ZAŠTITNI UREĐAJI DIFERENCIJALNE STRUJE– TIPOVI, APLIKACIJE I NOVITETI

BANJA LUKA, 28.04.2013.

ISTORIJAT ZUDS

1928. Patent „Diferencijalna zaštita sa prstenastim strujnim

pretvaračem u niskonaponskom postrojenju“

1937. ručna izrada Paris & Co, IΔN 10 mA

Početkom 1940. VDE Haus, Berlin,

uzorak sa IΔN 80 mA

Početkom 1950. serijska proizvodnja u

Nemačkoj

1952 Prvi Schrack prototip

1954 Počela serijska proizvodnja u Schrack-u

1967 Patent i proizvodnja prvih uređaja u 45mm u Schrack-u

1980/81 Patent za otpornost na veće struje kratkog spoja

1987 Patent za vremensku zadršku

ISTORIJAT ZUDS

1. Kirchoffov zakon: I1+I2+I3+IN = 0 (1845. god.)

Suma struja koje ulaze i izlaze iz jedne tačke mora biti nula, važi i za

naizmenične struje bez obzira na talasni oblik i učestanost

PRINCIP DELOVANJA

I1 ≠ I2 => I3 ≠ 0 => isključenje

Potrošač

Mehanizam za okidanje-

elektromagnet

Feritni prsten-jezgra torusnog transformatora

I1 I2

Potrošač

NL

Kontakti sklopke

OtpornikTest taster

PRINCIP DELOVANJA

PRINCIP DELOVANJA

Poklopac

Ispitno taster

Osovina sklopke

Aktuator

PostoljeFeritna jezgra

Prekidač sklopke

Zavisi od jačine i trajanja struje

Fizičko delovanje: opekotine, razaranje tkiva

Fiziološko delovanje:

Grčenje mišića

Varijacije krvnog pritiska

Treperenje srca

Zastoj srca

L

N

PE

DELOVANJE STRUJE NA ČOVEKA

1 bez reakcije 2 detektuje se, ali bez reakcije

3 levo otpuštajuća struja- uprkos grčevima čovek se može svesno odovojiti od izvora struje

3 desno nefibrilacijska struja izaziva značajne smetnje, ali još nije smrtonosna

4 fibrilacijska struja – smrtonosna struja, srce treperi-pritisak pada

Traj

anje

u m

s

Jačina struje mA

DELOVANJE STRUJE NA ČOVEKA

Zaštita od direktnog i indirektnog dodira delova pod naponomDodir ili greška u izolaciji, pojava zemljospojne struje, ZUDS otvara krug,opasnost nestaje i pre dodira sa neispravnim objektom

Zaštita od požara (iskrenje i zagrevanje)

PRIMENA ZUDS

PRIMENA ZUDS

Dodatni primeri zaštite

Greške u ožičenju, izolaciji, vlažna okolina – ZUDS otvara krug

Residual Current Device - RCD sklopka : zaštitni uređaj diferencijalne

struje (ZUDS)

RCCB - Residual Current operated Circuit Breaker je ZUDS bez

nadstrujnog okidačaZa zaštitu od direktnog dodira i opasnih struja kroz teloZa zaštitu od indirektnog dodira tj za zaštitu od dodira delova koji su pod napon došli usled kvaraZa dodatnu zaštitu pri zatajenju primarne zaštitne mere

RCBO - Residual Current Circuit Breaker with over current protection -

ZUDS sa prekostrujnom i kratkospojnom zaštitom

VRSTE ZUDS

+ =

Vrednosti i norme-preporučene vrednosti

In 10 - 13 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 63 - 80 - 100 - 125 A

I∆n 0,01 - 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 A

I∆no = 0,5 I∆n (Stuja kvara pri kojoj još nema prorade)

Preporučena nazivna učestanost je 50 Hz

Temperatura okoline-5°C do +40°C-25°C do +40°C

ZUDS PREMA IEC/EN 61008

CE usaglašenost

Simbol položaja

ručice (uklj./isklj.)

Kataloški broj

Pokazivač položajakontakata

Oznaka tipa

Oznake priključaka

Otvori za plombiranje

Simbol za -25°C

Simbol tipa

Nazivna struja

Nazivni napon

Diferencijalna struja I∆N

Struja kratkog spoja

Šema delovanja

Oznake proizvodnje

PREDNOSTI SCHRACK ZUDS

Pokazivanje stvarnog stanja kontakata bez obzira na stanje ručice

Kontakti zatvoreni

Kontakti otvoreni

PREDNOSTI SCHRACK ZUDS

Plombiranje ručice u ON ili OFF stanju

Mogućnost plombiranja

Plombiranje priključaka pomoću posebnog poklopca istih

PREDNOSTI SCHRACK ZUDS

Standardni – opšti tip – bez kašnjenja isključenja

G tip – sa kašnjenjem isključenja minimalno 10 ms

S tip – selektivn i ZUDS sa povećanim kašnjenjem

TIPOVI ZUDS PREMA VREMENU REAG.

Maksimalna vremena isključenja prema

IEC/EN 61008.Što je veća struja greške to je brže

isključenje

Traj

anje

isk

ljuče

nja

u m

s

Struja greške I∆ I∆ 2xI∆ 5xI∆

I∆=30mA

VREME ISKLJUČENJA ZUDSVreme isključenja standardnog ZUDS sa I∆=30mA

I∆ 2xI∆ 5xI∆

I∆ 2xI∆ 5xI∆

Traj

anje

isk

ljuče

nja

u m

s

Struja greške I∆

I∆=30mA I∆=100mA

S

G

Maksimalna vremenaisključenja

Minimalna vremena neisključenja

VREME ISKLJUČENJA ZUDSVreme prorade za tipove G sa I∆=30mA, S sa I∆=100mA

Pri atmosferskim pražnjenjima struja gašenja luka prenaponske zaštite

dovodi do nepotrebne prorade standardnog ZUDS

Trajanje struje luka je max 10 ms, gasi se pri prolazu kroz 0

ZUDS tipa G ima kašnjenje isključenja od 10 ms

Otporna na 3000 A (8/20µs)

ZUDS TIPA G

Postizanje selektivnosti isključenja

Prvi ZUDS u nizu od izvora mora biti ZUDS S-tipa

I∆n prvog ZUDS od izvora mora biti min. 3xI∆n

sledećeg ZUDS

Kašnjenje isključenja min 40ms

Otporna na 5000A (8/20µs)

ZUDS TIPA S

100mA

30mA 30mA

ZUDS tipa AC reaguje samo na sinusne struje kvara

ZUDS tipa B reaguje na sinusne struje kvara kao i

na kontinualne i pulsirajuće jednosmerne struje

kvara

PODELA PREMA TALASNOM OBLIKU

ZUDS tipa A, tipa U reaguje na sinusne struje i na

pulsirajuće jednosmerne struje kvara, tip U je

namenjen za frekventne regulatore

PODELA PREMA TALASNOM OBLIKU

ZUDS tipa A,AC i U su nezavisni od mrežnog napona, elektromehaničke

sklopke. Niti za detekciju, niti za isključenje nije potreban mrežni napon,

energija diferencijalne struje pri kvaru dovoljna je za isključenje

Ovi talasni oblici struja potrošača i struja kvara će biti prepoznati

od ZUDS tipa AC, A ili B

OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS

Šema spoja sa mestom kvara Oblik struje potrošača Oblik struje kvara

Tiristorska

Frekvencijski upravljana

OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS

… a ovi samo od ZUDS tipa A ili B

Jednofazna

Mostna

Mostna, poluupravljiva

OBLICI STRUJE KVARA I IZBOR ZUDS

… a ovi samo

od tipa B Schaltung mit Fehlerstelle Form des Laststromes Form des Fehlerstromes

Jednofazna glatka

Trofazna u zvezdu

Mostna međufazna

Mostna trofazna

Norma IEC61140 dozvoljavaju za uređaje sa nazivnom strujom < 4 A struju curenja do 2 mA.

Suma struja curenja ne sme preći nivo prorade ZUDS, a to je 50% navedene diferencijalne struje korišćenog ZUDS

Mreža

NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS

Struje curenja najčešće nastaju zbog oslabljene izolacije provodnika,

prisutnosti filtera odnosno kapaciteta između linijskog provodnika i zemlje

®Rešenje: raspodela u više krugova

ID < 2 mA ID < 2 mA ID < 2 mA

ID < 2 mA ID < 2 mA ID < 2 mA

Kod posebnih spojeva ispravljača

Pri prelaznim pojavama prenapona uključenja i isključenja (visoki

napon, brze promene, prisutne smetnje)

EMC-Filteri, struje curenja visoke učestanosti

Visoke asimetrije struja uključenja

Kapacitivne struje vodova

Struje punjenja uređaja sa kondenzatorom

Grejalice: starenjem dolazi do smanjenja izolacionog otpora

NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS

Problemi kod izvoda sa frekventnim regulatorima

Brze sklopne pojave, reda 10-100ns, du/dt >5kV/us

→ visok nivo emitovanja EM smetnji

Zbog smanjenja smetnji prema mreži ugrađuju se jeftini EMC filteri spojeni u

zvezdu sa uzemljenim zvezdištem, otklanjaju smetnje ali imaju struju curenja

Struja curenja raste sa porastom učestanosti izlaznog napona

Oklopljeni kablovi motora imaju struju curenja linije prema oklopu spojenom na

potencijal zemlje

NEPOŽELJNA REAGOVANJA ZUDS

Dozemni spoj na izlazu pretvarača

Na ulazu pretvarača primeniti tip U

ili bolje tip B

Struje viših učestanosti od 100 Hz

su manje opasne za čovjeka, stoga

prag prorade može biti viši!

PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS

Tip U je u području preko 100Hz bitno neosetljiviji i time

omogućava pouzdanost elektromotornog pogona

Priključak FR isključivo na mesto b)

prema EN50178/VDE 0160, dakle bez

kaskade ZUDS, i onda preferirano

preko tipa B

Koristiti sklopke sa kašnjenjem, tip S,

zbog prelaznih pojava priključenja FR

PRIKLJUČENJE FREKV.REG. ZUDS

B C 0 0 4 1 0 3 - - ZUDS,bez kašnjenja, 10kA, AC, 40A, 4p, 30mA

7. + 8. Br.: Posebne izvedbe

3. Br: Nazivna struja2 25 A4 40 A6 63 A8 80 A0 100 A

1. Br: Otpornost na struju kratkog spoja0 10 kA (prema IEC/EN 60898)6 6 kA (prema IEC/EN 60898)

2. Br: Aktiviranje0 AC naizmenične struje2 G/AC naizmenične struje sa kašnjenjem3 G/A pulsirajuće struje sa kašnjenjem5 A pulsirajuće struje6 S/A pulsirajuće, selektivna8 S/AC naizmenične struje, selektivna9 U za frekventne regulatore

BC: Oznaka za Schrack ZUDS tipa AC,A,U

4. Br.: Broj polova1 4polna2 2polna

5.+ 6. Br.: Nazivna diferencijalna struja03 0,03 A10 0,1 A30 0,3 A

SCHRACK KATALOŠKE OZNAKE ZUDS

RCD sklopka

Dodatak sa leve strane Dodaci sa desne strane

BD-HPomoćni kontaktiBD900002

BD-HRPomoćni kontaktiBD900022

FSADaljinski automatski uklop BD900907

PRIBOR ZUDS

Naponski nezavisna

Pokazivač nivoa struje kvara

Integrisani pomoćni kontakt za

predupozorenje

Tip A, izvedbe G i S

Testiranje 1 x godišnje

PRIORI SERIJA ZUDS

PRIORI SERIJA ZUDS

Veza pokazivača nivoa struje kvara i pomoćnog kontakta

Tip A izvedba G, kašnjenje min.10ms, otpornost na udare 3kA(8/20μs) :

40 A / 4 P / 30mA

63 A / 4 P / 30mA

80 A / 4 P / 30mA

63 A / 4 P / 300 mA

80 A / 4 P / 300 mA

PRIORI SERIJA ZUDS

Tip A izvedba S, kašnjenje min.40ms, otpornost na udare 5kA(8/20μs) :

40 A / 4 P / 300mA

63 A / 4 P / 300 mA

80 A / 4 P / 300 mA

Za primenu sa frekventnim regulatorima, tip A :

40 A / 4 p / 30mA / tip G

63 A / 4 p / 30mA / tip G

40 A / 4 p / 300mA / tip S

63 A / 4 p / 300mA / tip S

80 A / 4 p / 300mA / tip S

PRIORI SERIJA ZUDS

Za primenu u RÖNTGEN aplikacijama, otpornost na udare 3kA(8/20μs)

63 A / 4 P / 30mA

Sklopka nezavisna od mrežnog napona

Tip A, 3p+N

Indikator položaja kontakata

(crveno/zeleno)

Indikator načina isključenja:

Belo - ručno isključenje

Plavo - automatsko isključenje

RCBO-Residual Current Circuit Braker with Overcurrent Protection-

ZUDS sa nadstrujnom zaštitom

KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI

Komb.zašt.prekidači sa B karakteristikom reagovanja

13 do 16A

30mA, 100mA i 300mA

KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI

Komb.zašt.prekidači sa C karakteristikom reagovanja

6 do 16A

30mA, 100mA i 300mA

Komb.zašt.prekidači sa D karakteristikom reagovanja

6 do 16A

30mA, 100mA

3p+N

G

KOMBINOVANI ZAŠTITNI PREKIDAČI

Nazivne struje 6-40A

Diferencijalna struja 30 mA

Tip AC, A

Nazivni napon 230, 400 V AC(~)

Izvedba -bez kašnjenja

-sa kašnjenjem

Karakteristika reagovanja zaštite : B, C

Prekidna moć 6kA/10kA ili 10kA/15kA prema IEC 60898/60947-2

1p+N

Spektar uređaja za svaku primenu AC, A, B, U

Nazivne struje:

25, 40, 63, 80, 100, 125 A (4TE)

Tipovi G , S , standard

Stvarno pokazivanje stanja kontakata

Opsežan pribor (H,HR, FSA)

Kombinovani zaštitni prekidači 3p+N, 1p+N

ZAKLJUČNO O ZUDS

HVALA NA PAŽNJI!