Hintergrund
Die Notwendigkeit des Einsatzes von Fehlerstromschutzschaltern, die Hauptfunktionen, das Funktionsprinzip und die Klassifizierung des ASJ-Fehlerstromrelais werden erläutert. Außerdem werden die Prinzipien und Vorsichtsmaßnahmen bei der Auswahl von Fehlerstromschutzschaltern aufgezeigt. Dies ist eine kurze Einführung in die Anwendung des ASJ-Fehlerstromrelais durch unser Unternehmen in einem Generatorprojekt auf den Malediven.
Schlüsselwörter: ASJ-Fehlerstromrelais; Generatoraggregat; Anwendung.
Projektübersicht
Dieses Projekt befindet sich auf den Malediven. Das installierte Fehlerstromrelais dient der Erkennung von Fehlerströmen und dem Vergleich des Fehlerstromwerts mit einem Sollwert. Überschreitet der Fehlerstromwert den Sollwert, sendet es ein mechanisches Ein-/Ausschaltsignal (um den mechanischen Schalter auszulösen oder einen akustisch-optischen Alarm auszulösen). Fehlerstromrelais werden üblicherweise mit Niederspannungs-Leistungsschaltern oder Niederspannungsschützen kombiniert und bilden so eine Art Fehlerstromschutzgerät. Sie werden hauptsächlich in TT- und TN-Systemen mit 50 Hz Wechselstrom und einer Nennspannung von bis zu 400 V eingesetzt. Sie dienen dem Schutz elektrischer Stromkreise vor Erdschlüssen, verhindern Schäden an Geräten durch Erdschlussströme und Brände und bieten zudem indirekten Schutz vor Stromschlägen. Daher finden sie breite Anwendung in Niederspannungs-Stromversorgungs- und -verteilungssystemen.
Hauptanwendungen von Fehlerstromrelais
2.1 Schutz vor indirektem Stromschlag
Die wichtigste Maßnahme zum Schutz vor indirektem Stromschlag ist die automatische Abschaltung der Stromzufuhr. Die Norm GB 13955 „Schutz vor indirektem Stromschlag“ legt fest: „Die wichtigste Maßnahme zum Schutz vor indirektem Stromschlag ist die automatische Abschaltung der Stromzufuhr, um Schäden durch Isolationsfehler elektrischer Geräte zu verhindern. Bei einem durch einen Erdschluss verursachten Isolationsfehler muss, sofern der Fehlerstrom unterhalb des Auslösestroms der Überstromschutzeinrichtung liegt, eine Fehlerstromschutzeinrichtung (FI-Schutzeinrichtung) installiert sein.“ Untersuchungen zufolge beträgt die sichere Kontaktspannung 50 V. Aus Sicherheitsgründen muss bei einem Isolationsfehler in einem beliebigen Teil des elektrischen Geräts und Überschreiten einer Kontaktspannung von 50 V die Stromzufuhr zum betroffenen Teil innerhalb der vorgegebenen Zeit automatisch unterbrochen werden. Die Überstromschutzeinrichtung ist durch den Stromkreis, das Gerät und ihren eigenen Auslösewert begrenzt und kann die Stromzufuhr nicht automatisch unterbrechen. Die Fehlerstromschutzeinrichtung wird vom Laststrom nicht beeinflusst und kann zusammen mit der Überstromschutzeinrichtung zum Schutz vor indirektem elektrischem Schlag eingesetzt werden.
2.2 Erdschlussschutz
Erdung bezeichnet den Kontakt zwischen einem stromführenden Leiter und der Erde, einem geerdeten Metallgehäuse oder einem geerdeten Bauteil. Ihr Ausfall kann zu Stromschlägen, Sachschäden und in schweren Fällen zu Bränden führen. Früher wurde der Erdschlussschutz durch Überstromschutzgeräte realisiert. Überschritt der Erdschlussstrom den festgelegten Wert des Überstromschutzgeräts, wurde der Fehlerstromkreis durch dieses unterbrochen.
Im TT-System kann es bei Leitungen mit höherem Nennstrom und längeren Verteilungsleitungen zu Erdschlüssen in stromführenden Leitern, unsicheren metallischen Erdschlüssen und Lichtbogenerdschlüssen kommen. In TN-Systemen ist der Erdschlussstrom oft geringer als der Auslösestrom des Überstromschutzes, sodass dieser nicht anspricht. Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) oder Leitungsschutzschalter mit Erdschlussschutz gewährleisten in solchen Fällen einen zuverlässigen Schutz vor Erdschlüssen.
2.3 Elektrischer Brandschutz
Ein elektrischer Brand wird üblicherweise durch einen Kurzschluss verursacht, der in metallische Kurzschlüsse und Lichtbogenkurzschlüsse unterteilt wird. Ein metallischer Kurzschluss ist ein Kurzschluss zwischen stromführenden Leitern (z. B. zwischen Phasen oder zwischen Phasen und dem Neutralleiter). Der Fehlerstrom wird in Kiloampere gemessen. Hohe Temperaturen begünstigen die Oxidation der Isolierung und damit die Selbstentzündung.
Obwohl die Brandgefahr groß ist, kann sie durch Leitungsschutzschalter und Sicherungen mit Kurzschlussschutz minimiert werden. Die Stromzufuhr wird durch das sofortige Auslösen des Leitungsschutzschalters unterbrochen, um einen Brand zu verhindern. Bei einem Kurzschluss entsteht ein stromführender Leiter gegen Erde, meist über einen Lichtbogen. Obwohl der Fehlerstrom gering ist, kann der Lichtbogen lange bestehen bleiben, wodurch die lokale Temperatur hoch ist und leicht umliegende brennbare Materialien entzünden und einen Brand verursachen kann. Daher ist die Brandgefahr durch einen Lichtbogenkurzschluss wesentlich größer als die durch einen metallischen Kurzschluss. Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromschutzfunktion können den Stromkreis unterbrechen, ohne dass die Überstromschutzeinrichtung auslöst, um einen durch einen Lichtbogenkurzschluss verursachten Brand zu verhindern.
Fehlerstromrelais der ASJ-Serie
1. Modell & Funktion
| Modus | Funktion | Installationsmethode | Bild |
| ASJ10-LD1C | Fehlerstrommessung vom Wechselstromtyp; Anzeige eines Stromüberschreitungsalarms; Nennfehlerstrom einstellbar; keine Ansteuerzeit einstellbar; zwei Relaisausgänge; lokale und entfernte "Test"- und "Reset"-Funktionen; | Führungsschiene (DIN 35 mm) |  |
| ASJ10-LD1A | Fehlerstrommessung Typ A; Prozentuale Stromanzeige in einer Leuchtsäule; Bemessungsfehlerstrom einstellbar; keine Ansteuerzeit einstellbar; zwei Relaisausgänge (einstellbar); lokale und entfernte "Test"- und "Reset"-Funktion; |  | |
| ASJ10L-LD1A | Fehlerstrommessung Typ A; Bemessungsfehlerstrom einstellbar; keine Ansteuerzeit einstellbar; Transformator-Abschaltalarm einstellbar; zwei Relaisausgänge (einstellbar); Voralarmwert einstellbar; Rückstellwert einstellbar; mit lokaler und entfernter "Test"- und "Reset"-Funktion; Aufzeichnung von 25 Ereignissen; |  | |
| ASJ20-LD1C | Fehlerstrommessung (Wechselstrom); Anzeige von Stromüberschreitungsalarmen; einstellbarer Bemessungsfehlerstrom; einstellbare Ansteuerzeit; zwei Relaisausgänge; lokale und entfernte Test- und Rücksetzfunktionen; | Bildschirmhalterung (48 Quadrat) |  |
| ASJ20-LD1A | Fehlerstrommessung Typ A; Anzeige des aktuellen prozentualen Lichtstroms; Nennfehlerstrom einstellbar; keine Ansteuerzeit einstellbar; zwei Relaisausgänge (einstellbar); mit lokaler und entfernter "Test"- und "Reset"-Funktion; |  | |
| Typ | Grundfunktionen | Installation | Foto |
| ASJ10-LD1C | Messung des Nachstroms (Wechselstrom); Anzeige des Stromgrenzwertalarms; Einstellung des Bemessungs-Fehlerstroms (siehe Tabelle 2); Einstellung der maximalen Ansteuerzeit (siehe Tabelle 2); Zweipaar-Relaisausgang; Funktion für Vor-Ort- und Fernprüfung und -rückstellung | DIN-Schiene 35 mm | |
| ASJ10-LD1A | Messung des Nachstroms; Anzeige des Stromprozentsatzes; Einstellung des Bemessungs-Fehlerstroms (siehe Tabelle 2); Einstellung der maximalen Ansprechzeit (siehe Tabelle 2); Zweipaar-Relaisausgang (beide einstellbar)*; Funktion für Vor-Ort- und Fernprüfung und -rückstellung. | | |
| ASJ20-LD1C | Messung des Nachstroms vom Typ A; Anzeige des Stromprozentsatzes; Einstellung des Bemessungs-Fehlerstroms (siehe Tabelle 2); ASJ2O-LD1: Einstellung der A-Begrenzungszeit (siehe Tabelle 2); Zweipaar-Relaisausgang (beide einstellbar)*; Funktion für Vor-Ort- und Fernprüfung und -rückstellung | Bildschirmstruktur 48 Quadrat | |
| ASJ20-LD1A | Messung des Nachstroms; Anzeige des Stromprozentsatzes; Einstellung des Bemessungs-Fehlerstroms (siehe Tabelle 2); Einstellung der maximalen Ansprechzeit (siehe Tabelle 2); Zwei Relaisausgänge (beide einstellbar)*; Funktion für Vor-Ort- und Fernprüfung und -rückstellung | | |
| ASJ10L-LD1A | Fehlerstrommessung; Bemessungsfehlerstrom einstellbar (siehe 8.1); Maximale Stillstandszeit einstellbar (siehe 8.1); Zwei Relaisausgänge (siehe 8.1); Transformatorausfallalarm einstellbar (siehe 8.1); Vorwarnwerte verfügbar (siehe 8.1); Rückstellwert einstellbar (siehe Programmiermenü 8ASJ10L-LD1A); Vor-Ort-Test, Ferntest, Reset-Funktion; 25 Ereignisprotokolle | DIN-Schiene 35 mm | |
2. Technische Parameter
| Technischer Parameter | Index | ||
| Typ AC | Typ A | ||
| Eingang | Bemessungsrestauslösestrom I△n | 0,03, 0,1, 0,3, 0,5(A) | 0,03、0,05、 0,1、0,3、 0,5、1、3、5,10、30(A) |
| Fahrzeitbeschränkung△t | 0,1、0,5(s) | 0, 0,06, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,8, 1, 4, 10(s) | |
| Bemessungsreststrom I△no | 50%I△n | 50%I△n | |
| Leistungsmerkmale | einfacher sinusförmiger Wechselstrom | einfacher sinusförmiger Wechselstrom und pulsierender Gleichstrom | |
| Frequenz | 50 Hz ± 5 Hz | 50 Hz ± 5 Hz | |
| Aktionsfehler | -20%~-10%I△n | -20%~-10%I△n | |
| Ausgabe | Ausgabemodus | das eine ist der normale Schließvorgang und das andere | Das eine ist das normale Schließen oder Öffnen, das andere die Transformation. |
3. Typisches Anwendungsschema
Bilder von der Installation des Fehlerstromrelais auf der Baustelle des Generatoraggregats
