Peter Lundin och Leif Lundberg, ABB, 12-04-18 Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt
Anläggningsteknik Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt Men är valet så enkelt?
Anläggningsteknik Effektbrytare, dvärgbrytare benämningar
Effektbrytare, benämningar ACB (Air Circuit Breaker) - Luftbrytare MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) Isolerkapslad effektbrytare MCB (Miniature Circuit Breaker) - Dvärgbrytare
Vilken standard gäller? För ACB och MCCB gäller EN 60947-2 (SS EN 60947-2) För MCB gäller EN 60898 (SS EN 60898) alternativt kan även EN 60947-2 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 60947-2: Gäller brytare för industriapplikationer, kräver fackkunnande
Anläggningsteknik Brytförmåga
Brytförmåga enligt EN 60947-2 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
Brytförmåga enligt EN 60898 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 )
Hur provar man brytförmågan på en effektbrytare eller dvärgbrytare? Enligt SS EN 60947-2, märkbrytförmåga Icu: O t CO Servicebrytförmåga, Ics O t CO t CO Enligt SS EN 60898-1, 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
Vilken brytförmåga har en säkring? En säkring klarar normalt kortslutningsströmmar på runt 100-120kA
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
Anläggningsteknik Strömbegränsande eller icke-strömbegränsande apparater
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.
Anläggningsteknik Val av teknik
Val av överlastskydd Fördelar med effektbrytare: Större noggrannhet än för motsvarande säkring Högre strömvärde på kabeln tillåts (jmfr. SS 424 14 24) Elektroniskt relä (många funktioner och valmöjligheter) Fördelar med säkringar: Standardiserade lätt att byta fabrikat Löser ut vid högre ström jämfört med effektbrytare. Fördel? Nackdel?
Val av kortslutningsskydd Säkring eller effektbrytare? Viktigt är inte bara max kortslutningsström utan även minsta kortslutningsström = utlösningsvillkoret!
Val av kortslutningsskydd Smältsäkringen skyddar bra vid mycket höga kortslutningsströmmar Effektbrytare/motorskyddsbrytare skyddar bäst vid låga/medelhöga kortslutningsströmmar 100000 10000 1000 säkring I2t ka2s 100 Momentanutlösare 10 1 I ka 10 100 Momentanutlösare: 10 ms jämfört med 1 s för en säkring vid 15 Ie
Val av kortslutningsskydd Säkringsfri teknik garanterar en större överlastzon = bättre driftkontinuitet säkring effektbrytare 100 100 Varm bimetall Varm bimetall 10 10 Kall bimetall 1 IEC limit IEC limit Driftkontinuitet Kortslutningsskydd Driftkontinuitet 0,1 0,1 Säkringskurva 0,01 0,01 10 I/Ie 100 4 till 13 In Kall bimetall Kortslutningsskydd 10 l/le ± 20 % noggrannhet 100
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
Val av kortslutningsskydd Exempel med säkringslös teknik: Exempel med säkringsteknik: Startkopplare 1/4 grupp
Transformatorers kortslutningsström Transformatorer 10-0.4 kv vid u k 6% Märkdata Märkeffekt kva Märkström Kortslutningsström ka 630 909 14,9 800 1155 19,3 1000 1443 24,1 1250 1804 30,1 1600 2304 36,5 2000 2887 48,2 2500 3608 57,7
Verklig kortslutningsström Icc1 = 10kA / 10kV Högspänningsbrytare 10/0.4 kv, 2 MVA / 2900 A / Ucc 6% 2900 100 IccT1 = 48 ka 6 Transformator 10 0,4 10 10kA vid 10kV = 250kA vid 400V Ik verklig =? Lågspänningsbrytare 250 250 + 48 48 Ik verklig = = 40kA Effektbrytare 48 ka är kortslutningsströmmen vid oändligt nät uppströms 40 ka är kortslutningsströmmen med hänsyn tagen till dämpningen på högspänningssidan
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
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.
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.
Service och underhåll Inspektion av säkringslös teknik ANSI/NEMA guideline
Anläggningsteknik Säkringslöst eller säkringar - valet är fritt Men är INTE enkelt!