Ymchwydd cyfredol mellt ac amddiffyniad gor-foltedd
Gor-foltedd o darddiad atmosfferig
Diffiniadau gor-foltedd
Gor-foltedd (mewn system) unrhyw foltedd rhwng dargludydd un cam a daear neu rhwng dargludyddion cyfnod sydd â gwerth brig sy'n fwy na brig cyfatebol y foltedd uchaf ar gyfer diffiniad offer o'r Geirfa Electrotechnegol Ryngwladol (IEV 604-03-09)
Mathau amrywiol o or-foltedd
Pwls neu don foltedd yw gor-foltedd sydd wedi'i arosod ar foltedd graddedig y rhwydwaith (gweler Ffig. J1)
Nodweddir y math hwn o or-foltedd gan (gweler Ffig. J2):
- yr amser codi tf (mewn μs);
- y graddiant S (mewn kV / μs).
Mae gor-foltedd yn tarfu ar offer ac yn cynhyrchu ymbelydredd electromagnetig. Ar ben hynny, mae hyd y gor-foltedd (T) yn achosi brig egni yn y cylchedau trydan a allai ddinistrio offer.
Ffig. J2 - Prif nodweddion gor-foltedd
Gall pedwar math o or-foltedd amharu ar osodiadau a llwythi trydanol:
- Ymchwyddiadau newid: gor-foltedd amledd uchel neu aflonyddwch byrstio (gweler Ffig. J1) a achosir gan newid yn y cyflwr cyson mewn rhwydwaith trydanol (yn ystod gweithrediad switshis).
- Gor-foltedd amledd pŵer: gor-foltedd o'r un amledd â'r rhwydwaith (50, 60, neu 400 Hz) a achosir gan newid cyflwr parhaol yn y rhwydwaith (yn dilyn nam: nam inswleiddio, dadansoddiad o'r dargludydd niwtral, ac ati).
- Gor-foltedd a achosir gan ollyngiad electrostatig: gor-foltedd byr iawn (ychydig nano-eiliadau) o amledd uchel iawn a achosir gan ollwng gwefr drydanol gronedig (er enghraifft, mae person sy'n cerdded ar garped â gwadnau inswleiddio yn cael ei wefru'n drydanol â foltedd o sawl cilofol).
- Gor-foltedd o darddiad atmosfferig.
Nodweddion gor-foltedd o darddiad atmosfferig
Strôc mellt mewn ychydig ffigurau: Mae fflachiadau mellt yn cynhyrchu llawer iawn o egni trydanol pyls (gweler Ffigur J4)
- o filoedd o amperau (a sawl mil o foltiau)
- o amledd uchel (oddeutu 1 megahertz)
- o hyd byr (o ficrosecond i filieiliad)
Rhwng 2000 a 5000 mae stormydd yn cael eu ffurfio'n gyson ledled y byd. Mae stormydd mellt yn cyd-fynd â'r stormydd hyn sy'n cynrychioli perygl difrifol i bobl ac offer. Mae fflachiadau mellt yn taro'r ddaear ar gyfartaledd o 30 i 100 strôc yr eiliad, hy 3 biliwn o drawiadau mellt bob blwyddyn.
Mae'r tabl yn Ffigur J3 yn dangos rhai gwerthoedd streic mellt gyda'r tebygolrwydd cysylltiedig. Fel y gwelir, mae gan 50% o drawiadau mellt gerrynt sy'n fwy na 35 kA a 5% cerrynt sy'n fwy na 100 kA. Felly mae'r egni sy'n cael ei gyfleu gan y strôc mellt yn uchel iawn.
Ffig. J3 - Enghreifftiau o werthoedd gollwng mellt a roddir gan safon IEC 62305-1 (2010 - Tabl A.3)
Tebygolrwydd cronnus (%) | Cerrynt brig (kA) |
95 | 5 |
50 | 35 |
5 | 100 |
1 | 200 |
Ffig. J4 - Enghraifft o gerrynt mellt
Mae mellt hefyd yn achosi nifer fawr o danau, yn bennaf mewn ardaloedd amaethyddol (dinistrio tai neu eu gwneud yn anaddas i'w defnyddio). Mae adeiladau uchel yn arbennig o dueddol o gael strôc mellt.
Effeithiau ar osodiadau trydanol
Mae mellt yn niweidio systemau trydanol ac electronig yn benodol: trawsnewidyddion, mesuryddion trydan ac offer trydanol mewn adeiladau preswyl a diwydiannol.
Mae cost atgyweirio'r difrod a achosir gan fellt yn uchel iawn. Ond mae'n anodd iawn asesu canlyniadau:
- aflonyddwch a achosir i gyfrifiaduron a rhwydweithiau telathrebu;
- namau a gynhyrchir wrth redeg rhaglenni rheolydd rhesymeg rhaglenadwy a systemau rheoli.
At hynny, gall cost colledion gweithredu fod yn llawer uwch na gwerth yr offer a ddinistriwyd.
Effeithiau strôc mellt
Mae mellt yn ffenomen drydanol amledd uchel sy'n achosi gor-foltedd ar bob eitem dargludol, yn enwedig ar geblau ac offer trydanol.
Gall streiciau mellt effeithio ar systemau trydanol (a / neu electronig) adeilad mewn dwy ffordd:
- gan effaith uniongyrchol y streic mellt ar yr adeilad (gweler Ffig. J5 a);
- trwy effaith anuniongyrchol y streic mellt ar yr adeilad:
- Gall strôc mellt ddisgyn ar linell bŵer trydan uwchben sy'n cyflenwi adeilad (gweler Ffig. J5 b). Gall y gorlifo a'r gor-foltedd ledaenu sawl cilometr o'r pwynt effaith.
- Gall strôc mellt ddisgyn ger llinell bŵer drydan (gweler Ffig. J5 c). Ymbelydredd electromagnetig y cerrynt mellt sy'n cynhyrchu cerrynt uchel a gor-foltedd ar y rhwydwaith cyflenwi pŵer trydan. Yn y ddau achos olaf, trosglwyddir y ceryntau a'r folteddau peryglus gan y rhwydwaith cyflenwi pŵer.
Gall strôc mellt ddisgyn ger adeilad (gweler Ffig. J5 d). Mae potensial y ddaear o amgylch y pwynt effaith yn codi'n beryglus.
Ffig. J5 - Amrywiol fathau o effaith mellt
Ym mhob achos, gall y canlyniadau ar gyfer gosodiadau a llwythi trydanol fod yn ddramatig.
Ffig. J6 - Canlyniad effaith strôc mellt
Y gwahanol ddulliau lluosogi
Modd cyffredin
Mae gor-foltedd modd cyffredin yn ymddangos rhwng dargludyddion byw a'r ddaear: cam-i'r-ddaear neu niwtral-i'r-ddaear (gweler Ffig. J7). Maent yn beryglus yn enwedig ar gyfer offer y mae eu ffrâm wedi'i gysylltu â'r ddaear oherwydd risgiau o ddadelfennu dielectrig.
Ffig. J7 - Modd cyffredin
Modd gwahaniaethol
Mae gor-foltedd modd gwahaniaethol yn ymddangos rhwng dargludyddion byw:
cam-i-gam neu gam-i-niwtral (gweler Ffig. J8). Maent yn arbennig o beryglus ar gyfer offer electronig, caledwedd sensitif fel systemau cyfrifiadurol, ac ati.
Ffig. J8 - Modd gwahaniaethol
Nodweddu'r don mellt
Mae dadansoddiad o'r ffenomenau yn caniatáu diffinio'r mathau o donnau cerrynt a foltedd mellt.
- Mae 2 fath o don gyfredol yn cael eu hystyried yn ôl safonau IEC:
- Ton 10/350 µs: i nodweddu'r tonnau cyfredol o strôc mellt uniongyrchol (gweler Ffig. J9);
Ffig. J9 - ton gyfredol 10/350 µs
Ffig. J10 - ton gyfredol 8/20 µs
Defnyddir y ddau fath hyn o donnau cerrynt mellt i ddiffinio profion ar SPDs (safon IEC 61643-11) ac imiwnedd offer i geryntau mellt.
Mae gwerth brig y don gyfredol yn nodweddu dwyster y strôc mellt.
Nodweddir y gor-foltedd a grëir gan drawiadau mellt gan don foltedd 1.2 / 50 µs (gweler Ffig. J11).
Defnyddir y math hwn o don foltedd i wirio offer sy'n gwrthsefyll gor-foltedd o darddiad atmosfferig (foltedd impulse yn unol ag IEC 61000-4-5).
Ffig. J11 - ton foltedd 1.2 / 50 µs
Egwyddor amddiffyn mellt
Rheolau cyffredinol amddiffyn mellt
Gweithdrefn i atal risgiau'r streic mellt
Rhaid i'r system ar gyfer amddiffyn adeilad yn erbyn effeithiau mellt gynnwys:
- amddiffyn strwythurau rhag strôc mellt uniongyrchol;
- amddiffyn gosodiadau trydanol rhag strôc mellt uniongyrchol ac anuniongyrchol.
Yr egwyddor sylfaenol ar gyfer amddiffyn gosodiad yn erbyn y risg o daro mellt yw atal yr egni sy'n aflonyddu rhag cyrraedd offer sensitif. Er mwyn cyflawni hyn, mae angen:
- dal cerrynt y mellt a'i sianelu i'r ddaear trwy'r llwybr mwyaf uniongyrchol (gan osgoi cyffiniau offer sensitif);
- perfformio bondio equipotential y gosodiad; Mae'r bondio equipotential hwn yn cael ei weithredu gan ddargludyddion bondio, wedi'i ategu gan Dyfeisiau Amddiffyn Ymchwydd (SPDs) neu fylchau gwreichionen (ee bwlch gwreichionen mast antena).
- lleihau effeithiau ysgogedig ac anuniongyrchol trwy osod SPDs a / neu hidlwyr. Defnyddir dwy system amddiffyn i ddileu neu gyfyngu ar or-foltedd: fe'u gelwir yn system amddiffyn adeiladau (ar gyfer y tu allan i adeiladau) a'r system amddiffyn gosodiadau trydanol (ar gyfer y tu mewn i adeiladau).
System amddiffyn adeiladau
Rôl y system amddiffyn adeiladau yw ei amddiffyn rhag strôc mellt uniongyrchol.
Mae'r system yn cynnwys:
- y ddyfais dal: y system amddiffyn mellt;
- dargludyddion i lawr a ddyluniwyd i gyfleu'r cerrynt mellt i'r ddaear;
- Arweiniadau daear “troed y frân” wedi'u cysylltu â'i gilydd;
- cysylltiadau rhwng yr holl fframiau metelaidd (bondio equipotential) a'r ddaear yn arwain.
Pan fydd y cerrynt mellt yn llifo mewn dargludydd, os bydd gwahaniaethau posibl yn ymddangos rhyngddo a'r fframiau sy'n gysylltiedig â'r ddaear sydd wedi'u lleoli yn y cyffiniau, gall yr olaf achosi flashovers dinistriol.
Y 3 math o'r system amddiffyn mellt
Defnyddir tri math o amddiffyniad adeilad:
Y wialen mellt (gwialen syml neu gyda system sbarduno)
Mae'r wialen mellt yn domen ddal metelaidd wedi'i gosod ar ben yr adeilad. Mae'n cael ei glustnodi gan un neu fwy o ddargludyddion (stribedi copr yn aml) (gweler Ffig. J12).
Ffig. J12 - Gwialen mellt (gwialen syml neu gyda system sbarduno)
Y wialen mellt gyda gwifrau tynn
Mae'r gwifrau hyn wedi'u hymestyn uwchben y strwythur i'w gwarchod. Fe'u defnyddir i amddiffyn strwythurau arbennig: ardaloedd lansio rocedi, cymwysiadau milwrol ac amddiffyn llinellau uwchben foltedd uchel (gweler Ffig. J13).
Ffig. J13 - Gwifrau tynn
Yr arweinydd mellt gyda chawell rhwyllog (cawell Faraday)
Mae'r amddiffyniad hwn yn cynnwys gosod nifer o ddargludyddion / tapiau i lawr yn gymesur o amgylch yr adeilad. (gweler Ffig. J14).
Defnyddir y math hwn o system amddiffyn mellt ar gyfer adeiladau agored iawn sy'n cynnwys gosodiadau sensitif iawn fel ystafelloedd cyfrifiaduron.
Ffig. J14 - Cawell Meshed (cawell Faraday)
Canlyniadau amddiffyn adeilad ar gyfer offer y gosodiad trydanol
Mae 50% o'r cerrynt mellt a ollyngir gan y system amddiffyn adeiladau yn codi yn ôl i rwydweithiau daearol y gosodiad trydanol (gweler Ffig. J15): mae codiad posibl y fframiau yn aml iawn yn fwy na inswleiddio gwrthsefyll gallu dargludyddion yn y gwahanol rwydweithiau ( LV, telathrebu, cebl fideo, ac ati).
Ar ben hynny, mae llif cerrynt trwy'r dargludyddion i lawr yn cynhyrchu gor-foltedd ysgogedig yn y gosodiad trydanol.
O ganlyniad, nid yw'r system amddiffyn adeiladau yn amddiffyn y gosodiad trydanol: felly mae'n orfodol darparu ar gyfer system amddiffyn gosodiadau trydanol.
Ffig. J15 - Cerrynt mellt uniongyrchol yn ôl
Amddiffyn mellt - System amddiffyn gosod trydanol
Prif amcan y system amddiffyn gosodiadau trydanol yw cyfyngu gor-foltedd i werthoedd sy'n dderbyniol ar gyfer yr offer.
Mae'r system amddiffyn gosodiadau trydanol yn cynnwys:
- un neu fwy o SPDs yn dibynnu ar gyfluniad yr adeilad;
- y bondio equipotential: rhwyll fetelaidd o rannau dargludol agored.
Gweithredu
Mae'r weithdrefn i amddiffyn systemau trydanol ac electronig adeilad fel a ganlyn.
Chwilio am wybodaeth
- Nodi'r holl lwythi sensitif a'u lleoliad yn yr adeilad.
- Nodi'r systemau trydanol ac electronig a'u priod bwyntiau mynediad i'r adeilad.
- Gwiriwch a oes system amddiffyn mellt yn bresennol yn yr adeilad neu yn y cyffiniau.
- Dewch yn gyfarwydd â'r rheoliadau sy'n berthnasol i leoliad yr adeilad.
- Aseswch y risg o streiciau mellt yn ôl y lleoliad daearyddol, y math o gyflenwad pŵer, dwysedd streic mellt, ac ati.
Gweithredu datrysiad
- Gosod dargludyddion bondio ar fframiau gan rwyll.
- Gosod SPD yn y switsfwrdd LV sy'n dod i mewn.
- Gosod SPD ychwanegol ym mhob bwrdd isrannu sydd wedi'i leoli yng nghyffiniau offer sensitif (gweler Ffig. J16).
Ffig. J16 - Enghraifft o amddiffyn gosodiad trydanol ar raddfa fawr
Y Dyfais Amddiffyn Ymchwydd (SPD)
Defnyddir Dyfeisiau Amddiffyn Ymchwydd (SPD) ar gyfer rhwydweithiau cyflenwi pŵer trydan, rhwydweithiau ffôn, a bysiau cyfathrebu a rheoli awtomatig.
Mae'r Dyfais Amddiffyn Ymchwydd (SPD) yn rhan o'r system amddiffyn gosod trydanol.
Mae'r ddyfais hon wedi'i chysylltu'n gyfochrog â chylched cyflenwad pŵer y llwythi y mae'n rhaid iddi eu gwarchod (gweler Ffig. J17). Gellir ei ddefnyddio hefyd ar bob lefel o'r rhwydwaith cyflenwi pŵer.
Dyma'r math mwyaf cyffredin a mwyaf effeithlon o amddiffyniad gor-foltedd.
Ffig. J17 - Egwyddor y system amddiffyn yn gyfochrog
Mae gan SPD wedi'i gysylltu'n gyfochrog rwystriant uchel. Unwaith y bydd y gor-foltedd dros dro yn ymddangos yn y system, mae rhwystriant y ddyfais yn lleihau felly mae cerrynt ymchwydd yn cael ei yrru trwy'r SPD, gan osgoi'r offer sensitif.
Egwyddor
Dyluniwyd SPD i gyfyngu ar or-foltedd dros dro o darddiad atmosfferig a dargyfeirio tonnau cyfredol i'r ddaear, er mwyn cyfyngu osgled y gor-foltedd hwn i werth nad yw'n beryglus ar gyfer y gosodiad trydanol a'r switshis trydan a'r rheolydd.
Mae SPD yn dileu gor-foltedd
- mewn modd cyffredin, rhwng cyfnod a niwtral neu'r ddaear;
- mewn modd gwahaniaethol, rhwng cyfnod a niwtral.
Os bydd gor-foltedd yn uwch na'r trothwy gweithredu, yr SPD
- yn dargludo'r egni i'r ddaear, yn y modd cyffredin;
- yn dosbarthu'r egni i'r dargludyddion byw eraill, mewn modd gwahaniaethol.
Y tri math o SPD
Math 1 SPD
Argymhellir y SPD Math 1 yn achos penodol adeiladau'r sector gwasanaeth a diwydiannol, wedi'i warchod gan system amddiffyn mellt neu gawell rhwyllog.
Mae'n amddiffyn gosodiadau trydanol rhag strôc mellt uniongyrchol. Gall ollwng y cerrynt yn ôl o fellt sy'n ymledu o'r dargludydd daear i ddargludyddion y rhwydwaith.
Nodweddir SPD Math 1 gan don gyfredol 10/350 µs.
Math 2 SPD
Y SPD Math 2 yw'r brif system amddiffyn ar gyfer pob gosodiad trydanol foltedd isel. Wedi'i osod ym mhob switsfwrdd trydanol, mae'n atal gor-foltedd rhag lledaenu yn y gosodiadau trydanol ac yn amddiffyn y llwythi.
Nodweddir SPD Math 2 gan don gyfredol 8/20 µs.
Math 3 SPD
Mae gan y SPDs hyn allu rhyddhau isel. Felly mae'n rhaid eu gosod yn fandadol fel ychwanegiad at SPD Math 2 ac yng nghyffiniau llwythi sensitif.
Nodweddir SPD Math 3 gan gyfuniad o donnau foltedd (1.2 / 50 μs) a thonnau cyfredol (8/20 μs).
Diffiniad normadol SPD
Ffig. J18 - diffiniad safonol SPD
Strôc mellt uniongyrchol | Strôc mellt anuniongyrchol | ||
IEC 61643 11-: 2011 | Prawf Dosbarth I. | Prawf Dosbarth II | Prawf dosbarth III |
EN 61643-11: 2012 | Math 1: T1 | Math 2: T2 | Math 3: T3 |
Cyn VDE 0675v | B | C | D |
Math o don prawf | 10/350 | 8/20 | 1.2 / 50 + 8/20 |
Nodyn 1: Mae T1 + T2 SPD (neu SPD Math 1 + 2) yn cyfuno amddiffyn llwythi rhag strôc mellt uniongyrchol ac anuniongyrchol.
Nodyn 2: gellir datgan bod rhai SPD T2 hefyd yn T3
Nodweddion SPD
Mae safon ryngwladol IEC 61643-11 Rhifyn 1.0 (03/2011) yn diffinio'r nodweddion a'r profion ar gyfer SPD sy'n gysylltiedig â systemau dosbarthu foltedd isel (gweler Ffig. J19).
Mewn gwyrdd, ystod weithredol gwarantedig yr SPD.
Ffig. J19 - Nodwedd amser / cyfredol SPD gydag varistor
Nodweddion cyffredin
- UC: Uchafswm foltedd gweithredu parhaus. Dyma'r foltedd AC neu DC y mae'r SPD yn dod yn weithredol uwch ei ben. Dewisir y gwerth hwn yn ôl y foltedd sydd â sgôr a threfniant daearu'r system.
- UP: Lefel amddiffyn foltedd (yn I.n). Dyma'r foltedd uchaf ar draws terfynellau'r SPD pan fydd yn weithredol. Cyrhaeddir y foltedd hwn pan fo'r cerrynt sy'n llifo yn yr SPD yn hafal i In. Rhaid i'r lefel amddiffyn foltedd a ddewisir fod yn is na gor-foltedd gwrthsefyll gallu'r llwythi. Os bydd mellt yn taro, mae'r foltedd ar draws terfynellau'r SPD yn gyffredinol yn parhau i fod yn llai nag U.P.
- Yn: Cerrynt rhyddhau enwol. Dyma werth brig tonffurf cerrynt o 8/20 µs y gall yr SPD ei ollwng o leiaf 19 gwaith.
Pam mae Mewn yn bwysig?
Mewn cyfateb i gerrynt rhyddhau enwol y gall SPD ei wrthsefyll o leiaf 19 gwaith: mae gwerth uwch o In yn golygu bywyd hirach i'r SPD, felly argymhellir yn gryf dewis gwerthoedd uwch na'r isafswm gwerth gosodedig o 5 kA.
Math 1 SPD
- Iarg: Cerrynt byrbwyll. Dyma werth brig cerrynt o donffurf 10/350 µs y gall yr SPD ei ollwng o ollwng o leiaf un tro.
Pam ydw iarg bwysig?
Mae safon IEC 62305 yn gofyn am werth cyfredol impulse uchaf o 25 kA y polyn ar gyfer y system tri cham. Mae hyn yn golygu y dylai'r SPD, ar gyfer rhwydwaith 3P + N, allu gwrthsefyll cyfanswm cerrynt impulse uchaf o 100kA sy'n dod o'r bondio daear.
- Ifi: Autoextinguish dilyn cerrynt. Yn berthnasol yn unig i'r dechnoleg bwlch gwreichionen. Dyma'r cerrynt (50 Hz) y gall yr SPD ymyrryd ag ef ei hun ar ôl fflachio. Rhaid i'r cerrynt hwn bob amser fod yn fwy na'r cerrynt cylched byr arfaethedig ar y pwynt gosod.
Math 2 SPD
- Imax: Cerrynt rhyddhau uchaf. Dyma werth brig cerrynt o donffurf 8/20 µs y gall yr SPD ei ollwng unwaith.
Pam mae Imax yn bwysig?
Os cymharwch 2 SPD â'r un Mewn, ond gyda Imax gwahanol: mae gan yr SPD sydd â gwerth Imax uwch “ymyl diogelwch” uwch a gall wrthsefyll cerrynt ymchwydd uwch heb gael ei ddifrodi.
Math 3 SPD
- UOC: Foltedd cylched agored wedi'i gymhwyso yn ystod profion dosbarth III (Math 3).
prif ceisiadau
- SPD Foltedd Isel. Dynodir dyfeisiau gwahanol iawn, o safbwynt technolegol a defnydd, erbyn y term hwn. Mae SPDs foltedd isel yn fodiwlaidd i'w gosod yn hawdd y tu mewn i switsfyrddau LV. Mae yna hefyd SPDs y gellir eu haddasu i socedi pŵer, ond mae gan y dyfeisiau hyn allu rhyddhau isel.
- SPD ar gyfer rhwydweithiau cyfathrebu. Mae'r dyfeisiau hyn yn amddiffyn rhwydweithiau ffôn, rhwydweithiau wedi'u newid a rhwydweithiau rheoli awtomatig (bws) rhag gor-foltedd sy'n dod o'r tu allan (mellt) a'r rhai sy'n fewnol i'r rhwydwaith cyflenwi pŵer (offer llygrol, gweithrediad switshis, ac ati). Mae SPDs o'r fath hefyd wedi'u gosod yn RJ11, RJ45,… cysylltwyr neu wedi'u hintegreiddio i lwythi.
Nodiadau
- Dilyniant prawf yn unol â safon IEC 61643-11 ar gyfer SPD yn seiliedig ar MOV (varistor). Cyfanswm o 19 ysgogiad yn I.n:
- Un ysgogiad positif
- Un ysgogiad negyddol
- 15 ysgogiad wedi'u cydamseru ar bob 30 ° ar y foltedd 50 Hz
- Un ysgogiad positif
- Un ysgogiad negyddol
- ar gyfer SPD math 1, ar ôl y 15 ysgogiad yn I.n (gweler y nodyn blaenorol):
- Un ysgogiad ar 0.1 x I.arg
- Un ysgogiad ar 0.25 x I.arg
- Un ysgogiad ar 0.5 x I.arg
- Un ysgogiad ar 0.75 x I.arg
- Un ysgogiad yn I.arg
Dyluniad y system amddiffyn gosod trydanol
Rheolau dylunio'r system amddiffyn gosodiadau trydanol
Er mwyn amddiffyn gosodiad trydanol mewn adeilad, mae rheolau syml yn berthnasol ar gyfer y dewis o
- SPD (au);
- ei system amddiffyn.
Ar gyfer system dosbarthu pŵer, y prif nodweddion a ddefnyddir i ddiffinio'r system amddiffyn mellt a dewis SPD i amddiffyn gosodiad trydanol mewn adeilad yw:
- SPD
- maint yr SPD
- math
- lefel yr amlygiad i ddiffinio Imax cerrynt rhyddhau uchaf y SPD.
- Y ddyfais amddiffyn cylched byr
- uchafswm rhyddhau Imax cyfredol;
- Isc cerrynt cylched byr ar y pwynt gosod.
Mae'r diagram rhesymeg yn Ffigur J20 isod yn dangos y rheol ddylunio hon.
Ffig. J20 - Diagram rhesymeg ar gyfer dewis system amddiffyn
Mae'r nodweddion eraill ar gyfer dewis SPD wedi'u diffinio ymlaen llaw ar gyfer gosod trydanol.
- nifer y polion yn SPD;
- lefel amddiffyn foltedd U.P;
- UC: Uchafswm foltedd gweithredu parhaus.
Mae'r is-adran hon Dyluniad y system amddiffyn gosodiadau trydanol yn disgrifio'n fanylach y meini prawf ar gyfer dewis y system amddiffyn yn unol â nodweddion y gosodiad, yr offer sydd i'w amddiffyn a'r amgylchedd.
Elfennau'r system amddiffyn
Rhaid gosod SPD bob amser ar darddiad y gosodiad trydanol.
Lleoliad a'r math o SPD
Mae'r math o SPD sydd i'w osod ar darddiad y gosodiad yn dibynnu a oes system amddiffyn mellt yn bresennol ai peidio. Os oes system amddiffyn mellt yn yr adeilad (yn unol ag IEC 62305), dylid gosod SPD Math 1.
Ar gyfer SPD sydd wedi'i osod ar ddiwedd y gosodiad sy'n dod i mewn, mae safonau gosod IEC 60364 yn gosod isafswm gwerthoedd ar gyfer y 2 nodwedd ganlynol:
- Cerrynt rhyddhau enwol I.n = 5 kA (8/20) µs;
- Lefel amddiffyn foltedd U.P(yn I.n) <2.5 kV.
Mae nifer y SPDs ychwanegol i'w gosod yn cael ei bennu gan:
- maint y safle ac anhawster gosod dargludyddion bondio. Ar safleoedd mawr, mae'n hanfodol gosod SPD ar ben sy'n dod i mewn i bob lloc isrannu.
- y pellter sy'n gwahanu llwythi sensitif i'w amddiffyn rhag y ddyfais amddiffyn pen sy'n dod i mewn. Pan fydd y llwythi wedi'u lleoli fwy na 10 metr i ffwrdd o'r ddyfais amddiffyn pen sy'n dod i mewn, mae angen darparu ar gyfer amddiffyniad dirwy ychwanegol mor agos â phosibl at lwythi sensitif. Mae ffenomenau adlewyrchiad tonnau yn cynyddu o 10 metr gweler Taenu ton mellt
- y risg o ddod i gysylltiad. Yn achos safle agored iawn, ni all yr SPD pen sy'n dod i mewn sicrhau llif uchel o gerrynt mellt a lefel amddiffyn foltedd digon isel. Yn benodol, yn gyffredinol mae SPD Math 1 yn cyd-fynd â SPD Math 2.
Mae'r tabl yn Ffigur J21 isod yn dangos maint a math yr SPD sydd i'w sefydlu ar sail y ddau ffactor a ddiffinnir uchod.
Ffig. J21 - Y 4 achos o weithredu SPD
Lefelau dosbarthedig amddiffyn
Mae sawl lefel amddiffyn o SPD yn caniatáu i'r egni gael ei ddosbarthu ymhlith sawl SPD, fel y dangosir yn Ffigur J22 lle darperir ar gyfer y tri math o SPD:
- Math 1: pan fydd system amddiffyn mellt yn yr adeilad ac wedi'i leoli ym mhen sy'n dod i mewn i'r gosodiad, mae'n amsugno llawer iawn o egni;
- Math 2: yn amsugno gor-foltedd gweddilliol;
- Math 3: yn darparu amddiffyniad “dirwy” os oes angen ar gyfer yr offer mwyaf sensitif sydd wedi'i leoli'n agos iawn at y llwythi.
Nodyn: Gellir cyfuno'r SPD Math 1 a 2 mewn un SPD
Ffig. J22 - Pensaernïaeth amddiffyn cain
Nodweddion cyffredin SPDs yn ôl y nodweddion gosod
Uchafswm foltedd gweithredu parhaus Uc
Yn dibynnu ar drefniant daearu'r system, y foltedd gweithredu parhaus U uchafC rhaid i SPD fod yn hafal neu'n fwy na'r gwerthoedd a ddangosir yn y tabl yn Ffigur J23.
Ffig. J23 - Isafswm gwerth penodedig U.C ar gyfer SPDs yn dibynnu ar drefniant daearu'r system (yn seiliedig ar Dabl 534.2 o safon IEC 60364-5-53)
SPDs wedi'u cysylltu rhwng (fel sy'n berthnasol) | Cyfluniad system rhwydwaith dosbarthu | ||
System TN | System TT | System TG | |
Dargludydd llinell ac arweinydd niwtral | 1.1 U / √3 | 1.1 U / √3 | 1.1 U / √3 |
Arweinydd llinell ac arweinydd AG | 1.1 U / √3 | 1.1 U / √3 | 1.1 U |
Dargludydd llinell ac arweinydd PEN | 1.1 U / √3 | Dim | Dim |
Arweinydd niwtral ac arweinydd AG | U / √3 [a] | U / √3 [a] | 1.1 U / √3 |
Amherthnasol: ddim yn berthnasol
U: foltedd llinell-i-linell y system foltedd isel
a. mae'r gwerthoedd hyn yn gysylltiedig ag amodau bai gwaethaf, felly ni chymerir goddefgarwch o 10% i ystyriaeth.
Gwerthoedd mwyaf cyffredin UC a ddewisir yn ôl trefniant daearu'r system.
TT, TN: 260, 320, 340, 350 V.
TG: 440, 460 V.
Lefel amddiffyn foltedd U.P (yn I.n)
Mae safon IEC 60364-4-44 yn helpu gyda'r dewis o'r lefel amddiffyn i fyny ar gyfer yr SPD yn swyddogaeth y llwythi sydd i'w gwarchod. Mae'r tabl yn Ffigur J24 yn dangos gallu gwrthsefyll impulse pob math o offer.
Ffig. J24 - Foltedd impulse graddedig offer Uw (tabl 443.2 o IEC 60364-4-44)
Foltedd enwol y gosodiad [a] (V) | Llinell foltedd i niwtral sy'n deillio o folteddau enwol ac neu dc hyd at (V) ac yn cynnwys | Mae ysgogiad graddedig gofynnol yn gwrthsefyll foltedd offer [b] (kV) | |||
Categori gor-foltedd IV (offer â foltedd impulse gradd uchel iawn) | Gor-foltedd categori III (offer â foltedd impulse cyfradd uchel) | Gor-foltedd categori II (offer gyda foltedd impulse â sgôr arferol) | Categori gor-foltedd I (offer â foltedd impulse gradd is) | ||
Er enghraifft, mesurydd ynni, systemau telecontrol | Er enghraifft, byrddau dosbarthu, switshis allfeydd socedi | Er enghraifft, dosbarthu offer domestig, offer | Er enghraifft, offer electronig sensitif | ||
120/208 | 150 | 4 | 2.5 | 1.5 | 0.8 |
230/400 [c] [d] | 300 | 6 | 4 | 2.5 | 1.5 |
277/480 [c] | |||||
400/690 | 600 | 8 | 6 | 4 | 2.5 |
1000 | 1000 | 12 | 8 | 6 | 4 |
1500 dc | 1500 dc | 8 | 6 |
a. Yn ôl IEC 60038: 2009.
b. Mae'r foltedd impulse graddedig hwn yn cael ei gymhwyso rhwng dargludyddion byw ac AG.
c. Yng Nghanada ac UDA, ar gyfer folteddau i'r ddaear sy'n uwch na 300 V, mae'r foltedd impulse graddedig sy'n cyfateb i'r foltedd uchaf nesaf yn y golofn hon yn berthnasol.
ch. Ar gyfer gweithrediadau systemau TG yn 220-240 V, rhaid defnyddio'r rhes 230/400, oherwydd y foltedd i'r ddaear ar fai’r ddaear ar un llinell.
Ffig. J25 - Categori offer gor-foltedd
Yr U “gosodedig”P dylid cymharu perfformiad â gallu gwrthsefyll byrbwyll y llwythi.
Mae gan SPD lefel amddiffyn foltedd U.P mae hynny'n gynhenid, hy wedi'i ddiffinio a'i brofi yn annibynnol ar ei osod. Yn ymarferol, ar gyfer y dewis o U.P perfformiad SPD, rhaid cymryd ffin ddiogelwch i ganiatáu ar gyfer y gor-foltedd sy'n gynhenid wrth osod yr SPD (gweler Ffigur J26 a Chysylltiad Dyfais Amddiffyn Ymchwydd).
Ffig. J26 - Wedi'i osod U.P
Y lefel amddiffyn foltedd “gosodedig” U.P a fabwysiadir yn gyffredinol i amddiffyn offer sensitif mewn gosodiadau trydanol 230/400 V yw 2.5 kV (gor-foltedd categori II, gweler Ffig. J27).
Nodyn:
Os na ellir cyflawni'r lefel amddiffyn foltedd penodedig gan yr SPD pen sy'n dod i mewn neu os yw eitemau offer sensitif yn anghysbell (gweler Elfennau'r system amddiffyn # Lleoliad a'r math o leoliad SPD a'r math o SPD, rhaid gosod SPD cydgysylltiedig ychwanegol i gyflawni'r y lefel amddiffyn ofynnol.
Nifer y polion
- Yn dibynnu ar drefniant daearu'r system, mae angen darparu ar gyfer pensaernïaeth SPD gan sicrhau amddiffyniad yn y modd cyffredin (CM) a'r modd gwahaniaethol (DM).
Ffig. J27 - Anghenion amddiffyn yn unol â threfniant daearu'r system
TT | TN-C | TN-S | IT | |
Cyfnod-i-niwtral (DM) | Argymhellir [a] | - | a argymhellir | Ddim yn ddefnyddiol |
Cyfnod-i'r-ddaear (AG neu PEN) (CM) | Ydy | Ydy | Ydy | Ydy |
Niwtral-i'r-ddaear (AG) (CM) | Ydy | - | Ydy | Ydw [b] |
a. Gellir ymgorffori'r amddiffyniad rhwng cam a niwtral naill ai yn yr SPD a roddir ar darddiad y gosodiad neu gellir ei bellhau yn agos at yr offer sydd i'w amddiffyn
b. Os yw'n niwtral wedi'i ddosbarthu
Nodyn:
Gor-foltedd modd cyffredin
Math sylfaenol o amddiffyniad yw gosod SPD yn y modd cyffredin rhwng cyfnodau a'r dargludydd AG (neu PEN), beth bynnag yw'r math o drefniant daearu system a ddefnyddir.
Gor-foltedd modd gwahaniaethol
Yn y systemau TT a TN-S, mae daearu'r niwtral yn arwain at anghymesuredd oherwydd rhwystrau daear sy'n arwain at ymddangosiad folteddau modd gwahaniaethol, er bod y gor-foltedd a achosir gan strôc mellt yn ddull cyffredin.
SPDs 2P, 3P a 4P
(gweler Ffig. J28)
Mae'r rhain wedi'u haddasu i'r systemau TG, TN-C, TN-CS.
Maent yn darparu amddiffyniad yn unig rhag gor-foltedd modd cyffredin
Ffig. J28 - 1P, 2P, 3P, 4P SPDs
SPDs 1P + N, 3P + N.
(gweler Ffig. J29)
Mae'r rhain wedi'u haddasu i'r systemau TT a TN-S.
Maent yn amddiffyn rhag gor-foltedd modd cyffredin a modd gwahaniaethol
Ffig. J29 - 1P + N, 3P + N SPDs
Dewis SPD Math 1
Impimpse Iimp cyfredol
- Lle nad oes unrhyw reoliadau cenedlaethol na rheoliadau penodol ar gyfer amddiffyn y math o adeilad: bydd yr Iimp cerrynt byrbwyll o leiaf 12.5 kA (ton 10/350 µs) fesul cangen yn unol ag IEC 60364-5-534.
- Lle mae rheoliadau'n bodoli: mae safon IEC 62305-2 yn diffinio 4 lefel: I, II, III a IV
Mae'r tabl yn Ffigur J31 yn dangos gwahanol lefelau I.arg yn yr achos rheoleiddio.
Ffig. J30 - Enghraifft sylfaenol o I gytbwysarg dosbarthiad cyfredol mewn system 3 cham
Ffig. J31 - Tabl I.arg gwerthoedd yn unol â lefel amddiffyn foltedd yr adeilad (yn seiliedig ar IEC / EN 62305-2)
Lefel amddiffyn yn unol ag EN 62305-2 | System amddiffyn mellt allanol wedi'i chynllunio i drin fflach uniongyrchol o: | Isafswm gofynnol I.arg ar gyfer SPD Math 1 ar gyfer rhwydwaith niwtral llinell |
I | 200 kA | 25 kA / polyn |
II | 150 kA | 18.75 kA / polyn |
III/IV | 100 kA | 12.5 kA / polyn |
Autoextinguish dilyn cyfredol I.fi
Mae'r nodwedd hon yn berthnasol yn unig ar gyfer SPDs sydd â thechnoleg bwlch gwreichionen. Mae'r autoextinguish yn dilyn cerrynt I.fi rhaid iddo bob amser fod yn fwy na'r cerrynt cylched byr arfaethedig I.sc ar y pwynt gosod.
Dewis SPD Math 2
Uchafswm rhyddhau Imax cyfredol
Diffinnir yr Imax cerrynt gollwng uchaf yn ôl y lefel amlygiad amcangyfrifedig o'i gymharu â lleoliad yr adeilad.
Mae gwerth y cerrynt rhyddhau uchaf (Imax) yn cael ei bennu gan ddadansoddiad risg (gweler y tabl yn Ffigur J32).
Ffig. J32 - Argymhellir Imax cerrynt rhyddhau uchaf yn ôl lefel yr amlygiad
Lefel amlygiad | |||
isel | Canolig | uchel | |
Amgylchedd adeiladu | Adeilad wedi'i leoli mewn ardal drefol neu faestrefol o dai wedi'u grwpio | Adeilad wedi'i leoli mewn gwastadedd | Adeiladu lle mae risg benodol: peilon, coeden, rhanbarth mynyddig, ardal wlyb neu bwll, ac ati. |
Gwerth Imax a argymhellir (kA) | 20 | 40 | 65 |
Dewis Dyfais Amddiffyn Cylchdaith Fer allanol (SCPD)
Rhaid i'r dyfeisiau amddiffyn (cylched thermol a byr) gael eu cydgysylltu â'r SPD i sicrhau gweithrediad dibynadwy, h.y.
sicrhau parhad gwasanaeth:
- gwrthsefyll tonnau cerrynt mellt
- peidio â chynhyrchu foltedd gweddilliol gormodol.
sicrhau amddiffyniad effeithiol yn erbyn pob math o or-redeg:
- gorlwytho yn dilyn rhediad thermol yr varistor;
- cylched fer o ddwysedd isel (rhwystriant);
- cylched fer o ddwyster uchel.
Risgiau i'w hosgoi ar ddiwedd oes y SPDs
Oherwydd heneiddio
Yn achos diwedd oes naturiol oherwydd heneiddio, mae'r amddiffyniad o'r math thermol. Rhaid i SPD ag amrywyddion fod â datgysylltydd mewnol sy'n anablu'r SPD.
Nodyn: Nid yw diwedd oes trwy ffo thermol yn ymwneud â SPD â thiwb rhyddhau nwy na bwlch gwreichionen wedi'i amgáu.
Oherwydd nam
Achosion diwedd oes oherwydd nam cylched byr yw:
- Rhagorwyd ar y capasiti rhyddhau uchaf. Mae'r nam hwn yn arwain at gylched fer gref.
- Nam oherwydd y system ddosbarthu (newid niwtral / cyfnod, datgysylltiad niwtral).
- Dirywiad graddol yr varistor.
Mae'r ddau ddiffyg olaf yn arwain at gylched fer rwystr.
Rhaid amddiffyn y gosodiad rhag difrod sy'n deillio o'r mathau hyn o fai: nid oes gan y datgysylltydd mewnol (thermol) a ddiffinnir uchod amser i gynhesu, felly i weithredu.
Dylid gosod dyfais arbennig o'r enw “Dyfais Amddiffyn Cylchdaith Fer allanol (SCPD allanol)”, sy'n gallu dileu'r cylched byr. Gellir ei weithredu gan dorrwr cylched neu ddyfais ffiws.
Nodweddion y SCPD allanol
Dylai'r SCPD allanol gael ei gydlynu â'r SPD. Fe'i cynlluniwyd i fodloni'r ddau gyfyngiad canlynol:
Cerrynt mellt yn gwrthsefyll
Mae'r gwrthiant cerrynt mellt yn nodwedd hanfodol o Ddyfais Amddiffyn Cylchdaith Fer allanol yr SPD.
Rhaid i'r SCPD allanol beidio â baglu ar 15 o gerrynt impulse olynol yn In.
Cerrynt cylched byr yn gwrthsefyll
- Mae'r gallu i dorri yn cael ei bennu gan y rheolau gosod (safon IEC 60364):
Dylai'r SCPD allanol fod â gallu torri sy'n hafal neu'n uwch na'r darpar Isc cerrynt cylched byr ar y pwynt gosod (yn unol â safon IEC 60364). - Amddiffyn y gosodiad rhag cylchedau byr
Yn benodol, mae'r gylched fer rwystr yn gwasgaru llawer o egni a dylid ei ddileu yn gyflym iawn i atal difrod i'r gosodiad ac i'r SPD.
Rhaid i'r gwneuthurwr roi'r cysylltiad cywir rhwng SPD a'i SCPD allanol.
Modd gosod ar gyfer y SCPD allanol
Dyfais “mewn cyfres”
Disgrifir y SCPD fel “mewn cyfres” (gweler Ffig. J33) pan fydd yr amddiffyniad yn cael ei berfformio gan ddyfais amddiffyn gyffredinol y rhwydwaith sydd i'w amddiffyn (er enghraifft, torrwr cylched cysylltiad i fyny'r afon o osodiad).
Ffig. J33 - SCPD “mewn cyfres”
Dyfais “yn gyfochrog”
Disgrifir y SCPD fel “yn gyfochrog” (gweler Ffig. J34) pan fydd yr amddiffyniad yn cael ei berfformio'n benodol gan ddyfais amddiffyn sy'n gysylltiedig â'r SPD.
- Gelwir y SCPD allanol yn “dorwr cylched datgysylltu” os yw'r swyddogaeth yn cael ei chyflawni gan dorrwr cylched.
- Gellir integreiddio'r torrwr cylched datgysylltu i'r SPD.
Ffig. J34 - SCPD “yn gyfochrog”
Nodyn:
Yn achos SPD gyda thiwb rhyddhau nwy neu fwlch gwreichionen wedi'i amgáu, mae'r SCPD yn caniatáu i'r cerrynt gael ei dorri yn syth ar ôl ei ddefnyddio.
Gwarant amddiffyniad
Dylai'r SCPD allanol gael ei gydlynu â'r SPD a'i brofi a'i warantu gan y gwneuthurwr SPD yn unol ag argymhellion safon IEC 61643-11. Dylid ei osod hefyd yn unol ag argymhellion y gwneuthurwr. Er enghraifft, gweler y tablau cydgysylltu Electric SCPD + SPD.
Pan fydd y ddyfais hon wedi'i hintegreiddio, mae cydymffurfio â safon cynnyrch IEC 61643-11 yn naturiol yn sicrhau amddiffyniad.
Ffig. J35 - SPDs gyda SCPD allanol, heb ei integreiddio (iC60N + iPRD 40r) ac integredig (iQuick PRD 40r)
Crynodeb o nodweddion SCPDs allanol
Rhoddir dadansoddiad manwl o'r nodweddion yn adran Nodweddion manwl y SCPD allanol.
Mae'r tabl yn Ffigur J36 yn dangos, ar enghraifft, grynodeb o'r nodweddion yn ôl y gwahanol fathau o SCPD allanol.
Ffig. J36 - Nodweddion amddiffyniad diwedd oes SPD Math 2 yn ôl y SCPDs allanol
Tabl cydlynu dyfeisiau SPD a gwarchod
Mae'r tabl yn Ffigur J37 isod yn dangos cydgysylltiad datgysylltu torwyr cylched (SCPD allanol) ar gyfer SPDs Math 1 a 2 o'r brand XXX Electric ar gyfer pob lefel o geryntau cylched byr.
Mae cydgysylltu rhwng SPD a'i dorwyr cylched datgysylltu, wedi'u nodi a'u gwarantu gan Electric, yn sicrhau amddiffyniad dibynadwy (gwrthsefyll tonnau mellt, amddiffyniad wedi'i atgyfnerthu o geryntau cylched byr rhwystriant, ac ati).
Ffig. J37 - Enghraifft o dabl cydgysylltu rhwng SPDs a'u torwyr cylched datgysylltu. Cyfeiriwch bob amser at y tablau diweddaraf a ddarperir gan wneuthurwyr.
Cydlynu gyda dyfeisiau amddiffyn i fyny'r afon
Cydlynu â dyfeisiau amddiffyn cysgodol
Mewn gosodiad trydanol, mae'r SCPD allanol yn gyfarpar sy'n union yr un fath â'r cyfarpar amddiffyn: mae hyn yn ei gwneud hi'n bosibl defnyddio technegau dethol a rhaeadru ar gyfer optimeiddio'r cynllun amddiffyn yn dechnegol ac yn economaidd.
Cydlynu â dyfeisiau cerrynt gweddilliol
Os yw'r SPD wedi'i osod i lawr yr afon o ddyfais amddiffyn gollyngiadau daear, dylai'r olaf fod o'r math "si" neu ddetholus gydag imiwnedd i geryntau pwls o leiaf 3 kA (ton gyfredol 8/20 μs).
Gosod Dyfais Amddiffyn Ymchwydd
Cysylltiad Dyfais Amddiffyn Ymchwydd
Dylai cysylltiadau SPD â'r llwythi fod mor fyr â phosibl er mwyn lleihau gwerth y lefel amddiffyn foltedd (wedi'i osod i fyny) ar derfynellau'r offer gwarchodedig.
Ni ddylai cyfanswm hyd y cysylltiadau SPD â'r rhwydwaith a bloc terfynell y ddaear fod yn fwy na 50 cm.
Un o'r nodweddion hanfodol ar gyfer amddiffyn offer yw'r lefel amddiffyn foltedd uchaf (wedi'i osod i fyny) y gall yr offer ei wrthsefyll yn ei derfynellau. Yn unol â hynny, dylid dewis SPD gyda lefel amddiffyn foltedd Up wedi'i addasu i amddiffyn yr offer (gweler Ffig. J38). Cyfanswm hyd y dargludyddion cysylltiad yw
L = L1 + L2 + L3.
Ar gyfer ceryntau amledd uchel, mae'r rhwystriant fesul uned hyd y cysylltiad hwn oddeutu 1 µH / m.
Felly, gan gymhwyso cyfraith Lenz i'r cysylltiad hwn: ΔU = L di / dt
Mae'r don gyfredol normal 8/20 µs, gydag osgled cyfredol o 8 kA, yn creu codiad foltedd o 1000 V y metr o gebl.
ΔU = 1 x 10-6 x 8 x 103/8 x 10-6 = 1000 V.
Ffig. J38 - Cysylltiadau SPD L <50 cm
O ganlyniad, y foltedd ar draws y terfynellau offer, offer U:
U offer = I fyny + U1 + U2
Os yw L1 + L2 + L3 = 50 cm, a'r don yn 8/20 µs gydag osgled o 8 kA, y foltedd ar draws y terfynellau offer fydd Up + 500 V.
Ffig. J39 - Enghraifft o gysylltiad mewn lloc plastig
Cysylltiad mewn lloc metelaidd
Yn achos cynulliad switshis mewn lloc metelaidd, gallai fod yn ddoeth cysylltu'r SPD yn uniongyrchol â'r lloc metelaidd, gyda'r lloc yn cael ei ddefnyddio fel dargludydd amddiffynnol (gweler Ffig. J40).
Mae'r trefniant hwn yn cydymffurfio â safon IEC 61439-2 a rhaid i wneuthurwr y Cynulliad sicrhau bod nodweddion y lloc yn gwneud y defnydd hwn yn bosibl.
Ffig. J40 - Enghraifft o gysylltiad mewn lloc metelaidd
Trawsdoriad arweinydd
Mae'r croestoriad dargludydd lleiaf a argymhellir yn ystyried:
- Y gwasanaeth arferol i'w ddarparu: Llif y don cerrynt mellt o dan ostyngiad foltedd uchaf (rheol 50 cm).
Nodyn: Yn wahanol i gymwysiadau yn 50 Hz, ffenomen y mellt yn amledd uchel, nid yw'r cynnydd yn nhrawsdoriad y dargludydd yn lleihau ei rwystriant amledd uchel yn fawr. - Mae dargludyddion yn gwrthsefyll ceryntau cylched byr: Rhaid i'r dargludydd wrthsefyll cerrynt cylched byr yn ystod yr amser torri system amddiffyn uchaf.
Mae IEC 60364 yn argymell yn y pen gosod sy'n dod i mewn o leiaf groestoriad o: - 4 mm2 (Cu) ar gyfer cysylltu SPD Math 2;
- 16 mm2 (Cu) ar gyfer cysylltu SPD Math 1 (presenoldeb system amddiffyn mellt).
Dylid gwneud dyluniad gosod offer yn unol â rheolau gosod: rhaid i hyd ceblau fod yn llai na 50 cm.
Rheolau ceblau Dyfais Amddiffyn Ymchwydd
Rheol 1
Y rheol gyntaf i gydymffurfio â hi yw na ddylai hyd y cysylltiadau SPD rhwng y rhwydwaith (trwy'r SCPD allanol) a'r bloc terfynell daearu fod yn fwy na 50 cm.
Mae Ffigur J42 yn dangos y ddau bosibilrwydd ar gyfer cysylltu SPD.
Ffig. J42 - SPD gyda SCPD allanol ar wahân neu integredig
Rheol 2
Dargludyddion porthwyr sy'n mynd allan wedi'u gwarchod:
- dylid ei gysylltu â therfynellau'r SCPD allanol neu'r SPD;
- dylid eu gwahanu'n gorfforol oddi wrth y dargludyddion llygredig sy'n dod i mewn.
Maent wedi'u lleoli i'r dde o derfynellau'r SPD a'r SCPD (gweler Ffigur J43).
Ffig. J43 - Mae cysylltiadau porthwyr sy'n mynd allan wedi'u gwarchod i'r dde o'r terfynellau SPD
Rheol 3
Dylai'r dargludyddion cam bwydo sy'n dod i mewn, niwtral ac amddiffyn (PE) redeg un wrth ochr y llall er mwyn lleihau wyneb y ddolen (gweler Ffig. J44).
Rheol 4
Dylai dargludyddion sy'n dod i mewn yr SPD fod yn bell o'r dargludyddion sy'n mynd allan er mwyn osgoi eu llygru trwy gyplu (gweler Ffig. J44).
Rheol 5
Dylai'r ceblau gael eu pinio yn erbyn rhannau metelaidd y lloc (os oes rhai) er mwyn lleihau wyneb y ddolen ffrâm ac felly elwa o gael effaith cysgodi yn erbyn aflonyddwch EM.
Ym mhob achos, rhaid gwirio bod fframiau switsfyrddau a chaeau yn cael eu torri trwy gysylltiadau byr iawn.
Yn olaf, os defnyddir ceblau cysgodol, dylid osgoi darnau mawr, oherwydd eu bod yn lleihau effeithlonrwydd cysgodi (gweler Ffig. J44).
Ffig. J44 - Enghraifft o wella EMC trwy ostyngiad yn yr arwynebau dolen a rhwystriant cyffredin mewn lloc trydan
Ffig. J46 - Rhwydwaith telathrebu
Datrysiadau a diagram sgematig
- Mae'r canllaw dewis arrester ymchwydd wedi ei gwneud hi'n bosibl pennu union werth yr arrester ymchwydd ar ddiwedd y gosodiad a gwerth y torrwr cylched datgysylltu cysylltiedig.
- Fel y dyfeisiau sensitif (U.arg Mae <1.5 kV) wedi'u lleoli fwy na 10m o'r ddyfais amddiffyn sy'n dod i mewn, rhaid gosod yr arestwyr ymchwydd amddiffyn dirwy mor agos â phosibl i'r llwythi.
- Er mwyn sicrhau gwell parhad gwasanaeth ar gyfer ardaloedd ystafelloedd oer: bydd torwyr cylchedau gweddilliol math “si” yn cael eu defnyddio i osgoi baglu niwsans a achosir gan y cynnydd ym mhotensial y ddaear wrth i'r don mellt fynd trwodd.
- Er mwyn amddiffyn rhag gor-foltedd atmosfferig: 1, gosod arrester ymchwydd yn y prif switsfwrdd. 2, gosod arrester ymchwydd amddiffyn dirwy ym mhob switsfwrdd (1 a 2) gan gyflenwi'r dyfeisiau sensitif sydd wedi'u lleoli mwy na 10m o'r arestiwr ymchwydd sy'n dod i mewn. 3, gosod arrester ymchwydd ar y rhwydwaith telathrebu i amddiffyn y dyfeisiau a gyflenwir, er enghraifft, larymau tân, modemau, ffonau, ffacsys.
Argymhellion ceblau
- Sicrhewch gyfarpar terfyniadau daear yr adeilad.
- Gostyngwch yr ardaloedd cebl cyflenwad pŵer dolennog.
Argymhellion gosod
- Gosod arrester ymchwydd, I.max = 40 kA (8/20 µs), a thorrwr cylched datgysylltu iC60 wedi'i raddio yn 40 A.
- Gosod arestwyr ymchwydd amddiffyn dirwy, I.max = 8 kA (8/20 µs) a'r torwyr cylched datgysylltu iC60 cysylltiedig wedi'u graddio yn 10 A.
Ffig. J46 - Rhwydwaith telathrebu
SPD ar gyfer cymwysiadau ffotofoltäig
Gall gor-foltedd ddigwydd mewn gosodiadau trydanol am amryw resymau. Gall gael ei achosi gan:
- Y rhwydwaith ddosbarthu o ganlyniad i fellt neu unrhyw waith a wneir.
- Streiciau mellt (gerllaw neu ar adeiladau a gosodiadau PV, neu ar ddargludyddion mellt).
- Amrywiadau yn y maes trydanol oherwydd mellt.
Fel pob strwythur awyr agored, mae gosodiadau PV yn agored i'r risg o fellt sy'n amrywio o ranbarth i ranbarth. Dylai systemau a dyfeisiau ataliol ac arestio fod ar waith.
Amddiffyn trwy fondio equipotential
Y diogelwch cyntaf i'w roi ar waith yw cyfrwng (dargludydd) sy'n sicrhau bondio equipotential rhwng holl rannau dargludol gosodiad PV.
Y nod yw bondio'r holl ddargludyddion daear a rhannau metel ac felly creu potensial cyfartal ar bob pwynt yn y system sydd wedi'i gosod.
Amddiffyn gan ddyfeisiau amddiffyn rhag ymchwydd (SPDs)
Mae SPDs yn arbennig o bwysig i amddiffyn offer trydanol sensitif fel Gwrthdröydd AC / DC, dyfeisiau monitro a modiwlau PV, ond hefyd offer sensitif eraill sy'n cael eu pweru gan rwydwaith dosbarthu trydanol 230 VAC. Mae'r dull canlynol o asesu risg yn seiliedig ar werthuso'r hyd critigol Lcrit a'i gymhariaeth â L hyd cronnus y llinellau dc.
Mae angen amddiffyniad SPD os yw L ≥ Lcrit.
Mae Lcrit yn dibynnu ar y math o osodiad PV ac fe'i cyfrifir fel y mae'r tabl canlynol (Ffig. J47) yn nodi:
Ffig. J47 - dewis SPD DC
Math o osodiad | Adeilad preswyl unigol | Gwaith cynhyrchu daearol | Gwasanaeth / Diwydiannol / Amaethyddol / Adeiladau |
LCrit (yn m) | 115 / Ng | 200 / Ng | 450 / Ng |
L ≥ L.Crit | Dyfais (au) amddiffynnol ymchwydd yn orfodol ar ochr DC | ||
L <LCrit | Dyfais (au) amddiffynnol ymchwydd ddim yn orfodol ar ochr DC |
L yw swm:
- swm y pellteroedd rhwng yr gwrthdröydd / gwrthdröydd a'r blwch (iau) cyffordd, gan ystyried bod hyd y cebl sydd wedi'i leoli yn yr un cwndid yn cael ei gyfrif unwaith yn unig, a
- swm y pellteroedd rhwng y blwch cyffordd a phwyntiau cysylltu'r modiwlau ffotofoltäig sy'n ffurfio'r llinyn, gan ystyried bod hyd y cebl sydd wedi'i leoli yn yr un cwndid yn cael ei gyfrif unwaith yn unig.
Dwysedd mellt arc yw Ng (nifer y streiciau / km2 y flwyddyn).
Ffig. J48 - Dewis SPD
[a]. 1 2 3 4 Ni welir pellter gwahanu Math 1 yn ôl EN 62305.
Gosod SPD
Mae nifer a lleoliad SPDs ar yr ochr DC yn dibynnu ar hyd y ceblau rhwng y paneli solar a'r gwrthdröydd. Dylai'r SPD gael ei osod yng nghyffiniau'r gwrthdröydd os yw'r hyd yn llai na 10 metr. Os yw'n fwy na 10 metr, mae angen ail SPD a dylid ei leoli yn y blwch yn agos at y panel solar, mae'r un cyntaf wedi'i leoli yn ardal yr gwrthdröydd.
I fod yn effeithlon, rhaid i geblau cysylltiad SPD â'r rhwydwaith L + / L- a rhwng bloc terfynell ddaear yr SPD a bar bws daear fod mor fyr â phosibl - llai na 2.5 metr (d1 + d2 <50 cm).
Cynhyrchu ynni ffotofoltäig diogel a dibynadwy
Yn dibynnu ar y pellter rhwng y rhan “generadur” a’r rhan “trosi”, efallai y bydd angen gosod dau arestiwr ymchwydd neu fwy, er mwyn sicrhau amddiffyniad pob un o’r ddwy ran.
Ffig. J49 - Lleoliad SPD
Atchwanegiadau technegol amddiffyn ymchwydd
Safonau amddiffyn mellt
Mae rhannau safonol 62305 i 1 IEC 4 (NF EN 62305 rhannau 1 i 4) yn ad-drefnu ac yn diweddaru cyhoeddiadau safonol IEC 61024 (cyfres), IEC 61312 (cyfres), ac IEC 61663 (cyfres) ar systemau amddiffyn mellt.
Rhan 1 - Egwyddorion cyffredinol
Mae'r rhan hon yn cyflwyno gwybodaeth gyffredinol am fellt a'i nodweddion a data cyffredinol ac yn cyflwyno'r dogfennau eraill.
Rhan 2 - Rheoli risg
Mae'r rhan hon yn cyflwyno'r dadansoddiad gan ei gwneud hi'n bosibl cyfrifo'r risg ar gyfer strwythur a phenderfynu ar y gwahanol senarios amddiffyn er mwyn caniatáu optimeiddio technegol ac economaidd.
Rhan 3 - Niwed corfforol i strwythurau a pherygl bywyd
Mae'r rhan hon yn disgrifio amddiffyniad rhag strôc mellt uniongyrchol, gan gynnwys y system amddiffyn mellt, dargludydd i lawr, plwm daear, equipotentiality ac felly SPD gyda bondio equipotential (Math 1 SPD).
Rhan 4 - Systemau trydanol ac electronig o fewn strwythurau
Mae'r rhan hon yn disgrifio amddiffyniad rhag effeithiau ysgogedig mellt, gan gynnwys y system amddiffyn gan SPD (Mathau 2 a 3), cysgodi cebl, rheolau ar gyfer gosod SPD, ac ati.
Ategir y gyfres hon o safonau gan:
- cyfres safonau IEC 61643 ar gyfer diffinio cynhyrchion amddiffyn rhag ymchwydd (gweler Cydrannau SPD);
- cyfres safonau IEC 60364-4 a -5 ar gyfer cymhwyso'r cynhyrchion mewn gosodiadau trydanol LV (gweler yr arwydd diwedd oes o SPD).
Cydrannau SPD
Mae'r SPD yn cynnwys yn bennaf (gweler Ffig. J50):
- un neu fwy o gydrannau aflinol: y rhan fyw (varistor, tiwb rhyddhau nwy [GDT], ac ati);
- dyfais amddiffynnol thermol (datgysylltydd mewnol) sy'n ei amddiffyn rhag ffo thermol ar ddiwedd oes (SPD gydag varistor);
- dangosydd sy'n nodi diwedd oes yr SPD; Mae rhai SPDs yn caniatáu riportio'r arwydd hwn o bell;
- SCPD allanol sy'n amddiffyn rhag cylchedau byr (gellir integreiddio'r ddyfais hon i'r SPD).
Ffig. J50 - Diagram o SPD
Technoleg y rhan fyw
Mae sawl technoleg ar gael i weithredu'r rhan fyw. Mae gan bob un ohonynt fanteision ac anfanteision:
- Deuodau Zener;
- Y tiwb gollwng nwy (wedi'i reoli neu heb ei reoli);
- Y varistor (varistor sinc ocsid [ZOV]).
Mae'r tabl isod yn dangos nodweddion a threfniadau 3 thechnoleg a ddefnyddir yn gyffredin.
Ffig. J51 - Tabl perfformiad cryno
Arwydd diwedd oes o SPD
Mae dangosyddion diwedd oes yn gysylltiedig â'r datgysylltydd mewnol a SCPD allanol yr SPD i hysbysu'r defnyddiwr nad yw'r offer bellach yn cael ei amddiffyn rhag gor-foltedd o darddiad atmosfferig.
Arwydd lleol
Yn gyffredinol, mae'r codau gosod yn gofyn am y swyddogaeth hon. Rhoddir yr arwydd diwedd oes gan ddangosydd (goleuol neu fecanyddol) i'r datgysylltydd mewnol a / neu'r SCPD allanol.
Pan weithredir y SCPD allanol gan ddyfais ffiws, mae angen darparu ar gyfer ffiws gydag ymosodwr a sylfaen gyda system faglu i sicrhau'r swyddogaeth hon.
Torri cylched datgysylltu integredig
Mae'r dangosydd mecanyddol a lleoliad yr handlen reoli yn caniatáu arwydd diwedd oes naturiol.
Arwydd lleol ac adrodd o bell
Mae iQuick PRD SPD o'r brand XXX Electric o'r math “parod i wifren” gyda thorrwr cylched datgysylltu integredig.
Arwydd lleol
Mae dangosyddion statws mecanyddol lleol ar iQuick PRD SPD (gweler Ffig. J53):
- mae'r dangosydd mecanyddol (coch) a lleoliad yr handlen torri cylched datgysylltu yn dynodi cau'r SPD;
- mae'r dangosydd mecanyddol (coch) ar bob cetris yn nodi diwedd oes y cetris.
Ffig. J53 - iQuick PRD 3P + N SPD o'r brand XXX Electric
Adrodd o bell
(gweler Ffig. J54)
Mae cyswllt dangos iQuick PRD SPD sy'n caniatáu rhoi gwybod o bell am:
- diwedd oes cetris;
- cetrisen ar goll, a phan fydd wedi'i rhoi yn ôl yn ei lle;
- nam ar y rhwydwaith (cylched fer, datgysylltu gwrthdroad niwtral, cyfnod / niwtral);
- newid â llaw lleol.
O ganlyniad, mae monitro cyflwr gweithredu'r SPDs sydd wedi'u gosod o bell yn ei gwneud hi'n bosibl sicrhau bod y dyfeisiau amddiffynnol hyn mewn cyflwr wrth gefn bob amser yn barod i weithredu.
Ffig. J54 - Gosod golau dangosydd gyda SPD iQuick PRD
Ffig. J55 - Arwydd o bell o statws SPD gan ddefnyddio Smartlink
Cynnal a chadw ar ddiwedd oes
Pan fydd y dangosydd diwedd oes yn dynodi cau, rhaid disodli'r SPD (neu'r cetris dan sylw).
Yn achos yr iQuick PRD SPD, hwylusir cynnal a chadw:
- Mae'r cetris ar ddiwedd oes (i'w ddisodli) yn hawdd i'w hadnabod gan yr Adran Cynnal a Chadw.
- Gellir disodli'r cetris ar ddiwedd oes mewn diogelwch llwyr oherwydd bod dyfais ddiogelwch yn gwahardd cau'r torrwr cylched datgysylltu os yw cetris ar goll.
Nodweddion manwl y SCPD allanol
Gwrthsefyll tonnau cyfredol
Mae'r profion gwrthsefyll tonnau cyfredol ar SCPDs allanol yn dangos fel a ganlyn:
- Ar gyfer sgôr a thechnoleg benodol (NH neu ffiws silindrog), mae'r gallu gwrthsefyll tonnau cyfredol yn well gyda ffiws math aM (amddiffyn modur) na gyda ffiws math gG (defnydd cyffredinol).
- Ar gyfer sgôr benodol, mae'r gallu cyfredol i wrthsefyll tonnau yn well gyda thorrwr cylched na gyda dyfais ffiws. Mae Ffigur J56 isod yn dangos canlyniadau profion gwrthsefyll tonnau foltedd:
- i amddiffyn SPD a ddiffiniwyd ar gyfer Imax = 20 kA, mae'r SCPD allanol i'w ddewis naill ai'n MCB 16 A neu'n Ffiws aM 63 A, Sylwch: yn yr achos hwn, nid yw Ffiws gG 63 A yn addas.
- i amddiffyn SPD a ddiffiniwyd ar gyfer Imax = 40 kA, mae'r SCPD allanol i'w ddewis naill ai'n MCB 40 A neu'n Ffiws aM 125 A,
Ffig. J56 - Cymharu tonnau foltedd SCPDs i wrthsefyll galluoedd ar gyfer I.max = 20 kA ac I.max = 40 kA
Lefel amddiffyn foltedd wedi'i osod i fyny
Yn gyffredinol:
- Mae'r cwymp foltedd ar draws terfynellau torrwr cylched yn uwch na'r hyn ar draws terfynellau dyfais ffiws. Mae hyn oherwydd bod rhwystriant y cydrannau torri cylched (dyfeisiau baglu thermol a magnetig) yn uwch na ffiws.
Fodd bynnag:
- Mae'r gwahaniaeth rhwng y diferion foltedd yn parhau i fod yn fach ar gyfer tonnau cyfredol nad ydynt yn fwy na 10 kA (95% o achosion);
- Mae'r lefel amddiffyn foltedd Up wedi'i osod hefyd yn ystyried y rhwystriant ceblau. Gall hyn fod yn uchel yn achos technoleg ffiws (dyfais amddiffyn sy'n bell o'r SPD) ac yn isel yn achos technoleg torri cylched (torrwr cylched yn agos at, a hyd yn oed wedi'i integreiddio i'r SPD).
Nodyn: Y lefel amddiffyn foltedd Up wedi'i osod yw swm y diferion foltedd:
- yn yr SPD;
- yn y SCPD allanol;
- yn y ceblau offer
Amddiffyn rhag cylchedau byr rhwystriant
Mae cylched byr rhwystriant yn gwasgaru llawer o egni a dylid ei ddileu yn gyflym iawn i atal difrod i'r gosodiad ac i'r SPD.
Mae Ffigur J57 yn cymharu'r amser ymateb a chyfyngiad ynni system amddiffyn gan ffiws 63 AM a thorrwr cylched 25 A.
Mae gan y ddwy system amddiffyn hyn yr un gallu gwrthsefyll tonnau 8/20 µs cyfredol (27 kA a 30 kA yn y drefn honno).
Ffig. J57 - Cymharu cromliniau cyfyngiadau amser / cerrynt ac ynni ar gyfer torrwr cylched a ffiws sydd â'r un don gyfredol 8/20 µs yn gwrthsefyll gallu
Lluosogi ton mellt
Mae rhwydweithiau trydanol yn amledd isel ac, o ganlyniad, mae lluosogi'r don foltedd yn syth o'i gymharu ag amlder y ffenomen: ar unrhyw bwynt dargludydd, mae'r foltedd ar unwaith yr un peth.
Mae'r don mellt yn ffenomen amledd uchel (cannoedd kHz i MHz):
- Mae'r don mellt wedi'i lluosogi ar hyd dargludydd ar gyflymder penodol o'i chymharu ag amlder y ffenomen. O ganlyniad, ar unrhyw adeg benodol, nid oes gan y foltedd yr un gwerth ar bob pwynt ar y cyfrwng (gweler Ffig. J58).
Ffig. J58 - Lluosogi ton mellt mewn dargludydd
- Mae newid cyfrwng yn creu ffenomen lluosogi a / neu adlewyrchiad o'r don yn dibynnu ar:
- gwahaniaeth y rhwystriant rhwng y ddau gyfrwng;
- amledd y don flaengar (pa mor serth yw'r amser codi yn achos pwls);
- hyd y cyfrwng.
Yn achos adlewyrchiad llwyr, yn benodol, gall y gwerth foltedd ddyblu.
Enghraifft: achos amddiffyn gan SPD
Dangosodd modelu’r ffenomen a gymhwyswyd i don mellt a phrofion yn y labordy fod llwyth sy’n cael ei bweru gan 30 m o gebl a ddiogelir i fyny’r afon gan SPD ar foltedd Up yn cynnal, oherwydd ffenomenau adlewyrchu, foltedd uchaf o 2 x UP (gweler Ffig. J59). Nid yw'r don foltedd hon yn egnïol.
Ffig. J59 - Adlewyrchu ton mellt wrth derfynu cebl
Camau cywirol
O'r tri ffactor (gwahaniaeth rhwystriant, amlder, pellter), yr unig un y gellir ei reoli mewn gwirionedd yw hyd y cebl rhwng yr SPD a'r llwyth sydd i'w amddiffyn. Po fwyaf yw'r hyd hwn, y mwyaf yw'r adlewyrchiad.
Yn gyffredinol, ar gyfer y ffryntiau gor-foltedd a wynebir mewn adeilad, mae ffenomenau adlewyrchu yn sylweddol o 10 m a gallant ddyblu'r foltedd o 30 m (gweler Ffig. J60).
Mae angen gosod ail SPD mewn amddiffyniad dirwy os yw hyd y cebl yn fwy na 10 m rhwng yr SPD pen sy'n dod i mewn a'r offer sydd i'w amddiffyn.
Ffig. J60 - Y foltedd uchaf ar eithaf y cebl yn ôl ei hyd i flaen foltedd digwyddiad = 4kV / ni
Enghraifft o gerrynt mellt yn y system TT
Mae SPD modd cyffredin rhwng cam ac AG neu gam a PEN yn cael ei osod pa bynnag fath o drefniant daearu system (gweler Ffig. J61).
Mae gan y gwrthydd daearu niwtral R1 a ddefnyddir ar gyfer y peilonau wrthwynebiad is na'r gwrthydd daearu R2 a ddefnyddir ar gyfer y gosodiad.
Bydd y cerrynt mellt yn llifo trwy gylched ABCD i'r ddaear trwy'r llwybr hawsaf. Bydd yn pasio trwy newidyddion V1 a V2 mewn cyfres, gan achosi foltedd gwahaniaethol sy'n hafal i ddwywaith foltedd Up yr SPD (UP1 + U.P2) ymddangos ar derfynellau A ac C wrth fynedfa'r gosodiad mewn achosion eithafol.
Ffig. J61 - Amddiffyniad cyffredin yn unig
Er mwyn amddiffyn y llwythi rhwng Ph ac N yn effeithiol, rhaid lleihau'r foltedd modd gwahaniaethol (rhwng A ac C).
Felly defnyddir pensaernïaeth SPD arall (gweler Ffig. J62)
Mae'r cerrynt mellt yn llifo trwy gylched ABH sydd â rhwystriant is na chylched ABCD, gan fod rhwystriant y gydran a ddefnyddir rhwng B a H yn null (bwlch gwreichionen llawn nwy). Yn yr achos hwn, mae'r foltedd gwahaniaethol yn hafal i foltedd gweddilliol yr SPD (U.P2).
Ffig. J62 - Amddiffyniad cyffredin a gwahaniaethol