Tavler og vern Ifea, 11.-12. oktober 2011
Tavler og vern Ifea, 11.-12. oktober 2011
Tavler og vern Ifea, 11.-12. oktober 2011
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Tavler</strong> <strong>og</strong> <strong>vern</strong><br />
<strong>Ifea</strong>, <strong>11.</strong>-<strong>12.</strong> <strong>oktober</strong> <strong>2011</strong>
Krav til<br />
tavler
• Gjeldende normer<br />
Pr<strong>og</strong>ram<br />
• Virkeområdet for disse normene<br />
• Generelt om EN60439-1 <strong>og</strong> -3<br />
•Hva må avtales mellom selger <strong>og</strong> kjøper
Gjeldende normsamlinger<br />
NEK-EN 60439 serien<br />
Skal på sikt utgå <strong>og</strong> er en komplett serie<br />
NEK 439, 2010 er basert på NEK-EN 61439 serien<br />
Skal overta, men er foreløpig ikke komplett<br />
Jeg anbefaler å forholde dere til 2006 utgaven inntil 2010 er komplett
Hva om tavlen skal styre en maskin?<br />
• EN 60439 regulerer bygging av skap <strong>og</strong> tavler for alle<br />
typer fordeling, styring <strong>og</strong> kontroll<br />
• I tillegg kommer NEK -EN 60204 – som setter krav til<br />
tavler når de inngår som en del av maskinen.<br />
• Utløser strengere krav til utforming <strong>og</strong> sikkerhet<br />
• Overlapper <strong>og</strong> henviser til både NEK 400 <strong>og</strong> EN60439
Distribusjon<br />
Styring<br />
Måling<br />
Melding<br />
Regulering<br />
Beskyttelse<br />
Hva er egentlig en tavle ?<br />
En tavle er en kombinasjon av en eller<br />
flere koblingsenheter for :<br />
Inklusive alle interne elektriske <strong>og</strong> mekaniske<br />
forbindelser <strong>og</strong> konstruksjonsdeler
Formålet med normen er :<br />
Formål <strong>og</strong> gyldighetsområde<br />
Klarlegge driftsforhold<br />
Sette krav til prøver av et tavlesystem<br />
Belyse punkter som er til avtale mellom selger <strong>og</strong> kjøper av tavlen<br />
Gyldighetsområdet er for tavler<br />
0 -1000V AC <strong>og</strong> 1500V DC<br />
I vanlig installasjon på land<br />
Ombord i skip <strong>og</strong> t<strong>og</strong><br />
For heiseanlegg
Hvilken type personell kan betjene tavlen?<br />
Normen skiller mellom to typer personell :<br />
Sakkyndig personell kan betjene alle tavler –både tavler etter EN 60439-1 <strong>og</strong> -3<br />
Usakyndig personell kan kun betjene tavler som er etter del 3 ( NEK-EN<br />
60439-1-3) av normen<br />
Dette innebærer følgende begrensninger:<br />
• Største "innmatende" <strong>vern</strong> 250 Amp.<br />
• Største utgående kurs 125 Amp.<br />
• Beskyttelse mot direkte berøring ved minst IP 2XC<br />
•Skal være såkalt TTA, dvs. typetestet tavle.( ikke "delvis typetestet")<br />
•Kun <strong>vern</strong> testet etter EN 60898 ( hentet fra NEK 400)
Ytre påkjenninger<br />
Vibrasjoner <strong>og</strong> støt<br />
Fuktighet/sprut<br />
Støv, gasser o.l.<br />
Skadedyr<br />
Store variasjoner I temperatur <strong>og</strong><br />
fuktighet<br />
Kraftige magnetfelt<br />
Transportbelastning
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Personell som skal betjene tavlen<br />
<strong>Tavler</strong> for usakkyndig personell skal tilfredstille NEK EN 60439-3<br />
Setter strengere krav for belastningsgrad <strong>og</strong> beskyttelse<br />
Belastning<br />
Normalt forbruk<br />
Overharmoniske strømmer<br />
Kortslutningsstrømmer<br />
Overspenninger<br />
Størrelse på N-leder<br />
Plassering av skinner i tavlen
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Driftsforhold<br />
Minimal <strong>og</strong> maksimal temperatur i tavlerom/kott<br />
Maksimal temperatur inne i tavlen<br />
Maksimal fuktighet<br />
Luftkvalitet - forurensning i luften<br />
Spesielt sterke magnetfelt<br />
Skadedyr<br />
Vibrasjoner <strong>og</strong> støt
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Metode for beskyttelse mot direkte berøring<br />
(Gjelder kun for sakkyndige)<br />
Isolasjon av spenningsførende deler<br />
Avskjerminger eller kapsling<br />
Bruk av hindre
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Tilgjengelighet<br />
Ved normal drift for sakkyndig personell<br />
For inspeksjon <strong>og</strong> term<strong>og</strong>rafering<br />
For vedlikehold
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Kapslingsgrad<br />
Hvilken IP-grad skal ønskes på betjeningspunkt<br />
Del 1 har noen føringer<br />
Del 3 regulerer dette til minimum IP2XC<br />
Hvilken IP-grad ved lukket dør/ skjult utstyr<br />
Kapslingsgrad når uttrekkbart utstyr er fjernet
Klarlegge driftsforhold<br />
Punkter som må avtales<br />
Form for indre oppdeling<br />
Hvilken grad av indre oppdeling skal tavlen ha ?
Hvilke temperaturbegrensninger gjelder?<br />
Ytre overflate som ikke skal berøres<br />
under normal drift ……….Maks 75 grd<br />
C!!!!!<br />
Komponenter som skal berøres under<br />
normal drift …………Maks 65 grd C.<br />
Alle ledere som skal benyttes skal tåle<br />
den temperatur de kommer til å få<br />
under drift som følge av<br />
egenoppvarming pga. strøm <strong>og</strong><br />
omgivelsetemperatur
Hvilke temperaturbegrensninger gjelder for utstyr i tavlen?<br />
Eks 60 grd C<br />
Utstyrets funksjonsområde er sterkt<br />
begrensende<br />
Utstyr reagerer forskjellig på<br />
omgivelsestemperaturen:<br />
• Effektbrytere maks. 70 grd C<br />
• Automatsikringer maks. 55 grd C<br />
• Elektronikkomponenter maks. 45 grd<br />
C<br />
Eks 20 grd C
Dimensjonering av ledere i en tavle<br />
Normen inneholder ingen klare krav <strong>og</strong> det er opp til<br />
den som bygger å velge mht følgende faktorer :<br />
- Mekanisk belastning<br />
Og strømføringsevne som bestemmes av:<br />
- Isolasjonstype<br />
- Omgivelsestemperatur<br />
- Forlegning<br />
NEK 400 har mange tabeller for strømføringsevne <strong>og</strong><br />
noen av de kan benyttes<br />
IEC 60890 har <strong>og</strong>så tabeller som kan benyttes - se<br />
neste side!<br />
!! Det viktigste er at ledere ikke blir for varme !!
Dimensjonering av ledere I en tavle - Utdrag fra IEC 60890
Jord- <strong>og</strong> kortslutningssikker forlegning<br />
Ved å benytte en av disse forlegningsmetodene kan<br />
kortslutnings<strong>vern</strong>et utelates (tab 5 i normen)<br />
Alt.1 Vanlig PN som blir montert ved hjelp av holdere<br />
avtandsstykker etc.<br />
Alt.2 90 grd C eller varmebestandig PN som monteres uten<br />
berøring med skarpe kanter<br />
Alt 3 Dobbeltisolert PN eller vanlig PN trukket Individuelt I<br />
rør<br />
Alt 4 Spesielt høyverdig isolasjon som angitt i tavlenormen<br />
Alt 5 Enlederkabel med en ytre kappe
Prøver<br />
• Det skilles mellom Typeprøver <strong>og</strong> rutineprøver<br />
• Typeprøver skal utføres på fabrikantens initiativ <strong>og</strong> omfatter prøving av :<br />
• Temperaturstigningsgrenser<br />
• Spenningsholdfasthet<br />
• Kortslutningsholdfasthet, ikke nødvendig for tavler som har Icw mindre enn 10 kA<br />
eller tavler beskyttet med utstyr som begrenser gjennomsluppet peakverdi til under<br />
17 kA.<br />
• Effektiviteten av beskyttelseskretsen<br />
• Krype- <strong>og</strong> luftavstander<br />
• Mekanisk funksjon<br />
• Kapslingsgrad<br />
• Rutineprøver utføres av tavlebygger <strong>og</strong> omfatter :<br />
• Inspeksjon av tavlen, ledningsføringer <strong>og</strong> om nødvendig elektr. funksjonsprøving.<br />
• Spenningsprøving - se 8.3.2<br />
• Kontroll av beskyttelsesforanstaltninger <strong>og</strong> at det kontinuitet i beskyttelseslederen.
Krav til dokumentasjon for tavler<br />
• Merking av tavlen<br />
• Fra EN 60439<br />
• Fabrikantens navn eller varemerke ( dvs. tavlebygger )<br />
• Typebetegnelse eller id.nummer<br />
• Fra NEK 400,810 (egentlig ikke krav for maskin)<br />
• Merkedriftsspenning<br />
• Hvert <strong>vern</strong> skal merkes med <strong>vern</strong>størrelse eller maks innstilling<br />
• Komponenter skal merkes med sin identifikasjon<br />
• <strong>Tavler</strong> som forsynes fra flere forsyninger skal tydelig merkes<br />
• <strong>Tavler</strong> som fortsatt kan være under spenning etter frakobling av<br />
hovedtilførsel(ene) skal spesiellt merkes
Krav til dokumentasjon<br />
Teknisk dokumentasjon skal minimum inneholde følgende :<br />
NEK- EN 60439-1<br />
Strømart ( ac el. dc )<br />
Merkedriftsspenning<br />
Isolasjonsmerkespenning<br />
Merkespenninger for hjelpekretser<br />
Funksjonsgrenser - Hvilke driftsoforhold gjelder. Ics/Icn komponenter etc.<br />
Merkestrøm<br />
Kortslutningsholdfasthet (for selve tavlesystemet)<br />
Kapslingsgrad<br />
Nettsystem ( systemjording )<br />
Form for indre oppdeling
Vern
Valg <strong>og</strong> Innstilling av <strong>vern</strong><br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Hva må vi vite om kursen som skal beskyttes?<br />
Viktige valgkriteria for <strong>vern</strong><br />
Krav fra NEK 400<br />
Hva kan innstilles på elektroniske <strong>vern</strong>?<br />
Hvordan dokumentere innstillingene?<br />
Selektivitet <strong>og</strong> Backup<br />
Magne Holdhus, 91390702
Valg <strong>og</strong> Innstilling av <strong>vern</strong><br />
Hovedproblem fortsatt……….<br />
Vernet blir ikke innstilt i det hele tatt av<br />
elektroentrepenør/montør<br />
Eller de blir feil innstilt<br />
Konsekvenser er:<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Ikke utkobling ved feil – manglende elsikkerhet<br />
Ikke selektivitet<br />
Driftsavbrudd
Hva må vi vite om kursen som skal beskyttes?<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Belastningsstrøm Ib<br />
Strømføringsevne – Iz – på lederen<br />
Ikmaks – der <strong>vern</strong>et er plassert<br />
Backup er unntaket – mye brukt<br />
Ikmin på enden av kursen<br />
Startstrømmer<br />
Krav til selektivitet
Hva må vi vite om kursen?<br />
Ik-min bestemmer <strong>vern</strong>type<br />
Termomagnetiske <strong>vern</strong><br />
Stillbare termisk 0,7….1xIn<br />
Ofte fast elektromagnetisk kortslutningsutløser<br />
Elektroniske <strong>vern</strong> for kabelbesk.<br />
Stillbare 0,4….1xIn for overbelastning<br />
Stillbare 1….10(12)xIn for kortslutning<br />
Med eller uten tidsforsinkelse ?<br />
Elektroniske <strong>vern</strong> for motorbesk.
Hva må vi vite om kursen?<br />
Startstrømmer bestemmer <strong>vern</strong>type<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Tid ---><br />
1E4s<br />
1E3s<br />
100s<br />
10s<br />
1s<br />
0.1s<br />
1E-2s<br />
Strøm tid kurve for kabel <strong>og</strong> <strong>vern</strong><br />
-QF7, Kurs 633 -WC9<br />
Vern<br />
Startstrøm<br />
Ik min<br />
Kabel<br />
0.1kA 1kA 10kA<br />
Strøm --->
Spesielle utfordringer<br />
Hvilke type last gir vanskelige startstrømmer?<br />
1. Små transformatorer – opptil 50 x In<br />
2. Lyskilder med elektronisk <strong>og</strong> konvensjonell start – opptil 20 x In<br />
3. Motorer – opptil 20 x In<br />
4. Kondensatorbatterier – opptil 40 x In<br />
5. Ladelikerettere – opptil 40 x In<br />
6. PCèr<br />
7. Etc.Etc.Etc<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon
ABB AS<br />
Startstrøm for 12 armaturer, 400W,230V likt<br />
fordelt mellom L1,L2,L3 <strong>og</strong> N<br />
Automasjonsprodukter
Vernenes oppgave – Overbelastning<br />
1. Sørge for at etterkoblede <strong>og</strong> forankoblede ledere ikke antar<br />
overtemperatur som følge av overstrøm<br />
2. Beskytte utstyr <strong>og</strong> apparater mot overstrøm<br />
3. Beskytte motorer mot for rask gjenninnkolbling etter overlast<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Vernets oppgave i en installasjon ved overbelastning<br />
Betingelser som må oppfylles: Ib In Iz <strong>og</strong> I2 1,45xIz<br />
Se NEK 400, 533.2 for tverrsnitt 1,5 mm2 til 4 mm2<br />
Samt nye NEK400, 823 for boliginstallasjon hvor kravet er I2 Iz (neste slide)<br />
Kabel Iz 1,45xIz<br />
Ib<br />
Overbelastning<br />
Vern -------------------------Maks In ----Maks I2
Endringer i NEK 400, 2010<br />
Nye krav til boliginstallasjon, Kap. 8, 823<br />
Betingelser som må oppfylles: Ib In<br />
Nytt krav : I2 Iz tom. 4 mm 2<br />
(Krav for andre installasjoner: I2 1,45 x Iz)<br />
Kabel Iz<br />
Ib<br />
Vern --------------------------Maks I2<br />
--------------------------Maks In<br />
Ib=Laststrøm<br />
Iz=Lederens strømføringsevne<br />
In=Vernets nominelle amperstørrelse eller innstilte verdi<br />
I2=Vernets øvre garanterte utløsestrøm<br />
Beskyttelse mot overbelastning<br />
Overbelastning<br />
Strøm større enn I2 gir utkobling
Endringer i NEK 400, 2010<br />
Nye krav til boliginstallasjon, Kap. 8, 823<br />
Følgende krav gjelder for beskyttelse av kabler/ledninger:<br />
For tverrsnitt t.o.m 4 mm 2 :<br />
For bolig i.h.t 823.433.1 I2
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
TN-S <strong>og</strong> overharmoniske i TV studio<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
N<br />
PE
Beskyttelse ved kortslutning <strong>og</strong> jordslutning<br />
1. Bryte kortslutningsstrømmen<br />
2. Beskytte etterfølgende ledere mot<br />
overtemperatur<br />
3. Koble ut jordslutninger slik at farlige<br />
berøringsspenninger ikke står for lenge<br />
4. Forhindre brann <strong>og</strong> skade på feilstedet<br />
5. Sørge for selektivitet i anlegget ved feil<br />
6. Beskytte etterfølgende komponenter <strong>og</strong> utstyr<br />
mot skade<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Beskyttelse av ledere ved kortslutning<br />
For kortslutningsbeskyttelse av ledere gjelder følgende alternative betingelser :<br />
Vernets I 2 t Kabelens K 2 xS 2 ( når <strong>vern</strong>ets brytetid blir mindre enn 0,1 sek)<br />
eller<br />
Kabelens maks tid t= K 2 xS 2 /I 2 ( når <strong>vern</strong>ets brytetid blir større enn 0,1 sek)<br />
Hvor K= faktor avhengig av ledermatriale <strong>og</strong> isolasjon<br />
S= tverrsnittet på lederen<br />
t= den maksimale tid lederen tåler kortslutningsstrømmen<br />
I= Ik Maks<br />
Data for <strong>vern</strong>ets I 2 t skal opplyses av fabrikanten av <strong>vern</strong>et<br />
Husk at <strong>og</strong>så kabler blir utsatt for dynamiske krefter ved kortslutning som<br />
følge av magnetfeltet som kabelen omgir seg med når den fører stor strøm.
Beskyttelse i feilsituasjon (besk.mot indirekte berøring)<br />
(hvis alternativet utkobling i 411 benyttes)<br />
Utkobling må skje innen tidene gitt i tab.41a i NEK 400 for<br />
kurser t.o.m. 32 A<br />
Uo er fasespenning <strong>og</strong> bestemmer utkoblingstiden i<br />
tabellene. (Uo er fase-fase spenning i IT-nett)<br />
For forbrukerkurser over 32A <strong>og</strong> hovedkurser gjelder<br />
generelt 5 sek utkoblingstid (TT-nett maks 1 sek)<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon
Hva kan innstilles på elektroniske <strong>vern</strong>?<br />
Beskyttelse mot overbelastning - L-<br />
Innstilles i forhold til Iz<br />
Beskyttelse mot kortslutning med tidsforsinkelse - S –<br />
Innstilles i forhold til Ikmin<br />
Tidsforsinkelse velges for selektivitet eller tåle startstrøm<br />
Beskyttelse mot kortslutning uten tidsforsinkelse - I –<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Innstilles i forhold til Ikmin
Generelt om <strong>vern</strong>funksjoner for elektroniske <strong>vern</strong><br />
fra ABB SACE<br />
Bokstav Funksjon Nytte Innstillingskriteria<br />
L Langtidsforsinket Overbelastningsbeskyttelse av leder Iz – lederens strømføringsevne<br />
"termisk" utløser<br />
<strong>og</strong> apparater/maskiner<br />
L stilles lavere eller maks lik Iz<br />
S Korttidsforsinket Kortslutningsbeskyttelse med Ikmin – minste kortslutningsstrøm på enden<br />
kortslutningsutløser mulighet for tidsforsinkelse av den kabelen <strong>vern</strong>et skal beskytte.<br />
Istart –lastens startstrøm<br />
I Momentant-utløsende<br />
kortslutningsutløser<br />
Kortslutningsbeskyttelse momentan Som S-delen av <strong>vern</strong>et<br />
G Jordfeilfunskjon med Utkobling ved jordslutning med Minste jordslutningsstrøm eller ønsket nivå<br />
mulighet for<br />
tidsforsinkelse<br />
tidsforsinkelse<br />
for utkobling på TN-system<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
I1<br />
t1<br />
I2<br />
I<br />
1<br />
0<br />
2t 1<br />
2<br />
t2 I3
I1 er innstilling av<br />
overbelatsningsbeskyttelse<br />
Eksempel:<br />
Vernets størrelse er 100 A<br />
Kabelen etter bryteren tåler<br />
en strøm Iz= 87 Amp<br />
I1 skal stilles på 87/100=<br />
0,87xIn<br />
Innstilling 0,16 ned , resten<br />
opp gir innstilling 0,84x100=<br />
84A<br />
Innstilling av <strong>vern</strong> på ABB SACE Tmax<br />
T1 er<br />
innstillingen<br />
for tregheten<br />
på bryteren ved<br />
overbelastning<br />
Eksempel:<br />
Velger 6 sek<br />
fordi det er<br />
små kortvarige<br />
overbelastninge<br />
r i anlegget<br />
I2 <strong>og</strong> I3 er innstilling av<br />
kortslutningsutløseren.<br />
Innstilles lavere enn beregnet<br />
Ikmin<br />
Eksempel :<br />
Ikmin er beregnet til 475A<br />
I2/I3 skal stilles på<br />
475/100=4,75xIn<br />
Innstilling + 5,5 settes i nedre<br />
pos <strong>og</strong> innstillingen blir da<br />
4,5xIn = 450A<br />
T2 er innstilling<br />
av<br />
tidsforsinkelse<br />
ved<br />
kortslutning.<br />
Virker kun når<br />
S=I2 er valgt <strong>og</strong><br />
tiden velges ut<br />
fra<br />
startstrømmer<br />
<strong>og</strong> selektivitet
Vern med display<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Innstillingene gjøres ved enkle tastetrykk<br />
- Gir langt bedre oppløsning<br />
- Bruker samme betegnelser (L, S <strong>og</strong> I)<br />
- Viser innstilling både i – faktor x In- <strong>og</strong> i – fakstisk strøm
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Eksempel <strong>og</strong> forklaring på innstilling av <strong>vern</strong>
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Selektivitet<br />
Hvilke krav har NEK 400 eller FEL ?<br />
• NEK 400 har ingen krav til selektivitet<br />
men..."Anlegget skal være egnet...."<br />
i.h.t. FEL 16<br />
• Bruker eller eier av en installasjon er<br />
ofte uten kompetanse <strong>og</strong> blir ofte ikke<br />
forelagt problemstillinger i forbindelse<br />
med selektivitet.
Selektivitet<br />
A B<br />
•Ved feil etter <strong>vern</strong> B skal kun <strong>vern</strong> B løse ut !<br />
•Selektivitet oppnådd fordi resten av <strong>vern</strong>ene i fordelingen har spenning<br />
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon
ABB AS<br />
Vern A sin oppgave er å beskytte <strong>vern</strong> B for en kortslutningsstrøm som<br />
overstiger <strong>vern</strong> B sin bryteevne<br />
Test av Back-up skal fabrikanten utføre <strong>og</strong> dokumentere i.h.t. den normen<br />
apparatet sertifiseres etter .<br />
Det holder ikke kun å betrakte strømbegrensning !<br />
BackUp fra Just Erik.ppsx<br />
Divisjon Automasjon<br />
Back-up / ”Kaskading”<br />
A B
ABB AS<br />
Selektivitet <strong>og</strong> Back-up i kombinasjon ?<br />
Divisjon Automasjon<br />
• NEK 400 åpner for bruk av Back-up <strong>og</strong><br />
dermed blir kombinasjonen aktuell<br />
• For mange anlegg er dette den riktige<br />
løsning.<br />
• Gir ofte den beste personsikkerheten
ABB AS<br />
Eksempel :<br />
Selektivitet <strong>og</strong> Back-up i kombinasjon<br />
Hoved tavle<br />
A<br />
Stiger<br />
25 kA Underford. 17 kA<br />
Beregning viser at selektivitet oppnås til 8 kA mellom A <strong>og</strong> B <strong>og</strong> Back-up oppnås til 30 kA .<br />
Vern B har bryteevne på 10 kA.<br />
Er denne løsningen OK ??<br />
Divisjon Automasjon<br />
B
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Hvordan dokumentere selektivitet?<br />
Rene kurvebetraktninger er som regel altfor<br />
dårlige -går kun bra i termisk område <strong>og</strong> ved<br />
tidsforsinkelse på matende bryter<br />
Avhengig av samme fabrikat for å kunne<br />
dokumentere<br />
Fabrikanten må fremlegge tabeller eller annen<br />
dokumentasjon<br />
Selektiviteten er ofte avhengig av hvordan <strong>vern</strong>ene<br />
er innstilt
Back-up
ABB AS<br />
Divisjon Automasjon<br />
Selektivitet
Change language