Industrielle Sicherungen und wie sie arbeiten

Warum Überstrom-Schutz

 

Alle elektrischen Systeme erfahren schließlich Überströme. Es sei denn, dass entfernt in der Zeit, sogar, überhitzen mäßige Überströme schnell Systemkomponenten, zerstörende Isolierung, Leiter und Ausrüstung. Große Überströme Leiter schmelzen und verdunsten möglicherweise Isolierung. Sehr hohe Strom produzieren magnetische Kräfte, die Sammelschienen verbiegen und verdrehen. Diese hohen Strom können Kabel von ihren Anschlüssen und Sprungsisolatoren und -distanzscheiben ziehen.

Zu häufig, begleiten Feuer, Explosionen, giftige Dämpfe und Panik unbeaufsichtigte Überströme. Dieses beschädigt nicht nur elektrische Systeme und Ausrüstung, aber verursacht möglicherweise dem Personal Verletzung oder Tod in der Nähe.

Um diese Gefahren zu verringern, erfordern das nationale elektrische Code® (NEC®), OSHA-Regelungen und andere anwendbare Entwurfs- und Installationsstandards Überstromschutz der überbelastete oder bemängelte Ausrüstung trennt.

 

Industrie und Regierungsorganisationen haben Ausführungsstandards für Überstromgeräte und Testverfahren entwickelt, die Befolgung der Standards und des NEC zeigen. Diese Organisationen umfassen: das American National Standards Institute (ANSI), nationale elektrische Hersteller-Vereinigung (NEMA) und die nationale Feuerschutz-Vereinigung (NFPA), die in Verbindung mit national anerkannten Testlaboratorien (NRTL) wie Versicherer-Labors (UL) arbeiten.

Elektrische Systeme müssen anwendbare Codebedingungen einschließlich die für Überstromschutz erfüllen, bevor Energieversorger elektrischen Strom zu einer Anlage werden zur Verfügung stellen gelassen.

Was ist Qualitäts-Überstrom-Schutz?

Ein System mit Qualitätsüberstromschutz hat die folgenden Eigenschaften:

• Erfüllt alle gesetzlichen Bestimmungen, wie NEC, OSHA, Gemeindeordnungen, etc.
• Stellt die maximale Sicherheit für Personal zur Verfügung und falls erforderlich übersteigt minimale Codeanforderungen.
• Setzt Überstromsachschaden, Ausrüstung und elektrische Systeme herab.
• Provides koordinierte Schutz. Nur das Schutzgerät sofort auf Leitungsseite eines Überstromes öffnet sich, um das System zu schützen und unnötige Stillstandszeit herabzusetzen.
• Kosteneffektiv, bei der Lieferung ist der Trennleistung der Reserve für zukünftiges Wachstum.
• Besteht Ausrüstung und aus Komponenten nicht ausgesetzt Veralten und das Erfordern nur der minimalen Wartung, die vom Personal der regelmäßigen Wartung durchgeführt werden kann, das leicht verfügbare Werkzeuge und Ausrüstung verwendet.

Überstrom-Arten und Effekte

Ein Überstrom ist irgendwie gegenwärtig, der die Amperebewertung von Leitern, von Ausrüstung oder von Geräten unter Nutzungsbedingungen übersteigt. Der Ausdruck „Überstrom“ umfasst beide Überlastungen und Kurzschlüsse.

Überlastungen

Eine Überlastung ist ein Überstrom, der auf normalen gegenwärtigen Wegen begrenzt wird, in denen es keinen Isolierungszusammenbruch gibt.

Nachhaltige Überlastungen werden allgemein verursacht, indem man übermäßige Ausrüstung wie zusätzliche Beleuchtungsbefestigungen oder zu viele Motoren installiert. Nachhaltige Überlastungen werden auch verursacht, indem man mechanische Ausrüstung und durch Anlagenausfall wie ausfallen Lager überbelastet. Wenn sie nicht innerhalb der hergestellten Fristen getrennt werden, überhitzen nachhaltige Überlastungen schließlich die Stromkreiskomponenten, die thermischen Schaden der Isolierung und anderer Systemkomponenten verursachen.

Überstromschutzgeräte müssen Stromkreise trennen und die Ausrüstung, welche die ununterbrochenen oder nachhaltigen Überlastungen erfährt, vor der Überhitzung auf, tritt. Sogar kann die mäßige Isolierung, die überhitzt, das Leben der Komponenten und/oder der Ausrüstung ernsthaft verringern, die betroffen sind. Zum Beispiel erfahren möglicherweise die Motoren, die durch gerade 15% überbelastet werden, weniger als 50% von normalem Isolierungsleben.

Vorübergehende Überlastungen treten häufig auf. Gemeinsame Sachen umfassen vorübergehende Ausrüstungsüberlastungen wie eine Werkzeugmaschine zu, die tief von einem Schnitt nimmt, oder einfach das Beginnen einer induktiven Belastung wie ein Motor. Da vorübergehende Überlastungen per Definition harmlos sind, sollten Überstromschutzgeräte den Stromkreis nicht öffnen oder klären.

Es ist wichtig, festzustellen, dass die vorgewählten Sicherungen die genügende Zeitverzögerung haben müssen, zum von Motoren beginnen zu lassen und die vorübergehenden Überlastungen, zum nachzulassen. Jedoch der Überstrom fortfährt, müssen sich Sicherungen dann öffnen, bevor Systemkomponenten geschädigt werden. Littelfuse POWR-PRO® und POWR-GARD® Zeitverzögerungssicherungen sind entworfen, um diese Arten des schützenden Bedarfs zu treffen. Im Allgemeinen halten Zeitverzögerungssicherungen 500% des Nennstroms für ein Minimum von zehn Sekunden, dennoch werden noch sich schnell auf höheren Werten des Stroms öffnen.

Obwohl regierungs-Mandat Hochleistungsfähigkeit fährt und NEMA e-Motoren haben viel höhere verschlossene Rotorstrom entwerfen, haben POWR-PRO® Zeitverzögerungssicherungen wie die FLSR_ID-, LLSRK_ID- oder IDSR-Reihe die genügende Zeitverzögerung, zum von Motoren zu ermöglichen zu beginnen, wenn die Sicherungen richtig in Übereinstimmung mit dem NEC® vorgewählt werden.

Kurzschlüsse

Ein Kurzschluss ist ein Überstrom, der außerhalb seines normalen Weges fließt. Arten von Kurzschlüssen werden im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt: weggelaufene Störungen, Störlichtbogen und Bodenstörungen. Jede Art Kurzschluss wird im Ausdruck- und Definitionsabschnitt definiert.

Ein Kurzschluss wird durch einen Isolierungszusammenbruch oder eine fehlerhafte Verbindung verursacht. Während des Normalbetriebs eines Stromkreises bestimmt die verbundene Last Strom. Wenn ein Kurzschluss auftritt, überbrückt der Strom das Ladegewicht und nimmt einen „kürzeren Weg,“ folglich der Ausdruck ‚Kurzschluss‘. Da es keinen Lastswiderstand gibt, ist der einzige Faktor, der gegenwärtigen Fluss begrenzt, der Gesamtwiderstand des Verteilersystems von den Generatoren des Hilfs zum Punkt der Störung.

Ein typisches elektrisches System hätte möglicherweise einen Ladegewichtwiderstand von 10 Ohm. Aber in einer einphasigen Situation, hätte möglicherweise das gleiche System einen Lastswiderstand von 0,005 Ohm oder von kleiner. Um die zwei Szenario zu vergleichen, ist es am besten das Gesetz des Ohms anzuwenden (I = E/R für Wechselstrom-Systeme). Ein 480-Volt-einphasiger Stromkreis mit dem 10-Ohm-Lastswiderstand würde 48 Ampere (480/10 = 48) zeichnen. Wenn der gleiche Stromkreis einen 0,005-Ohm-Systemwiderstand hat, wenn die Last kurzgeschlossen wird, würde der verfügbare Fehlerstrom sich erheblich auf 96.000 Ampere (480/0.005 = 96.000) erhöhen.

Wie angegeben, sind Kurzschlüsse Strom, die außerhalb ihres normalen Weges fließen. Unabhängig davon die Größe des Überstromes, muss der übermäßige Strom schnell entfernt werden. Wenn sie nicht sofort entfernt werden, haben möglicherweise die großen Strom, die mit Kurzschlüssen verbunden sind, drei profunde Effekte auf ein elektrisches System: Heizung, magnetischer Druck und Funkenüberschlag.

Heizung tritt in jedem Teil eines elektrischen Systems auf, wenn Strom durch das System überschreitet. Wenn Überströme genug groß sind, ist die Heizung praktisch blitzschnell. Die Energie in solchen Überströmen wird in Ampere-quadratische Sekunden (I2t) gemessen. Ein Überstrom von 10.000 Amperen, der für 0,01 Sekunden dauert, hat ein I2t von 1.000.000 A2s. Wenn der Strom von 10.000 Amperen auf 1.000 Amperen während des gleichen Zeitabschnitts verringert werden könnte, würde das entsprechende I2t auf 10.000 A2s oder gerade einem Prozent des Anschaffungswerts verringert.

Wenn der Strom in einem Leiter 10mal erhöht, erhöht das I2t 100mal. Ein Strom von nur 7.500 Amperen kann einen Kupferdraht AWG-Lehre#8 in 0,1 zweitem schmelzen. Innerhalb acht Millisekunden (0,008 Sekunden oder Hälfte Zyklus), kann ein Strom von 6.500 Amperen die Temperatur #12 thermoplastischen Isolierkupferdrahts AWG-Lehre THHN von seiner Betriebstemperatur von 75°C auf seine maximale Kurzschlusstemperatur von 150°C. erhöhen alle mögliche Strom, die größer sind, als dieser möglicherweise sofort organische Isolierungen verdunstet. Bogen im Augenblick der Störung oder von der mechanischen Schaltung wie automatischen Übergangsschaltern oder -Leistungsschaltern zünden möglicherweise die Dämpfe an, die heftige Explosionen und elektrischen Blitz verursachen.

Magnetischer Druck (oder Kraft) ist eine Funktion des quadrierten Spitzenstroms. Fehlerströme von 100.000 Amperen können Kräfte von mehr als 7.000 lbs ausüben. pro Fuß der Sammelschiene. Drücke dieser Größe Isolierung schädigen, Leiter von den Anschlüssen ziehen und betonen möglicherweise Ausrüstungsanschlüsse genug so, dass bedeutender Schaden auftritt.

Der Funkenüberschlag im Augenblick der Störung schmilzt und verdunstet alle Leiter und Komponenten, die in die Störung mit einbezogen werden. Die Bogen brennen häufig durch Kanäle und die Ausrüstungseinschließungen und duschen den Bereich mit flüssigem Metall, das schnell Feuer beginnt und/oder jedes mögliches Personal im Bereich verletzt. Zusätzliche Kurzschlüsse werden häufig geschaffen, wenn verdunstetes Material auf Isolatoren und anderen Oberflächen niedergelegt wird. Nachhaltige Störlichtbogen verdunsten organische Isolierung, und die Dämpfe explodieren oder brennen möglicherweise.

Ob die Effekte erhitzen, können magnetischer Druck und/oder der Funkenüberschlag, der mögliche Schaden der elektrischen Systeme infolge des Kurzschlussauftretens bedeutend sein.

II. Auswahl-Erwägungen

Auswahl-Erwägungen für Sicherungen (600 Volt und unten)

Da Überstromschutz zum zuverlässigen elektrischen Netzbetrieb und zur Sicherheit entscheidend ist, sollten Überstromgerätauswahl und -anwendung sorgfältig betrachtet werden. Wenn sie Sicherungen vorwählen, müssen die folgenden Parameter oder die Erwägungen ausgewertet werden:

• Gegenwärtige Bewertung
• Nennspannung
• Unterbrechungsbewertung
• Schutzsystem-und Sicherungs-Eigenschaften
• Gegenwärtige Beschränkung
• Körperliche Größe
• Anzeichen

Allgemeine industrielle Fixierungsempfehlungen

Basiert auf den oben genannten Auswahlerwägungen, wird das folgende empfohlen:

Sicherungen mit Amperebewertungen von 1/10 durch 600 Ampere

• Wenn verfügbare Fehlerströme kleiner sind, als 100.000 Ampere und wenn Ausrüstung nicht die gegenwärtig-Begrenzungseigenschaften von UL-Klasse RK1 erfordert, fixiert, stellen strombegrenzende Sicherungen der FLNR- und FLSR_ID-Reihen-Klasse RK5 überlegene Zeitverzögerungs- und Radfahreneigenschaften an einem preiswerteren zur Verfügung, als RK1 fixiert. Wenn verfügbare Fehlerströme 100.000 Ampere übersteigen, benötigt möglicherweise Ausrüstung die zusätzlichen Gegenwärtigbeschränkungsfähigkeiten des LLNRK, LLSRK und LLSRK_ID-Reihe Klasse RK1 fixiert.
• Sicherungen flinke JLLN- und JLLS-Reihe Klasse T besitzen Raumersparniseigenschaften, die sie besonders passend für Schutz von geformten Fallleistungsschaltern, von Meterbanken und von ähnlichen Begrenztraumanwendungen machen.
• Zeit-Verzögerung JTD_ID und Sicherungen JTD-Reihen Klasse J werden in den Soem-Motorsteuerungsmitteanwendungen sowie in anderen MRO-Bewegungs- und -transformatoranwendungen verwendet, die Raumersparnis Iec-Art - Schutz 2 erfordern.
• Klasse cm und Klasse CD-Reihensicherungen werden in den Steuerstromkreisen und -Bedienfeldern benutzt, in denen Raum an einer Prämie ist-. Die Reihensicherungen Littelfuse POWR-PRO CCMR werden gut für Schutz von kleinen Motoren benutzt, während die Reihensicherungen Littelfuse KLDR optimalen Schutz für Steuertransformatoren und ähnliche Geräte bieten.

Für Fragen über Produktanwendungen, nennen Sie unser technisches Stützungskonsortium an 800-TEC-FUSE.

Sicherungen mit Amperebewertungen von 601 durch 6.000 Ampere

Für überlegenen Schutz vom meisten universellen und fahren Sie Stromkreise, es wird empfohlen, die POWR-PRO® KLPC Reihe Klasse L Sicherungen zu benutzen. Die Klasse L Sicherungen sind die einzige Zeitverzögerungssicherungs-Reihe, die in diesen höheren Amperebewertungen verfügbar ist.

Informationen über die ganze Littelfuse-Sicherungs-Reihe, die oben bezogen wird, können auf den UL-/CSAsicherungs-Klassen gefunden werden und Anwendungs-Diagramme fanden in der technischen Zuordnungsliste am Ende des POWR-GARD Produktkataloges.

Industrielle Stromkreis-Schutz-Checkliste

Um das richtige Überstromschutzgerät für ein elektrisches System vorzuwählen, sollten sich Stromkreis und Systemprogrammierer die folgenden Fragen stellen bevor ein System entworfen ist:

• Was ist der normale oder durchschnittliche erwartete Strom?
• Was ist der maximale ununterbrochene (drei Stunden oder mehr) erwartete Strom?
• Welcher Zustrom oder vorübergehenden Überspannungen können erwartet werden?
• Sind die Überstromschutzgeräte in der Lage, zwischen erwartetem Zustrom und Überspannungen zu unterscheiden, und unter nachhaltigen Überlastungen und Störungen sich zu öffnen?
• Welche ein bisschen Klimaextrema sind möglich? Staub, Feuchtigkeit, Temperaturextrema und andere Faktoren müssen betrachtet werden.
• Was ist muss möglicherweise der maximale verfügbare Fehlerstrom das Schutzgerät unterbrechen?
• Wird das Überstromschutzgerät für die Netzspannung veranschlagt?
• Bietet das Überstromschutzgerät den sichersten und zuverlässigsten Schutz für die spezifische Ausrüstung?
• Unter Kurzschlussbedingungen setzt das Überstromschutzgerät die Möglichkeit eines Feuers oder der Explosion herab?
• Erfüllt das Überstromschutzgerät alle anwendbaren Sicherheitsnormen und Installationsbedingungen?

Antworten zu diesen Fragen und zu anderen Kriterien helfen, die Art Überstromschutzgerät zu bestimmen, um für optimale Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung zu verwenden.