Technologie

Bezpiecznik – mały bohater sieci elektrycznej z bogatą historią

W tym roku bezpieczniki produkowane przez firmę ABB obchodzą 90 „urodziny”. Dziś to najbardziej popularna aparatura do ochrony sieci przed zwarciami i przeciążeniami prądowymi, ale jej historia sięga aż XIX wieku. Przyglądamy się zmianom technologicznym i konstrukcyjnym, które wpłynęły na skuteczność i popularność tych urządzeń.

Zdj. 1. Bezpiecznik wielkiej mocy wyłączalnej typ 1015, 6kV, 100A

Bezpieczniki średniego napięcia to najbardziej popularna ochrona sieci i aparatów elektrycznych przed skutkami zwarć i przeciążeń prądowych. Ich konstrukcja zawiera wiele opatentowanych rozwiązań, które powstały, by sprostać coraz to nowszym wyzwaniom i wymaganiom. Te małe urządzenia zabezpieczają wiele aplikacji, takich jak: rozdzielnice kompaktowe, styczniki, rozłączniki bezpiecznikowe oraz rozdzielnice rozdziału wtórnego i pierwotnego. Bezpieczniki pełnią także rolę zabezpieczenia podstawowego transformatorów rozdzielczych, obwodów silnikowych oraz przekładników napięciowych.

Pierwszy bezpiecznik Thomasa Edisona

Historia tych urządzeń sięga końca XIX w., kiedy Thomas Edison formalnie opatentował bezpiecznik w 1890 r. Od tego momentu nastąpiło wiele zmian w konstrukcji tej aparatury, choć sama podstawa działania w oparciu o przepalenie topika pozostała bez zmian. Firma ABB jest jednym z czołowych i najbardziej doświadczonych producentów bezpieczników, i obchodzi w tym roku 90 „urodziny” produkcji bezpieczników. Przez ten czas produkty były doskonalone i rozwijane w kierunku coraz bardziej innowacyjnych i niezawodnych rozwiązań. Wyjątkowa rocznica jest nie tylko okazją do tego, by świętować, ale także wspomnieć o historii ulepszeń zarówno samych urządzeń, jak i produkcji w fabryce ABB w Przasnyszu.

Historia bezpieczników produkowanych przez ABB sięga lat 30. XX wieku i ma swoje korzenie w zakładzie produkcyjnym w Warszawie. Pierwsze bezpieczniki do zastosowań średnionapięciowych powstały jednak znacznie wcześniej. Od początku ten niewielki aparat był także jednym z podstawowych elementów ochronnych we wszystkich urządzeniach elektrycznych.

Boom przemysłowy i boom na bezpieczniki

W XX w. bezpieczniki ABB były produkowane w całej Europie: w Czechach, Norwegii, Szwecji i Niemczech, a także w Polsce. Pierwsze urządzenia ABB do zastosowań średniego napięcia miały prostą konstrukcję: dwa izolatory wsporcze na żeliwnej podstawie, z rurką bakelitową, dwoma stykami i jedną srebrną listwą bezpiecznikową. Ten typ bezpiecznika produkowano aż do 1955 r. Zmiany przyszły razem z boomem przemysłowym, który spowodował wzrost zapotrzebowania na energię i wymusił rozwój nowych rozwiązań ochrony elektrycznej. Potrzebny był większy zakres prądowy i lepsza zdolność wyłączania, co napędziło produkcję elementów elektrycznych wyższej jakości.

Przełom nastąpił już w latach 60., gdy rozszerzono gamę bezpieczników o nowe typy urządzeń do przekładników napięciowych oraz zastosowań trakcyjnych. W tej samej dekadzie analogiczny rozwój technologii postępował w Szwecji i Norwegii, gdzie wyprodukowano bezpieczniki do ochrony transformatorów średniego napięcia firmy ASEA Szwecja oraz Norsk Elektrisk & Brown Boveri A/S (NEBB) w Norwegii. Na rynki światowe dostarczano bezpieczniki o napięciu do 72,5 kV.

Rewolucyjna zmiana konstrukcyjna

W tych latach udało się także zwiększyć zakres prądowy i napięciowy oraz wydajność bezpiecznika, przy zachowaniu jego niewielkich rozmiarów. By to osiągnąć, konieczna była zmiana w konstrukcji, w której element topikowy został nawinięty na rdzeń izolacyjny. Urządzenie zostało także wyposażone w srebrną taśmę bezpiecznikową. Ta wczesna koncepcja dała początek najpopularniejszej obecnie rodzinie bezpieczników ABB (bezpieczniki ABB CEF). Od tego momentu zadaniem urządzenia było nie tylko odłączenie prądów zwarciowych, ale też praca o najmniejszym negatywnym wpływie na środowisko.

Zdj. 2. Rodzina wkładek bezpiecznikowych ABB CEF/CMF

Równolegle z rozwojem technologii i nowych konstrukcji powstawały normy krajowe i międzynarodowe, które opisywały wyroby i ich cechy. Jednocześnie miały one także chronić osiągnięcia techniczne oraz najlepsze rozwiązania konstrukcyjne i praktyki badawcze. Ciągłym zmianom podlega proces projektowania. Producenci dopasowują go do nowych zastosowań bezpieczników oraz rosnących wymagań rynku. Ciągłe ulepszenia obejmują m.in. konstrukcję bezpieczników umieszczanych w zamkniętych kanistrach, stosowanych w kompaktowych rozdzielnikach, które monitorują temperaturę w miejscu instalacji, zabezpieczając tym samym rozdzielnicę przed skutkami przeciążenia bezpiecznika. Dodatkowo nastąpiła optymalizacja wydajności produktu, ograniczając straty mocy wynikające z normalnego stanu pracy bezpiecznika.

Dwa najbardziej popularne typy bezpieczników

Ciągłe prace badawcze oraz udoskonalenia zaprowadziły technologię bezpieczników do dwóch, obecnie najbardziej popularnych na rynku koncepcji projektowych. Pierwszy typ popularnego bezpiecznika bazuje na konstrukcji taśmy srebrnej oraz wybijaku termicznym. Drugi typ urządzenia posiada na srebrnej taśmie punkty przeciążeniowe, tzw. krople materiału o niższej temperaturze topnienia. Portfolio ABB obejmuje oba rozwiązania w jednej konstrukcji, co ma najlepszy wpływ na znaczne ograniczenie temperatury wokół bezpiecznika i zapewnia bezpieczeństwo operacyjne w zastosowaniach RMU.

Rozwój i produkcja bezpieczników średniego napięcia ABB na międzynarodowy rynek, normowany przez IEC, odbywa się w Polsce, w fabryce w Przasnyszu. W zakładzie skonsolidowano bogate portfolio bezpieczników, a w ostatnich latach unowocześniono zarówno proces produkcyjny, jak i badawczo-rozwojowy. Rodziny i generacje bezpieczników zostały rozwinięte w celu osiągnięcia jednego celu – podniesienia jakości produktów oraz dostarczania bezpiecznych i sprawdzonych rozwiązań, które znacząco przyczyniają się do niezawodnego zaopatrzenia instalacji klientów w energię.

Zapraszamy do zapoznania się z pełną ofertą produktową bezpieczników na stronach abb.com

ABB

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top