Definirea valorilor de scurtcircuit pentru siguranțele automate

Întrerupătoarele de circuit protejează echipamentele electrice împotriva deteriorărilor care pot apărea din cauza curenților de scurtcircuit. Cu toate acestea, "curentul de scurtcircuit" poate varia în funcție de aplicație. Cum ajută standardele IEC și EN proiectanții să specifice în mod corespunzător protecția supracurentului în echipamentele electrice?

Fără energie, majoritatea reședințelor, afacerilor comerciale și centralelor industriale ar fi paralizate. Această putere electrică trebuie livrată utilizatorului final în condiții de siguranță și fiabilitate și aici echipamentul de comutare de distribuție joacă un rol major. Datorită pericolelor evidente implicate, astfel de dispozitive de comutare locală trebuie să fie proiectate pentru a proteja instalația de defecțiuni prin oprirea circuitului defect și, în același timp, garantarea funcționării continue a circuitelor neafectate.

Un scurtcircuit plasează echipamentul sub un stres mare. Prin urmare, la proiectarea ansamblului de comutatoare, trebuie luate în considerare solicitările termice și dinamice cauzate de curentul maxim de scurtcircuit la punctul de conectare de la fața locului. Pentru a preveni deteriorarea instalației (sau a personalului), dispozitivele de protecție împotriva scurtcircuitului sunt utilizate pentru a opri curentul de scurtcircuit la punctul de conectare.

O varietate de întrerupătoare de circuit sunt utilizate pentru a proteja echipamentele electrice atunci când apar condiții de scurtcircuit. Gama completă de întrerupătoare ABB acoperă practic toate valorile tensiunii și curentului. Prezentat este un întrerupător automat 10A 3P C 4.5Ka.

Cele mai des utilizate pentru această sarcină de comutare sunt întrerupătoarele de circuit cu carcasă turnată (MCCB), întrerupătoarele de circuit miniaturale (MCB), întrerupătoarele de circuit cu curent rezidual (RCCB) și întrerupătoarele de circuit cu curent rezidual acționate cu protecție la supracurent (RCBO). Aceste dispozitive sunt marcate cu capacitatea lor maximă de scurtcircuit pentru a permite constructorului de panouri să selecteze produsul corect pentru aplicație. 

ABB A1 cadru de joasă tensiune turnat-caz disjunctor (este conform cu IEC/EN 60947-2).

Instalațiile de joasă tensiune sunt de obicei furnizate de transformatoare. Într-o astfel de rețea de joasă tensiune, curentul neîntrerupt de scurtcircuit se calculează pe baza tensiunii nominale și a rezistenței la curent alternativ (impedanța) a scurtcircuitului.

În funcție de particularități, pot fi menționate standarde diferite atunci când un proiectant specifică întrerupătoare de circuit sau echipamente asociate pentru protecția rețelei de alimentare:

• Standardul IEC/EN 60898-1 se aplică disjunctoarelor pentru protecția supracurentului în gospodării și instalații similare – de exemplu, magazine, birouri, școli și clădiri comerciale mici. Aceste întrerupătoare sunt concepute pentru a fi operate de persoane neinstruite și fără a fi nevoie de întreținere.
• Standardul IEC/EN 60947-2 se aplică disjunctoarelor utilizate în principal în aplicații industriale în care numai persoanele instruite au acces.
• Întrerupătoarele sunt testate împotriva standardului IEC/EN 60947-3.
• Plăcile de asamblare sau distribuție sunt testate împotriva standardului IEC/EN 61439.

Datorită domeniului de aplicare diferit al standardelor, în unele cazuri, se utilizează definiții diferite pentru același proces electric. Prin urmare, inginerul trebuie să se asigure că înțelege pe deplin ce definiție specială, de exemplu, capacitatea de scurtcircuit, se aplică proiectului la care lucrează.

EC/EN 60898-1 definește capacitatea nominală de scurtcircuit ca fiind capacitatea de rupere în conformitate cu o secvență de încercare specificată. Această secvență de testare nu include capacitatea disjunctorului de a transporta 85% din curentul său de declanșare pentru o perioadă de timp convențională specificată. Capacitatea de întrerupere a circuitului de serviciu este capacitatea de rupere în conformitate cu o secvență de încercare specificată, care include capacitatea disjunctorului de a transporta 85 la sută din curentul său de declanșare pentru o perioadă de timp specificată.

Pentru a respecta cerințele standardului pentru ambele capacități de scurtcircuit, trebuie testate operațiunile deschise/apropiate ale fiecăruia dintre cele trei întrerupătoare de circuit. Pentru funcționarea deschisă, curentul de scurtcircuit este inițiat la un unghi de fază specificat în ceea ce privește forma de undă de tensiune. Cele trei întrerupătoare de circuit sunt testate în unghiuri diferite

IEC/EN 60947-2 definește capacitatea finală de rupere a scurtcircuitului, cunoscută și ca capacitatea de rupere, în conformitate cu o secvență de încercare specificată. Această secvență de încercare include verificarea eliberării de suprasarcină a disjunctorului.

Pentru a respecta cerințele standardului, pentru ambele capacități de scurtcircuit, fiecare dintre cele două întrerupătoare de circuit trebuie să fie testate. În mod similar cu IEC/EN 60898-1, curentul de scurtcircuit este inițiat la un unghi de fază specificat în ceea ce privește forma de undă de tensiune pentru funcționarea deschisă, dar aici cele două întrerupătoare de circuit sunt testate în același unghi.

Atunci când într-un proiect sunt incluse întrerupătoare, deconectoare sau unități de combinare a siguranțelor, se utilizează standardul IEC/EN 60947-3. Un comutator-deconector este capabil să pornească și să întrerupă un curent în condiții specificate. În poziția deschisă, comutatorul- deconector oferă o funcție de izolare.

Deoarece comutatorul-deconectare nu este echipat cu o eliberare de supracurent, acesta trebuie protejat de un întreruptor în miniatură, disjunctor cu carcasa turnată sau siguranță. Capacitatea de scurtcircuit a combinației dintre comutator și disjunctor este definită ca curentul de scurtcircuit condiționat nominal. Acesta este exprimat ca valoarea curentului de scurtcircuit potențial pe care îl poate rezista comutatorul-deconectare, protejat de un dispozitiv de protecție prin scurtcircuit. Este important să rețineți că comutatorul-deconector trebuie să fie capabil să reziste la curentul limitat de dispozitivul de protecție prin scurtcircuit.

Această abordare este, de asemenea, valabilă pentru disjunctoarele de curent rezidual - de exemplu, curentul de scurtcircuit menționat pe dispozitiv este curentul de scurtcircuit condiționat evaluat al combinației disjunctor de curent rezidual cu un dispozitiv de protecție împotriva scurtcircuitului.

IEC/EN 61439-1 se aplică ansamblurilor de comutatoare de joasă tensiune și de control. Pentru ansamblurile cu dispozitiv de protecție împotriva scurtcircuitului în unitatea de intrare, producătorul trebuie să indice curentul maxim de scurtcircuit potențial la terminalul de intrare al ansamblului.