SPD ja selle rolli tutvustus

Elektrilises süsteemid, SPD-d paigaldatakse tavaliselt äravoolukonfiguratsioonis (paralleelselt) pinge all olevate juhtide ja maa vahel. SPD tööpõhimõte võib olema sarnane kaitselülitiga.

Tavakasutuses (nr liigpinge): SPD on sarnane avatud kaitselülitiga.

Kui on olemas liigpinge: SPD aktiveerub ja tühjendab välguvoolu kuni maa. Seda võib võrrelda kaitselüliti sulgemisega, mis oleks lühistage elektrivõrk ekvipotentsiaali kaudu maandusega maandussüsteem ja avatud juhtivad osad väga lühikeseks ajaks, piiratud ülepinge kestusega.

Kasutaja jaoks on SPD toimimine on täiesti läbipaistev, kuna see kestab vaid väikese osa sekund.

Kui liigpinge on tühjenenud, naaseb SPD automaatselt normaalsele olekule olek (kaitselüliti avatud).

1. Kaitse põhimõtted

1.1 Kaitserežiimid

On kaks välgu ülepinge režiimid: ühisrežiim ja rikkevoolu režiim.

Välk liigpinged ilmnevad peamiselt ühisrežiimis ja tavaliselt selle algpunktis elektripaigaldis. Tavaliselt ilmnevad ülepinged rikkevoolu režiimis TT-režiimis ja mõjutavad peamiselt tundlikke seadmeid (elektroonilised seadmed, arvutid jne).

Ühisrežiimi kaitse faasi/neutraali ja maanduse vahel

Faas/neutraalne kaitse TT-maandussüsteemis on õigustatud, kui null on turustaja pool on ühendatud väikese väärtusega ühendusega (mõni oomi seevastu paigaldise maanduselektrood on mitukümmend oomi).

Jääkvool režiimi kaitse faasi ja nulli vahel

Praegune tagasitulek vooluahel toimub siis tõenäoliselt paigaldusneutraali kaudu, mitte läbi maa.

Jääk voolurežiimi pinge U faasi ja nulli vahel võib tõusta kuni väärtuseni võrdne SPD iga elemendi jääkpingete summaga, s.o. kahekordne kaitsetase tavarežiimis.

Faas/neutraalne kaitse TT-maandussüsteemis

Sarnane nähtus võib esineda TN-S maandussüsteemis, kui nii N- kui ka PE-juhid on eraldi või ei ole korralikult ekvipotentsiaali. Praegune siis tõenäoliselt järgige selle tagastamisel neutraaljuhti, mitte kaitsejuhti ja sidumissüsteem.

Teoreetiline optimaalne kaitsemudel, mis kehtib kõigi maandussüsteemide kohta määratletud, kuigi tegelikult ühendavad SPD-d peaaegu alati ühisrežiimi kaitset ja rikkevoolu režiimi kaitse (va IT või TN-C mudelid).

See on hädavajalik, et kontrollige, kas kasutatavad SPD-d ühilduvad maandussüsteemiga.

1.2 Kaskaadkaitse

Just nagu liigvoolukaitse peavad olema tagatud seadmetega, mille nimiväärtused on vastavad paigalduse iga tase (päritolu, sekundaarne, terminal) kooskõlastatud üksteist, kaitse mööduvate liigpingete eest põhineb sarnasel lähenemisviisi, kasutades mitme SPD "kaskaadset" kombinatsiooni.

Kaks või kolm SPD tasemed on üldiselt vajalikud energia neelamiseks ja piiramiseks kõrgsageduslikest võnkenähtustest tingitud sidestusest põhjustatud liigpinged.

Allpool toodud näide põhineb hüpoteesil, mille kohaselt suunatakse maa peale vaid 80% energiast (80%: empiiriline väärtus, mis sõltub SPD tüübist ja elektrilisest paigaldus, kuid alati alla 100%).

Põhimõte kaskaadkaitset kasutatakse ka nõrkvoolurakenduste jaoks (telefoni-, side- ja andmevõrgud), ühendades kaks esimest kaitsetaset ühes seadmes, mis tavaliselt asub paigalduse lähtekohas.

Sädevahe baasil Kombineeritakse komponente, mis on ette nähtud suurema osa energiast maapinnale eraldamiseks varistorid või dioodid, mis piiravad pinget tasemele, mis ühildub kaitstavad seadmed.

Terminal kaitse kombineeritakse üldjuhul selle päritolukaitsega. Terminal kaitse on seadmete lähedal, tagatud lähedus-SPD-de abil.

1.2.1 Mitme SPD kombinatsioon

Selleks, et piirata ülepinged nii palju kui võimalik, tuleb SPD alati paigaldada lähedusse kaitstavad seadmed 3.

Siiski, see kaitse kaitseb ainult seadmeid, mis on sellega vahetult ühendatud, kuid ülalpool kõik, selle madal energiamaht ei võimalda kogu energiat tühjendada.

Selleks SPD on vajalik paigalduse alguses 1.

Samuti SPD 1 ei suuda kogu paigaldust kaitsta, kuna see võimaldab teatud summat et välk on kõrgsageduslik nähtus.

Sõltuvalt sellest, paigalduse ulatus ja riskitüübid (kokkupuude ja tundlikkus seadmed, teenuse järjepidevuse kriitilisus), vooluahela kaitse 2 on vajalik lisaks punktidele 1 ja 3.

Kaskaadkaitse

Pange tähele, et SPD esimene tase (1) tuleb paigaldada nii palju ülesvoolu kui võimalik paigaldamine, et vähendada nii palju kui võimalik selle põhjustatud mõjusid välk elektromagnetilise sidestuse abil.

1.3 SPD-de asukoht

Efektiivseks kaitse SPD-de abil, võib osutuda vajalikuks kombineerida mitu SPD-d:

1. Peamine SPD ➀

2. Ahel SPD ➁

3. Läheduse SPD ➂

Lisaks kaitse võib olla vajalik olenevalt skaalast (joonte pikkusest) ja kaitstavate seadmete tundlikkus (arvuti, elektroonika jne). Kui paigaldatakse mitu SPD-d, tuleb rakendada väga täpseid kooskõlastusreegleid.

 

Päritolu paigaldus	Levitamine tasemel	Rakendus tasemel
The kaitse paigaldise algpunktis (esmakaitse) šundid kõige rohkem intsidendi energiast (tavaline elektrisüsteemi poolt kantud režiimi ülepinge) potentsiaaliühtlustusse süsteemi ja maa peale.	Ahel kaitse (teisese kaitse) täiendab päritolukaitset koordineerimine ja piirab rikkevoolu režiimi liigpingeid, mis tulenevad paigalduse konfiguratsioon.	Lähedus kaitse (terminali kaitse) teostab lõpliku piigi piiramise liigpinged, mis on seadmetele kõige ohtlikumad.

Oluline on pidage meeles, et üldise paigalduse ja seadmete kaitse on tõhus ainult siis, kui:

1. Mitu taset SPD-dest paigaldatakse (kaskaad), et tagada paiknevate seadmete kaitse mõnel kaugusel paigalduse päritolust: vajalik seadmete jaoks asub 30 m või kaugemal (IEC 61643-12) või on vajalik, kui kaitsetase Üles peamise SPD on kõrgem kui seadmete kategooria (IEC 60364-4-443 ja 62305-4)

2. Kõik võrgud on kaitstud:

2.1. Võimsus peahoonet ja ka kõiki kõrvalhooneid varustavad võrgud, välised parklate valgustussüsteemid jne.

2.2. Suhtlemine võrgud: sissetulevad liinid ja liinid erinevate hoonete vahel

1.4 Kaitstud pikkused

See on hädavajalik et efektiivse liigpingekaitsesüsteemi projekteerimisel võetakse arvesse kaitstavaid vastuvõtjaid varustavate liinide pikkusest (vt tabelit allpool).

Tegelikult eespool a teatud pikkuses võib vastuvõtjale rakendatav pinge a resonantsnähtus, ületab oluliselt eeldatavat piirpinget. The Selle nähtuse ulatus on otseselt seotud selle omadustega paigaldus (juhtmed ja ühendussüsteemid) ja voolu väärtusega põhjustatud valgustuse eraldumisest.

SPD on õige juhtmega, kui:

1. Kaitstud seadmed on potentsiaalivõrdeliselt ühendatud sama maandusega, millega on ühendatud SPD ühendatud

2. RAK ja selle seotud varukaitse on ühendatud:

2.1. Et võrku (pinge all olevad juhtmed) ja plaadi peamise kaitseriba (PE/PEN) külge juhtmete pikkused võimalikult lühikesed ja alla 0,5 m.

2.2. Koos juhtmed, mille ristlõige vastab SPD nõuetele (vt allolev tabel).

Tabel 1 – Maksimaalne liini pikkus SPDe ja kaitstava seadme vahel

SPD positsioon		Paigaldamise alguses		Mitte paigalduskohas
Dirigent ristlõige		juhtmestik (kodune)	suured kaablid (tööstus)	juhtmestik (kodune)	suured kaablid (tööstus)
Koosseis sidumissüsteemist	PEAL dirigent	< 10 m	10 m	< 10 m*	20 m*
	võrgusilma/ekvipotentsiaal	10 m	20 m	20 m*	30 m*

* Kaitse soovitatav kasutuskohas, kui vahemaa on suurem

1.4.1 Topeltpinge mõju

Üle teatud pikkus d, hakkab SPD-ga kaitstud vooluahel resoneerima, kui induktiivsus ja mahtuvus on võrdsed:

Lω = -1 / Cω

Ringrada impedants vähendatakse seejärel selle takistuseni. Hoolimata sellest, et SPD võttis osa, vooluahela jääkvälkvool I on ikkagi impulsipõhine. Selle resonantsist tingitud suurenemine toob kaasa Ud, Uc olulise tõusu ja Urmi pinged.

Nende all tingimustes võib vastuvõtjale rakendatav pinge kahekordistuda.

Kahekordse mõju Pinge

Kus:

•C – koormust tähistav kandevõime

•Ld – toiteliini induktiivsus

•Lrm – sidumissüsteemi induktiivsus

Paigaldus SPD ei tohi kahjustada teenuse järjepidevust, mis oleks vastupidiselt soovitud eesmärgile. Need tuleb paigaldada, eriti kohas kodumaiste või sarnaste paigaldiste päritolu (TT maandussüsteemid), in koos S-tüüpi viivitusega rikkevooluseadmega.

Ettevaatust! Kui seal on olulised pikselöögid (> 5 kA), sekundaarne rikkevool seadmed võivad siiski komistada.

2. SPD-de installimine

2.1 SPD-de ühendamine

2.1.1 Ühendussüsteem või maandusühendus

Standardiasutused kasutage mõlema ühendamise mõiste tähistamiseks üldmõistet "maandusseade". süsteem ja maanduselektroodi oma, tegemata vahet kaks. Vastupidiselt saadud arvamusele ei ole nende vahel otsest seost ohutuse tagamiseks madala sagedusega maanduselektroodi väärtus inimeste arvu ja ühtsete dokumentidega pakutava kaitse tõhusust.

Nagu allpool näidatud, seda tüüpi kaitset saab luua ka maanduse puudumisel elektrood.

Takistus SPD poolt šunteeritud voolu tühjendusahela saab jaotada kaks osa.

Esimene, maanduselektroodi moodustavad juhtmed, mis on tavaliselt juhtmed, ja maapinna takistus. Selle sisuliselt induktiivne olemus tähendab, et selle efektiivsus väheneb sagedusega, hoolimata juhtmestiku ettevaatusabinõudest (pikkuse piirang, 0,5 m reegel). Selle takistuse teine ​​osa on väiksem nähtav, kuid oluline kõrgel sagedusel, sest see koosneb tegelikult paigaldise ja maanduse vaheline hajuvus.

Muidugi kõigi nende komponentide suhtelised väärtused varieeruvad sõltuvalt tüübist ja paigalduse ulatus, SPD asukoht (põhi- või lähedustüüp) ja vastavalt maanduselektroodide skeemile (maandussüsteem).

Siiski on on tõestatud, et pinge liigpingekaitse osa tühjendusvoolust võib ulatuda 50–90% potentsiaaliühtlustussüsteemis, samas kui summa otse maanduselektroodi tühjenemine on umbes 10 kuni 50%. Sidumissüsteem on oluline, et säilitada madal võrdluspinge, mis on enam-vähem sama kogu paigalduse ulatuses.

SPD-d peaksid olema maksimaalse tõhususe tagamiseks ühendatud selle liimimissüsteemiga.

Miinimum ühendusjuhtmete soovitatav ristlõige võtab arvesse maksimaalne tühjendusvoolu väärtus ja eluea lõpu omadused kaitseseade.

See on ebareaalne selle ristlõike suurendamiseks, et kompenseerida ühenduse pikkusi, mis seda ei tee järgige 0,5 m reeglit. Tegelikult on kõrgel sagedusel impedants juhtmed on otseselt seotud nende pikkusega.

Elektris elektrikilbid ja suured paneelid, võib olla hea mõte vähendada lingi impedants, kasutades lingi katmata metallist juhtivaid osi šassii, plaadid ja korpused.

Tabel 2 – Miinimum SPD ühendusjuhtmete ristlõige

SPD võimsus		Ristlõige (mm2)
Klass II RAK	SStandard: Imax < 15 kA (x 3-klass II)	6
	ESuurenenud: Imax < 40 kA (x 3-klass II)	10
	HKõrge: Imax < 70 kA (x 3-klass II)	16
Klass I SPD		16

Kasutamine katmata metallist juhtivad korpused osad kaitsejuhtidena on lubatud vastavalt standardile IEC 60439-1, kui see on sertifitseeritud tootja.

See on alati kaitsejuhtmete ühendamiseks on soovitatav säilitada traatjuht klemmiplokile või kollektorile, mis seejärel kahekordistab kaudu tehtud lingi korpuse šassii katmata juhtivad osad.

2.1.2 Ühenduse pikkus

Praktikas on küll soovitatav, et SPD vooluringi kogupikkus ei ületaks 50 cm. Seda nõuet ei ole alati lihtne rakendada, kuid kasutades olemasolevaid läheduses olevad avatud juhtivad osad võivad aidata.

Kogupikkus SPD ahel

* võib olla installitud samal DIN siinil. Siiski on paigaldus paremini kaitstud, kui mõlemad seadmed on paigaldatud 2 erinevale DIN siinile (SPD kaitse alla)

Arv pikselöögid, mida SPD suudab vastu võtta, vähenevad koos väärtusega tühjendusvool (15 löögist voolu korral väärtusel In kuni ühe löögini Imax/Iimp juures).

0,5 m reegel In teooria, pikselöögi korral pinge Ut, millele vastuvõtja on allutatud on sama kui pinge tõusulaine kaitsepinge Up kaitsja (selle In jaoks), kuid praktikas on viimane kõrgem.

Tegelikult on SPD ühendusjuhtmete takistustest põhjustatud pingelangused ja selle sellele lisatakse kaitseseade:

Ut = UI1 + Ud + UI2 + üles + UI3

Näiteks pingelangus 1 m juhis, mis liigub üle 10 kA impulsivooluga 10 μs jõuab 1000 V-ni.

Δu = L × di / dt

•     di – Voolu kõikumine 10 000 A

•     dt – Aja kõikumine 10 μs

•     L – 1 m juhi induktiivsus = 1 μs

•     Väärtus Δu lisatakse pingele Up

Kogupikkus Lt peab seega olema võimalikult lühike. Praktikas on soovitatav 0,5 m ei ületata. Raskuste korral võib abi olla laia, tasapinnalise kasutamisest juhtmed (isoleeritud punutised, painduvad isoleeritud latid).

0,5 m SPD ühenduse reegel

Maa link Pinge liigpingekaitse juht ei tohiks olla roheline/kollane PE-juhi määratluse tähendus.

Levinud praktika on nii, et seda märgistust kasutatakse siiski sageli.

Mingi juhtmestik konfiguratsioonid võivad luua sidemeid üles- ja allavoolu vahel SPD juhid, mis tõenäoliselt põhjustavad välklaine leviku kogu paigalduse vältel.

SPD juhtmestik konfiguratsioon nr 1

Ülesvoolu ja allavoolu juhid, mis on ühendatud pinge liigpingekaitse klemmiga a-ga ühine tee.

SPD juhtmestik konfiguratsioon 1

SPD juhtmestik konfiguratsioon nr 2

Sisend ja väljund juhtmed on füüsiliselt hästi eraldatud ja ühendatud samasse terminali.

SPD juhtmestik konfiguratsioon 2

SPD juhtmestik konfiguratsioon nr 3

Ühendus juhtmed liiga pikad, väljundjuhtmed on füüsiliselt eraldatud.

SPD juhtmestik konfiguratsioon 3

SPD juhtmestik konfiguratsioon nr 4

Ühendus juhtmed võimalikult lühikesed maandusklemmi tagasivoolujuhtmega elavate juhtide lähedal.

SPD juhtmestik konfiguratsioon 4

2.2 SPD-de kasutusea lõppemise kaitse

SPD on a seade, mille eluiga nõuab erilist tähelepanu. Selle komponendid vananevad iga kord on välgutabamus.

Elu lõpus SPD sisemine seade ühendab selle toiteallikast lahti. Indikaator (sees kaitsja) ja valikuline alarmi tagasiside (olekutagasiside lisaseade). paigaldatud) näitavad seda olekut, mis nõuab mooduli väljavahetamist mures.

Kui SPD ületab oma piiramisvõimet, võib see enda lühise tõttu hävida. A Seetõttu tuleb paigaldada lühise- ja ülekoormuskaitse seeria SPD-st ülesvoolu (seda nimetatakse tavaliselt SPD haruks).

Joonis X – Paigalduspõhimõtted SPD-d koos nendega seotud kaitsega

Vastuolus teatud saadud arvamuse kohaselt peab pingeliippumiskaitse alati olema kaitstud võimalike lühis- ja ülekoormusvoolude vastu. Ja see kehtib kõigi kohta liigpingekaitsed, nii klass II kui ka I klass, olenemata tüübist kasutatud komponentide või tehnoloogiate kohta.

See kaitse tuleb tagada tavapäraste diskrimineerimisreeglite kohaselt.

2.3 SPD-de kooskõlastamine

Mitme SPD korraldamine kaskaadis nõuab nende koordineerimist nii, et igaüks neist neelab energiat optimaalselt ja piirab pikselöögi levikut läbi paigalduse nii palju kui võimalik.

Koordineerimine SPD on keeruline mõiste, mis peab olema konkreetsete uuringute teema ja testid. Minimaalsed vahemaad SPD-de või lahtisidumise drosselite sisestamise vahel ei ole tootjate poolt soovitatud.

Esmane ja sekundaarsed SPD-d peavad olema kooskõlastatud nii, et kogu energia hajutatakse (E1 + E2) jagatakse nende vahel vastavalt nende tühjendusvõimsusele. The soovitatav vahemaa d1 võimaldab pinge liigpingekaitseid lahti ühendada ja seega takistab liiga suure osa energiast otse sekundaarsesse SPD-sse sattumist selle hävitamise ohuga.

See on mis tegelikult sõltub iga RAKi omadustest.

Joonis X – SPD-de kooskõlastamine

Kaks identset pinge liigpinge kaitsmed. Näiteks Up: 2 ​​kV ja Imax: 70 kA) võivad olla paigaldatud ilma, et vahemaa d1 oleks vajalik: energiat jagatakse enam-vähem võrdselt kahe SPD vahel. Kuid kaks erinevat SPD-d (näiteks Üles: 2 kV/Imax: 70 kA ja üles: 1,2 kV/Imax: 15 kA) peavad olema vähemalt 8 m kaugusel vältige teisele liigpingekaitsmele liiga palju nõudmist.

Kui pole märgitud, võta d1 min (meetrites) kui 1% erinevusest Up1 ja Up2 (in volti). Näiteks:

Üles1 = 2,0 kV (2000 V) ja Up2 = 1,2 kV (1200 V)

⇒ d1 = 8 m min. (2000 – 1200 = 800 >> 1% 800-st = 8 m)

Veel üks näide, kui:

Üles1 = 1,4 kV ja Üles2 = 1,2 kV ⇒ d1 = 2 m min