Projektování automatizovaných systémů

Projektování automatizovaných systémů Osvald Modrlák, Petr Školník, Jaroslav Semerád, Albín Dobeš, Frank Worlitz

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Jistící a ochranné přístroje nízkého napětí


Poruchové stavy Nebezpečí poškození elektrického zařízení

Nebezpečí úrazu elektrickým proudem

* zkrat - dynamické činky * poškození izolace - tepelné účinky * průraz na kostru - pokles napětí * uvolněný vodič •přetížení - tepelné • účinky * přepětí a podpětí * zemní spojení *…


Přístroje, které mohou plnit jistící a ochrannou funkci zároveň

• Pojistky

• Jističe


Základní parametry jistících přístrojů

• • • • • • •

soustava jmenovité napětí a frekvence jmenovitý proud vypínací charakteristika vypínací schopnost způsob připojení příslušenství


Pojistky nízkého napětí Princip: Pojistka pracuje na principu nejslabšího místa na vedení. Tavný vodič se při průtoku proudu působením Joulova tepla přeruší.

2 W=R*I *t


Působení pojistky


Působení pojistky • citlivost – běžné pojistky – (1,3 – 1,6) In - pro polovodiče – (1,1 – 1,25) In • mají malou citlivost na nízké nadproudy • dobře působí při velkých přetíženích a zkratových proudech • některé pojistky mají ukazatel stavu • některé pojistky mají vybavovací zařízení, po přerušení jedné fáze se odpojí ostatní fáze


Charakteristiky pojistek příklad – válcová pojistka PV22 40 A


gG - charakteristika pro normální použití aM - charakteristika pro motory gR -charakteristika pro polovodiče (zkrat a přetížení); aR –(pouze zkrat)


Tavná charakteristika PV22 gG 40A - tv=f(Ip)

tv - doba tavení (s) Ip – poruchový (předvídaný) proud (A) tv=0,5 s

Ip=200 A

Ip = 200 A tv = 0,5 s


Omezující charakteristika PV22 gG 40A hraniční čára Iomax=f(Ip) I omez – mezní hodnota proudu- amplituda Iomez=3200 A

Ip – poruchový proud efektivní hodnota

Ip=6000A

Im

Im = 690 A Ip = 6000 A Iomez = 3200 A

– hodnota poruchového proudu, od které má daná pojistka omezující schopnost (z pohledu velikosti proudu)


Energetická charakteristika PV22 gG 40A – 2*t=f(I ) I p hraniční čára I2*t – celková energie, která projde po zkratu Ip – poruchový proud efektivní hodnota

I2*t=10000 A2s

Ip=6000A

Im

Im = 500 A Ip = 6000 A I2*t = 10000 A2s

– hodnota poruchového proudu, od které má daná pojistka omezující schopnost (z pohledu energie)


Rozdělení pojistek Trubičkové pojistky – Ivyp. – malý jištění koncových zařízení Závitové pojistky - Ivyp. – 8 kA starší rozvody, přípojkové skříně Válcové pojistky - Ivyp. – 120 kA moderní rozvody, možnost umístění na DIN lištu Nožové pojistky - Ivyp. – 120 kA přípojkové skříně, průmyslové rozvody Pojistky pro polovodiče - Ivyp. – 120 kA


Pojistky - závěr 1. Pojistky mají velmi dobré vlastnosti při zkratu rychlost omezující schopnost spolehlivost 2. Špatně chrání proti přetížení (malá citlivost) 3. Omezené využití v automatizovaných provozech 4. Tavná vložka se nesmí opravovat 5. Jsou levné a spolehlivé


Instalační jističe; Jistič je přístroj, který je schopen zapnout a vypnout obvod bez ohledu na velikost proudu až do své mezní vypínací schopnosti Icu.

Funkce jističe: jističe: * ochrana obvodů proti zkratu a přetížení * ovládání při normálních stavech * ochrana osob před nebezpečných dotykem


Popis a konstrukce 1. připojovací svorky 2. zkratová spoušť 3. tepelná spoušť 4. pevný kontakt 5. pohyblivý kontakt 7. zhášecí komora 9. ovládací páčka 10. spínací mechanismus 11. hlavní pružina 13. indikace stavu 14. seřizovací systém


Působení jističe Tepelná spoušť bimetal

Je časově nezávislá a chrání proti zkratu

t (s)

t (s )

Je časově závislá a chrání proti přetížení

Zkratová spoušť elektromagnet

I (A)

I (A)


Ideální charakteristika jističe Výsledná charakteristika je dána složením obou charakteristik oblast působení tepelné spouště

In -jmenovitý proud jističe x-nastavení zkratové spouště

t (s)

oblast působení zkratové spouště

1

x

I/In (-)


Charakteristiky jističe • charakteristika B - jištění obvodů, které nezpůsobují proudové rázy, domovní rozvody • charakteristika C - jištění obvodů, které způsobují běžné proudové rázy, všeobecné použití • charakteristika D - jištění obvodů s velkými proudovými rázy, motory, transformátory • charakteristika Z

- elektronické obvody

• charakteristika MA - nemá ochranu proti přetížení, motory, transformátory


Podmínky pro působení jističe Tepelná spoušť B, C, D ☺ pro I < 1,13In - jistič nesmí vypnout (t>1 hod.) ☺ pro I > 1,45In - jistič musí vypnout (t<1 hod.) Tepelná spoušť Z ☺ pro I < 1,05In - jistič nesmí vypnout (t>2 hod.) ☺ pro I > 1,2In - jistič musí vypnout (t<1 hod.) Zkratová spoušť (může se lišit podle výrobce) ☺ charakteristika B -(3 – 5) In ☺ charakteristika C - ( 5 – 10) In ☺ charakteristika D - (10 – 20) In ☺ charakteristika Z -(2 – 3) In


tolerance v působení jističe při přetížení.

t=(12-40) s t=(12

Je-li I=2*(I/In) doba vypnutí musí ležet v rozsahu 12 – 40 sekund ochrana vedení, bytové rozvody (zásuvky), dlouhá vedení, ochrana před nebezpečným dotykem univerzální jistič, běžné obvody, obvody s malými proudovými rázy obvody s velkými proudovými rázy - motory a transformátory I=2*(I/In)


Ukázky jističů

OEZ Letohrad LSN Icu=10 kA

Merlin Gerin C120H Icu=15 kA

ABB S200 Icu=6 kA


Příslušenství C120H (podle výrobce)

OF – signalizace stavu jističe SD – signalizace zapůsobení spouště MNs – zpoždění 0,2 s; MNx – nevybaví při výpadku U MX + OF – napěťová spoušť pro dálkové vybavení jističe + signalizační kontakt MN – podpěťová spoušť – vybaví při poklesu pod 70% Un, použití pro TOTAL STOP

Projektování automatizovaných systémů

Recommend Documents