96
fi rmy, l udzi e, produkty
Zabezpieczenia zwarciowe
firmy ETI Polam
w obwodach prądu stałego
Roman Kłopocki
Bezpieczniki topikowe do zabezpiecze obwodw prĄdu stae"ego (DC) w ostatnim czasie szyb-
ko zyskujĄ na znaczeniu. W dziedzinach, gdzie konwencjonalne zabezpieczenia zwarciowe nie
sĄ juł wystarczajĄce, pojawiajĄ si szczeglne wymagania ze strony projektantw i ułytkow-
nikw. W artykule opisano w skrcie stan techniki w dziedzinie zabezpiecze zwarciowych
w obwodach prĄdu stae"ego, na podstawie doświadcze konstrukcyjnych firmy ETI Polam.
ezpieczniki topikowe sĄ uniwer-
salnym elementem zabezpieczajĄ-
Bcym zarwno dla obwodw prĄdu
przemiennego (AC), jak i prĄdu stae"ego
(DC). ZdolnośĘ wye"Ączania prĄdu zwarcio-
wego przez wke"adk topikowĄ jest rłna
dla AC i DC i dla rłnych warunkw sto-
sowania. Nie istnieje prosta zasada, dziki
ktrej mołna by bye"o określiĘ wartośĘ
maksymalnego, dopuszczalnego napi-
cia DC na podstawie danych o dopuszczal-
nym napiciu AC określonej wke"adki topi-
kowej. Charakterystyki prĄdowo-czasowe
i pozostae"e we"aściwości bezpiecznikw mo-
cy publikowane w katalogach producentw
zazwyczaj skupiajĄ si na wartości AC dla
czstotliwości 50 Hz (niekiedy 60 Hz). Do
prawide"owego zrozumienia zastosowania
bezpiecznikw w obwodach DC naleły
przyswoiĘ kilka podstawowych informacji
o zasadzie ich dziae"ania.
Podstawy teoretyczne
Rys. 1. Bezpieczniki topikowe WT- gG na napicie stae"e ń 440V DC
Bezpieczniki przeznaczone do stosowa-
nia w obwodach prĄdu stae"ego bye"y juł sw oraz pojazdw ciłarowych, ktre do cyjnościĄ L) i rezystor R sĄ szeregowo po-
wykorzystywane w przesze"ości ń przede napdu uływajĄ energi z akumulatorw e"Ączone w obwd, w ktrym jest rwnieł
wszystkim w obwodach niskiej mocy i ni- (wzki transportowe). Przyke"ad bezpiecz- bezpiecznik topikowy.
skiego napicia (np. w urzĄdzeniach elek- nika do akumulatorowych wzkw wide"o- W przypadku wystĄpienia zwarcia, prĄd
tronicznych i jako zabezpieczenie zwarcio- wych pokazano na rys. 2. w obwodzie narasta zgodnie z krzywĄ wy-
we w instalacjach samochodowych). Moł- ke"adniczĄ, tak jak to pokazano na schema-
na wymieniĘ rwnieł kilka przyke"adw Obwody prĄdu DC cie graficznym A (rys. 4). Matematycznie
stosowania bezpiecznikw DC w innych przyrost prĄdu w obwodzie mołna zapisaĘ
dziedzinach, jak np. zabezpieczanie silni- Na rys. 3 pokazano podstawowy sche- rwnaniem:
kw elektrycznych pojazdw trakcyjnych mat obwodu prĄdu stae"ego DC. Łrde"o na-
ń lokomotyw, tramwajw, elektromagne- picia prĄdu stae"ego (DC), cewka (z induk- i = IA (1-e-(L/R)t)
96 czerwiec 2007
fi rmy, l udzi e, produkty
Rys. 2.
Bezpieczniki
do wzkw
akumulatorowych
rozwijajĄce si dziedziny, w ktrych moł-
WartośĘ prĄdu w obwodzie IA, (zazwy- na oczekiwaĘ zainteresowania si wke"ad-
czaj nazywanego teł spodziewanym IP) kami topikowymi na prĄd stae"y DC sĄ na-
jest określona prawem Ohma IA = U/R, stpujĄce:
wartośĘ L/R = T ń stae"a czasowa. Powył- systemy bezprzerwowego zasilania
sze rwnanie pokazuje wpe"yw parametru (UPS),
L/R na czas przepalenia si bezpiecznika. stacje bazowe telefonii komrkowej,
przetworniki fotonapiciowe (kolektory
di/dt = U/L = IA / T se"oneczne) ń pozyskiwanie energii elek-
trycznej,
Z tego rwnania wynika, łe im wiksza samochody z napdem elektrycznym.
jest stae"a czasowa L/R, tym de"ułszy jest WikszośĘ najnowszych zastosowa ko-
czas narastania prĄdu wede"ug di/dt i de"uł- rzysta ze rdee" bateryjnych posiadajĄcych
sza jest faza przepalania si bezpiecznika. ograniczone prĄdy zwarciowe w porwna-
W schemacie graficznym B (rys. 4) z po- niu z konwencjonalnymi zasilaczami DC,
wodu niłszej indukcyjności przyrost prĄ- ktre energi prĄdu stae"ego przetwarzajĄ
du jest szybszy i czas przepalania si bez- bezpośrednio z sieci AC. We"aśnie ta cecha
piecznika krtszy, w porwnaniu z sytu- jest najbardziej specyficzna w doborze
acjĄ przedstawionĄ na schemacie graficz- bezpiecznikw prĄdu stae"ego DC.
nym C (rys. 4), gdzie jest pokazany przy-
ke"ad narastania prĄdu przy dułej stae"ej cza- Analiza wye"Ączania
sowej T. prĄdu stae"ego
Zastosowania PrĄd zwarciowy
i dobr bezpiecznikw DC JednĄ z we"aściwości bezpiecznikw jest
to, łe w przypadku prĄdu zwarciowego
PowstajĄce nowe technologie wymagajĄ wytwarzajĄ przepicie (napicie e"uku elek-
nowej wiedzy rwnieł w zakresie dziae"a- trycznego), ktre Ńprzekracza napicie
nia obwodw prĄdu stae"ego DC. Szybko wsteczne i w ten sposb Ńzmusza prĄd
Rys. 3.
Podstawowy
schemat
obwodu
prĄdu stae"ego
REKLAMA
98
fi rmy, l udzi e, produkty
sadĄ ń jest mniejsza od zdolności wye"Ącze-
niowej dla prĄdu AC.
Niskonapiciowe bezpieczniki mocy
(bezpieczniki przeznaczone ge"wnie do za-
stosowania w przemyśle ń wede"ug normy
PN-IEC 60269-2, Ed. 3, 11/2006) majĄ
określonĄ minimalnĄ zwarciowĄ zdolnośĘ
wye"Ączania 50 kA AC i 25 kA DC.
Stae"a czasowa
WartośĘ zdolności wye"Ączeniowej bez-
piecznika DC jest określona na podstawie
stae"ej czasowej 15 ms, ktra odpowiada
wikszości przemyse"owych obwodw kon-
trolnych i obciĄłeniowych. ZdolnośĘ wy-
e"Ączeniowa bezpiecznikw w obwodach
z wikszĄ stae"Ą czasowĄ (gdzie sĄ stosowa-
ne wielkie silniki DC) jest odpowiednio
dostosowana ń zmniejszona.
Oczywiście obowiĄzuje teł i odwrotna
sytuacja: w obwodach, gdzie nie przewi-
duje si wikszych indukcyjności (pro-
Rys. 4. Schematy graficzne A, B i C ń narastanie prĄdu w obwodzie zgodnie z krzywĄ wyke"adniczĄ
stowniki do e"adowania akumulatorw),
zwarciowy do zmniejszenia wartości do nia przeciĄłenia (mniejsze prĄdy przetłe- mołna przyjĄĘ wikszĄ przewidywanĄ
zera, co zapobiega jego niekontrolowane- niowe) sĄ dla prĄdw AC i DC zupee"nie zwarciowĄ zdolnośĘ wye"Ączania.
mu wzrostowi do wartości spodziewanego rłne. Podczas gdy w przypadku prĄdu ZdolnośĘ wye"ĄczeniowĄ wke"adki topiko-
prĄdu zwarcia. przemiennego jego okresowe przechodze- wej w obwodzie DC naleły wic zawsze
Bezpieczniki topikowe sĄ wic najbar- nie przez zero pomaga wygasiĘ e"uk elek- oceniaĘ w poe"Ączeniu ze stae"Ą czasowĄ,
dziej odpowiednie do wye"Ączania prĄdu tryczny, to w przypadku wye"Ączania prĄ- ktra obowiĄzuje dla analizowanego w da-
przemiennego AC, jak rwnieł stae"ego du DC wke"adka topikowa musi Ńabsorbo- nym momencie obwodu.
prĄdu DC. W momencie wye"Ączania prĄdu waĘ cae"Ą energi magnetycznĄ zmagazy- Typowe stae"e czasowe dla niektrych
zwarcia (blisko znamionowej zdolności nowanĄ w e"uku elektrycznym. W wyniku najczstszych zastosowa sĄ zawarte w ta-
wye"Ączeniowej) procesy fizyczne we- tego, przy wye"Ączaniu prĄdu DC zdolnośĘ beli 1.
wnĄtrz bezpiecznika sĄ w obu przypad- wye"Ączeniowa wke"adki jest odwrotnie pro- W nastpnym wydaniu magazynu ELEK-
kach identyczne. porcjonalna do zmagazynowanej energii TROSYSTEMY zaprezentowane zostanĄ
magnetycznej bĄd stae"ej czasowej obwo- nowości z programu produkcyjnego bez-
PrĄd przetłeniowy du. Im wiksza jest stae"a czasowa, tym piecznikw topikowych firmy ETI Polam
Procesy fizyczne w elemencie topiko- mniejsza jest zdolnośĘ wye"Ączeniowa zaprojektowane na potrzeby obwodw
wym bezpiecznika w momencie wye"Ącza- wke"adki dla prĄdu DC ń wic zgodnie z za- prĄdu stae"ego DC oraz krtki opis trendw
światowych w tej dziedzinie.
inł. Roman Ke"opocki
Autor jest pracownikiem
firmy ETI Polam
Rys. 5.
Przebiegi prĄdu
i napicia w momencie
wye"Ączania zwarcia
przez bezpiecznik.
A ń spodziewany prĄd
zwarcia,
B ń napicie wsteczne
Tabela 1. Stae"e czasowe dla niektrych najczstszych zastosowa
ETI-Polam Sp. z o.o.
bezpiecznikw topikowych
06-100 Pue"tusk
Zastosowanie Stae"a czasowa T (ms)
ul. Jana Pawla ll 18
Przemyse"owe kontrolne i obwody mocy prĄdu stae"ego tokokrogi d" 10
tel. (23) 691 93 00
Akumulatorowe rde"a napiciowe i systemy UPS d" 5
fax (23) 692 32 12
Silniki prĄdu stae"ego i napdy 20 do 40
e-mail: etipolam@etipolam.com.pl
www.etipolam.com.pl
Magnesy i generatory Ponad 1000
98 czerwiec 2007
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
07 2007 Zabezpieczenia zwarciowe w obwodach prądu stałegoZabezpieczenia zwarciowe w obwodach prądu stałego3 zadanie 3 Pomiar napięć w obwodach prądu stałegosilnik pradu stalego teoria(1)Badanie liniowego obowdu prądu stałegoWyższe harmoniczne w liniach elektroenergetycznych zasilających podstacje trakcyjne prądu stałego01 obwody pradu stalegoid(67Wymienić charakterystyczne obszary łuku elektrycznego oraz wyjaśnić graficznie warunki wyłączania prBadanie maszyn pradu stalegoBADANIE NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO SILNIKA PRĄDU STAŁEGO POPRZEZâ ŚĆw 8 Silnik jednofazowy i prądnice prądu stałegoNapęd z bezszczotkowym silnikiem prądu stałegowięcej podobnych podstron