Dobór aparatury łączeniowej i zabezpieczającej w sieciach oświetleniowych

Wszystkie sieci oświetleniowe muszą być zabezpieczone przed prądami zwarciowymi, aw niektórych przypadkach przed przeciążeniami.

Zabezpieczenie przed przeciążeniem musi posiadać:

• wewnętrzne sieci oświetleniowe wykonane z odsłoniętych przewodów z palną powłoką zewnętrzną lub izolacją;

• sieci oświetleniowe w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, w lokalach handlowych, biurach i obiektach przedsiębiorstw przemysłowych, w tym sieci do domowych i przenośnych odbiorników elektrycznych (żelazka, czajniki, kafelki, lodówki pokojowe, odkurzacze, pralki i maszyny do szycia itp.), gdy wszelkiego rodzaju przewody, kable i metody okablowania;

• sieci w strefach zagrożonych wybuchem i pożarem z wszelkiego rodzaju przewodami, kablami i sposobami okablowania.

Ochrona sieci oświetleniowych odbywa się za pomocą urządzeń ochronnych — bezpieczników i wyłączników automatycznych (urządzeń automatycznych), które wyłączają chronioną sieć elektryczną w nietypowych warunkach. Do ochrony sieci oświetleniowych najczęściej stosuje się urządzenia automatyczne.Jedną z zalet wyłączników nad bezpiecznikami jest to, że można ich używać nie tylko do ochrony, ale także do odłączania.

Bezpieczniki lub wyłączniki muszą być instalowane we wszystkich miejscach w sieci, gdzie przekrój przewodu maleje w kierunku miejsc poboru energii. Montaż urządzeń zabezpieczających nie jest jednak wymagany, jeżeli dotychczasowe urządzenie chroni przewody o mniejszym przekroju. Oczywiście urządzenia zabezpieczające muszą być zainstalowane na początku wszystkich głowic sieciowych.

Przy wykonywaniu rozgałęzień do ekranów z sieci elektroenergetycznej nie należy instalować urządzeń ochronnych o długości odgałęzienia do 1 m. Dopuszcza się wykonywanie rozgałęzień do ekranów z instalacją urządzeń ochronnych w odległości do 30 m z gałęzi, jeżeli druty podczas układania w rurach stalowych będą miały przepustowość nie mniejszą niż 10%, a przy układaniu otwartym — nie mniej niż 50% przepustowości linii zasilającej. Takie odstępstwo od ogólnej zasady ma w szczególności na uwadze odgałęzienia linii zasilających układane w warsztacie na dużej wysokości, gdzie konserwacja urządzeń ochronnych jest bardzo utrudniona.

Niezależnie od ogólnych wymagań, w celu zwiększenia niezawodności i łatwości obsługi instalacji oświetleniowych, zaleca się montaż urządzeń zabezpieczających:

1. w miejscach, gdzie sieć dostaw rozgałęzia się w więcej niż trzech kierunkach;

2. na początku podajnika piony obsługujące trzy lub więcej tarcz;

3. przy wejściach do budynku;

4. na początku odgałęzień od głównej linii układu blokowego transformator — główny;

5. w zewnętrznych instalacjach oświetleniowych z odgałęzieniem do każdej oprawy;

6.w lokalnych instalacjach oświetleniowych na spodzie transformatorów obniżających napięcie.

Bezpieczniki w porównaniu z automatami vendingowymi, ze względu na swoją prostotę i niski koszt, są nadal szeroko stosowane. Bezpiecznik składa się z obudowy o takiej czy innej konstrukcji i zamkniętej wkładki bezpiecznikowej. Łącznik topliwy jest wykonany z topliwego drutu, który silnie się nagrzewa, a następnie topi, gdy przepływa przez niego prąd przekraczający prąd znamionowy. Obudowa bezpiecznikowa umożliwia zamontowanie w niej szeregu bezpieczników dla określonego zakresu prądów.W ten sposób można dobrać odpowiednie podłączenie bezpiecznika do konkretnego przypadku, stosując jeden lub kilka rodzajów bezpieczników.

W sieciach oświetleniowych najczęściej stosuje się następujące bezpieczniki:

— wtyczka typu H;

— typy rur PR.

Rodzaje zastosowanych bezpieczników i wartości prądów znamionowych bezpieczników dla nich podano w tabeli. 1.

Bezpieczniki wtykowe H-10 mają mały gwint E14 i są stosowane tylko do obwodów pomocniczych (np. obwodów sygnałowych).

Niska wytrzymałość mechaniczna nie pozwala na ich właściwe użytkowanie sieci oświetleniowe… Bezpieczniki H-20 mają zwykły gwint E27 i są stosowane głównie w sieciach oświetlenia grupowego.

Bezpieczniki H-20 produkowane są z podstawą kwadratową o wymiarach 55 x 55 mm, wysokość 60 mm oraz podstawą prostokątną - 90 x 50 mm, wysokość 55 mm. Przewody podłącza się do pierwszego od tyłu, a do drugiego - bezpieczniki prostokątne, mają dwa wykonania: do łączenia przewodów od przodu i do łączenia od tyłu do pinów przewodów.

Bezpieczniki typu H-60, z dużym gwintem EZZ, stosowane są tylko w sieciach elektroenergetycznych i to tylko w tych obiektach, w których nie ma stałego personelu serwisowego. We wszystkich innych przypadkach zaleca się montaż w sieci zasilającej bezpieczników rurowych typu PR. Takie ograniczenie dla bezpieczników typu H wynika ze stosunkowo małych wartości maksymalnych dopuszczalnych prądów wyłączeniowych.

Tabela 1. Prądy znamionowe bezpieczników N i PR oraz bezpieczników do nich

Bezpieczniki typu PR, w przeciwieństwie do bezpieczników typu H, mają rozwarte części przewodzące prąd, dlatego ich serwisowanie może wykonywać wyłącznie specjalistyczny personel. Do zalet bezpieczników PR należy duży maksymalny prąd wyłączania. Głównym obszarem ich zastosowania jest ochrona poszczególnych odcinków sieci elektroenergetycznej.

Im bardziej prąd przepalający bezpiecznik przekracza prąd znamionowy bezpiecznika, tym krótszy jest czas jego przepalenia. Jednak bezpieczniki topikowe nie przepalają się natychmiast, gdy przepływa przez nie prąd większy niż znamionowy. Niemal natychmiastowe (kilka sekund) przepalenie bezpiecznika jest gwarantowane tylko przy prądzie przekraczającym 2,5-krotność prądu znamionowego.

Podczas testów bezpieczniki wytrzymują półtoratorej prądu przez co najmniej 1 godzinę, a prądem przekraczającym wartość nominalną o 20 - 30% - przez czas nieokreślony. W warunkach pracy materiał bezpiecznika utlenia się i starzeje, a często przepala się przy prądzie zbliżonym do wartości znamionowej. Dlatego, aby uniknąć fałszywego zadziałania, bezpieczniki nie powinny być obciążane prądem wyższym niż prąd znamionowy.

Obecne przepisy elektryczne wymagają, aby prąd znamionowy bezpiecznika był nie mniejszy niż prąd roboczy obciążenia, tj.

Ostatnio pojawiła się tendencja do zastępowania bezpieczników automatycznymi sterownikami. Postęp technologiczny umożliwił zaprojektowanie maszyn o dobrych parametrach elektrycznych (duże maksymalne prądy wyłączalne — do 10 000 A, szybkie wyłączenie w przypadku zwarcia) oraz o wymiarach konstrukcyjnych, które są niezwykle wygodne do montażu na ekranach.

Cechami konstrukcyjnymi maszyn jest możliwość łączenia funkcji bezpiecznika i wyłącznika w maszynie, gwarantowane bezpieczeństwo ich obsługi oraz wygoda montażu w niewielkich gabarytach niezawodnych osłon. Maszyny produkowane są z separatorami zawierającymi wyłącznie przekaźniki termiczne lub termoelektryczne.

Przekaźnik termiczny działa w strefie przeciążenia i wyłącza maszynę po czasie, który jest odwrotnie proporcjonalny do wielkości przeciążenia, a przekaźnik elektromagnetyczny natychmiast wyłącza maszynę w przypadku zwarcia.

Warunki ochrony przewodów i kabli z automatów instalacyjnych są zbliżone do warunków ochrony bezpieczników. Dlatego prąd strojenia strojenia musi być nie mniejszy niż prąd roboczy obciążenia, tj.

W obliczeniach z wykorzystaniem tych wzorów nie należy dobierać niepotrzebnie dużych prądów znamionowych bezpieczników lub prądów z nastaw automatów.Z reguły prąd znamionowy bezpiecznika lub prąd ustawiania nastawnika należy przyjmować odpowiednio równy lub najbliższy dużym wartościom wyrażeń po prawej stronie współczynników.

Wybór automatycznych ustawień maszyny bez opóźnień dokonywany jest bezpośrednio według tabel, proponowany PUE.

Przekroje napędów i kabli muszą być takie, aby przy zadanym prądzie pracy i dobranym bezpieczniku temperatura drutów roboczych nie osiągnęła wartości, przy których następuje pogorszenie wytrzymałości mechanicznej drutu, występuje zagrożenie pożarowe lub izolacja przewodów i kabli jest uszkodzona. Dlatego we wszystkich przypadkach długoterminowy dopuszczalny prąd przewodnika Iadm nie może być mniejszy niż prąd roboczy określony przez obciążenie projektowe, tj.

Ponadto przekroje przewodów i kabli muszą odpowiadać stosunkom

gdzie β jest współczynnikiem określającym zapas w przekroju przewodów dla pomieszczeń, w których instalacja elektryczna może wprowadzać elementy o zwiększonym zagrożeniu pożarowym.

W przypadku ochrony bezpiecznikami w pomieszczeniach przemysłowych przedsiębiorstw przemysłowych β = 1, w budynkach mieszkalnych, pomieszczeniach mieszkalnych i publicznych, łatwopalnych magazynach i pomieszczeniach usługowych przedsiębiorstw przemysłowych β = 1,25. W przypadku ochrony przez urządzenia automatyczne we wszystkich przypadkach β = 1.