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


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Liga specjalistów - konkurs

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

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?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Zmiany w programie Mój Prąd

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Morskiej poinformował, że został skorygowany wzór wniosku o dofinansowanie w ramach programu Mój Prąd. Wprowadzona zmiana umożliwia...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

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