Korronteen aurkako Babes Gailuak energia elektrikoaren hornikuntza sareetarako, telefono sareetarako eta komunikazio eta kontrol automatikoetarako erabiltzen dira.

2.4 Korronteen aurkako Babes Gailua (SPD)

Korronteen aurkako Babes Gailua (SPD) instalazio elektrikoak babesteko sistemaren osagaia da.

Gailu hori paraleloan konektatzen da babestu behar dituen kargen elikatze-zirkuituan (ikus J17. Irudia). Energia hornidura sareko maila guztietan ere erabil daiteke.

Hau da gehien erabiltzen den eta eraginkorrena den gaintentsioko babes mota.

Printzipioa

SPD jatorri atmosferikoko gain-tentsio iragankorrak mugatzeko eta korronte-uhinak lurrera desbideratzeko diseinatuta dago, gain-tentsio horren anplitudea instalazio elektrikoarentzako eta aparailu elektrikoetarako eta kontrolerako tresneriarako arriskutsua ez den balio batera mugatzeko.

SPD-k gaintentsioak ezabatzen ditu:

• modu arruntean, fasearen eta neutroaren edo lurraren artean;
• modu diferentzialean, fasearen eta neutroaren artean. Funtzionamendu-atalasea gainditzen duen gain-tentsioaren kasuan, SPD
• energia lurrera eramaten du, modu arruntean;
• energia beste eroale zuzenetara banatzen du, modu diferentzialean.

Hiru SPD motak:

• Idatzi 1 SPD

1. motako SPD gomendagarria da zerbitzu-sektoreko eta industria-eraikinetako kasu zehatzetan, tximistak babesteko sistema batek edo sareta-kaiola batek babestuta. Instalazio elektrikoak tximista zuzenen aurka babesten ditu. Lurrun eroaletik sareko eroaleetara hedatzen den tximistatik atzeko korrontea deskarga dezake.

1 motako SPD 10/350 μs korronte uhinaren ezaugarria da.

• Idatzi 2 SPD

2 motako SPD baxua tentsioko instalazio elektriko guztien babes sistema nagusia da. Koadro elektriko bakoitzean instalatuta, instalazio elektrikoetan gain-tentsioak hedatzea ekiditen du eta kargak babesten ditu.

2 motako SPD 8/20 μs korronte uhinaren ezaugarria da.

• Idatzi 3 SPD

SPD hauek deskarga-ahalmen txikia dute. Beraz, nahitaez instalatu behar dira 2 motako SPDren osagarri gisa eta karga sentikorren inguruan. 3 motako SPD ezaugarriek tentsio uhinak (1.2 / 50 μs) eta korronte uhinak (8/20 μs) konbinatzen dituzte.

SPD definizio normatiboa

2.4.1 SPDren ezaugarriak

IEC 61643-11 1.0 Edizioa (03/2011) nazioarteko arauak behe tentsioko banaketa sistemetara konektatutako SPDren ezaugarriak eta probak definitzen ditu (ikus J19. Irudia).

• Ezaugarri komunak

- EDO_c: Etengabeko funtzionamendu tentsio maximoa

SPD aktibo bihurtzen den AC edo DC tentsioa da. Balio hori tentsio nominalaren eta sistemaren lurreratze antolamenduaren arabera aukeratzen da.

- EDO_p: Tentsio babes maila (I at_n)

Hau da SPDren terminalen tentsio maximoa aktibo dagoenean. Tentsio hori SPD-n doan korrontea I-ren berdina denean lortzen da_n. Aukeratutako tentsio babes maila kargek jasaten duten tentsio gaineko gaitasunaren azpitik egon behar du (ikus 3.2 atala). Tximista kolpeak gertatuz gero, SPDren terminalen arteko tentsioak U baino txikiagoa izaten du_p.

- Ni_n: Deskarga korronte nominala

Hau da SPD 8 aldiz deskargatzeko gai den 20/15 μs uhin formako korrontearen gailur balioa.

• Idatzi 1 SPD

- Ni_imp: Bultzada unean

Hau da SPD 10 aldiz deskargatzeko gai den 350/5 μs uhin formako korrontearen gailur balioa.

- Ni_fi: Auto itzali korrontearen jarraipena

Txinparta teknologiaren artean soilik aplikagarria.

Hau da SPDk flashover-aren ondoren berez eteteko gai den unea (50 Hz). Korronte horrek instalazio puntuan dagoen zirkuitulaburreko korrontea baino handiagoa izan behar du beti.

• Idatzi 2 SPD

- Ni_max: Deskarga gehieneko korrontea

Hau da 8/20 μs uhin formako korrontearen gailur balioa, SPD behin deskargatzeko gai dena.

• Idatzi 3 SPD

- EDO_oc: Zirkuitu irekiko tentsioa III klaseko (3. motako) probetan aplikatua.

2.4.2 Aplikazio nagusiak

• Tentsio baxuko SPD

Gailu oso desberdinak, bai ikuspuntu teknologikotik eta bai erabileratik, termino honekin izendatzen dira. Behe-tentsioko SPD modularrak dira BT instalazio-taulen barruan erraz instalatzeko. Badaude korronte hartuneetara egokitzeko SPDak ere, baina gailu horiek deskarga gaitasun txikia dute.

• Komunikazio sareetarako SPD

Gailu hauek telefono sareak, kommutatutako sareak eta kontrol automatiko sareak (busa) kanpotik datozen gainkarga (tximistak) eta energia hornidura sarearen barnekoak (ekipamendu kutsagarriak, aparatuen funtzionamendua, etab.) Babesten dituzte.

Halako SPDak RJ11, RJ45, ... konektoreetan ere instalatuta daude edo kargetan integratuta daude.

3 Instalazio elektrikoak babesteko sistemaren diseinua

Eraikin bateko instalazio elektrikoa babesteko, arau sinpleak aplikatzen dira aukeratzeko

• SPD (k);
• babes sistema da.

3.1 Diseinatzeko arauak

Energia banatzeko sistema baterako, tximista babesteko sistema definitzeko eta eraikin bateko instalazio elektrikoa babesteko SPD bat hautatzeko erabiltzen diren ezaugarri nagusiak hauek dira:

• SPD

- SPD kantitatea;

- mota;

- esposizio maila SPDren deskarga korronte maximoa I definitzeko_max.

• Zirkuitulaburrak babesteko gailua

- I deskarga-korronte maximoa_max;

- zirkuitulaburreko korrontea I_sc instalazio puntuan.

Beheko J20 irudiko diagrama logikoak diseinu arau hau erakusten du.

SPD bat hautatzeko beste ezaugarriak instalazio elektriko baterako aurrez zehaztuta daude.

• SPDko polo kopurua;
• tentsio babes maila U_p;
• U tentsio eragilea_c.

J3 azpiatal honetan zehaztasun handiagoz deskribatzen dira instalazioaren ezaugarrien, babestu beharreko ekipoen eta ingurumenaren arabera babes sistema hautatzeko irizpideak.

3.2 Babes-sistemaren elementuak

Instalazio elektrikoaren jatorrian SPD bat instalatu behar da beti.

3.2.1 SPDren kokapena eta mota

Instalazioaren jatorrian instalatu behar den SPD mota tximistak babesteko sistema bat dagoen edo ez araberakoa da. Eraikinak tximistak babesteko sistema bat badu (IEC 62305 arauaren arabera), 1 motako SPD instalatu beharko litzateke.

Instalazioaren amaieran instalatutako SPD-rako, IEC 60364 instalazio arauek honako 2 ezaugarri hauetarako gutxieneko balioak ezartzen dituzte:

• Deskarga korronte nominala I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Tentsio babes maila U_p (I at_n) <2.5 kV.

Instalatu beharreko SPD osagarrien kopurua zehazten da:

• gunearen tamaina eta lotura-eroaleak jartzeko zailtasuna. Gune handietan, ezinbestekoa da SPD bat instalatzea azpibanaketako itxitura bakoitzaren sarreran.
• sarrerako muturreko babes gailutik babestu beharreko karga sentikorrak bereizten dituen distantzia. Kargak sarrerako muturreko babes gailutik 30 metro baino gehiagora daudenean, beharrezkoa da karga sentikorretatik ahalik eta hurbilen dagoen babes isun gehiago eskaintzea. Olatuen hausnarketaren fenomenoak 10 metrotik handitzen ari dira (ikusi 6.5 kapitulua)
• esposizio arriskua. Oso agerian dagoen gune baten kasuan, sarrerako amaierako SPD-k ezin ditu ziurtatu tximista korronte handia eta nahikoa tentsio baxuko babes maila. Bereziki, 1 motako SPD bat, normalean, 2 motako SPD batekin batera dator.

Beheko J21 irudiko taulak goian definitutako bi faktoreen arabera ezarri beharreko SPD kantitatea eta mota erakusten ditu.

3.4 1. motako SPD aukeraketa

3.4.1 I bultzada korrontea_imp

• Babestu beharreko eraikin motari buruzko araudi nazionalik edo araudi zehatzik ez dagoenean, I bultzada-korrontea_imp adar bakoitzeko gutxienez 12.5 kA (10/350 μs uhina) izango da IEC 60364-5-534 arauaren arabera.

• Arauak dauden lekuan: 62305-2 arauak 4 maila definitzen ditu: I, II, III eta IV. J31 irudiko taulak I maila desberdinak erakusten ditu._imp arauzko kasuan.

3.4.2 I korrontearen jarraipena itzaltzea automatikoki_fi

Ezaugarri hori txinparta teknologia duten SPDetarako soilik da aplikagarria. Auto-itzalgailuak I korrontearen jarraipena egiten du_fi zirkuitulaburreko korronte I baino handiagoa izan behar du beti_sc instalazio puntuan.

3.5 2. motako SPD aukeraketa

3.5.1 I deskarga gehieneko korrontea_max

Imax gehieneko deskarga korrontea eraikinaren kokapenarekiko kalkulatutako esposizio mailaren arabera definitzen da.

Deskargako gehieneko korrontearen balioa (I_max) arriskuen analisiaren bidez zehazten da (ikus J32 irudiko taula).

3.6 Zirkuitu Laburreko Kanpoko Babes Gailua (SCPD) hautatzea

Babes gailuak (zirkuitu termikoa eta laburra) SPDrekin koordinatu behar dira funtzionamendu fidagarria bermatzeko, alegia

• zerbitzuaren jarraipena ziurtatzea:

- Tximista korronte uhinak jasan;

- hondar-tentsio gehiegirik ez sortzea.

• gainkorronte mota guztien aurkako babes eraginkorra bermatzea:

- varistoraren ihes termikoaren ondoren gainkarga;

- intentsitate txikiko zirkuitulaburra (inpedantea);

- intentsitate handiko zirkuitulaburra.

3.6.1 SPDen bizitza amaitzean saihestu beharreko arriskuak

• Zahartzea dela eta

Zahartzearen ondorioz bizitza naturalaren amaiera denean, babesa mota termikoa da. Varistoreekin SPDk SPD desgaitzen duen barne deskonexio bat izan behar du.

Oharra: ihesaldi termikoaren bidez bizitzaren amaiera ez zaio gas isurketako tutuarekin edo enkapsulatutako txinparta-tartearekin lotzen.

• Matxura batengatik

Zirkuitu laburreko akats baten ondorioz bizitza amaitzearen arrazoiak hauek dira:

- Isuritako gehieneko ahalmena gaindituta

Matxura horrek zirkuitulabur gogorra eragiten du.

- Banaketa sistemaren ondorioz matxura (neutroa / fase aldatzea, neutroa)

deskonexioa).

- Varistoraren pixkanaka hondatzea.

Azken bi akats horiek zirkuitulabur impedantea eragiten dute.

Instalazioak akats mota horien ondorioz sortutako kalteetatik babestuta egon behar du: goian definitutako barne deskonexio (termiko) horrek ez du berotzeko astirik, beraz funtzionatzeko.

Zirkuitu laburra ezabatzeko gai den "kanpoko Zirkuitu Laburrak Babesteko Gailua (kanpoko SCPD)" izeneko gailu berezi bat instalatu behar da. Etengailu edo fusible gailu baten bidez ezar daiteke.

3.6.2 Kanpoko SCPD (Zirkuitu Laburrak Babesteko Gailua) ezaugarriak

Kanpoko SCPD SPDrekin koordinatu behar da. Bi muga hauek betetzeko diseinatuta dago:

Tximista korronte jasan

Tximisten korronte jasanbidea SPDren kanpoko Zirkuitu Laburreko Babeserako gailuaren funtsezko ezaugarria da.

Kanpoko SCPD-k ez du I ondoz ondoko 15 bultzada-korronteekin bat egin behar_n.

Zirkuitulaburreko korrontearen erresistentzia

• Haustura gaitasuna instalazio arauen arabera zehazten da (IEC 60364 araua):

Kanpoko SCPDk Isc zirkuitulaburreko korrontea baino handiagoa edo handiagoa izan behar du instalazio puntuan (IEC 60364 arauaren arabera).

• Instalazioaren babesa zirkuitulaburren aurka

Bereziki, impedant zirkuitulaburrak energia asko xahutzen du eta oso azkar ezabatu beharko litzateke instalazioan eta SPDan kalteak ekiditeko.

SPD baten eta bere kanpoko SCPDren arteko lotura egokia fabrikatzaileak eman behar du.

3.6.3 Kanpoko SCPD instalazio modua

• Gailua "seriean"

SCPD "seriean" bezala deskribatzen da (ikus J33. Irudia) babestuko den sareko babes gailu orokorrak babesten duenean (adibidez, konexio etengailua instalazio baten aurrean).

• Gailua "paraleloan"

SCPD "paraleloan" deskribatzen da (ikus J34. Irudia) babesa SPDri lotutako babes gailu batek bereziki egiten duenean.

• Kanpoko SCPDri "deskonektatzeko etengailu" deritzo funtzioa etengailu batek betetzen badu.
• Deskonektatzeko etengailua SPDn integratuta egon daiteke edo ez.

Oharra: gasa isurtzeko hodia edo txinparta enkapsulatua duen SPD baten kasuan, SCPD-k korrontea moztu ahal izateko aukera ematen du berehala.

Oharra: S motako hondar korronteko gailuek IEC 61008 edo IEC 61009-1 arauekin bat etorriz baldintza hau betetzen dute.

3.7.1 Igoerako babes gailuekin koordinazioa

Korronte gehiegizko babes gailuekin koordinazioa

Instalazio elektriko batean, kanpoko SCPD babes aparatuaren berdina den aparatua da: horri esker, diskriminazio eta kaskadako teknikak aplikatu daitezke babes planaren optimizazio teknikoa eta ekonomikoa lortzeko.

Hondarreko korronte gailuekin koordinazioa

SPD lurraren ihesak babesteko gailu baten ibaian instalatuta badago, azken horrek "si" edo selektiboa izan beharko luke gutxienez 3 kA (8/20 μs korronte uhin) pultsu korronteen immunitatearekin.

4 SPDak instalatzea

SPD kargek konexioek ahalik eta laburrenak izan behar dute babestutako ekipoen terminaletan tentsio babesaren maila (gora instalatuta) balioa murrizteko. Sareko eta lurreko terminaleko SPD konexioen luzera osoak ez du 50 cm baino gehiago izan behar.

4.1 Konexioa

Ekipoak babesteko funtsezko ezaugarrietako bat tentsio maximoko babes maila da (instalatutako U_p) ekipamenduak bere terminaletan jasan dezakeela. Horrenbestez, SPD aukeratu behar da U tentsio babes maila duena_p ekipamenduaren babesera egokituta (ikus J38. irudia). Konexio eroaleen luzera osoa da

L = L1 + L2 + L3.

Maiztasun handiko korronteetarako, konexio honen luzera unitateko inpedantzia 1 μH / m-koa da gutxi gorabehera.

Horregatik, Lenz-en legea lotura honi aplikatuz: ∆U = L di / dt

8/20 μs-ko korronte uhin normalizatuak, 8 kA-ko anplitudearekin, 1000 V-ko tentsio igoera sortzen du kable metro bakoitzeko.

∆U = 1 x 10^-6 x 8 x 10³ / 8 x 10^-6 = X V

Ondorioz, instalatutako Ekipo terminalen arteko tentsioa hau da:

instalatutako U_p =U_p + U1 + U2

L1 + L2 + L3 = 50 cm bada, eta uhina 8/20 μs-koa bada 8 kA-ko anplitudearekin, ekipoaren terminalen arteko tentsioa U izango da_p + 500 V.

4.1.1 Konexioa plastikozko itxituran

Beheko J39a irudian ikus daiteke nola konektatu SPD plastikozko itxituran.

4.1.2 Konexioa itxitura metalikoan

Metalezko itxitura bateko aparailuen multzoa bada, komenigarria izan daiteke SPD zuzenean itxitura metalikora konektatzea, itxitura babes-eroale gisa erabilita (ikus J39b. Irudia).

Antolaketa hau IEC 61439-2 arauarekin bat dator eta MONTAGE fabrikatzaileak ziurtatu behar du itxituraren ezaugarriek erabilera hori ahalbidetzen dutela.

4.1.3 Eroalearen ebakidura

Gomendatutako gutxieneko eroaleen ebakidura kontuan hartzen da:

• Eman beharreko zerbitzu normala: tximista korrontearen uhinaren emaria gehieneko tentsio jaitsieraren azpian (50 cm-ko araua).

Oharra: 50 Hz-eko aplikazioek ez bezala, tximistak maiztasun handikoa izanik, eroalearen sekzioaren gehikuntzak ez du maiztasun handiko inpedantzia asko murrizten.

• Eroaleek zirkuitulaburreko korronteei eusten diete: Eroaleak zirkuitulaburreko korronteari eutsi behar dio gehieneko babes-sistemaren ebaketa-denboran.

IEC 60364-k instalazioaren sarreran amaierako gutxieneko ebakidura gomendatzen du:

- 4 mm² (Cu) 2 motako SPD konexiorako;

- 16 mm² (Cu) 1 motako SPD konexiorako (tximistak babesteko sistemaren presentzia).

4.2 Kableatzeko arauak

• 1. araua: bete beharreko lehenengo araua zera da: sarearen (kanpoko SCPD bidez) eta lurreko terminal blokeen arteko SPD konexioen luzerak 50 cm baino gehiago ez izatea.

J40 irudian SPD bat konektatzeko bi aukerak erakusten dira.

• 2. araua: babestutako irteerako elikadoreen eroaleak:

- kanpoko SCPD edo SPD terminalekin konektatu beharko lirateke;

- fisikoki kutsatutako sarrerako eroaleetatik bereizi behar dira.

SPD eta SCPD terminalen eskuinean kokatzen dira (ikus J41. Irudia).

• 3. araua: Sarrerako elikadura fasea, neutroa eta babeseko (PE) eroaleak bata bestearen ondoan korritu beharko lirateke begizta azalera murrizteko (ikus J42. Irudia).
• 4. araua: SPDren sarrerako eroaleek babestutako irteerako eroaleetatik urrun egon behar dute, akoplamenduz kutsatzea saihesteko (ikus J42. Irudia).
• 5. araua: kableak itxiturako zati metalikoekin estekatuta egon beharko lirateke (baldin badago), markoaren begizta gainazala minimizatzeko eta, beraz, EM asalduren aurkako estaldura efektua lortzeko.

Kasu guztietan, egiaztatu behar da zentralen eta itxituretako markoak oso konexio laburren bidez lurrean daudela.

Azkenean, blindatutako kableak erabiltzen badira, luzera handiak ekidin beharko lirateke, blindatzearen eraginkortasuna murrizten baitute (ikus J42. Irudia).

5 aplikazioa

5.1 Instalazio adibideak

Irtenbideak eta diagrama eskematikoa

• Korronte-deskargatzailea hautatzeko gidak instalazioaren sarreran amaitutako karga-kargagailuaren balioa eta horri lotutako deskonexio-etengailuaren balioa zehaztea ahalbidetu du.
• Gailu sentikorrak (U_p <1.5 kV) sarrerako babes gailutik 30 m baino gehiagora daude. Babes finaren gainazaleko deskargagailuak kargetatik ahalik eta hurbilen instalatu behar dira.
• Gela hotzeko guneetan zerbitzuaren jarraipena hobea izan dadin:

- "si" motako hondar korronteko etengailuak erabiliko dira tximista uhina igarotzean lurreko potentzialaren igoerak eragindako eragozpenak saihesteko.

• Gaintentsio atmosferikoen aurka babesteko:

- instalatu gainazalen deskargagailua zentral nagusian

- instalatu gainazalen aurkako babes fin bat zentral elektriko bakoitzean (1 eta 2), sarrerako gehikuntzatik 30 metrora dauden gailu sentikorrak hornituz.

- instalatu telekomunikazio sarean uhin-jauzi bat, hornitutako gailuak babesteko, adibidez, su alarmak, modemak, telefonoak, faxak.

Kableatzeko gomendioak

- Eraikinaren lurraren amaierako ekipotentzialtasuna ziurtatu.

- Murriztu begiztatutako elikatze-kableen eremuak.

Instalazio gomendioak

• Instalatu gainazaleko deskargagailua, Imax = 40 kA (8/20 μs) eta iC60 deskonexio-etengailua 20 A-koa.
• Instalatu babes fineko uhin-jauzgailuak, Imax = 8 kA (8/20 μs) eta lotutako iC60 deskonexio-etengailuak 20rekin.