WORKSHOP
WELKOM E-T-A BENELUX SA/NV 1
BEVEILIGING DC24V
DC24V
Workshop 2
BETER VOORKOMEN DAN GENEZEN
Wettelijke Verplichtingen. Veilige Stuurkringen. Betere Fouten Diagnose. Verminderen van Stilstand.
Iedereen praat erover... … en wij ook !
Producten Soorten Circuit Breakers 3
Moulded Case Circuit Breaker (MCCB) • bescherming van kabels en industriële toepassingen • hoge stroomwaarden (tot 1,000 A), • hoog kortsluitvermogen (tot 100 kA) Miniature Circuit Breaker (MCB) • bescherming van kabels en domestic verbruikers • Stroomwaarden 0.5 … 125 A, • kortsluitvermogen 3 kA, 6 kA, 10 kA
Circuit Breaker For Equipment (CBE) • bescherming van toestellen (equipment) • stroomwaarden tot 125 A • met- en zonder kortsluitvermogen
Producten Alle CBE‘s op een rijtje… 4
•
Thermische Circuit Breakers – TO (thermisch) applicaties: overstroom bescherming (motor bescherming) tijd & stroomwaarde wordt beïnvloedt door de omgevingstemperatuur
•
Magnetische Circuit Breakers – MO (magnetisch) applicaties: kortsluit bescherming alleen, gevoelig aan piekstromen, zoals elektronische en medische apparatuur tijd & stroomwaarde wordt niet beïnvloedt door de omgevingstemperatuur
•
Thermisch-Magnetische Circuit Breakers – TM (thermisch magnetisch) applicaties: overstroom en kortsluit bescherming (a equipment beveiliging, telecommunicatie) tijd & stroomwaarde wordt beïnvloedt door de omgevingstemperatuur
•
Hydraulisch-Magnetische Circuit Breakers – HM (hydraulisch magnetisch) applicaties: overstroom en kortsluit bescherming (a equipment beveiliging, telecommunicatie) tijd & stroomwaarde wordt niet beïnvloedt door de omgevingstemperatuur
•
High Performance Circuit Breakers applicaties: voor extreme condities
•
Elektronische Circuit Breakers applicaties: DC24V & DC12V tijd & stroomwaarde wordt niet beïnvloedt door de omgevingstemperatuur
Werking
Tijd, Stroom, Karakteristieken en Curve‘s Thermal-Magnetic
Time
Time
Thermal
Current
Current
Magnetic (No Delay) Magnetic-Hydraulic Time
Time
Delayed Magnetic curve’s available
Current
Current
5
Werking
Thermische CBE‘s
Bimetaal principe
6
Werking
Thermische CBE‘s
Direct Heating
Stroom vloeit door het bimetaal zelf Pre-conduction (geleiding): Relatieve hoge stromen, het bimetaal heeft een lage weerstand Indirect Heating
Spoel rondom het bimetaal; Stroom vloeit door de spoel Pre-conduction (geleiding): Relatieve lage stromen, het bimetaal heeft een hoge weerstand
7
Werking
Thermische CBE‘s
8
Hot Wire
Werking
Thermische CBE‘s
9
Snap Action Disc
Werking
Thermische CBE‘s
10
Temperatuur Compensatie
Werking
Thermische CBE‘s
11
Thermische Trip Curve
Werking
Thermische CBE‘s
12
Beïnvloeding Temperaturen
Voor- en Nadelen 13
Voordelen • Kostvriendelijk • Compacte bouwvorm • Bedrijfszeker • Mogelijkheid bij opstartstromen
Waar toe te passen • Motoren • Transformatoren • Lage spanning installaties (voertuigen) • Batterij gevoede toepassingen
Nadelen • Reactietijd bij kortsluiting én overstroom gelijk
Werking
Magnetische CBE‘s
14
Werking
Magnetische CBE‘s
15
Electromagnetisch principe
Every change of the current in the coil causes a magnetic field
Werking
Magnetische CBE‘s
Winding
Strong Magnetic Field
16
Coil
Tube Current Flow
Werking
Magnetische CBE‘s
17
Magnetische Trip Curve
Voor- en Nadelen 18
Voordelen • Snel • Compacte bouwvorm • Geen- of weinig invloed van temperatuurschommelingen • Meerpolige versies
Nadelen • Geen selectiviteit tussen kortsluiting en overstroom
Waar toe te passen • Delicate toestellen • Direct gevaar voor gebruiker (vb.: Medische toestellen) • In een cascade beveiliging
Werking
Thermisch
Thermisch-Magnetische CBE‘s
19
Thermisch Magnetisch
Werking
Thermisch-Magnetische CBE‘s
20
ThermischMagnetische Trip Curve
Voor- en Nadelen 21
Voordelen • Selectiviteit • Overstroom & Kortsluiting • Verschillende Curves (AC en DC) • Meerpolige versies
Waar toe te passen • Stroomverdelings-systemen • Machinebeveiliging • Schakel- en stuursystemen
Nadelen • Temperatuurgevoelig
Werking
Hydraulisch-Magnetische CBE‘s 22
Probleemstelling: Wat bij extreme temperatuurschommelingen?
Delayed by Hydraulic Mechanism
Werking
Hydraulisch-Magnetische CBE‘s 23
Winding
Strong Magnetic Field
Coil
Tube
Current Flow
Voor- en Nadelen 25
Voordelen • Ongevoelig voor Schommelingen in Temperatuur • Montagemogelijkheden • Verschillende Curves (AC en DC) • Meerpolige versies
Waar toe te passen • Telecommunicatie • Server-Rooms • Cascadebeveiliging
Nadelen • Hoge(re) Kostprijs
Producten Wanneer en Welk Type Kiezen 26
TYPE C.B.E.'s
SELECTIE CRITERIA BEVEILIGING van OVERSTROOM BEVEILIGING van KORTSLUITING BEVEILIGING van OVERHEATING ONGEVOELIG aan INRUSH STROOM ONGEVOELIG aan OMGEVINGSTEMPERATUREN
Thermisch
Magnetisch
ThermischMagnetisch
HydraulischMagnetisch
Producten Opmerking en Reminder 27
Elektromechanische automaten: Hebben energie nodig om te kunnen werken Elektromechanische automaten: Hebben elektromechanische beperkingen (geen intelligentie)
DC24V
Wat is een mogelijke oplossing? 28
in elektrische controlekasten in machine controle in systeem distributie architectuur
En waarom hebben zij onze aandacht nodig ?
DC24V
Applicaties in de Automatisering 29
TPS → SMPS Transformer-based Power Supplies (TPS) zijn wereldwijd vervangen door Switch-Mode Power Supplies (SMPS). Met als gevolg: Zekeringen of MCB’s zullen zeer waarschijnlijk niet trippen…
Waarom niet ?
DC24V
Karakteristieken 30
• Bekijk hun overlast karakteristiek! • Gelimiteerde uitgangsstroom! Typische 1.1 tot 1.5 X In
• Zij regelen hun uitgangs-voltage tot nul ingeval van een overstroom of kortsluiting = Stroom limitering •
•
Hierdoor hebben wij een probleem wanneer hogere (kortsluit-)stromen vloeien! Bescherming tegen overstroom en kortsluiting is vereist!
DC24V
Uitgangstromen 31
Reactie van de uitgangstroom • Iout gelimiteerd van 1.1 tot 1.5 X INominaal • Voorbeeld: SMPS DC 24V, 10 A Max. Iout = 12 tot 15 A
• Welke uitgangstroom is er nodig van Conventionele thermisch-magnetische MCB (miniature circuit breaker)
?
de SMPS om een conventionele automaat te doen trippen ?
• Bekijk Z, B en C trip-karakteristieken!
DC24V
Kortsluiting 32
Voorwaarden bij kortsluiting Magnetische drempels volgens IEC 947.2 Z B C D
1,6 3 5 10
tot tot tot tot
2,8 5 10 20
Voorwaarden bij overstroom
x Inominaal x Inominaal x Inominaal x Inominaal
I²t (joule integraal of doorlaat energie) bij conventionele Thermisch-magnetische MCB • MCB : C-curve 3A (5 tot 10 In, 3s tot max 15s) • Berekening I²t = (3x10)² x 15 = 13500 A²s Opm:
Gebruik van kabels met hoge doorlaat energie zijn noodzakelijk (praktijk)
1,13 tot 1,45 x Inominaal
DC24V
Geschakelde Voedingen 33
MCBs als lastbeveiliging: Zij werken niet op DC24V! Geschakelde voedingen + MCB
Waarom niet ? Hebben een te hoge trip stroom nodig Kunnen onnodig trippen
Selectiviteit Worden beïnvloedt door de bedrading Hebben een AC Karakteristiek
DC24V
Geschakelde Voedingen 34
SMPS en zijn beveiliging… Wat is dan de oplossing ? Wij hebben zekerings-automaten nodig die …
… Hoge kortsluitstromen blokkeert
?
… Overstromen voor een korte tijd tolereert … Piekstromen negeert … Een selectieve bescherming biedt
DC24V
Geschakelde Voedingen 35
Onze oplossing is het nieuwe team…
Elektronische Beveiligingsautomaten
ESX10
ESS20 Elektronische Circuit Breaker
ESS22
ESX10-T
Elektronische Beveiligingsautomaten
2-polige Elektronische Circuit Breaker
Waarom bieden wij deze apparaten aan ?
REF16 Resetable Electronic Fuse
DC24V
Geschakelde Voedingen 36
Elektronische overstroom / kortsluiting beveiliging De vraag is; WAAROM? Geen fysische beperkingen Zuivere elektronische werkingscurve (stabiel) Selectiviteit gegarandeerd Juiste dimensionering Langere en dunnere bekabeling mogelijk Compacte bouwvorm Conform aan huidige normen
DC24V
Geschakelde Voedingen 37
Elektronische overstroom / kortsluiting beveiliging De vraag is; WAAROM? De huidige technologie van ELEKTRONISCHE componenten (bijvoorbeeld: voedingen en PLC’s) vraagt om een gelijksoortige
“ELEKTRONISCHE” beveiliging
DC24V
Geschakelde Voedingen 38
Elektronische overstroom / kortsluiting beveiliging De vraag is; WAAROM?
met MCB: voltage dip
Analyse kortsluiting in een DC24V last circuit. 1) Voltage dip wanneer beveiligd met standaard automaten (MCB’s), de DC24V SMPS reageert veel sneller dan de automaat en reduceert of ontkoppelt de spanning en resulteert in een voltage dip.
2) met ESS/ESX: voltage blijft stabiel
Opm:
Stabiele 24V controle spanning met ESS20 / ESX10 / ESX10-T… Metingen ter hoogte van de voedingsbron DaimlerChrysler / Sindelfingen
DC24V
Geschakelde Voedingen 39
Elektronische overstroom / kortsluiting beveiliging De vraag is; WAAROM? Elektronische beveiligingsautomaten geven de mogelijkheid om langere kabels te gebruiken. (geen fysische beperkingen) Maximum kabel lengte bij MCB’s:
B 6A C 2A Z 2A
0.14mm² 1.1m 0.2m 4.3m
1.5mm² 12.1m 2.4m 46.3m
Maximum kabel lengte bij ESS20:
ESSx 6A ESSx 3A
0,14 mm² 19,7 m 39,9 m
1,5 mm² 106 m 214 m
DC24V
Elektronische Automaten en I2t 40
E-T-A Elektronische automaten
I²t limiter I²t bij elektronische automaten Berekeningsvoorbeeld: 1. Draad: 2x 0,14 mm², lengte 10 m (sensorkabel) 2. Materiaal : Cu, PVC geïsoleerd 3. Max. doorlaat energie volgens data blad I²t = 260 A²s 4. ECB : 3A (1,35 Inom en 5s bij overstroom), (1,85 Inom en 200ms bij kortsluiting) Berekening I²t overstroom = (3x1,35)² x 5 Berekening I²t kortsluiting = (3x1,85)² x 0,2
= 80A²s (<< 260 A²s) = 6 A²s
DC24V
ESS20-… 41
Werkingsspanning Stroomwaarden Fail-Save element Alarm signalisatie Sokkelmontage
: : : : :
DC24V (18V t/m 32V) 0.5A t/m 10A bimetaal/shunt NO/NC Module 17plus,SVS- series
Elektronische onderbreking bij overstroom/kortsluiting Galvanische onderbreking bij overstroom/kortsluiting
DC24V
ESX10-… 42
ESX10
Beveiliging van DC24V circuits tegen overlast en kortsluiting met ESX10 en ESX10-T ESX10 en/of ESX10-T = ESS20 MAAR: zonder galvanische scheiding! Puur elektronische trip curve Actieve begrenzing Kortsluiting Overlast
ESX10-T
: 1.3 x Inom tot 1.8 x Inom : Elektronisch na ong. 100 ms … 2s : Elektronisch na 3 s
DC24V
REF16 43
Resetable Electronic Fuse Prijsgunstige elektronische beveiliging Compacte bouwvorm Veiligheidssokkel met codering Stroomlimitatie Enkelvoudige werkingscurve Van 1A tot en met 10A
DC24V
Verdere Kenmerken en Voordelen 44
MCB plus signaal module
- 50 %
ESX10-T
DIN-rail montage Plaats besparend Modulair Geen extra kosten Conform
DC24V
ESS22-T – De 2-polige Automaat
45
ESS22-T De eerste elektronische 2-polige automaat voor DC24V 11
13
1.2
1.1
3.1
LINE+
3.2
LINE-
A1
A2
IN+
Failsafe
I>
I>
Steuer-
Hauptkontakte
Si
LOAD+ 12
14
2.1
elektronik
LOAD2.2
4.1
4.2
B1
IN-
B2
DC24V
Complete Serie voor Machine & Systeem 46
Selectieve overstroom bescherming en flexibele power distributie van één bron:
• ESS20 in combinatie met Power distributie systeem 17plus of SVSxx ESX10 en/of ESS20 met 17plus
• ESX10 in combinatie met Power distributie system 17plus of SVSxx
ESX10-T
ESX10 en/of ESS20 met SVS
• ESX10-T voor DIN-rail montage; Flexibele opbouw tot compacte modules
DC24V
PROFIBUS – Distributie Systeem SVS16
Kenmerken:
- 8 of 16 Kanalen - PROFIBUS-comatible - Voor gebruikt van: ESX10-124-DC24V E1048-7XX
47
DC24V
Berekeningstool 48
DC24V
Applicatie voorbeelden 49
Applicatie voorbeelden uit: Staalindustrie Medicijnen Industrie Productiemachines
DC24V
Applicatie voorbeelden 50
Staalindustrie Project warme Wals SVS16 met E-1048-7xx
DC24V
Applicatie voorbeelden 51
Staalindustrie Project koude Wals ESX10-T en ESS20
DC24V
Applicatie voorbeelden 52
Medicijnen Industrie Project DC24V Distributiekast 8345 (Hydro-Magnetische automaat) “BAYER” 19inch Rack en ESS20
DC24V
Productiemachines 53
Productiemachines Selectieve DC24V protectie
Plugbare apparaten ESS20/ESX10 Betere prestaties in het schakelen van capacitieve lasten, 30 min-klemmen (SVS04-08-…-K01) Reductie van extra potentiale klemmen
Meer plaats in de schakelkast ESX10 tot 12A beschikbaar
DC24V
Enkele Referenties 54
DC24V Elektronische Beveiligingsschakelaars Bayer / Lanxess - 24VDC Distributie Netwerk met ESS20 en 8345 Styrolution - 19“Rack; Power Distributie met ESX10/E-1048 Arcelor Mittal - E-1072, ESX10-T, ESS22-T Autojet - ESX10-T GlaxoSmithKline (Waver) - ESS22-T Siemens: Power Generation - ESS20 BMW,Audi, VW - ESS20, ESX10, SVS03 CERN (deeltjesversneller) - ESS20 Kerncentrale Doel - ESS20
DC24V
Hands-On 55
Demo & Vragen? Bezoek onze stand hier in het Evoluon
56
Dank U voor uw aandacht Laat ons u helpen om een veilige, bedrijfszekere en conforme productielijn te vormen!
57
E-T-A Benelux SA/NV G. Stassart Laan 109 B-1070 Brussel Tel.: +32 (0) 2 52 33 097
Sales Belgium:
Sales Netherlands:
GSM: +32 (0) 486 68 34 13
[email protected] www.e-t-a.be
GSM: +31 (0) 6 525 96 259
[email protected] www.e-t-a.nl
