En 100 A NH sikringslenke med bryteevne på 120 kA og en 100 A lenke med bryteevne på 20 kA ser nesten identiske ut på hyllen, bærer samme strøm ved vanlig bruk, og passer ofte til samme holder. De oppfører seg helt annerledes første gang det oppstår en kortslutning, og en av dem kan ødelegge panelet den ble kjøpt for å beskytte.
Rekkevidderingen som avgjør dette er ikke strømstyrken som er trykt størst på fatet. Det er bruddkapasiteten, avstemt mot den potensielle kortslutningsstrømmen på det nøyaktige punktet i installasjonen, støttet av gjennomstrømmingsenergien og riktig brukskategori. Avsnittene nedenfor forklarer hva hvert karakterfelt betyr, hvordan sikringen avbryter en feil, og hvor sikringer og releer møtes inne i et kontrollpanel.
Hva en sikring med høy bruddkapasitet er klassifisert for
HRC står for høy bruddkapasitet, og den beskriver en sikring bygget for å avbryte feilstrømmer som er langt større enn strømmen den fører hver dag. En NH-bladsikring klassifisert 100 A kan testes til 120 kA ved 415 V AC. En husholdnings MCB er typisk vurdert til 6 kA eller 10 kA. Hvis transformatorimpedans, kabellengde og forsyningsdata setter den potensielle kortslutningsstrømmen til 25 kA ved panelet, er en MCB utelukket og en HRC-sikring er det normale svaret.
Fire felt betyr noe. Merkestrømmen er en termisk klassifisering som beskriver kontinuerlig drift i et definert miljø. Brytekapasiteten er feilvurderingen, noe som betyr den største strømmen som sikringen trygt kan avbryte uten å sprekke kroppen eller holderen. Nominell spenning, spesielt i DC-kretser, kan ikke antas fra et AC-datablad. Utnyttelseskategorien angir hvilken type last sikringen er ment å beskytte.
Terminologi skaper virkelig forvirring her. Dokumentasjon fra Storbritannia og Commonwealth sier ofte HBC-sikring, som betyr høy bruddkapasitet, og BS 88-sikringer er ofte merket på denne måten. IEC-dokumenter foretrekker høy bruddkapasitet. De to navnene beskriver samme oppførsel, så det nyttige spørsmålet for en leverandør er ikke hva etiketten sier, men hvilken standard og hvilke testdata sikringen er deklarert mot.
Inne i sikringen: konstruksjon og strømbegrensning
En HRC-sikring er en enkel enhet med svært få deler. En keramisk kropp laget av steatitt eller porselen har et sølv- eller kobberelement, vanligvis med flere reduserte seksjoner langs lengden. Den gjenværende plassen pakkes tett med gradert kvartssand, og endene lukkes med hetter, tagger eller bladkontakter som griper inn i holderen.
Når det oppstår en feil, smelter elementet på den smaleste delen og det dannes en bue inne i sanden. Varmen smelter sammen sanden til en glassaktig masse kjent som fulguritt, som absorberer energi og driver lysbuespenningen bratt opp. Den stigende lysbuespenningen tvinger feilstrømmen mot null innen den første kvart syklus, typisk 4 ms til 6 ms ved 50 Hz og sjelden mer enn 10 ms.
Denne raske handlingen gir HRC-sikringer deres strømbegrensende karakter. Toppgjennomstrømmingen sett av nedstrøms kabler, samleskinner, kontaktorer og relékontakter er en brøkdel av det nettverket kunne levere dersom feilen fikk utvikle seg fritt. Kontakter som ville sveiset under en ubegrenset feil overlever ofte når oppstrømssikringen begrenser energien.
En hyppig feillesing: en sikring som holder under en motorstart er ikke defekt. En motor trekker seks til åtte ganger sin nominelle strøm i noen sekunder, og tidsstrømkurven til en gG- eller aM-sikring trekkes med vilje for å ignorere denne innkoblingen.
Rangeringsfelt som avgjør om sikringen fungerer
Den første kontrollen er den potensielle kortslutningsstrømmen ved sikringsposisjonen. Den kommer fra forsyningstransformatorimpedans, kabellengde og tverrsnitt, pluss eventuelle bidrag fra motorer eller omformere. Brytekapasiteten må overstige denne verdien med margin, ikke bare matche den.
Den andre kontrollen er sluppet energi, uttrykt som I2t-verdier. Det er en smelteverdi og en total klaringsverdi, og klaringsverdien må holde seg under motstanden til nedstrøms kabel, samleskinne eller halvleder. For selektivitet mellom to gG-sikringer i serie er et forhold på ca. 1,6 til 1 mellom oppstrøms og nedstrøms merkestrøm et vanlig utgangspunkt.
Den tredje kontrollen hoppes ofte over: varme. Sikringer sprer kraft, og inne i et forseglet kabinett kan omgivelsene ligge godt over 35 grader C, der merkestrømmen til en NH-sikring trenger reduksjon.
IEC 60269 brukskategorier og belastningene de normalt velges for. Bokstavprefikset viser om sikringen har full rekkevidde eller delvis rekkevidde. | Kategori | Range | Typisk beskyttet last |
| gG | Fullt utvalg | Kabler og distribusjonskretser, overbelastning og kortslutning |
| aM | Delvis rekkevidde | Motorstartere, kun kortslutning, overbelastningsrelé kreves |
| aR | Delvis rekkevidde | Halvledere i frekvensomformere og likerettere, svært lav I2t |
| gPV | Fullt utvalg | PV-strenger ved 1000 V eller 1500 V DC |
| gS | Fullt utvalg | Halvleder- og kabelbeskyttelse kombinert |
Prefikset er viktig. En sikring i g-kategori har full rekkevidde og takler overbelastning samt kortslutning. En sikring i en kategori er delvis rekkevidde og må sikkerhetskopieres av en annen enhet, vanligvis et termisk overbelastningsrelé i en motorstarter. Montering av en aM-sikring som eneste beskyttelse for en kabel fjerner overbelastningsbeskyttelsen fullstendig.
Typer og monteringsformater
- NH bladsikringer: bygget i henhold til DIN 43620, størrelser NH00 til NH4, opptil omtrent 1250 A og 690 V AC, standard i industrielle fordelingstavler og hovedpaneler.
- Sylindriske sikringer: 10x38, 14x51 og 22x58 størrelser, ca. 1 A til 100 A, vanlig i kontrollkretser, instrumentforsyninger og små kabinetter.
- D- og D0-sikringer: innskruingstyper med måleringer som fysisk hindrer montering av en større sikring i samme holder, nyttig der uautorisert oppskalering er en risiko.
- BS 88 sikringer: mye brukt i britiske industrielle installasjoner og eldre utstyr, tilgjengelig i boltet og clip-in former.
- Halvledersikringer: aR og lignende klasser med svært lav I2t for frekvensomformere, likerettere og mykstartere.
- PV- og DC-sikringer: klassifisert til 1000 V eller 1500 V DC for strenger og batteristativ, med intern konstruksjon tilpasset likestrømsbuer.
Holderkompatibilitet er en del av sikringsvurderingen, ikke en separat valg av tilbehør. Et 120 kA sikringsledd installert i en holder med 50 kA gir hele installasjonen 50 kA feil, og det er det kontrolløren vil registrere. Den samme logikken gjelder for skillebryteren og for kabelavslutningene.
Koordinering av HRC-sikringer med releer i kontrollpaneler
En sikring beskytter kretsen, ikke reléet. Den begrenser energien som når kontaktene under en feil, men den gjør ingenting med normal belastningsstrøm. Hvis en 16 A-varmer kobles av et relé med 5 A-kontakter, vil disse kontaktene svikte enten oppstrømssikringen er klassifisert 100 kA eller ikke. Kontaktverdier må leses for den faktiske belastningstypen, ved bruk av AC-1 for resistive belastninger, AC-3 for motorbytte, og ofte et mye lavere tall for DC.
Der belastningsstrømmene er høyere, er et strømrelé med 30 A eller 40 A kontakter og en definert koblingskategori det vanlige svaret, beskyttet oppstrøms av en HRC-sikring dimensjonert for kabelen i stedet for for selve reléet. Sikringskurven og kontaktverdien må ses på sammen, fordi sikringen er det som holder lysbueenergien ved kontakten innenfor et overlevelsesområde.
CYT90 High-Current SPDT Power Relay For svitsjing med høyere belastning tilbyr dette kompakte reléet i CYT90/T90-serien 20A/30A-kontakter og SPDT-konfigurasjon, med flere monteringsalternativer. Se produkt → I DIN-skinneinstallasjoner kombinerer relémoduler en skinnemontert stikkontakt med et plug-in relé, slik at spolekrets og kontaktkrets kan beskyttes og skiftes separat. Modulen har en standard skinnebredde, og et defekt relé byttes uten å koble om panelet eller forstyrre sikringsinstallasjonen.
MCYF3 14F 16A Modular Rail Relay Module Modulær 14F skinnerelémodul med opptil 16A per kanal og 32-kanals konfigurasjoner, egnet for sentralisert industriell svitsjing og skalerbar panelbygging. Se produkt → Låsereléer dekker en annen risiko. Når en sikring fjerner en feil, kollapser vanligvis styrespenningen. Et standardrelé faller ut og maskintilstanden blir udefinert, mens et magnetisk låserelé holder sin siste posisjon og kun kan tilbakestilles med vilje. Denne oppførselen er viktig i systemer der en uventet posisjonsendring etter en tur kan flytte en mekanisme eller miste en indikasjon.
CYF3-S 14F magnetisk låserelé Et 14F magnetisk låserelé som holder sin siste kontaktposisjon etter at spolestrømmen er fjernet, og hjelper til med å bevare maskinens tilstand etter feil. Se produkt → For lavstrøms- og høyspenningssvitsjing brukes reed-reléer i stedet for strømreleer, ofte på DC-kretser som også har en DC-klassifisert sikring. Byttesituasjonene der paringen gir mening er beskrevet i denne oversikten over reed reléapplikasjoner .
En praktisk utvelgelsessekvens
- Bekreft om kretsen er AC eller DC, og registrer systemspenningen inkludert transientnivåer.
- Skaff den potensielle kortslutningsstrømmen ved sikringsposisjonen fra verktøy-, transformator- eller omformerdata.
- Tilpass merkespenningen til sikringen til kretsen, velg en DC-klassifisert serie for DC-systemer.
- Dimensjoner merkestrømmen fra lasten, og bruk deretter reduksjon for omgivelsestemperatur og kabinettgruppering.
- Kontroller at bruddkapasiteten overstiger den potensielle kortslutningsstrømmen med margin.
- Sjekk I2t mot nedstrøms motstand, og kontroller selektivitet mot oppstrøms beskyttelsesanordning.
- Bekreft at holderen, frakobleren og kabelavslutningene har samme feilklassifisering som sikringsforbindelsen.
Vanlige feil i felten
- Bruk av AC-spenningsdata til en DC-krets, der lysbuen oppfører seg veldig forskjellig.
- Overdimensjoner sikringen for å stoppe plager som går i stedet for å finne årsaken, for eksempel feil kurve eller sviktende motor.
- Ignorerer I2t når nedstrømsenheten er en halvleder eller en lavklassifisert relékontakt.
- Bytte ut en sikringskobling uten å inspisere holderen for sporing, misfarging eller sprukket keramikk.
- Behandler HRC som én universal produkttype når NH, sylindriske, BS 88 og halvledersikringer ikke er utskiftbare.
- Fjerne en sikring under belastning uten en skikkelig frakopler.
- Forutsatt at en delområdesikring gir overbelastningsbeskyttelse i seg selv.
Standarder, datablad og verifikasjon
En sikring med høy bruddkapasitet er bare så god som standarden den er testet mot. IEC 60269 dekker lavspenningssikringer og er delt inn etter bruksområde, inkludert generelle industrielle sikringer, D-type sikringer, halvledersikringer og PV-sikringer. BS 88 dekker den britiske serien og UL 248 dekker den nordamerikanske serien. Når en leverandør oppgir en bruddkapasitet, spør ved hvilken spenning den ble verifisert og under hvilken standard, fordi et 120 kA-tall ved 415 V AC har ingen vekt i et 600 V DC-batteristativ.
Effekttap, omgivelsesreduksjonskurver og gjennomslippede I2t-grafer skal komme fra samme datablad som brytekapasiteten. Å blande figurer fra ulike kilder er hvordan koordinasjonsfeil kryper inn i en paneltegning.
Å få rett beskyttelse
En HRC-sikring får navnet sitt i ett spesifikt øyeblikk, og det øyeblikket avgjøres av tre tall: brytekapasitet mot potensiell feilstrøm, I2t mot nedstrøms motstand og merkestrøm mot reell belastning og reell omgivelse. Reléer sitter nedstrøms for den avgjørelsen, og deres kontaktvurderinger fortjener samme omsorg som sikringen. Hvis du matcher et relé til en beskyttet krets og trenger å bekrefte kontaktklassifiseringer, spolespenninger eller montering, er spørsmålene som dukker opp oftest under tilbudet, samlet på vår FAQ-side .
