Stellen Sie sich den Überspannungsschutz als Türsteher in einem Nachtclub vor. Er darf nur bestimmte Personen hereinlassen und wirft die Unruhestifter schnell weg. Interessanter werden? Nun, ein gutes Überspannungsschutzgerät für das ganze Haus macht im Wesentlichen dasselbe. Es lässt nur den Strom zu, den Ihr Haus benötigt, und nicht die widerspenstigen Überspannungen des Versorgungsunternehmens. Dann schützt es Ihre Geräte vor Problemen, die durch Überspannungen im Haus auftreten können. Überspannungsschutzgeräte (SPDs) für das ganze Haus werden normalerweise an die elektrische Service-Box angeschlossen und befinden sich in der Nähe, um alle Geräte und elektrischen Systeme in einem Haus zu schützen.

80 Prozent der Spannungsspitzen in einem Haus erzeugen wir selbst.

Wie viele der Überspannungsschutzstreifen sind wir es gewohnt, dass Überspannungsschutzgeräte im ganzen Haus Metalloxid-Varistoren (MOVs) verwenden, um Überspannungen abzuleiten. MOVs bekommen einen schlechten Ruf, weil in Schwallstreifen ein Schwall die Nützlichkeit eines MOV effektiv beenden kann. Aber im Gegensatz zu denen, die in den meisten Überspannungsstreifen verwendet werden, sind diejenigen in Ganzhaussystemen so konstruiert, dass sie große Überspannungen ableiten und jahrelang halten können. Experten zufolge bieten heutzutage mehr Hausbauer als Standardaddierer einen Überspannungsschutz für das ganze Haus an, um sich zu differenzieren und die Investitionen der Hausbesitzer in elektronische Systeme zu schützen - insbesondere dann, wenn einige dieser empfindlichen Systeme vom Hausbauer verkauft werden können.

Hier sind 5 Dinge, die Sie über den Überspannungsschutz im ganzen Haus wissen sollten:

1. Häuser benötigen heute mehr denn je einen Überspannungsschutz für das ganze Haus.

„In den letzten Jahren hat sich in der Wohnung viel verändert“, sagt unser Experte. „Es gibt viel mehr Elektronik, und selbst bei der Beleuchtung mit LEDs gibt es eine kleine Leiterplatte, wenn Sie eine LED auseinander nehmen. Waschmaschinen, Trockner und Geräte haben heute auch Leiterplatten, sodass heute viel mehr im Haus vor Spannungsspitzen geschützt werden muss - sogar vor der Beleuchtung des Hauses. "Es gibt eine Menge Technologie, die wir in unsere Häuser einstecken."

2. Blitzschlag ist nicht die größte Gefahr für Elektronik und andere Systeme im Haushalt.

„Die meisten Menschen betrachten Überspannungen als Blitzschlag, aber 80 Prozent der Überspannungen sind vorübergehend [kurze, intensive Ausbrüche], und wir erzeugen sie selbst“, sagt der Experte. "Sie sind in der Wohnung." Generatoren und Motoren wie in Klimaanlagen und Haushaltsgeräten führen kleine Spannungsspitzen in die elektrischen Leitungen eines Hauses ein. „Es ist selten, dass ein einziger großer Stromstoß Geräte und alles auf einmal ausschaltet“, erklärt Pluemer. Diese kleinen Spannungsspitzen summieren sich jedoch im Laufe der Jahre, verschlechtern die Leistung der Elektronik und verkürzen ihre Lebensdauer.

3. Der Überspannungsschutz für das ganze Haus schützt andere Elektronikgeräte.

Sie können fragen: "Wenn die meisten schädlichen Überspannungen in einem Haus von Maschinen wie Wechselstromgeräten und -geräten stammen, warum sollten Sie sich dann mit dem Überspannungsschutz für das ganze Haus an der Schalttafel befassen?" Die Antwort ist, dass ein Gerät oder System in einem dedizierten Stromkreis, wie eine Klimaanlage, den Stromstoß durch die Unterbrecherplatte zurückleitet, wo er zum Schutz aller anderen Haushaltsgegenstände umgeleitet werden kann, sagt der Experte.

4. Der Überspannungsschutz für das ganze Haus sollte geschichtet sein.

Wenn ein Gerät oder eine Vorrichtung einen Stromstoß über einen Stromkreis sendet, der von anderen Geräten gemeinsam genutzt wird und nicht dediziert ist, können diese anderen Steckdosen einem Stromstoß ausgesetzt sein, weshalb Sie ihn nicht nur an der Schalttafel haben möchten. Überspannungsschutz sollte im Haus überlagert werden, um sowohl beim elektrischen Betrieb zum Schutz des gesamten Hauses als auch am Einsatzort zum Schutz empfindlicher Elektronik zu sein. Leistungskonditionierer mit Überspannungsschutzfunktion sowie die Fähigkeit, Audio- / Videogeräte mit gefilterter Leistung zu versorgen, werden für viele Heimkino- und Heimunterhaltungssysteme empfohlen.

5. Worauf Sie bei Überspannungsschutzgeräten im ganzen Haus achten sollten.

Die meisten Häuser mit 120-Volt-Betrieb können mit einem Überspannungsschutz mit einer Nennspannung von 80 kA angemessen geschützt werden. Es besteht die Möglichkeit, dass in einem Haus keine großen Spitzen von 50 kA bis 100 kA auftreten. Sogar Blitzeinschläge in der Nähe, die über Stromleitungen laufen, werden sich auflösen, wenn die Welle ein Haus erreicht. Ein Haus wird wahrscheinlich nie einen Anstieg über 10 kA sehen. Ein Gerät mit einer Nennleistung von 10 kA, das beispielsweise einen 10-kA-Stoß empfängt, könnte jedoch seine MOV-Überspannungs-Shunt-Kapazität mit diesem einen Stoß verbrauchen, sodass etwas in der Größenordnung von 80 kA sicherstellt, dass es länger hält. Häuser mit Subpanels sollten einen zusätzlichen Schutz von etwa der Hälfte der kA-Leistung des Hauptgeräts haben. Wenn es in einem Gebiet viel Blitz gibt oder wenn sich in der Nähe ein Gebäude mit schweren Maschinen befindet, suchen Sie nach einer Nennleistung von 80 kA.

Mit einem Lastmanagementsystem können Industriemanagement- und Anlageningenieure steuern, wann eine Last von einem Stromversorgungssystem hinzugefügt oder abgeworfen wird, wodurch Parallelisierungssysteme robuster werden und die Stromqualität für kritische Lasten vieler Stromerzeugungssysteme verbessert wird. In der einfachsten Form ermöglicht das Lastmanagement, auch Load Add / Shed oder Load Control genannt, das Entfernen unkritischer Lasten, wenn die Kapazität des Netzteils verringert wird oder nicht die gesamte Last tragen kann.

Hier können Sie bestimmen, wann eine Last fallen gelassen oder erneut hinzugefügt werden muss

Wenn die nicht kritischen Lasten entfernt werden, können kritische Lasten unter Umständen Strom behalten, unter denen sie andernfalls aufgrund eines Überlastzustands eine schlechte Stromqualität erfahren oder aufgrund eines schützenden Abschaltens der Stromquelle Strom verlieren könnten. Es ermöglicht das Entfernen unkritischer Lasten aus dem Stromerzeugungssystem unter bestimmten Bedingungen, z. B. einem Generatorüberlastungsszenario.

Mit dem Lastmanagement können Lasten priorisiert und entfernt oder hinzugefügt werden, basierend auf bestimmten Bedingungen wie Generatorlast, Ausgangsspannung oder Wechselstromfrequenz. Wenn in einem System mit mehreren Generatoren ein Generator heruntergefahren wird oder nicht verfügbar ist, ermöglicht das Lastmanagement das Trennen von Lasten mit niedrigerer Priorität vom Bus.

Es verbessert die Stromqualität und stellt sicher, dass alle Lasten betriebsbereit sind

Dies stellt sicher, dass die kritischen Lasten auch bei einem System mit einer Gesamtkapazität, die unter der ursprünglich geplanten liegt, noch betriebsbereit sind. Durch die Steuerung der Anzahl und der Anzahl der nicht kritischen Lasten kann das Lastmanagement außerdem ermöglichen, dass eine maximale Anzahl nicht kritischer Lasten basierend auf der tatsächlichen Systemkapazität mit Strom versorgt wird. In vielen Systemen kann das Lastmanagement auch die Stromqualität verbessern.

Beispielsweise kann in Systemen mit großen Motoren das Starten der Motoren versetzt sein, um ein stabiles System zu ermöglichen, wenn jeder Motor startet. Das Lastmanagement kann ferner verwendet werden, um eine Lastbank zu steuern, so dass die Lastbank aktiviert werden kann, wenn die Lasten unter dem gewünschten Grenzwert liegen, wodurch ein ordnungsgemäßer Betrieb des Generators sichergestellt wird.

Das Lastmanagement kann auch eine Lastentlastung bieten, sodass ein einzelner Generator an den Bus angeschlossen werden kann, ohne sofort überlastet zu werden. Lasten können schrittweise hinzugefügt werden, mit einer Zeitverzögerung zwischen dem Hinzufügen jeder Lastpriorität, wodurch der Generator die Spannung und Frequenz zwischen den Schritten wiederherstellen kann.

Es gibt viele Fälle, in denen das Lastmanagement die Zuverlässigkeit eines Stromerzeugungssystems verbessern kann. Einige Anwendungen, bei denen das Lastmanagement verwendet wird implementiert werden können, sind unten hervorgehoben.

• Standard-Parallelisierungssysteme
• Totfeld-Parallelisierungssystem
• Einzelgeneratorsysteme
• Systeme mit besonderen Emissionsanforderungen

Standard-Parallelisierungssysteme

Die meisten Standard-Parallelisierungssysteme haben für eine Art von Lastmanagement verwendet, da die Last von einem einzelnen Generator mit Strom versorgt werden muss, bevor die anderen mit ihm synchronisieren und die Stromerzeugungskapazität erhöhen können. Ferner kann dieser einzelne Generator möglicherweise nicht den Leistungsbedarf der gesamten Last decken.

Standard-Parallelisierungssysteme starten alle Generatoren gleichzeitig, können jedoch nicht miteinander synchronisieren, ohne dass einer von ihnen den Parallelisierungsbus mit Strom versorgt. Ein Generator wird ausgewählt, um den Bus mit Strom zu versorgen, damit die anderen mit ihm synchronisieren können. Obwohl die meisten Generatoren in der Regel innerhalb weniger Sekunden nach dem Schließen des ersten Generators synchronisiert und mit dem Parallelbus verbunden sind, dauert der Synchronisationsvorgang nicht selten bis zu einer Minute, lange genug, bis der Generator durch eine Überlastung abgeschaltet wird sich selbst schützen.

Andere Generatoren können sich nach dem Abschalten des Generators dem toten Bus nähern, haben jedoch dieselbe Last, die zu einer Überlastung des anderen Generators geführt hat, sodass sie sich wahrscheinlich ähnlich verhalten (es sei denn, die Generatoren haben unterschiedliche Größen). Darüber hinaus kann es für Generatoren aufgrund abnormaler Spannungs- und Frequenzpegel oder Frequenz- und Spannungsschwankungen schwierig sein, sich mit einem überlasteten Bus zu synchronisieren, sodass durch die Integration des Lastmanagements zusätzliche Generatoren schneller online geschaltet werden können.

Bietet eine gute Stromqualität für kritische Lasten

Ein ordnungsgemäß konfiguriertes Lastmanagementsystem bietet kritischen Lasten während des Synchronisierungsprozesses normalerweise eine gute Stromqualität, indem sichergestellt wird, dass die Online-Generatoren nicht überlastet werden, selbst wenn der Synchronisierungsprozess länger als erwartet dauert. Das Lastmanagement kann auf verschiedene Arten implementiert werden. Standard-Parallelisierungssysteme werden häufig durch Parallelschaltanlagen gesteuert. Diese Parallelschaltanlagen enthalten typischerweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder ein anderes Logikgerät, das die Betriebssequenz des Systems steuert. Das Logikgerät in der Parallelschaltanlage kann auch das Lastmanagement durchführen.

Das Lastmanagement kann durch ein separates Lastmanagementsystem durchgeführt werden, das eine Messung bereitstellen kann oder Informationen aus den Steuerungen der parallelen Schaltanlagen verwenden kann, um die Generatorlast und -frequenz zu bestimmen. Ein Gebäudemanagementsystem kann auch ein Lastmanagement durchführen, die Lasten durch Überwachungssteuerung steuern und die Notwendigkeit von Schaltern beseitigen, um die Stromversorgung zu unterbrechen.

Totfeld-Parallelisierungssysteme

Die Totfeldparallelisierung unterscheidet sich von der Standardparallelisierung dadurch, dass alle Generatoren parallel geschaltet werden können, bevor ihre Spannungsregler aktiviert und die Generatorfelder angeregt werden.

Wenn alle Generatoren in einem Totfeld-Parallelisierungssystem normal starten, erreicht das Stromversorgungssystem die Nennspannung und -frequenz mit der vollen Stromerzeugungskapazität, die zur Versorgung der Last zur Verfügung steht. Da für die normale Parallelisierungssequenz im Totfeld kein einziger Generator erforderlich ist, um den Parallelisierungsbus mit Strom zu versorgen, sollte das Lastmanagement während eines normalen Systemstarts keine Last abwerfen müssen.

Wie bei Standard-Parallelisierungssystemen ist jedoch das Starten und Stoppen einzelner Generatoren mit Totfeld-Parallelisierung möglich. Wenn ein Generator außer Betrieb ist oder aus einem anderen Grund stoppt, sind die anderen Generatoren möglicherweise immer noch überlastet. Daher kann das Lastmanagement in diesen Anwendungen ähnlich wie bei Standard-Parallelisierungssystemen weiterhin nützlich sein.

Die Totfeld-Parallelschaltung wird normalerweise von parallelfähigen Generatorsteuerungen durchgeführt, kann aber auch von einer Parallelschaltanlageninstallation durchgeführt werden. Parallel fähige Generatorsteuerungen bieten häufig ein integriertes Lastmanagement, sodass die Lastprioritäten direkt von den Steuerungen verwaltet werden können und keine parallelen Schaltanlagensteuerungen erforderlich sind.

Einzelgeneratorsysteme

Einzelgeneratorsysteme sind typischerweise weniger kompliziert als ihre parallelen Gegenstücke. Solche Systeme können ein Lastmanagement in der Generatorsteuerung verwenden, um Lasten zu steuern, wenn sie intermittierenden Lasten oder Lastschwankungen ausgesetzt sind.

Eine intermittierende Last - wie Kältemaschinen, Induktionsöfen und Aufzüge - zieht keine Dauerleistung, kann jedoch den Leistungsbedarf plötzlich und erheblich variieren. Das Lastmanagement kann in Situationen nützlich sein, in denen der Generator in der Lage ist, eine normale Last zu handhaben, aber unter bestimmten Umständen können intermittierende Lasten die Gesamtlast des Systems über die maximale Leistungsfähigkeit des Generators erhöhen und möglicherweise die Stromqualität der Generatorleistung beeinträchtigen oder Auslösen einer Schutzabschaltung. Das Lastmanagement kann auch verwendet werden, um das Aufbringen von Lasten auf den Generator zu verschieben und die Spannungs- und Frequenzschwankungen zu minimieren, die durch das Einschalten großer Motorlasten verursacht werden.

Das Lastmanagement kann auch nützlich sein, wenn die örtlichen Vorschriften ein Laststeuermodul für Systeme erfordern, bei denen der Nennstrom des Generatorausgangs unter dem Nennstrom des Serviceeingangs liegt.

Systeme mit besonderen Emissionsanforderungen

In einigen geografischen Gebieten gelten für jeden Generator bei jedem Betrieb Mindestlastanforderungen. In diesem Fall könnte das Lastmanagement verwendet werden, um die Last des Generators zu halten und die Emissionsanforderungen zu erfüllen. Für diese Anwendung ist das Stromerzeugungssystem mit einer steuerbaren Lastbank ausgestattet. Das Lastmanagementsystem ist so konfiguriert, dass verschiedene Lasten in der Lastbank mit Strom versorgt werden, um die Ausgangsleistung des Generatorsystems über einem Schwellenwert zu halten.

Bestimmte Generatorsysteme enthalten einen Dieselpartikelfilter (DPF), der normalerweise regeneriert werden muss. In einigen Fällen verringern sich die Motoren während einer geparkten Regeneration des DPF auf 50% der Nennleistung und können das Lastmanagementsystem nutzen, um unter diesen Bedingungen einige Lasten zu entfernen.

Obwohl das Lastmanagement die Stromqualität kritischer Lasten in jedem System verbessern kann, kann es zu Verzögerungen kommen, bevor einige Lasten mit Strom versorgt werden, die Komplexität der Installation erhöhen und einen erheblichen Verdrahtungsaufwand sowie Teilekosten wie Auftragnehmer oder Leistungsschalter verursachen . Einige Anwendungen, bei denen ein Lastmanagement möglicherweise nicht erforderlich ist, werden nachfolgend beschrieben.

Richtig dimensionierter Einzelgenerator

Bei einem einzelnen Generator mit geeigneter Größe ist normalerweise kein Lastmanagementsystem erforderlich, da ein Überlastungszustand unwahrscheinlich ist und das Abschalten des Generators dazu führt, dass alle Lasten unabhängig von ihrer Priorität an Leistung verlieren.

Parallelgeneratoren für Redundanz

Das Lastmanagement ist in Situationen, in denen parallele Generatoren vorhanden sind und der Strombedarf des Standorts von jedem der Generatoren unterstützt werden kann, im Allgemeinen nicht erforderlich, da ein Generatorausfall nur zum Starten eines anderen Generators mit nur einer vorübergehenden Unterbrechung der Last führt.

Alle Lasten sind gleich kritisch

An Standorten, an denen alle Lasten gleich kritisch sind, ist es schwierig, die Lasten zu priorisieren und einige kritische Lasten abzuwerfen, um andere kritische Lasten weiterhin mit Strom zu versorgen. In dieser Anwendung sollte der Generator (oder jeder Generator in einem redundanten System) eine geeignete Größe haben, um die gesamte kritische Last zu tragen.

Schäden durch elektrische Transienten oder Überspannungen sind eine der Hauptursachen für den Ausfall elektrischer Geräte. Ein elektrischer Übergang ist eine kurze Dauer, der Hochenergieimpuls, der auf das normale Stromnetz übertragen wird, wenn sich der Stromkreis plötzlich ändert. Sie können aus einer Vielzahl von internen und externen Quellen einer Einrichtung stammen.

Nicht nur ein Blitz

Die offensichtlichste Quelle ist ein Blitz, aber Überspannungen können auch durch normale Schaltvorgänge oder durch unbeabsichtigte Erdung elektrischer Leiter verursacht werden (z. B. wenn eine Freileitung auf den Boden fällt). Überspannungen können sogar von einem Gebäude oder einer Einrichtung ausgehen, beispielsweise von Faxgeräten, Kopierern, Klimaanlagen, Aufzügen, Motoren / Pumpen oder Lichtbogenschweißgeräten, um nur einige zu nennen. In jedem Fall ist der normale Stromkreis plötzlich einer großen Energiedosis ausgesetzt, die sich nachteilig auf die Stromversorgung des Geräts auswirken kann.

Im Folgenden finden Sie Richtlinien zum Schutz vor Überspannungen, wie elektrische Geräte vor den verheerenden Auswirkungen von Überspannungen mit hoher Energie geschützt werden können. Ein Überspannungsschutz, der richtig dimensioniert und installiert ist, verhindert sehr erfolgreich Geräteschäden, insbesondere bei empfindlichen elektronischen Geräten, die heutzutage in den meisten Geräten zu finden sind.

Die Erdung ist von grundlegender Bedeutung

Ein Überspannungsschutzgerät (SPD), auch als Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS) bezeichnet, dient dazu, Hochstromstöße auf den Boden umzuleiten und Ihr Gerät zu umgehen, wodurch die Spannung begrenzt wird, die dem Gerät auferlegt wird. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass Ihre Anlage über ein gutes, niederohmiges Erdungssystem mit einem einzigen Erdungsreferenzpunkt verfügt, an den die Erdung aller Gebäudesysteme angeschlossen ist.

Ohne ein geeignetes Erdungssystem gibt es keine Möglichkeit, sich vor Überspannungen zu schützen. Wenden Sie sich an einen zugelassenen Elektriker, um sicherzustellen, dass Ihr Stromverteilungssystem gemäß dem National Electric Code (NFPA 70) geerdet ist.

Schutzzonen

Das beste Mittel, um Ihre elektrischen Geräte vor energiereichen Stromstößen zu schützen, ist die strategische Installation von SPDs in Ihrer gesamten Einrichtung. Da Überspannungen sowohl von internen als auch von externen Quellen ausgehen können, sollten SPDs installiert werden, um unabhängig vom Standort der Quelle maximalen Schutz zu bieten. Aus diesem Grund wird im Allgemeinen ein „Zone of Protection“ -Ansatz verwendet.

Die erste Verteidigungsstufe wird durch die Installation einer SPD an der Hauptausrüstung des Service-Eingangs erreicht (dh an der Stelle, an der der Strom in die Anlage fließt). Dies bietet Schutz vor hohen Energiespitzen von außen, wie z. B. Blitzen oder Stromübergängen.

Die am Serviceeingang installierte SPD schützt jedoch nicht vor intern erzeugten Überspannungen. Darüber hinaus wird nicht die gesamte Energie von externen Überspannungen durch die Serviceeingangsvorrichtung an den Boden abgegeben. Aus diesem Grund sollten SPDs auf allen Verteilertafeln in einer Einrichtung installiert werden, die kritische Geräte mit Strom versorgt.

In ähnlicher Weise würde die dritte Schutzzone erreicht, indem SPDs lokal für jedes zu schützende Gerät wie Computer oder computergesteuerte Geräte installiert werden. Jede Schutzzone trägt zum Gesamtschutz der Anlage bei, da jede dazu beiträgt, die Spannung, die den geschützten Geräten ausgesetzt ist, weiter zu reduzieren.

Koordination von SPDs

Der Serviceeingang SPD bietet die erste Verteidigungslinie gegen elektrische Transienten für eine Anlage, indem energiereiche Außenstöße auf den Boden umgeleitet werden. Es senkt auch das Energieniveau des in die Anlage eintretenden Druckstoßes auf ein Niveau, das von nachgeschalteten Geräten näher an der Last gehandhabt werden kann. Daher ist eine ordnungsgemäße Koordination der SPDs erforderlich, um zu vermeiden, dass SPDs beschädigt werden, die auf Verteilertafeln oder lokal an gefährdeten Geräten installiert sind.

Wenn keine Koordination erreicht wird, kann überschüssige Energie aus sich ausbreitenden Überspannungen die SPDs der Zone 2 und Zone 3 beschädigen und die Ausrüstung zerstören, die Sie schützen möchten.

Die Auswahl der geeigneten Überspannungsschutzgeräte (SPD) kann bei all den verschiedenen Typen auf dem heutigen Markt eine entmutigende Aufgabe sein. Die Surge-Bewertung oder kA-Bewertung einer SPD ist eine der am meisten missverstandenen Bewertungen. Kunden verlangen häufig eine SPD, um ihr 200-Ampere-Panel zu schützen, und es besteht die Tendenz zu der Annahme, dass die kA-Gerätebewertung zum Schutz umso größer sein muss, je größer das Panel ist. Dies ist jedoch ein häufiges Missverständnis.

Wenn ein Stoß in ein Panel eintritt, ist es ihm egal oder die Größe des Panels bekannt. Woher wissen Sie, ob Sie eine SPD mit 50 kA, 100 kA oder 200 kA verwenden sollten? Realistisch gesehen beträgt der größte Stromstoß, der in die Verkabelung eines Gebäudes eindringen kann, 10 kA, wie im IEEE C62.41-Standard erläutert. Warum brauchen Sie jemals eine SPD mit einer Nennleistung von 200 kA? Einfach gesagt - für Langlebigkeit.

Man könnte also denken: Wenn 200 kA gut sind, müssen 600 kA dreimal besser sein, oder? Nicht unbedingt. Irgendwann verringert das Rating seine Rendite und fügt nur zusätzliche Kosten und keinen wesentlichen Nutzen hinzu. Da die meisten SPDs auf dem Markt einen Metalloxid-Varistor (MOV) als Hauptbegrenzungsvorrichtung verwenden, können wir untersuchen, wie / warum höhere kA-Werte erreicht werden. Wenn ein MOV für 10 kA ausgelegt ist und einen Anstieg von 10 kA verzeichnet, würde er 100% seiner Kapazität verbrauchen. Dies kann wie ein Gastank angesehen werden, bei dem der Anstieg den MOV ein wenig verschlechtert (nicht mehr zu 100% voll). Wenn die SPD zwei parallele 10-kA-MOVs hat, ist sie für 20 kA ausgelegt.

Theoretisch teilen die MOVs den 10-kA-Anstieg gleichmäßig auf, sodass jeder 5 kA benötigt. In diesem Fall hat jeder MOV nur 50% seiner Kapazität verbraucht, was den MOV viel weniger verschlechtert (wobei mehr für zukünftige Spannungsspitzen im Tank verbleibt).

Bei der Auswahl einer SPD für eine bestimmte Anwendung müssen verschiedene Überlegungen angestellt werden:

Anwendung:

Stellen Sie sicher, dass die SPD für die Schutzzone ausgelegt ist, für die sie verwendet wird. Zum Beispiel sollte eine SPD am Serviceeingang so ausgelegt sein, dass sie die größeren Spannungsspitzen bewältigt, die durch Blitzschlag oder Umschalten des Stromnetzes entstehen.

Systemspannung und Konfiguration

SPDs sind für bestimmte Spannungspegel und Schaltungskonfigurationen ausgelegt. Beispielsweise kann Ihre Serviceeingangsausrüstung in einer Vierdraht-Sternschaltung mit 480/277 V dreiphasig mit Strom versorgt werden, ein lokaler Computer ist jedoch an einer einphasigen 120-V-Versorgung installiert.

Durchlassspannung

Dies ist die Spannung, der die SPD den geschützten Geräten aussetzen kann. Die mögliche Beschädigung des Geräts hängt jedoch davon ab, wie lange das Gerät im Verhältnis zum Gerätedesign dieser Durchlassspannung ausgesetzt ist. Mit anderen Worten, Geräte sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie über einen sehr kurzen Zeitraum einer hohen Spannung und über einen längeren Zeitraum niedrigeren Spannungsspitzen standhalten.

Die Veröffentlichung der Federal Information Processing Standards (FIPS) „Richtlinie zur Stromversorgung für automatische Datenverarbeitungsanlagen“ (FIPS Pub. DU294) enthält Einzelheiten zum Verhältnis zwischen Klemmspannung, Systemspannung und Stoßdauer.

Beispielsweise kann ein Übergang auf einer 480-V-Leitung, der 20 Mikrosekunden dauert, auf fast 3400 V ansteigen, ohne die nach dieser Richtlinie entwickelten Geräte zu beschädigen. Ein Anstieg um 2300 V könnte jedoch 100 Mikrosekunden lang aufrechterhalten werden, ohne Schaden zu verursachen. Im Allgemeinen ist der Schutz umso besser, je niedriger die Klemmspannung ist.

Stoßstrom

SPDs sind so ausgelegt, dass sie eine bestimmte Menge an Stoßstrom sicher umleiten, ohne zu versagen. Diese Leistung reicht von einigen tausend Ampere bis zu 400 Kiloampere (kA) oder mehr. Der durchschnittliche Strom eines Blitzeinschlags beträgt jedoch nur ungefähr 20 kA, wobei die höchsten gemessenen Ströme etwas mehr als 200 kA betragen. Ein Blitz, der auf eine Stromleitung trifft, bewegt sich in beide Richtungen, sodass nur die Hälfte des Stroms in Richtung Ihrer Einrichtung fließt. Unterwegs können einige der Ströme durch Versorgungsgeräte zur Erde abgeführt werden.

Daher liegt der potenzielle Strom am Serviceeingang eines durchschnittlichen Blitzeinschlags bei etwa 10 kA. Darüber hinaus sind bestimmte Gebiete des Landes anfälliger für Blitzeinschläge als andere. All diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, wenn entschieden wird, welche SPD-Größe für Ihre Anwendung geeignet ist.

Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, dass eine SPD mit einer Nennleistung von 20 kA ausreichend sein kann, um sich vor dem durchschnittlichen Blitzschlag und den meisten intern erzeugten Überspannungen einmal zu schützen. Eine SPD mit einer Nennleistung von 100 kA kann jedoch zusätzliche Überspannungen bewältigen, ohne ersetzt werden zu müssen der Ableiter oder Sicherungen.

Standards

Alle SPDs sollten gemäß ANSI / IEEE C62.41 getestet und aus Sicherheitsgründen gemäß UL 1449 (2. Ausgabe) aufgeführt werden.

Underwriters Laboratories (UL) verlangen, dass bestimmte Markierungen auf jeder UL-gelisteten oder anerkannten SPD angebracht sind. Einige Parameter, die wichtig sind und bei der Auswahl einer SPD berücksichtigt werden sollten, sind:

SPD-Typ

wird verwendet, um den beabsichtigten Anwendungsort der SPD entweder vor oder nach der Hauptüberstromschutzvorrichtung der Anlage zu beschreiben. SPD-Typen umfassen:

Typ 1

Eine fest angeschlossene SPD, die für die Installation zwischen der Sekundärseite des Servicetransformators und der Leitungsseite des Überstromgeräts der Servicegeräte sowie der Lastseite vorgesehen ist, einschließlich Wattstundenzähler-Steckdosengehäusen und SPDs für Formgehäuse, die ohne eine installiert werden sollen externe Überstromschutzvorrichtung.

Typ 2

Eine fest angeschlossene SPD, die für die Installation auf der Lastseite des Überstromgeräts der Serviceausrüstung vorgesehen ist, einschließlich SPDs an der Abzweigplatte und SPDs mit geformtem Gehäuse.

Typ 3

SPDs am Verwendungsort, die auf einer Mindestleiterlänge von 10 Metern (30 Fuß) von der elektrischen Serviceplatte bis zum Verwendungsort installiert sind, z. B. kabelgebundene SPDs mit Direktsteckdose und Steckdose, die an den zu schützenden Verwendungsgeräten installiert sind . Der Abstand (10 Meter) schließt die Leiter aus, die mit oder zum Anbringen von SPDs geliefert werden.

Typ 4

Komponentenbaugruppen - Die Komponentenbaugruppe, die aus einer oder mehreren Komponenten des Typs 5 zusammen mit einem Trennschalter (intern oder extern) oder einem Mittel zur Einhaltung der begrenzten Stromprüfungen besteht.

Baugruppen vom Typ 1, 2, 3

Besteht aus einer Typ 4-Komponentenbaugruppe mit internem oder externem Kurzschlussschutz.

Typ 5

Überspannungsschutz für diskrete Komponenten, wie z. B. MOVs, die auf einer Leiterplatte montiert, über ihre Leitungen verbunden oder in einem Gehäuse mit Montagemitteln und Verkabelungsanschlüssen versehen sein können.

Nennspannung des Systems

Sollte mit der Netzspannung übereinstimmen, unter der das Gerät installiert werden soll

MCOV

Die maximale Dauerbetriebsspannung, dies ist die maximale Spannung, der das Gerät standhalten kann, bevor die Leitung (Klemmung) beginnt. Sie ist typischerweise 15-25% höher als die nominale Systemspannung.

Nennentladestrom (I._n)

Ist der Spitzenwert des Stroms durch die SPD mit einer Stromwellenform von 8/20, wobei die SPD nach 15 Spannungsspitzen funktionsfähig bleibt. Der Spitzenwert wird vom Hersteller aus einem vordefinierten Pegel ausgewählt, den UL eingestellt hat. Die I (n) -Niveaus umfassen 3 kA, 5 kA, 10 kA und 20 kA und können auch durch den Typ der zu testenden SPD begrenzt sein.

VPR

Spannungsschutzklasse. Eine Bewertung gemäß der letzten Überarbeitung von ANSI / UL 1449, die die "aufgerundete" durchschnittliche gemessene Grenzspannung einer SPD angibt, wenn die SPD dem Stoß ausgesetzt ist, der von einem 6 kV, 3 kA 8/20 µs-Kombinationswellenformgenerator erzeugt wird. VPR ist eine Klemmspannungsmessung, die auf eine standardisierte Wertetabelle aufgerundet wird. Die Standard-VPR-Bewertungen umfassen 330, 400, 500, 600, 700 usw. Als standardisiertes Bewertungssystem ermöglicht VPR den direkten Vergleich zwischen ähnlichen SPDs (dh demselben Typ und derselben Spannung).

SCCR

Kurzschlussstrom. Die Eignung eines SPD zur Verwendung in einem Wechselstromkreis, der in der Lage ist, während eines Kurzschlusszustands nicht mehr als einen deklarierten symmetrischen Effektivstrom bei einer deklarierten Spannung zu liefern. SCCR ist nicht dasselbe wie AIC (Amp Interrupting Capacity). SCCR ist die Menge an „verfügbarem“ Strom, der die SPD unter Kurzschlussbedingungen ausgesetzt und sicher von der Stromquelle getrennt werden kann. Die von der SPD "unterbrochene" Strommenge ist typischerweise erheblich geringer als der "verfügbare" Strom.

Schutzart

Stellt sicher, dass die NEMA-Bewertung des Gehäuses den Umgebungsbedingungen an dem Ort entspricht, an dem das Gerät installiert werden soll.

Obwohl in der Überspannungsindustrie häufig als separate Begriffe verwendet, sind Transienten und Überspannungen dasselbe Phänomen. Transienten und Überspannungen können Strom, Spannung oder beides sein und Spitzenwerte von mehr als 10 kA oder 10 kV aufweisen. Sie sind typischerweise von sehr kurzer Dauer (normalerweise> 10 us & <1 ms) mit einer Wellenform, die sehr schnell zum Peak ansteigt und dann viel langsamer abfällt.

Transienten und Überspannungen können durch externe Quellen wie Blitzschlag oder Kurzschluss oder durch interne Quellen wie Schützschaltung, Frequenzumrichter, Kondensatorschaltung usw. verursacht werden.

Temporäre Überspannungen (TOVs) schwingen

Phase-zu-Masse- oder Phase-zu-Phase-Überspannungen, die nur wenige Sekunden oder mehrere Minuten dauern können. Zu den Quellen von TOVs gehören das Wiedereinschalten von Fehlern, das Schalten von Lasten, Verschiebungen der Erdimpedanz, einphasige Fehler und Ferroresonanzeffekte, um nur einige zu nennen.

TOVs können aufgrund ihrer potenziell hohen Spannung und langen Dauer für MOV-basierte SPDs sehr schädlich sein. Ein erweitertes TOV kann eine SPD dauerhaft beschädigen und das Gerät funktionsunfähig machen. Beachten Sie, dass ANSI / UL 1449 sicherstellt, dass die SPD unter diesen Bedingungen kein Sicherheitsrisiko darstellt. SPDs sind normalerweise nicht zum Schutz nachgeschalteter Geräte vor einem TOV-Ereignis ausgelegt.

Geräte reagieren in einigen Modi empfindlicher auf Transienten als in anderen

Die meisten Lieferanten bieten innerhalb ihrer SPDs Schutz von Leitung zu Neutralleiter (LN), Leitung zu Erdung (LG) und Neutralleiter zu Erdung (NG) an. Einige bieten jetzt einen Line-to-Line-Schutz (LL) an. Das Argument ist, dass, da Sie nicht wissen, wo der Übergang auftreten wird, durch den Schutz aller Modi sichergestellt wird, dass kein Schaden auftritt. Geräte sind jedoch in einigen Modi empfindlicher gegenüber Transienten als in anderen.

Der Schutz des LN- und NG-Modus ist ein akzeptables Minimum, während die LG-Modi die SPD anfälliger für Überspannungsfehler machen können. In Stromversorgungssystemen mit mehreren Leitungen bieten LN-verbundene SPD-Modi auch Schutz gegen LL-Transienten. Daher schützt eine zuverlässigere, weniger komplexe SPD im reduzierten Modus alle Modi.

Multi-Mode-Überspannungsschutzgeräte (SPDs) sind Geräte, die eine Reihe von SPD-Komponenten in einem Paket umfassen. Diese „Schutzmodi“ können über die drei Phasen mit LN, LL, LG und NG verbunden werden. Ein Schutz in jedem Modus bietet den Schutz für die Lasten, insbesondere gegen die intern erzeugten Transienten, bei denen der Boden möglicherweise nicht der bevorzugte Rückweg ist.

In einigen Anwendungen, z. B. beim Anwenden einer SPD an einem Serviceeingang, an dem sowohl der neutrale als auch der Erdungspunkt verbunden sind, gibt es keinen Vorteil von getrennten LN- und LG-Modi. Der SPD NG-Schutzmodus ist von Vorteil.

Während konzeptionell ein Überspannungsschutzgerät (SPD) mit einer höheren Energiebewertung besser ist, kann ein Vergleich der SPD-Energie (Joule) irreführend sein. Mehr seriöse Hersteller bieten keine Energieeffizienzklassen mehr an. Die Energieeffizienzklasse ist die Summe aus Stoßstrom, Stoßdauer und SPD-Klemmspannung.

Beim Vergleich zweier Produkte wäre das Gerät mit niedrigerer Nennleistung besser, wenn dies auf eine niedrigere Klemmspannung zurückzuführen wäre, während das Gerät mit großer Energie vorzuziehen wäre, wenn dies auf einen größeren Stoßstrom zurückzuführen wäre. Es gibt keinen klaren Standard für die SPD-Energiemessung, und es ist bekannt, dass Hersteller Long-Tail-Impulse verwenden, um größere Ergebnisse zu erzielen, die die Endbenutzer irreführen.

Da Joule-Bewertungen leicht manipuliert werden können, empfehlen viele Industriestandards (UL) und Richtlinien (IEEE) den Vergleich von Joule nicht. Stattdessen konzentrieren sie sich auf die tatsächliche Leistung der SPDs mit einem Test wie dem Nennentladestromtest, bei dem die Haltbarkeit der SPDs zusammen mit dem VPR-Test getestet wird, der die Durchlassspannung widerspiegelt. Mit dieser Art von Informationen kann ein besserer Vergleich von einer SPD zur anderen durchgeführt werden.