Electrotech-City NL - Thermische en Magnetische Beveiliging

Eindelijk wordt elektrotechniek begrijpelijk ...

Thermische en Magnetische Beveiliging

Het thermische deel van de beveiliging (1) werkt net zo als een zekering. Hoe meer stroom, des te sneller volgt onderbreking. Dit is goed geschikt voor het beveiligen tegen overbelasting. Bij de nominale stroom van de beveiliging volgt normaal geen onderbreking. Dat gebeurt pas vanaf de zgn. grensstroom Ir. Wordt de doorgelaten stroom groter dan zal er steeds sneller onderbreking volgen.

Het magnetische deel van de beveiliging (3) treedt in werking als de doorgelaten stroom kortsluit neigingen krijgt. Blijft de stroom vanaf overbelasting maar toenemen dan bereik je een moment dat je niet meer wil wachten op de "vertraging" van het thermische deel maar dat je onmiddellijk wil uitschakelen. Afhankelijk van de installatie die beveiligd wordt kun je instellen bij welke stroomwaarde deze kortsluituitschakeling moet optreden.

1) Instellen van de th drempel tbv overbelasting : hier mee stel je de grensstroom in van de thermische beveiliging. Bij dat 250 A (nominaal) type is dat 1/0,9/0,8 X Inom (250A) Hiermee bepaal je de stroomwaarde vanaf welke je begint met uitschakelen. Bij Ir zelf duurt dat nog lang (doorgaans minstens een uur) , bij grotere waarden van de stroom gaat dat uitschakelen dan sneller. De nominale waarde van het te beveiligen apparaat (daar wordt natuurlijk niet bij uitgeschakeld !) ligt een stukje links van Ir, dat staat niet in dit plaatje.

3) Instellen van de kortsluitdrempel. Bij dat 250 A (nominaal) type is dat 5 t/m 10 X Inom (250A) Hier voor moet je weten wat er voor kortsluitstroom te verwachten is. Kan er makkelijk 7 X Inom optreden dan kun je bijvoorbeeld (voor de zekerheid) 6 X Inom pakken. Pak je te hoog, bijv. 8 X Inom. dan schakelt hij in geval van 7 X Inom dus nooit uit.

De nominaalstroom van een installatie kan je "makkelijk" bepalen maar de te verwachten kortsluitstroom is zeer complex. Hier voor moet je enorm veel gegevens hebben en kun je dus beter de fabrikant raadplegen. Zij zullen voor veel gevallen wel "standaard" instellingen hebben.

Vraag : Stel je regelt een installatie af op 200 Amp Ir bij een compactschakelaar van 250Amp en je verwacht een piekstroom van 1750 Amp bij de start van een motor of zo dan stel je de Im af op 7 X.... Dit vertelde mij een installateur ik weet niet of dit juist is ?

Antwoord : Ik denk het niet. Als de motor even wat ongelukkig inschakelt en die 1750 A bereikt, ook al is het maar even, dan schakelt de zaak direkt uit !
Dat is namelijk typisch magnetisch : stroomdrempel bereikt, dan uit ! In een ander geval, bijvoorbeeld een geblokkeerde rotor, moet natuurlijk wel uitschakeling volgen. Dat geeft een soort inschakelstroom die blijft lopen ! Om dat goed te beveiligen (alleen bij dure motoren nuttig) heb je ingewikkelder beveiligingsrelais nodig die zelf zien of iets een gewone inschakeling is of een vastloper. Maar in jou geval zou 7 X 250 A dus te krap zijn. Inschakelen moet toch mogelijk blijven ?

Vraag : Ik heb nog een vraagje i.v.m. de regeling van Im dat is de kortsluitstroom. Als ik die maximaal instel, dat is op 10 X, dan geeft dat : 10 X 250 A = 2500 Amp ? Maar die toestellen kunnen volgens de handleiding 25 Ka aan bij 400 volt daarom denk dat ik hier niet goed mee ben ?

Antwoord : Volgens mij wel. Dat 25 kA geeft alleen maar aan dat als er ooit 25 kA zou lopen dan kan dat afgeschakeld worden. De kortsluitstroom van een installatie kan bij een gemiddeld grote installatie (trafos 630 kVA) wel 25 kA bereiken ( 630.000 : 690 = 913 A ; 913 X 100 : 5 = 18,3 kA effectieve waarde ; 18,3 X 1,41 = 25,9 kA topwaarde ) maar dat gebeurt echt niet altijd. Het blijft echter geruststellend dat de schakelaar in zo'n geval de zaak aan kan. Niet dat iemand hoopt dat dat ooit gebeurt ! Bij zo'n kortsluiting gaat er namelijk veel kapot door de grote mechanische krachten van die stroom. Het is daarom niet gek dat je de ks-stroom wil begrenzen op de veel lagere waarde die je instelt. De schakelaar beveiligt dan de installatie.

Op het prikbord van de landelijke elektrotechniek.pagina.nl was laatst een probleem gepost over een PKZ, dat is een veel voorkomende installatie automaat / motorbeveiliging en het is dus ook een thermische en magnetische beveiliging.
Het past in dit rijtje met problemen:

Auteur: Patrick
Datum: 12-04-2003 09:39
Een tijdje geleden rezen er hier wat vragen over het aansluiten van een 1-fase motor op een PKZ. Er werd toen gezegd dat bij het aansluiten de fase twee maal door de PKZ moest gaan voor een goede werking ervan. Aangezien ik hier de logica niet van inzag zou ik een test uitvoeren. Wel, dat heb ik inmiddels gedaan en de resultaten wilde ik U niet onthouden.

Motor: In: 1,6A.
Instelling PKZ: 1A.

1 maal door de PKZ:
- T: 122s
- I0: 1,57A
- Iuitschakel: 1,61A

2 maal door PKZ:
- T: 119s
- I0: 1,55A
- Iuitschakel: 1,59A

T=uitschakeltijd.
I0=beginwaarde van de stroom.
Iuitschakel=Stroom bij uitschakeling.

Bevindingen:

- De PKZ heeft een weerstand die lager wordt naarmate het bimetaal in de PKZ opwarmt. - Bij het doorlussen van de PKZ is de weerstand dus hoger, de aanvangsstroom iets lager en de uitschakelstroom iets lager. - De uitschakeltijd is nagenoeg gelijk. Conclusie: Voor een goede werking van de PKZ is het niet noodzakelijk de fase twee maal door de PKZ te laten gaan. Ik sta open voor discussie, vragen of opmerkingen. Groeten, Patrick.