Protektaj Aparatoj kontraŭ Surtraktoj estas uzataj por retoj de elektra energio, telefonaj retoj, kaj komunikaj kaj aŭtomataj kontrolaj busoj.

2.4 La Protekta Aparato (SPD)

La Surge Protection Device (SPD) estas ero de la elektra instalaĵa protekta sistemo.

Ĉi tiu aparato estas paralele konektita sur la elektroproviza cirkvito de la ŝarĝoj, kiujn ĝi devas protekti (vidu Fig. J17). Ĝi ankaŭ povas esti uzata ĉe ĉiuj niveloj de la elektroproviza reto.

Ĉi tiu estas la plej ofte uzata kaj plej efika speco de supertensia protekto.

Komenco

SPD estas desegnita por limigi pasemajn supertensiojn de atmosfera origino kaj deturni nunajn ondojn al tero, por limigi la amplekson de ĉi tiu supertensio al valoro ne danĝera por la elektra instalado kaj elektraj aparatoj kaj regiloj.

SPD forigas supertensiojn:

• en komuna reĝimo, inter fazo kaj neŭtrala aŭ tera;
• en diferenciala reĝimo, inter fazo kaj neŭtrala. En la kazo de supertensio superanta la operacian sojlon, la SPD
• kondukas la energion al la tero, en komuna reĝimo;
• distribuas la energion al la aliaj vivaj kondukiloj, en diferenciala reĝimo.

La tri specoj de SPD:

• Tajpu 1-SPD

La SPD-Tipo 1 rekomendas en la specifa kazo de servosektoraj kaj industriaj konstruaĵoj, protektitaj per fulma protekta sistemo aŭ kunplektita kaĝo. Ĝi protektas elektrajn instalaĵojn kontraŭ rektaj fulmoj. Ĝi povas malŝarĝi la malantaŭan kurenton de fulmo disvastiĝanta de la tera kondukilo al la retaj kondukiloj.

SPD de tipo 1 karakterizas per nuna ondo de 10/350 μs.

• Tajpu 2-SPD

La Tipo 2 SPD estas la ĉefa protekta sistemo por ĉiuj malaltaj tensiaj elektraj instalaĵoj. Instalita en ĉiu elektra ŝaltpanelo, ĝi malebligas la disvastiĝon de supertensioj en la elektraj instalaĵoj kaj protektas la ŝarĝojn.

SPD de tipo 2 estas karakterizita per nuna ondo de 8/20 μs.

• Tajpu 3-SPD

Ĉi tiuj SPDoj havas malaltan malŝarĝan kapablon. Ili devas do devige esti instalitaj kiel suplemento al Tipo 2 SPD kaj en la ĉirkaŭaĵo de sentemaj ŝarĝoj. Tipo 3 SPD karakteriziĝas per kombinaĵo de tensiaj ondoj (1.2 / 50 μs) kaj aktualaj ondoj (8/20 μs).

Norma difino de SPD

2.4.1 Karakterizaĵoj de SPD

Internacia normo IEC 61643-11 Eldono 1.0 (03/2011) difinas la karakterizaĵojn kaj testojn por SPD konektita al malaltaj tensiaj distribuaj sistemoj (vidu Fig. J19).

• Oftaj karakterizaĵoj

- A OR_c: Maksimuma kontinua funkcia tensio

Ĉi tiu estas la AC aŭ DC-tensio super kiu la SPD aktivas. Ĉi tiu valoro estas elektita laŭ la taksita tensio kaj la sistemo de surteriĝo.

- A OR_p: Tensia protektnivelo (ĉe I_n)

Ĉi tiu estas la maksimuma tensio tra la fina stacioj de la SPD kiam ĝi estas aktiva. Ĉi tiu tensio atingiĝas kiam la kurento fluanta en la SPD egalas al I_n. La elektita tensia protektnivelo devas esti sub la subtensia eltenemo de la ŝarĝoj (vidu sekcion 3.2). En la okazo de fulmo, la tensio trans la fina stacioj de la SPD ĝenerale restas malpli ol U_p.

- Mi_n: Nominala malŝarĝa kurento

Ĉi tiu estas la pinta valoro de fluo de 8/20 μs-ondformo, kiun la SPD kapablas eligi 15 fojojn.

• Tajpu 1-SPD

- Mi_imp: Impulso nuntempe

Ĉi tiu estas la pinta valoro de fluo de 10/350 μs-ondformo, kiun la SPD kapablas eligi 5 fojojn.

- Mi_fi: Aŭtomate estingi sekvan aktualon

Aplikebla nur al la fajrero-teknologio.

Ĉi tiu estas la kurento (50 Hz), kiun la SPD kapablas interrompi per si mem post ekbrilo. Ĉi tiu kurento devas ĉiam esti pli granda ol la eventuala kurta kurta kurento ĉe la punkto de instalado.

• Tajpu 2-SPD

- Mi_maks: Maksimuma malŝarĝa kurento

Ĉi tiu estas la pinta valoro de fluo de 8/20 μs-ondformo, kiun la SPD kapablas eligi unufoje.

• Tajpu 3-SPD

- A OR_oc: Malferma cirkvita tensio aplikata dum provoj de klaso III (Tipo 3).

2.4.2 Ĉefaj aplikoj

• Malalta Tensio SPD

Tre malsamaj aparatoj, de kaj teknologia kaj uzada vidpunkto, estas nomumitaj per ĉi tiu termino. Malalttensiaj SPD-oj estas modulaj por esti facile instalitaj ene de LV-ŝaltpaneloj. Ekzistas ankaŭ SPD-oj adapteblaj al elektraj ingoj, sed ĉi tiuj aparatoj havas malaltan malŝarĝan kapablon.

• SPD por komunikaj retoj

Ĉi tiuj aparatoj protektas telefonajn retojn, interŝanĝitajn retojn kaj aŭtomatajn kontrolajn retojn (buso) kontraŭ supertensioj venantaj de ekstere (fulmo) kaj tiuj internaj al la elektroproviza reto (polua ekipaĵo, komutila funkciado ktp.).

Tiaj SPD-oj ankaŭ estas instalitaj en konektiloj RJ11, RJ45, ... aŭ integritaj en ŝarĝoj.

3 Projektado de la protekta sistemo de elektra instalado

Por protekti elektran instalaĵon en konstruaĵo, simplaj reguloj validas por la elekto de

• SPD (j);
• ĝi estas protekta sistemo.

3.1 Projektaj reguloj

Por elektrodistribua sistemo, la ĉefaj karakterizaĵoj uzataj por difini la fulmon-protektan sistemon kaj elekti SPD por protekti elektran instalaĵon en konstruaĵo estas:

• SPD

- la kvanto de SPD;

- tajpu;

- nivelo de ekspozicio por difini la maksimuman malŝarĝan kurenton I de la SPD_maks.

• La fuŝkontaktiga protekta aparato

- maksimuma malŝarĝa kurento I_maks;

- kurta kurta kurento I_sc ĉe la punkto de instalado.

La logika diagramo en la Figuro J20 sube ilustras ĉi tiun projektan regulon.

La aliaj karakterizaĵoj por elekto de SPD estas antaŭdifinitaj por elektra instalaĵo.

• nombro de polusoj en SPD;
• tensia protekta nivelo U_p;
• funkcia tensio U_c.

Ĉi tiu subsekcio J3 priskribas pli detale la kriteriojn por elekti la protektan sistemon laŭ la karakterizaĵoj de la instalaĵo, la protektota ekipaĵo kaj la medio.

3.2 Elementoj de la protekta sistemo

SPD ĉiam devas esti instalita ĉe la origino de la elektra instalaĵo.

3.2.1 Loko kaj tipo de SPD

La speco de SPD instalota ĉe la origino de la instalado dependas de tio, ĉu fulma protekta sistemo ĉeestas aŭ ne. Se la konstruaĵo estas ekipita kontraŭ fulmo-protekta sistemo (laŭ IEC 62305), Tipo 1 SPD devas esti instalita.

Por SPD instalita ĉe la alvenanta fino de la instalado, la instalaj normoj de IEC 60364 fiksas minimumajn valorojn por la jenaj 2 karakterizaĵoj:

• Nominala malŝarĝa kurento I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Tensia protekta nivelo U_p (ĉe I_n) <2.5 kV.

La nombro de aldonaj instalotaj SPD-oj estas determinita de:

• la grandeco de la retejo kaj la malfacileco instali ligajn kondukilojn. Sur grandaj retejoj, estas esence instali SPD ĉe la alvenanta fino de ĉiu subdistribuita ĉemetaĵo.
• la distanco disiganta sentivajn ŝarĝojn protektotajn de la envenanta fina protekta aparato. Kiam la ŝarĝoj troviĝas pli ol 30 metrojn for de la enir-fina protekta aparato, necesas zorgi pri aldona fajna protekto kiel eble plej proksime al sentemaj ŝarĝoj. La fenomenoj de ondreflektado kreskas de 10 metroj (vidu ĉapitron 6.5)
• la risko de ekspozicio. En la kazo de tre elmontrita retejo, la envenanta SPD ne povas certigi kaj altan fluon de fulmo kaj sufiĉe malaltan tensian protektan nivelon. Aparte, Tipo 1 SPD estas ĝenerale akompanita per Tipo 2 SPD.

La tabelo en Figuro J21 sube montras la kvanton kaj specon de SPD starigota surbaze de la du supre difinitaj faktoroj.

3.4 Elekto de Tipo 1 SPD

3.4.1 Impulsa kurento I_imp

• Kie ne ekzistas naciaj regularoj aŭ specifaj regularoj por la speco de protektota konstruaĵo, La impulsa kurento I_imp devas esti almenaŭ 12.5 kA (10/350 μs-ondo) po branĉo laŭ IEC 60364-5-534.

• Kie regularoj ekzistas: normo 62305-2 difinas 4 nivelojn: I, II, III kaj IV, La tabelo en Figuro J31 montras la malsamajn nivelojn de I_imp en la reguliga kazo.

3.4.2 Aŭtomate estingi aktualan I_fi

Ĉi tiu karakterizaĵo aplikeblas nur por SPD-oj kun sparkfenda teknologio. La aŭtomate estingita sekvas nunan I_fi devas ĉiam esti pli granda ol la eventuala kurta cirkvita kurento I_sc ĉe la punkto de instalado.

3.5 Elekto de Tipo 2 SPD

3.5.1 Maksimuma malŝarĝa kurento I_maks

La maksimuma malŝarĝa kurento Imax estas difinita laŭ la taksita nivelo de ekspozicio rilate al la loko de la konstruaĵo.

La valoro de la maksimuma malŝarĝa kurento (I_maks) estas determinita per riska analizo (vidu tabelon en Figuro J32).

3.6 Elekto de ekstera Mallonga Cirkvita Protekta Aparato (SCPD)

La protektaj aparatoj (termika kaj kurta cirkvito) devas esti kunordigitaj kun la SPD por certigi fidindan funkciadon, t.e.

• certigi kontinuecon de servo:

- eltenu fulmajn nunajn ondojn;

- ne generu troan posttension.

• certigi efikan protekton kontraŭ ĉiuj specoj de superfluo:

- superŝarĝo post termika forkuro de la varistoro;

- kurta cirkvito de malalta intenseco (impedanta);

- kurta cirkvito de alta intenseco.

3.6.1 Riskoj evitindaj post la fino de la vivo de la SPDoj

• Pro maljuniĝo

En la kazo de natura fino de vivo pro maljuniĝo, protekto estas termika. SPD kun varistoroj devas havi internan malkonektilon, kiu malebligas la SPD.

Noto: Fino de vivo per termika forkuranto ne koncernas SPD kun gasa malŝarĝa tubo aŭ enkapsuligita sparkfendeto.

• Pro kulpo

La kaŭzoj de la fino de vivo pro fuŝkontakto estas:

- Maksimuma malŝarĝa kapablo superis.

Ĉi tiu misfunkciado rezultigas fortan mallongan cirkviton.

- Kulpo pro la distribua sistemo (neŭtrala / faza ŝaltilo, neŭtrala

malkonekto).

- Iom post iom malboniĝo de la varistoro.

Ĉi-lastaj du faŭltoj rezultigas malhelpan mallongan cirkviton.

La instalado devas esti protektita kontraŭ damaĝoj rezultantaj de ĉi tiuj specoj de misfunkciado: la interna (termika) malkonektilo difinita supre ne havas tempon varmiĝi, do funkciigi.

Speciala aparato nomita "ekstera Mallonga Cirkvita Protekta Aparato (ekstera SCPD)", kapabla forigi la mallongan cirkviton devas esti instalita. Ĝi povas esti efektivigita per ŝaltilo aŭ fuzila aparato.

3.6.2 Karakterizaĵoj de la ekstera SCPD (Mallonga Cirkvita Protekta Aparato)

La ekstera SCPD estu kunordigita kun la SPD. Ĝi estas desegnita por plenumi la jenajn du limojn:

Fulma kurento eltenas

La kontraŭflama kurento estas esenca karakterizaĵo de la ekstera Protekta Aparato de SPD.

La ekstera SCPD ne devas stumbli sur 15 sinsekvaj impulsfluoj ĉe I_n.

Mallongcirkvita kurento eltenas

• La rompa kapablo estas difinita de la instalaj reguloj (IEC 60364-normo):

La ekstera SCPD havu rompan kapaciton egala aŭ pli granda ol la eventuala kurta kurta kurento Isc ĉe la instalpunkto (laŭ la IEC 60364-normo).

• Protekto de la instalado kontraŭ mallongaj cirkvitoj

Precipe la impedanta kurta cirkvito disigas multan energion kaj devas esti forigita tre rapide por eviti damaĝon al la instalado kaj al la SPD.

La ĝusta asocio inter SPD kaj ĝia ekstera SCPD devas esti donita de la fabrikanto.

3.6.3 Instala reĝimo por la ekstera SCPD

• Aparato "en serio"

La SCPD estas priskribita kiel "en serio" (vidu Fig. J33) kiam la protekto estas plenumita de la ĝenerala protekta aparato de la protektota reto (ekzemple liga ŝaltilo kontraŭflue de instalaĵo).

• Aparato "paralele"

La SCPD estas priskribita kiel "paralele" (vidu Fig. J34) kiam la protekto estas farita specife per protekta aparato asociita kun la SPD.

• La ekstera SCPD estas nomata "malkonektanta ŝaltilo" se la funkcio estas plenumita per ŝaltilo.
• La malkonektanta ŝaltilo povas aŭ ne esti integrita en la SPD.

Noto: En la kazo de SPD kun gasa malŝarĝa tubo aŭ enkapsuligita sparkfendeto, la SCPD permesas tranĉi la fluon tuj post uzo.

Noto: S-tipo postrestantaj kurentiloj laŭ la normoj IEC 61008 aŭ IEC 61009-1 plenumas ĉi tiun postulon.

3.7.1 Kunordigo kun kontraŭfluaj protektaj aparatoj

Kunordigo kun superkurataj protektaj aparatoj

En elektra instalaĵo, la ekstera SCPD estas aparato identa al la protekta aparato: tio ebligas apliki diskriminaciojn kaj kaskadajn teknikojn por teknika kaj ekonomia optimumigo de la protekta plano.

Kunordigo kun postrestantaj aktualaj aparatoj

Se la SPD estas instalita laŭflue de tera protekta aparato, ĉi-lasta devas esti de la tipo "si" aŭ selektema kun imuneco al pulsfluoj de almenaŭ 3 kA (8/20 μs-nuna ondo).

4 Instalado de SPDoj

Ligoj de SPD al la ŝarĝoj devas esti kiel eble plej mallongaj por redukti la valoron de la tensia protekta nivelo (instalita Supre) sur la fina stacioj de la protektita ekipaĵo. La tuta longo de SPD-konektoj al la reto kaj la tera fina stacio ne devas superi 50 cm.

4.1 Konekto

Unu el la esencaj karakterizaĵoj por la protekto de ekipaĵo estas la maksimuma tensia protektnivelo (instalita U_p) ke la ekipaĵo povas elteni ĉe siaj terminaloj. Sekve, SPD estu elektita kun tensia protekta nivelo U_p adaptita al la protekto de la ekipaĵo (vidu Fig. J38). La tuta longo de la ligaj kondukiloj estas

L = L1 + L2 + L3.

Por altfrekvencaj fluoj, la impedanco per unuolonga longo de ĉi tiu ligo estas proksimume 1 μH / m.

Sekve, aplikante la leĝon de Lenz al ĉi tiu rilato: ∆U = L di / dt

La normaligita 8/20 μs-kurenta ondo, kun aktuala amplekso de 8 kA, sekve kreas tensian kreskon de 1000 V por metro de kablo.

∆U = 1 x 10^-6 x8 x10³ / 8 x 10^-6 = 1000 V

Rezulte la tensio trans la ekipaj terminaloj, instalitaj Supre, estas:

instalis U_p =U_p + U1 + U2

Se L1 + L2 + L3 = 50 cm, kaj la ondo estas 8/20 μs kun amplekso de 8 kA, la tensio trans la ekipaj terminaloj estos U_p + 500 V.

4.1.1 Ligo en la plasta enfermaĵo

Figuro J39a sube montras kiel konekti SPD en la plasta enfermaĵo.

4.1.2 Ligo en la metala enfermaĵo

En la kazo de komutila aro en metala enfermaĵo, eble estus saĝe konekti la SPD rekte al la metala enfermaĵo, kun la enfermaĵo uzata kiel protekta kondukilo (vidu Fig. J39b).

Ĉi tiu aranĝo konformas al norma IEC 61439-2 kaj la ASEMBLEA fabrikanto devas certigi, ke la karakterizaĵoj de la enfermaĵo ebligas ĉi tiun uzon.

4.1.3 Kondukta sekco

La rekomendinda minimuma konduktila sekco konsideras:

• La normala servo provizota: Fluo de la fulma kurenta ondo sub maksimuma tensia falo (50 cm-regulo).

Noto: Male al aplikoj ĉe 50 Hz, la fenomeno de fulmo estas alta ofteco, la kresko de la konduktila sekco ne multe reduktas sian altfrekvencan impedancon.

• La konduktiloj eltenas kurtokurentajn kurentojn: La konduktilo devas rezisti kurtokurentan kurenton dum la maksimuma tempo de detektado de protekta sistemo.

IEC 60364 rekomendas ĉe la instalada alvenanta fino minimuman sekcon de:

- 4 mm² (Cu) por konekto de Tipo 2 SPD;

- 16 mm² (Cu) por konekto de Tipo 1 SPD (ĉeesto de fulmo-protekta sistemo).

4.2 Kabligaj reguloj

• Regulo 1: La unua regulo plenumenda estas, ke la longo de la SPD-ligoj inter la reto (per la ekstera SCPD) kaj la surtera terminalo ne devas superi 50 cm.

Figuro J40 montras la du eblecojn por konekto de SPD.

• Regulo 2: La kondukiloj de protektitaj eksiĝintaj nutriloj:

- devas esti konektita al la fina stacioj de la ekstera SCPD aŭ la SPD;

- devas esti apartigita fizike de la poluitaj alvenantaj kondukiloj.

Ili situas dekstre de la fina stacioj de SPD kaj SCPD (vidu Fig. J41).

• Regulo 3: La alvenantaj manĝilaj fazaj, neŭtralaj kaj protektaj (PE) kondukiloj devas kuri unu apud alia por redukti la buklan surfacon (vidu Fig. J42).
• Regulo 4: La alvenantaj kondukiloj de la SPD devas esti malproksimaj de la protektitaj elirantaj kondukiloj por eviti polui ilin per kuplado (vidu Fig. J42).
• Regulo 5: La kabloj devas esti alpinglitaj al la metalaj partoj de la enfermaĵo (se entute) por minimumigi la surfacon de la frambuklo kaj tial profiti de ŝirmila efiko kontraŭ EM-perturboj.

En ĉiuj kazoj oni devas kontroli, ke la kadroj de ŝaltpaneloj kaj ĉemetaĵoj estas konektitaj per mallongaj konektoj.

Fine, se oni uzas ŝirmitajn kablojn, oni devas eviti grandajn longojn, ĉar ili malpliigas la efikecon de ŝirmado (vidu Fig. J42).

5-Apliko

5.1 Instalaj ekzemploj

Solvoj kaj skema diagramo

• La elekta gvidilo pri elektroŝirmilo ebligis determini la precizan valoron de la ekmultigilo ĉe la alvenanta fino de la instalaĵo kaj tiun de la rilata malkonekta ŝaltilo.
• Kiel la sentemaj aparatoj (U_p <1.5 kV) troviĝas pli ol 30 m de la alvenanta protekta aparato, la fajnaj protektaj ŝirmiloj devas esti instalitaj kiel eble plej proksime al la ŝarĝoj.
• Por certigi pli bonan kontinuecon de servo por malvarmaj ĉambroj:

- "si" -tipaj restaj kurentaj ŝaltiloj estos uzataj por eviti ĝenajn stumblojn kaŭzitajn de la kresko de tera potencialo dum la fulma ondo trapasas.

• Por protekto kontraŭ atmosferaj supertensioj:

- Instalu ŝirmilon en la ĉefa ŝaltpanelo

- instalu bonan protektan ŝirmilon en ĉiu ŝaltpanelo (1 kaj 2) provizante la sentemajn aparatojn situantajn pli ol 30 m de la alvenanta ŝirmilo

- instalu suprotensilon sur la telekomunika reto por protekti la provizitajn aparatojn, ekzemple, fajroalarmojn, modemojn, telefonojn, faksojn.

Kabligaj rekomendoj

- Certigu la ekipotencialecon de la teraj finaĵoj de la konstruaĵo.

- Redukti la buklajn elektroprovizajn kablajn areojn.

Rekomendoj pri instalado

• Instalu suprotensilon, Imax = 40 kA (8/20 μs) kaj iC60-malkonektan ŝaltilon taksitan je 20 A.
• Instalu bonajn protektajn ŝirmilojn, Imax = 8 kA (8/20 μs) kaj la rilatajn iC60-malkonektajn ŝaltilojn taksitajn je 20.