AUTOMATICKÝ PŘEPÍNAČ BONEGA

– unikátní, výkonný a spolehlivý pomocník

Především v souvislosti s rozvojem fotovoltaických elektráren vzniká velká potřeba automaticky přepínat tento zdroj energie střídavě mezi prodejem do sítě a vlastní spotřebou (například pro dobíjení akumulátoru či ohřev vody atd.). U čistě ostrovních systémů chtějí mnohdy uživatelé zase automaticky přepínat mezi předem určenou předností ohřevu vody a po dosažení požadované teploty přepnout na dobíjení akumulátoru a při poklesu teploty pod určitou hranici naopak.

Další uplatnění nachází automatický přepínač v případě výpadku tepelného čerpadla, kdy se ohřev přesměruje na jiný zdroj. V průmyslu, zemědělství či vodárenství může jít provozovateli o to, aby po výpadku prioritního zdroje elektrické energie přešlo fungování spotřebiče automaticky na záložní zdroj. Případně v různých technologiích je nutné přepínat na zpětný chod či spustit při výpadku záložní stroj atd.

Pro českou firmu BONEGA bylo vyvinutí automatického přepínače velkou výzvou, neboť stávající řešení byla buď složitá a drahá nebo velmi málo odolná požadovanému provoznímu zatížení.

Dalším typem přepínačů jsou nyní na trhu kombinované přístrojové sestavy s využitím stykačů. Ty jsou však podle informací z praxe velmi málo spolehlivé

(kontakty zůstanou někdy zpečené, vzniká nežádoucí opalování kontaktů a vysoká teplota, zabírají hodně místa, mají dlouhé hoření elektrického oblouku atd.).

U mnohých stávajících řešení tak hrozí nežádoucí a především velmi nebezpečné „potkání“ dvou elektrických sítí.

Cílem tedy bylo vyvinout takovou přístrojovou sestavu, která by byla velmi spolehlivá, relativně jednoduchá, bezpečná, levná s rychlou návratností, úsporná z pohledu spotřeby elektrické energie a dokázala přepínat sítě při maximální provozní zátěži.

Volba jednoznačně padla na řešení takové sestavy pomocí:

A. Jističů:

Jističe jsou svou konstrukcí přímo předurčeny k vypínání či zapínání při vysoké energetické zátěži se současnou schopností rychlého přerušení vzniklého elektrického oblouku mezi kontakty s maximálním omezením jejich opalování. Toto obecně řeší u jističů kvalitní vynašeče oblouku od kontaktů, zhášecí komora a systém chlazení. U jističů BONEGA k tomu přibý- vá schopnost mimořádně rychlého průběhu vypnutí všech tří etap:

• etapa 1 - rozpojení kontaktů

• etapa 2 - běh oblouku do komory

• etapa 3 - ukončení hoření oblouku

Tento mimořádný čas od okamžiku zkratu až do jeho ukončení je v rozmezí maximálně 3 až 5 ms, a to i při maximálním zatížení až 63 A, charakteristiky D, a současně při vypínací schopnosti 10 kA. Tento čas se téměř rovná rychlosti vypnutí u klasické tavné pojistky. Jiní výrobci se obvykle pohybují v hodnotách podstatně vyšších.

Navíc u jističů BONEGA® P-E-P není dosaženo vysoké rychlosti vypnutí na úkor vyššího obloukového napětí, které velmi zvyšuje riziko poškození jištěných zařízení (např. motorů). Obloukové napětí je ve srovnání s jinými jističi shodné, spíše ještě nižší.

Čím dříve je tedy celý zkratový proces ukončen, tím menší hrozí poškození připojených zařízení a vedení.

Dalším faktorem, proč použít jističe pro přepínače, je jejich schopnost snížit nežádoucí energii v průběhu zkratu. Obecně platí, čím menší energie vznikne v průběhu zkratu, tím menší je nebezpečí poškození připojených spotřebičů. Jedná se u veřejnosti o často opomíjenou, avšak velmi podstatnou vlastnost jističe.

Kvalita ochrany u jističe je tedy daná i množstvím energie, která „protéká“ jističem v průběhu zkratu. Její velikost je dána vztahem: E = I2.t. Jak z uvedeného vztahu vyplývá, vysoká rychlost vypnutí jističů BONEGA® P-E-P snižuje i tuto nežádoucí energii. Norma ČSN 60898+A1/A11 stanovuje limity energie, na základě kterých jsou jističům přiřazeny jednotlivé třídy. Na jističi je třída podle normy označena v rámečku pod vypínací schopností (např. pro 10 000 A třída 3).

Jističe BONEGA bez problémů dosahují limitů

3. třídy (nejvyšší možné) omezení energie podle ČSN 60898+A1/A11, a to i u jmenovité 10 kA vypínací schopnosti.

Významnou funkcionalitou pro automatické přepínání je středová signalizace poruchy pomocí středové polohy páčky. Ta hraje velmi zásadní roli jak pro automatické přepínání sítí, tak především pro ruční přepínače, které má firmy BONEGA také ve své nabídce.

B. Příslušenství k jističům, jako jsou nahazovače, podpěťové spouště atd

1. Nahazovače:

Řešení zapínání a vypínání jističů pomocí motoricky poháněného „nahazovače“ přineslo nemalou úsporu elektrické energie (na rozdíl od stykačů), neboť v klidovém stavu je spotřeba nahazovače téměř nulová (mimo svícení malé LED).

2. Podpěťová spoušť:

Volba připojit k jističům i podpěťové spouště navíc s pomocnými kontakty (vše jen v jednom modulu) signalizujícími polohy jističe porucha, vypnuto a zapnuto nebyla náhodná. Podpěťové spouště s křížovým propojením slouží nejen k řízení automatického přepínání, ale také jako další bezpečnostní pojistka. V případě, že by nahazovač pozbyl funkci vypnutí, tak podpěťová spoušť po přerušeném napájení zajistí okamžité vypnutí (shození) jističe.

3. Jištění samotných ovládacích obvodů:

Při konstrukci nebylo podceněno i to, aby oba ovládací obvody byly z bezpečnostních důvodů spolehlivého provozu jištěny 2A jističi. Ty mají navíc i vhodnou servisní funkci, neboť při jejich vypnutí dojde k přesunu jističů u obou sítí do polohy vypnuto.

V této chvíli je také možné z bezpečnostních důvodů ještě i mechanicky zablokovat „nahazovač“ proti sepnutí.

Po několika prototypových verzích tak vznikla hlavně z výrobků BONEGA unikátní, bezpečnější, spolehlivější a prostorově méně náročná přístrojová sestava pro přepínání sítí nejen pro fotovoltaiku a tepelná čerpadla, ale i pro další domácí či průmyslové aplikace.

Jak zařízení funguje:

Provozovatel má například dvě sítě (hlavní a záložní), které se nesmí současně sepnout. Každá ze sítí je obvykle již jištěna (jističem, proudovým chráničem, chráničojističem). Pokud se pro tyto sítě přiřadí automatický přepínač, tak se po výpadku hlavní sítě automaticky přepne na záložní síť. Po náběhu hlavní sítě se zase automaticky vypne záložní síť a sepne se provoz přes hlavní síť.

Touto koncepcí automatického přepínání sítí přes jističe vznikly významné výhody:

I. Každá ze sítí, ať už je to prioritní či záložní, požaduje pro svou ochranu jištění pomocí jističů. Tyto jističe pro obě sítě zajišťují již jističe v samotné sestavě automatického přepínače. To samo o sobě již zlevní pořizovací náklady na celkové řešení elektrické instalace a tato kombinace tak nezabere v rozvaděči tolik místa.

II. Aby bylo dokonale zabezpečeno oddělení obou sítí, tak je u obou zajištěno odepínání „N“ vodičů. Je to docíleno pomocí jističů 3P+N (pro třífázové sítě) a jističů 1P+N (pro jednofázové sítě). Přerušení „N“ vodiče u těchto přístrojů funguje tak, aby byla do poslední chvíle zabezpečena ochrana. To znamená, že při zapnutí jističe proběhne nejprve spojení „N“ a pak až fází. Při vypnutí jističe dojde nejprve k přerušení fází a až naposled k přerušení „N“. Poznámka: tuto funkcionalitu stykač nezabezpečí.

III. Pro projektování a především pro bezpečné provozování může být každá větev (zdroj, síť) jištěna jinými jmenovitými proudy (od 1 do 63 A) a charakteristikami (B, C, D) čímž se tak řešení přizpůsobuje různým zátěžím.

IV. Automatické přepínání může být jak pro jednofázové i či vícefázové provedení.

V. Provozní spotřeba elektrické energie je díky nahazovačům minimální.

Třífázové provedení automatického přepínače s jističi 3P+N včetně nástěnného plastového rozvaděče:

Poznámka: firma BONEGA má ve svém sortimentu také ruční přepínač sítí vytvořený na podobném principu, tedy s využitím dvou jističů 3P+N nebo 1P+N a podpěťových spouští s pomocnými kontakty. Podpěťové spouště zabezpečují svým křížovým zapojením a ve spolupráci se středovou signalizací poruchy u jističů BONEGA nemožnost sepnout obě sítě současně.

Třífázové provedení ručního přepínače s jističi 3P+N včetně nástěnného plastového rozvaděče: