In instalatiile industriale, solutia de protectie nu poate fi standardizata la nivel de proiect. Acelasi tip de protectie obligatoriu intr-o hala poate fi inaplicabil in alta, iar criteriul determinant nu este preferinta de executie, ci caracteristicile receptoarelor racordate si clasificarea mediului in care functioneaza instalatia.
1. Receptoare incompatibile cu protectia diferentiala
Prima abatere fata de practica din instalatiile rezidentiale si comerciale o constituie echipamentele care, montate conform si in absenta oricarui defect, produc curenti de fuga la pamant suficienti pentru a determina declansarea unui dispozitiv diferential de sensibilitate uzuala.
Sursa este constructiva: filtrele EMC de la intrarea convertizoarelor de frecventa, a surselor in comutatie si a echipamentelor UPS contin condensatoare conectate la conductorul de protectie. Curentul care circula prin acestea nu reprezinta un defect, ci un regim normal de functionare. Un convertizor de putere medie poate genera curenti de fuga de ordinul zecilor de miliamperi. Cumulul mai multor astfel de receptoare pe acelasi circuit depaseste pragul unui dispozitiv de 30 mA in absenta oricarui defect.
Al doilea aspect priveste forma de unda a curentului de defect. Un convertizor de frecventa nu produce un curent de defect sinusoidal. Un dispozitiv diferential de tip AC nu il detecteaza corespunzator, iar unul de tip A il detecteaza partial. Pentru circuite cu convertizoare este necesar tipul B, care detecteaza si componenta continua. Un dispozitiv de tip necorespunzator montat pe un astfel de circuit poate sa nu declanseze la aparitia defectului, situatie mai defavorabila decat absenta protectiei, intrucat instalatia este considerata protejata.
Masuri compensatorii
Cand protectia diferentiala nu este utilizabila pe un circuit, functia de protectie se realizeaza prin alte mijloace:
- Legare la pamant si echipotentializare dimensionate corespunzator. Criteriul este impedanta buclei de defect, care trebuie sa asigure declansarea protectiei la scurtcircuit in timpul prescris. Valoarea se stabileste prin masurare, nu prin apreciere.
- Segmentarea circuitelor. Protectie diferentiala pe grupuri restranse, in locul unui dispozitiv unic pe tablou, mentine curentii de fuga cumulati sub pragul de declansare si conserva selectivitatea.
- Sensibilitate adaptata. Dispozitive de 100 sau 300 mA pe circuitele de utilaj, pentru protectia la incendiu, cu protectia persoanelor asigurata prin alte masuri.
- Schema IT cu monitorizarea permanenta a izolatiei, in aplicatii unde continuitatea alimentarii este critica. Primul defect este semnalizat fara intreruperea functionarii si trebuie remediat inainte de aparitia celui de al doilea.
- Separare galvanica prin transformator, pentru izolarea sectiunii de instalatie care genereaza curentii de fuga.
2. Medii cu pericol de explozie si aparatajul fuzibil
In spatii cu atmosfera potential exploziva — vopsitorii, instalatii cu praf combustibil, statii de distributie carburanti, zone cu vapori de solventi — aparatajul modular uzual inceteaza sa fie solutia implicita.
Un intrerupator automat modular intrerupe arcul intr-o camera de stingere care comunica cu mediul exterior. In conditii normale de exploatare, comportamentul este acceptabil. Intr-o atmosfera cu praf combustibil sau vapori inflamabili, aceeasi caracteristica devine un factor de risc.
In aceste conditii se utilizeaza aparataj fuzibil: sistemele D (Diazed, marimile DI, DII, DIII) si varianta compacta Neozed. Elementul fuzibil este inglobat in nisip de cuart; la topire, arcul este stins in interiorul corpului ceramic, iar energia este absorbita de umplutura, fara emisie catre exterior. Aceleasi caracteristici justifica utilizarea lor si in instalatii cu curent de scurtcircuit prezumat ridicat, capacitatea de rupere a unei sigurante fuzibile fiind superioara celei a aparatajului modular curent.
Limitarile de exploatare sunt insa reale: elementul se inlocuieste, nu se rearmeaza; este necesar un stoc de patroane in valorile corecte; iar procedura de mentenanta trebuie sa excluda inlocuirea cu un patron de valoare superioara. Aceasta ultima situatie anuleaza integral functia de protectie si se constata frecvent in exploatare.
Clasificarea zonei precede proiectarea tabloului. Alegerea aparatajului si gradul de protectie al carcaselor rezulta din aceasta clasificare, nu din preferinta de executie.
3. Date necesare pentru dimensionare
Un tablou industrial nu se dimensioneaza in functie de suprafata halei sau de puterea contractata, ci in functie de receptoarele racordate. Pentru fiecare receptor semnificativ sunt necesare urmatoarele date:
- Puterea si curentul nominal, precum si curentul de pornire si durata acestuia. Un motor cu pornire directa poate solicita de sase pana la opt ori curentul nominal pe durata a cateva secunde. O protectie stabilita exclusiv dupa curentul nominal declanseaza la fiecare pornire.
- Regimul de functionare: continuu, intermitent, cu porniri frecvente. Frecventa pornirilor determina solicitarea aparatajului de comutatie.
- Curentul de fuga declarat de producator, conform punctului 1.
- Tipul sarcinii: rezistiva, inductiva sau neliniara. Determina curba de declansare (B, C sau D) si nivelul de armonici introdus in instalatie.
- Protectiile proprii ale echipamentului, fata de care aparatajul din amonte trebuie sa fie selectiv.
Consecinta lipsei acestor date: declansari repetate in absenta unui defect real. Solutia aplicata in mod curent in astfel de situatii — majorarea valorii protectiei pana la incetarea declansarilor — suprima protectia conductorului. Instalatia functioneaza in continuare exclusiv pentru ca defectul pentru care protectia fusese prevazuta nu s-a produs inca.
Din acest motiv, lucrarile industriale incep cu masuratori si cu analiza documentatiei tehnice a utilajelor, anterior ofertarii. Sarcina declarata si sarcina masurata in regim de varf difera in majoritatea cazurilor, iar la receptoare cu pornire grea diferenta este determinanta pentru dimensionare.
4. Criterii de evaluare a executiei
Calitatea unui tablou industrial nu se evalueaza dupa componentele utilizate, ci dupa urmatoarele criterii: fiecare protectie corespunde receptorului pe care il deserveste; schema electrica exista si corespunde configuratiei fizice din dulap; conductoarele si bornele sunt marcate astfel incat sa permita interventia ulterioara fara reconstituirea schemei; iar solutia constructiva tine cont de conditiile de mediu — temperatura, praf, umiditate, vibratii, clasificarea atmosferei.
Rezerva de spatiu, dispunerea in dulap si calitatea marcarii devin relevante la prima extindere sau la prima interventie de remediere.
Servicii legate de acest subiect
Declansari repetate fara defect identificat
Masuram sarcinile reale si curentii de fuga, verificam tipul si valoarea protectiilor montate si stabilim daca sursa este in tablou sau in receptor.