Tipuri de dispozitive de protecție a circuitelor electrice

Ce sunt dispozitivele de protecție a circuitelor electrice?

Dispozitivele de protecție a circuitelor electrice sunt componente concepute pentru a limita daunele, a reduce riscul de incendiu și a îmbunătăți siguranța personalului atunci când apar condiții electrice anormale. În sistemele de joasă tensiune, aceste condiții anormale se încadrează, în general, în câteva categorii: supracurent (supraîncărcare și scurtcircuit), scurgere la pământ, defecte de arc electric, supratensiune tranzitorie (vârfuri de tensiune), tensiune anormală susținută (supratensiune sau subtensiune) și întreruperea alimentării.

Un aspect care generează adesea confuzie este faptul că niciun dispozitiv nu acoperă toate mecanismele de defectare. Multe dispozitive sunt proiectate pe baza unui singur principiu fizic de detectare (încălzire termică, forță magnetică, detectarea curentului diferențial, analiza formei de undă sau limitarea tensiunii). Acest principiu de detectare definește ce poate și ce nu poate detecta dispozitivul.

O altă realitate practică: protecția este o proprietate a sistemului. Poți alege dispozitive de înaltă calitate și totuși să obții rezultate slabe dacă coordonarea, cablarea, legarea la pământ și detaliile de instalare sunt greșite. Obiectivul este de a construi un sistem stratificat în care fiecare dispozitiv să gestioneze tipul de defect pentru care a fost proiectat, iar dispozitivele din amonte să rămână selective ori de câte ori este posibil.

Tipuri de dispozitive de protecție a circuitelor electrice

Tipul dispozitivului	Principalul risc abordat	Amplasare tipică într-un sistem	O limitare importantă de reținut
Siguranță	Supraîncărcare și scurtcircuit (supracurent)	Circuite de ramificație, șiruri de curent continuu, alimentări ale echipamentelor	Operație care se efectuează o singură dată; trebuie înlocuit
MCB	Supraîncărcare și scurtcircuit (supracurent)	Circuite de ramificație	Curba de declanșare fixă; capacitate limitată de suportare a defectelor de mare intensitate în comparație cu MCCB
MCCB	Supraîncărcare și scurtcircuit (supracurent), coordonare uneori reglabilă	Alimentatoare, rețele electrice, sarcini mai mari	Necesită setări corecte și un studiu de coordonare
RCCB/RCD	Șoc electric și scurgere la pământ	În aval de dispozitivul de protecție la supracurent	Nu asigură, în sine, protecție împotriva suprasarcinilor sau scurtcircuitelor
RCBO	Șoc/scurgere și supracurent	Circuite de ramificație individuale	Dispozitiv mai complex; luați în considerare cauzele declanșărilor false
AFDD/AFCI	Riscul de incendiu cauzat de defecte de arc electric	Circuite finale (adesea rezidențiale)	Este necesară o aplicare corectă pentru a evita declanșările intempestive
SPD	Picături de tensiune tranzitorii (fulgere, comutații)	Intrarea și distribuția energiei electrice, în apropierea sarcinilor sensibile	Nu este destinat supratensiunilor prelungite
Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii	Supratensiune/subtensiune prelungită	În fața încărcăturilor sau panourilor sensibile	Prea lent pentru vârfurile de curent impulsive
ATS	Întreruperea continuității aprovizionării	Între surse și sarcini critice	Nu este un dispozitiv de protecție împotriva defecțiunilor în sine

Siguranță

A fusEste un dispozitiv de protecție sacrificial împotriva supracurentului. Atunci când curentul depășește un prag stabilit pentru o perioadă suficient de lungă, elementul de siguranță se încălzește și se topește, întrerupând circuitul. Deoarece mecanismul de întrerupere este de natură fizică, o siguranță prezintă o caracteristică timp-curent: suprasarcinile mici necesită mai mult timp pentru a declanșa întreruperea, în timp ce defecțiunile majore o declanșează foarte rapid.

Domeniile în care siguranțele excelează în continuare sunt simplitatea, capacitatea ridicată de întrerupere (în multe familii de siguranțe industriale) și comportamentul puternic de limitare a curentului, care poate reduce energia transmisă în aval în timpul scurtcircuitelor. Verificările tipice de selecție includ tensiunea nominală, curentul nominal continuu și capacitatea nominală de întrerupere (curentul de defect disponibil la acel punct de instalare). Comportamentul de acțiune rapidă față de cel cu întârziere este important atunci când sarcinile prezintă curent de pornire, cum ar fi motoarele sau transformatoarele.

Întrerupător automat miniatural (MCB)

Un MCB este un dispozitiv de protecție împotriva supracurentului, resetabil, utilizat în mod obișnuit în circuitele de ramificație. Majoritatea întrerupătoarelor magneto-termice (MCB) funcționează pe baza declanșării magneto-termice: un element termic reacționează la suprasarcină (în câteva secunde până la câteva minute), iar un element magnetic reacționează la curenți de defect mari (declanșare instantanee în cazul scurtcircuitelor).

În general, întrerupătoarele magneto-termice (MCB) sunt alese în funcție de curentul nominal, de curba/tipul de declanșare (cât de repede se declanșează la curentul de pornire), de capacitatea de întrerupere, de numărul de poli și de tensiunea sistemului. O eroare tehnică frecventă este aceea de a se concentra doar asupra curentului nominal și de a ignora capacitatea de întrerupere și coordonarea. O altă eroare constă în alegerea unei curbe prea sensibile la curentul de pornire al motorului, ceea ce duce la declanșări false.

Întrerupător de circuit cu carcasă turnată (MCCB)

Un MCCB acoperă aceleași riscuri fundamentale ca și un MCB (supraîncărcare și scurtcircuit), dar, de obicei, la niveluri de curent mai ridicate și cu capacități de protecție mai mari în caz de defect. Multe MCCB-uri oferă setări de declanșare reglabile (și, în funcție de unitatea de declanșare, întârzieri de timp reglabile) pentru a îmbunătăți selectivitatea în raport cu dispozitivele din aval.

Întrerupătoarele MCCB sunt utilizate frecvent în protecția liniilor de alimentare, în rețelele principale de distribuție și în cazul sarcinilor mai mari, unde coordonarea este esențială. Activitatea de proiectare nu se rezumă doar la alegerea dimensiunii carcasei, ci implică selectarea setărilor de declanșare care să protejeze conductoarele, să se coordoneze cu dispozitivele din aval și să corespundă curentului de scurtcircuit disponibil. Setările incorecte pot provoca declanșări false sau pot permite trecerea unei energii dăunătoare.

Întrerupător diferențial (RCCB/RCD)

Un RCCB (denumit adesea RCD) detectează curentul rezidual comparând curentul care circulă pe conductorul (conductorii) neîmpământat(i) cu cel care se întoarce pe conductorul neutru. Dacă valorile nu coincid, înseamnă că există o scurgere de curent în altă parte, adesea către pământ. Dispozitivul se declanșează atunci când scurgerea depășește pragul său de sensibilitate.

Dispozitivele RCCB îmbunătățesc protecția împotriva șocurilor electrice și pot reduce riscul de incendiu asociat curenților de scurgere. Limita critică este că un dispozitiv RCCB nu asigură protecție împotriva suprasarcinilor sau a scurtcircuitelor, astfel încât acesta trebuie coordonat cu un dispozitiv separat de protecție împotriva supracurenților (adesea un MCB sau un MCCB). Alegerea implică, de obicei, sensibilitatea (de exemplu, 30 mA este o valoare utilizată frecvent pentru protecția personalului în multe contexte), numărul de poli și tipul de dispozitiv compatibil cu forma de undă preconizată.

Întrerupător diferențial cu protecție la supracurent (RCBO)

Un RCBO combină protecția împotriva curentului rezidual și protecția împotriva supracurentului într-un singur dispozitiv. Din punct de vedere funcțional, acesta înlocuiește un MCB și un RCCB pentru un singur circuit. Pentru proiectanți, avantajul constă într-o protecție mai strictă la nivel de circuit: este mai puțin probabil ca o defecțiune de scurgere de curent pe un circuit să declanșeze un RCCB comun situat în amonte, care deservește mai multe circuite.

Alegerea unui RCBO implică ambele aspecte ale problemei: valoarea nominală a supracurentului și curba de supracurent a sarcinii, precum și sensibilitatea la curentul rezidual și tipul dispozitivului pentru aplicația respectivă. Multe reclamații privind declanșările false au la origine erori de cablare (neutre comune), acumularea de pierderi de izolație, dispozitive incompatibile cu anumite sarcini sau separarea necorespunzătoare a circuitelor.

Dispozitiv de detectare a defectelor de arc electric (AFDD/AFCI)

Dispozitivele de protecție împotriva arcurilor electrice vizează un mecanism specific de apariție a incendiilor: formarea arcului electric cauzată de izolația deteriorată, terminațiile slăbite sau conexiunile degradate. Un arc electric periculos poate genera suficientă căldură pentru a aprinde materialele din jur, fără a consuma însă suficient curent pentru a declanșa rapid un dispozitiv convențional de protecție împotriva supracurentului.

AFDD (termenul utilizat adesea în contextul IEC) și AFCI (frecvent utilizat în contextul american) analizează de obicei formele de undă ale curentului pentru a recunoaște semnăturile arcului electric și a întrerupe circuitul. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit în circuitele terminale, unde cablajul trece prin structuri combustibile sau unde există posibilitatea apariției unor defecte ascunse. Limitarea constă în faptul că aceste dispozitive depind de aplicarea corectă și de calitatea cablajului; dacă instalația prezintă interferențe electrice sau cablajul este de proastă calitate, pot apărea declanșări false.

Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii (SPD)

Un SPD este conceput pentru a limita supratensiunile tranzitorii prin limitarea tensiunii și devierea curentului de supratensiune către sistemul de împământare. Aceste evenimente au o durată scurtă: impulsuri provocate de fulgere și tranzitorii de comutație. Dispozitivele SPD sunt clasificate în funcție de locul de instalare prevăzut și de forma de undă de testare (de exemplu, tipul 1 la intrarea în rețea pentru evenimente cu energie mai mare, tipul 2 la distribuție, tipul 3 în apropierea sarcinilor sensibile).

Printre parametrii cheie se numără tensiunea maximă de funcționare continuă (MCOV), curentul nominal de descărcare (In), curentul maxim de descărcare (Imax) și nivelul de protecție (adesea reprezentat prin Up sau, în anumite contexte, prin VPR). Un SPD nu este conceput pentru a face față supratensiunilor prelungite; o tensiune anormală prelungită poate deteriora sau distruge un SPD.

Protector de tensiune

A protector de tensiune este utilizat pentru a atenua tensiunile anormale prelungite, cum ar fi supratensiunile sau subtensiunile care persistă suficient de mult timp încât să provoace suprasolicitarea termică a echipamentelor. Modul de implementare variază: unele dispozitive deconectează sarcina folosind un releu sau un contact, iar altele asigură o ieșire reglată în anumite familii de produse.

Principala diferență față de un SPD constă în intervalul de timp. Un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii este conceput pentru evenimente cu durata de la câteva secunde la câteva minute, nu pentru microsecunde. Alegerea se bazează, de obicei, pe valorile de referință (praguri de supratensiune/subtensiune), timpul de întârziere, timpul de recuperare, curentul nominal al sarcinii și pe faptul dacă dispozitivul gestionează defecțiuni monofazate sau trifazate, cum ar fi scenariile de pierdere a neutrului.

Comutator automat de transfer (ATS)

Un ATS este utilizat pentru a asigura continuitatea alimentării prin transferul sarcinii de la o sursă normală la o sursă alternativă (adesea un generator sau o alimentare secundară de la rețea) atunci când sursa normală se defectează. În mediile industriale și comerciale, acesta contribuie la îndeplinirea obiectivelor de disponibilitate.

Un ATS nu este, în sine, un dispozitiv de eliminare a defecțiunilor în caz de suprasarcină, scurtcircuit sau scurgere de curent. Acesta trebuie utilizat împreună cu sisteme de protecție în amonte și în aval. Aspectele tehnice includ modul de transfer (tranziție deschisă vs. tranziție închisă), rezistența la scurtcircuit și valorile nominale de închidere, puterea de comandă, logica de detectare și modul în care se coordonează cu protecția generatorului și protecția rețelei de distribuție.

Comparație între diferite dispozitive de protecție a circuitelor

Siguranță vs întrerupător de circuit

Atât siguranțele, cât și întrerupătoarele automate asigură protecție împotriva supracurentului, dar se comportă diferit în cazul unor defecțiuni și în timpul revenirii la normal.

Criterii	Siguranță	Întrerupător automat (MCB/MCCB)
Resetare după apariția unei defecțiuni	Înlocuiți elementul de siguranță	Resetare (după remedierea defecțiunii)
Limitarea curentului	Adesea foarte puternic	Depinde de modelul întrerupătorului și de nivelul de defect
Abordarea bazată pe selectivitate	Se realizează adesea prin coordonarea între familiile de siguranțe	Realizat prin curba de călătorie și coordonarea timp-curent
Ajustare	Nu este reglabil	MCCB este adesea reglabil; MCB este, de obicei, cu setare fixă
Cea mai bună potrivire generală	Puncte de comutație simple, cu procentaj ridicat de întrerupere; lanțuri de curent continuu; protecția echipamentelor	Distribuția ramificațiilor și a alimentatoarelor; sisteme care necesită resetări și configurări

Notă de proiectare: alegerea este rareori de natură filosofică. Ea ține de curentul de defect disponibil, de cerințele de selectivitate, de modelul de întreținere (înlocuire vs. resetare) și de profilul sarcinii.

RCCB vs RCBO

Atât RCCB-urile, cât și RCBO-urile asigură protecție împotriva curentului rezidual. Diferența constă în faptul că unele modele au integrată protecția împotriva supracurentului.

Criterii	RCCB/RCD	RCBO
Protecție împotriva curentului rezidual	Da	Da
Protecție împotriva suprasarcinilor și scurtcircuitelor	Nu (necesită un OCPD în amonte)	Da (integrat)
Impactul unei singure defecțiuni de scurgere	Poate declanșa o serie de circuite dacă este partajat	De obicei, izolează doar circuitul afectat
Spațiu pentru panouri	De multe ori, dimensiunile sunt mai mici pentru fiecare dispozitiv, dar sunt necesare întrerupătoare magneto-termice separate	Mai mare pe circuit, dar un singur dispozitiv
Motiv tipic de selecție	Protejați mai multe circuite în mod economic	Îmbunătățirea capacității de diferențiere și reducerea impactului negativ

O regulă practică: dacă proiectarea sistemului este sensibilă la întreruperile nejustificate, protecția pe circuite cu întrerupătoare diferențiale cu disjunctor (RCBO) simplifică adesea depistarea defecțiunilor și îmbunătățește disponibilitatea.

SPD vs. dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii

Dispozitivele SPD și protecțiile de tensiune sunt adesea confundate, deoarece ambele se referă la tensiuni anormale. Acestea asigură protecție pentru intervale de timp și mecanisme de defectare diferite. Inginerii descriu uneori această alegere în mod informal ca fiind „dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii” versus „protecție de tensiune”, însă alegerea corectă se bazează pe durata evenimentului.

Criterii	SPD	Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii
Eveniment țintă	Supraîncărcare tranzitorie (impuls)	Supratensiune/subtensiune prelungită
Cerințe privind răspunsul	Strângere foarte rapidă	Deconectare cu întârziere intenționată
Parametru cheie de selecție	MCOV, In/Imax, nivel de protecție (Up/VPR), tip	Valori de referință, întârziere, curent de sarcină, monitorizarea fazelor
Defecțiune tipică în cazul utilizării incorecte	Supraîncălzirea în timpul unei supratensiuni prelungite	Nu oprește daunele provocate de impulsurile rapide
Relația bazată pe cele mai bune practici	Se utilizează în cadrul zonării pentru supratensiuni	A se utiliza în cazul anomaliilor privind calitatea alimentării

Care dispozitiv de protecție previne ce tip de defect electric?

Utilizați mai întâi tipul de defecțiune, apoi alegeți dispozitivele concepute pentru acel principiu de detectare.

Tipul defectului	Cum arată din punct de vedere electric	Dispozitive care, de obicei, rezolvă această problemă	Dispozitive care, de obicei, nu țin cont de acest aspect
Supraîncărcare	Curent peste valori normale, cu o durată de la câteva secunde la câteva ore	Siguranțe, întrerupătoare automate de curent (MCB), întrerupătoare automate de curent cu comutator (MCCB), întrerupătoare automate de curent cu protecție împotriva curentului rezidual (RCBO)	RCCB, SPD, dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii, ATS
Scurtcircuit	Curent foarte mare, creștere rapidă	Siguranțe, întrerupătoare automate de curent (MCB), întrerupătoare automate de curent cu comutator (MCCB), întrerupătoare automate de curent cu protecție împotriva curentului rezidual (RCBO)	RCCB (cu excepția celor combinate), SPD, dispozitiv de protecție la tensiune, ATS
Scurgere de pământ	Dezechilibrul curent între faza și neutru	RCCB/RCD, RCBO	Siguranțe, întrerupătoare automate de curent (MCB), întrerupătoare automate de curent cu comutator (MCCB), dispozitive de protecție împotriva supratensiunii (SPD), comutatoare automate de transfer (ATS)
Defecțiune de arc electric	Formă de undă anormală a arcului electric; este posibil să fie vorba de un curent redus	AFDD/AFCI	Siguranțe, MCB, MCCB, RCCB (adesea insuficiente pe cont propriu), SPD
Supraîncărcare tranzitorie	Un vârf de supratensiune foarte scurt	SPD	Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii, RCCB, MCB/MCCB
Supratensiune/subtensiune prelungită	Tensiune în afara intervalului normal timp de câteva secunde+	Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii	SPD, RCCB, siguranță, MCB/MCCB
Întreruperea aprovizionării	Tensiune absentă sau defecțiune la sursă	ATS (funcția de continuitate)	Siguranțe, MCB/MCCB, RCCB, SPD

Cum să alegi dispozitivul potrivit de protecție a circuitului

Alegeți în funcție de tipul defecțiunii electrice

Începeți cu un model clar al defecțiunii:

1. Supraîncărcare și scurtcircuit: alegeți un dispozitiv de protecție împotriva supracurentului (siguranță, MCB, MCCB sau un RCBO). Luați în considerare capacitatea de curent a conductorului, curentul de pornire preconizat și curentul de defect disponibil.

2. Șocuri electrice și scurgeri de curent: instalați un dispozitiv de protecție împotriva curentului rezidual (RCCB/RCD sau RCBO) atunci când protecția personalului, prevenirea incendiilor sau cerințele normativelor impun acest lucru.

3. Riscul de incendiu cauzat de arc electric: luați în considerare utilizarea dispozitivelor AFDD/AFCI în cazul în care riscul de formare a arcului electric este ridicat (cabluri deteriorate, instalații electrice învechite, trasee ascunse în structuri combustibile) și în cazul în care autoritățile competente sau specificațiile tehnice impun acest lucru.

4. Picături de tensiune tranzitorii: instalați dispozitive de protecție împotriva supratensiunii (SPD) în zonele corespunzătoare (intrarea rețelei, rețeaua de distribuție, punctul de utilizare) și verificați calitatea legării la pământ.

5. Tensiune anormală prelungită: se va instala un sistem de protecție împotriva supratensiunii atunci când problemele legate de calitatea alimentării cu energie electrică sau defecțiunile la neutru reprezintă riscuri reale pentru echipamente.

6. Continuitate: se adaugă ATS atunci când impactul asupra activității cauzat de întreruperea aprovizionării justifică apelarea la surse alternative.

O regulă fundamentală în inginerie este evitarea erorilor de categorie: nu solicitați unui RCCB să protejeze conductoarele împotriva suprasarcinilor; nu vă așteptați ca un SPD să rezolve problemele legate de subtensiune; nu vă așteptați ca un ATS să elimine un scurtcircuit.

Alegeți în funcție de aplicația dumneavoastră

Contextul de aplicare influențează atât probabilitatea apariției unei defecțiuni, cât și consecințele acceptabile.

Sectorul rezidențial: circuitele de ramificație sunt numeroase, sarcinile sunt diverse, iar principalele riscuri includ adesea electrocutarea, formarea arcului electric în cabluri și deteriorarea aparatelor electronice de larg consum. Alegerea dispozitivelor pune accentul pe discriminarea la nivel de circuit, siguranța vieții și zonarea supratensiunilor.

Clădiri comerciale: cerințele privind timpul de funcționare sunt mai ridicate, sarcinile includ sistemele HVAC și sistemele de control, iar coordonarea între etapele de distribuție este esențială. Proiectanții apelează adesea la întrerupătoare magneto-termice (MCCB) la nivelul conductoarelor de alimentare, urmate de o combinație de protecții la ramificații și protecții împotriva curentului rezidual, în funcție de tipul circuitului și de cerințele locale.

Instalații industriale: curenții de defect pot fi mari, sarcinile de tip motor sunt frecvente, iar o declanșare nejustificată poate opri producția. Acest lucru determină orientarea proiectării către sisteme de protecție reglabile (MCCB/relee, acolo unde este cazul), o selectivitate atentă, protecție robustă împotriva supratensiunilor pentru sistemele de control și scheme ușor de întreținut.

Sistemele cu pondere mare de curent continuu (DC) (instalații fotovoltaice, sisteme de stocare a energiei cu baterii, stații de încărcare pentru vehicule electrice): comportamentul în caz de defect la curent continuu, dispozitivele de comutație și cerințele privind monitorizarea izolației pot influența alegerea familiilor de dispozitive de protecție și a metodelor de coordonare.

Luați în considerare valorile nominale și standardele electrice

Datorită certificărilor și standardelor, proiectele bune devin proiecte sigure.

Protecția împotriva supracurentului: verificați curentul nominal, capacitatea de întrerupere (valoarea nominală de întrerupere) și caracteristica timp-curent în ceea ce privește protecția conductorilor și curentul de pornire. În cazul dispozitivelor reglabile, consemnați setările și asigurați-vă că acestea sunt blocate/controlate.

Protecția împotriva curentului rezidual: verificați sensibilitatea (valoarea nominală în mA), tipul dispozitivului compatibil cu forma de undă preconizată și coordonarea cu dispozitivele de protecție împotriva supracurentului situate în amonte.

Protecția împotriva supratensiunilor: verificați tensiunea sistemului și MCOV, condițiile prevăzute de supratensiune, tipul și amplasarea dispozitivelor SPD, precum și nivelul de protecție în raport cu rezistența echipamentelor. Detaliile de instalare, precum lungimea cablurilor și traseele de legare la pământ, pot influența în mod decisiv performanța în condiții reale.

Protecția împotriva variațiilor de tensiune: verificați valorile de referință și întârzierile în raport cu toleranțele echipamentelor și așteptările privind capacitatea de rezistență la variații de tensiune.

Familiile de standarde variază în funcție de piață și de specificații. Abordarea practică constă în alegerea dispozitivelor certificate sau omologate conform standardului aplicabil în jurisdicția respectivă și, ulterior, în validarea parametrilor nominali în raport cu condițiile reale ale sistemului.

Soluții recomandate de protecție a circuitelor pentru diverse aplicații

Sisteme electrice rezidențiale

O abordare obișnuită în sectorul rezidențial este:

• Protecția împotriva supracurentului la ramificații: întrerupătoare magneto-termice (MCB) sau întrerupătoare echivalente, dimensionate în funcție de conductori și sarcini.

• Protecție împotriva șocurilor electrice și a scurgerilor de curent: protecție prin RCCB/RCD acolo unde este necesar sau prin RCBO pentru circuitele critice, în vederea reducerii razei de acțiune a unui singur defect.

• Protecție împotriva defectelor de arc electric: AFCI/AFDD acolo unde este necesar sau unde riscul de incendiu este ridicat.

• Protecție împotriva supratensiunilor: un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunilor (SPD) de tip 2 la tabloul principal, precum și protecție la punctul de utilizare pentru echipamentele electronice sensibile, acolo unde este necesar.

• Protecție opțională împotriva tensiunii: utilă în cazul în care alimentarea cu energie electrică este instabilă sau există un risc cunoscut de defecte la neutrul.

Clădiri comerciale

Sistemele comerciale beneficiază adesea de coordonare selectivă:

• Protecția circuitelor de alimentare: întrerupătoare magneto-termice (MCCB) la tablourile de distribuție, cu setări corespunzătoare.

• Protecția ramificațiilor: întrerupătoare magneto-termice (MCB) sau întrerupătoare magneto-termice cu disjunctor (RCBO) pe circuitele finale.

• Protecția împotriva curentului rezidual: se aplică în mod selectiv circuitelor în care personalul este expus la un risc mai mare sau în cazul în care specificațiile impun acest lucru.

• Protecție împotriva supratensiunilor: coordonarea dispozitivelor de protecție împotriva supratensiunilor (SPD) de tip 1/tip 2, în funcție de expunerea punctului de intrare a rețelei, plus protecție locală pentru sistemele de automatizare, sistemul de gestionare a clădirii (BMS) și sarcinile IT.

• Protecție împotriva supratensiunii: se utilizează în cazul echipamentelor sensibile (sisteme de comandă, ascensoare, sisteme de control pentru instalații frigorifice).

Instalații industriale

De obicei, proiectele industriale optimizează timpul de funcționare și ușurința întreținerii:

• Protecția rețelei principale și a ramificațiilor: întrerupătoare magneto-termice (MCCB) cu setări de declanșare documentate și un studiu de coordonare, acolo unde este necesar.

• Protecția motorului și a sistemului de acționare: protecție adecvată la nivel de ramificație pentru circuitele de alimentare ale motorului, ținând cont de curentul de pornire și de metoda de pornire.

• Protecția împotriva curentului rezidual: utilizată cu precauție pentru a evita declanșările inutile, fiind adesea aplicată în circuitele în care expunerea personalului este ridicată.

• Protecție împotriva supratensiunilor: dispozitive de protecție împotriva supratensiunilor (SPD) robuste pentru rețeaua de distribuție a energiei electrice și o atenție specială acordată circuitelor de control/comunicații, acolo unde este cazul.

• Protecția și monitorizarea tensiunii: se utilizează în situațiile în care stabilitatea procesului depinde de calitatea alimentării cu energie electrică.

Sisteme fotovoltaice solare

Sistemele fotovoltaice includ circuite de curent continuu și interfețe pentru invertoare:

• Protecția șirurilor de curent continuu: siguranțe sau întrerupătoare de curent continuu dimensionate în funcție de curentul șirului și de contribuția la defect.

• Izolare și deconectare: izolatoare/separatoare de curent continuu, acolo unde este necesar, pentru întreținere și siguranță.

• Protecție împotriva supratensiunilor: dispozitive SPD pe partea de curent continuu (combinator/intrarea invertorului) și pe partea de curent alternativ (ieșirea invertorului și rețeaua de distribuție), în funcție de gradul de expunere.

• Considerații privind curentul rezidual: caracteristicile de scurgere ale invertorului și alegerea dispozitivelor RCD/RCBO trebuie să corespundă formei de undă preconizate și topologiei sistemului.

Stații de încărcare pentru vehicule electrice

EVSE introduce componente electronice de mare putere și variații frecvente ale sarcinii:

• Protecția împotriva supracurentului: dispozitive pentru ramificații și linii de alimentare dimensionate pentru funcționare continuă, ținând seama de diversitate și de mediul termic.

• Protecția împotriva curentului rezidual: necesară, de obicei, pentru a reduce riscul de electrocutare; alegerea dispozitivului trebuie să țină cont de caracteristicile de scurgere ale încărcătorului.

• Protecție împotriva supratensiunilor: dispozitive SPD pentru protecția sistemelor electronice de putere și a subsistemelor de comunicații/control.

• Protecție împotriva variațiilor de tensiune: utilă în situațiile în care creșterile și scăderile de tensiune din rețea sunt frecvente și pot provoca defecțiuni ale încărcătorului sau perioade de nefuncționare.

Prezintă o sinteză a structurilor tipice pe tipuri de aplicații.

Aplicație	Stivă de referință tipică	Note
Rezidențial	MCB/RCBO + RCD acolo unde este necesar + AFCI/AFDD acolo unde este necesar + SPD	Puneți accentul pe discriminarea la nivel de circuit pentru a reduce impactul semnalelor parazite
Comercial	MCCB (linii de alimentare) + MCB/RCBO (ramificații) + SPD + RCD selectiv	Coordonarea și ușurința întreținerii sunt esențiale
Industrial	MCCB cu setări + protecție personalizată a ramificațiilor + SPD + monitorizare	Evitați deplasările inutile prin adaptarea curbelor și a strategiei de scurgere
Energie solară fotovoltaică	Siguranțe/întrerupătoare de curent continuu + secționere + dispozitive de protecție împotriva supratensiunii (SPD) pentru curent continuu/alternativ + strategie adecvată privind întrerupătoarele diferențiale (RCD)	Acordați atenție valorilor nominale de curent continuu și topologiei de împământare
EVSE	Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii (OCPD) pentru alimentator/ramificație + protecție adecvată împotriva curentului rezidual + SPD	Încărcarea continuă și electronica de putere determină alegerea

Întrebări frecvente despre dispozitivele de protecție a circuitelor

Care este cel mai des întâlnit dispozitiv de protecție a circuitelor?

În majoritatea instalațiilor de joasă tensiune, cel mai des întâlnit dispozitiv de protecție a circuitelor este întrerupătorul de ramificație, care asigură protecția împotriva supracurentului. În tablourile electrice rezidențiale din SUA, acesta este de obicei un întrerupător termomagnetic, în timp ce tablourile comerciale și industriale includ adesea întrerupătoare cu carcasă turnată pentru curenți mai mari. Siguranțele rămân în continuare utilizate pe scară largă în anumite echipamente și în circuitele de curent continuu.

Un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii este un dispozitiv de protecție a circuitului?

Un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunilor este un dispozitiv de protecție, dar nu este un dispozitiv de protecție împotriva supracurentului. Acesta limitează supratensiunile tranzitorii prin limitarea tensiunii și devierea curentului de supratensiune către sistemul de împământare în timpul fulgerelor sau al operațiunilor de comutare. Nu oferă protecție împotriva suprasarcinilor sau a scurtcircuitelor și nu este conceput pentru a deconecta un circuit în cazul defecțiunilor la frecvență normală.

Am nevoie atât de un SPD, cât și de un RCCB?

Da, de multe ori, deoarece acestea vizează pericole diferite. Un RCCB se declanșează la detectarea curentului rezidual pentru a reduce riscul de electrocutare și a atenua riscurile de incendiu legate de scurgerile de curent. Un SPD limitează supratensiunile tranzitorii rapide și deviază energia impulsului către pământ pentru a proteja echipamentele. Un RCCB nu poate opri o supratensiune, iar un SPD nu poate detecta scurgerile de curent.

Poate un singur dispozitiv să ofere protecție împotriva tuturor defecțiunilor electrice?

Niciun dispozitiv de joasă tensiune nu acoperă toate mecanismele de defect, deoarece principiile de detectare diferă. Dispozitivele de protecție împotriva supracurentului reacționează la curenți mari, dispozitivele de protecție împotriva curentului rezidual reacționează la dezechilibre, iar dispozitivele de protecție împotriva defectelor de arc electric detectează semnăturile formei de undă. Dispozitivele SPD limitează tranziențele scurte, în timp ce dispozitivele de protecție împotriva tensiunii reacționează la tensiuni anormale prelungite.

Care este cel mai potrivit dispozitiv de protecție a circuitului pentru uz casnic?

În cazul locuințelor obișnuite, începeți cu întrerupătoare de circuit de ramificație dimensionate astfel încât să protejeze instalația electrică împotriva suprasarcinilor și scurtcircuitelor. Adăugați protecție împotriva curentului rezidual acolo unde este necesar sau unde riscul de electrocutare este mai ridicat și luați în considerare utilizarea unor întrerupătoare RCBO la nivel de circuit pentru a reduce impactul unui singur defect. Acolo unde este obligatoriu, protecția AFCI sau AFDD îmbunătățește siguranța împotriva incendiilor prin detectarea defectelor de arc electric.