Niskonaponske Mreze i Instalacije 06

Niskonaponske mreže i instalacijeNiskonaponske mreže i instalacije

Prof.dr.sc. Slavko Krajcar

2

Tehnički standardi i propisiTehnički standardi i propisi

standardistandardi

normenorme

zakoni i propisizakoni i propisi

tehnički uvjetitehnički uvjeti

Tehnički standardi i propisiTehnički standardi i propisi

• standardistandardi (ISO, IEC, CENELEC) (ISO, IEC, CENELEC)

• propisi (Zakoni, Pravilnici)propisi (Zakoni, Pravilnici)

• tehnički uvjetitehnički uvjeti (HEP) (HEP)

• normenorme (DIN, VDE, ASA, NEC, GOST, NF, BS,... (DIN, VDE, ASA, NEC, GOST, NF, BS,...HRNHRN))

Monday, April 17, 2023

4

Grafički simboli (1)Grafički simboli (1)


5

Grafički simboli (2)Grafički simboli (2)

Električne sheme - klasifikacijaElektrične sheme - klasifikacija

Klasifikacija električnih shemaKlasifikacija električnih shema pregledna shemapregledna shema (pomoću simbola (pomoću simbola

pojednostavljeno prikazuje najvažnije dijelove pojednostavljeno prikazuje najvažnije dijelove postrojenje ili dijela postrojenja s postrojenje ili dijela postrojenja s funkcionalnim međuvezama);funkcionalnim međuvezama);

strujna shemastrujna shema (prikazuje tok struje sa svim (prikazuje tok struje sa svim kontaktima i detaljima; redoslijed kontakata kontaktima i detaljima; redoslijed kontakata je isključivo prema električnoj funkcionalnosti je isključivo prema električnoj funkcionalnosti i neovisan o stvarnom položaju na samom i neovisan o stvarnom položaju na samom uređaju);uređaju);

shema djelovanjashema djelovanja (prikazuje sve aparate i (prikazuje sve aparate i spojeve u svim pojedinostima; svaki aparat se spojeve u svim pojedinostima; svaki aparat se crta sa svim svojim kontaktima i spojevima - crta sa svim svojim kontaktima i spojevima - način rada; raspored aparata nije u zavisnosti način rada; raspored aparata nije u zavisnosti od njihovog stvarnog rasporeda u prostoru)od njihovog stvarnog rasporeda u prostoru)

Klasifikacija električnih shemaPregledne shemeKlasifikacija električnih shemaPregledne sheme

pregledna shema pogona asin.

motora

pregledna shema električne instalacije

stana

Strujna shema, shema djelovanjaStrujna shema, shema djelovanja

strujna shema upravljanja asin.

motorom

shema djelovanja pogona asin. motora

Klasifikacija električnih planovaKlasifikacija električnih planova

priključni plan (raspored rednih stezaljki s naznačenim spojevima prema aparatima na jednoj strani i naznačenim vodovima na drugoj strani)

plan mreže (prikazuje položaj vodova, transformatorske stanice, javne rasvjete, te spojne točke s pripadajućim uređajima za jedno područje; ucrtava se u zemljopisne karte ili planove naselja i gradova)

plan instalacije (prikazuje položaj vodova za rasvjetu, energiju i uređaje slabe struje u građevinskim nacrtima)

plan vodova (prikazuje položaj vodova unutar jednog aparata, između dva aparata ili grupe aparata)


11

Označavanje elem. el. postrojenja (1)Označavanje elem. el. postrojenja (1)

• element – komponenta, sklop ili dio postrojenja predstavljen jednim simbolom

• oznaka – jedinstvena u projektantskoj dokumentaciji jednog postrojenja (sheme, popisi opreme, upute, opisi,..) ali i uz element u samom postrojenju, sklopu (barem dio oznake)

• oznaka – 4 skupine znakova (IEC – 750/1983)

– skupina 1 = postrojenje ili dio postrojenja– skupina 2 + mjesto ugradnje– skupina 3 - vrsta, broj i funkcija– skupina 4 : priključnica

• složene od slova i brojeva

• neke se skupine mogu izostaviti u oznaci

Označavanje elem. el. postrojenja (2)Označavanje elem. el. postrojenja (2)

Primjeri:=B+K2-S2G:2

sklopno postrojenje 12 kV

komandna ploča K, polje 2

sklopka br. 2 za ispitivanje

stezaljka 2

=C2-M3

mlin sirovine br. 2 motor br. 3

=A+2A1:A

sklopno postrojenje 110 kV

upravljački ormar br. 2, polje 1

stezaljka

Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3

Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3Označavanje elemenata električnih postrojenja (3) – Skupina 3

Projekt NN mreže i instalacijeProjekt NN mreže i instalacije• PROJEKT je pismeni rad kojim se određuju svi potrebni PROJEKT je pismeni rad kojim se određuju svi potrebni

podaci za izvedbu i održavanje.podaci za izvedbu i održavanje.• CILJ i ZADATAK projekta je:CILJ i ZADATAK projekta je:• tehnički (izvedba, održavanje)tehnički (izvedba, održavanje)• ekonomski (troškovi)ekonomski (troškovi)• organizacijski (nabava materijala, organ. struktura)organizacijski (nabava materijala, organ. struktura)• regulacijski (energetska suglasnost, urbanistička regulacijski (energetska suglasnost, urbanistička

suglasnost, građevinska dozvola, vodoprivredna, itd.)suglasnost, građevinska dozvola, vodoprivredna, itd.)• PROJEKT može biti:PROJEKT može biti:• idejniidejni• investicijskiinvesticijski• glavniglavni• izvedbeniizvedbeni

Projekt NN mreže i instalacijeProjekt NN mreže i instalacije

• PROJEKT se sastoji od:PROJEKT se sastoji od:• tekstualnog dijela: tekstualnog dijela:

– uvoda (podaci o investitoru i projektantu)uvoda (podaci o investitoru i projektantu)– projektnog zadatkaprojektnog zadatka– regulacijskog dijelaregulacijskog dijela– tehničkog opisa (opis djelovanja el.mreže ili instalacije)tehničkog opisa (opis djelovanja el.mreže ili instalacije)– proračuna (snaga trošila, vršno opterećenje, tip i presjek proračuna (snaga trošila, vršno opterećenje, tip i presjek

vodova, otpor uzemljenja, zaštita od previsokog dodirnog vodova, otpor uzemljenja, zaštita od previsokog dodirnog napona i prenapona)napona i prenapona)

– predmjer radova ili troškovnikapredmjer radova ili troškovnika– specifikacije materijalaspecifikacije materijala

• nacrtanacrta

Niskonaponske mrežeNiskonaponske mreže• NISKONAPONSKOM MREŽOMNISKONAPONSKOM MREŽOM smatraju se strujni smatraju se strujni

krugovi od izvora struje do sabirnica, odnosno krugovi od izvora struje do sabirnica, odnosno priključka za osigurač na kućnom priključnom ormariću priključka za osigurač na kućnom priključnom ormariću (KPO) s nazivnim naponom do 1 kV.(KPO) s nazivnim naponom do 1 kV.

• ELEKTRIČNOM INSTALACIJOMELEKTRIČNOM INSTALACIJOM smatraju se strujni smatraju se strujni krugovi poslije (gledajući u smjeru toka električne krugovi poslije (gledajući u smjeru toka električne energije) sabirnica, odnosno od osigurača na KPO.energije) sabirnica, odnosno od osigurača na KPO.

• moderni razvoj sve više briše razlike u izvedbi između moderni razvoj sve više briše razlike u izvedbi između NN mreže i instalacije (npr. vršno opterećenje naselja s NN mreže i instalacije (npr. vršno opterećenje naselja s cca. 5000 stanovnika iznosi 4-5 MW, a toliko je npr. cca. 5000 stanovnika iznosi 4-5 MW, a toliko je npr. vršno opterećenje veće poslovne zgrade - Importane)vršno opterećenje veće poslovne zgrade - Importane)

Niskonaponske mreže - vrsteNiskonaponske mreže - vrste

nadzemna NN mreža nadzemna NN mreža i i kućna instalacijakućna instalacija

kabelska NN mreža i kabelska NN mreža i kućna instalacijakućna instalacija

industrijska NN industrijska NN mreža i mreža i kućna instalacijakućna instalacija

Niskonaponske mrežeNN razvod u SN TSNiskonaponske mrežeNN razvod u SN TS

NN razvod u SN TS 2 x 400 kVA

Niskonaponske mreženadzemni ormari (NO)Niskonaponske mreženadzemni ormari (NO)

nadzemni ormar (NO) u niskonaponskoj mreži

Niskonaponske mrežekabelski priključak sa stupaNiskonaponske mrežekabelski priključak sa stupa

kabelski priključak stambenog objekta u NN mreži

Niskonaponske mrežeKućni priključni ormar (KPO))Niskonaponske mrežeKućni priključni ormar (KPO))

primjer položaja KPO kod priključka individualnog stambenog objektaprimjer položaja KPO kod priključka individualnog stambenog objekta

Niskonaponske mrežeKPO iznutraNiskonaponske mrežeKPO iznutra

KPO s uređajimaKPO s uređajima

Sklopni aparati niskog naponaSklopni aparati niskog napona• Namjena sklopnih aparata niskog napona (Un≤1kV):

– zaštita (preopterećenja, kratki spoj, zaštita od indirektnog dodira)– izolacija– sklapanje u normalnim i izvanrednim pogonskim prilikama

• Podjela:– osigurači

samostalno prekidaju strujni krug rastaljivanjem vodljivog dijela uzrokovanog djelovanjem električne struje

– sklopke• namjerom poslužioca ili samostalno (bez intervencije poslužioca) spajamo, odnosno

prekidamo strujne krugove• dijelovi za spajanje nalaze se čvrsto vezani u jednom kućištu• prema mogućnosti uklapanja dijele se na:

– besteretna sklopka (kada nema opterećenja ili uz malo opterećenje npr. u praznom hodu)– teretna sklopka (može uklapati nazivnu struju, a prekidati do 3 In)– motorska sklopka (može uklapati i prekidati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopterećenju

motora)– NN prekidač ili učinska sklopka (može uklapati i prekidati struje do struja kratkog spoja)

Sklopni aparati niskog naponaSklopni aparati niskog napona– sklopke

• prema načinu gašenja luka dijele se na:– zračne– uljne– vakumske– magnetske ,itd.

• prema primjeni:– zaštitne sklopke

zaštita od nedopustivih termičkih i mehaničkih naprezanja kod nedopustivih iznosa struje, napona pogreške i podnapona

– upravljačke sklopkeovisno o ulozi u tehnološkom procesu uklapaju i prekidaju strujne krugove

– rastavne sklopkerastavljanje strujnog kruga s vidljivim položajem kontakata ili pokazivačem sklopnog položaja

– komandne sklopkeuklapaju pomoćne strujne krugove (npr. releji)

• Posljednjih nekoliko godina sklopke se tako brzo razvijaju da im se u prosjeku svakih 7 godina udvostručuje rasklopna snaga. Na taj način dolazi do smanjenja ili uklanjanja prednosti koje na području zaštite mreža i uređaja NN imaju NN osigurači.

Sklopni aparati niskog naponaOsiguračiSklopni aparati niskog naponaOsigurači

• sklopni aparat koji služi kao zaštitni organ• simbol

• do taljenja jednog ili više topljivih vodiča dolazi ukoliko struja određene veličine protječe dovoljno dugo kroz osigurač

• ukoliko je rastalno vrijeme osigurača kraće od 5ms, osigurač ograničava jakost struje kratkog spoja jer je prekida već u porastu što je prednost s obzirom na smanjenje termičkih i dinamičkih naprezanja elemenata iza osigurača

• Ip je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja će se pojaviti u krugu s osiguračem

Sklopni aparati niskog napona - OsiguračiSklopni aparati niskog napona - Osigurači

• Standardi koji se odnose na NN osigurače:– IEC 60269– DIN VDE 0636

• Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:– Funkcionalni razredi:

Funkcionalne osobine osigurača određuju se prema karakteristici struja-vrijeme.

Funkcionalni razred određuje u kojem se strujnom području rastalni uložak mora istopiti.• funkcionalni razred g ili osigurači za opću uporabu (g=general use ili full-range breaking

fuse-link):

rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne i može isklopiti struje od najmanje struje aktiviranja do prekidne moći (nazivne rasklopne struje)namijenjeni su zaštiti od kratkog spoja i preopterećenja


• Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:– Zone taljenja (konvencionalne struje) prema

funkcionalnim razredima:• razred g:

Osigurači iz ovog razreda štite strujne krugove od preopterećenja i struja kratkog spoja.Konvencionalne struje kod kojih ne smije odnosno dolazi obavezno do taljenja ovih osigurača zadane su standardom (IEC 269).

• manja ispitna struja (Inf) je struja kod koje u vremenu od jednog sata ne smije doći do pregaranja osigurača

• veća ispitna struja (I2) je vrijednost struje kod koje u vremenu od jednog sata mora doći do pregaranja osigurača

klasa nazivna struja manja ispitna struja veća ispitna struja trajanje ispitivanja

In Inf I2 h

npr. za osigurač In=32A vrijedi da pri struji Inf=1.25x32A=40A ne smije pregorjeti ako ona traje 1h

ali ako se radi o struji većoj ili jednakoj I2=1.6x32A=52.1A on mora pregorjeti u vremenu 1h

vremensko-strujna karakteristika koja odgovara taljenju do uspostave luka

vremensko-strujna karakteristika prekidanja struje


• Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima:– Funkcionalni razredi:

• funkcionalni razred a ili osigurači za pojedina područja (eng. partial-range breaking fuse-link)

rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne a može isklopiti struje veće od određenog višekratnika svoje nazivne struje (npr. za osigurače razreda aM izvedbe Merlin Gerin višekratnik 4, a u Končarevoj izvedbi 6.3, za aR 2.7) do prekidne moći (nazivne rasklopne struje)

namijenjeni su samo zaštiti od kratkog spoja

• Pogonski razredi:Kategorije upotrebe G i M iz IEC standarda zamijenjene su u postojećem DIN/VDE standardu vrstom štićenog objekta:

• G (prije L) vodovi i kabeli (npr. rasvjeta, instalacije)• M sklopni aparati (Končar, motorski krugovi uključujući sklopne aparate)• B postrojenja u rudarstvu• Tr energetski transformatori• R poluvodički uređaji


Na primjer, moguće oznaka osigurača je gL = opća zaštita vodova i kabela, aM = posebna zaštita motora, itd.


• Prekidna moć (ili nazivna rasklopna struja) najveća je struja (efektivna vrijednost) koju osigurač pod određenim propisanim uvjetima (npr. faktor snage) može isklopiti.

• Podjela osigurača prema izvedbi i području primjene:– osigurači velike prekidne moći ili visokoučinski osigurači (NH, NVO)– instalacijski osigurači

• DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D)• NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do)


• Visokoučinski osigurači:– Namijenjeni su prekidanju velikih struja

preopterećenja i kratkog spoja u NN mrežama. Takve se struje najčešće javljaju u NN razdjelnim mrežama i industrijskim mrežama (i to za nazivne napone 500 V, a rjeđe i 660 V).

– Visokoučinski osigurači se sastoje od:• osnove (podnožje) s nožastim kontaktima• topljivog umetka (patrone)• izolacijske ručke (zamjena topljivog umetka –

može biti tropolna ili jednopolna)• indikator pregaranja

postoji izvedba bez izolacijske ručke (tzv. zglobni visokoučinski osigurač)

topljivi umetak

osnova (podnožje)

izolacijska ručka

zglobna izvedba


• Visokoučinski osigurači:– Nazivni napon osigurača jest

najniža vrijednost nazivnih napona njegovih dijelova. Nazivni napon topljivog umetka mora biti manji ili jednak nazivnom naponu osnove osigurača.

– Rastalne karakteristike su tromo-brze

tv je virtualno rastalno vrijeme

Ik je efektivna vrijednost struje kratkog spoja

tv

Ik


• Visokoučinski osigurači:– Uspješno se primjenjuju za ograničavanje struje

kratkog spoja (prekidaju struju prije nego što ona postigne maksimalnu vrijednost).

I”k je početna efektivna vrijednost struje kratkog spojaIu je udarna (maksimalna tjemena) vrijednost struje kratkog spojaIp je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja će se pojaviti u krugu s osiguračem

– npr. neka je I”k=20kA, kada u strujnom krugu ne bi bilo osigurača, njime bi potekla struja čiji bi maksimalni iznos dosegao Iu=42kA ako je udio istosmjerne komponente u ukupnoj struji kratkog spoja 50% (točka A); sa osiguračem ta struja ostaje ograničena na Ip=12kA (točka B).

I”k

Iu

Ip

nazivne struje osigurača, IN


• Visokoučinski osigurači:– ovi osigurači ne moraju biti zaštićeni od dodira dijelova pod naponom, a sve

manipulacije obavlja osposobljena osoba– prekidne moći kreću se do 120 kA (zbog visoke prekidne moći, te mogućnosti

ograničenja takvih velikih struja kratkog spoja često se koriste)

visokoučinski osigurači izvedbe Siemens

visokoučinski osigurači izvedbe Končar


• Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene):

– Upotreba ovih osigurača namijenjena je nepoučenim osobama, stoga osigurači moraju biti zaštićeni od dodira s dijelovima pod naponom.

– Izvedbe:• DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D) za

nazivne napone do 550V (u inozemstvu i za napon 660V, a struje do 63A).

• NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do) za napone 380V.

– Osnovni dijelovi:• kapa• topljivi umetak• kalibarski prsten• zaštita od dodira dijelova pod naponom• osnova

DIAZEDNEOZED


• Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene):– Kalibarski prsten sprječava ulaganje rastalnog uloška veće nazivne struje nego što

odgovara prstenu montiranom u osnovu.– Veličine i boje rastalnih uložaka (boje odgovaraju i boji kalibarskog prstena).



– Osigurači za zaštitu u domaćinstvima odgovaraju karakteristikama gG osigurača.

– Rastalne karakteristike ovih osigurača mogu biti:

• super brze (nj. flink)• brze • sporo-brze (spore u području

preopterećenja, brze u području struja kratkog spoja)

• spore

I˝k

tv


• Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene):– Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• oblikom poprečnog presjeka

I˝k

tv

presjek 1 odnosno 2

presjek 1 odnosno 2


• Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene):– Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• oblikovanjem presjeka rastalnice

I˝k

tv



I˝k

tvlem

kratki spoj

preopterećenje

– Efekti brzine postižu se tehnološkim zahvatima na rastalnici:

• legiranjem (sporo-brza karakteristika – dijelovi rastalnice spajaju se lemom niskog tališta koji se rastali pri malim strujama preopterećenja, a kod većih struja rastali se cijela rastalnica)

Sklopni aparati niskog naponaInstalacijski automatski prekidači (osigurači)


• Često se u praksi pogrešno nazivaju automatski osigurači ili LS automati (Leitungsschutz Automaten), te minijaturni prekidači (eng. miniature circuit breakers).

• Prikladni su za ugradnju na onim mjestima u električnim instalacijama gdje se javlja struja kratkog spoja do 6 (25) kA i gdje su pogonske prilike takve da često dolazi do preopterećenja i kratkih spojeva.

izmjenični i istosmjerni strujni krugovi

izmjenični strujni krugovi

izmjenični i istosmjerni strujni

krugovi

nova izvedba(trajno ugrađivanje)

stara izvedba(za uvijanje u podnožje)

Područje primjene:

H – strujni krugovi u domaćinstvu

L – strujni krugovi za rasvjetu i upravljanje

G – strujni krugovi za uređaje (male motore)



• Izrađuju se s termičkim (bimetalnim) okidačem za isklapanje kod dugotrajnih malih preopterećenja i elektromagnetskim okidačem za kratkotrajna velika preopterećenja (kratke spojeve).

– 1 - termoplastični, nezapaljivi oklop– 2 - izlaz– 3 - lučna komora – 4 - elektromagnet (zajedno s okidačem koji trenutno otvara kontakte

prekidača)– 5 - ručica (0 – off; 1 –on)– 6 - fiksni kontakt– 7 - pomični kontakt– 8 - vodič luka (povezan s bimetalom; u slučaju kratkog spoja struja putem

vodiča luka zaobilazi bimetal i na taj način ga štiti)– 9 - bimetal– 10 - ulaz



• Usporedba karakteristika brzog i tromog instalacijskog osigurača, te instalacijskog automatskog prekidača (LS) iste nazivne struje.



• Osobine:– Poslije prekidanja strujnog kruga ne treba mijenjati topljivi umetak.– Mogu zamijeniti ulogu sklopke u strujnom krugu, premda to treba izbjegavati.– Manja im je prekidna moć od osigurača.– Skuplji su od osigurača, ali u prilikama s puno prekidanja su isplativiji.

• Izrađuju se za izmjenične napone 220 (230) i 380 (400) V, i za nazivne struje u rasponu 0.5-32 A.

• Na slici su prikazane karakteristike instalacijskih automatskih prekidača za pojedine namjene (prema starom DIN VDE 0100,§41 Nc).

– H - strujni krugovi u domaćinstvu– L - strujni krugovi rasvjete i upravljanja– K - aparati s motorima– G - rasvjeta i mali motori



Ispitne struje termičkog i elektromagnetskog okidača.

Kod manje ispitne struje termički okidač ne smije okinuti unutar 1h, a kod veće struje mora okinuti unutar 1h.

Elektromagnetski okidač mora trenutno okinuti kod navedene ispitne struje.



• Prema (novom) standardu IEC 60898, odnosno DIN VDE 0641-11 instalacijski automatski prekidači se prema karakteristikama dijele u četiri grupe:

– karakteristika tipa A:okidanje kod 2-3 Inzaštita mjernih transformatora i dugih vodova kod kojih je nužno prekinuti struju preopterećenja u vremenu do 0.4s

– karakteristika tipa B:okidanje kod 3-5 Inopća uporaba - zaštita instalacijskih strujnih krugova u domaćinstvima i funkcionalnim zgradama (djelatno i/ili slabo induktivno opterećenje)

– karakteristika tipa C:okidanje kod 5-10 Inzaštita strujnih krugova s induktivnim opterećenjem (motori, rasvjeta)

– karakteristika tipa D:okidanje kod 10 -20 Inzaštita strujnih krugova s visoko induktivnim opterećenjem (transformatori, kondenzatorske baterije)



• Ovisno o proizvođaču instalacijski automatski prekidači (tzv. minijaturni prekidači, MCB) proizvode se za nazivne struje sve od 0.3-125A, i prekidne struje do 25 kA.

• Na primjer (Merlin Gerin) :

–1 - oznaka modela–2 - tip karakteristike–3 - nazivna struja –4 - max. dozvoljeni pogonski napon–5 - prekidna struja–6 - serijski broj–7 - električna shema (broj polova)–8 - I2t klasifikacija

– C60a karakteristika tipa C, 6-63 A, 240 V, 4.5kA

– C60N karakteristika tipa C, 1-63 A, 240/480 V, 6kA

– C60H karakteristike tipa B,C i D, 1-63 A, 240/480 V, 10kA

– C120Nkarakteristike tipa B,C i D, 63-125 A, 240/415 V, 10kA

– C120Hkarakteristike tipa B,C i D, 10-125 A, 240/415 V, 15kA



• Na primjer (Moeller) :

• Na primjer (Siemens) :

–FAZ MCBkarakteristika tipa A, B, C, D, 0.5-63 A, 10 kA

–AZ HC MCBdo 125 A, 25 kA

– LS 5SY 4/5/6/7karakteristika tipa A, B, C, D, 0.3-63 A, 6,10,15 kA

– LS 5SX 2/4karakteristika tipa B, C, 0.3-63 A, 6,10 kA

– LS 5SP4karakteristika tipa B, C, D, 80-125 A, 10 kA

Sklopni aparati niskog napona PrekidačiSklopni aparati niskog napona Prekidači

• Osnova namjena NN prekidača je zaštita od struja kratkog spoja, premda

se oni mogu koristiti i kao zaštita od preopterećenja.

• Osim toga mogu se opremiti i podnaponskim modulom (reagira na

premale napone), odnosno modulom koji djeluje pri pojavi struje greške

• Ukoliko im je primarna namjena zaštita od preopterećenja i kratkog

spoja, onda se izvode (za razliku od VN prekidača) s dva pridružena

člana koji sasvim općenito mogu biti sastavni dio sklopnog aparata ili biti

sastavni dio strujnog kruga čije elemente se štiti.

• Dvije su moguće izvedbe pridruženih članova, kao:– okidač

– relej.

Sklopni aparati niskog napona PrekidačiSklopni aparati niskog napona Prekidači• Okidač:

– Kontaktni sistem prekidača mehanički je povezan sa zapornim mehanizmom koji naglo

otvara kontakte djelovanjem okidača (elektromagnetski – struja kratkog spoja, termički –

preopterećenje; ili elektronički) ili aktiviranjem ručnog pogona (odnosno daljinsko

upravljanje ako postoji). U novije vrijeme sve se više upotrebljavaju elektronički okidači koji

se mogu podešavati u širokom području struja kratkog spoja i preopterećenja (što nije slučaj

sa elektromehaničkim i termičkim okidačima).

• Relej:– Relej je zasebni sklopni aparat (komandna sklopka) koji reagira na razne fizikalne veličine

(npr. struja, napon, temperatura, vlažnost, vrijeme, itd). Kada se aktivira omogućava

upravljanje daljnjim uređajima (npr. okidač za isklapanje prekidača). Sasvim općenito izvodi

se kao mehanički, elektronički (statički), a u novije vrijeme i digitalni.


• okidač na prekidač djeluje izravno, dok relej (kao zasebni aparat) djeluje putem

električne energije u pomoćnom strujnom krugu.

• Osim toga za razliku od releja koji reagira na različite fizikalne veličine, okidač

redovito reagira na električne veličine (struja, napon).

• Karakteristika prekidača s pridruženim bimetalnim i nadstrujnim (elektromagnetskim) okidačem.

– a - termički okidač – hladno stanje

– b - termički okidač – toplo stanje

– c - elektromagnetski okidač

– d - trajanje prekidanja struje kratkog spoja

– Ir - najveća struja koju prekidač

može prekinuti (rasklopna struja)


• Karakteristika prekidača:– termički okidač štiti od preopterećenja s inverznom

karakteristikom (a – okidanje)

– elektromagnetski okidač može štititi na dva načina:

• s ograničenjem struje kratkog spoja (djeluje trenutno; n –

okidanje)

• bez ograničenja struje kratkog spoja (djeluje s vremenskim

zatezanjem što je potrebno za postizanje selektivnosti zaštite u

kombinaciji s ostalim sklopnim aparatima; z- okidanje)

• Sasvim općenito moguće su izvedbe prekidača i s više

nadstrujnih okidača.

atoplo

ahladno

n

atoplo

ahladno

n

z


• Simboli:

termički okidačNN prekidač

NN prekidač s termičkim okidačem

NN prekidač s z-nadstrujnim okidačem

NN prekidač s n-nadstrujnim okidačem

ili


• Prekidači se izabiru prema:– nazivnoj struji

– rasklopnoj struji (prekidna struja).


• Npr. Schneider Electric:– Masterpact M63

- zračni prekidač

- In = 6300 A

- prekidna struja 150 kA

• Sasvim općenito njihova namjena nije učestalo sklapanje u strujnom krugu.

• Iz gospodarskih razloga često se za ograničenje struje ipak koriste osigurači.

Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidačaSklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača

• Kombinacija prekidač – osigurač:– ukoliko vrijednost struje kratkog spoja u strujnom krugu može biti i veća od rasklopne

struje prekidača, onda se prekidač mora kombinirati s osiguračem koji prekida struje kratkog spoja koje su veće od prekidne moći prekidača

toplo

hladno

a n

osigurač

– za zaštitu od preopterećenja zadužen je termički okidač prekidača (a-okidanje)

– sve vrijednosti struja kratkog spoja do rasklopne struje prekidača trenutno prekida elektromagnetski okidač prekidača (n-okidanje)

– na taj način mogu se iskoristiti prednosti prekidača: istovremeno prekidanje sva tri pola, ponovni uklop neposredno nakon isklapanja


• Kombinacija prekidač – osigurač:

toplo

hladno

a n

osigurač

– osigurač mora djelovati pri strujama koje prelaze vrijednost rasklopne struje prekidača – pri tome da bi se isklopila sva tri pola prekidača (i kod nesimetričnih kvarova poput jednopolnog kratkog spoja) mora maksimalna vrijednost propuštene (odrezane) struje kratkog spoja (Ip) biti veća od proradne struje n-okidača


• Kombinacije prekidača (selektivnost):

ta = vrijeme prorade prekidača

te = vlastito vrijeme prekidača

td = vremensko zatezanje do otvaranja prekidača

to = vrijeme otvaranja prekidača = ta + td + te

tL = vrijeme trajanja luka

tg = ukupno trajanje isklapanja prekidača = to + tL



da bi se postigla selektivnost serijskom kombinacijom dvaju

prekidača potrebno je voditi računa o sljedećem:

• vremensko strujne karakteristike im se ne smiju sjeći, niti dodirivati

• u slučaju kad prekidač ima elektroničko termički okidač kao zaštitu od

preopterećenja, postoji samo jedna karakteristika okidanja u području

preopterećenja koja ne ovisi o stanju (opterećenju) prekidača u

trenutku nastanka preopterećenja

• u slučaju mehaničkog termičkog okidača kao zaštite od

preopterećenja, katalozi proizvođači najčešće vrijede za hladno stanje

(stoga je vrijeme otvaranja to u slučaju normalnih pogonskih prilika

kraće za otprilike 25%).

• karakteristike u katalozima odgovaraju prosječnim vrijednostima pa je

stoga nužno voditi računa o granicama tolerancije



karakteristike prekidača Q1 i Q2 iz prethodnog primjera (osjenčano područje oko karakteristika odgovara području rasipanja vrijednosti)

u dijagram su ucrtana samo karakteristična vremena (vrijeme zatezanja za prekidač Q2 i vrijeme otvaranja za prekidač Q1

tst2 = siguronosna razlika (gradacija) u vremenima otvaranja kontakata prekidača kada kroz oba teče struja kratkog spoja

Sklopni aparati niskog napona SklopkeSklopni aparati niskog napona Sklopke

• Rastavna sklopka:– može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

– može uklapati struje koje su znatno manje od nazivne struje (slično rastavljaču na SN i

VN)

– uklopno stanje mora biti vidljivo radi sigurnosti osoblja u postrojenju

– pogon je ručni

I<<In In

t


• Teretna sklopka– može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja

– mogu uklapati i isklapati struje do 3In

– razlika spram rastavne sklopke je što imaju komoru za gašenje luka

(slično učinskom rastavljaču na SN)

– pogon je u pravilu ručni, ali može biti i automatiziran– Končar grebenasta teretna sklopka

• služe za ručno upravljanje trošilima većih nazivnih snaga i obično je sastavni dio razvodnih uređaja


• Teretna sklopka

IIn

t

3In

izvedbe grebenaste sklopke:

radni kontakt

izbirni kontakt

prijeklopni kontakt


Sklopnik (kontaktor):• može trajno voditi nazivnu struju, a

kratkotrajno i struju kratkog spoja• može uklapati struje do k*In (najčešće k=10)• imaju prigrađen termički okidač kao zaštitu

od kratkog spoja u strujnom krugu, a može se i prigraditi elektromagnetski okidač

• ima jedno fiksno stanje, a to je da je isključen kada nema napona na svitku sklopnika

• aparat koji je osnova daljinskog upravljanja i regulacije u NN mrežama

• on impulse koji se daju malim naponima i strujama prenose na aparate kojima se prekidaju velike struje

• moguće ih je upravljati tipkalom ili teretnom sklopkom

• životna dob je reda veličine 1 milijun sklapanja

I

t

In 10In


• Motorska sklopka:– posebna vrsta teretne sklopke

prilagođena elektromotornim pogonima– mogu uklapati i isklapati struje koje se

javljaju pri pokretanju i preopterećenju motora

– stoga najčešće imaju pridružen termički (bimetalni) i elektromagnetski okidač

– uljno (starije izvedbe) ili zračno gašenje luka

– prema izvedbi spoj teretne sklopke i sklopnika

– npr. sklopka zvijezda-trokut za pokretanje kaveznih motora (moguća je izvedba s tri sklopnika ili kao grebenasta teretna sklopka)

IIn

t

kIn


• Zaštitne sklopke:– koriste se kao zaštita od previsokog napona dodira (struja

zaštitna sklopka (FI ili ZS sklopka), naponska zaštitna sklopka)

• Instalacijske sklopke:– sklopni uređaji za sklapanja u instalacijskim krugovima u

domaćinstvima– izrađuju se za maksimalne napone 500 V, i nazivne struje

2,4,6,10,16 i 25 A– predviđene su za sklapanja struja do nazivnih vrijednosti– prema izvedbi unutrašnjih spojeva razlikujemo:

• jednopolne• dvopolne• grupne• izmjenične• križne


• Instalacijske sklopke:

istovremeno sklapanje jednog ili više trošila s jednog mjesta

sklopka se smješta u fazu jer u suprotnome uz isklopljenu sklopku koja se nalazi u nul vodiču instalacija ostaje pod naponom

0

R

jednopolna

0

R

dvopolna

dvopolno sklapanje



moguće je naizmjenično sklapanje dvije grupe trošila, pri čemu obje grupe mogu biti istodobno uklopljene

sklapanje jednog trošila s dva mjesta

npr. rasvjeta dugih hodnika, ili sobe s dva ulaza

0

R

grupna

0

R

izmjenična



križna se sklopka koristi u kombinaciji s izmjeničnim za sklapanja jednog trošila s tri ili više mjesta (svako naredno mjesto zahtjeva još jednu križnu sklopku)

izvoru i trošilu uvijek je najbliža izmjenična sklopka – između njih se nalaze križne

0

R

križnaizmjenična izmjenična

• Zaštita NN osiguračima:– radijalna mreža:

• da bi se u radijalnim razdjelnim mrežama postigla selektivnost u zaštiti

Zaštita u mrežamaZaštita u mrežama niskog naponaZaštita u mrežamaZaštita u mrežama niskog napona

osiguračima potrebno je u pojedine

vodova gledano od smjera izvora

prema potrošačima smještati

osigurače sve manje i manje nazivne

struje

• ukoliko struja kvara nije jako velika

onda se vremena taljenja pojedinih

osigurača dosta razlikuju i selektivnost

zaštite će biti postignuta

• Zaštita NN osiguračima:– radijalna mreža:

• ukoliko je struja kvara velika, onda je razlika u vremenima taljenja (tt)

pojedinih osigurača malena

• s obzirom da struja kvara teče kroz pojedine osigurače i nakon taljenja sve do trenutka gašenja luka, može doći do taljenja i osigurača 2 za mjesto kvara prikazano na slici

• struja kvara koja teče u vrijeme trajanja luka u osiguraču 1 razvija toplinu u

osiguraču 2 pa njegova temperatura raste i može se dogoditi da dosegne

vrijednost temperature taljenja, t

• taljenjem rastalnice osigurača 2 više nije postignuta selektivnost zaštite u

mreži


• Zaštita NN prekidačima:– radijalna mreža:

• moguće je postići selektivnost zaštite prekidačima opremljenim termičkim i brzim nadstrujnim (n-okidanje) okidačima ako je električna udaljenost dva uzastopna prekidača znatna


termički okidači su odabrani prema pogonskim strujama

nadstrujni okidači su odabrani prema strujama kratkog spoja

ispod jednopolne sheme radijalne mreže, prikazane su vremensko-strujne karakteristike okidača

mjerilo struje na apscisi je odabrano tako da iznos struje odgovara vrijednosti struje kratkog spoja u jednopolnoj shemi na mjestu koje se nalazi u vertikalnom smjeru iznad te struje


• II je iznos struje kratkog spoja ako se kratki spoja dogodi na mjestu prekidača I

• proradna struja nadstrujnog okidača prekidača II odabrana je tako da djeluje ukoliko kratki spoj nastane na određenoj udaljenosti desno od prekidača I


mora vrijediti:

II<IIm

III<IIIm

gdje su IIm i IIIm prekidne moći prekidača I i II

za termičke okidače mora vrijediti:

IPI<Im

IPII<Im

gdje je Im maksimalno dozvoljena struja koja smije teći kroz termički okidač

ovdje štiti termički okidač prekidača II


• ukoliko je električna udaljenost između dva uzastopna prekidača u radijalnoj mreži malena ili gotovo nikakva onda se selektivnost može postići uporabom vremenskih nadstrujnih okidača (z-okidanje)


prema slici električna udaljenost između prekidača II i III je zanemariva

zato je prekidač III opremljen vremenskim nadstrujnim okidačem čije je vrijeme prorade znatno veće od vremena prorade brzog okidača


• za kvarove između prekidača II i III proraditi će vremenski nadstrujni okidač prekidača III

u vremenu tP


kada bi prekidač III imao brzi nadstrujni okidač on bi proradio i u slučajevima kvarova lijevo od prekidača II što ne bi bila selektivna zaštita

kod prekidača II predviđen je i vremenski nadstrujni okidač – on nije nužan poradi selektivnosti već služi kao rezerva

• Zaštita NN prekidačima i osiguračima:– radijalna mreža:

• na slici je prikazano selektivno štićenje u radijalnoj mreži kombinacijom osigurača i NN prekidača s brzim nadstrujnim i termičkim okidačem


Documents

Niskonaponske Mreze i Instalacije 06