SELECTIVITATEA PROTECTIEI

Selectivitatea protectiei

Generalitati

Retelele electrice de joasa tensiune contin un numar mare de dispozitive de protectie, de acelasi tip sau tipuri diferite, unele dintre ele fiind plasate in serie, in sensul distributiei de energie. Aceste dispozitive de protectie, trebuie sa functioneze selectiv, adica in cazul unei avarii, este necesar sa actioneze protectia cea mai apropiata de locul avariei si care este destinata naturii avariei produse, izolandu-se astfel numai portiunea respectiva de retea, restul receptoarelor continuand sa fie alimentate.

Selectivitatea protectiei, intre dispozitive de acelasi tip sau de tipuri diferite, trebuie asigurata in conditiile ca acestea realizeaza:

- protectii similare, fie contra curentilor de scurtcircuit (selectivitatea intre doua sigurante fuzibile, intre doua intreruptoare automate cu relee sau declansatoare electromagnetice sau intre o siguranta si un intreruptor automat), fie contra curentilor de suprasarcina (selectivitatea intre doua relee sau doua declansatoare termice sau intre un releu si un declansator termic);

- protectii diferite, un dispozitiv realizand protectia impotriva curentilor de scurtcircuit si celalalt impotriva curentilor de suprasarcina (selectivitatea dintre siguranta fuzibila si releu sau declansator termic, dintre relee sau declansatoare electromagnetice si termice).

In cazul in care protectia este realizata prin dispozitive de acelasi tip si fabricatie, curentii nominali ai fuzibililor sigurantelor, respectiv timpii de declansare ai intreruptoarelor automate vor fi in crestere, in sensul de parcurgere a instalatiei electrice de la receptor spre sursa.

Pentru dispozitive de protectie de tip sau de fabricatie diferita, selectivitatea se asigura prin examinarea caracteristicilor de protectie corespunzatoare.

Criterii de apreciere a selectivitatii

Functionarea selectiva a protectiei se studiaza in mod riguros prin trasarea caracteristicilor de protectie pentru dispozitivele care lucreaza in serie si determinarea diferentelor de timp Dt intre timpii de actionare la anumite valori ale curentilor. Selectivitatea este asigurata atunci cand, aceste diferente de timp au valori egale sau mai mari decat cele care se indica in cele ce urmeaza, pentru fiecare situatie in parte.

a) Selectivitatea intre o siguranta fuzibila si un releu termic, trebuie realizata in special la nivelul circuitelor electrice de receptor, aici gasindu-se inseriate cele doua dispozitive de protectie. Acestea sunt prevazute pentru protectii diferite, la scurtcircuit, respectiv suprasarcina, astfel incat selectivitatea intre ele este asigurata daca fiecare dispozitiv actioneaza in domeniul corespunzator de supracurenti.

In figura 1 se prezinta un circuit prevazut cu sigurantele e1 si releul termic e2, acesta din urma actionand asupra contactorului c1 (fig. 1, a) si caracteristicile de protectie corespunzatoare (fig. 1, b).

   

a b

Fig. 4.34. Explicativa pentru selectivitatea dintre o siguranta fuzibila si un releu termic:

a - schema de alimentare a circuitului; b - caracteristicile de protectie.

Caracteristicile de protectie se intersecteaza intr-un punct A, care are la stanga domeniul supracurentilor (de suprasarcina) pentru care protectia este asigurata de releul termic e2 conform caracteristicii 2, iar la dreapta - domeniul supracurentilor (de scurtcircuit) pentru care protectia este asigurata de sigurantele fuzibile e1, conform caracteristicii 1.

La valoarea curentului de scurtcircuit I_sc, care s-ar stabili pe tronsonul considerat, diferenta Dt intre ordonatele corespunzatoare celor doua caracteristici, dintre care cea a releului termic este deasupra, trebuie sa fie Dt ³ 0,04 s. Folosirea unei sigurante fuzibile cu un curent nominal prea mic, ar determina neselectivitatea protectiei in domeniul curentilor de suprasarcina, iar una cu un curent nominal mai mare - neselectivitatea in domeniul curentilor de scurtcircuit. Ultima situatie este deosebit de periculoasa, deoarece ruperea curentilor de scurtcircuit de catre contactor atrage dupa sine deteriorarea acestuia.

Din analiza acestor date se constata ca selectivitatea intre o siguranta fuzibila cu putere de rupere medie si un releu termic este asigurata daca curentii respecta conditia:

I_nf ³ 3I_rt (4.10)

iar daca siguranta este de tip MPR (mare putere de rupere):

(I_nf)_MPR ³ 2,5 I_rt    (4.11)

Evident, se va alege intotdeauna curentul nominal minim al sigurantei fuzibile, care respecta relatiile.

b) Selectivitatea intre doua sigurante fuzibile e1 si e2, avand curentii nominali I_nf1 > I_nf2 se obtine atunci cand:

- caracteristicile lor de protectie nu se intersecteaza sau punctul de intersectie se situeaza la o valoare a curentului mai mare decat curentul de scurtcircuit I_sc de la locul instalarii sigurantei avand curentul nominal cel mai mic.

In cadrul retelelor electrice de joasa tensiune, cazul sigurantelor fuzibile consecutive este cel mai frecvent intalnit. Pentru rezolvarea mai rapida a problemei selectivitatii, fara a mai fi necesar studiul caracteristicilor de protectie timp-curent sau daca nu exista posibilitatea cunoasterii lor exacte, se recomanda ca, intre curentii nominali a doua sigurante consecutive, esalonarea sa fie cel putin din doua in doua trepte pe scara normalizata, daca sigurantele sunt cu topire rapida si din treapta in treapta, daca sunt cu topire lenta. Se evita montarea sigurantelor cu topire rapida inaintea celor cu topire lenta.

Pentru exemplificarea modului de esalonare a sigurantelor fuzibile, se considera un tablou secundar de distributie avand pe plecari sigurante rapide de 35 si 50 A; in amonte de acestea, pe coloana de alimentare a tabloului, se vor monta sigurante de minimum 80 A.

c) selectivitatea intre un intreruptor automat a1 si o siguranta fuzibila e2 este realizata atunci cand caracteristicile nu se intersecteaza si diferenta de timp masurata intre punctele cele mai apropiate ale caracteristicilor este Dt ³ 0,04 s; daca siguranta fuzibila e2 este prea mare, apare un triunghi de neselectivitate.

Intreruptorul automat se considera prevazut cu declansatoare (sau relee) termice si electromagnetice, astfel incat caracteristica sa se compune din doua portiuni: pe portiunea AB actioneaza declansatorul (sau releul) termic, iar pe portiunea CD - declansatorul (sau releul) electromagnetic.

Acest caz de selectivitate apare, in general, la nivelul tablourilor generale.

d) Selectivitatea intre o siguranta fuzibila e1 si un intreruptor automat a1, este asigurata daca intersectia inevitabila a celor doua caracteristici se situeaza la un curent I_A mai mare decat curentul de scurtcircuit I_sc din aval de intreruptorul automat, iar intre cele doua caracteristici exista, la curentul de scurtcircuit considerat, un interval Dt ³ 0,05 s.

Aceasta variantav de inseriere a celor doua dispozitive de protectie este mai rar intalnita in instalatiile electrice industriale, fiind mai frecventa la instalatiile electrice din cladiri de locuit si similare, unde se utilizeaza microintreruptoare automate pentru protectia circuitelor.

e) Selectivitatea intre doua intreruptoare automate a1 si a2, avand curentii nominali I_n1 > I_n2 este asigurata, in general, in domeniul curentilor de suprasarcina; la curentii de scurtcircuit, declansatoarele (sau releele) electromagnetice ale ambelor intreruptoare declanseaza practic simultan, deci neselectiv.

Pentru obtinerea selectivitatii este necesar ca actiunea dispozitivului de protectie electromagnetic al intreruptorului a1 sa fie temporizata cu treapta de timp Dt ³ 0,15 s. Evitarea masurii de temporizare a actiunii releului electromagnetic, care comanda intreruptorul a1, se poate obtine prin repartizarea cat mai uniform posibila a sarcinilor pe tablouri de distributie, ceea ce adeseori permite inlocuirea intreruptorului a2 prin sigurante fuzibile.