Dla zakładów energetycznych, zaopatrujących odbiorców w energię elektryczną, zapewnienie ciągłości zasilania jest najwyższym priorytetem. Od kilkunastu lat w instalacjach energetycznych stosowane są rozłączniki listwowe. Dzięki bezpiecznej i łatwej obsłudze oraz niezawodności i bezawaryjności cieszą się dużym zainteresowaniem zarówno w zakładach energetycznych, jak i u producentów rozdzielni. Aparaty tego typu posiada w swojej ofercie firma Efen.

W związku z tendencją do zamiany prostych układów rozdziału energii na ich bardziej zaawansowane i „inteligentne” odpowiedniki nowe generacje rozłączników powinny odpowiadać temu trendowi. Konstrukcja powinna być przygotowana do dodatkowego wyposażenia pomiarowego i kontrolnego, a jego zainstalowanie nie powinno wymagać dodatkowej przestrzeni.

Rys. 1. Zarządzanie energią, kontrola, komunikacja przy wykorzystaniu rozłączników listwowych w rozdzielnicy

Na przestrzeni lat rola rozłączników bardzo się zmieniła. Obecnie aparaty te nie służą jedynie do rozłączania i załączania prądów roboczych. Oczekuje się, aby oprócz swojej podstawowej funkcji zbierały także dodatkowe informacje z sieci np. o przepaleniu wkładki bezpiecznikowej, stanie rozłączony – załączony, parametrach sieci.
Urządzenia pomiarowe i kontrolne dostępne na rynku oferują duży wybór opcji: od podstawowego pomiaru prądów, parametrów mocy i energii, analizy harmonicznych, aż po zdalną komunikację i przekaźniki alarmowe. Parametry elektryczne są wizualizowane na wyświetlaczu LCD, mogą być również przekazywane do komputera PC lub sterownika PLC i tam archiwizowane. Zazwyczaj urządzenia pomiarowe typu EM są montowane w rozdzielnicy oddzielnie od rozłączników.
Nowa generacja rozłączników pozwala na zespolenie tych dwóch typów aparatów za pomocą nakładanych na rozłączniki adapterów, przez co sama rozdzielnica staje się bardziej kompaktowa.

Rys. 2. Zespolenie rozłącznika NSL-E3 i urządzenia pomiarowego typu EM

Dzięki dodatkowym urządzeniom konwertującym sygnały błędu i rozsyłającym je w formie komunikatów poprzez SMS lub do komputera PC obsługa odpowiedzialna za utrzymanie sieci może otrzymywać informacje konieczne do precyzyjnego zlokalizowania i naprawy skutków zwarć lub przeciążeń. Sprawia to, iż taka sieć jest równocześnie wydajna i niezawodna.

Budowa
Jedną z najważniejszą cech rozłączników bezpiecznikowych listwowych jest materiał, z którego zostały wykonane. Elementy izolujące powinny być zaprojektowane z tworzywa sztucznego o wysokiej wytrzymałości temperaturowej, wolnego od halogenków i samogasnącego. Natomiast elementy przewodzące należy wykonywać z powierzchniowo uszlachetnionej elektrolitycznie miedzi. Przy zachowaniu tych parametrów aparaty gwarantują wysoką wytrzymałość mechaniczną.

Rys. 3. Schemat uproszczony stacji trafo

Wkładki bezpiecznikowe
Aparat przystosowany do współpracy z wkładkami niskiego napięcia NH o charakterystyce gTr często stanowi w projekcie pierwszy element za transformatorem. Wymogi stawiane bezpiecznikom średniego napięcia HH określa przepis IEC 60282-1. Najczęściej wkładki stosowane w Polsce do zabezpieczeń transformatorów są wkładkami niepełnozakresowymi (inaczej zwane dobezpieczeniowymi – ich anglojęzyczny odpowiednik według IEC to „back-up fuses”). Zabezpieczają transformator jedynie przed skutkami zwarć. Zastosowanie wkładek o charakterystyce gTr po wtórnej stronie transformatora pozwala na zachowanie selektywności pomiędzy niepełnozakresowymi bezpiecznikami HH i bezpiecznikami głównymi NH gTr.
Charakterystyka wkładki bezpiecznikowej NH w kategorii użytkowej gTr według normy VDE 0636/2011 została dostosowana do charakterystyki obciążeń transformatorów i bezpiecznika HH. Oznaczenia transformatorowych wkładek bezpiecznikowych dokonuje się zgodnie z mocą znamionową transformatora w kVA. Rozłączniki stosowane są jako aparaty zasilające w rozdzielnicach i muszą spełniać wysokie wymagania w zakresie odporności termicznej wynikającej z ograniczeń powstałych na skutek ich kompaktowej budowy.

Listwy zasilające
Kolejnym niestandardowym aparatem listwowym są listwy zasilające 1000 A / 1250 A. Stosowane są do zasilania szyn zbiorczych w przypadku, gdy nie jest wymagana ochrona przez wkładki bezpiecznikowe, lecz żąda się jedynie możliwości stworzenia widocznej przerwy. Urządzenia te wyposażone są w zabudowane na stałe zwieracze nożowe 1000 A / 1250 A o niskiej stratności. W nowoczesnych aparatach poprzez użycie rygla wielofunkcyjnego można wprowadzić listwę zasilającą w pozycję „parkowania”, tzn. zapewnić widoczną przerwę izolacyjną w przypadku rozłączenia przy minimum wymaganego miejsca. Listwa bezpiecznikowa powinna być przystosowana do blokowania kłódką zarówno w pozycji rozłączonej, jak i załączonej.

Rys. 4. Równoległe prowadzenie wkładek bezpiecznikowych w rozłączniku NSL-E3

Montaż

Rozłączniki listwowe od 160 A do 630 A stosowane w rozdzielnicach niskiego napięcia do zabezpieczenia obwodów odpływowych są przystosowane do montażu na szynach o rozstawie 185 mm i wszystkie posiadają szerokość 100 mm (tylko grupa 00 posiada szerokość 50 mm), co umożliwia jednolite rozplanowanie odpływów w rozdzielniach.
Nowe generacje rozłączników pozwalają na równoległe prowadzenie wkładek, co praktycznie podwaja prędkość łączenia, dzięki czemu można uzyskać wysoką zdolność łączeniową. Jednoczesne rozłączanie w dwóch punktach na każdej z faz powoduje powstanie dwóch mniejszych łuków elektrycznych. Również napięcie tych łuków jest dwukrotnie mniejsze. Zalety dwóch kontaktów roboczych na fazę to m.in.:
• mały łuk elektryczny,
• działanie tylko połowy wartości napięcia na kontakt przy powstawaniu łuku elektrycznego,
• podwojona prędkość łączeniowa,
• pewniejsze rozłączanie przy prądach pojemnościowych i indukcyjnych,
• znacznie mniejsze i równomierne zużywanie się styków i noży.
Nowe rozłączniki bezpiecznikowe listwowe mogą być rozbudowywane w dowolnym momencie np. o przekładniki prądowe, dostosowując się do zmieniających się warunków i zwiększających się wymagań użytkowników.

mgr inż. Rafał Dąbrowski
Autor jest pracownikiem
firmy Efen