Przekaźniki priorytetowe PR

Sprawca USTERKI ujęty
  

Przekaźnik priorytetowy, „gwiazda” telewizyjnego programu USTERKA sprawił fachowcom nie lada kłopot. Próba rozwiązania problemu „zwariowanej” instalacji elektrycznej bardzo poirytowała wezwanych do awarii elektryków. Niektórzy poczuli się zrezygnowani, inni ośmieszeni. Bo śmiechu było dużo. Ale czy my poradzilibyśmy sobie z tą sytuacją? Jak działa przekaźnik priorytetowy? Gdzie go stosować? Nie dajmy się zaskoczyć ukrytej kamerze.
Oto podpowiedź.

   Przekaźniki priorytetowe (PR) stosujemy w obwodach prądowych, w których podłączone są minimum dwa odbiorniki dużej mocy mogące pracować niezależnie, a jednoczesną pracą spowodowałaby zadziałanie zabezpieczeń nadprądowych. Praktycznym przykładem zastosowania przekaźnika może być zabezpieczenie starych i wysłużonych instalacji elektrycznych przed nadmiernym przeciążeniem, które spowodować może przegrzanie przewodów i jednocześnie doprowadzić do zagrożenia pożarowego lub porażeniowego. Firmom produkcyjnym, czy usługowym pozwalają na ograniczenie kosztów związanych z limitem mocy przydzielonej. Uniemożliwia przekroczenie ustanowionych limitów w przypadku niekontrolowanego załączenia wielu maszyn i urządzeń jednocześnie, co kończy się karnymi opłatami. 

   Z dawna znane są elektromechaniczne przekaźniki priorytetowe o określonej obciążalności i działające na fabrycznie ustawiony próg prądowy. Obecnie na rynku znajdują się bardziej zaawansowane konstrukcje. Nowoczesna elektronika pozwala na stworzenie urządzeń z możliwością regulacji ich parametrów, dużą szybkością działania oraz z wieloma sposobami podłączeń w instalacji, co doskonale odpowiada potrzebom domowych, jak i przemysłowych zastosowań.
    PR-612 (do montażu na szynie) i PR-602 (do montażu natablicowego) służą do sterowania urządzeniami jednofazowymi włączonymi w jeden obwód o maksymalnym obciążeniu 16A. Potencjometrem nastawiana jest wartość poboru prądu (od 2A do 15A) w obwodzie priorytetowym, powyżej której przekaźnik odłącza obwód niepriorytetowy. Spadek poboru prądu w obwodzie priorytetowym poniżej nastawionej wartości progowej spowoduje automatyczne załączenie obwodu niepriorytowego. W przypadku, kiedy załączony jest już odb. priorytetowy przekaźnik uniemożliwi załączenie odb. niepriorytetowego. Najprostszy przykład obrazujący działanie PR, to układ czajnika elektrycznego i boilera elektrycznego włączonych w jednen obwód. Boiler jako odbiornik niepriorytetowy jest ciągle zasilany grzejąc wodę. Pobiera 8A. Czajnik jest podłączony do obwodu priorytetowego. Załączamy go sporadycznie i na krótki czas. Pobiera 6A. Jednoczesna praca spowodowałaby zadziałanie 10A zabezpieczenia nadprądowego. Na przekaźniku nastawiamy wartość prądu zadziałania, czyli wartość, powyżej której zostanie wyłączony odbiornik niepriorytetowy,   a załączony priorytetowy. Nastawiony prąd musi być mniejszy niż pobierany przez czajnik. W naszym przypadku wystarczy nastawa 4A. To gwarantuje szybkie odłączenie boilera po załączeniu czajnika. Po zagotowaniu się wody czajnik wyłączy się automatycznie, a prąd obwodu priorytetowego zmaleje do 0, co pozwoli ponownie załączyć boiler. Inny przykładowy układ dwóch odbiorników to elektryczna mata grzewcza (12A) w łazience jako odbiornik niepriorytetowy i elektryczny, przepływowy podgrzewacz wody (15A) jako odbiornik priorytetowy. Każde załączenie podgrzewacza spowoduje automatyczne wyłączenie maty grzewczej. Po wyłączeniu podgrzewacza mata jest automatycznie załączana. W przypadku nie zastosowania PR do sterowania urządzeniami jednoczesna ich praca (27A) spowodowałaby zadziałanie zabezpieczeń nadprądowych.
   Te przykłady dotyczyły odbiorników nieprzekraczających 16A obciążenia. Takie ograniczenie prądowe wymusza konstrukcja PR-602 i PR-612, które obciążamy bezpośrednio prądami sterowanych odbiorników. Dla obwodów o obciążalności większej niż 16A stosujemy prze-kaźniki PR-603, PR-613 oraz PR-615 z kanałem przelotowym Ø4 pod przewód prądowy odbiornika. Zakres nastawy prądu zadziałania wynosi od 2A do 15A, a dla PR-615 od 4A do 30A. Przewód poprowadzony jest bezstykowo przez wnętrze przekaźnika. Najlepszy jest przewód jednożyłowy DY. Kanał z przewodem działa jak przekaładnik prądowy. Pomiar odbywa się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Dlatego prąd odbiornika priorytetowego może być większy niż 16A, ograniczony jest jedynie przekrojem przewodu prądowego. W przypadku potrzeby zastosowania przewodu dla większych obciążeń -   o średnicy zewnętrznej większej niż kanał przekaźnika - możemy przewlec odizolowaną żyłę (goły drut). Jest to bezpieczne, ponieważ wewnętrzną izolację kanału stanowi specjalna koszulka z jedwabiu szklanego impregnowanego kauczukiem o bardzo wysokich parametrach elektroizolacyjnych (min. oporność izolacji: 10 Ω; min. napięcie przebicia: 4,3KV; maks. temperatura pracy: 180°C, klasa H). Uwaga! Należy pamiętać, aby po instalacji przekaźnika z gołą żyłą odpowiednio zaizolować odcinki drutu wychodzące z kanału przelotowego do punktów podłączenia. Tabela poniżej podaje orientacyjne dane dotyczące średnicy żyły gołej i w izolacji dla różnych przekrojów przewodów DY.


 

    Dla prądów odbiornika priorytetowego wyższych niż możliwe maksymalne obciążenie przekaźnika (PR-602, PR-612) lub przewodu przewlekanego      (PR-603, PR-613) praktycznym rozwiązaniem jest zbocznikowanie PR poprzez rezystancję. Jest to bardzo prosty sposób: wystarczy rozgałęzienie przewodu priorytetowego. Zgodnie z prawem Kirchoffa prądy w rozgałęzieniach są mniejsze niż w przewodzie głównym i zależą od rezystancji przewodów. Z prostego wzoru możemy obliczyć prąd gałęzi PR: IPR=IO/(1+SB/SPR),  gdzie Io  prąd odbiornika priorytetowego; SB  przekrój przewodu zbocznikowanego; SPR  przekrój przewodu przekaźnika przy założeniu, że przewody są z tego samego materiału i mają tą samą długość. Błąd pomiaru prądu przy tej kombinacji wynosi do 10%. Należy pamiętać, że również zmienia się wartość nastawy progu zadziałania. Jeżeli prąd PR zmniejszymy trzykrotnie, to wartość nastawy na skali również zmniejszy się trzykrotnie. Należy to wziąć pod uwagę przy regulacji progu zadziałania, aby przekaźnik reagował na rzeczywistą wartość prądu odbiornika priorytetowego. 

    Jeżeli chcemy kontrolować odbiorniki o zdecydowanie większej mocy i obciążeniach przekraczających bezpośrednie podłączenie (np. 100A, 200A i więcej) należy zastosować PR-614 przystosowany do współ-pracy z przekładnikiem prą-dowym, którego wejście jest włączone w obwód priorytetowy, a wyjście do zacisków pomiarowych PR. Maksymalny zakres mierzonego prądu będzie zależny od przekładni przekładnika, np. od 20A do 150A przy przekładni 10:1. Z dużymi prądami odbiorników niepriorytetowych nie ma dużego problemu. W takich przypadkach tworzymy układ sterowania stycznika załączanego poprzez styk przekaźnika.
 Można zauważyć, że wszystkie typy PR mają zakres nastawy prądu od 2A. A co zrobić, jeżeli chcemy wykryć mniejsze prądy, np. 1A? Należy zastosować PR-603 lub PR-613. Przewód prądowy kilkukrotnie przewlec przez kanał przelotowy. Każdy zwój to zwiększenie wartości mierzonej o wartość prądu odbiornika priorytetowego. I tak, jeżeli wymagany jest próg przełączenia ok. 1A to przewlekamy przez kanał przewód trzykrotnie (3 zwoje). Dla prądu 1A wartość mierzona wyniesie ok. 3A. Przy nastawie 2A nastąpi natychmiastowe przełączenie.
      Wszystkie PR stosować możemy dla sieci trójfazowej i odbiorników trójfazowych. W przypadku odbiornika o obciążeniu symetrycznym wystarczy podłączyć tylko jeden przekaźnik PR do dowolnej fazy. Dla odbiornika o obciążeniu niesymetrycznym należy stosować po jednym przekaźniku na każdą z faz z odpowiednio ustawionym progiem zadziałania zależnym od obciążenia
danej fazy.

   Wszystkie wymienione przekaźniki charakteryzują się krótkim czasem zadziałania. Daje to pewność, że po przekroczeniu wartości nastawy prądu na odb. priorytetowym natychmiast zostanie odłączony odb. niepriorytetowy i nie zadziałają zabezpieczenia nadprądowe. Dlatego też do obwodów z PR zalecane jest stosowanie zabezpieczeń nadprądowych z dłuższym czasem zadziałania tak, aby nie wyprzedzały reakcji przekaźnika. 

 


Więcej artykułów! Więcej informacji!
PORADNIK PRAKTYKA ELEKTRYKA
Pobierz wersję PDF.
                                                                                               przejdź►


PPE nr 1

PPE nr 2

PPE nr 3