Säkring eller effektbrytare? Viktigt är inte bara max kortslutningsström utan även minsta kortslutningsström = utlösningsvillkoret!

17 Val av kortslutningsskydd Smältsäkringen skyddar bra vid mycket höga kortslutningsströmmar Effektbrytare/motorskyddsbrytare skyddar bäst vid låga/medelhöga kortslutningsströmmar säkring I2t ka2s 100 Momentanutlösare 10 1 I ka Momentanutlösare: 10 ms jämfört med 1 s för en säkring vid 15 Ie

18 Val av kortslutningsskydd Säkringsfri teknik garanterar en större överlastzon = bättre driftkontinuitet säkring effektbrytare Varm bimetall Varm bimetall Kall bimetall 1 IEC limit IEC limit Driftkontinuitet Kortslutningsskydd Driftkontinuitet 0,1 0,1 Säkringskurva 0,01 0,01 10 I/Ie till 13 In Kall bimetall Kortslutningsskydd 10 l/le ± 20 % noggrannhet 100

19 Val av kortslutningsskydd Fördelar med effektbrytare: Ökad personsäkerhet (återställning möjlig bakom stängd lucka) Minskad avbrottstid Allpolig utlösning Snabb utlösning även vid små felströmmar Möjlighet med tillbehör, ex.vis shuntutlösare, jordfelsskydd Kan kombineras med ljusbågsvakt för utökad säkerhet Mindre dimensioner, medger oftast kompaktare ställverksgrupper Fördelar med säkring: Enkel dimensionering m.a.p kortslutningsström (<120kA) Lätt med blandning av olika fabrikat Enkelt att ändra strömområde Selektivitet två steg större Säkringsbyte efter kortslutning återställer kortslutningsskyddet till nyskick

20 Val av kortslutningsskydd Exempel med säkringslös teknik: Exempel med säkringsteknik: Startkopplare 1/4 grupp

21 Transformatorers kortslutningsström Transformatorer kv vid u k 6% Märkdata Märkeffekt kva Märkström Kortslutningsström ka , , , , , , ,7

22 Verklig kortslutningsström Icc1 = 10kA / 10kV Högspänningsbrytare 10/0.4 kv, 2 MVA / 2900 A / Ucc 6% IccT1 = 48 ka 6 Transformator 10 0, kA vid 10kV = 250kA vid 400V Ik verklig =? Lågspänningsbrytare Ik verklig = = 40kA Effektbrytare 48 ka är kortslutningsströmmen vid oändligt nät uppströms 40 ka är kortslutningsströmmen med hänsyn tagen till dämpningen på högspänningssidan

23 Val av kortslutningsskydd Hur stora är felströmmarna egentligen? 65% av alla utlösningar orsakas av strömmar < 5*In 35% av alla utlösningar orsakas av strömmar mellan 5*In och 10*In <1% av alla utlösningar orsakas av strömmar 75% av apparatens maximala brytförmåga

24 Val av kortslutningsskydd Konstruktionsmässiga viktiga parametrar att tänka på vid inbyggnad i ställverksgrupper eller apparatskåp För MCCB är avgörande att konstruktionen har provats och verifierats i verkligheten med tanke på gasutblås och skydd av terminaler. Se exempel från experiment provning av MCCB. För säkringslösningar är viktigt att grupperna är så konstruerade att ett ljusbågsfel i en grupp inte återtänder på intilliggande grupps säkringsfanor. Se exempel från experimentljusbågsprovning med säkringsgrupper.

25 Service och underhåll Underhållscheman säkringslös teknik MCCB och HOMS Rekommendation för underhåll av MCCB och HOMS brytare från ABB Denna rekommendation omfattar effektbrytare typ MCCB, modell Tmax och handmanövrerade motorskyddsbrytare MO325 och MO132 Allmänt: En MCCB eller HOMS som inte manövrerats på många år kan i värsta fall inte manövreras manuellt eller kan vara omöjlig att slå till efter en frånmanöver. Det vill säga att tillgängligheten kan vara satt ur spel. En MCCB eller HOMS har tack vare sin konstruktion inte något underhålls- eller servicekrav på skyddet för kortslutning. Kortslutningsskyddet är inte kopplat till manövrerbarheten och till/frånslag av brytaren Om brytaren löst ut för kortslutning skall man alltid göra en allmän inspektion Allmän rekommendation för underhåll : En MCCB eller HOMS ska manövreras en gång per år för att säkerställa funktionen för till/frånslag Underhåll under speciella förhållanden : För MCCB och HOMS brytare i ABB:s ställverkssystem som är placerade i driftrum med ren miljö enligt miljöklass 1 och 2 gäller: Inga krav på underhåll av MCCB eller HOMS, men det rekommenderas att vid möjliga tillfällen manövrera apparaten.

26 Service och underhåll Inspektion av säkringslös teknik ANSI/NEMA guideline

27 Anläggningsteknik Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt Men är INTE enkelt!

28