Két azonos áramerősségű MCCB-t hasonlít össze – mindkettő 100A-es, hárompólusú eszköz. A feszültség specifikációk azonban eltérőek: az egyik “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV”-ot mutat, míg a másik “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”-ot. Melyik illik az Ön 400V-os háromfázisú rendszeréhez? Biztonságosan használhatja az első megszakítót, még akkor is, ha az Ue értéke megegyezik a rendszerfeszültségével, de az Uimp eltér?
Ez a három feszültségparaméter – Ue, Ui és Uimp – minden elektromos berendezés adatlapján megjelenik, az MCCB-ktől kezdve a kontaktorok -ig relék és csatlakozóblokkok. -ig. De a tényleges jelentésükkel kapcsolatos zavarodottság alulspecifikált berendezésekhez vezet, amelyek idő előtt meghibásodnak, túlspecifikált alkatrészekhez, amelyek pazarlják a költségvetést, és megfelelőségi problémákhoz a projekt jóváhagyása során.
A probléma nem csak három szám elolvasása. Minden egyes érték egy másik elektromos igénybevételt tesztel: állandósult állapotú működést, szigetelési integritást és tranziens túlfeszültség-állóságot. Ezeket különböző IEC szabványok szabályozzák, különböző vizsgálati eljárásokkal ellenőrzik, és eltérő szerepet töltenek be a berendezések kiválasztásában. Ha felcserélhetőnek tekintjük őket – vagy ami még rosszabb, kettőt figyelmen kívül hagyunk –, az valós biztonsági és megbízhatósági kockázatokat teremt.
Ez az útmutató pontosan dekódolja mindhárom feszültségértéket. Pontosan megtudhatja, hogy az Ue, Ui és Uimp mit mér, mely IEC tesztek validálják az egyes paramétereket, hogyan viszonyulnak a szigetelési koordinációs szabványokhoz, és ami a legfontosabb – melyik érték számít melyik specifikációs döntéshez. A végére magabiztosan fogja olvasni a berendezések adatlapjait, és olyan alkatrészeket fog kiválasztani, amelyek megfelelnek mind a rendszerfeszültségének, mind a telepítése által támasztott teljes elektromos igénybevételi profilnak.
Mi az Ue (Névleges üzemi feszültség)?
Ue a névleges üzemi feszültség– az a feszültség, amelyen az elektromos berendezéseket normál, zavartalan körülmények között való működésre tervezték. Ez az a szám, amelyet a rendszer névleges feszültségéhez igazít, amikor kiválasztja a MCCB-k, -t, kontaktorokat, reléket vagy más vezérlőberendezéseket.
Az IEC 60947 terminológiában az Ue határozza meg a berendezés alkalmazási feszültségtartományát. Két másik kritikus paraméterrel együtt működik: Ie (névleges üzemi áram) és felhasználási kategória (mint például AC-3 motorokhoz vagy AC-23 vegyes terhelésekhez). Együttesen ez a három specifikáció írja le az eszköz üzemi teljesítményét.
Mit tesztel valójában az Ue
Az Ue nem felel meg egy adott önálló tesztfeszültségnek. Ehelyett ez határozza meg a teljesítménytesztelés referenciafeszültségét:
- Üzemi tartóssági tesztek: A berendezésnek hiba nélkül teljesítenie kell a névleges üzemi ciklusokat (a névleges áram be- és kikapcsolása) Ue-n
- Hőmérséklet-emelkedés ellenőrzése: Névleges áram és üzemi feszültség mellett az eszköz hőmérsékletének a határértékeken belül kell maradnia
- Teljesítmény koordináció: A gyártók meghatározott Ue értékeknél deklarálják az áramkapcsolási képességet, a rövidzárlati teljesítményt és a koordinációs adatokat
Egy Ue 400V AC-3 névleges értékű, Ie 95A-es kontaktor esetében ez azt jelenti, hogy tesztelték, hogy 400V-on 95A induktív motorterhelést kapcsoljon a deklarált mechanikai és elektromos tartósságának megfelelően.
Tipikus Ue értékek ipari berendezésekhez
A szabványos Ue értékek a gyakori rendszerfeszültségeket követik:
- 230V / 240V AC: Egyfázisú európai és nemzetközi rendszerek
- 400V / 415V AC: Háromfázisú európai, ázsiai és sok ipari rendszer
- 480V AC: Észak-amerikai háromfázisú ipari rendszerek
- 690V AC: Nagyfeszültségű ipari alkalmazások, bányászati berendezések
- 24V / 48V / 110V DC: Vezérlő áramkörök, automatizálási rendszerek, akkumulátoros telepítések
Olyan berendezést választ, ahol a deklarált Ue megegyezik vagy meghaladja a rendszer névleges feszültségét. Egy Ue 690V névleges értékű eszköz működhet egy 400V-os rendszerben (túlértékelt a feszültséghez képest), de egy Ue 230V névleges értékű eszköz nem használható 400V-os alkalmazásban – alul van specifikálva.
Az Ue-Ie-Kategória kapcsolat
Az Ue soha nem létezik elszigetelten. Egy MCCB mutathat Ue 400V-ot több Ie értékkel (40A, 63A, 100A) a keretmérettől és a termikus kioldási beállításoktól függően. Egy kontaktor különböző Ie értékeket sorolhat fel különböző Ue szinteken – például Ie 95A Ue 400V-on, de csak Ie 80A Ue 690V-on, mert a magasabb feszültség jobban igénybe veszi az érintkezőket az ív megszakítása során.
Mindig ellenőrizze mindhárom specifikációt. Egy olyan eszköz, amely a feszültségéhez van méretezve, de rossz a felhasználási kategóriája, meghibásodhat, még akkor is, ha az Ue tökéletesen egyezik.
Mi az Ui (Névleges szigetelési feszültség)?
Felhasználói felület a névleges szigetelési feszültség– a dielektromos vizsgálati szintek és a minimális kúszóutak meghatározásához használt feszültség referencia. Az Ue-vel ellentétben (amely az üzemi teljesítményt írja le), az Ui a berendezés szigetelési képességét határozza meg. Ez nem egy megengedett üzemi feszültség; ez egy tervezési referencia, amely biztosítja a megfelelő szigetelési szilárdságot.
Az alapvető szabály: Az Ue soha nem haladhatja meg az Ui-t. A berendezések adatlapjai explicit módon mutatják ezt a kapcsolatot – egy Ue 400V névleges értékű kontaktor általában Ui 690V-ot vagy 800V-ot mutat, ami azt jelenti, hogy bármilyen feszültségen működhet 400V-ig, miközben fenntartja a 690V-os vagy 800V-os igénybevételi szintekre tervezett szigetelést.
Mit tesztel valójában az Ui: Dielektromos szilárdság
Az Ui határozza meg a teljesítményfrekvenciás dielektromos szilárdsági vizsgálat feszültségét. Ez a teszt ellenőrzi, hogy a szigetelés kibírja-e a tartós elektromos igénybevételt meghibásodás nélkül:
- Vizsgálati feszültség: Általában 2 × Ui + 1000V az Ui ≤ 690V-os berendezésekhez (az IEC 60947-1 szerint)
- Teszt időtartama: 60 másodperc (1 perc tartós AC feszültség)
- Vizsgálati frekvencia: 50 Hz vagy 60 Hz AC (teljesítményfrekvencia)
- Megfelelési kritériumok: Nincs zavaró kisülés, nincs meghibásodás, a kúszóáram a megadott határértékeken belül van
Például a Ui 690V névleges értékű sorkapcsok körülbelül 2380V AC feszültségen esnek át dielektromos vizsgálaton egy percig. Ez a szigetelés éveken át tartó öregedését és igénybevételét szimulálja egyetlen ellenőrzött tesztbe sűrítve.
Miért haladja meg az Ui az Ue-t: A biztonsági ráhagyás
Az elektromos berendezések a névleges szinteken túlmenően is feszültségnek vannak kitéve:
- Tranziens túlfeszültségek: Kapcsolási túlfeszültségek, kondenzátorbanki műveletek
- Rendszerfeszültség-ingadozások: Hálózati ingadozások, generátor szabályozási problémák
- Szigetelés öregedése: A nedvesség, a szennyeződés és a hőciklusok idővel rontják a szigetelést
- Biztonsági ráhagyás: Az IEC szabványok a névleges feszültségnél nagyobb igénybevételre tervezett szigetelést írnak elő
Egy 400 V-os rendszer ritkán lát pontosan 400 V-ot folyamatosan. A feszültség normál körülmények között ±10%-ot is ingadozhat, és a tranziens események még magasabbra tolják. A Ui-vel rendelkező berendezések specifikálása, amely lényegesen magasabb, mint az Ue, biztosítja a szigetelés integritását a berendezés teljes élettartama alatt.
Ui és kúszóút követelmények
A Ui közvetlenül meghatározza a minimumot kúszóutak– a vezető részek közötti legrövidebb út, amelyet a szigetelő felület mentén mérnek. Az IEC 60664-1 táblázatok a következő tényezők alapján határozzák meg a szükséges kúszóutakat:
- Névleges szigetelési feszültség (Ui)
- Szennyezettségi fok (szennyezettségi szint: tiszta, normál, vezetőképes)
- Szigetelőanyag csoport (nyomkövetési ellenállás: I, II, IIIa, IIIb)
A magasabb Ui nagyobb kúszóutakat igényel. Az Ui 1000 V-os sorkapcsoknak lényegesen nagyobb távolságra van szükségük, mint az Ui 400 V-os sorkapcsoknak, még akkor is, ha mindkettő ugyanabban a 400 V-os rendszerben működik. Ez befolyásolja a fizikai méretet és a sorkapocs sűrűségét.
Gyakori Ui értékek
A kisfeszültségű berendezések szabványos Ui értékei:
- 300V: Könnyű vezérlőelemek, alacsonyabb feszültségű alkalmazások
- 500V / 690V: A leggyakoribb az ipari MCCB-k, kontaktorok, relék esetében 400V/480V-os rendszerekben
- 800V / 1000V: Magasabb szigetelés igényes alkalmazásokhoz, kiterjesztett feszültségtartomány lefedettség
Mindig ellenőrizze, hogy a kiválasztott berendezés Ui ≥ a maximálisan várható rendszerfeszültség. Egy 480 V-os rendszerhez az Ui 500 V-os alkatrészek kiválasztása minimális tartalékot biztosít; az Ui 690 V vagy 800 V jobb hosszú távú megbízhatóságot kínál.
Mi az a Uimp (Névleges lökőfeszültség-állóság)?
Uimp a névleges lökőfeszültség-állóság– az a csúcsfeszültség érték, amelyet a berendezés elvisel, ha szabványos tranziens túlfeszültség-impulzusoknak van kitéve szigetelési hiba nélkül. Míg a Ui a hálózati frekvenciájú dielektromos szilárdságot teszteli, a Uimp igazolja a berendezés képességét, hogy túlélje a villámcsapásokból, kapcsolási eseményekből és hálózati zavarokból származó gyors, nagy energiájú túlfeszültségeket.
A Uimp értéke kilovoltban (kV) van kifejezve, és szabványos impulzus hullámformát használ: 1,2/50 μs (1,2 mikroszekundum felfutási idő a csúcsig, 50 mikroszekundum lecsengési idő a fele értékig). Ez a hullámforma szimulálja a villám által kiváltott túlfeszültségek és kapcsolási tranziens események elektromos jellemzőit.
Mit tesztel valójában a Uimp: Túlfeszültség-védelem
Az impulzusállósági teszt nagyfeszültségű tranziens impulzusoknak teszi ki a berendezést:
- Teszt hullámforma: 1,2/50 μs feszültségimpulzus (szabványos IEC alak)
- Vizsgálati feszültség: A berendezés deklarált Uimp értéke (6 kV, 8 kV, 12 kV stb.)
- Vizsgálati eljárás: Többszörös impulzus alkalmazása mindkét polaritással (pozitív és negatív)
- Impulzusok közötti intervallum: Minimum 1 másodperc
- Megfelelési kritériumok: Nincs átívelés, nincs szigetelés összeomlás, nincs a hézagok romlása
Egy Uimp 8 kV-ra méretezett megszakító esetében a tesztmérnökök ismételten 8000 voltos csúcsimpulzusokat alkalmaznak annak ellenőrzésére, hogy a belső hézagok és a szigetelés meghibásodás nélkül ellenállnak-e ezeknek a tranziens igénybevételeknek.
A túlfeszültség-kategória kapcsolata
A Uimp értékek nem önkényesek – össze vannak hangolva a túlfeszültség-kategóriákkal az IEC 60664-1 szabványban meghatározottak szerint. Ezek a kategóriák a tranziens túlfeszültségeknek való kitettségük alapján osztályozzák a berendezéseket:
- I. kategória: Csökkentett tranziens kitettségű berendezések (védett elektronikus áramkörök)
- II. kategória: Háztartási gépek és hordozható berendezések (tipikus lakossági terhelések)
- III. kategória: Rögzített berendezések (elosztó panelek, ipari gépek)
- IV. kategória: A berendezés eredete (szolgáltató bejárata, közműmérők, légvezetékek)
A magasabb kategóriák súlyosabb tranziens eseményekkel szembesülnek. Az IEC 60664-1 táblázatok a rendszer névleges feszültségeit a szükséges impulzusállósági szintekhez rendelik hozzá minden kategóriához. Egy 400 V-os háromfázisú rendszerhez:
- II. kategória: Uimp 2,5 kV tipikus
- III. kategória: Uimp 6 kV tipikus
- IV. kategória: Uimp 8 kV tipikus
A rögzített elosztó rendszerekbe telepített ipari berendezéseknek (III. kategória) magasabb Uimp-re van szükségük, mint a fali aljzatokba csatlakoztatott háztartási gépeknek (II. kategória), még akkor is, ha mindkettő ugyanazon a névleges feszültségen működik.
Tipikus Uimp értékek ipari berendezésekhez
A kisfeszültségű kapcsolóberendezések és vezérlőberendezések szabványos Uimp értékei:
- 4 kV: Alacsonyabb kategóriájú alkalmazások, lakossági berendezések
- 6 kV: Gyakori a háztartási/lakossági MCCB-khez, II/III. kategóriájú berendezésekhez
- 8 kV: Szabványos ipari MCCB-khez, kontaktorokhoz, III/IV. kategóriájú rögzített berendezésekhez
- 12 kV: Igényes ipari alkalmazások, közmű minőségű berendezések, magas kitettségű helyek
A berendezések adatlapjai jellemzően a tervezett telepítési kategóriának megfelelő Uimp értékeket mutatják. Az ipari minőségű alkatrészek alapértelmezés szerint 8 kV vagy magasabb értéket mutatnak, míg a lakossági termékek 4-6 kV-ot mutathatnak.
Miért fontos a Uimp: Valós túlfeszültség események
Az elektromos rendszerek rendszeresen szembesülnek tranziens túlfeszültségekkel:
- Villámcsapások: A közvetlen vagy közeli villámcsapások nagyfeszültségű túlfeszültségeket indukálnak az elosztó hálózatokba
- Kapcsolási műveletek: Nagy terhelések, kondenzátortelepek vagy transzformátorok be-/kikapcsolása feszültségtüskéket hoz létre
- Hálózati hibák: A hibaelhárítási és visszakapcsolási műveletek tranziens jelenségeket generálnak
- Motorindítás: Az induktív terhelés kapcsolása lokalizált feszültségtüskéket eredményez
A nem megfelelő Uimp értékkel rendelkező berendezések előre jelezhetetlenül meghibásodnak – néha közvetlenül egy villámcsapás után, néha pedig a kumulatív túlfeszültség-károsodás hónapok alatt gyengíti a szigetelést. A megfelelő Uimp specifikáció biztosítja, hogy a berendezés túlélje a telepítési helyére és kategóriájára jellemző tranziens környezetet.
Főbb különbségek: Ue vs Ui vs Uimp
Ez a három feszültségérték alapvetően eltérő elektromos igénybevételeket mér. A különbségeik megértése megelőzi a specifikációs hibákat, és segít a berendezések tényleges üzemi körülményekhez igazításában.
Üzemi vs. Szigetelési vs. Túlfeszültség: Különböző kérdések
Mindegyik érték egy konkrét tervezési kérdésre válaszol:
- Ue (Üzemi feszültség): “Milyen rendszerfeszültségen üzemelhet ez az eszköz normál, folyamatos körülmények között?”
- Ui (Szigetelési feszültség): “Milyen feszültségreferencia határozza meg ennek az eszköznek a szigetelési szilárdságát és kúszóáram útjait?”
- Uimp (Impulzusállósági feszültség): “Mekkora csúcs tranziens feszültséget bír ki ez az eszköz a szigetelés áttörése nélkül?”
Ezek kiegészítik egymást, nem helyettesítik. Nem helyettesítheti az Ui-t az Ue-vel, és a magas Uimp nem kompenzálja a nem megfelelő Ue-t. Mindháromnak összhangban kell lennie az alkalmazási követelményekkel.
Vizsgálati módszer különbségei
| Értékelés | Teszt típusa | Vizsgálati feszültség | Időtartam | Mit validál |
| Ue | Üzemi teljesítmény tesztek | Rendszer névleges feszültsége | Több ezer ciklus | Kapcsolási képesség, tartósság, hőmérséklet emelkedés |
| Felhasználói felület | Hálózati frekvenciájú dielektromos szilárdság | ~2 × Ui + 1000V AC | 60 másodperc | A szigetelés integritása tartós AC igénybevétellel szemben |
| Uimp | Impulzusállósági teszt | Névleges impulzus kV csúcs | Mikroszekundumok (többszöri lövés) | Megfelelő légrés a gyors tranziens túlfeszültségekkel szemben |
Az Ui tesztek 50/60 Hz-es váltakozó áramot használnak egy percig – ez egy lassú, őrlő igénybevétel a szigetelésen. Az Uimp tesztek 1,2/50 μs-os impulzusokat használnak – gyors, éles feszültségtüskéket, amelyek eltérően terhelik a légréseket és a levegőréseket. Az egyik teszt sikeres teljesítése nem garantálja a másik teszt sikeres teljesítését.
Feszültség nagyságrendi összefüggések
A tipikus berendezések egy adott feszültség hierarchiát mutatnak:
Ue ≤ Ui < Uimp
Példa: Egy ipari MCCB egy 400 V-os rendszerhez a következőket mutathatja:
- Ue = 400V (az üzemi feszültség megegyezik a rendszerrel)
- Ui = 690V (a szigetelés magasabb igénybevételre van tervezve)
- Uimp = 8 kV (impulzusállóság a III. kategóriájú telepítésekhez)
Figyelje meg a nagyságrendet: az Ue és az Ui több száz voltban van, míg az Uimp több ezer voltra ugrik. Ez tükrözi a tranziens túlfeszültségek és az állandósult állapotú működés közötti különbséget.
Melyik érték határozza meg melyik döntést?
A különböző specifikációs döntések különböző értékektől függenek:
Használja az Ue-t a következők meghatározásához:
- Rendszerkompatibilitás (a berendezés megfelel a névleges feszültségnek?)
- Áramerősség koordináció (az Ie értékek meghatározott Ue szinteken vannak megadva)
- Felhasználási kategória alkalmazhatósága (AC-3, AC-23 stb.)
- Párhuzamos/soros konfigurációk (feszültségmegosztási szempontok)
Használja az Ui-t a következők ellenőrzéséhez:
- Megfelelő szigetelési biztonsági ráhagyás (az Ui-nek jelentősen meg kell haladnia az Ue-t)
- A kúszóáram útjára vonatkozó követelményeknek való megfelelés a szennyezettségi fok tekintetében
- Hosszú távú szigetelési megbízhatóság a környezetében
- A berendezés alkalmassága különböző feszültségtartományokban (egy eszköz, több alkalmazás)
Használja az Uimp-t a következők biztosításához:
- Tranziens túlfeszültség védelem a telepítési túlfeszültség kategóriához
- Koordináció a felfelé elhelyezett túlfeszültség-védelmi eszközökkel
- Megfelelő légrés kialakítás a magas kitettségű helyekhez
- A szigetelési koordinációs szabványoknak való megfelelés (IEC 60664-1)
IEC szabványok és vizsgálati követelmények
A három feszültségérték nem önkényes gyártói állítás – ezeket szigorú IEC nemzetközi szabványok szabályozzák, amelyek meghatározzák a vizsgálati eljárásokat, a minimális teljesítménykritériumokat és a dokumentációs követelményeket.
IEC 60947 sorozat: Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek
Az IEC 60947 sorozat alapot biztosít a feszültségértékek meghatározásához a következőkben MCCB-k, kontaktorok, relék, motorindítók és vezérlőberendezések:
- IEC 60947-1: Általános szabályok az Ue, Ui, Uimp definíciók, a szigetelési koordinációs követelmények és az összes kisfeszültségű kapcsolóberendezésre alkalmazandó vizsgálati eljárások meghatározására
- IEC 60947-2: Speciális követelmények a megszakítókra (MCCB-k, ACB-k), beleértve a rövidzárlati megszakítóképességet, a szelektivitási kategóriákat és a feszültségbesorolás alkalmazását
- IEC 60947-4-1: Érintkezők és motorindítók, amelyek meghatározzák a felhasználási kategóriákat (AC-3, AC-4 stb.), és azt, hogy az Ue hogyan viszonyul a motor kapcsolási képességéhez
- IEC 60947-5-1: Vezérlő áramköri eszközök és kapcsolóelemek (végálláskapcsolók, választókapcsolók, nyomógombok)
Minden rész hivatkozik az IEC 60947-1 szabványra az alapvető feszültségbesorolási definíciók tekintetében, majd termékspecifikus vizsgálati részleteket ad hozzá.
IEC 60947-7-1: Sorkapcsok rézvezetékekhez
A sorkapcsok a kapcsolódó szabványokat követik:
- IEC 60947-7-1: Meghatározza a hőmérséklet-emelkedést, a dielektromos szilárdságot (az Ui érvényesítése), a rövid idejű áramállóságot és az impulzusvizsgálatokat (az Uimp érvényesítése) a sorkapcsok esetében
- A vizsgálat tartalmazza: Hálózati frekvenciájú dielektromos vizsgálat (60 másodperc az Ui-ból származtatott vizsgálati feszültségen) és impulzusfeszültség-vizsgálat (1,2/50 μs hullámforma a névleges Uimp-n)
A sorkapcsok ugyanazt az alapvető Ui és Uimp keretrendszert használják, mint az MCCB-k és az érintkezők, biztosítva a szigetelési koordináció konzisztenciáját az összes panelkomponens között.
IEC 60664-1: Szigetelési koordináció kisfeszültségű rendszereken belül
Az IEC 60664-1 biztosítja azokat a mérnöki táblázatokat, amelyek összekapcsolják a rendszerfeszültséget a szükséges Uimp-vel és hézagokkal:
- Túlfeszültség kategóriák (I-től IV-ig) osztályozza a telepítés tranziens hatásoknak való kitettségét
- Szennyezettségi fokok (1-től 4-ig) osztályozza a környezeti szennyezettségi szinteket
- Névleges impulzusfeszültség táblázatok: A névleges rendszerfeszültséget és a túlfeszültség kategóriát a minimálisan szükséges Uimp-hez rendeli
- Hézag és kúszóút táblázatok: Meghatározza a minimális levegő- és felületi távolságokat az Ui, a szennyezettségi fok és a szigetelőanyag csoportja alapján
A mérnökök az IEC 60664-1 szabványt használják annak meghatározására, hogy az alkalmazásuk milyen Uimp-t és hézagokat igényel, majd olyan berendezéseket választanak, amelyek adatlapjai megfelelő értékeket mutatnak.
IEC 61810-1: Elektromechanikus relék
Az elektromechanikus relék saját szabványukat követik, de azonos feszültségbesorolási koncepciókat használnak:
- IEC 61810-1: Meghatározza az Ue-t (kapcsolási feszültség), az Ui-t (szigetelési feszültség) és az Uimp-t (impulzusállósági feszültség) a reléérintkezők és tekercsek esetében
- Vizsgálati eljárások: A hálózati frekvenciájú dielektromos vizsgálatok és az impulzusvizsgálatok tükrözik az IEC 60947-1 módszertanát
Egy Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV névleges relé ugyanazt az értelmezési keretrendszert használja, mint egy ilyen névleges értékű MCCB – csak a terméktípus különbözik.
Típusvizsgálat vs. Rutinvizsgálat
A feszültségbesorolás érvényesítése két vizsgálati szintet foglal magában:
Típusvizsgálat (tervezésenként egyszer elvégezve):
- Átfogó érvényesítés, beleértve a dielektromos szilárdságot, az impulzusvizsgálatokat, a hőmérséklet-emelkedést, a tartóssági ciklusokat
- Akkreditált vizsgáló laboratóriumokban reprezentatív mintákon végezve
- Az eredmények típusvizsgálati jegyzőkönyvekben dokumentálva és az adatlapokon közzétéve
- Költséges, időigényes – a gyártók nem ismétlik meg minden gyártási egységnél
Rutinvizsgálat (minden egységen vagy gyártási tételen elvégezve):
- Alapvető ellenőrzés: szemrevételezés, méretellenőrzés, egyszerűsített dielektromos vizsgálat (alacsonyabb feszültség, rövidebb időtartam)
- Biztosítja a gyártási konzisztenciát a teljes típusvizsgálati akkumulátor megismétlése nélkül
- Gyors, költséghatékony minőségellenőrzés
Amikor egy adatlapot olvas, amely Ue-t, Ui-t és Uimp-t mutat, ezek az értékek típusvizsgált, tanúsított teljesítményt képviselnek. A rutinvizsgálat megerősíti, hogy minden gyártási egység megfelel a típusvizsgált tervnek.
Gyakorlati kiválasztási útmutató: A feszültségbesorolások helyes használata
A megfelelő feszültségbesorolású berendezések kiválasztása szisztematikus megközelítést igényel. Kövesse ezt a döntési keretrendszert, hogy a besorolásokat a telepítési követelményekhez igazítsa.
1. lépés: Azonosítsa a rendszer névleges feszültségét
Kezdje az alapvető rendszeradatokkal:
- Egyfázisú rendszerek: 120V, 230V, 240V AC
- Háromfázisú rendszerek: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
- DC rendszerek: 24V, 48V, 110V, 220V DC (gyakori a vezérlési/akkumulátoros alkalmazásokban)
Ez az Ön minimális Ue követelmény. Az a berendezés, amelynek Ue névleges értéke alacsonyabb, mint a rendszerfeszültség, nem használható; az a berendezés, amelynek Ue névleges értéke megegyezik vagy magasabb, mint a rendszerfeszültség, elfogadható üzemi feszültség szempontjából.
2. lépés: Határozza meg a telepítés túlfeszültség kategóriáját
Konzultáljon az IEC 60664-1 szabvánnyal vagy a helyi elektromos előírásokkal a telepítés osztályozásához:
I. kategória: Érzékeny elektronikus berendezések helyi túlfeszültség-védelemmel (ritka az ipari alkalmazásokban)
II. kategória: Készülék- és aljzatáramkörök, hordozható berendezések legalább 10 méterre a III. kategóriájú forrásoktól (lakossági, könnyű kereskedelmi)
III. kategória: Rögzített berendezések épületekben, elosztó panelek, ipari gépek (leggyakoribb ipari alkalmazás)
IV. kategória: Telepítés eredete, szervizbejárati berendezések, közműórák, légvezetékek
A telepítési kategória határozza meg a minimálisan szükséges Uimp-t. Egy 400V-os rendszerhez:
- II. kategória → Uimp ≥ 2,5 kV
- III. kategória → Uimp ≥ 6 kV (gyakran 8 kV-ként van megadva a jobb margó érdekében)
- IV. kategória → Uimp ≥ 8 kV
3. lépés: A környezeti szennyezettség mértékének felmérése
A szennyezettségi szintek értékelése az IEC 60664-1 szabvány szerint:
- 1. szennyezési fokozat: Tiszta környezet, zárt burkolatok (ritka)
- 2. szennyezési fokozat: Normál beltéri körülmények, csak nem vezető szennyezés (a legtöbb vezérlőszekrény)
- 3. szennyezési fokozat: Vezető szennyezés vagy száraz, nem vezető szennyezés, amely nedvesen vezetővé válik (ipari környezet, kültéri telepítések)
- 4. szennyezési fokozat: Tartós vezető szennyezés esőből, hóból vagy súlyos szennyeződésből
A magasabb szennyezettségi fokozatok nagyobb kúszóutakkal rendelkező berendezéseket igényelnek, ami magasabb Ui névleges értékeket jelent azonos légrés képesség mellett. Egy 400 V-os rendszer a 3. szennyezettségi fokozatban nagyobb kúszóutat igényel, mint ugyanaz a feszültség a 2. fokozatban.
4. lépés: Megfelelő tartalékkal rendelkező Ui berendezés kiválasztása
Általános szabály: Olyan berendezést kell specifikálni, amelynek Ui értéke legalább 1,5-szerese a rendszer névleges feszültségének, lehetőleg magasabb.
Gyakori rendszerekhez:
- 400 V-os háromfázisú rendszer: Ui ≥ 690 V (1,73× tartalék)
- 480 V-os háromfázisú rendszer: Ui ≥ 690 V vagy 800 V specifikáció
- 230 V-os egyfázisú rendszer: Ui ≥ 400 V vagy 500 V specifikáció
Ez a tartalék figyelembe veszi a feszültségváltozásokat, a tranziens túlfeszültségeket és a szigetelés öregedését a berendezés élettartama alatt.
5. lépés: Ellenőrizze, hogy az Uimp megfelel-e a telepítési kategóriának
Ellenőrizze a berendezés adatlapjait a 2. lépésben meghatározott telepítési kategóriájával szemben:
- Győződjön meg arról, hogy a deklarált Uimp ≥ IEC 60664-1 minimum a rendszer feszültségére és kategóriájára vonatkozóan
- Az ipari rögzített telepítések (III. kategória) jellemzően legalább 6-8 kV Uimp értéket igényelnek
- Ne alulspecifikáljon a költségmegtakarítás érdekében – a túlfeszültség-hibák kiszámíthatatlanok és költségesek
6. lépés: Az áramerősség-értékek validálása a kiválasztott Ue értéken
A berendezés áramerősség-értékeit (Ie, In) meghatározott Ue értékeknél adják meg. Ellenőrizze, hogy:
- Az áramerősség-érték megfelelő-e a terheléshez a deklarált Ue értéken
- Ha a berendezés több Ue opciót sorol fel, ellenőrizze, hogy az áramerősség nem csökken-e a kiválasztott feszültségen
- Különösen a kontaktorok mutatnak csökkentett Ie értéket magasabb Ue szinteken – ne feltételezze, hogy az áramerősség állandó marad
7. lépés: Dokumentálja a kiválasztásokat a megfelelőség ellenőrzéséhez
Vezessen egy specifikációs nyilvántartást, amely tartalmazza:
- A rendszer névleges feszültsége és telepítési kategóriája
- A kiválasztott berendezés Ue, Ui, Uimp értékei
- A szennyezettségi fok és a szükséges kúszóutak
- A szabványos gyakorlattól való eltérések indoklása
Ez a dokumentáció támogatja a jóváhagyási folyamatokat, a felülvizsgálatokat és a jövőbeli karbantartási/csere döntéseket.
Döntési folyamatábra összefoglaló
- Rendszerfeszültség → Meghatározza a minimális Ue értéket
- Telepítési kategória (IEC 60664-1) → Meghatározza a minimális Uimp értéket
- Szennyezettségi fok + Feszültség → Meghatározza a szükséges kúszóutakat (validálja az Ui kiválasztást)
- Terhelési jellemzők + Ue → Meghatározza a szükséges Ie értéket és a felhasználási kategóriát
- Ellenőrizze az összes névleges értéket → Biztosítja, hogy Ue ≤ Ui, az Uimp megfelelő, az áramerősség elegendő
Ha bármelyik névleges érték marginális vagy nem egyértelmű, specifikálja a következő magasabb szabványos névleges értéket. A költségkülönbség minimális a terepi hibákhoz és a sürgősségi cserékhez képest.
Gyakori specifikációs hibák, amelyeket el kell kerülni
Még a tapasztalt mérnökök is követnek el feszültségérték-hibákat, ha időnyomás alatt dolgoznak, vagy ismeretlen berendezéstípusokkal foglalkoznak. Íme a leggyakoribb hibák és azok elkerülése.
1. hiba: Csak az Ue használata és az Ui/Uimp figyelmen kívül hagyása
Hiba: A berendezés specifikálása kizárólag az Ue rendszerfeszültséghez való illesztése alapján, az Ui és az Uimp ellenőrzése nélkül.
Miért rossz: Az Ue megerősíti a működési kompatibilitást, de semmit sem mond a szigetelés szilárdságáról vagy a túlfeszültség-állóságról. A megfelelő Ue értékkel, de nem megfelelő Uimp értékkel rendelkező berendezések tranziens események után kiszámíthatatlanul meghibásodnak.
Helyes megközelítés: Mindig ellenőrizze mindhárom névleges értéket. Egy 400 V-os rendszerhez ellenőrizze, hogy Ue ≥ 400 V és Ui ≥ 690 V és Uimp ≥ 6-8 kV (a telepítési kategóriától függően).
2. hiba: Az Ui kezelése maximális üzemi feszültségként
Hiba: Feltételezve, hogy egy Ui 690 V-ra névleges berendezés folyamatosan üzemeltethető 690 V-on.
Miért rossz: Az Ui egy szigetelési referenciafeszültség, nem pedig egy üzemi határ. Az alapvető szabály az, hogy Ue ≤ Ui – az üzemi feszültség nem haladhatja meg a deklarált Ue értéket, függetlenül az Ui értékétől.
Helyes megközelítés: Illessze a rendszer feszültségét az Ue értékhez, ne az Ui értékhez. Egy 690 V-os rendszerhez válasszon Ue 690 V-ra (vagy magasabbra) névleges berendezést Ui 800 V vagy 1000 V értékkel. Ne használjon Ue 400 V-ra névleges berendezést csak azért, mert az Ui értéke 690 V.
3. hiba: A telepítési kategória figyelmen kívül hagyása az Uimp kiválasztásakor
Hiba: Lakossági minőségű berendezések (Uimp 4-6 kV) specifikálása ipari rögzített telepítésekhez (III. kategória).
Miért rossz: Az IEC 60664-1 magasabb Uimp értéket követel meg a tápegység eredetéhez közelebb eső telepítésekhez. A III. kategóriájú ipari környezetek súlyosabb tranziens hatásoknak vannak kitéve, mint a II. kategóriájú készülékek áramkörei. A nem megfelelő Uimp értékkel rendelkező berendezések kumulatív szigetelésromlást és váratlan meghibásodásokat szenvednek el.
Helyes megközelítés: Először határozza meg a telepítési kategóriát, majd válasszon megfelelő Uimp értékkel rendelkező berendezést. A legtöbb ipari alkalmazáshoz (III. kategória) specifikáljon Uimp ≥ 8 kV értéket. A szervizbejárati berendezésekhez (IV. kategória) használjon Uimp ≥ 12 kV értéket.
Hiba 4: A szennyezési fokozat kúszóáramra gyakorolt hatásának figyelmen kívül hagyása
Hiba: Berendezések kiválasztása kizárólag a feszültségértékek alapján, a környezeti szennyeződés figyelembevétele nélkül.
Miért rossz: Magasabb szennyezési fokozatok nagyobb kúszóutakat igényelnek a vezető részek között. A 2. szennyezési fokozatra (tiszta vezérlőszekrény) megfelelő berendezés nem rendelkezhet elegendő kúszóúttal a 3. fokozathoz (ipari környezet porral/nedvességgel). Ez nyomkövetési és átívelési hibákat okoz.
Helyes megközelítés: Őszintén értékelje a környezetet (a legtöbb ipari terület 3. fokozatú, nem 2. fokozatú), majd válasszon olyan berendezést, amely megfelelő Ui-vel és ellenőrzött kúszóutakkal rendelkezik az Ön szennyezési fokozatának megfelelően. Ha kétségei vannak, adja meg a következő magasabb Ui értéket a megfelelő távolság biztosítása érdekében.
Hiba 5: Feltételezni, hogy az áramerősség-értékek feszültségfüggetlenek
Hiba: Egy Ie 95A-es névleges áramú kontaktor kiválasztása Ue 400V-on, és ugyanazon 95A-es képesség elvárása Ue 690V-on.
Miért rossz: A magasabb feszültségek jobban igénybe veszik az érintkezőív megszakítását. A kontaktorok és kapcsolók jellemzően csökkentett áramkapacitást mutatnak magasabb feszültségeken. Az adatlapok több Ue/Ie kombinációt sorolnak fel – az Ie érték csökken, ahogy az Ue nő.
Helyes megközelítés: Mindig olvassa el az áramerősség-értékeket az Ön konkrét üzemi feszültségén. Ha 690 V-os üzemre tervez, használja az Ue 690 V-on megadott Ie értéket, ne az Ue 400 V-on megadott (magasabb) értéket.
Hiba 6: Lakossági és ipari berendezések keverése
Hiba: Lakossági MCCB-k (Uimp 6 kV névleges értékkel) specifikálása ipari vezérlőpanelekben a költségmegtakarítás érdekében.
Miért rossz: A lakossági berendezéseket a II. kategóriájú alkalmazásokhoz tesztelik és tanúsítják, alacsonyabb tranziens kitettséggel. Az ipari környezetek (III/IV. kategória) meghaladják a lakossági berendezések tervezési tartományát. A lakossági és ipari alkatrészek keverése koordinációs hiányosságokat és megfelelőségi problémákat okoz.
Helyes megközelítés: A berendezés minőségét igazítsa a telepítés típusához. Használjon ipari minősítésű alkatrészeket (minimum Uimp 8 kV) gyárakhoz, üzemekhez és rögzített épülettelepítésekhez. Tartsa fenn a lakossági minőségű berendezéseket (Uimp 4-6 kV) tényleges lakossági alkalmazásokhoz.
Hiba 7: Elfelejteni ellenőrizni a csereberendezések névleges értékeit
Hiba: A meghibásodott berendezések “egyenértékű” eszközökkel való cseréje, amelyek megfelelnek az áramerősség-értékeknek, de alacsonyabb feszültségértékekkel rendelkeznek.
Miért rossz: Az eredeti berendezést teljes feszültségértékekkel (Ue, Ui, Uimp) adták meg egy okból. A nem megfelelő Ui vagy Uimp értékkel rendelkező csereeszközök fizikailag illeszkedhetnek és kezdetben működhetnek, de elektromos igénybevétel hatására idő előtt meghibásodhatnak.
Helyes megközelítés: Dokumentálja az eredeti berendezés specifikációit, beleértve az összes feszültségértéket. Ellenőrizze, hogy a cserealkatrészek megfelelnek-e vagy meghaladják-e mindhárom értéket (Ue, Ui, Uimp), nem csak az áramkapacitást és a fizikai méretet.
Következtetés
Az Ue, Ui és Uimp nem három módja ugyanannak a dolognak. Három különböző mérés, amelyek különböző elektromos igénybevételekkel foglalkoznak: üzemi képesség (Ue), szigetelési szilárdság (Ui) és tranziens túlfeszültség-állóság (Uimp). A berendezés kiválasztása megköveteli mindháromnak a rendszerfeszültséghez, a telepítési kategóriához és a környezeti feltételekhez viszonyított értékelését.
A nyitó kérdés – melyik MCCB illeszkedik egy 400 V-os rendszerhez, ha az egyik “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV”-ot, a másik pedig “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”-ot mutat – most már egyértelmű választ kapott. Az első MCCB megfelel az Ön üzemi feszültségének (Ue 400V) megfelelő szigetelési tartalékkal (Ui 690V) és ipari minőségű túlfeszültség-állósággal (Uimp 8 kV), amely alkalmas a III. kategóriájú telepítésekhez. A második túl van specifikálva az üzemi feszültséghez (az Ue 690V meghaladja az Ön 400V-os igényét), és alul van specifikálva a túlfeszültség-védelemhez (az Uimp 6 kV marginális az ipari III. kategóriához). Az első eszköz a helyes választás.
A megfelelő specifikáció szisztematikus értékelést jelent: azonosítsa a rendszerfeszültséget a minimális Ue meghatározásához, osztályozza a telepítési kategóriát a szükséges Uimp meghatározásához, értékelje a szennyezési fokozatot az Ui és a kúszóút megfelelőségének ellenőrzéséhez, és ellenőrizze az áramerősség-értékeket az Ön üzemi feszültségén. Ha a névleges értékek marginálisak, adja meg a következő magasabb standard értéket – a feszültségértékek túlzott tervezése sokkal kevesebbe kerül, mint a korai meghibásodások és a sürgősségi cserék.
A legfontosabb, hogy dokumentálja a választásait. A berendezések adatlapjai, amelyek Ue, Ui és Uimp értékeket mutatnak, tesztelt, tanúsított teljesítményt képviselnek. Ez a három szám megmutatja, hogy egy eszköz képes-e kezelni az alkalmazás teljes elektromos igénybevételi profilját – nem csak a mai állandósult állapotú működést, hanem az évekig tartó feszültségváltozásokat, a környezeti szennyeződéseket és a tranziens túlfeszültségeket. Olvassa el őket helyesen, adja meg őket gondosan, és elektromos rendszerei a szabványok által ígért megbízható teljesítményt nyújtják.
