Izbor upravljačkih i zaštitnih uređaja

Odabir rasklopnih uređaja i zaštitnih uređaja za električne prijemnike vrši se na temelju nazivnih podataka potonjih i parametara njihove elektroenergetske mreže, zahtjeva za zaštitu prijamnika i mreže od nenormalnih načina rada, radnih zahtjeva, posebno frekvenciju prebacivanja i uvjete okoline okruženje u kojem su uređaji instalirani.

Izbor uređaja prema vrsti struje, broju polova, naponu i snazi

Izvedba svih električnih uređaja je izračunata i označena od strane proizvođača za vrijednosti napona, struje i snage određene za svaki uređaj, kao i za određeni način rada. Dakle, odabir opreme za sve ove karakteristike u biti se svodi na pronalaženje, na temelju kataloških podataka, odgovarajućih tipova i veličina aparata.

Izbor uređaja prema uvjetima električne zaštite

Prilikom odabira zaštitnih uređaja, trebali biste razmotriti mogućnost sljedećih abnormalnih načina rada:

a) kratki spojevi faza-faza,

b) zatvaranje faze kućišta,

c) povećanje struje uzrokovano preopterećenjem tehnološke opreme, a ponekad i nepotpunim kratkim spojem,

d) nestanak ili prekomjerno smanjenje napona.

Zaštita od struje kratkog spoja mora biti osigurana za sve električne potrošače. Trebao bi raditi s minimalnim vremenom putovanja i trebao bi biti onemogućen udarnim strujama.

Zaštita od preopterećenja je potrebna za sve kontinuirane potrošače energije, osim u sljedećim slučajevima:

a) kada se preopterećenje električnih prijamnika iz tehnoloških razloga ne može izvesti ili je malo vjerojatno (centrifugalne pumpe, ventilatori i sl.),

b) za elektromotore snage manje od 1 kW.

Zaštita od preopterećenja nije obavezna za elektromotore koji rade u kratkotrajnom ili isprekidanom načinu rada. U opasnim područjima zaštita od preopterećenja električnih prijamnika obavezna je u svim slučajevima. Zaštita od niskog napona mora se ugraditi u sljedećim slučajevima:

a) za elektromotore koji se ne mogu priključiti na mrežu pod punim naponom,

b) za elektromotore čije je samopokretanje neprihvatljivo iz tehnoloških razloga ili predstavlja opasnost za servisno osoblje,

c) za ostale elektromotore čije je isključivanje u slučaju nestanka struje potrebno radi smanjenja ukupne snage pokretanja električnih potrošača priključenih na mrežu na dopuštenu vrijednost, a eventualno i sa stajališta pogonskih uvjeta mehanizama.

Osim navedenog, motori s istosmjernom, paralelnom i mješovitom pobudom moraju biti zaštićeni od pretjeranog povećanja broja okretaja u slučajevima kada takvo povećanje može dovesti do opasnosti za ljudski život ili značajnih gubitaka.

Zaštita od pretjeranog povećanja broja okretaja može se izvesti raznim specijalnim relejima (centrifugalnim, indukcijskim itd.).

Budući da je zaštita od preopterećenja i kratkog spoja od posebne važnosti u elektroenergetskim mrežama, malo ćemo se detaljnije zadržati na temeljnoj strani ovog pitanja.

Struja kratkog spoja mora se isključiti odmah ili gotovo odmah. Njegova vrijednost u različitim dijelovima mreže može biti vrlo različita, ali se gotovo uvijek može pretpostaviti da zaštitni uređaji moraju pouzdano i brzo isključiti svaku struju koja je znatno veća od početne, a istodobno ni u kojem slučaju ne bi smjeli ne može se aktivirati pri normalnom pokretanju.

Struja preopterećenja je svaka struja koja je veća od nazivne struje motora, ali nema razloga zahtijevati da se motor isključi pri svakom preopterećenju.

Poznato je da je dopušteno određeno preopterećenje i elektromotora i njihove opskrbne mreže, te da je njegova vrijednost veća što je preopterećenje kraće. Stoga su jasne prednosti zaštite od preopterećenja takvih uređaja koji imaju "zavisnu karakteristiku", tj. čije se vrijeme odziva smanjuje kako se višestruko preopterećenje povećava.

Budući da, s vrlo rijetkim iznimkama, zaštitni uređaj ostaje u strujnom krugu motora čak i tijekom pokretanja, ne bi se trebao aktivirati s početnom strujom normalnog trajanja.

Iz gornjih razmatranja jasno je da, u načelu, za zaštitu od struja kratkog spoja treba koristiti neinercijski uređaj podešen na struju znatno veću od početne, a za zaštitu od preopterećenja, naprotiv, inercijski uređaj s ovisnom karakteristikom, odabran tako da ne radi na vremenskom pokretanju. Ove uvjete u najvećoj mjeri ispunjava kombinirani okidač koji kombinira toplinsku zaštitu od preopterećenja i trenutno elektromagnetsko okidanje u slučaju struje kratkog spoja.

Samo trenutni uređaj konfiguriran za struju veću od početne ne pruža zaštitu od preopterećenja. Naprotiv, samo inercijski uređaj s ovisnom karakteristikom, koji se s velikim omjerom preopterećenja aktivira gotovo trenutačno, može ostvariti obje vrste zaštite samo ako se može postaviti udarnim strujama, odnosno ako mu je vrijeme početka -dulje od trajanja posljednjeg.

S ove točke gledišta, procijenimo sada različite zaštitne uređaje koji se koriste.

Osigurači, koji su se ranije naširoko koristili kao zaštitni uređaji, imaju niz nedostataka, a glavni su:

a) ograničena primjena za zaštitu od preopterećenja, zbog poteškoća u postavljanju udarnih struja,

b) nedovoljna, u nekim slučajevima, najveća isključena snaga,

c) nastavak rada elektromotora u dvije faze kada umetak pregori u trećoj fazi, što često dovodi do oštećenja namota motora,

d) nedostatak mogućnosti brzog obnavljanja hrane,

e) mogućnost korištenja nekalibriranih umetaka od strane operativnog osoblja,

f) razvoj nesreće s nekim vrstama osigurača, zbog prijenosa luka na susjedne faze,

g) prilično veliki raspon trenutnih vremenskih karakteristika čak i za homogene proizvode.

U usporedbi s osiguračima, zračni strojevi su sofisticiraniji zaštitni uređaji, ali imaju neselektivno djelovanje, posebno za neregulirane prekidne struje u automatskim instalacijskim strojevima, iako univerzalni strojevi imaju sposobnost selektivnosti, to se izvodi na kompliciran način.

Treba napomenuti da je zaštita od preopterećenja za instalacijske automatske uređaje osigurana toplinskim okidačima. Ova su izdanja manje osjetljiva od toplinskih releja magnetskih startera, ali su instalirana na tri faze.

Kod univerzalnih strojeva zaštita od preopterećenja je još grublja, jer imaju samo jedan elektromagnetski okidač. Istodobno je moguće izvesti podnaponsku zaštitu u univerzalnim strojevima.

Magnetski pokretači uz pomoć ugrađenih toplinskih releja ostvaruju osjetljivu dvofaznu zaštitu od preopterećenja, ali zbog velike toplinske tromosti releja ne ostvaruju zaštitu od kratkog spoja. Prisutnost zavojnice za držanje u starterima omogućuje zaštitu od preniskog napona.

Zaštita od preopterećenja i kratkog spoja može se osigurati strujnim elektromagnetskim i indukcijskim relejima, ali oni također mogu djelovati samo preko okidača, a sklopovi koji ih koriste su složeniji.

S obzirom na navedeno i postavljene zahtjeve za uređaje za upravljanje i zaštitu, mogu se dati sljedeće preporuke.

1. Za ručno upravljanje električnim prijamnicima s malim udarnim strujama može se

koristi se ključevi od noževa te osigurači ugrađeni u razne električne strukture ili razvodne i kutije za napajanje… YARV kutije bez osigurača koriste se kao rastavljači za trolejbusske linije, autoceste itd.

2. Za ručno upravljanje elektromotorima snage do 3 — 4 kW, koji ne zahtijevaju zaštitu od preopterećenja paketne sklopke.

3. Za elektromotore do 55 kW koji zahtijevaju zaštitu od preopterećenja, najčešći uređaji su magnetski starteri u kombinaciji s osiguračima ili zračnim prekidačima.

Sa snagom elektromotora većom od 55 kW, elektromagnetski kontaktori u kombinaciji sa zaštitnim relejima ili zračnim prekidačima. Mora se zapamtiti da kontaktori ne dopuštaju prekid kruga u slučaju kratkog spoja.

4. Za daljinsko upravljanje potrošačima električne energije potrebna je uporaba magnetskih pokretača ili kontaktora.

5. Za ručno upravljanje električnim prijamnicima s malim brojem pokretanja na sat moguće je koristiti automatske sklopke.