Nel campo elettrico, gli interruttori automatici a bassa-tensione sono cruciali, come la maggior parte delle persone ha sentito parlare. Tuttavia, non sottovalutarli; c'è molto da fare! Gli interruttori automatici a bassa-tensione coprono un'ampia gamma di applicazioni, con diversi tipi di prodotti e un'ampia varietà di funzioni di protezione.
In genere, gli interruttori automatici scatolati ordinari forniscono principalmente protezione da corto-circuito e sovraccarico. Gli interruttori automatici differenziali, invece, forniscono protezione del circuito residuo oltre alla protezione da corto-circuito e sovraccarico. Gli interruttori automatici universali in genere forniscono protezione da corto-circuito, sovraccarico e messa a terra. Oggi approfondiremo i principi di impostazione e le considerazioni sulla scelta della protezione con interruttori automatici a bassa-tensione.
I. Differenze tra interruttori automatici a bassa-tensione e interruttori automatici ordinari e considerazioni sui coefficienti di impostazione della protezione
Rispetto agli interruttori automatici ordinari, gli interruttori automatici a bassa-tensione offrono generalmente sia protezione da sovraccarico con ritardo lungo-che protezione da cortocircuito-istantanea. Gli interruttori automatici ordinari si basano su strisce bimetalliche azionate termicamente per la protezione da sovraccarico e sganciatori elettromagnetici per la protezione da cortocircuito. Tuttavia, a causa della difficoltà nel raggiungere un'elevata precisione nel coordinamento meccanico, l'errore dello sganciatore è relativamente ampio. In genere, l'errore di protezione da sovraccarico non è superiore al 10% e l'errore di protezione da cortocircuito-non è superiore al 20%.
Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica e il miglioramento dell'affidabilità dei prodotti, molti nuovi interruttori automatici di fascia medio-{0}}e-alta-ora utilizzano transistor e microcomputer a-chip singolo come sganciatori elettronici, migliorando significativamente la precisione e le prestazioni. I prodotti di alcuni produttori possono controllare gli errori di protezione da sovraccarico su un valore inferiore o uguale al 5% e gli errori di protezione da cortocircuito-su un valore inferiore o uguale al 10%.
Pertanto, quando si imposta e verifica la protezione dell'interruttore, non possiamo semplicemente copiare i coefficienti immutabili dai manuali di progettazione; dobbiamo selezionare coefficienti appropriati in base alla specifica tipologia di interruttore.
II. Impostazione della corrente operativa degli sganciatori di sovracorrente con ritardo lungo-
La formula generale per impostare la corrente di esercizio degli sganciatori di sovracorrente a ritardo lungo- è: In Maggiore o uguale a Kzd1lb. Qui, b è la corrente calcolata della linea e Kzd1 è il coefficiente di affidabilità dello sganciatore a ritardo lungo-per interruttori automatici a bassa-tensione, solitamente raccomandato pari a 1,1 nei manuali. In pratica, però, questo coefficiente tiene conto principalmente dell'errore dell'interruttore.
Per gli interruttori automatici generali, come CM1 e DZ20, l'errore dello sganciatore di sovracorrente a ritardo lungo- è del 10%, quindi un Kzd1 di 1,1 è più appropriato. Tuttavia, in casi come gli interruttori IZM di Moller che utilizzano sganciatori digitali o gli interruttori NS di Schneider con sganciatori STR53, l'errore dello sganciatore è inferiore o uguale al 5%, nel qual caso Kzd1 può essere impostato su 1,05. Questo valore è più preciso e può proteggere meglio i cavi di alimentazione.
III. Verifica della sensibilità dello sganciatore dell'interruttore
Per garantire che gli interruttori automatici a bassa-tensione possano interrompere in modo affidabile i guasti a terra, dobbiamo verificare la sensibilità dello sganciatore dell'interruttore utilizzando la seguente formula: Kilkmin/In. Dove Izd è la corrente di impostazione dello sganciatore con breve-ritardo o istantanea dell'interruttore, lkmin è la corrente di cortocircuito-minima all'estremità della linea protetta (generalmente considerata come corrente di guasto a terra monofase-) e Ki è il coefficiente di affidabilità dello sganciatore dell'interruttore; i manuali generalmente consigliano un valore di 1,3.
Ki infatti considera principalmente l'errore dello sganciatore dell'interruttore. Per gli sganciatori elettromagnetici generali, come CM1 e DZ20, l'errore è generalmente del 20%. Per garantire un funzionamento affidabile dell'interruttore, Ki dovrebbe essere maggiore di 1,2, quindi di solito viene considerato pari a 1,3. Tuttavia, se si utilizzano interruttori con sganciatori elettronici ad alta-precisione, come gli interruttori NS di Schneider Electric con sganciatori STR, il ritardo-di cortocircuito-di cortocircuito e gli errori istantanei dello sganciatore devono essere maggiori di 1,15 e 1,2 è sufficiente. Ciò evita molte situazioni che altrimenti richiederebbero ulteriori dispositivi di corrente residua (RCD) o maggiori sezioni trasversali dei cavi-, con un notevole risparmio di investimenti.
IV. Punti chiave di selezione per gli interruttori automatici-a bassa tensione
1. Principi generali per la scelta degli apparecchi elettrici a bassa-tensione:
La tensione nominale dell'apparecchio elettrico a bassa-tensione non deve essere inferiore alla tensione operativa del circuito, ovvero Ue maggiore o uguale a Ug.
La corrente nominale dell'apparecchio elettrico a bassa-tensione deve essere almeno uguale alla corrente operativa calcolata del circuito, ovvero Ie maggiore o uguale a lg.
La corrente di interruzione dell'apparecchiatura deve essere maggiore o uguale alla corrente di cortocircuito-, ovvero Izh Maggiore o uguale a Ich.
Il valore di stabilità termica garantita non deve essere inferiore al valore calcolato.
Anche gli apparecchi elettrici a bassa-tensione devono essere selezionati in base alle condizioni di avvio del circuito. Ad esempio, i fusibili e gli interruttori automatici dell'aria devono essere selezionati in base alle loro condizioni di avvio.
2. Selezione generale degli interruttori automatici per la protezione da sovraccarico, cortocircuito e sottotensione:
La tensione nominale dell'interruttore deve essere maggiore o uguale alla tensione nominale della linea.
La corrente nominale dell'interruttore deve essere maggiore o uguale alla corrente di carico calcolata della linea.
La corrente nominale dello sganciatore dell'interruttore deve essere maggiore o uguale alla corrente di carico calcolata della linea.
Il potere di interruzione finale dell'interruttore automatico deve essere maggiore o uguale alla corrente di cortocircuito massima-nella linea.
La corrente di cortocircuito-da fase-a-terra-singola all'estremità della linea non deve essere inferiore a 1,25 volte la corrente di impostazione di intervento istantaneo (o con ritardo-breve) dell'interruttore automatico.
La tensione nominale del meccanismo di sgancio di minima tensione dell'interruttore deve essere uguale alla tensione nominale della linea.
3. Selezione degli interruttori automatici per la distribuzione:
L'impostazione della corrente operativa con ritardo- lungo deve essere compresa tra 0,8 e 1 volta la capacità di trasporto di corrente consentita del conduttore.
Il tempo di ripristino pari a 3 volte l'impostazione della corrente operativa con ritardo lungo-non deve essere inferiore al tempo di avviamento del motore con la corrente di avviamento maggiore nella linea.
L'impostazione della corrente operativa di ritardo-di breve durata non deve essere inferiore a 1,1 (Ijx 1,35kledm). Qui ljx è la corrente di carico calcolata della linea, k è il multiplo della corrente di avviamento del motore e Iedm è la corrente nominale del motore più grande.
Il breve-tempo di ritardo deve essere verificato in base alla stabilità termica dell'oggetto protetto.
Se non c'è un ritardo di breve-tempo, l'impostazione della corrente istantanea non deve essere inferiore a 1,1 (Tjx 1,35klkledm), dove k1 è il coefficiente di impatto della corrente di avviamento del motore, considerato tra 1,7 e 2. Se è presente un ritardo di breve-tempo, l'impostazione della corrente istantanea non deve essere inferiore a 1,1 volte il valore della corrente di cortocircuito-calcolato sul terminale di ingresso dell'interruttore a valle.
4. Selezione di interruttori automatici per la protezione del motore:
L'impostazione della corrente di ritardo- lungo dovrebbe essere uguale alla corrente nominale del motore.
Il tempo di ripristino pari a 6 volte l'impostazione della corrente di ritardo lungo-deve soddisfare i requisiti del tempo di avviamento del motore.
La corrente di impostazione istantanea per gli interruttori automatici a gabbia di scoiattolo-è 8-15 volte la corrente nominale dello sganciatore; la corrente di intervento istantanea per gli interruttori automatici a rotore avvolto è 3-6 volte la corrente nominale dello sganciatore.
5. Selezione di interruttori automatici per l'illuminazione:
L'impostazione della corrente di ritardo- lungo non deve superare la corrente di carico calcolata del circuito.
L'impostazione della corrente istantanea dovrebbe essere pari a 6 volte la corrente di carico calcolata del circuito.
L'impostazione della protezione e la selezione degli interruttori automatici a bassa-tensione è un processo complesso ma cruciale. Comprendere le caratteristiche e gli intervalli di errore dei diversi interruttori automatici, determinare razionalmente i coefficienti di impostazione della protezione e selezionare accuratamente il tipo appropriato in base a scenari e requisiti applicativi specifici è essenziale per garantire che gli interruttori automatici a bassa-tensione forniscano una protezione affidabile nei sistemi elettrici e garantiscano il funzionamento sicuro e stabile delle apparecchiature elettriche.
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