Tehnična podpora
Daljinsko vklapljanje in izklapljanje trifaznega asinhronskega motorja s tipkali omogoča učinkovito in varno upravljanje motorja na daljavo. Ta metoda se pogosto uporablja v industriji za povečanje praktičnosti in zagotavljanje varnosti pri delu.
Pri načrtovanju nizkonapetostnih stikalnih naprav številni proizvajalci uporabljajo smernice iz standardov, da bi oblikovali in tržili izdelek, ki izpolnjuje vse potrebne zahteve in ne ogroža varnosti.
Pri sistemih sončne energije izbira pravih komponent ni samo vprašanje učinkovitosti, ampak gre za ključno varnostno odločitev. Med najpomembnejšimi komponentami so električne varovalke, ki ščitijo sisteme pred prekomernimi tokovi in napakami. Pogosto se pojavi razprava med varovalkami gPV, ki so zasnovane za fotonapetostne (PV) sisteme, in varovalkami gG, ki se uporabljajo v splošnih električnih aplikacijah. Čeprav so varovalke gPV dražje, njihova zasnova posebej obravnava edinstvene izzive sistemov sončne energije, zaradi česar so varnejša izbira.
Selektivnost zaščitnih naprav je pomembna točka, ki jo je treba upoštevati pri načrtovanju nizkonapetostnih instalacij. Cilj selektivnosti je čim bolj zmanjšati posledice okvare. Izklopiti se mora samo okvarjen del inštalacije, medtem ko preostali deli ostanejo v uporabi. Selektivnost je dosežena, če okvaro odpravi zaščitna naprava, ki je nameščena neposredno pred okvaro, brez delovanja drugih zaščitnih naprav.
Pomemben element pri zaščiti človeka (tudi imetja in živali) pred vplivi električnega toka je ozemljitev dela – to je točke električnega napajalnega sistema in ozemljitev izpostavljenih prevodnih delov.
Pomemben element pri zaščiti človeka (tudi imetja in živali) pred vplivi električnega toka je ozemljitev dela - točke električnega napajalnega sistema (npr. transformatorska postaja 20/0,4 kV iz katere se napaja objekt) in ozemljitev izpostavljenih prevodnih delov. Izpostavljeni prevodni del (na primer ohišje štedilnika), normalno ni pod napetostjo, ob okvari, če pa fazni vodnik zaradi okvare pride v stik z ohišjem, pa je lahko nevarno, če se tega dela dotaknemo.
V vedno spreminjajočem se okolju električnih inštalacij je ostati na čelu inovacij ključnega pomena. Predstavljamo projekt PODIFER - podvig, namenjen razvoju specializiranih diferenčnih stikal za naslednjo generacijo električnih inštalacij, ki se brezhibno ujema z 'evropskim zelenim prehodom'. Te inštalacije naj bi vključevale različne polnilnike za električna vozila in sisteme za shranjevanje energije. Kratica pomeni "POsebna DIFERenčna stikala" v slovenščini, poudarjajoč poudarek na edinstvenih diferenčnih stikalih. Projekt si prizadeva za razvoj stikal, ki zadovoljujejo zaščitne potrebe naprednih električnih inštalacij ter igrajo ključno vlogo v evropski zavezi k trajnosti.
 | Matija Strehar Vodja razvoja stikal |
RCD stikalo je mednarodni izraz in pomeni Residual Current Device oziroma zaščitna naprava na diferenčni tok. V slovenski elektro stroki, je še vedno uveljavljen izraz FI oziroma FID stikalo. Obstajata dve izvedbi zaščitnih tokovnih stikal: RCCB, zaščitno stikalo na diferenčni tok (Residual Current Circuit Breaker) in pa RCBO, zaščitno stikalo na diferenčni tok z nadtokovno zaščito (Residul Current Circuit Breaker with Overcurrent protection). V nadaljevanju tega bloga bomo govorili o RCD stikalu RCCB, torej brez nadtokovne zaščite.
Ker stikala nudijo visoko stopnjo zaščite pred električnim udarom, so ta stikala nepogrešljiva v stanovanjskih in poslovnih prostorih, zelo pogosto pa so obvezna, na primer v kopalnicah, požarno ogroženih objektih… V nadaljevanju bomo razložili razliko med tipom AC in tipom A, prav tako se bomo dotaknili tudi tipa B, ki bo v prihodnosti vedno več v uporabi.
Vsi uporabniki električnih naprav vemo, da je neprevidno in nepravilno ravnanje z električnimi inštalacijami in napravami lahko smrtno nevarno, lahko je tudi vzrok poškodbe in pa tudi požara. Uporaba RCD stikala bistveno zmanjšuje število smrtnih nesreč zaradi električnega udara, zmanjšuje pa tudi število požarov, kjer je lahko vzrok slabša izolacija kablov. Tako RCD stikalo, poleg možnosti stikalne manipulacije (vklop oz. izklop) uporabljamo za zaščito pri okvari, kot dodatno zaščito in pa tudi zaščito pred požarom.
Delovanje RCD stikala bomo v nadaljevanju poskusili razložiti na primeru RCD stikala tipa AC, potem pa bomo povzeli še tip A in tip B.
Na sliki 1 vidimo dvopolno RCD stikalo tipa AC. Kako vemo da je tip AC?
Slika 1: Dvopolno RCD (EFI 2P) stikalo (63 A / IDn=100 mA)
Da je tip AC vidimo po oznaki, ki je zgoraj desno v pravokotniku, kar tudi prikazuje slika 2.
Slika 2: prikaz na RCD stikalu, da gre za tip AC
Naslednja dva pomembna podatka na RCD stikalu sta nazivni tok (na sliki 1 je to 63 A), vrednosti pa standardizirano srečamo za tokove od 10 do 125 A. To je tok, ki ga zdržijo glavni kontakti. Naslednji pomemben podatek pa je nazivni diferenčni tok (IDn), danes bolj pravilno: naznačeni diferenčni tok. V praksi se največ uporabljajo RCD stikala z naslednjimi diferenčnimi tokovi: 10mA, 30 mA,100 mA, 300 mA in 500 mA (0,5 A).
Če pogledamo sliko 3 in si predstavljamo, da imamo RCD stikalo iz slike 1 tipa AC, poskušajmo razložiti delovanje stikala. Zamislimo si, da je upornost R na začetku zelo visoka in jo začnemo zmanjševati. Tok, ki ga meri A-meter narašča iz vrednosti 10mA, 20mA… , ko pa pride nekje med 50mA in 100 mA, pa stikalo izklopi. Vidimo, da tok teče po faznem vodniku (L) mimo RCD stikala in potem po nevtralnem vodniku (N) skozi RCD stikalo. Če bi tok tekel po faznem vodniku skozi RCD stikalo in po nevtralnem nazaj, izklopa ne bi bilo.
Slika 3: razlaga delovanja RCD stikala
Slika 4: štiripolno RCD stikalo v TT napajalnem sistemu (princip delovanja-potek okvarnega toka)
Ker RCD stikalo služi kot zaščita pred električnim udarom s samodejnim odklopom napajanja v električnih inštalacijah, poskušajmo to še bolje razložiti. RCD stikalo se vedno aktivira pri toku, ki se pojavi pri določeni napaki Tako v napajalnem sistemu TT (slika 4), pri okvari na posamezni napravi oziroma porabniku (na primer vodnik pod napetostjo pride v stik z ohišjem štedilnika, kar bi lahko bilo zelo nevarno za uporabnika). Okvarni tok steče preko ohišja štedilnika po zaščitnem vodniku (PE vodnik), nadalje preko zaščitne ozemljitve (Ra), ki je pri objektu, potem po zemlji do obratovalne ozemljitve (Ro) transformatorske postaje, potem pa po nizkonapetostnem navitju transformatorja in po faznem vodniku (preko nizkonapetostnega omrežja in sami nizkonapetosti inštalaciji) do porabnika. To predstavlja električni krog našega okvarnega toka. Vsa kovinska ohišja električnih naprav so namreč ozemljena z zaščitnim vodnikom, kjer je izolacija rumeno zelene barve. V RCD stikalu pride tako do nesimetrije električnega toka, saj vsota pritekajočih tokov ni enaka odtekajočim in RCD stikalo izklopi v času pod 30 ms, kar je zelo pomembno za varnost ljudi. Razlika tokov je znana pod imenom diferenčni tok. Če diferenčni tok preseže vrednost potrebno za sprožitev izklopilnega mehanizma RCD ja, bo RCD izklopil tokokrog. Na sliki 4 je prikazano štiripolno RCD stikalo (40 A/0,3), oziroma z diferenčnim tokom (IDn) 0,3 A. V tem primeru bo RCD stikalo izklopilo med 0,15A in 0,3 A. Ker je okvarni tok bistveno večji je izklop takojšen.
Sedaj pa smo spet pri tipu AC. AC tip je namreč občutljiv na izmenični diferenčni tok, torej tam kjer pričakujemo tokove okvare, ki bodo sinusne oblike (slika 2). AC tip RCD stikala dejansko proži med 50 in 100 % nazivnega diferenčnega toka, saj imajo proizvajalci določene dopustne meje.
Za inštalacije v običajnih objektih zelo pogosto uporabljamo AC stikala z diferenčnim tokom 0,3 A (slika 4). Če piše na RCD stikalu 40 /0,3A, pomeni 40 A električni tok, ki ga zdržijo glavni kontakti, 0,3 A pa je nazivni diferenčni tok. Varovalka pred RCD stikalom mora biti manjša kot 40 A, zaradi zaščite kontaktov samega RCD stikala.
Torej, RCD stikalo ne proži, kadar je vsota pritekajočih tokov po faznih vodnikih enaka odtekajočemu toku po nevtralnem vodniku. Proži torej, ko okvarni tok steče po zaščitnem vodniku mimo RCD stikala, in nastala tokovna nesimetrija ustvari pogoj za izklop stikala.
Na razloženem primeru je jasno, da RCD stikalo ne prekinja v primeru preobremenitve in pa kratkih stikov med faznimi vodniki oziroma faznim in nevtralnim vodnikom, kar marsikdo zmotno misli. Slika 5 prikazuje enopolni kratek stik, kjer izklaplja inštalacijski odklopnik ali varovalka, ne pa RCD stikalo, saj ni nesimetrije tokov v RCD stikalu. Izklaplja pri okvarnem toku, ki pa ga lahko imenujemo tudi zemeljski kratek stik.
Slika 5: primer enopolnega kratkega stika, kjer izklaplja inštalacijski odklopnik
Slika 6 prikazuje tip A RCD stikala, ki se ga spoznamo po oznaki v pravokotniku zgoraj desno , kar prikazuje tudi simbol na sliki 7.
Slika 6: Tip A RCD stikala (16A/300mA)
Slika 7: simbol tipa A, RCD stikala
A tip, je poleg izmeničnega toka občutljiv tudi za polvalni ali polnovalni usmerjeni izmenični tok (pulzirajoči enosmerni tok). Primer so prostori s povečano nevarnostjo, kot je npr. kopalnica, kjer je obvezno RCD stikalo z 0,03 A (30 mA) nazivnim diferenčnim tokom, saj se tam uporabljajo porabniki kot so feni, ki imajo pri določeni funkciji izvedeno polvalno usmerjanje z diodo. A tip RCD stikala pa proži med 35 in 140 % nazivnega diferenčnega toka. Torej pri RCD stikalu z diferenčnim tokom 30 mA proži med 10,5 mA in 42 mA. Proizvajalci imajo določene dopustne meje.
Slika 8 pa prikazuje RCD stikalo tipa B, ki pa je še bolj redek v električnih inštalacijah. Zaradi izjemnega porasta različnih elektronskih naprav z usmerniki pa se lahko pričakuje porast uporabe tega tipa RCD stikala.
Slika 8: štiripolno RCD stikalo tipa B (16A/30mA)
RCD stikalo tipa B pa prepoznamo po simbolih v tistih treh pravokotnikih zgoraj na sliki 8. B tip poleg izmeničnega in pulzirajočega enosmernega toka deluje tudi pri gladkem enosmernem diferenčnem toku, ter tudi pri visokofrekvenčnih tokovih. Uporablja se v objektih, kjer imamo npr. trifazne usmernike, frekvenčne pretvornike in ostale elektronske naprave. B tip RCD stikala pa proži med 50 in 200 % nazivnega diferenčnega toka.
Več o RCD stikalih si lahko preberete v našem priročniku.
Zaščitno stikalo na diferenčni tok EFI eV je posebej zasnovano za zaščito polnilnih postaj za električna vozila. Njegova glavna prednost je združljivost z obstoječimi elementi zaščite elektroinštalacij. To odpravlja potrebo po zamenjavi celotnega električnega razdelilnika pri namestitvi domače polnilne postaje.
| Aleksander Cilenšek Produktni vodja |
Konferenca The Smarter Europe, z letošnjo glavno temo "Tehnologije zelenega prehoda", je spremljevalka sejma The Smarter Eurepe. Potekala je 13. in 14. junija v konferenčnem centru sejmišča v Münchnu. V dveh dneh se je skupaj zvrstilo 37 različnih predavanj. Sodelovali so predstavniki različnih podjetij ter organizacij, povezanih s trajnostnimi tehnologijami.
| Anže Jerman Produktni vodja |
V sklopu konference »The Smarter Europe« so potekala predavanja na štirih področjih: Intersolar (fotovoltaična industrija), EES (hranilniki energije), Power2drive (električna vozila in polnilna infrastruktura) ter EM-Power (razvoj elektroenergetskega omrežja). Omenjena področja se prepletajo med seboj ter so odvisna drug od drugega, nadaljnji razvoj pa mora poskrbeti, da bodo aplikacije, ki so del teh področji, med seboj kompatibilne ter povezljive.
Na konferenci Intersolar so razpravljali o nadaljnjem razvoju fotovoltaičnih modulov ter razsmernikov. Veliko se je govorilo o umeščanju velikih fotovoltaičnih elektrarn v prostor, pri čemer sta bila osrednja tema alternativna načina umeščanja na kmetijske površine ter gladine vodnih površin. Po podatkih s konference se v okviru programa REpower EU za Evropo načrtuje petkratno povečanje skupno inštalirane moči fotovoltaičnih elektrarn s trenutnih 210 GW na 1 TW do leta 2030.
Na konferenci EES so razpravljali o različnih tehnologijah shranjevanja električne energije, pri čemer se trenutno največ govori prav o baterijskih hranilnikih. Elektroenergetsko omrežje je trenutno na prelomu zaradi nasičenja energije, proizvedene v fotovoltaičnih elektrarnah. Zaradi tega ob najbolj sončnih dneh prihaja do negativnih cen proizvodnje električne energije, pridobljene s fotovoltaičnimi elektrarnami. Rešitev so hranilniki energije, ki lahko shranijo viške energije ob vrhovih proizvodnje električne energije. Ključni izziv je usklajevanje bilance proizvodnje in porabe električne energije v omrežju. S tem namenom je v Evropi že zaznana večja aktivnost pri razvoju ter proizvodnji baterijskih hranilnikov.
Konferenca Power2drive je potekala v znamenju električnih vozil in pripadajoče polnilne infrastrukture. Predstavljeni so bili načrti Evropske unije za postopni prehod na električna vozila. Predstavniki podjetji so prikazali primere dobrih praks vključevanja polnilne infrastrukture, da ta ne postane preveliko breme za elektroenergetsko omrežje.
Na konferenci EM-Power so razpravljali o vključevanju prej omenjenih aplikacij v omrežje, nadgradnji trenutnega omrežja ter predvidevanjih glede porabe električne energije v prihodnosti. Potekale so razprave o povezljivosti in komunikaciji med vključenimi aplikacijami.
Kot zaključno misel z letošnje konference lahko omenim, da se bo v naslednjih letih veliko dogajalo na vseh štirih področjih tehnologij zelenega prehoda. Razvoj električnih vozil primerjajo z razvojem vozil z motorji na notranje zgorevanje. Razlika je le v tem, da je razvoj vozil z motorji na notranje zgorevanje potekal več kot stoletje, razvoj električnih pa bo očitno omejen na precej krajše časovno obdobje. Evropski proizvajalci in organizacije, povezane z e-mobilnostjo, se zavedajo, da se ne sme ponoviti napaka, ki smo ji bili priča pred leti na področju fotovoltaike, ko se je večina proizvodnih procesov selila v Azijo. Z razcvetom fotovoltaike smo v Evropi postajali čedalje bolj oziroma kar v celoti odvisni od azijskih proizvajalcev. Podobna zgodba se trenutno odvija v razvoju električnih vozil in pripadajoče infrastrukture, ključno pa je, da razvoj in proizvodnjo aplikacij, povezanih z e-mobilnostjo, obdržimo v Evropi.
Delo na področju dopolnitev in izboljšav obstoječih standardov iz serije IEC 60269 za nizkonapetostne varovalke teče dalje in v postopku so tudi predlogi za pripravo novih standardov. Pri teh aktivnostih, v katerih sodelujejo predstavniki vseh najpomembnejših svetovnih proizvajalcev varovalk, je seveda prisoten tudi ETI, ki je bil letos zadolžen tudi za organizacijo srečanja članov tehničnega pododbora IEC SC 32B.
| Viktor Marinčič |
