Skiepko-tresc_w_pdf.pdf

Zabezpieczenia w sieciach niskiego napięcia

kpt. mgr inż. Edward Skiepko

1. WSTĘP

Zabezpieczenia są elementami instalacji, które nie mają do spełnienia żadnej funkcji w

normalnych warunkach jej użytkowania, natomiast w razie wystąpienia uszkodzeń lub

zakłóceń ograniczają ich zasięg oraz skutki w samej instalacji i w związanych z nią

urządzeniach, zapobiegając niebezpieczeństwu dla ludzi, mienia i środowiska. Uszkodzenia to

przede wszystkim zwarcia, błędne połączenia i przerwy w obwodach, zakłócenia natomiast to

głównie przeciążenia urządzeń i niewłaściwe parametry napięcia zasilającego. Zakłócenia są

groźnymi i niedopuszczalnymi odchyleniami od normalnych warunków użytkowania; mogą

występować również w instalacjach i urządzeniach niedotkniętych żadnym uszkodzeniem.

2. ZASADY STOSOWANIA ZABEZPIECZEŃ

Obowiązujące normy i przepisy budowy urządzeń elektrycznych formułują minimalne

wymagania, jakie powinny spełniać instalacje pod względem wyposażenia ich w

zabezpieczenia: rodzaj zabezpieczeń, ich umiejscowienie, czułość i skuteczność. Rozwiązania

doskonalsze, idące dalej niż wymagane minimum, mogą być uzasadnione szczególną

wartością zasilanego obiektu, zwiększonymi wymaganiami, co do niezawodności zasilania

albo inną specyfiką odbiorników energii, a także niezadowalającymi warunkami zasilania i

pogorszoną jakością energii.

2.1 Zabezpieczeniazwarciowe

Zabezpieczenie zwarciowe, czyli zabezpieczenie przed niszczącymi skutkami zwarć, jest

najpowszechniej stosowanym zabezpieczeniem. Jest wymagane z definicji w każdym

obwodzie elektrycznym i to na początku, w miejscu wyprowadzenia lub odgałęzienia

obwodu, a także w miejscach, w których następuje zmniejszenie obciążalności zwarciowej

przewodów (zmniejszenie przekroju żył i/lub zmiana budowy przewodów: materiału żył,

materiału izolacji).

Obwód instalacji elektrycznej jest to zbiór elementów instalacji, które mają jedno i to samo

zabezpieczenie nadprądowe (zwarciowe i/lub przeciążeniowe).

Zważywszy, że nie jest łatwo umieścić zabezpieczenie zwarciowe dokładnie w punkcie

odgałęzienia obwodu, można je zainstalować w odległości nie przekraczającej 3 m od tego

punktu (rys. 2.1).

Rysunek 2.1Wymagane na początku obwodu (a) i dozwolone w pewnej odległości od punktu

odgałęzienia obwodu (b) usytuowanie zabezpieczenia zwarciowego

Mimo to odcinek przewodów od punktu odgałęzienia obwodu do zabezpieczenia tak się

wymiaruje, jak gdyby zabezpieczenie znajdowało się przed nim, co jest równoznaczne z

założeniem, iż prawdopodobieństwo zwarcia na tym odcinku uważa się za pomijalnie małe.

Dopuszcza się podobne założenie w odniesieniu do przewodów łączących źródła energii

(generatory, transformatory, przekształtniki, baterie akumulatorów) z rozdzielnicami, jeżeli

zabezpieczenia znajdują się w samej rozdzielnicy, u końca tych obwodów (rys. 2.2).

Dopuszczalne odstępstwo w przypadku:

a) generatora; b) baterii akumulatorów; c) przekształtnika

Rysunek 2.2. Odcinek przewodów od źródła energii do rozdzielnicy niezabezpieczony przed

skutkami zwarć

Aby ograniczyć rozmiary uszkodzenia w razie zwarcia, wprawdzie mało prawdopodobnego,

ale jednak możliwego, w niektórych przepisach są dodatkowe wymagania. Według dawnej

normy PN-57/E05022 przekrój przewodów odgałęzienia mógł być mniejszy od przekrój u

linii głównej nie więcej niż o trzy stopnie znormalizowanych przekrojów (z tego samego

materiału). Przepisy amerykańskie wymagają, aby miał on obciążalność nie mniejszą niż 1/3

prądu znamionowego poprzedzającego bezpiecznika.

Oba odstępstwa są dopuszczalne, jeśli pozbawiony należytego zabezpieczenia zwarciowego

odcinek przewodów jest odporny na zwarcie, tzn. jeśli są spełnione dwa warunki:

1) Połączenie jest wykonane w sposób ograniczający do minimum niebezpieczeństwo

wystąpienia zwarcia, czyli jest wykonane przy użyciu:

a) izolowanych i osłoniętych przewodów szynowych lub

b) jednożyłowych przewodów o izolacji wzmocnionej albo układanych w

osobnych izolacyjnych rurach bądź przedziałach korytek, lub

c) jednożyłowych przewodów oponowych budowy co najmniej OnPd, lub

d) wielożyłowych kabli bądź innych przewodów o napięciu znamionowym

odpowiednio wyższym niż napięcie znamionowe obwodu.

2) Przewody ani ich osłony nie znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie części z

materiałów łatwo zapalnych.

Za sytuację równoważną, dopuszczającą odstąpienie od obowiązku zabezpieczenia

zwarciowego uważa się ciąg przewodów, którego przegrzanie, a nawet spalenie nie wywołuje

zagrożenia dla otoczenia.

Wykonując odgałęzienie można odstąpić od umieszczenia w nim zabezpieczenia

zwarciowego, jeśli zabezpieczenie poprzedzające wystarczająco je zabezpiecza przed

skutkami zwarcia (rys. 2.3.), a względy wybiorczego wyłączania odcinka dotkniętego

zwarciem nie mają większego znaczenia. Wspomniane odgałęzienie nie jest wtedy odrębnym

obwodem instalacji bądź sieci elektrycznej, (bo nie ma osobnego zabezpieczenia,

nadprądowego), lecz częścią obwodu zabezpieczonego poprzedzającym zabezpieczeniem

nadprądowym.

Rysunek 2.3. Przewody odgałęzienia zabezpieczone przed skutkami zwarć i przed

przeciążeniami przez poprzedzające zabezpieczenie - nie jest wymagane zabezpieczenie w

miejscu odgałęzienia wskazanym strzałką (za bezpiecznikiem gG 63 najmniejszy dopuszczalny

przekrój przewodów 16 mm 2 )

2.2 Zabezpieczeniaprzeciążeniowe

Zabezpieczenie przeciążeniowe należy stosować przy odbiornikach i innych urządzeniach,

którym grozi niedopuszczalne nagrzewanie w razie nadmiernego obciążenia, niewłaściwych

warunków zasilania bądź przekroczenia dopuszczalnych środowiskowych warunków pracy.

Precyzyjnego zabezpieczenia przeciążeniowego wymagają silniki, zgrubne zabezpieczenie

bywa stosowane w odniesieniu do przewodów, transformatorów i baterii kondensatorów. Nie

stosuje się zabezpieczenia przeciążeniowego przy odbiornikach, których przeciążenie jest

mało prawdopodobne (lampy elektryczne, większość odbiorników elektrotermicznych) ani

przy urządzeniach bardzo odpornych na przeciążenia (baterie akumulatorów). Rezygnuje się z

zabezpieczeń przeciążeniowych, jeśli ich koszt przewyższa spodziewane straty w wyniku

uszkodzenia urządzeń, co dotyczy silników mocy ułamkowej i wielu odbiorników

powszechnego użytku.

Od ogólnej zasady umieszczania zabezpieczenia przeciążeniowego na początku obwodu

dopuszcza się liczne odstępstwa. Nie wymaga się zabezpieczenia przeciążeniowego

przewodów sieci rozdzielczych. W przypadku instalacji - poza miejscami niebezpiecznymi

pod względem wybuchowym i/lub pożarowym - dopuszcza się umieszczenie go w dowolnym

miejscu obwodu, również na końcu, i akceptuje się w tej roli wbudowane zabezpieczenie

przeciążeniowe odbiornika, jednak pod warunkiem, że na trasie przewodów nie ma

odgałęzień. Nie należy jednak zapominać, że zabezpieczenie zainstalowane u końca obwodu

zapobiega przeciążeniu przewodów przez odbiornik bądź grupę odbiorników, ale nie

zapobiega ich przegrzaniu w wyniku zwarcia oporowego na trasie przewodów.

Z zabezpieczenia przeciążeniowego określonego odcinka przewodów można zrezygnować,

jeśli jest on wystarczająco zabezpieczony przed przeciążeniami przez poprzedzające

zabezpieczenie (rys. 2.3). Można też zrezygnować, jeśli prawdopodobieństwo wystąpienia

przeciążenia jest pomijalnie małe, tzn. przewody mają obciążalność długotrwałą I z nie

mniejszą niż ich szczytowe obciążenie I B i występuje co najmniej jedna z następujących

okoliczności:

Rysunek 2.4. Przypadki dozwolonej (a) i niedozwolonej (b, c) rezygnacji z zabezpieczenia

przeciążeniowego 1 - odbiornik nie zagrażający przeciążeniem lub odbiornik z

wbudowanym zabezpieczeniem przeciążeniowym

1) Przewody bez odgałęzień i gniazd wtyczkowych (rys. 2.4) zasilają urządzenie z wbudo-

wanym zabezpieczeniem przeciążeniowym albo zasilają urządzenie niezagrażające

wystąpieniem prądu przeciążeniowego (urządzenie grzejne rezystancyjne, silnik o

prądzie w stanie zahamowanym I LR niniejszym niż obciążalność długotrwała przewodów

I z ).

2) Przewody zasilają wiele odgałęzień bądź linii odpływowych (1, 2...m), z których każda

ma zabezpieczenie przeciążeniowe, a suma prądów znamionowych (prądów

nastawczych) tych zabezpieczeń nie jest większa niż obciążalność długotrwała I z

przewodów linii głównej L (rys. 2.5).

3) Przewody łączą źródło energii (generator, transformator, przekształtnik, baterie

akumulatorów) z rozdzielnicą i mają obciążalność długotrwałą nie mniejszą niż prąd

znamionowy tego źródła; jeżeli jednak zabezpieczenie przeciążeniowe znajduje się w

samej rozdzielnicy, u końca obwodu, razem z zabezpieczeniem zwarciowym, to

przewody uważa się za zabezpieczone przed przeciążeniami.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: