Exerciții selectivitate protecții
Greșeli clasice de coordonare: MCB circuit > MCB general, DDR cu sensibilitate greșită, RCBO fără nul conectat. Simulezi un defect și urmărești animat care protecție sare — și de ce e greșit.
Simulator de defect — care protecție sare?
Configurează cascada, alege defectul și vezi animat care protecție declanșează
General (amonte)
Circuit (aval)
Configurează protecțiile și apasă „Simulează defectul” ca să vezi care declanșează.
Calculator disjunctor termo-magnetic (MCB)
Curent de lucru → In standard, domeniu termic, prag magnetic (curba B/C/D)
0.85 uzual rezidențial, 1.0 rezistiv pur
C: 5–10×In — prize, electrocasnice
Curent de lucru Ib
15.2 A
Disjunctor In
16 A · C
Domeniu termic
18–23 A
Prag magnetic
80–160 A
Ib = P / (230 × 1) = 15.22 A
In standard ≥ Ib: primul rating ≥ 15.22 A → 16 A
Curba C: prag magnetic = 5–10 × 16 = 80–160 A
Domeniul termic 1.13–1.45×In e declanșarea convențională la suprasarcină (IEC 60898-1); declanșatorul magnetic e instantaneu, în banda de mai sus.
Calculator selectivitate diferențiale (DDR în cascadă)
Compară DDR aval și amonte → raport IΔn, trepte, verdict V29
Aval (pe circuit)
Tip general (instantaneu)
Amonte (general)
Raport IΔn
10.0×
Trepte IEC
2
✓ Selectiv
Selectiv: amonte > aval, raport ≥ 3 și ≥ 2 trepte pe scara IEC — un defect pe circuit declanșează doar DDR-ul aval. (Tip „S” temporizat amonte = recomandat pentru selectivitate de timp.)
Scara standard IΔn: 10 · 30 · 100 · 300 · 500 · 1000 mA. Aval de obicei 30 mA (prize, băi — Art. 4.1.5.2.1).
Calculator scurtcircuit & capacitate de rupere
Icc prezumat (Ik) din impedanța buclei Zs vs Icn al aparatului (V54)
Suma impedanțelor: sursă + cabluri până la punctul de defect
MCB rezidențial uzual: 6 kA
Icc prezumat
575 A
Icc
0.57 kA
✓ Icn ≥ Icc
Ik = c × Un / (√3 × Zs) trifazat · Ik = c × U0 / Zs monofazat · c = 1.0
Ik = 230 / (0.4) = 575 A
Icc scade cu distanța (Zs crește). Art. 4.3.5.1: Icn ≥ Icc; dacă Icn < Icc se admite doar cu dispozitiv amonte adecvat (backup/filiație). Aici c = 1.0 (Icc maxim la origine, pentru capacitatea de rupere); validatorul aplicației (regula V44) estimează Icc MINIM la capăt de linie cu factorul 0.8 (EN 60909): Icc_min = 0.8 × 230 / Zs, cu Zs = 0.35 Ω (sursă) + Σ(2·ρ·L/S).
Calculator impedanță buclă (Zs) & Icc minim
Zs din cablu → Icc minim la capăt de linie (formula validatorului V44)
rețea + transformator; rezidențial uzual ≈ 0,35 Ω
lungimea simplă a circuitului (×2 = bucla fază + nul)
Rezistență buclă cablu
0.432 Ω
Impedanță totală Zs
0.782 Ω
Icc minim la capăt
235 A
Zs = Z_sursă + 2 × ρ × L / S · Icc_min = 0.8 × 230 / Zs
Zs = 0.35 + 2 × 0.027 × 20 / 2.5 = 0.782 Ω → Icc_min = 235 A
ρ = 0,027 (Cu) / 0,043 (Al) Ω·mm²/m la 70 °C; factorul 0.8 = EN 60909 (curent minim de scurtcircuit). Icc minim trebuie să depășească pragul magnetic al MCB-ului ca să declanșeze instantaneu — exact verificarea regulii V44.
Ipoteze de calcul și domeniu de aplicare
- Praguri B/C/D conform IEC 60898-1 (B = 3–5×In, C = 5–10×In, D = 10–20×In); domeniu termic convențional 1.13–1.45×In
- Selectivitate diferențiale (V29): amonte > aval, raport IΔn ≥ 3:1 și minim 2 trepte pe scara 10/30/100/300/500/1000 mA; tipul „S” temporizat amonte e recomandat pentru selectivitate de timp, dar NU intră în verdictul V29 (Art. 4.1.5.2.7, 4.1.5.2.8)
- Curentul de scurtcircuit Ik = c·Un/(√3·Zs) trifazat / c·U0/Zs monofazat, cu factor de tensiune c = 1.0 (estimare; valoarea exactă se determină conform NTE 006/06/00, Art. 3.1.4.1)
- Capacitatea de rupere se verifică Icn ≥ Icc prezumat (Art. 4.3.5.1, V54); pentru proiecte reale validați cu un calcul complet de scurtcircuit
Selectivitatea protecțiilor — pas cu pas
De la cele două declanșatoare ale unui disjunctor la coordonarea MCB/DDR și capacitatea de rupere.
A. Două declanșatoare într-un disjunctor
Declanșatorul termic — suprasarcină
Un bimetal se încălzește proporțional cu curentul și se curbează, deschizând contactul. Acționează lent, la suprasarcini mici și durabile. Domeniul convențional de declanșare: 1.13–1.45 × In (IEC 60898-1).
Declanșatorul magnetic — scurtcircuit
Un electromagnet deschide contactul instantaneu când curentul depășește un prag (curba B/C/D). Protejează la scurtcircuit, unde curentul crește brusc de zeci de ori.
| Aspect | Termic (suprasarcină) | Magnetic (scurtcircuit) |
|---|---|---|
| Cauză | Suprasarcină — consum prea mare, durabil | Scurtcircuit — defect, curent uriaș brusc |
| Element | Bimetal (se încălzește și se curbează) | Electromagnet (bobină) |
| Viteză | Lent (secunde–minute) | Instantaneu (< 10 ms) |
| Prag | 1,13–1,45 × In | B 3–5 · C 5–10 · D 10–20 × In |
| Exemplu | Prea multe aparate pe același circuit | Faza atinge nulul sau PE |
Art. 4.3.1.2 — I7-2011
„... dispozitive care protejează atât la curenți de suprasarcină cât și la curenți de scurtcircuit (disjunctoare echipate cu relee de protecție la supracurenți și cu declanșatoare rapide la scurtcircuit ...).”
B. Curbele B / C / D (IEC 60898-1)
| Curbă | Prag magnetic | Utilizare tipică |
|---|---|---|
| B | 3–5×In | Iluminat LED, circuite lungi (Icc mic la capăt) |
| C | 5–10×In | Prize, electrocasnice (standard rezidențial) |
| D | 10–20×In | Motoare, transformatoare (curenți de pornire mari) |
Caracteristica timp–curent (schematic)
Partea înclinată = declanșarea termică (cu cât curentul e mai mare, cu atât timpul scade); căderea verticală = declanșarea magnetică instantanee la pragul curbei. Curba „mai mare” (D) are pragul magnetic mai la dreapta → tolerează vârfuri de pornire.
Pragul magnetic = pragul de declanșare instantanee, ca multiplu al curentului nominal In. O curbă „mai mare” (D) tolerează vârfuri de pornire fără să declanșeze.
C. Condiția de dimensionare a protecției
Protecția la suprasarcină
Ib ≤ In ≤ Iz
Curentul de lucru Ib ≤ curentul nominal al protecției In ≤ curentul admisibil al cablului Iz. Protecția trebuie să „încapă” între sarcină și cablu.
Curentul convențional de declanșare
I2 ≤ 1.45 × Iz
I2 (curentul care declanșează sigur protecția în timp convențional) nu trebuie să depășească 1.45 × Iz, ca să nu se deterioreze izolația cablului.
Art. 4.3.2.1.3 — I7-2011
„Ic ≤ IN ≤ Iadm” — curentul de calcul ≤ curentul nominal al dispozitivului ≤ curentul admisibil în conductor.
D. Selectivitate între disjunctoare în cascadă
Benzile magnetice nu trebuie să se suprapună
La un scurtcircuit pe un circuit trebuie să declanșeze doar disjunctorul aval, nu și cel general. Condiția: pragul magnetic minim al protecției amonte > pragul magnetic maxim al celei aval.
Diferență de cel puțin două trepte
Practic, între curenții nominali ai protecțiilor consecutive trebuie cel puțin două trepte standard (ex. 16 A aval → 40 A amonte). Dacă Icc la circuit depășește pragul instant amonte, ambele sar — pierdere de selectivitate.
Art. 4.3.7.1 — I7-2011
„În cazurile în care mai multe dispozitive de protecție se inseriază într-o distribuție, caracteristicile lor se aleg astfel încât să fie asigurată selectivitatea protecției. În cazul unei avarii trebuie să funcționeze protecția cea mai apropiată de aceasta, izolând doar porțiunea respectivă, fără a scoate din funcțiune întreaga instalație ...”
E. Selectivitate între diferențiale (DDR)
Tip general vs tip „S”
DDR de tip general declanșează fără temporizare (40–300 ms); cel de tip „S” e temporizat (150–500 ms). Pentru selectivitate, amonte se pune tip „S” (temporizat), aval tip general (instantaneu).
Raport de cel puțin 3:1
IΔn_amonte / IΔn_aval ≥ 3
Curentul rezidual nominal amonte trebuie ≥ 3 × cel aval (ex. 300 mA amonte, 30 mA aval → raport 10). Astfel un defect mic declanșează doar DDR-ul aval.
Art. 4.1.5.2.8 — I7-2011
„... selectivitatea între un dispozitiv de tip „S” și un altul de tip general în serie poate fi considerată ca realizată dacă raportul între curenții diferențiali reziduali nominali respectivi este de cel puțin 3.”
F. Curent de scurtcircuit & capacitate de rupere
Curentul de scurtcircuit prezumat (Icc)
Ik = c × Un / (√3 × Zs) · Ik_mono = c × U0 / Zs
Zs = impedanța buclei de defect (sursă + cabluri). Cu cât punctul de defect e mai departe, cu atât Zs e mai mare și Icc mai mic. La capătul liniei, Icc minim trebuie totuși să depășească pragul magnetic al MCB-ului, altfel declanșarea nu mai e instantanee.
Capacitatea de rupere: Icn ≥ Icc
Aparatul de protecție trebuie să poată întrerupe curentul de scurtcircuit maxim din punctul lui (Icn ≥ Icc). În rezidențial, Icc la tabloul principal e uzual 3–6 kA → MCB cu Icn ≥ 6 kA.
Art. 4.3.5.1 — I7-2011
„Capacitatea de rupere trebuie să fie cel puțin egală cu cea a curentului de scurtcircuit prezumat, la locul de instalare ... este admisă o capacitate de rupere mai mică, dacă alt dispozitiv de protecție având o capacitate de rupere necesară, este instalat în amonte ...”
Exerciții — alege varianta corectă
Parcurgi fiecare pas alegând răspunsul corect. Greșit? Mai încerci.
Termo-magnetic — circuit de prize
Un circuit de prize e protejat cu un disjunctor de 16 A, curba C.
Pasul 1: Ce face declanșatorul termic al disjunctorului?
Selectivitate — două disjunctoare în cascadă
General: 40 A curba C (prag magnetic 200–400 A). Circuit: 16 A curba C (prag magnetic 80–160 A).
Pasul 1: Se suprapun benzile magnetice ale celor două disjunctoare?
Selectivitate — diferențiale în cascadă
Aval: DDR 30 mA tip general. Amonte: DDR 300 mA tip „S” (temporizat).
Pasul 1: Care e raportul IΔn amonte / aval?
Ce pui pe general — 3 circuite
Tablou cu 3 circuite, fiecare cu DDR 30 mA: prize 16 A/C, iluminat 10 A/B, baie 16 A/C. Alegi protecția generală (amonte).
Pasul 1: Ce DDR general pui ca să fie selectiv față de cele 30 mA aval?
Exerciții — calculezi fiecare pas
Introduci tu valoarea fiecărui pas. Ai indicii dacă greșești.
Disjunctor — alege In și pragul magnetic
Consumator 4400 W (monofazat, cos φ = 1), protejat cu MCB curba C.
Pasul 1: Curentul de lucru Ib = P / (230 × cos φ) = ?
Selectivitate diferențiale — raportul
DDR aval de 30 mA și DDR amonte de 300 mA.
Pasul 1: Raportul IΔn amonte / aval = ?
Scurtcircuit — Icc scade cu distanța
Circuit monofazat (U0 = 230 V). La tablou Zs = 0,1 Ω; la capătul liniei Zs = 0,46 Ω.
Pasul 1: Icc la tablou: Ik = U0 / Zs = ?
In minim pe generalul MCB
Circuit aval 16 A curba C; generalul tot curba C. Pragul magnetic maxim aval = 10 × 16 = 160 A.
Pasul 1: In minim al generalului (5 × In > 160), ales din seria standard = ?
Exerciții — răspuns direct
Rezolvi singur și dai răspunsul final. Rezolvarea pas cu pas e disponibilă la nevoie.
Prag magnetic — curba B
Disjunctor In = 25 A, curba B (3–5×In). Cât este pragul magnetic MINIM (A)?
Trepte pe scara IEC
DDR aval 30 mA, DDR amonte 300 mA. Câte trepte sunt între ele pe scara standard IΔn?
Scurtcircuit & capacitate de rupere
Circuit monofazat, U0 = 230 V, Zs = 0,115 Ω. Cât este Icc prezumat (A)?
Discuții
Comentariile sunt moderate înainte de publicare. Emailul nu este afișat public.