Inledning
Val av skyddsapparat handlar i praktiken om att välja mellan säkring och effektbrytare, dvs säkrings eller säkringsfri teknik.
Dimensionering med effektbrytare respektive säkringar kräver lite olika ingångsdata.
Framförallt handlar det om att effektbrytaren är mer beroende av spänning och aktuell kortslutningseffekt än vad säkringen är. Detta ger att variantfloran är mycket större för effektbrytarna.
När det gäller säkringsfri teknik pratar vi om är nedanstående apparater:
ACB Luftbrytare (Air Circuit Breaker)
MCCB Isolerkapslad effektbrytare (Moulded Case Circuit Breaker)
MCB Dvärgbrytare (Miniature Circuit Breaker)
MMS Handmanövrerad Motorskyddsbrytare (Manual Motor Starter)
Den säkringsfria brytaren består av två delar, en brytardel och en skyddsdel (utlösarblock).
Detta gör att man i de flesta fall kan använda den säkringsfria brytaren som frånskiljare (dvs man får låsa brytaren och arbeta efter den om den har frånskiljningssymbolen)
Olika applikationer
I de flesta fall används effektbrytaren för en distributionsdrift eller en motordrift. Beroende på vilken applikation som avses behöver man beakta ett antal saker (förutom det självklara som att man valt apparat för rätt spänning och kortslutningseffekt).
Distribution
För distributionsdrifter behöver man en kombination av överlastskydd och kortslutningsskydd. När det gäller drifter upp till 32A brukar man använda dvärgbrytare. Över 32A används normalt effektbrytare.
Dessa brytare finns både som tre- och fyrpoliga där den fyrpoliga brytaren används i femledarsystem när man vill övervaka N-ledaren.
Motordrift
För motordrifter måste man använda brytare med annan karakteristik än de som används för distributionslösningar. Detta beror på att överlastskyddet behöver vara annorlunda för en motor jämfört med en kabel. Vidare skiljer sig kortslutningsskyddet då en motors startström är så hög att den kan trippa en vanlig distributionsbrytare.
För mindre effekter, upp till 32A, används normalt handmanövrerade motorskyddsbrytare men för större effekter används normalt effektbrytare.
Det finns brytare avsedda för motordrifter som endast har ett kortslutningsskydd. Dessa måste man komplettera med ett separat överlastskydd. Denna lösning förekommer normalt i processindustrins ställverk samt i startutrustningar med inbyggda överlastskydd t.ex mjukstartare.
Skyddens utformning
Elektromekaniskt skydd
Det enkla skyddet är elektromekaniskt. Där jobbar man med en bimetall + en magnetutlösare (den lösningen finns t.ex i dvärgbrytare och handmanövrerade motorskyddsbrytare). Bimetallen är överlastskyddet som antingen har ett fast värde eller har ett begränsat justerbart inställningsområde. Magnetutlösaren är kortslutningsskyddet som även det antingen har ett fast värde eller har ett begränsat justerbart inställningsområde.
Elektroniskt skydd
Detta mer avancerade skydd jobbar med strömsensorer/transformatorer + elektronik. (den lösningen finns normalt i effektbrytare).
Det elektroniska skyddet medger mycket stor möjlighet till inställning, både när det gäller överlastskyddet och kortslutningsskyddet. Denna möjlighet gör att vi enklare klarar kraven på selektivitet och utlösningsvillkoret.
De enklaste elektroniska skydden för distribution erhålls med LS/I-skydd. L står för överlast och sedan kan man välja mellan I, som är momentant kortslutningsskydd, eller S som är korttidsfördröjt kortslutningsskydd.
De enklaste elektroniska skydden för motordrifter erhålls med LRI-skydd. L står för överlast, R för låst rotor-skydd och sedan I, som är momentant kortslutningsskydd.
Selektivitet och Back-up
Selektivitet
När det gäller selektivitet så betyder det att endast apparaten närmast felstället ska lösa ut, trots att överliggande apparater ”ser” samma felström i samma ögonblick. Detta begrepp dyker ofta upp i samband med distributionsapplikationer.
En gammal regel, som fortfarande används när det gäller säkringar, är att man får selektivitet om man väljer ovanstående säkring ”2 storlekar större”. När det gäller säkringsfria apparater kan man inte använda sig av den regeln.
Back-up
Detta begrepp kallas även för kaskadkoppling eller för-säkring.
Back-up innebär att man kan använda ett skydd med lägre brytförmåga än vad kortslutningsströmmen normalt kräver.
Man använder sig då av två skydd i kombination, ”kaskadkoppling”.
Genom att välja ett skydd med god strömbegränsning uppströms, kan denna fungera som en ”barriär” mot en allt för hög kortslutningsström.
En gammal regel, som fortfarande felaktigt används när det gäller dvärgbrytare, är att man skall försäkra dem med 100A smältsäkring. Detta kan man inte generellt använda pga att dessa kombinationer måste vara samprovade. Här får man inte hitta på egna lösningar då det kan medföra livsfara och det är inte heller i enlighet med SS436 40 00 ”elinstallationsreglerna”.
För att dimensionera sin anläggning med avseende på selektivitet eller back-up måste man använda sig av samprovade kombinationer. Dessa kombinationer finns beskrivna i ett särskilt dokument som innehåller selektivitet samt back-up tabeller, se ex på www.abb.se/lagspanning
Säkringsfritt vs säkring
När det gäller val av teknisk lösning så finns det för och nack-delar med bägge teknikerna beroende på hur det ser ut i anläggningen. Nedan finns det några generella fördelar för respektive teknik
Effektbrytare:
– Man tillåter ett högre strömvärde på kabeln jmfr med motsvarande storlek på säkring. Det finns beskrivet i en tabell i SS 424 14 24
– Elektroniskt reläskydd ger många funktioner och valmöjligheter när det gäller inställningar
– Allpolig utlösning även vid enfas-fel. Det ger en säkerhet både för anläggningen då brandrisken minskar samt för användaren
– Kan kombineras med ljusbågsvakt för att höja personsäkerheten i anläggningen
– Klarar frånkopplingstiderna även vid små felströmmar
Säkring:
– Enkel dimensionering med avseende på kortslutningsström. Säkringar klarar upp till 120kA, man behöver inte välja beroende på kortslutningseffekt
– Enkelt att ändra strömområde. Behöver man ändra strömområde, byter man bara säkringen
– Selektivitet ” två steg större”. Denna regel gör det enkelt att uppnå selektivitet utan tabeller
– Löser ut vid högre ström jämfört med effektbrytare vid överlast. Man kan belasta objektet hårdare. Är det en fördel eller nackdel?
Att tänka på
För att göra en sammanfattning, tänk på att:
– Använd rätt indata för din dimensionering
– Felströmmarna är i allmänhet mindre än man tror
– Den minsta felströmmen kan avgöra vilken teknik man kan behöva använda – säkring eller säkringsfri teknik för att klara frånkopplingstiden
– Använd effektbrytare med elektroniska reläskydd som ger flexibla inställningsmöjligheter
Text och foto: ABB