zastitni uredjaji_7 2013

1

Podela sklopnih naprava prema prekidnoj moći:

� Rastavljači

2

� Sklopke

� Prekidači

� Rastavljači� Ne prekidaju struje

� Sklopke� Prekidaju struje normalnog radnog stanja,

3

� Prekidaju struje normalnog radnog stanja, eventualno struje preopterećenja

� Prekidači� Prekidaju struje preopterećenja i struje kratkih spojeva

RastavljačiSluže za vidljivo razdvajanje strujnog kola

4

strujnog kola

SklopkePrekidaju radne struje i strujepreopterećenja vrednosti do 2In

5

vrednosti do 2In

PrekidačiPrekidaju radne i struje preopterećenja i struje kratkog spoja vrednosti do 100I

6

i struje kratkog spoja vrednosti do 100In

� Primarna namena je fizičko prekidanje kola

� U takvim uslovima, ljudi rade opuštenije

7

� Ne postoji mogućnost nenamernog uključenja

� Zbog konstrukcije nisu u stanju da vrše prekid kola pod opterećenjem

� Osnovna namena prekidača je da uključuju ili isključuju strujno kolo pod opterećenjem

� Ono što prekidače razlikuje od sklopki je to da su oni sposobni da prekinu strujno kolo i u slučaju prekomernih struja

8

su oni sposobni da prekinu strujno kolo i u slučaju prekomernih struja

� Prekomerna je svaka struja koja protekne kroz provodnik, a veća je od trajno dozvoljene

� Prekomerne struje se dele na :

� Struje preopterećenja koje nastaju u strujnom kolu bez prisustva električnog kvara, često usled spoljašnjih uticaja

9

spoljašnjih uticaja

� Struje kratkog spoja koje nastaju usled zanemarljive impedanse između provodnika koji su na različitom potencijalu u normalnom radu

� Prekidanje radnih struja obavlja se ručno ili automatski, dok se prekomerne struje prekidaju automatski, upotrebom nagomilane mehaničke energije-energije opruge Prilikom svakog prekidanja javlja se električni

10

� Prilikom svakog prekidanja javlja se električni luk što negativno utiče na vek prekidača

� Zato što prekidač reaguje na dve vrste prekomernih struja, on u sebi ima:� Bimetalni okidač za struje preopterećenja� Elektromagnetni okidač za struje kratkog spoja

� Bimetalni okidač radi na principu proticanja struje kroz materijale sa različitim koeficijentima diletacije metala spoja

� Zbog zagrevanja u slučaju preoterećenja doći će do razdvajanja kontakata i prekida kola

11

Zbog zagrevanja u slučaju preoterećenja doći će do razdvajanja kontakata i prekida kola

� Ovaj način okidanja je odličan za struje preopterećenja, ali ne pruža gotovo nikakvu zaštitu u slučaju struja kratkog spoja

� Elektromagnetni okidač je u stvari prekostrujni relej

� Kada kroz namotaje elektromagneta protiče normalna struja ne indukuje se dovoljno jako polje potrebno da se savlada sila opruge koja

12

normalna struja ne indukuje se dovoljno jako polje potrebno da se savlada sila opruge koja vuče kotvu na suprotnu stranu

� U slučaju kratkog spoja kroz namotaje elektromagneta protekne mnogo veća struja i opruga popusti pod silom polja

� Prekidače možemo podeliti na :� Instalacione prekidače (automatske osigurače)� Motorne zaštite� Stepenišne automatske prekidače

13

� Prekidače snage

� Često se pogrešno nazivaju automatskim osiguračima

14

� Jednofazni instalacioni prekidači-osigurači malih dimenzija za ugradnju na instalacione table, sa malom ručicom za ponovno uključenje.

� Struja preopterećenja krivi bimetalni štap i on (preko skakavice) isključuje kontakte. Struja kratkog spoja deluje na

15

skakavice) isključuje kontakte. Struja kratkog spoja deluje na bimetal, ali kako bimetalu treba vremena da se zagreje i iskrivi, u cilju brzog isključenja struje kratkog spoja ugrađuje se i elektromagnet.

� Elektromagnet se aktivira u momentu pojave struje kratkog spoja i deluje na kotvu preko koje se isključuje strujni krug.

� Može se više puta upotrebljavati (strujni krug se prekida razdvajanjem kontakta, a ne razaranjem materijala).

� Delovi prekidača:1. Aktivaciona poluga2. Mehanizam pokretača

Kontakti

16

3. Kontakti4. Ulaz i izlaz iz prekidača5. Bimetalna traka6. Kalibracioni zavrtanj7. Solenoid8. Komora za gašenje luka

� Aktivaciona poluga (1) služi za uključenje i isključenje prekidača

� Pokazuje trenutno stanje prekidačaVećina prekidača je tako konstruisana da može

17

� Većina prekidača je tako konstruisana da može da prekine strujno kolo čak i kada se poluga drži silom u položaju uključeno

� Ova osobina prekidača naziva se pozitivno isključenje

� Mehanizam pokretača (2) predstavlja sklop koji vrši sastavljanje ili rastavljanje kontakata

18

rastavljanje kontakata

� Kontakti (3) prenose struju kada su spojeni

� Ulaz i izlaz iz automatskog prekidača(4) služe da

19

automatskog prekidača(4) služe da se na njih poveže strujno kolo

� Bimetalna traka (5) služi da zaštiti strujno kolo od preopterećenjaKalibracioni zavrtanj

20

� Kalibracioni zavrtanj (6) služi fino podešavanje automatskog prekidača posle sastavljanja

� Solenoid (7) je elektromehanički deo prekidača pomoću koga se vrši prekidanje strujnog

21

prekidanje strujnog kola u slučaju kratkog spoja

� Komora za gašenje luka (8)

� Obično se prave kao jednopolni, ali se tri prekidača mogu spojiti da deluju kao tropolni

� Prema jačini struje potrebnoj za okidanje, dele se na:� Tip A- preopterećenje 2-3 I

22

� Tip A- preopterećenje 2-3 In� Tip B- struje kratkih spojeva 3-5 In (najčešće korišćeni)� Tip C- struje kratkih spojeva 5-10 In (za motore i rasvetu –tamo gde postoji induktivno opterećenje)

� Tip D- struje kratkih spojeva 10-50 In(za transformatore i kondenzatorske baterije-jako induktivno opterećenje)

� Prekidači za zaštitu motora poznati su još i kao direktni pokretači motora

� Isključuju motor pri preopterećenju, kratkom spoju ili niskom naponu

23

spoju ili niskom naponu� Ispred njih se obavezno stavljaju i nešto jači

topljivi osigurači kao dodatna zaštita od kratkog spoja

24

� Na običan kontaktor moguće je dodati bimetalnu zaštitu od preopterećenja i tako napraviti motornu zaštitu

� Sklopka na slici ima točkić

25

Sklopka na slici ima točkićza podešavanje graničnestruje dakle i ugrađenubimetalnu zaštitu

� Osim do sada predstavljenih prekidača i zaštitnih motornih sklopki u zaštitne komponente ubrajamo i :� Osigurače

26

� Prekostrujne releje� Podnaponske releje� Frekventne releje� ....

� Osigurač je namerno oslabljeno mesto u instalaciji gde se razaranjem materijala vrši prekidanje strujnog kola u slučaju prekomernih strujaOsigurač se mora postavljati na početku

27

� Osigurač se mora postavljati na početku svakog strujnog kola i na mestima gde se smanjuje presek provodnika

� Oznaka osigurača je

� Bez obzira na razlike, svi osigurači sigurno imaju osnovu i topljivi umetak

� Osnovne karakteristike osigurača su:

28

� Osnovne karakteristike osigurača su:� Nazivni napon� Nazivna struja umetka i držača� Trajanje topljenja (svakako treba da bude <0,1s)� Nazivna moć topljivog umetka

� Standardom JUS N.E5.210:1990 definisan je način obeležavanja topljivih umetaka

� Po ovom standardu, oznaka je dvoslovna, sastavljena od malog i velikog slova

29

sastavljena od malog i velikog slova� Prvo slovo označava područje prekidanja� Drugo slovo označava kategoriju upotrebe

� Prvo slovo – područje prekidanja

� a – topljivi umetak sa delimičnom moći prekidanja, prevashodno namenjen prekidanju struja kratkog spoja, nema zaštite od preoterećenja

30

spoja, nema zaštite od preoterećenja� g – topljivi umetak sa neograničenom moći prekidanja, namenjen kako prekidanju struja kratkog spoja tako i prekidanju struja preopterećenja.

� Drugo slovo – kategorija primene� G – opšta upotreba� M – za zaštitu strujnih kola motora� L – za zaštitu provodnika

31

� R - za zaštitu poluprovodnika

Kombinacijom ova dva slova određujemo namenu osigurača, pa npr. oznaka gG znači topljivi umetak neograničene moći prekidanja za opštu upotrebu, dok aM znači da se radi o umetku sa delimičnom moći prekidanja za zaštitu motora

� Prema konstrukciji, dele se na osigurače:� Tipa B� Tipa D� Tipa N

32

� Valjkastog su oblika� Imaju dve zaštitne kape� Sastavni delovi:1. Stezaljka2. Indikator ispravnosti

33

2. Indikator ispravnosti3. Držač umetka4. Topljivi element5. Topljivi umetak6. Kontakt umetka7. Kontakt osigurača8. Kontakt držača TU9. Osnova osigurača

� Ovo su osigurači koje srećemo u domaćinstvima, instalacioni, niskoučinski

1. Kapa osigurača2. Topljivi element

Topljivi umetak

34

3. Topljivi umetak4. Zaštita navoja osigurača5. Kalibrisani prsten6. Telo osigurača7. Zavrtnji su ulaz i izlaz

osigurača

� Topljivi umetak se izrađuje od porcelana ili steatita, a njegova unutrašnjost je ispunjena kvarcnim peskom koji služi gašenju luka

� Krajevi topljivog umetka su spojeni kalibrisanom žicom

35

Krajevi topljivog umetka su spojeni kalibrisanom žicom

� Za žicu je preko male opruge spojena obojena signalna značka (zastavica) koja ispada prilikom pregorevanja umetka

� Osnova (podnožje) osigurača napravljeno je od porcelana

� Unutar porcelanskog tela smeštena je dovodna spona sa lozom za pričvršćivanje kalibrisanog prstena, a iznad spone je mesingano grlo u koje

36

spona sa lozom za pričvršćivanje kalibrisanog prstena, a iznad spone je mesingano grlo u koje se uvrće kapa sa umetkom

� Podnožja za osigurače se izrađuju u četiri veličine: D-II do 25 A, D-III do 63 A, D-IV do 100 A i D-V 200 A.

� Unutar podnožja se nalazi keramički kalibrisani prsten u obliku šupljeg valjka koji obezbeđuje strujnu nezamenljivost, tj. sprečava ubacivanje umetka za struju veću od one koju prsten dozvoljava

37

prsten dozvoljava� Strujna nezamennjivost se postiže upotrebom

različitih prečnika, odnosno dijametara (otuda slovo D), vrata umetka i otvora kalibrisanog prstena

� Postavljanje umetka za manje struje u otvor kalibarskog prstena je moguće i nije opasno

� Kapa osigurača je napravljena od porculana sa uglavljenim mesinganim zavrtnjem u obliku čahure

� Kapa omogućava povezivanje strujnog kola u osiguraču od ulaznog do izlaznog zavrtnja

38

Kapa omogućava povezivanje strujnog kola u osiguraču od ulaznog do izlaznog zavrtnja

� Da bi kontakti između umetka, kalibarskog prstena i kape bili sa malim prelaznim otporom, kapa osigurača mora biti dobro pritegnuta

39

� Osigurači tipa D izrađuju se u varijantama EZ, TZ i UZ, a razlika je u načinu priključenja

40

UZ

EZ

41

EZ

TZ D II do 25A25A

D III do 63A

D IV do 100A

D V do 200A

� Koriste se za prekidanje struja kratkih spojeva� Ograničavaju struju kratkog spoja tj. prekidaju

je pre nego što dostigne maksimalnu vrednost pa se zato zovu i učinski (visokoučinski)

42

pa se zato zovu i učinski (visokoučinski)� Podnožje osigurača je izrađeno u obliku

temeljne porculanske ploče sa kontaktnim viljuškama i priključnim stezaljkama, dok je patron izrađen u obliku zatvorenog keramičkog tela, sa kontaktima u obliku noža(zato se često nazivaju nožastim)

43

44

45

46

47

48

� Sastavljeno od jednog bimetalnog spoja, kroz koji protiče struja koja ga zagreva;

� Pri zagrevanju, zbog različitih koeficijenata diletacije metala spoja, on se izvija sa porastom jačine struje ili dužine njenog trajanja.

49

� Naspram spoja, koji se izvija, postavlja se jedna poluga, koja se pri pomeraju spoja pomeri zaneku dužinu.

� Pomeraj se može preneti na zategnutu oprugu u nekom prekidaču.

Grafički simbol

I

ε

� Sastoji se od elektromagneta i pokretne poluge zategnute oprugom.

� Sila magneta koja je proporcionalna jačini struje kroz njega, povlači tu polugu, a suprotstavlja joj se sila opruge, koja je proporcionalna

50

kroz njega, povlači tu polugu, a suprotstavlja joj se sila opruge, koja je proporcionalna pomeraju opruge koji se napravi pri zatezanju. Kad nadvlada sila magneta doći će do trenutne promene položaja opruge za neki pomeraj.

I

I >

Bimetalna zaštita Prekostrujna zaštita

51

� ZUDS (poznatiji kao FID sklopka) radi na diferencijalnom principu

� Meri razliku između struja koje proteknu kroz fazne vodove i kroz nulti vod, i ukoliko postoji neravnoteža to je znak da deo struje otiče ka

52

fazne vodove i kroz nulti vod, i ukoliko postoji neravnoteža to je znak da deo struje otiče ka zemlji i sklopka reaguje.

� Prave se kao monofazne i trofazne i imaju veoma veliku pouzdanost

� Koristi se samo sa osiguračima i ne predstavlja zamenu za njih

� ZUDS je namenjen da spreči električni udar čoveka,

otkrivanjem struje curenja, koja može da bude mnogo manja (5-30 mA) nego ona koja bi imala dovoljnu energiju da istopi osigurač

� ZUDS je dizajniran za dejstvo u roku od 25-40 ms, dakle

53

� ZUDS je dizajniran za dejstvo u roku od 25-40 ms, dakle pre nego što električni udar prolazeći kroz srce dovede do ventikularne fibrilacije, najčešćeg uzročnika smrti od električnog udara.

� Ako se jedan ZUDS koristi za zaštitu cele instalacije, greška u jednom njenom delu isključiće sve potrošače

� Dozvoljeno je koristiti ZUDS za deo instalacije (npr u Velikoj Britaniji se svi potrošači osim osvetljenja štite na ovaj način).

� Uravnotežen trofazni sistem

� Neuravnotežen trofazni sistem –struja neutralnog voda predstavlja nesimetriju ali i dalje je

napajanje

N L1 L2 L3

∆I >

( ) ( ) ( ) 0321 =++ tititi LLL

( ) 0=tiN

54

nesimetriju ali i dalje je

� Ukoliko se pojavi struja koja protiče van konture obuhvaćene magnetnim torusom javiće se fluks u jezgru srazmeran toj diferencijalnoj struji

N L1 L2 L3

iN iL1 iL2 iL3

ka potrošaču

( ) ( ) ( ) ( ) 0321 =+++ titititi NLLL

( ) ( ) ( ) ( ) ( )tititititi NLLL ∆=+++ 321

� Zaštitni uređaj diferencijalne struje (ZUDS):� Dodatni zaštitni uređaj� Isključuje instalaciju ukoliko se javi diferencijalna struja veća od unapred definisane vrednosti

� Ne reaguje pri pojavi simetričnih kratkih spojeva

55

� Ne reaguje pri pojavi simetričnih kratkih spojeva� ZUDS u strujnim kolima bez zaštitnog voda PE se ne smatra za dovoljnu zaštitu od indirektnog dodira

� Otpor uzemljenja zaštitnog provodnika i iznos diferencijalne struje moraju biti takvi da je zadovoljen izraz:

V50≤⋅ ∆na IR

� Izrađuju se za struje do 125 (200) A.� Nazivna struja In� Nazivna difrencijalna struja delovanja I∆n� Nazivna difrencijalna struja nedelovanja I∆n0� Nazivni napon U

56

� Nazivni napon Un� Nazivna frekvencija fn

� IzvedbeTip S – sa kašnjenjem 0,5s pri I∆n odnosno 0,15s pri 5⋅I∆n Tip G – sa trenutnim isklj. 0,3s pri I∆n odnosno 0,04s pri5⋅I∆n

� Vrednosti za I∆n20, 10, 5, 1 A, 500, 300, 100 mA, 30, 12, 6 mA

57

� Delovi ZUDS (monofazni):1. Kontakti za priključenje2. Kontakti za priključenje3. Taster za uključenje uređaja4. Kontakti za uspostavljanje kola

58

4. Kontakti za uspostavljanje kola5. Solenoid6. Strujni transformator7. Kolo za reagovanje8. Taster za testiranje uređaja9. Provodnik za simulaciju kvara

� Kontakti za priključenje (1 i 2) su mesta na koje se dovode i sa koji se odvode nulti i linijski vod (obzirom da se radi o monofaznoj ZUDS)

� Taster za uključenje (3) služi za puštanje uređaja u rad

59

Taster za uključenje (3) služi za puštanje uređaja u rad

� Kontakti (4) služe za uključenje ili prekidanje strujnog kola (kao glavni kontakti kontaktora)

� Solenoid (5) drži uređaj uključenim kada se otpusti taster za uključenje (3)

60

otpusti taster za uključenje (3)

� Strujni transformator (6) je torusnog oblika i kroz njega je provučen i linijski i nulti vod

� Ovo je uređaj za opažanje nepravilnosti� Kolo za reagovanje (7) reaguje po potrebi

61

� Kolo za reagovanje (7) reaguje po potrebi

� Taster za testiranje uređaja (8) služi da se propuštanjem male struje kroz provodnik za simulaciju kvara (9) simulira kvar na uređaju

62

� Princip rada monofazne i trofazne ZUDS

63

L1

N

PE

Ik

ZUDS

L1

L2

L3

PE

ZUDS

N

64

TR

Ud

Ik

Ud

TR

� Osetljivost ZUDS predstavlja struju kvara koji izaziva dejstvovanje uređaja (I

∆n)� Međunarodnim IEC standardom , svrstavaju se

u tri grupe osetljivosti:

65

u tri grupe osetljivosti:� Visoko osetljivi HS (6 – 10 – 30 mA ) za neposredan dodir (ugroženost života)

� Srednje osetljivi MS (100 – 300 – 500 – 1000 mA) za zaštitu od požara

� Slabo osetljivi LS (3 – 10 – 30 A) za zaštitu mašina

� Po vremenu okidanja ZUDS se dele u dve grupe:

� G (opšta upotreba) za trenutne ZUDS (bez vremena

66

G (opšta upotreba) za trenutne ZUDS (bez vremena odlaganja) čije je vreme okidanja trenutno, a najviše do trenutka okidanja:� 200 ms za 1x I∆n

� 150 ms za 2x I∆n

� 40 ms za 5x I∆n

� S (selektivno) ili T (vremensko odlaganje) za ZUDS sa kratkim vremenom odlaganja za okidanje : � 130 ms za 1x I∆n� 60 ms za 2x I∆n� 50 ms za 5x I∆n

67

� 50 ms za 5x I∆n

a najviše do okidanja : � 500 ms za 1x I∆n� 200 ms za 2x I∆n� 150 ms za 5x I∆n;

� Karakteristike ZUDS proizvođača elektroopreme SHRACK, serije ВС :

� Nazivni napon 230/400 V

� Maksimalni osigurači za zaštitu od kratkog spoja: 63А gL

68

� Maksimalni osigurači za zaštitu od preopterećenja: 25 – 40A gL

� Prekidna moć: 6/10 кА

� Očekivani životni vek:� Električni: više od 4 000 uključenja� Mehanički: više od 20 000 uključenja

� Karakteristika isključivanja bez kašnjenja

69

� Karakteristika uređaja sa zatezanjem

70