Spínací, jisticí a ochranné přístroje pro obvody nízkého napětí

Transkript

1 Spínací, jisticí a ochranné přístroje pro obvody nízkého napětí 3.Část Ochrana před poruchovým obloukem (AFDD) Doc.Ing.Pavel Mindl,CSc.

2 Ochrana před elektrickým obloukem v rozvodech NN Možná místa vzniku elektrického oblouku v rozvodu NN Nedokonalé spojení vodičů (nedotažené svorky) Oblouk s omezeným proudem mezi pracovními vodiči (poškozená izolace) Oblouk s omezeným proudem mezi pracovním a ochranným vodičem (poškozená izolace)

3 Paralelní poruchový elektrický oblouk mezi pracovními vodiči (a), mezi fází a ochranným vodičem (b) a sériový poruchový elektrický oblouk (c)

4 Při proudech zhruba do 3 A je celková energie v poruchovém místě větší než energie oblouku. Většina celkové energie je spotřebována na žhnutí kontaktů v poškozeném místě. Vznik karbonizované cesty a stabilního oblouku je při těchto nízkých proudech poměrně obtížný. Data z měření na kabelu NYM-J při 2 A a 240 V

5 Při proudech v rozsahu asi od 3 do 10 A je již celková energie v poruchovém místě téměř shodná s energií oblouku. Je to způsobeno tím, že při těchto proudech převažuje hoření oblouku nad žhnutím kontaktů. Fáze karbonizace izolace trvá v tomto konkrétním případě asi 16 sekund, poté se začnou objevovat stabilní oblouky a jejich stabilita vzrůstá až k 90 % (4. graf v obr.). X14 EMM Elektrické přístroje NN

6 Po několika dalšıch sekundách není již izolace schopna vydržet působení vysokých teplot a vzniknou zde první plameny. X14 EMM Elektrické přístroje NN

7 Princip činnosti AFDD je založen na kmitočtové analýze proudu oblouku v oblasti nízkých a vysokých frekvencí Typický průběh kmitočtového spektra hořícího oblouku

8 Vysokofrekvenční spektrum proudu elektrického oblouku může být ovlivněno maskovacími frekvencemi. Ty mohou být vyvolány např. VF přenosy po síťových rozvodech (povelové signály HDO, signál internetu, atd.) a rušivými signály vyvolané např. komutací proudu na motorech elektrických spotřebičů. To zužuje frekvenční pásmo, použitelné pro jednoznačnou detekci elektrického poruchového oblouku. Z těchto důvodů nelze požívat jen VF složky proudu, ale kombinovat výsledky kmitočtové analýzy jak v oblasti NF, tak VF. Dalšími rozhodovacími faktory jsou doba trvání mimořádného jevu, velikost proudu, stabilita jevu apod.

9 Faktory, ovlivňující rozhodování o vybavení AFDD

10 Základní obvodová struktura AFDD X14 EMM Elektrické přístroje NN Vysokofrekven ční sonda vyhodnocuje signály v rozsahu od 22 do 24 MHz. RSSI (Received Signal Strength Indication - indikace síly přijatého signálu)

11 Typické průběhy základních a dále matematicky zpracovaných signálů v AFDD v případě sériového poruchového oblouku.

12 Typické průběhy základních a dále matematicky zpracovaných signálů v AFDD v případě paralelního poruchového oblouku.

13 AFDD musí pokud možno spolehlivě rozeznal rozdíly mezi chybami způsobenými hořícím chybovým obloukem a mezi provozními oblouky způsobenými provozem běžných elektrických spotřebičů, při kterých vybavit nesmí. Jedná se o spotřebiče nebo jevy, jejichž proudové průběhy obsahují vysokofrekvenční složky, podobné více či méně poruchovému oblouku. Patří mezi ně například: Spotřebiče s univerzálním komutátorovým motorkem - vrtačky, vysavače, mixéry apod. Spínané zdroje Stmívače Proudy vzniklé při spínání zářivek Oblouky vzniklé při zapínání a rozepínání vypínačů Oblouky vzniklé mezi kontakty relé a stykačů Oblouky mezi kontakty konektorů či vidlic a zásuvek

14 Testování AFDD X14 EMM Elektrické přístroje NN

15 Testovací zařízení pro generování paralelního (nahoře) a sériového oblouku (dole). X14 EMM Elektrické přístroje NN

16 Schéma zapojení a skutečné provedení laboratorního zkušebního pracoviště AFDD.

17 Kompletní měřicí pracoviště AFDD s testovacími vzorky přístrojů, sloužících jako zdroje maskovacího signálu

18 Konec X14 EMM Elektrické přístroje NN