ISTORIJAT ZUDS 1928. Patent „Diferencijalna zaštita sa prstenastim strujnim pretvaračem u niskonaponskom postrojenju“ 1937.

Download Report

Transcript ISTORIJAT ZUDS 1928. Patent „Diferencijalna zaštita sa prstenastim strujnim pretvaračem u niskonaponskom postrojenju“ 1937.

ISTORIJAT ZUDS
1928. Patent „Diferencijalna zaštita sa prstenastim strujnim
pretvaračem u niskonaponskom postrojenju“
1937. ručna izrada Paris & Co, IΔN 10 mA
Početkom 1940. VDE Haus, Berlin,
uzorak sa IΔN 80 mA
Početkom 1950. serijska proizvodnja u
Nemačkoj
ISTORIJAT ZUDS
1952 Prvi Schrack prototip
1954 Počela serijska proizvodnja u Schrack-u
1967 Patent i proizvodnja prvih uređaja u 45mm u Schrack-u
1980/81 Patent za otpornost na veće struje kratkog spoja
1987 Patent za vremensku zadršku
PRINCIP DELOVANJA
1. Kirchoffov zakon: I1+I2+I3+IN = 0
(1845. god.)
Suma struja koje ulaze i izlaze iz jedne tačke mora biti nula, važi i za
naizmenične struje bez obzira na talasni oblik i učestanost
PRINCIP DELOVANJA
I1 ≠ I2 => I3 ≠ 0 => isključenje
L
N
I1
I2
Mehanizam za
okidanjeelektromagnet
Kontakti
sklopke
Otpornik
Test taster
Feritni prsten-jezgra
torusnog transformatora
Potrošač
Potrošač
PRINCIP DELOVANJA
Poklopac
Ispitno taster
Osovina sklopke
Prekidač sklopke
Aktuator
Postolje
Feritna jezgra
DELOVANJE STRUJE NA ČOVEKA
Zavisi od jačine i trajanja struje
Fizičko delovanje: opekotine, razaranje tkiva
Fiziološko delovanje:
Grčenje mišića
L
Varijacije krvnog pritiska
Treperenje srca
N
Zastoj srca
PE
Trajanje u ms
DELOVANJE STRUJE NA ČOVEKA
Jačina struje mA
1 bez reakcije
2 detektuje
se, ali bez
reakcije
3 levo
otpuštajuća
struja- uprkos
grčevima čovek
se može svesno
odovojiti od
izvora struje
3 desno
nefibrilacijska
struja izaziva
značajne
smetnje, ali još
nije smrtonosna
4 fibrilacijska struja
– smrtonosna
struja, srce treperipritisak pada
PRIMENA ZUDS
Zaštita od direktnog i indirektnog dodira delova pod naponom
– Dodir ili greška u izolaciji, pojava zemljospojne struje, ZUDS otvara
krug,opasnost nestaje i pre dodira sa neispravnim objektom
Zaštita od požara (iskrenje i zagrevanje)
PRIMENA ZUDS
Dodatni primeri zaštite
Greške u ožičenju, izolaciji, vlažna okolina – ZUDS otvara krug
VRSTE ZUDS
Residual Current Device - RCD sklopka : zaštitni uređaj diferencijalne
struje (ZUDS)
RCCB - Residual Current operated Circuit Breaker je ZUDS bez
nadstrujnog okidača
+
=
– Za zaštitu od direktnog dodira i opasnih struja kroz telo
– Za zaštitu od indirektnog dodira tj za zaštitu od dodira delova koji su pod
napon došli usled kvara
– Za dodatnu zaštitu pri zatajenju primarne zaštitne mere
RCBO - Residual Current Circuit Breaker with over current protection -
ZUDS sa prekostrujnom i kratkospojnom zaštitom
ZUDS PREMA IEC/EN 61008
Vrednosti i norme-preporučene vrednosti
In 10 - 13 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 63 - 80 - 100 - 125 A
I∆n 0,01 - 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 A
I∆no = 0,5 I∆n (Stuja kvara pri kojoj još nema prorade)
Preporučena nazivna učestanost je 50 Hz
Temperatura okoline
• -5°C do +40°C
• -25°C do +40°C
PREDNOSTI SCHRACK ZUDS
Otvori za plombiranje
Oznake proizvodnje
Šema delovanja
Simbol za -25°C
Simbol tipa
Nazivna struja
Nazivni napon
Diferencijalna
struja I∆N
Struja kratkog spoja
CE usaglašenost
Simbol položaja
ručice (uklj./isklj.)
Kataloški broj
Pokazivač položaja
kontakata
Oznaka tipa
Oznake priključaka
PREDNOSTI SCHRACK ZUDS
Pokazivanje stvarnog stanja kontakata bez obzira na stanje ručice
Kontakti zatvoreni
Kontakti otvoreni
PREDNOSTI SCHRACK ZUDS
Mogućnost plombiranja
Plombiranje priključaka
pomoću posebnog
poklopca istih
Plombiranje ručice u ON
ili OFF stanju
TIPOVI ZUDS PREMA VREMENU REAG.
Standardni – opšti tip – bez kašnjenja isključenja
G tip – sa kašnjenjem isključenja minimalno 10 ms
S tip – selektivn i ZUDS sa povećanim kašnjenjem
VREME ISKLJUČENJA ZUDS
Vreme isključenja standardnog ZUDS sa I∆=30mA
I∆=30mA
Trajanje isključenja u ms
• Maksimalna
vremena
isključenja
prema
IEC/EN 61008.
• Što je veća
struja greške
to je brže
isključenje
I∆
2xI∆
5xI∆
Struja greške I∆
VREME ISKLJUČENJA ZUDS
Vreme prorade za tipove G sa I∆=30mA, S sa I∆=100mA
I∆=30mA
I∆=100mA
Trajanje isključenja u ms
Maksimalna
vremena
isključenja
S
G
Minimalna
vremena
neisključenja
I∆
I∆
2xI∆
2xI∆
5xI∆
5xI∆
Struja greške I∆
ZUDS TIPA G
Pri atmosferskim pražnjenjima struja gašenja luka prenaponske zaštite
dovodi do nepotrebne prorade standardnog ZUDS
Trajanje struje luka je max 10 ms, gasi se pri prolazu kroz 0
ZUDS tipa G ima kašnjenje isključenja od 10 ms
Otporna na 3000 A (8/20µs)
ZUDS TIPA S
Postizanje selektivnosti isključenja
Prvi ZUDS u nizu od izvora mora biti ZUDS S-tipa
I∆n prvog ZUDS od izvora mora biti min. 3xI∆n
sledećeg ZUDS
100mA
Kašnjenje isključenja min 40ms
Otporna na 5000A (8/20µs)
30mA
30mA
PODELA PREMA TALASNOM OBLIKU
ZUDS tipa AC reaguje samo na sinusne struje kvara
ZUDS tipa A, tipa U reaguje na sinusne struje i na
pulsirajuće jednosmerne struje kvara, tip U je
namenjen za frekventne regulatore
ZUDS tipa B reaguje na sinusne struje kvara kao i
na kontinualne i pulsirajuće jednosmerne struje
kvara
PODELA PREMA TALASNOM OBLIKU
ZUDS tipa A,AC i U su nezavisni od mrežnog napona, elektromehaničke
sklopke. Niti za detekciju, niti za isključenje nije potreban mrežni napon,
energija diferencijalne struje pri kvaru dovoljna je za isključenje
OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS
Ovi talasni oblici struja potrošača i struja kvara će biti prepoznati
od ZUDS tipa AC, A ili B
Šema spoja sa mestom kvara
Tiristorska
Frekvencijski upravljana
Oblik struje potrošača
Oblik struje kvara
OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS
… a ovi samo od ZUDS tipa A ili B
Jednofazna
Mostna
Mostna, poluupravljiva
OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS
… a ovi samo
od tipa B
Jednofazna glatka
Schaltung mit Fehlerstelle
Trofazna u zvezdu
Mostna međufazna
Mostna trofazna
Form des Laststromes
Form des Fehlerstromes
NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS
Struje curenja najčešće nastaju zbog oslabljene izolacije provodnika,
prisutnosti filtera odnosno kapaciteta između linijskog provodnika i zemlje
Norma IEC61140 dozvoljavaju za
uređaje sa nazivnom strujom < 4 A
struju curenja do 2 mA.
ID < 2 mA
ID < 2 mA
ID < 2 mA
Mreža
ID < 2 mA
ID < 2 mA
ID < 2 mA
Suma struja curenja ne sme preći
nivo prorade ZUDS, a to je 50%
navedene diferencijalne struje
korišćenog ZUDS
Rešenje:
raspodela u više krugova
NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS
Kod posebnih spojeva ispravljača
Pri prelaznim pojavama prenapona uključenja i isključenja (visoki
napon, brze promene, prisutne smetnje)
EMC-Filteri, struje curenja visoke učestanosti
Visoke asimetrije struja uključenja
Kapacitivne struje vodova
Struje punjenja uređaja sa kondenzatorom
Grejalice: starenjem dolazi do smanjenja izolacionog otpora
NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS
Problemi kod izvoda sa frekventnim regulatorima
Brze sklopne pojave, reda 10-100ns, du/dt >5kV/us
→ visok nivo emitovanja EM smetnji
Zbog smanjenja smetnji prema mreži ugrađuju se jeftini EMC filteri spojeni u zvezdu
sa uzemljenim zvezdištem, otklanjaju smetnje ali imaju struju curenja
Struja curenja raste sa porastom učestanosti izlaznog napona
Oklopljeni kablovi motora imaju struju curenja linije prema oklopu spojenom na
potencijal zemlje
PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS
Visokofrekventne struje curenja uzrokovane sklopnom
frekvencijom reda 10kHz i pravougaonim talasnim oblikom napona,
te postojanjem parazitnih kapaciteta. Na slici je spektar
kapacitivnih struja na ulazu ispravnog pretvarača.
Neželjena prorada ZUDS
PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS
Struja curenja EMC filtera pretvarača
Neželjena prorada ZUDS
Kontaktirati proizvođača frek.regulatora što preporučuje, kolike su stvarne
struje curenja i prema tome odabrati odgovarajući ZUDS
Rešenja sa drugačijom izvedbom ulaznih filtera
Samo jedan FR na jedan ZUDS
PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS
Dozemni spoj na izlazu pretvarača
Na ulazu pretvarača primeniti tip U
ili bolje tip B
Struje viših učestanosti od 100 Hz
su manje opasne za čovjeka, stoga
prag prorade može biti viši!
Tip U je u području preko 100Hz bitno neosetljiviji i time
omogućava pouzdanost elektromotornog pogona
PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS
Priključak FR isključivo na mesto b)
prema EN50178/VDE 0160, dakle bez
kaskade ZUDS, i onda preferirano
preko tipa B
Koristiti sklopke sa kašnjenjem, tip S,
zbog prelaznih pojava priključenja FR
SCHRACK KATALOŠKE OZNAKE ZUDS
BC004103- ZUDS,bez kašnjenja, 10kA, AC, 40A, 4p, 30mA
BC: Oznaka za Schrack ZUDS tipa AC,A,U
1. Br: Otpornost na struju kratkog spoja
0
10 kA (prema IEC/EN 60898)
6
6 kA (prema IEC/EN 60898)
2. Br: Aktiviranje
0
AC
2
G/AC
3
G/A
5
A
6
S/A
8
S/AC
9
U
naizmenične struje
naizmenične struje sa kašnjenjem
pulsirajuće struje sa kašnjenjem
pulsirajuće struje
pulsirajuće, selektivna
naizmenične struje, selektivna
za frekventne regulatore
4. Br.: Broj polova
1
4polna
2
2polna
5.+ 6. Br.: Nazivna diferencijalna struja
03
0,03 A
10
0,1 A
30
0,3 A
7. + 8. Br.: Posebne izvedbe
3. Br: Nazivna struja
2
25 A
4
40 A
6
63 A
8
80 A
0
100 A
PRIBOR ZUDS
Dodatak sa leve strane
BD-H
RCD sklopka
Pomoćni kontakti
BD900002
Dodaci sa desne strane
BD-HR
FSA
Pomoćni kontakti Daljinski
BD900022
automatski
uklop
BD900907
PRIORI SERIJA ZUDS
Naponski nezavisna
Pokazivač nivoa struje kvara
Integrisani pomoćni kontakt za
predupozorenje
Tip A, izvedbe G i S
Testiranje 1 x godišnje
PRIORI SERIJA ZUDS
Veza pokazivača nivoa struje kvara i pomoćnog kontakta
PRIORI SERIJA ZUDS
Tip A izvedba G, kašnjenje min.10ms, otpornost na udare 3kA(8/20μs) :
40 A / 4 P / 30mA
63 A / 4 P / 30mA
80 A / 4 P / 30mA
63 A / 4 P / 300 mA
80 A / 4 P / 300 mA
Tip A izvedba S, kašnjenje min.40ms, otpornost na udare 5kA(8/20μs) :
40 A / 4 P / 300mA
63 A / 4 P / 300 mA
80 A / 4 P / 300 mA
PRIORI SERIJA ZUDS
Za primenu u RÖNTGEN aplikacijama, otpornost na udare 3kA(8/20μs)
63 A / 4 P / 30mA
Za primenu sa frekventnim regulatorima, tip A :
40 A / 4 p / 30mA / tip G
63 A / 4 p / 30mA / tip G
40 A / 4 p / 300mA / tip S
63 A / 4 p / 300mA / tip S
80 A / 4 p / 300mA / tip S
KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI
RCBO-Residual Current Circuit Braker with Overcurrent ProtectionZUDS sa nadstrujnom zaštitom
Sklopka nezavisna od mrežnog napona
Tip A, 3p+N
Indikator položaja kontakata
(crveno/zeleno)
Indikator načina isključenja:
• Belo - ručno isključenje
• Plavo - automatsko isključenje
KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI
3p+N
Komb.zašt.prekidači sa B karakteristikom reagovanja
13 do 16A
30mA, 100mA i 300mA
Komb.zašt.prekidači sa C karakteristikom reagovanja
6 do 16A
30mA, 100mA i 300mA
Komb.zašt.prekidači sa D karakteristikom reagovanja
6 do 16A
30mA, 100mA
KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI
1p+N
Nazivne struje
6-40A
Diferencijalna struja
30 mA
Tip
AC, A
Nazivni napon
230, 400 V AC(~)
Izvedba
-bez kašnjenja
-sa kašnjenjem
G
Karakteristika reagovanja zaštite : B, C
Prekidna moć
6kA/10kA ili 10kA/15kA prema IEC 60898/60947-2
ZAKLJUČNO O ZUDS
Spektar uređaja za svaku primenu AC, A, B, U
Nazivne struje:
25, 40, 63, 80, 100, 125 A (4TE)
Tipovi G ,
S , standard
Stvarno pokazivanje stanja kontakata
Opsežan pribor (H,HR, FSA)
Kombinovani zaštitni prekidači 3p+N, 1p+N