11. WYŁĄCZNIKI NISKIEGO NAPIĘCIA

Transkrypt

1 11. WYŁĄCZNIKI NISKIEGO NAPIĘCIA Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, podstawowymi parametrami oraz właściwościami i przeznaczeniem wyłączników niskiego napięcia. W zakres ćwiczenia wchodzi: zapoznanie się z budową różnych rodzajów wyłączników, pomiar charakterystyk wyzwalaczy wybranych rodzajów wyłączników Informacje wstępne Wiadomości podstawowe Wyłączniki niskiego napięcia należą do grupy łączników samoczynnych i są przeznaczone do zasilania i zabezpieczania instalacji niskiego napięcia od skutków przetężeń, a także, jeśli są wyposażone w wyzwalacze podnapięciowe, również od zaniku napięcia zasilającego. Ze względu na zakres parametrów, możliwości nastaw charakterystyk wyzwalaczy i przeznaczenie wyłączniki niskiego napięcia dzieli się na kilka podstawowych grup [11.1]: wyłączniki instalacyjne, przeznaczone głównie do stosowania w obwodach odbiorczych instalacji w budynkach, wyłączniki silnikowe, przeznaczone do stosowania w obwodach z silnikami elektrycznymi, wyłączniki przemysłowe (nazywane także zwarciowymi, stacyjnymi), produkowane w bardzo szerokim zakresie prądów znamionowych i przeznaczone zasadniczo do wyposażenia rozdzielnic zasilających zarówno grupy odbiorów jak i obwody pojedynczych odbiorników o znacznych mocach znamionowych w instalacjach przemysłowych oraz w rozdzielniach energetyki zawodowej. Ponadto wyróżnia się dwie inne konstrukcje wyłączników, które nie są przedmiotem badań w omawianym ćwiczeniu: wyłączniki ograniczające, które należą również do grupy wyłączników przemysłowych i cechują się znacznymi wartościami prądów wyłączalnych, wyłączniki różnicowoprądowe, przeznaczone do ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej w instalacjach elektrycznych.

2 Zasadnicze elementy składowe wyłącznika niskiego napięcia przedstawiono na rysunku 1.1, przy czym niektóre rodzaje wyłączników nie posiadają wszystkich wymienionych elementów, bądź mogą być w nie wyposażone opcjonalnie. U Zdalne wyłączenie wyłącznika KG U< U> U 1 S Z M R 3 4 I> 2 Rys Szkic przedstawiający zasadnicze elementy konstrukcyjne wyłącznika niskiego napięcia; S układ styków głównych, KG komora gaszeniowa, Z zamek, R napęd ręczny, M. napęd samoczynny, 3 wyzwalacz przeciążeniowy, 4 wyzwalacz zwarciowy, U< - wyzwalacz podnapięciowy, U> - wyzwalacz napięciowy, U napięcie zasilające wyzwalacze. Każdy wyłącznik niskiego napięcia wyposażony jest w napęd ręczny R, służący do załączania układu stykowego S aparatu i równoczesnego naciągnięcia mechanizmu zamka Z (rys. 11.1). W zależności od ilości energii niezbędnej do wykonania tych czynności i od zastosowanego rozwiązania konstrukcyjnego rozróżnia się dwa rodzaje napędu ręcznego: napęd bezpośredni, uruchamiany jednym ruchem ręki przez osobę obsługującą, napęd pośredni (zasobnikowy), stosowany w wyłącznikach cięższych konstrukcji, gdzie przed załączeniem wyłącznika należy zazbroić napęd, zwykle wielokrotnym ruchem dźwigni zazbrojenia, po czym załącza się wyłącznik.

3 Napęd samoczynny M (rys. 11.1), zwykle silnikowy, rzadziej elektromagnetyczny, stanowi wyposażenie jedynie niektórych typów wyłączników, przeważnie wyłączników należących do grupy wyłączników przemysłowych. Zamek Z (rys. 11.1) to mechanizm utrzymujący styki w stanie załączonym, który jest w każdej chwili gotowy do ich otwarcia, po zwolnieniu określonej blokady mechanicznej (zapadki) zamka. Blokada ta może być zwolniona wskutek zadziałania dowolnego z wyzwalaczy bądź ręcznie przez osobę obsługującą wyłącznik. Każde wyłączenie wyłącznika następuje wskutek zadziałania mechanizmu zamka. Wyzwalacz przeciążeniowy (3, rys. 11.1) służy do identyfikacji prądów przeciążeniowych i wyłączenia wyłącznika, jeśli przeciążenie przekroczy wartość nastawioną na charakterystyce wyzwalacza. Podstawową charakterystyką wyzwalacza przeciążeniowego jest charakterystyka czasowo-prądowa. (rys. 11.2). Rozróżnia się dwie konstrukcje wyzwalaczy przeciążeniowych: termobimetalowe, w których przepływający przez wyłącznik prąd nagrzewa element termobometalowy, powodując jego odkształcenie i zadziałanie wyzwalacza (charakterystyka z rys. 11.2a), elektroniczne, w których charakterystykę realizuje się przy pomocy specjalnego układu elektronicznego (charakterystyka z rys. 11.2b). a) t b) t t p t 1 p 1 zakres regulacji prądu nastawienia I nn zakres regulacji prądu nastawienia I nn 3 2 I nw I nw Inn min Inn min I nn I nt I t I I nn I nt I t I Rys Charakterystyki czasowo-prądowe wyzwalaczy przeciążeniowych: a) wyzwalacz termobimetalowy, b) wyzwalacz elektroniczny; t p umowny czas próby, I nn prąd nastawienia wyzwalacza, I nt umowny prąd niezadziałania, I t umowny prąd zadziałania, I nn min minimalna wartość prądu nastawienia, I nw prąd znamionowy wyzwalacza; strzałki ilustrują możliwości regulacji charakterystyk, przy czym strzałki 1 i 2, to powszechnie spotykane możliwości regulacji, strzałka 3 (obrót ramienia charakterystyki wyzwalacza elektronicznego), to rzadko spotykany rodzaj regulacji.

4 Na charakterystyce czasowo-prądowej wyzwalacza przeciążeniowego wyróżnia się kilka niżej wymienionych typowych wielkości: Umowny czas próby t p - największa wartość czasu, dla którego producent określa charakterystykę prądowo-czasową. Standardowe wartości umownych czasów próby podane w normach [11.2, 11.3 i 11.4] wynoszą: 1 h dla wyłączników o prądach znamionowych I n 63 A, oraz 2 h dla wyłączników o prądach znamionowych I n > 63 A Umowny prąd niezadziałania I nt to największa wartość prądu, przy którym wyzwalacz nie zadziała przed upływem czasu próby t p. Umowny prąd zadziałania I t to najmniejsza wartość prądu, który spowoduje zadziałanie wyzwalacza przed upływem czasu próby t p. Istnieją dwie standardowe pary prądów niezadziałania i zadziałania: I nt = 1,05 I nn oraz I t = 1,3 I nn, (11.1) dla wyłączników o regulowanej wartości prądu nastawy wyzwalacza I nn, określone w normie [11.3], oraz I nt = 1,13 I nn oraz I t = 1,45 I nn, (11.2) dla wyłączników o nieregulowanej wartości prądu nastawy wyzwalacza I nn, w tzw. wyzwalaczach modułowych, określone w normie [11.4]. Prąd nastawienia I nn można zmieniać w wyzwalaczach przeciążeniowych o regulowanej charakterystyce od minimalnego prądu nastawienia I nn min do prądu znamionowego wyzwalacza I nw (rys. 11.2): I nn min I nn I nw (11.3) W wyzwalaczach o charakterystyce nieregulowanej (wyzwalacze przeciążeniowe modułowe), prąd nastawienia jest równy prądowi znamionowemu wyzwalacza: I nn min = I nn = I nw (11.4) Wyzwalacz zwarciowy (4, rys.11.1) służy do identyfikacji prądów zwarciowych przepływających przez wyłącznik i do wyłączenia wyłącznika, jeśli prądy te

5 przekroczą wartości nastawione na charakterystyce czasowo-prądowej. Istnieją dwa rozwiązania wyzwalaczy zwarciowych: elektromagnetyczne, w których elementem reagującym na wartość prądu jest zwora elektromagnesu, przez którego uzwojenie przepływa prąd danego bieguna wyłącznika (charakterystyka z rys. 11.3a), elektroniczne, realizujące charakterystykę prądowo-czasową przy pomocy układu elektronicznego specjalnej konstrukcji, zasilanego zwykle z obwodu wtórnego przekładnika prądowego włączonego do danego bieguna wyłącznika (charakterystyka z rys. 11.3b). Wyzwalacze zwarciowe elektromagnetyczne posiadają dwa zasadnicze parametry (rys. 11.3a): prąd nastawienia I nz, będący wartością progową, poniżej której wyzwalacz nie działa i po przekroczeniu której następuje jego zadziałanie, czas zadziałania wyzwalacza, który jest równy czasowi własnemu t w dla wyzwalaczy bezzwłocznych bądź nastawianemu czasowi zwłoki t 2 w wyzwalaczach działających ze zwłoką czasową.. Wyzwalacze elektroniczne są budowane zwykle jako dwustopniowe (rys. 11.3b), tj. posiadają człon zwarciowy krótkozwłoczny (nastawienie I nz1 i t 2 ) oraz człon zwarciowy bezzwłoczny (nastawienie I nz2, działający z nienastawialnym czasem własnym t w ). Charakterystyka wyzwalacza jest charakterystyką pasmową, czyli posiada pewien rozrzut w stosunku do wartości nastawianych. Rozrzut wartości prądu wokół I nz wynosi dla wyzwalaczy elektromagnetycznych I nz = ±20% [11.3], a dla wyzwalaczy elektronicznych nie przekracza I nz1, I nz2 = ±15%. Czas własny wyzwalacza (t w, rys. 11.3), który w praktyce rozumiany jest jako czas upływający od chwili identyfikacji prądu zwarciowego do chwili rozejścia się styków wyłącznika, zawiera się zwykle w zakresie (0,01 0,05) s. Przeciętne czasy nastawień zwłoki czasowej (t 2, rys. 11.3) mieszczą się w przedziale (0,1 0,5) s. Wyzwalacz podnapięciowy U< (rys. 11.1), nazywany także zanikowym, jest przeznaczony do samoczynnego wyłączenia wyłącznika w przypadku zaniku napięcia zasilającego, bądź do uniemożliwienia załączenia wyłącznika w przypadku braku tego napięcia. Zgodnie z zaleceniami normy [11.2] wyzwalacz podnapięciowy powinien powodować otwarcie wyłącznika, nawet przy powolnym obniżaniu napięcia, w zakresie między 70% a 35% jego napięcia znamionowego. Wyzwalacz ten powinien ponadto zapobiegać zamknięciu wyłącznika, gdy napięcie zasilania jest niższe niż 35% napięcia znamionowego wyzwalacza oraz powinien umożliwić zamknięcie wyłącznika przy napięciu równym co najmniej 85%

6 jego napięcia znamionowego. Górna granica napięcia zasilania wyzwalacza powinna wynosić 110% jego wartości znamionowej. Wyzwalacz napięciowy U> (rys. 11.1), nazywany również nadmiarowym bądź wybijakowym, jest przeznaczony do celowego, zdalnego wyłączenia wyłącznika. Wyzwalacz ten powinien powodować otwarcie wyłącznika, gdy napięcie podawane na wyzwalacz i mierzone w czasie wyzwalania zawiera się między 70% a 100% znamionowego napięcia zasilania obwodów sterowniczych wyłącznika [11.2]. a) t wyzw. bezzwłoczny wyzw. zwłoczny b) t t 2 t 2 t w t w t t t I nz t I nz1 I nz2 I nz I w I I nz1 I nz2 I w I Rys Charakterystyka czasowo-prądowa wyzwalacza zwarciowego elektromagnetycznego (a) i elektronicznego (b); I nz prąd nastawienia wyzwalacza elektromagnetycznego, I nz1, I nz2 prądy nastawienia odpowiednio członu krótkozwłocznego i członu bezzwłocznego wyzwalacza elektronicznego, t w czas własny wyzwalacza, t 2 czas zwłoki, I nz, I nz2, I nz2 - rozrzut wartości nastawionego prądu, t rozrzut wartości czasu, I w prąd wyłączalny wyłącznika; strzałki ilustrują możliwości zmian nastawień charakterystyk Wyłączniki instalacyjne Wyłączniki instalacyjne są przeznaczone do zasilania i zabezpieczania obwodów w instalacjach odbiorczych w budynkach. Są konstruowane jako 1, 2, 3 i 4-ro biegunowe. Powszechnie stosowany zakres ich prądów znamionowych to (6 32) A, choć produkowane są również wyłączniki instalacyjne o prądach znamionowych spoza tego przedziału: na wyższe prądy do 125 A, oraz wyłączniki na bardzo niskie prądy rzędu (0,5 2) A. Wyłącznik instalacyjny jest przedstawicielem wyłącznika o tzw. budowie modułowej, czyli wyposażonego w wyzwalacze przetężeniowe

7 o charakterystykach nienastawialnych. Ustawione fabrycznie charakterystyki tych wyzwalaczy odnoszą się do prądu znamionowego wyłącznika w następujący sposób: charakterystyka wyzwalacza przeciążeniowego zgodnie z zależnością (11.2), przy czym spełniona jest również zależność (11.4), w której prąd znamionowy wyzwalacza I nw jest równy prądowi znamionowemu wyłącznika I n, prąd nastawienia wyzwalacza zwarciowego zawiera się w jednym z trzech zakresów, oznaczanych literami B, C i D wg zaleceń normy [11.4]: a) B od 3 do 5-cio krotnej wartości I nw = I n, b) C od 5 do 10-cio krotnej wartości I nw = I n, c) D od 10 do 50-cio krotnej wartości I nw = I n, (w praktyce zakres D mieści się najczęściej od 10 do 20-sto krotnej wartości I nw = I n, gdzie I n prąd znamionowy wyłącznika). Graficzną ilustrację charakterystyk B, C i D wyzwalacza zwarciowego oraz charakterystyki wyzwalacza przeciążeniowego wyłączników instalacyjnych przedstawiono na rys Najczęściej spotykana wartość prądu wyłączalnego wyłączników instalacyjnych wynosi 10 ka. Wyłączniki instalacyjne nie posiadają wyzwalaczy podnapięciowych i napięciowych oraz napędu samoczynnego. t t p B C D 1 1,45 1, I w I/I nw Rys Ilustracja wzajemnego położenia charakterystyk B, C i D wyzwalaczy zwarciowych oraz charakterystyki wyzwalacza przeciążeniowego wyłączników instalacyjnych.

8 Wyłączniki silnikowe Wyłączniki silnikowe służą do zasilania i zabezpieczenia przetężeniowego obwodów silników elektrycznych. Są to przeważnie wyłączniki trójbiegunowe, budowane na prądy znamionowe w zakresie od 6 A do 125 A. Posiadają zwykle jedynie napęd ręczny, choć wśród wyłączników na prądy znamionowe powyżej 40 A spotykane są także konstrukcje wyposażane w napęd samoczynny silnikowy. Wyłączniki silnikowe wyposażone są w wyzwalacz przeciążeniowy elektromagnetyczny o charakterystyce opisanej zależnością (11.1), (rys. 11.2a), z możliwością nastawiania opisaną zależnością (11.3). Wyzwalacz zwarciowy to zwykle wyzwalacz nieregulowany o fabrycznie ustawionym prądzie zadziałania, przeważnie w zakresie (10 20) x I n [11.3], gdzie I n prąd znamionowy wyłącznika. Wyłączniki silnikowe zwykle nie są wyposażane ani w wyzwalacze podnapięciowe ani napięciowe, chociaż niektóre konstrukcje na wyższe wartości prądów znamionowych mogą takie wyzwalacze posiadać Wyłączniki przemysłowe. Wyłączniki przemysłowe to wyłączniki o największych wartościach prądów znamionowych, przeznaczone do zasilania i zabezpieczania zarówno grup odbiorników oraz jak i pojedynczych odbiorników o znacznych mocach znamionowych. Stanowią one wyposażenie rozdzielnic przemysłowych oraz niektórych rozdzielni energetyki zawodowej. Wyróżnia się dwie zasadnicze konstrukcje wyłączników przemysłowych: wyłączniki o budowie zwartej (typu compact ), o prądach znamionowych w zakresie od 40 do ok A, i prądach wyłączalnych w zakresie od ok. 15 ka do ok. 40 ka, wyłączniki o budowie otwartej (typu masterpact ) o najwyższych wartościach prądów znamionowych w zakresie od 1000 A do 6300 A i prądach wyłączalnych od ok. 50 ka do ok. 100 ka. Wyłączniki przemysłowe to aparaty wyposażone zwykle we wszystkie wyzwalacze przedstawione na rys. 11.1, a napęd samoczynny stanowi opcjonalne bądź standardowe wyposażenie większości z nich. Przeważająca część współcześnie produkowanych wyłączników przemysłowych, zwłaszcza wyłączników o budowie otwartej, posiada wyzwalacze elektroniczne. Istnieją konstrukcje, które mogą być wyposażone opcjonalnie bądź w wyzwalacze elektroniczne bądź tradycyjne, tj. termobimetalowe i elektromagnetyczne. Charakterystyki prądowo-czasowe realizowane przez wyzwalacze przetężeniowe wyłączników przemysłowych posiadają zwykle duże możliwości zmian nastawień, jak to zilustrowano na rys i 11.3,

9 zależnie od tego czy są to wyzwalacze o budowie tradycyjnej czy wyzwalacze elektroniczne, przy czym wyzwalacze przeciążeniowe realizują charakterystykę według zależności (11.1) [11.2], z możliwością nastaw według (11.3) Niezbędne przygotowanie studenta Studentów obowiązuje znajomość materiału dotyczącego wyłączników niskiego napięcia zawarta w podręczniku [11.1], rozdział Opis stanowiska laboratoryjnego Stanowisko laboratoryjne umożliwia badanie: charakterystyk czasowo-prądowych wyzwalaczy przetężeniowych, działania wyzwalacza podnapięciowego, działania wyzwalacza napięciowego. Badanie charakterystyk czasowo-prądowych wyzwalaczy przetężeniowych odbywa się na stanowisku wyposażonym w dwa transformatory wielkoprądowe TW1 i TW2 (rys. 11.5), z których pierwszy zasila obwód probierczy o zakresie prądowym do 200 A, drugi natomiast do 2000 A. W układzie rozróżniono te dwa zakresy prądowe, gdyż przewody łączące w pierwszym obwodzie mają na tyle mały przekrój, że mogą być w prosty sposób przełączane podczas trwania ćwiczenia, natomiast obwód na prądy do 2000 A wymaga połączenia na stałe przewodami o stosunkowo dużym przekroju. Na rys przedstawiono tylko jeden przykładowy, badany wyłącznik W, podłączony w obwodzie transformatora TW2. Zakres prądu probierczego (0-200 A, bądź A) dobiera się w zależności od wartości prądu znamionowego wyłącznika, przy czym obwody wyzwalaczy przetężeniowych niektórych wyłączników przyłączone są na stanowisku na stałe. Tak jest w przypadku wyłącznika typu DS i wyłącznika typu NZM. Obwody wyzwalaczy przetężeniowych pozostałych wyłączników o mniejszych prądach znamionowych (instalacyjne, silnikowe, niewielkie wyłączniki przemysłowe) są łączone w trakcie wykonywania ćwiczenia w obwodzie transformatora TW1 w identyczny sposób jak wyłącznik W na rys Łączenia tego dokonuje się do odpowiednio oznaczonych zacisków na pulpicie stanowiska. Przełączenie zasilania obwodu probierczego z transformatora TW1 bądź TW2 dokonywane jest łącznikiem Ł umieszczonym na pulpicie stanowiska. Stanowisko umożliwia również wstępne ustawienie prądu pomiarowego (łącznik Ł1, rys. 11.5) przed wykonaniem każdej próby prądowej. Prąd pomiarowy należy ustawiać przy wyłączonym obwodzie badanego wyzwalacza (otwarty łącznik ŁP, rys. 11.5).

10 A1 TW1 Zakres A L N D Ł A2 Ł1 Wstępna nastawa prądu probierczego TW2 ŁP W Zakres A I> I> I> Układ sterowania zegarem Rys Schemat układu do badania charakterystyk czasowo-prądowych wyzwalaczy przetężeniowych wyłącznika; W badany wyłącznik, TW1, TW2 transformatory wielkoprądowe odpowiednio na zakres A i A, Ł łącznik służący do załączenia wybranego transformatora wielkoprądowego TW1 albo TW2, A1, A2 amperomierze do pomiaru prądu probierczego zasilone odpowiednio z przekładników transformatorów TW1 i TW2, D dławik do regulacji prądu probierczego, Ł1 łącznik załączania wstępnej nastawy prądu probierczego, ŁP łącznik załączający obwód prądu probierczego; zaciski 3-4 badanego wyłącznika podłączane są do odpowiednio oznaczonych zacisków układu sterowania umieszczonych na pulpicie stanowiska, zaciski 5-6 przyłączane są do odpowiednio oznaczonych zacisków sterowania zegarem na pulpicie. Badanie wyzwalaczy elektronicznych można przeprowadzać zasilając je prądem symulującym prąd wtórny przekładnika prądowego wyłącznika, o przekładni I n υ i =, (11.5) In2 gdzie I n - prąd znamionowy wyłącznika i jego przekładnika prądowego, I n2 prąd znamionowy strony wtórnej przekładnika, zwykle I n2 = 5 A. W ten sposób zrealizowano na stanowisku laboratoryjnym układ do badania wyzwalacza elektronicznego o firmowej nazwie amptector, stanowiącego wyposażenie wyłączników typu DS (rys. 11.6). Prąd wtórny przekładników I n2 (11.5) zasilających wyzwalacz jest w tym przypadku równy 5A, czyli prąd probierczy równy 5A jest odczytywany przez wyzwalacz jako prąd znamionowy wyłącznika I n, co na charakterystyce prądowo-czasowej (rys. 11.7) odpowiada względnej wartości prądu

11 równej 1. Krotność prądu 5A, odpowiada więc krotności prądu znamionowego wyłącznika, przykładowo prąd probierczy równy 40 A odpowiada względnej wartości prądu 40A : 5A = 8 (rys. 11.7). Wyzwalacz wyłącznika typu DS jest badany w obwodzie transformatora TW1 (zakres do 200 A). A1 TW1 Ł2 Wyłącznik typu DS Napęd ręczny Zamek Ł3 Napęd silnikowy Przekaźnik sygnalizacji wyłączenia Wyzwalacz elektroniczny AMPTECTOR Rys Schemat fragmentu układu do badania wyzwalacza elektronicznego amptector wyłącznika typu DS.; Ł2 łącznik do załączania prądu probierczego, Ł3 łącznik załączający samoczynne zazbrojenie napędu wyłącznika, pozostałe oznaczenia jak na rys. 11.5; (ze względu na przejrzystość rysunku nie przedstawiono wszystkich elementów wyłącznika). Układ do badania wyłączników DS (rys. 11.6) jest wykonany w ten sposób, że wyzwalacz elektroniczny amptector nie powoduje rzeczywistego wyłączenia wyłącznika, co zaznaczono linią przerywaną łączącą wyzwalacz z zamkiem (rys. 11.6), lecz powoduje on jedynie zadziałanie przekaźnika modelującego takie wyłączenie. Przekaźnik ten jest zamontowanym w stole laboratoryjnym oryginalnym przekaźnikiem wyłącznika, przystosowanym do współpracy z wyzwalaczem amptector. Zadziałanie przekaźnika sygnalizowane jest opadnięciem jego dźwigni. Aby przygotować obwód do następnej próby, dźwignię przekaźnika należy ostrożnie unieść do góry tak, aby zatrzymała się w swej pierwotnej pozycji. Opisane rozwiązanie, w którym zadziałanie wyzwalacza podczas jego prób nie powoduje każdorazowego wyłączenia wyłącznika, lecz jedynie zadziałanie przekaźnika modelującego takie wyłączenie, ma na celu przedłużenie żywotności wyłącznika.

12 (0,5-1,25) I/I n (4-10) I/I n 5000 [s] 2000 L t ,5 0,35 0,2 0,1 0,05 S I 0,2-0,5 s 4-36 s czas własny wyłącznika 0,05 s 0,5 1 1, I/I n Rys Charakterystyka czasowo-prądowa wyzwalacza amptector wyłącznika typu DS, z wyszczególnieniem zakresu nastawień oznaczonego pogrubioną linią ciągłą i przerywaną; In prąd znamionowy wyłącznika i strony pierwotnej przekładnika prądowego; krzyżyki oznaczają przykładowy przebieg charakterystyki o nastawach: a) człon przeciążeniowy (długozwłoczny) L: I = 1xI n, t = 10 s, b) człon zwarciowy krótkozwłoczny S: I = 5xI n, t = 0,35 s, c) człon zwarciowy bezzwłoczny (szybki) I: I = 8xI n,.

13 Trwałość mechaniczna wyłączników przemysłowych o budowie otwartej, których przedstawicielem jest wyłącznik typu DS., jest stosunkowo niewielka, zwykle od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy cykli przestawieniowych. Intensywne załączanie i wyłączanie podczas ćwiczeń laboratoryjnych oznaczałoby stosunkowo krótki czas sprawności wyłącznika. Badanie wyzwalaczy podnapięciowych i napięciowych dotyczy jedynie wyłączników, które są wyposażone w takie wyzwalacze. Zaciski wyzwalaczy podnapięciowych i napięciowych są wyprowadzone na pulpit stanowiska i odpowiednio oznaczone. Badanie przeprowadza się zasilając wyzwalacz odpowiednio w układzie przedstawionym na rys. 11.8a lub 11.8b. a) L Zamek wyłącznika L b) P Zamek wyłącznika ATr V U< ATr V U> N N Rys Schemat układu do badania wyzwalacza podnapięciowego U< (a) i wyzwalacza napięciowego U> (b); ATr autotransformator Program ćwiczenia W trakcie ćwiczenia należy zapoznać się z budową wyłączników niskiego napięcia dokonując oględzin eksponatów starszych wyłączników i plansz umieszczonych przy stanowisku. Następnie należy przeprowadzić badanie wyzwalaczy wybranych wyłączników wskazanych przez prowadzącego, zainstalowanych na stanowisku. Przed badaniem danego wyłącznika należy zapoznać się z jego podstawowymi danymi znamionowymi, wybrać odpowiedni zakres prądu pomiarowego (TW1, TW2, rys. 11.5) i zapoznać się ze sposobem przeprowadzenia pomiarów (załączanie wstępnej nastawy prądu probierczego, wykonanie pomiarów dla wyłączników podłączonych na stałe, wykonanie pomiarów dla wyłączników przyłączanych w trakcie wykonywania ćwiczenia, przeliczanie przekładni prądowej itp.). Badanie wyłącznika obejmuje: a) pomiar charakterystyki czasowo-prądowej,

14 b) badanie wyzwalacza podnapięciowego (o ile badany wyłącznik jest w taki wyzwalacz wyposażony), c) badanie wyzwalacza napięciowego (o ile badany wyłącznik jest w taki wyzwalacz wyposażony). Pomiar charakterystyki czasowo-prądowej przeprowadza się nastawiając odpowiednią wartość prądu pomiarowego dławikiem D (rys. 11.5) przy załączonej wstępnej nastawie (łącznik Ł1, rys. 11.5). Następnie wyłącza się wstępną nastawę i załącza się badany wyzwalacz w obwód prądu probierczego (łącznik ŁP), mierząc czas przepływu prądu i oczekując na moment zadziałania wyzwalacza. Z chwilą zadziałania wyzwalacza obwód prądowy zostaje przerwany i zatrzymuje się zegar odmierzający czas. Wartość nastawionego prądu i odczytany czas, to jeden punkt na charakterystyce czasowo-prądowej. Pomiary takie należy powtórzyć dla całego zakresu charakterystyki, zwracając uwagę na rozróżnienie jej różnych zakresów, czyli np. zakresu wyzwalacza przeciążeniowego i zwarciowego, bądź zwarciowego krótkozwłocznego i bezzwłocznego. Badanie wyzwalacza podnapięciowego przeprowadza się w układzie z rys. 11.8a, w którym wyzwalacz jest zasilany napięciem regulowanym przy pomocy autotransformatora ATr. Próbę zadziałania wyzwalacza przeprowadza się na dwa sposoby: a) obniżając napięcie zasilające wyzwalacz od wartości znamionowej U n do wartości, przy której nastąpi zadziałanie wyzwalacza, b) nastawiając napięcie wyzwalacza na 35% jego napięcia znamionowego U n, a następnie na 85% U n, dokonując każdorazowo 2-3 krotnej próby załączenia wyłącznika; Wynik należy porównać z zaleceniami normy [11.2] opisanymi w punkcie Badanie wyzwalacza napięciowego przeprowadza się w układzie pomiarowym z rys. 11.8b, w którym wyzwalacz jest zasilony napięciem regulowanym przy pomocy autotransformatora ATr. Przy zamkniętym wyłączniku należy nastawić napięcie zasilające wyzwalacz na 70% jego napięcia znamionowego i dokonać próby zadziałania wyzwalacza przez zamknięcie obwodu przyciskiem P. Próby te należy powtórzyć dla kilku wybranych wartości napięcia z zakresu (70% -100%)U n. Wynik próby należy porównać z zaleceniami normy [11.2] opisanymi w punkcie Opracowanie wyników badań Należy wykreślić zmierzone w trakcie ćwiczenia charakterystyki czasowo-prądowe i porównać je z charakterystykami katalogowymi przebadanych wyłączników.

15 Zmierzone wartości napięć, przy których następuje zadziałanie wyzwalaczy podnapięciowych i napięciowych należy zestawić w tabeli i porównać z zaleceniami normy [11.2], podanymi w punkcie Wyciągnąć wnioski i dokonać podsumowania przeprowadzonych badań Literatura [11.1] Markiewicz H.: Instalacje elektryczne, WNT, Warszawa, [11.2] PN-EN Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne. PKN, [11.3] PN-EN Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Wyłączniki. PKN, [11.4] PN-IEC Wyłączniki do zabezpieczeń nadprądowych instalacji domowych i podobnych, PKN, 2000.