Capacitatea de rupere Icu: cum se alege disjunctorul potrivit

Ce măsoară capacitatea de rupere Icu

Capacitatea de rupere Icu este valoarea maximă a curentului de scurtcircuit pe care întreruptorul îl poate rupe cel puțin o dată, rămânând capabil să conducă curentul de funcționare normal. Este o proprietate de siguranță, nu o caracteristică de protecție: ea nu decide dacă aparatul declanșează la un overload, ci cât de mult rezistă când apare scurtcircuitul.

După o rupere la Icu, aparatul nu mai este garantat apt pentru o nouă manevră fără revizie: contactele pot fi vitrate, mecanismul încărcat. De aceea valoarea trebuie aleasă înainte de orice, față de curentul de scurtcircuit real al instalației, și nu după obișnuință.

Referința pentru aparatele industriale este IEC 60947-2, iar pentru întreruptoarele de uz curent, folosite în tablourile de distribuție casnice și tertiare, IEC 60898-1, unde mărimea se numește Icn. Ambele serii își publică valorile la o anumită tensiune, de regulă 400 sau 415 V.

Icu, Ics, Icn și Icm: diferențele

Patru mărimi se confundă des în fișele tehnice. Tabelul de mai jos fixează rolul fiecăreia:

Practic, Icu decide dacă aparatul supraviețuiește defecțiunii, iar Ics decide dacă rămâne utilizabil imediat după ea. Când producătorul scrie Ics = 100 % din Icu, aparatul este bun de reluat fără intervenție; la 50 %, este bun până la jumătate din capacitatea de rupere, iar valoarea superioară se obține doar după revizie. Pentru circuitele din care nu se poate întrerupe alimentarea — spitale, centre de date, instalații de prevenire a incendiului — Ics = 100 % devine criteriu de alegere.

Icm nu se compara direct cu Icu, pentru că descrie altă manevră: punerea sub tensiune a unei defecțiuni, cu curent de vârf. El se ia din fișa tehnică, unde este întotdeauna mai mare decât Icu.

Cum se determină curentul de scurtcircuit

Pentru un scurtcircuit trifazat simetric, curentul la un punct al instalației este:

Ik = U / (√3 · Z)

unde U este tensiunea între faze (400 V) și Z impedanța totală a buclei între punctul respectiv și sursă — cabluri, racorduri, transformator. Cu cât punctul este mai aproape de sursă, cu atât Z este mai mic și Ik mai mare: cel mai sever caz se află la originea instalației, în tabloul general.

Aceleași date se pot exprima ca putere de scurtcircuit Skc = U² / Z sau ca procente din puterea nominală a transformatorului. Metoda completă, pe impedanțe procentuale și pe tronsoane de cablu, se face pentru fiecare punct de protecție al tabloului.

Alegerea pas cu pas

Ordinea care evită surprizele este următoarea:

1. Calculează Ik la fiecare punct unde există un aparat de protecție, începând de la tabloul general.
2. Alege Icu ≥ Ik al acelui punct și rotunjește la următoarea valoare standard disponibilă în seria aparatului.
3. Verifică tensiunea la care este raportat Icu: valorile din cataloage sunt pentru 400/415 V și scad la tensiuni mai mari.
4. Pentru circuite critice, cere Ics = 100 % din Icu, nu doar Icu mare.
5. Verifică Icm față de curentul de vârf așteptat la locul de instalare.
6. Continuă cu selectivitatea față de aparatul superior și cu potrivirea față de conductor: In ≥ Ib și In ≤ Iz.

Dacă Ik depășește Icu disponibil, ai trei variante: un aparat cu Icu mai mare, un cablu mai gros care crește Z și reduce Ik, sau protecția de rezervă de la aparatul superior. Varianta se alege după buget și după cât de critic este circuitul.

Exemplu rezolvat: alegerea la un tablou

Un tablou nou primește alimentarea de la un transformator de distribuție, iar verificarea dă 7,4 kA la originea instalației și 4,2 kA la capătul celei mai lungi ramificații.

1. Protecția generală: la 7,4 kA, un aparat de 6 kA nu este suficient. Se alege următoarea valoare standard, 10 kA, cu Ics = 100 % din Icu, pentru ca după o rupere tabloul să poată fi repus în funcțiune imediat.
2. Protecția ramificației: la 4,2 kA, valoarea de 6 kA este suficientă, iar Ics = 75 % din Icu este acceptabil, pentru că circuitul suportă o scurtă oprire de intervenție.
3. Capacitatea de închidere: se citește din fișa aparatului ales și se compară cu curentul de vârf calculat pentru același punct.
4. Selectivitatea: curbele timp-curent ale celor două aparate trebuie să rămână separate pe durata de eliminare a defecțiunii de pe ramificație, astfel încât doar aparatul inferior să declanșeze.

Rezultatul se notează în schemă, împreună cu Ik calculat: oricine citește proiectul vede de ce aparatul are exact acea valoare de rupere.

Greșeli frecvente și legătura cu selectivitatea

Cele mai frecvente greșeli la alegerea Icu sunt:

• Alegerea după obișnuință, «toate au 6 kA», fără calculul Ik pentru punctul respectiv.
• Confundarea lui Icu cu Ics și concluzia greșită că aparatul este bun după o rupere la capacitate maximă.
• Neglijarea tensiunii la care este raportat catalogul: Icu scade odată cu tensiunea de utilizare.
• Folosirea limitării de curent ca scuză pentru un Icu prea mic: limitarea reduce efectele, dar aparatul trebuie totuși să aibă capacitatea cerută pentru punctul respectiv.
• Refacerea instalației — alt transformator, altă alimentare — fără reverificarea curentului de scurtcircuit al tabloului.

Selectivitatea se verifică apoi pe curbele timp-curent și pe energia de eliminat, ținând cont de Ics al aparatului superior: cu cât superiorul are Ics mai mare, cu atât există mai mult spațiu pentru coordonare. Icu, Ics și selectivitatea sunt, deci, aceeași decizie privită din trei direcții.

În GorkyCAD, curentul de scurtcircuit, selectivitatea între protecții și potrivirea față de conductor se recalculează în același model, iar schema uniliniară și pașaportul tabloului ies din aceleași date.

Alege disjunctorul cu potrivitorul de protecții →

Deschide GorkyCAD gratuit, fără card →

Întrebări frecvente

Ce diferență este între Icu și Ics?

Icu este capacitatea maximă de rupere: aparatul rupe scurtcircuitul, dar după aceea poate avea nevoie de revizie. Ics este capacitatea de serviciu: aparatul rupe și rămâne apt pentru funcționare; se exprimă în procente din Icu, de exemplu 100 %, 75 % sau 50 %.

Ce Icu trebuie să aibă un disjunctor obișnuit?

Cel puțin curentul de scurtcircuit calculat la locul lui de instalare, rotunjit la valoarea standard superioară. La capătul unei ramificații poate fi suficient 6 kA, în timp ce la tabloul general pot fi necesari 10 kA sau mai mult.

Este la fel Icu pentru aparatele de uz curent?

La aparatele conforme IEC 60898-1 mărimea se numește Icn, cu valori uzuale de 4 500, 6 000 și 10 000 A. Aparatele industriale, după IEC 60947-2, au serii tipice de 10, 15, 25, 36 și 50 kA.

De ce scade Icu odată cu tensiunea?

Pentru că ruperea depinde de energia pe care arcul o stinge la momentul deschiderii; la tensiuni mai mari, aceeași construcție rupe curent mai mic. Valorile din cataloage se raportează la 400 sau 415 V și trebuie corelate cu tensiunea reală a instalației.

Contează Icu dacă aparatul este limitator de curent?

Da. Limitarea reduce energia și forțele care ajung în instalație, dar aparatul trebuie să aibă totuși o capacitate de rupere cel puțin egală cu curentul de scurtcircuit de la locul lui de instalare.

Asociat

• Potrivitorul de întreruptoare
• Calculatorul de scurtcircuit
• Verificarea selectivității protecțiilor
• Calculul sarcinii electrice, pas cu pas