Cum afectează selectarea siguranței siguranța generală a sistemului?
O legătură de siguranță BS 88 aleasă prin potrivirea numărului său de amperi cu curentul de sarcină nu este o decizie de siguranță. Este o presupunere îmbrăcată ca o specificație. Dispozitivul care ajunge în suport poate transporta curentul potrivit, poate trece o verificare de continuitate și totuși nu reușește să îndeplinească singura funcție care justifică existența acestuia: întreruperea unei defecțiuni înainte ca cablul sau echipamentul din spatele acestuia să fie deteriorat. Diferența dintre „instalat” și „protectiv” este locul în care trăiesc majoritatea defecțiunilor de siguranță legate de siguranțe și este mai mare decât sugerează catalogul.
Primul loc în care se deschide decalajul este categoria de utilizare. BS 88-2 și IEC 60269-2 armonizat separă legăturile de gamă completă în gG pentru protecția conductorilor și echipamentelor de uz general și gM pentru circuitele motoarelor. Pe o fișă de date, acești doi pot arăta interschimbabili - același corp, curent nominal similar, aceeași capacitate de rupere de 80 kA la 415 V AC. Nu sunt. O legătură gM este construită pentru a trece prin supratensiunea cu rotorul blocat a unui motor direct în linie, iar curba sa timp-curent este deplasată pentru a tolera această supratensiune fără deschidere. Puneți o legătură gM pe un alimentator care nu vede pornirea motorului - o intrare a acționării cu viteză variabilă, o rețea de distribuție, un circuit de iluminat - și siguranța a fost selectată pentru o sarcină care nu există. Cablul din spatele acestuia este acum protejat de un dispozitiv a cărui caracteristică de suprasarcină nu a fost niciodată trasă pentru acel cablu.
Am văzut această greșeală justificată prin raționamentul că legătura gM „are o marjă mai mare”. Nu. Are o marjă diferită, plasată acolo unde o cere pornirea motorului și îndepărtată din regiunea în care ar trebui eliminată o suprasarcină susținută pe un alimentator fără motor. O legătură 63 A gG și o legătură 63 A gM nu sunt două grade ale aceleiași protecție. Sunt răspunsuri la două întrebări diferite, iar aplicarea răspunsului motor la o întrebare non-motorie lasă conductorul neprotejat în banda de suprasarcină.
Tensiunea și capacitatea de întrerupere poartă propria lor versiune a erorii acestei categorii. Documentația gamei Kempston enumeră legăturile gG testate la 415 V AC și 250 V DC, cu 80 kA la 415 V AC și 40 kA la 250 V DC. Aceste cifre nu sunt transferabile. O valoare nominală de 250 V DC pe o legătură nu o face candidată pentru un șir de 550 V DC sau o matrice de 1000 V DC. Comportamentul de stingere a arcului care produce capacitatea de rupere este legat de geometria elementului, de umplutura și de tensiunea la care a fost testată legătura. O siguranță care eliberează 40 kA la 250 V DC poate să se arcuiască pentru o perioadă lungă de timp sau să nu se stingă deloc la o tensiune DC mai mare, unde nu există un curent natural zero care să o ajute. Coloana DC de pe fișa de date este dovada unui test, nu o licență de extrapolare.
Temperatura incintei este variabila cel mai constant omise din aritmetica de selecție. Legăturile BS 88 se referă la o temperatură a aerului ambiant care nu depășește 40 °C, cu o medie pe 24 de ore de 35 °C. Standardul este direct cu privire la ceea ce se întâmplă în continuare: atunci când legăturile sunt montate în carcase, temperatura din interiorul carcasei este cea care determină dacă este necesară reducerea deratingului. Tabelele de derating publicate pentru legăturile de tip „T” arată amploarea corecției. O legătură cu 63 A la 40 °C este listată la 48 A într-o carcasă de 55 °C, 30 A la 60 °C și mai mică la 65 °C și mai sus. O placă de distribuție sau o carcasă combinatoare care rulează la 55–60 °C în interior nu este un caz extrem; este o incintă încărcată într-o zi călduroasă. A 63 O legătură selectată pe plăcuța de identificare și instalată în acea cutie este efectiv o legătură de 48–30 A. Dacă sarcina este aproape de valoarea nominală inițială, siguranța se află deja pe umărul curbei sale înainte să apară orice defecțiune, iar degradarea care urmează - oxidarea elementului, creșterea rezistenței de contact, o siguranță care se deschide fără nicio eroare pentru a explica - este un rezultat termic, nu unul electric.
Coordonarea adaugă un al doilea strat pe care evaluările actuale nu îl pot capta singure. Verificarea adiabatică conform Regulamentului BS 7671 434.5.2 compară rezistența termică a cablului, k²S², cu energia de trecere a dispozitivului de protecție, I²t. Pentru un cablu Cu/PVC de 35 mm² cu k = 115, k²S² este de aproximativ 16,2 × 10⁶ A²s. Siguranța trebuie să treacă mai puțină energie decât acea cifră la curentul de defect posibil. O legătură care satisface verificarea cu curent continuu poate eșua în continuare verificarea adiabatică dacă I²t total la nivelul defecțiunii instalației depășește rezistența cablului. Este posibil și inversul: o siguranță cu o curbă foarte rapidă și un I²t scăzut protejează cablul în mod generos, dar poate discrimina slab față de dispozitivele din amonte și un studiu de coordonare care presupune că o curbă este invalidă dacă legătura instalată este o clasă diferită sau o tensiune nominală diferită, deoarece trecerea I²t este dependentă de tensiune și valoarea publicată la 415 V sau la o tensiune DC nu descrie dispozitivul la 415 V la 555 V.
Cazul șirului fotovoltaic arată ce se întâmplă atunci când polaritatea și selecția siguranței sunt tratate ca decizii independente. O instalație de 500 kW din Japonia a fost alimentată în timpul punerii în funcțiune, cu polaritatea DC inversată la una dintre cele nouă cutii de combinare care alimentează un singur invertor. Când comutatorul final a fost închis, siguranța de curent invers din acel combinator s-a deschis. Curentul care curgea a fost estimat în sute de amperi, condus nu de șirul defect, ci de cele opt combinatoare sănătoase care alimentează calea inversă. Siguranța și-a făcut treaba, care este ideea: siguranța a fost componenta care a detectat o eroare de cablare pe care secvența de punere în funcțiune nu a prins-o. Dar acest rezultat depinde de faptul că siguranța este prezentă în polaritatea corectă și nominalizată pentru curentul invers pe care îl poate furniza matricea paralelă. O legătură selectată numai pentru curentul de șir direct sau omisă în ipoteza că o polaritate este suficientă, înlătură mecanismul de detectare împreună cu protecția.
Vergile contrafăcute și marcate greșit atacă același lanț de siguranță din partea fizică. Indicatorii publicati sunt specifici și verificabili fără laborator: legăturile BS 88 contrafăcute sunt adesea mai ușoare decât unitățile autentice, adesea sub 2,2 g și uneori chiar și până la 1,7 g, deoarece umplutura de nisip siliciu este absentă sau înlocuită; ceramica este mai albă decât corpul autentic; iar capacele de capăt pot fi slăbite. Nisipul nu este ambalaj inert. Este mediul de stingere a arcului care face posibilă capacitatea de rupere publicată și I². O legătură fără ea poate transporta curent nominal pe termen nelimitat și totuși eșuează exploziv în caz de defecțiune, deoarece elementul nu are unde să transfere energia arcului. Calculul de selecție care a folosit curba autentică descrie acum un dispozitiv care nu se află în suport.
Ceea ce au în comun toate aceste moduri de defecțiune este că valoarea nominală a plăcii de identificare a siguranței este necesară, dar nu suficientă. Întrebarea de selecție nu este „ce curent consumă sarcina?” dar „în condițiile de tensiune, temperatură, nivel de defecțiune și instalație fizică care există de fapt, această legătură se comportă în continuare ca elementul calibrat descris de curba sa?” Categoria gG/gM trebuie să se potrivească cu sarcina. Tensiunea nominală trebuie să se potrivească cu tensiunea maximă a circuitului, DC sau AC, fără extrapolare de la o tensiune de testare mai mică. Capacitatea de rupere trebuie verificată la acea tensiune în raport cu curentul de defect posibil. Temperatura incintei trebuie aplicată ca o intrare de derating, nu trebuie tratată ca o notă de subsol. I²t la nivelul defecțiunii instalației trebuie verificat în raport cu rezistența adiabatică a cablului. Iar sursa fizică a legăturii trebuie să fie verificabilă, deoarece un element contrafăcut are o curbă care există doar pe eticheta sa. O siguranță care trece de verificarea curentă și eșuează oricare dintre celelalte nu este o siguranță care este „aproape corectă”. Este o componentă a cărei funcție de protecție a fost mai degrabă asumată decât stabilită, iar ipoteza va fi testată în momentul în care contează cel mai mult.
