Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Ochrona przed skutkami zwarć doziemnych w napędach z elektronicznymi przemiennikami częstotliwości

Przebiegi napięć i prądów w niskonapięciowym przemysłowym przemienniku częstotliwości
Przebiegi napięć i prądów w niskonapięciowym przemysłowym przemienniku częstotliwości

Zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej w przemysłowych instalacjach napędowych z napięciowymi przemiennikami częstotliwości ciągle budzą dyskusje zarówno wśród pracowników dozoru, jak i eksploatatorów. Przemiennik częstotliwości jest podstawowym urządzeniem elektroniki przemysłowej w napędach silników indukcyjnych ze sterowaną czy regulowaną prędkością wału. Wiedza o zjawiskach wpływających na pracę aparatów elektrycznych stosowanych w celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji napędów z elektronicznymi przemiennikami częstotliwości jest coraz powszechniejsza, niemniej często niedostateczna. Dlatego w artykule skupimy się na zagadnieniach właściwej budowy instalacji zasilania napędu z przemiennikiem częstotliwości i ochrony przeciwporażeniowej w niskonapięciowych sieciach TN-S.

napięciowy przemiennik częstotliwości i sieć TN-S

Napięciowe przemienniki częstotliwości są obecnie powszechnie stosowane w napędach z regulowaną prędkością obrotową trójfazowych silników indukcyjnych. Głównie są to silniki klatkowe. Obszar zastosowań przemienników napięciowych gwałtownie się powiększa. Obserwujemy szybko rosnącą sprzedaż tych urządzeń, przy jednoczesnym coraz większym zaawansowaniu technologicznym. Rozbudowywane są ich funkcje komunikacyjne, zabezpieczeń i sterowania. Postępująca miniaturyzacja elektronicznych układów sterowania, oparta głównie na procesorach sygnałowych, umożliwia praktycznie dowolne kształtowanie cech użytkowych tych przekształtników.

Zobacz także: Prądy doziemnie w napędach z przemiennikami częstotliwości zasilanymi z sieci górniczych

Często przejmują one rolę zewnętrznych sterowników PLC. Obwód mocy też podlega ciągłym modyfikacjom, głównie ze względu na rozwój technologii wytwarzania falowników z tranzystorami IGBT. W aplikacjach z niskonapięciowymi przemiennikami częstotliwości (radiatory chłodzone powietrzem) sterowane silniki osiągają już moce rzędu 1,4 MW. Długość ekranowanego/zbrojonego kabla silnikowego, bez stosowania dodatkowych zewnętrznych filtrów, osiąga 150 m [1]. Przemienniki stosowane są powszechnie zarówno w sieciach zasilania typu TN-S, jak i sieciach IT.

W sieciach IT ochrona przeciwporażeniowa napędów z przemiennikami częstotliwości jest realizowana inaczej niż w sieciach TN-S. Nie można bezkrytycznie stosować tam zasad budowy instalacji zasilania właściwych dla sieci TN-S [2].

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

bezpieczna instalacja elektryczna

Zagadnienia bezpieczeństwa użytkowania napędu z elektronicznym przemiennikiem częstotliwości i ochrony przeciwporażeniowej można podzielić na trzy grupy: dotyczące producenta przemiennika częstotliwości, projektanta-wykonawcy instalacji napędowej z przemiennikiem częstotliwości i użytkownika tej instalacji. Bezpieczeństwo instalacji z napędowymi przemiennikami częstotliwości zależy głównie od prawidłowego projektu i jakości wykonania instalacji, dlatego te zagadnienia będą dalej omawiane.

Zobacz także: Przemienniki częstotliwości jako źródła zaburzeń napięcia w nieuziemionych sieciach zasilania IT

Warunki techniczne, jakie należy spełnić budując elektroniczny przemiennik częstotliwości i jego instalację zasilania, w zakresie ochrony przed porażeniem określone są normą obowiązkowego stosowania PN-IEC 60364 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Jest to bardzo obszerny dokument i dotyczy wielu zagadnień skoordynowanego postępowania w celu zapewnienia bezpiecznego użytkowania urządzeń elektrycznych. Zagadnienia ochrony przed porażeniem w instalacjach napędowych omawia część PN-IEC 60364.4.41, pt. „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwporażeniowa”. W listopadzie 2009 norma ta została zastąpiona przez normę PN-HD 60364-4-41:1009 "Instalacje elektryczne nn. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym."

Zobacz także: Ochrona przed skutkami zwarć doziemnych w napędach z elektronicznymi przemiennikami częstotliwości

Inne części normy PN-IEC 60364 omawiają ochronę w celu zapewnienia bezpieczeństwa przed skutkami oddziaływania cieplnego, przed prądem przetężeniowym, obniżeniem napięcia i przepięciami. W 2003 roku opublikowano normę PN-EN 50178 Urządzenia elektroniczne do stosowania w instalacjach dużej mocy, która określa zagadnienia bezpieczeństwa realizowane przez producentów przemienników częstotliwości w czasie ich wytwarzania. Na normę PN-EN 50178 powołują się producenci tych urządzeń przy wystawianiu deklaracji zgodności (znak CE). Połączenie przewodu ochronnego PE z przemiennikiem częstotliwości i silnikiem z zaznaczeniem potencjalnych punktów doziemienia w zewnętrznej instalacji (A, B) pokazano na rysunku 1.

Cechy charakterystyczne istotnie wyróżniające napięciowe przemienniki częstotliwości wśród innych typowych odbiorników energii, takich jak silniki indukcyjne zasilane bezpośrednio z sieci, i wpływające na zapewnienie bezpieczeństwa to:

  • duży ładunek elektryczny zmagazynowany w baterii kondensatorów obwodu pośredniego, proporcjonalny do mocy nominalnej przemiennika, który rozdziela obwód wejściowy od wyjściowego,
  • podatność na uszkodzenia elementów elektronicznych i energoelektronicznych przemiennika przy pracy w niewłaściwych warunkach zasilania i chłodzenia,
  • duże odległości między przemiennikiem częstotliwości i sterowanym silnikiem, osiągające kilkusetmetrowe długości.
  • duże częstotliwości prądów doziemnych występujących naturalnie w przewodzie ochronnym PE powodowane impulsowym charakterem napięcia fazowego zasilania silnika.

Przemysłowe elektroniczne przemienniki częstotliwości to głównie przemienniki pośrednie typu napięciowego, tj. gromadzące energię napięcia stałego w baterii kondensatorów elektrolitycznych stopnia pośredniego. Uszkodzenie kondensatorów elektrolitycznych, ich przebicie lub rozerwanie prowadzące do niekontrolowanego, gwałtownego rozładowania zwykle nie ma wpływu na prądy doziemne w zewnętrznej instalacji ochronnej. Obudowa przemienników częstotliwości jest zwykle metalowa lub częściowo plastykowa z napyloną wewnętrzną warstwą przewodzącą (miedź) dla zmniejszenia emisji elektromagnetycznej do otoczenia. Obudowa elektronicznych przemienników częstotliwości jest budowana w I klasie ochronności, dlatego zawsze musi być uziemiona. Przewód ochronny kabla silnikowego, a także jego ekran/zbrojenie (jeśli jest stosowane) powinno być dwustronnie uziemione (opaski uziemiające), tj. przy przemienniku częstotliwości i silniku. Brak uziemienia ekranu/zbrojenia kabla silnikowego może spowodować zagrożenie porażeniowe wskutek przepływu wysokoczęstotliwościowych prądów upływu doziemnego.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

Licznik energii jaki wybrać systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły

Inteligentne liczniki od innogy

innogy instaluje w Warszawie innowacyjne liczniki energii elektrycznej, które podnoszą skuteczność zdalnych pomiarów zużycia energii. Rozwiązania zastosowane w licznikach pozwalają na...

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl