Védelmi szelektivitási gyakorlatok
Klasszikus összehangolási hibák: áramköri MCB > fő MCB, rossz érzékenységű áram-védőkapcsoló, bekötetlen nulla az RCBO-nál. Szimulálsz egy hibát, és animáltan követed, melyik védelem old ki — és miért rossz ez.
Hibaszimulátor — melyik védelem old ki?
Állítsd be a kaszkádot, válassz hibát, és nézd meg animálva, melyik védelem old ki
Fő (előtét)
Áramkör (leágazás)
Állítsd be a védelmeket, és nyomd meg a „Hiba szimulálása” gombot, hogy lásd, melyik old ki.
Termo-mágneses megszakító (MCB) kalkulátor
Üzemi áram → szabványos In, termikus tartomány, mágneses küszöb (B/C/D karakterisztika)
0.85 szokásos lakossági, 1.0 tisztán rezisztív
C: 5–10×In — aljzatok, háztartási gépek
Üzemi áram Ib
15.2 A
Megszakító In
16 A · C
Termikus tartomány
18–23 A
Mágneses küszöb
80–160 A
Ib = P / (230 × 1) = 15.22 A
Szabványos In ≥ Ib: az első rating ≥ 15.22 A → 16 A
C karakterisztika: mágneses küszöb = 5–10 × 16 = 80–160 A
Az 1.13–1.45×In termikus tartomány a konvencionális túlterhelési kioldás (IEC 60898-1); a mágneses kioldó pillanatszerű, a fenti sávban.
Áram-védőkapcsolók szelektivitási kalkulátora (kaszkádba kötött RCD-k)
Hasonlítsd össze a lemenő és felmenő RCD-t → IΔn arány, fokozatok, V29 verdikt
Lemenő (áramkörön)
Általános típus (pillanatszerű)
Felmenő (általános)
IΔn arány
10.0×
IEC fokozatok
2
✓ Szelektív
Szelektív: felmenő > lemenő, arány ≥ 3 és ≥ 2 fokozat az IEC skálán — az áramkörön fellépő hiba csak a lemenő RCD-t oldja ki. (A felmenő oldali késleltetett „S” típus = ajánlott az időszelektivitáshoz.)
Szabványos IΔn skála: 10 · 30 · 100 · 300 · 500 · 1000 mA. A lemenő általában 30 mA (aljzatok, fürdőszobák — 4.1.5.2.1. cikkely).
Zárlat- és megszakítóképesség-kalkulátor
Feltételezett Icc (Ik) a Zs hurokimpedanciából vs. a készülék Icn értéke (V54)
Az impedanciák összege: forrás + kábelek a hiba helyéig
Szokásos lakossági MCB: 6 kA
Feltételezett Icc
575 A
Icc
0.57 kA
✓ Icn ≥ Icc
Ik = c × Un / (√3 × Zs) háromfázisú · Ik = c × U0 / Zs egyfázisú · c = 1.0
Ik = 230 / (0.4) = 575 A
Az Icc a távolsággal csökken (a Zs nő). 4.3.5.1. cikkely: Icn ≥ Icc; ha Icn < Icc, csak megfelelő felmenő készülékkel megengedett (tartalék/sorba kötés). Itt c = 1.0 (maximális Icc az eredetnél, a megszakítóképességhez); az alkalmazás ellenőrzője (V44 szabály) a MINIMÁLIS Icc-t becsüli a vezeték végén a 0.8 tényezővel (EN 60909): Icc_min = 0.8 × 230 / Zs, ahol Zs = 0.35 Ω (forrás) + Σ(2·ρ·L/S).
Hurokimpedancia- (Zs) és minimális Icc-kalkulátor
Zs a kábelből → minimális Icc a vezeték végén (a V44 ellenőrző képlete)
hálózat + transzformátor; lakossági szokásos érték ≈ 0,35 Ω
az áramkör egyszeres hossza (×2 = a fázis + nulla hurok)
A kábelhurok ellenállása
0.432 Ω
Teljes impedancia Zs
0.782 Ω
Minimális Icc a vezeték végén
235 A
Zs = Z_forrás + 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 70 °C-on; a 0.8 tényező = EN 60909 (minimális zárlati áram). A minimális Icc-nek meg kell haladnia az MCB mágneses küszöbét, hogy pillanatszerűen kioldjon — pontosan ezt ellenőrzi a V44 szabály.
Számítási feltételezések és alkalmazási kör
- B/C/D küszöbök az IEC 60898-1 szerint (B = 3–5×In, C = 5–10×In, D = 10–20×In); konvencionális termikus tartomány 1.13–1.45×In
- Áram-védőkapcsolók szelektivitása (V29): felmenő > lemenő, IΔn arány ≥ 3:1 és legalább 2 fokozat a 10/30/100/300/500/1000 mA skálán; a felmenő oldali késleltetett „S” típus időszelektivitáshoz ajánlott, de NEM része a V29 verdiktnek (4.1.5.2.7, 4.1.5.2.8. cikkely)
- A zárlati áram Ik = c·Un/(√3·Zs) háromfázisú / c·U0/Zs egyfázisú, c = 1.0 feszültségtényezővel (becslés; a pontos értéket az NTE 006/06/00, 3.1.4.1. cikkely szerint kell meghatározni)
- A megszakítóképességet Icn ≥ feltételezett Icc szerint ellenőrizzük (4.3.5.1. cikkely, V54); valós projekteknél igazold teljes zárlatszámítással
A védelmek szelektivitása — lépésről lépésre
Egy megszakító két kioldójától az MCB/RCD összehangolásig és a megszakítóképességig.
A. Két kioldó egy megszakítóban
A termikus kioldó — túlterhelés
Egy ikerfém az árammal arányosan melegszik és elgörbül, megnyitva az érintkezőt. Lassan működik, kis, tartós túlterheléseknél. Konvencionális kioldási tartomány: 1.13–1.45 × In (IEC 60898-1).
A mágneses kioldó — zárlat
Egy elektromágnes pillanatszerűen nyitja az érintkezőt, amikor az áram meghalad egy küszöböt (B/C/D karakterisztika). Zárlat ellen véd, ahol az áram hirtelen tízszeresére is nő.
| Szempont | Termikus (túlterhelés) | Mágneses (zárlat) |
|---|---|---|
| Ok | Túlterhelés — túl nagy, tartós fogyasztás | Zárlat — hiba, hirtelen óriási áram |
| Elem | Ikerfém (felmelegszik és elgörbül) | Elektromágnes (tekercs) |
| Sebesség | Lassú (másodpercek–percek) | Pillanatszerű (< 10 ms) |
| Küszöb | 1,13–1,45 × In | B 3–5 · C 5–10 · D 10–20 × In |
| Példa | Túl sok készülék ugyanazon az áramkörön | A fázis a nullát vagy a PE-t érinti |
4.3.1.2. cikkely — I7-2011
„... olyan készülékek, amelyek mind a túlterhelési, mind a zárlati áramok ellen védenek (túláramvédelmi relékkel és gyors zárlati kioldókkal felszerelt megszakítók ...).”
B. A B / C / D karakterisztikák (IEC 60898-1)
| Karakterisztika | Mágneses küszöb | Tipikus felhasználás |
|---|---|---|
| B | 3–5×In | LED-világítás, hosszú áramkörök (kis Icc a végen) |
| C | 5–10×In | Aljzatok, háztartási gépek (lakossági szabvány) |
| D | 10–20×In | Motorok, transzformátorok (nagy indítóáramok) |
Idő–áram karakterisztika (vázlatosan)
A lejtő = a termikus kioldás (minél nagyobb az áram, annál rövidebb az idő); a függőleges leszálló rész = a pillanatszerű mágneses kioldás a karakterisztika küszöbénél. A „nagyobb” karakterisztika (D) mágneses küszöbe jobbra tolódik → elviseli az indítási csúcsokat.
A mágneses küszöb = a pillanatszerű kioldási küszöb, az In névleges áram többszöröseként. Egy „nagyobb” karakterisztika (D) elviseli az indítási csúcsokat kioldás nélkül.
C. A védelem méretezési feltétele
Túlterhelés-védelem
Ib ≤ In ≤ Iz
Az Ib üzemi áram ≤ a védelem In névleges árama ≤ a kábel Iz megengedett árama. A védelemnek „bele kell férnie” a terhelés és a kábel közé.
A konvencionális kioldási áram
I2 ≤ 1.45 × Iz
Az I2 (az az áram, amely a védelmet konvencionális időn belül biztosan kioldja) nem haladhatja meg az 1.45 × Iz értéket, hogy a kábel szigetelése ne károsodjon.
4.3.2.1.3. cikkely — I7-2011
„Ic ≤ IN ≤ Iadm” — a számított áram ≤ a készülék névleges árama ≤ a vezetőben megengedett áram.
D. Szelektivitás kaszkádba kötött megszakítók között
A mágneses sávok nem fedhetik egymást
Egy áramkörön fellépő zárlatnál kizárólag a lemenő megszakítónak szabad kioldania, az általánosnak nem. A feltétel: a felmenő védelem minimális mágneses küszöbe > a lemenő maximális mágneses küszöbe.
Legalább két fokozat különbség
A gyakorlatban az egymást követő védelmek névleges áramai között legalább két szabványos fokozatnak kell lennie (pl. 16 A lemenő → 40 A felmenő). Ha az áramkörön az Icc meghaladja a felmenő pillanatszerű küszöbét, mindkettő kiold — a szelektivitás elvész.
4.3.7.1. cikkely — I7-2011
„Azokban az esetekben, amikor egy elosztásban több védelmi készülék kapcsolódik sorba, jellemzőiket úgy kell megválasztani, hogy a védelem szelektivitása biztosított legyen. Üzemzavar esetén az ahhoz legközelebbi védelemnek kell működnie, csak az adott szakaszt leválasztva, anélkül hogy az egész hálózatot kiiktatná ...”
E. Szelektivitás áram-védőkapcsolók (RCD) között
Általános vs. „S” típus
Az általános típusú RCD késleltetés nélkül old ki (40–300 ms); az „S” típusú késleltetett (150–500 ms). A szelektivitáshoz a felmenő oldalra „S” típust (késleltetett), a lemenőre általános típust (pillanatszerű) teszünk.
Legalább 3:1 arány
IΔn_felmenő / IΔn_lemenő ≥ 3
A felmenő névleges hibaáramnak ≥ 3 × a lemenőének kell lennie (pl. 300 mA felmenő, 30 mA lemenő → arány 10). Így egy kis hiba csak a lemenő RCD-t oldja ki.
4.1.5.2.8. cikkely — I7-2011
„... egy „S” típusú és egy általános típusú, sorba kapcsolt készülék közötti szelektivitás megvalósítottnak tekinthető, ha a megfelelő névleges hibaáramaik közötti arány legalább 3.”
F. Zárlati áram & megszakítóképesség
A feltételezett zárlati áram (Icc)
Ik = c × Un / (√3 × Zs) · Ik_mono = c × U0 / Zs
Zs = a hibahurok impedanciája (forrás + kábelek). Minél távolabb van a hiba helye, annál nagyobb a Zs és annál kisebb az Icc. A vezeték végén a minimális Icc-nek mégis meg kell haladnia az MCB mágneses küszöbét, különben a kioldás már nem pillanatszerű.
Megszakítóképesség: Icn ≥ Icc
A védelmi készüléknek meg kell tudnia szakítani a saját pontjában fellépő maximális zárlati áramot (Icn ≥ Icc). Lakossági környezetben az Icc a főelosztón jellemzően 3–6 kA → Icn ≥ 6 kA értékű MCB.
4.3.5.1. cikkely — I7-2011
„A megszakítóképességnek legalább egyenlőnek kell lennie a beépítés helyén feltételezett zárlati árammal ... kisebb megszakítóképesség is megengedett, ha a felmenő oldalon a szükséges megszakítóképességgel rendelkező másik védelmi készülék van beépítve ...”
Gyakorlatok — válaszd ki a helyes lehetőséget
Minden lépést a helyes válasz kiválasztásával jársz végig. Hibás? Próbáld újra.
Termo-mágneses — aljzat-áramkör
Egy aljzat-áramkört egy 16 A-es, C karakterisztikájú megszakító véd.
1. lépés: Mit csinál a megszakító termikus kioldója?
Szelektivitás — két megszakító kaszkádban
Általános: 40 A C karakterisztika (mágneses küszöb 200–400 A). Áramkör: 16 A C karakterisztika (mágneses küszöb 80–160 A).
1. lépés: Átfedik egymást a két megszakító mágneses sávjai?
Szelektivitás — áram-védőkapcsolók kaszkádban
Lemenő: 30 mA-es általános típusú RCD. Felmenő: 300 mA-es „S” típusú (késleltetett) RCD.
1. lépés: Mekkora a felmenő / lemenő IΔn arány?
Mit teszel a főkapcsolóra — 3 áramkör
Elosztó 3 áramkörrel, mindegyik 30 mA-es áram-védőkapcsolóval: aljzatok 16 A/C, világítás 10 A/B, fürdő 16 A/C. A fő (felmenő) védelmet választod ki.
1. lépés: Milyen fő áram-védőkapcsolót teszel, hogy szelektív legyen a lemenő oldali 30 mA-esekhez képest?
Gyakorlatok — minden lépést te számolsz
Most te adod meg minden lépés értékét. Tippet kapsz, ha hibázol.
Megszakító — válaszd ki az In-t és a mágneses küszöböt
4400 W-os fogyasztó (egyfázisú, cos φ = 1), C karakterisztikájú MCB-vel védve.
1. lépés: Az üzemi áram Ib = P / (230 × cos φ) = ?
Áram-védőkapcsolók szelektivitása — az arány
Lemenő 30 mA-es és felmenő 300 mA-es RCD.
1. lépés: A felmenő / lemenő IΔn arány = ?
Zárlat — az Icc a távolsággal csökken
Egyfázisú áramkör (U0 = 230 V). Az elosztón Zs = 0,1 Ω; a vezeték végén Zs = 0,46 Ω.
1. lépés: Icc az elosztón: Ik = U0 / Zs = ?
A fő MCB minimális In-je
Lemenő áramkör 16 A C karakterisztika; a fő szintén C karakterisztika. A lemenő maximális mágneses küszöbe = 10 × 16 = 160 A.
1. lépés: A fő minimális In-je (5 × In > 160), a szabványos sorozatból választva = ?
Gyakorlatok — közvetlen válasz
Egyedül oldod meg, és megadod a végső választ. A lépésről lépésre megoldás szükség esetén elérhető.
Mágneses küszöb — B karakterisztika
Megszakító In = 25 A, B karakterisztika (3–5×In). Mekkora a MINIMÁLIS mágneses küszöb (A)?
Fokozatok az IEC skálán
Lemenő RCD 30 mA, felmenő RCD 300 mA. Hány fokozat van közöttük a szabványos IΔn skálán?
Zárlat & megszakítóképesség
Egyfázisú áramkör, U0 = 230 V, Zs = 0,115 Ω. Mekkora a feltételezett Icc (A)?
Hozzászólások
A hozzászólásokat közzététel előtt moderáljuk. Az e-mail-cím nem jelenik meg nyilvánosan.