Wjerljochtstreaming en beskerming fan overspanning

Wjerljochtstreaming en beskerming fan overspanning

Oerspanning fan sfearyske oarsprong
Definysjes fan overspanning

Oerspanning (yn in systeem) elke spanning tusken ien faazeleider en ierde as tusken faazeleiders mei in pykwearde dy't de oerienkommende pyk fan 'e heechste spanning hat foar definysje fan apparatuer út' e International Electrotechnical Wocabulary (IEV 604-03-09)

Ferskate soarten oerspanning

In oerspanning is in spanningsimpuls of -golf dy't boppe op 'e nominale spanning fan it netwurk leit (sjoch ôfb. J1)

Dit soarte fan oerspanning wurdt karakterisearre troch (sjoch ôfb. J2):

• de opkomstiid tf (yn μs);
• it gradient S (yn kV / μs).

In oerspanning steurt apparatuer en produseart elektromagnetyske strieling. Boppedat feroarsaket de doer fan 'e oerspanning (T) in enerzjypiek yn' e elektryske sirkels dy't apparatuer kinne ferneatigje.
Fig. J2 - Wichtige skaaimerken fan in oerspanning

Fjouwer soarten oerspanning kinne elektryske ynstallaasjes en lesten steure:

• Oerskeakelje: hege frekwinsje oerspanningen as burstfersteuring (sjoch ôfbylding J1) feroarsake troch in feroaring yn 'e steady-state yn in elektrysk netwurk (by wurking fan skeakeltoestellen).
• Krêftfrekwinsje oerspanningen: oerspanningen fan deselde frekwinsje as it netwurk (50, 60 of 400 Hz) feroarsake troch in permaninte feroaring fan steat yn it netwurk (nei in fout: isolaasjefout, ôfbraak fan 'e neutrale geleider, ensfh.).
• Oerspanningen feroarsake troch elektrostatyske ûntlading: heul koarte oerspanningen (in pear nanosekonden) fan heule hege frekwinsje feroarsake troch it ûntladen fan opboude elektryske ladingen (bygelyks in persoan dy't op in tapyt rint mei isolearjende soallen wurdt elektrysk laden mei in spanning fan ferskate kilovolts).
• Oerspanningen fan sfearfolle oarsprong.

Overvoltage skaaimerken fan sfearyske oarsprong

Bliksem strekt yn in pear sifers: Bliksemflitsen produsearje in ekstreem grutte hoemannichte pulseare elektryske enerzjy (sjoch figuer J4)

• fan ferskate tûzen amperes (en ferskate tûzen volt)
• fan hege frekwinsje (sawat 1 megahertz)
• fan koarte doer (fan in mikrosekonde oant in millisekonde)

Tusken 2000 en 5000 stoarmen ûndergeane konstant oer de heule wrâld. Dizze stoarmen wurde begelaat troch bliksemslaggen dy't in earnstich gefaar foar persoanen en apparatuer fertsjintwurdigje. Bliksemflitsers sloegen gemiddeld 30 oant 100 slagen per sekonde op 'e grûn, dus 3 miljard bliksemslaggen elk jier.

De tabel yn figuer J3 toant wat bliksemwearden mei har oanbelangjende kâns. Sa't te sjen is, hat 50% fan 'e wjerljochtstreken in stream dy't mear is dan 35 kA en 5% in stream dy't mear dan 100 kA is. De enerzjy oerbrocht troch de bliksemslach is dêrom heul heech.

Fig. J3 - Foarbylden fan wjerljochtûntladingswearden jûn troch de IEC 62305-1 standert (2010 - Tabel A.3)

Fig. J4 - Foarbyld fan wjerljochtstream

Bliksem feroarsaket ek in grut oantal brannen, meast yn agraryske gebieten (huzen ferneatigje of ûngeskikt meitsje foar gebrûk). Hege gebouwen binne fral gefoelich foar wjerljochtstreken.

Effekten op elektryske ynstallaasjes

Bliksem beskeadiget benammen elektryske en elektroanyske systemen: transformators, elektrisiteitsmeters en elektryske apparaten op sawol wen- as yndustryterreinen.

De kosten foar reparaasje fan 'e skea feroarsake troch wjerljocht binne heul heech. Mar it is heul dreech de konsekwinsjes te beoardieljen fan:

• steuringen feroarsake oan kompjûters en telekommunikaasjenetwurken;
• flaters generearre by it útfieren fan programmearbere programma's en kontrôlesystemen foar logyske controller.

Boppedat kinne de kosten fan bedriuwsferlies folle heger wêze dan de wearde fan 'e ferneatige apparatuer.

Ynslach op bliksemslach

Bliksem is in elektrysk ferskynsel mei hege frekwinsje dat oerspanningen op alle geleidende artikels feroarsaket, benammen op elektryske kabels en apparatuer.

Bliksemynslaggen kinne de elektryske (en / as elektroanyske) systemen fan in gebou op twa manieren beynfloedzje:

• troch de direkte ynfloed fan 'e bliksemynslach op it gebou (sjoch ôfb. J5 a);
• troch yndirekte ynfloed fan 'e bliksemynslach op it gebou:
• In wjerljochtstreek kin falle op in boppeste elektryske krêftline dy't in gebou leveret (sjoch ôfb. J5 b). De oerstreaming en oerspanning kinne ferskate kilometers ferspriede fan it punt fan ynfloed.
• In bliksemslach kin falle by in elektryske krêftline (sjoch ôfb. J5 c). It is de elektromagnetyske strieling fan 'e wjerljochtstroom dy't in hege stream en in oerspanning produseart op it elektryske Netzteil. Yn 'e lêste twa gefallen wurde de gefaarlike streamingen en spanningen oerbrocht troch it Netzteilnet.

In bliksemslach kin by in gebou falle (sjoch ôfb. J5 d). It potinsjeel fan 'e ierde om it punt fan ynfloed stiicht gefaarlik.

Fig. J5 - Ferskate soarten bliksemynfloed

Yn alle gefallen kinne de gefolgen foar elektryske ynstallaasjes en loads dramatysk wêze.

Fig. J6 - Gefolch fan in ympekt fan in bliksemslach

Bliksem falt op in ûnbeskermd gebou.	Bliksem falt tichtby in loftline.	Bliksem falt by in gebou.
De wjerljochtstream streamt nei de ierde fia de min ofte mear geleidende struktueren fan it gebou mei heul destruktive effekten: termyske effekten: Hiel heftige oververhitting fan materialen, wêrtroch fjoer ûntstiet meganyske effekten: Strukturele ferfoarming thermyske flashover: It ekstreem gefaarlike ferskynsel yn 'e oanwêzigens fan flambere of eksplosive materialen (koalwaterstoffen, stof, ensfh.)	De wjerljochtstroom genereart oerspanningen troch elektromagnetyske ynduksje yn it distribúsjesysteem. Dizze oerspanningen wurde lâns de line propagearre nei de elektryske apparatuer yn 'e gebouwen.	De bliksemslach genereart deselde soarten oerspanning as dy beskreaune tsjinstellingen. Derneist rint de wjerljochtstream werom fan 'e ierde nei de elektryske ynstallaasje, wêrtroch't apparatuer ferdwynt.
It gebou en de ynstallaasjes binnen it gebou wurde oer it algemien ferneatige	De elektryske ynstallaasjes binnen it gebou wurde oer it algemien ferneatige.

De ferskate manieren fan fuortplanting

Common modus

Common-mode oerspanningen ferskine tusken live diriginten en ierde: faze-nei-ierde as neutraal-nei-ierde (sjoch ôfb. J7). Se binne gefaarlik foaral foar apparaten wêrfan it frame ferbûn is mei ierde fanwegen risiko's fan dielektrike ôfbraak.

Fig. J7 - Algemiene modus

Differinsjoneel modus

Differinsjoneel modus oerspanningen ferskine tusken live diriginten:

faze-oan-faze as faze-nei-neutraal (sjoch ôfb. J8). Se binne foaral gefaarlik foar elektroanyske apparatuer, gefoelige hardware lykas kompjûtersystemen, ensfh.

Fig. J8 - Differinsjemodus

Karakterisaasje fan 'e wjerljochtgolf

Analyze fan 'e ferskynsels makket de definysje mooglik fan' e soarten wjerljocht- en spanningsgolven.

• 2 soarten hjoeddeistige golf wurde beskôge troch de IEC-standerts:
• 10/350 µs golf: om de hjoeddeistige golven te karakterisearjen fanút in direkte bliksemslach (sjoch ôfb. J9);

Fig. J9 - 10/350 µs hjoeddeistige golf

• 8/20 µs golf: om de hjoeddeistige golven te karakterisearjen fan in yndirekte bliksemslach (sjoch ôfb. J10).

Fig. J10 - 8/20 µs hjoeddeistige golf

Dizze twa soarten wjerljochtgolven wurde brûkt om testen te definiearjen op SPD's (IEC-standert 61643-11) en ymmuniteit fan apparatuer foar bliksemsstreamingen.

De peakwearde fan 'e hjoeddeistige welle karakteriseart de yntensiteit fan' e bliksemslach.

De oerspanningen makke troch wjerljochtstreken wurde karakterisearre troch in spanningsgolf fan 1.2 / 50 µs (sjoch ôfb. J11).

Dit soarte spanningsgolf wurdt brûkt om te kontrolearjen dat apparatuer bestand is tsjin oerspanningen fan atmosfearyske oarsprong (ympuls spanning neffens IEC 61000-4-5).

Fig. J11 - 1.2 / 50 µs spanningsgolf

Prinsipe fan wjerljochtbeskerming
Algemiene regels fan wjerljochtbeskerming

Proseduere om risiko's fan 'e bliksemynslach te foarkommen
It systeem foar it beskermjen fan in gebou tsjin 'e effekten fan wjerljocht moat befetsje:

• beskerming fan struktueren tsjin direkte wjerljochtslaggen;
• beskerming fan elektryske ynstallaasjes tsjin direkte en yndirekte wjerljochtstreken.

It basisprinsipe foar de beskerming fan ynstallaasje tsjin it risiko fan bliksemynslaggen is om te foarkommen dat de steurende enerzjy gefoelige apparatuer berikt. Om dit te berikken is it needsaaklik om:

• fange de wjerljochtstream en kanalisearje dizze nei ierde fia it meast direkte paad (foarkommen fan 'e omkriten fan gefoelige apparatuer);
• equipotensjele bonding fan 'e ynstallaasje útfiere; Dizze ekipotinsjele bonding wurdt ymplementearre troch bonding geleiders, oanfolle troch Surge Protection Devices (SPD's) as spark gaps (bgl. Antenne mast spark spark gap).
• induzearre en yndirekte effekten minimalisearje troch SPD's en / as filters te ynstallearjen. Twa beskermingssystemen wurde brûkt om oerspanning te eliminearjen of te beheinen: se binne bekend as it beskermingssysteem foar gebouwen (foar de bûtenkant fan gebouwen) en it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje (foar de binnenkant fan gebouwen).

Geboubeskermingssysteem

De rol fan it geboubeskermingssysteem is it te beskermjen tsjin direkte bliksemslaggen.
It systeem bestiet út:

• it fangapparaat: it bliksemsysteem;
• down-conductors ûntwurpen om de wjerljochtstream nei ierde oer te bringen;
• "Kraaifoet" ierde liedingen ferbûn oaninoar;
• keppelings tusken alle metallyske kaders (ekvipotinsjele bonding) en de ierdliedings.

As de wjerljochtstream yn in geleider streamt, as potinsjele ferskillen ferskine tusken it en de kaders dy't ferbûn binne mei ierde dy't yn 'e omkriten lizze, kin dat lêste destruktive flashovers feroarsaakje.

De 3 soarten fan it wjerljochtbeskermingssysteem
Trije soarten geboubeskerming wurde brûkt:

De wjerljochtstok (ienfâldige stêf as mei triggersysteem)

De wjerljochtstok is in metallyske opfangtip pleatst boppe op it gebou. It wurdt ierde troch ien as meardere lieders (faak koperen strips) (sjoch ôfb. J12).

Fig. J12 - Bliksemstok (ienfâldige stêf as mei triggersysteem)

De wjerljochtstok mei strakke triedden

Dizze triedden wurde spand boppe de te beskermjen struktuer. Se wurde brûkt om spesjale struktueren te beskermjen: raketlansearjende gebieten, militêre tapassingen en beskerming fan loftlinen mei hege spanning (sjoch ôfb. J13).

Fig. J13 - strakke triedden

De wjerljochtkonduktor mei meshed koai (Faraday cage)

Dizze beskerming omfettet pleatst tal fan dún geleiders / tapes symmetrysk rûnom it gebou. (sjoch ôfb. J14).

Dit soarte fan bliksembeskermingssysteem wurdt brûkt foar heul bleatsteande gebouwen mei heul gefoelige ynstallaasjes lykas kompjûterkeamers.

Fig. J14 - Meshed cage (Faraday cage)

Gefolgen fan bouwbeskerming foar apparatuer fan 'e elektryske ynstallaasje

50% fan 'e wjerljochtstream dy't wurdt ûntladen troch it geboubeskermingssysteem, stiigt werom yn' e ierdnetwurken fan 'e elektryske ynstallaasje (sjoch ôfb. J15): de potensjele opkomst fan' e frames komt faak oer de isolearingsfermogen fan 'e lieders yn' e ferskate netwurken LV, telekommunikaasje, fideokabel, ensfh.).

Boppedat genereart de stream troch hjoeddeistige troch de lieders nei ûnderen feroarsake oerspanningen yn 'e elektryske ynstallaasje.

As konsekwinsje beskermet it gebou beskermingssysteem de elektryske ynstallaasje net: it is dêrom ferplicht om in beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje te foarsjen.

Fig. J15 - Direkte wjerljocht werom

Bliksembeskerming - Beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje

It haaddoel fan it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje is om oerspanningen te beheinen ta wearden dy't akseptabel binne foar de apparatuer.

It beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje bestiet út:

• ien of mear SPD's ôfhinklik fan de gebouwkonfiguraasje;
• de equipotensjele bining: in metallysk gaas fan bleatsteande geleidende dielen.

útfiering

De proseduere om de elektryske en elektroanyske systemen fan in gebou te beskermjen is as folget.

Sykje foar ynformaasje

• Identifisearje alle gefoelige lesten en har lokaasje yn it gebou.
• Identifisearje de elektryske en elektroanyske systemen en har ûnderskate punten fan yngong yn it gebou.
• Kontrolearje oft in bliksembeskermingssysteem oanwêzich is op it gebou of yn 'e omkriten.
• Yn 'e kunde komme mei de regelingen dy't jilde foar de lokaasje fan it gebou.
• Beoardielje it risiko fan bliksemynslaggen neffens de geografyske lokaasje, soarte stroomfoarsjenning, bliksemdichtheid, ensfh.

Oplossing ymplemintaasje

• Ynstallearje bondinggeleiders op frames troch in gaas.
• Ynstallearje in SPD yn it LV ynkommende skeakelboerd.
• Ynstallearje in ekstra SPD yn elk ûnderferdielingskaart dat leit yn 'e omkriten fan gefoelige apparatuer (sjoch ôfb. J16).

Fig. J16 - Foarbyld fan beskerming fan in grutskalige elektryske ynstallaasje

It Surge Protection Device (SPD)

Surge Protection Devices (SPD) wurde brûkt foar netwurken foar elektryske stroomfoarsjenning, tillefoannetwurken, en kommunikaasje en automatyske kontrôlebussen.

It Surge Protection Device (SPD) is in ûnderdiel fan it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje.

Dit apparaat is parallel ferbûn op it stroomferbiningssirkwy fan 'e lesten dy't it moat beskermje (sjoch ôfb. J17). It kin ek wurde brûkt op alle nivo's fan it Netzteil.

Dit is it meast brûkte en meast effisjinte type beskerming foar oerspanning.

Fig. J17 - Prinsipe fan beskermingssysteem yn parallel

SPD parallel ferbûn hat in hege impedânsje. Sadree't de oergeande oergeande spanning yn it systeem ferskynt, nimt de impedânsje fan it apparaat ôf, sadat de stream fan 'e oerstreaming troch de SPD wurdt riden, en de gefoelige apparatuer omlaat.

Prinsipe

SPD is ûntwurpen om foarbygeande oerspanningen fan atmosfearyske oarsprong te beheinen en hjoeddeistige golven nei de ierde te lieden, om de amplitude fan dizze oerspanning te beheinen ta in wearde dy't net gefaarlik is foar de elektryske ynstallaasje en elektryske skeakel- en bestjoeringsapparatuer.

SPD elimineert oerspanningen

• yn mienskiplike modus, tusken faze en neutraal as ierde;
• yn differinsjaal modus, tusken faze en neutraal.

Yn it gefal fan in oerspanning dy't de bedriuwsdrompel boppe giet, is de SPD

• liedt de enerzjy nei ierde, yn mienskiplike modus;
• ferdielt de enerzjy nei de oare live diriginten, yn differinsjaal modus.

De trije soarten SPD

Type 1 SPD
De Type 1 SPD wurdt oanrikkemandearre yn it spesifike gefal fan tsjinstferlienende sektor en yndustriële gebouwen, beskerme troch in wjerljochtbeskermingssysteem as in gaasde koai.
It beskermet elektryske ynstallaasjes tsjin direkte bliksemslaggen. It kin de efterstream ûntlitte fan wjerljocht dy't ferspriedt fan 'e ierdgeleider nei de netwurklieders.
Type 1 SPD wurdt karakterisearre troch in 10/350 µs hjoeddeistige golf.

Type 2 SPD
De Type 2 SPD is it wichtichste beskermingssysteem foar alle elektryske ynstallaasjes mei lege spanning. Yn elke elektryske toetseboerd ynstalleare foarkomt it de fersprieding fan oerspanningen yn 'e elektryske ynstallaasjes en beskermet de lesten.
Type 2 SPD wurdt karakterisearre troch in 8/20 µs hjoeddeistige golf.

Type 3 SPD
Dizze SPD's hawwe in lege ûntslachkapasiteit. Se moatte dêrom ferplicht wurde ynstalleare as oanfolling op Type 2 SPD en yn 'e omkriten fan gefoelige lesten.
Type 3 SPD wurdt karakterisearre troch in kombinaasje fan spanningsgolven (1.2 / 50 μs) en hjoeddeistige weagen (8/20 μs).

SPD normative definysje

Fig. J18 - SPD-standertdefinysje

Opmerking 1: D'r besteane T1 + T2 SPD (as Type 1 + 2 SPD) dy't de beskerming fan lesten kombinearje tsjin direkte en yndirekte blikseminslaggen.

Opmerking 2: guon T2 SPD kin ek wurde ferklearre as T3

Skaaimerken fan SPD

Ynternasjonale standert IEC 61643-11 edysje 1.0 (03/2011) definieart de skaaimerken en testen foar SPD ferbûn mei ferdielingssystemen mei lege spanning (sjoch ôfb. J19).

Yn grien is it garandearre wurkbereik fan 'e SPD.
Fig. J19 - Tiid / hjoeddeistich karakteristyk fan in SPD mei varistor

Mienskiplike skaaimerken

• U_C: Maksimum trochgeande wurkspanning. Dit is de AC- as DC-spanning, dêr't de SPD aktyf oer wurdt. Dizze wearde wurdt keazen neffens de nominale spanning en de systeemjierrige.
• U_P: Spanningsbeskermingsnivo (by I_n). Dit is de maksimale spanning oer de terminals fan 'e SPD as dizze aktyf is. Dizze spanning wurdt berikt as de stream dy't yn 'e SPD streamt is gelyk oan In. It keazen beskermingsnivo foar spanning moat ûnder de kapasiteit fan 'e lesten tsjin' e oerspanning wêze. Yn it gefal fan bliksemynslaggen bliuwt de spanning oer de terminals fan 'e SPD oer it algemien minder dan U_P.
• Yn: Nominale ûntladingsstream. Dit is de pykwearde fan in stream fan 8/20 µs golffoarm dy't de SPD yn steat is om minimaal 19 kear te ûntladen.

Wêrom is In wichtich?
Yn komt oerien mei in nominale ûntladingsstroom dy't in SPD teminsten 19 kear kin wjerstean: in hegere wearde fan In betsjuttet in langer libben foar de SPD, dus wurdt it sterk oanrikkemandearre om hegere wearden te kiezen dan de minimale opleine wearde fan 5 kA.

Type 1 SPD

• I_imp: Ympulsstroom. Dit is de pykwearde fan in stream fan 10/350 µs golffoarm dy't de SPD yn steat is om teminsten ien kear te ûntladen.

Wêrom bin ik_imp belangryk?
IEC 62305 standert fereasket in maksimale ympulsstroomwearde fan 25 kA per poal foar it trijefasensysteem. Dit betsjuttet dat foar in 3P + N-netwurk de SPD in totale maksimale ympulsstroom fan 100kA wêze kin dy't komt fan 'e ierdebonding.

• I_fi: Autoextinguish folgje aktueel. Allinich tapaslik foar de spark gap technology. Dit is de stream (50 Hz) dat de SPD by steat is om sels nei ûnderbrekking te ûnderbrekken. Dizze stream moat altyd grutter wêze dan de potensjele kortslutningsstroom op it punt fan ynstallaasje.

Type 2 SPD

• Imax: Maksimum ûntladingsstroom. Dit is de pykwearde fan in stream fan 8/20 µs golffoarm dy't de SPD ien kear kin ûntladen.

Wêrom is Imax wichtich?
As jo ​​2 SPD's fergelykje mei deselde In, mar mei ferskillende Imax: de SPD mei hegere Imax-wearde hat in hegere "feiligensmarge" en kin in hegere streamstream weerstaan ​​sûnder skansearre te wurden.

Type 3 SPD

• U_OC: Spanning mei iepen sirkwy tapast by testen fan klasse III (Type 3).

Main applikaasjes

• Leechspanning SPD. Hiel ferskillende apparaten, fanút sawol in technologyske as fan gebrûk, wurde troch dizze term oanwiisd. SPD's mei lege spanning binne modulêr om maklik te ynstallearjen yn LV-switchboards. D'r binne ek SPD's oanpast oan stopkontakten, mar dizze apparaten hawwe in lege ûntslachkapasiteit.

• SPD foar kommunikaasje netwurken. Dizze apparaten beskermje tillefoannetwurken, skeakele netwurken en automatyske bestjoernetwurken (bus) tsjin oerspanningen dy't fan bûten komme (wjerljocht) en dy ynterne yn it netwurk foar elektrisiteitsfoarsjenning (fersmoargjende apparatuer, wurking fan skeakels, ensfh.). Sokke SPD's wurde ek ynstalleare yn RJ11, RJ45, ... ferbiningen of yntegreare yn loads.

Notes

1. Testfolchoarder neffens standert IEC 61643-11 foar SPD basearre op MOV (varistor). Yn totaal 19 ympulsen by I_n:

• Ien positive ympuls
• Ien negative ympuls
• 15 ympulsen syngronisearre op elke 30 ° op 'e 50 Hz-spanning
• Ien positive ympuls
• Ien negative ympuls

2. foar type 1 SPD, nei de 15 ympulsen by I_n (sjoch foarige notysje):

• Ien ympuls op 0.1 x ik_imp
• Ien ympuls op 0.25 x ik_imp
• Ien ympuls op 0.5 x ik_imp
• Ien ympuls op 0.75 x ik_imp
• Ien ympuls by ik_imp

Untwerp fan it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje
Untwerpregels fan it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje

Om in elektryske ynstallaasje yn in gebou te beskermjen, jilde ienfâldige regels foar de kar fan

• SPD (s);
• syn beskermingssysteem.

Foar in systeem foar enerzjydistribúsje binne de wichtichste skaaimerken dy't wurde brûkt om it bliksemsysteem te definiearjen en in SPD te selektearjen om in elektryske ynstallaasje yn in gebou te beskermjen:

• SPD
• kwantiteit fan SPD
• type
• nivo fan bleatstelling om de maksimale ûntladingsstroom Imax fan 'e SPD te definiearjen.
• It kortslutingsbeskermingsapparaat
• maksimale ûntladingsstroom Imax;
• kortslutningsstroom Isc op it punt fan ynstallaasje.

It logika-diagram yn figuer J20 hjirûnder yllustreart dizze ûntwerpregel.

Fig. J20 - Logysk diagram foar seleksje fan in beskermingssysteem

De oare skaaimerken foar de seleksje fan in SPD binne foarôf definieare foar elektryske ynstallaasje.

• oantal peallen yn SPD;
• spanningsbeskermingsnivo U_P;
• U_C: Maksimum trochgeande wurkspanning.

Dizze sub-seksje Untwerp fan it beskermingssysteem foar elektryske ynstallaasje beskriuwt yn mear detail de kritearia foar seleksje fan it beskermingssysteem neffens de skaaimerken fan 'e ynstallaasje, de te beskermjen apparatuer en it miljeu.

Eleminten fan it beskermingssysteem

SPD moat altyd wurde ynstalleare oan 'e oarsprong fan' e elektryske ynstallaasje.

Lokaasje en type SPD

It type SPD dat moat wurde ynstalleare oan 'e oarsprong fan' e ynstallaasje, hinget ôf fan of der in bliksembeskermingssysteem oanwêzich is. As it gebou is foarsjoen fan in wjerljochtbeskermingssysteem (neffens IEC 62305), moat in SPD Type 1 ynstalleare wurde.

Foar SPD ynstalleare oan it ynkommende ein fan 'e ynstallaasje lizze de IEC 60364 ynstallaasjestandards minimale wearden foar de folgjende 2 skaaimerken:

• Nominale ûntladingsstroom I_n = 5 kA (8/20) µs;
• Voltage beskerming nivo U_P(by ik_n) <2.5 kV.

It oantal ekstra te ynstallearjen SPD's wurdt bepaald troch:

• de grutte fan 'e side en de muoite fan it ynstallearjen fan bondelieders. Op grutte siden is it essensjeel om in SPD te ynstallearjen oan it ynkommende ein fan elke ûnderferdieling.
• de ôfstân dy't gefoelige lesten skiedt te beskermjen fan it ynkommende einbeskermingsapparaat. As de lesten mear dan 10 meter fan it ynkommende beskermingsapparaat lizze, is it needsaaklik om ekstra fynbeskerming sa ticht mooglik by gefoelige lesten te foarsjen. De ferskynsels fan wjerrefleksje nimt ta fan 10 meter sjoch Fuortplanting fan in wjerljochtgolf
• it risiko fan bleatstelling. Yn it gefal fan in heul bleatstelde side kin de ynkommende SPD net sawol soargje foar in hege stream fan wjerljochtstroom as in foldwaande leech beskermingsnivo foar spanning. Benammen in Type 1 SPD wurdt algemien begelaat troch in Type 2 SPD.

De tabel yn figuer J21 hjirûnder toant de hoemannichte en it type SPD dy't op te setten is op basis fan de twa hjirboppe definieare faktoaren.

Fig. J21 - De 4 gefallen fan SPD-ymplemintaasje

Beskerming ferdield nivo

Ferskate beskermingsnivo's fan SPD kinne de enerzjy ferdiele oer ferskate SPD's, lykas werjûn yn figuer J22 wêryn de trije soarten SPD binne foarsjoen foar:

• Type 1: as it gebou is foarsjoen fan in wjerljochtbeskermingssysteem en leit oan it ynkommende ein fan 'e ynstallaasje, absorbeert it in heule grutte hoemannichte enerzjy;
• Type 2: absorbearret oerbliuwende oerspanningen;
• Type 3: biedt "fine" beskerming as nedich foar de gefoeligste apparatuer dy't heul tichtby de lesten leit.

Opmerking: De SPD Type 1 en 2 kinne wurde kombineare yn ien SPD
Fig. J22 - Fine arsjitektuer foar beskerming

Algemiene skaaimerken fan SPD's neffens de ynstallaasje-skaaimerken
Maksimum trochgeande wurkspanning Uc

Ofhinklik fan 'e systeemferoaring fan' e systeem, is de maksimale trochgeande wurkspanning U_C fan SPD moat gelyk wêze oan of grutter dan de wearden werjûn yn 'e tabel yn figuer J23.

Fig. J23 - Stipulearre minimale wearde fan U_C foar SPD's ôfhinklik fan 'e systeemferoaring (basearre op Tabel 534.2 fan' e IEC 60364-5-53 standert)

N / A: net fan tapassing
U: line-to-line spanning fan it leechspanningssysteem
in. dizze wearden binne besibbe oan 'e minste-gefoelige omstannichheden, dêrom wurdt de tolerânsje fan 10% net rekken holden.

De meast foarkommende wearden fan UC keazen neffens de systeemferoaring.
TT, TN: 260, 320, 340, 350 V
IT: 440, 460 V

Voltage beskerming nivo U_P (by ik_n)

De IEC 60364-4-44 standert helpt by de kar fan it beskermingsnivo Up foar de SPD yn funksje fan de te beskermjen lesten. De tabel fan figuer J24 jout de ympulsfermogensfeardigens fan elke soarte apparatuer oan.

Fig. J24 - Fereaske nominale ympulsspanning fan apparatuer Uw (tabel 443.2 fan IEC 60364-4-44)

in. Neffens IEC 60038: 2009.
b. Dizze nominale ympulsspanning wurdt tapast tusken live diriginten en PE.
c. Yn Kanada en de FS, foar spanningen nei ierde heger dan 300 V, jildt de nominale ympulsspanning dy't oerienkomt mei de folgjende heechste spanning yn dizze kolom.
d. Foar IT-systeembedriuwen by 220-240 V sil de rige 230/400 wurde brûkt, fanwegen de spanning nei ierde by de ierdefout op ien line.

Fig. J25 - Kategory oerspannings fan apparatuer

	Apparatuer fan 'e kategory oerspanning Ik bin allinich geskikt foar gebrûk yn' e fêste ynstallaasje fan gebouwen wêr't beskermingsmiddels bûten de apparatuer wurde tapast - om transiente oerspanningen te beheinen ta it oantsjutte nivo. Foarbylden fan sokke apparatuer binne dyjingen dy't elektronyske sirkwy befetsje lykas kompjûters, apparaten mei elektroanyske programma's, ensfh.
	Apparatuer fan overvoltage-kategory II is geskikt foar ferbining mei de fêste elektryske ynstallaasje, en leveret in normale mjitte fan beskikberens dy't normaal nedich is foar hjoeddeistich gebrûkende apparatuer. Foarbylden fan sokke apparatuer binne húshâldlike apparaten en ferlykbere lesten.
	Materiaal fan kategory III oerspanning is foar gebrûk yn 'e fêste ynstallaasje streamôf fan, en ynklusyf it haadferdielingsboerd, dat in hege mjitte fan beskikberens leveret. Foarbylden fan sokke apparatuer binne distribúsjeboerden, circuit-breakers, bedradingssystemen ynklusyf kabels, busbalken, knooppunten, skakelaars, stopkontakten) yn 'e fêste ynstallaasje, en apparatuer foar yndustrieel gebrûk en wat oare apparatuer, bgl. Stasjonêre motoren mei in permaninte ferbining mei de fêste ynstallaasje.
	Apparatuer fan kategory overspanning IV is geskikt foar gebrûk by, of yn 'e buert fan' e oarsprong fan 'e ynstallaasje, bygelyks streamop fan it haadferdielingsboerd. Foarbylden fan sokke apparatuer binne elektrisiteitsmeters, primêre beskermingapparaten foar oerstreaming, en ienheden foar rimpelkontrôle.

De "ynstalleare" U_P prestaasjes moatte wurde fergelike mei de ympuls wjerstean kapasiteit fan 'e loads.

SPD hat in spanningsbeskermingsnivo U_P dat is yntrinsyk, dus definieare en testet ûnôfhinklik fan 'e ynstallaasje. Yn 'e praktyk, foar de kar fan U_P prestaasjes fan in SPD, moat in feiligensmarge wurde nommen om de oerspanningen te meitsjen dy't inherent binne oan 'e ynstallaasje fan' e SPD (sjoch ôfbylding J26 en Ferbining fan Surge Protection Device).

Fig. J26 - Ynstalleare U_P

It "ynstalleare" spanningsbeskermingsnivo U_P algemien oannommen om gefoelige apparatuer te beskermjen yn 230/400 V elektryske ynstallaasjes is 2.5 kV (overspanningskategory II, sjoch ôfb. J27).

Noat:
As it fêststelde spanningsbeskermingsnivo net kin wurde berikt troch de ynkommende SPD of as gefoelige apparatuer-items op ôfstân binne (sjoch Eleminten fan it beskermingssysteem # Lokaasje en type SPD Lokaasje en type SPD, moat ekstra koördineare SPD wurde ynstalleare om it te berikken fereaske beskermingsnivo.

Oantal pols

• Ofhinklik fan 'e systeemferoaring fan it systeem is it needsaaklik om te soargjen foar in SPD-arsjitektuer dy't soarget foar beskerming yn mienskiplike modus (CM) en differinsjaal-modus (DM).

Ofb. J27 - Beskermingsferlet neffens de systeemferoaring foar systeem

in. De beskerming tusken faze en neutraal kin ofwol wurde opnaam yn 'e SPD pleatst by de oarsprong fan' e ynstallaasje as wurde tichtby de te beskermjen apparatuer
b. As neutraal ferdield

Noat:

Common-mode overspanning
In basisfoarm fan beskerming is it ynstallearjen fan in SPD yn 'e mienskiplike modus tusken fazen en de PE (as PEN) -geleider, wat it type systeemearderingsarrangement wurdt brûkt.

Differinsjemodus oerspanning
Yn 'e TT- en TN-S-systemen resulteart ierding fan' e neutraal yn in asymmetrie troch ierdimpedânsjes dy't liedt ta it ferskinen fan spanningen fan differinsjaalmodus, hoewol de oerspanning dy't wurdt feroarsake troch in bliksemslach is common-mode.

2P, 3P en 4P SPD's
(sjoch ôfb. J28)
Dizze binne oanpast oan 'e IT-, TN-C-, TN-CS-systemen.
Se leverje beskerming allinich tsjin oerspanningen yn 'e mienskiplike modus

Fig. J28 - 1P, 2P, 3P, 4P SPD's

1P + N, 3P + N SPD's
(sjoch ôfb. J29)
Dizze binne oanpast oan de TT- en TN-S-systemen.
Se leverje beskerming tsjin oerspanningen yn 'e mienskiplike modus en differinsjaal-modus

Fig. J29 - 1P + N, 3P + N SPD's

Seleksje fan in Type 1 SPD
Ympulsstroom Iimp

• As d'r gjin nasjonale regeljouwing of spesifike regelingen binne foar it type te beskermjen gebou: de ympulsstroom Iimp sil op syn minst 12.5 kA (10/350 µs golf) per tak wêze yn oerienstimming mei IEC 60364-5-534.
• Wêr't regelingen besteane: standert IEC 62305-2 definieart 4 nivo's: I, II, III en IV

De tabel yn figuer J31 lit de ferskillende nivo's fan I sjen_imp yn it reglemintêre gefal.

Fig. J30 - Basisfoarbyld fan lykwichtige I_imp hjoeddeistige ferdieling yn 3-faze systeem

Fig. J31 - Tabel fan I_imp wearden neffens it spanningsbeskermingsnivo fan it gebou (basearre op IEC / EN 62305-2)

Autoextinguish folgje hjoeddeistige I_fi

Dit skaaimerk is allinich tapaslik foar SPD's mei spark gap technology. It autoextinguish folget de hjoeddeiske I_fi moat altyd grutter wêze dan de oansteande kortslutningsstroom I_sc op it punt fan ynstallaasje.

Seleksje fan in Type 2 SPD
Maksimum ôffierstroom Imax

De maksimale ûntladingsstroom Imax wurdt definieare neffens it skatte beljochtingsnivo relatyf oan 'e lokaasje fan it gebou.
De wearde fan 'e maksimale ûntladingsstream (Imax) wurdt bepaald troch risiko-analyse (sjoch de tabel yn figuer J32).

Fig. J32 - Oanbefellende maksimale ûntladingsstream Imax neffens it bleatstellingsnivo

Seleksje fan eksterne kortslutingsbeskermingsapparaat (SCPD)

De beskermingsapparaten (thermysk en koartsluting) moatte wurde koördineare mei de SPD om betroubere wurking te garandearjen, ie
soargje foar kontinuïteit fan tsjinst:

• wjerstean wjerljochtstreamgolven
• generearje net oermjittige restspanning.

soargje foar effektive beskerming tsjin alle soarten oerstreaming:

• oerlêst nei oanlieding fan termyske runaway fan 'e varistor;
• koartsluting fan lege yntensiteit (impedant);
• koartsluting fan hege yntensiteit.

Risiken dy't moatte wurde foarkommen oan 'e ein fan it libben fan' e SPD's
Fanwegen fergrizing

Yn it gefal fan natuerlik ein fan it libben troch fergrizing is beskerming fan it thermyske type. SPD mei varistors moat in ynterne ôfbrekker hawwe dy't de SPD útskeakelt.
Opmerking: Ein fan libben troch termyske runa giet net oer SPD mei buis foar gasûntlading of ynkapsele fonkgap.

Troch in steuring

De oarsaken fan 'e ein fan it libben troch in kortslutingsfout binne:

• Maksimum ôffierkapasiteit oertroffen. Dizze fout resulteart yn in sterke kortsluting.
• In flater troch it distribúsjesysteem (neutraal / faze-omskakeling, neutrale útskeakeling).
• Stadige efterútgong fan 'e varistor.
  De lêste twa flaters resultearje yn in impedante koartsluting.
  De ynstallaasje moat wurde beskerme tsjin skea as gefolch fan dizze soarten fouten: de hjirboppe definieare ynterne (thermyske) ôfskakelaar hat gjin tiid om op te warmen, dus te operearjen.
  In spesjaal apparaat neamd "eksterne koartslutingsbeskermingsapparaat (eksterne SCPD)", dat kin de kortsluting eliminearje, moat ynstalleare wurde. It kin wurde ymplementeare troch in circuit breaker as fuse-apparaat.

Skaaimerken fan 'e eksterne SCPD

De eksterne SCPD moat wurde koördineare mei de SPD. It is ûntwurpen om te foldwaan oan de folgjende twa beheiningen:

Wjerljochtstream wjerstean

De wjerljochtwjerstân is in essensjeel skaaimerk fan it eksterne apparaat foar koarte beskerming fan 'e SPD.
De eksterne SCPD mei net op 15 opienfolgjende ympulsstreamingen trippe by In.

Kortslutningsstream wjerstean

• De brekkapasiteit wurdt bepaald troch de ynstallaasjeregels (IEC 60364 standert):
  De eksterne SCPD moat in brekkapasiteit hawwe gelyk oan of grutter dan de potensjele kortslutningsstroom Isc op it ynstallaasjepunt (yn oerienstimming mei de IEC 60364-standert).
• Beskerming fan de ynstallaasje tsjin koartslutingen
  Benammen de impedante koartsluting ferdwynt in soad enerzjy en moat heul fluch wurde elimineare om skea oan 'e ynstallaasje en oan' e SPD te foarkommen.
  De juste assosjaasje tusken in SPD en har eksterne SCPD moat wurde jûn troch de fabrikant.

Ynstallaasjemodus foar de eksterne SCPD
Apparaat "yn searje"

De SCPD wurdt omskreaun as "yn searje" (sjoch ôfb. J33) as de beskerming wurdt útfierd troch it algemiene beskermingsapparaat fan it te beskermjen netwurk (bygelyks ferbiningsfeiligens streamop fan in ynstallaasje).

Fig. J33 - SCPD "yn searje"

Apparaat "yn parallel"

De SCPD wurdt omskreaun as "parallel" (sjoch ôfbylding J34) as de beskerming spesifyk wurdt útfierd troch in beskermingsapparaat ferbûn mei de SPD.

• De eksterne SCPD wurdt in "ôfbrekke circuit breaker" neamd as de funksje wurdt útfierd troch in circuit breaker.
• De ôfbrekke skeakel kin al of net yntegreare wurde yn 'e SPD.

Fig. J34 - SCPD "yn parallel"

Noat:
Yn 't gefal fan in SPD mei in gasûntladingsbuis of ynkapsele spark gap, lit de SCPD de stream direkt nei gebrûk snije.

Garânsje foar beskerming

De eksterne SCPD moat wurde koördineare mei de SPD en wurde hifke en garandearre troch de SPD-fabrikant yn oerienstimming mei de oanbefellings fan 'e IEC 61643-11-standert. It moat ek ynstalleare wurde neffens de oanbefellings fan de fabrikant. Sjoch as foarbyld de Electric SCPD + SPD-koördinaasjetabellen.

As dit apparaat yntegreare is, garandeart konformiteit mei produktstandert IEC 61643-11 natuerlik beskerming.

Fig. J35 - SPD's mei eksterne SCPD, net-yntegreare (iC60N + iPRD 40r) en yntegreare (iQuick PRD 40r)

Gearfetting fan eksterne skaaimerken fan SCPD's

In detaillearre analyze fan 'e skaaimerken wurdt jûn yn seksje Detaillearre skaaimerken fan' e eksterne SCPD.
De tabel yn figuer J36 toant, op in foarbyld, in gearfetting fan 'e skaaimerken neffens de ferskate soarten eksterne SCPD.

Fig. J36 - Skaaimerken fan beskerming oan 'e ein fan in type 2 SPD neffens de eksterne SCPD's

Ynstallaasjemodus foar de eksterne SCPD	Yn searje	Yn parallel
		Fuse beskerming-assosjeare	Circuit breaker beskerming-assosjeare	Circuit breaker beskerming yntegreare
Surge beskerming fan apparatuer	=	=	=	=
	SPD's beskermje de apparatuer befredigjend wat it soarte assosjearre eksterne SCPD is
Beskerming fan ynstallaasje oan 'e ein fan it libben	-	=	+	+ +
	Gjin garânsje foar beskerming mooglik	Garânsje fan fabrikant		Folsleine garânsje
		Beskerming tsjin kortsluting fan impedânsje is net goed garandearre	Beskerming tsjin koartslutingen is perfoarst garandearre
Kontinuïteit fan tsjinst oan 'e ein fan it libben	- -	+	+	+
	De folsleine ynstallaasje is stillein	Allinich it SPD-circuit is ôfsluten
Underhâld oan 'e ein fan it libben	- -	=	+	+
	De ôfsluting fan 'e ynstallaasje nedich	Feroaring fan fuses	Direkte weromsette

Koördinaasjetabel foar SPD en beskermingsapparaat

De tabel yn ôfbylding J37 hjirûnder toant de koördinaasje fan ôfbrekke circuit breakers (eksterne SCPD) foar Type 1 en 2 SPD's fan it merk Electric Electric foar alle nivo's fan kortslutningsstrommen.

Koördinaasje tusken SPD en har loskeppele circuit breakers, oantsjutten en garandearre troch Electric, soarget foar betroubere beskerming (wjerljochtweach tsjin, fersterke beskerming fan kortslutningsstrommen fan ympedânsje, ensfh.)

Fig. J37 - Foarbyld fan in koördinaasjetabel tusken SPD's en har ôfbrekke circuit breakers. Ferwize altyd nei de lêste tabellen levere troch fabrikanten.

Koördinaasje mei streamop beskermingsapparaten

Koördinaasje mei oerstreamende beskermingsapparaten
Yn in elektryske ynstallaasje is de eksterne SCPD in apparaat identyk oan it beskermingsapparaat: dit makket it mooglik om selektyf- en kaskadetechniken ta te passen foar technyske en ekonomyske optimalisaasje fan it beskermingsplan.

Koördinaasje mei reststroomapparaten
As de SPD streamôfwerts wurdt ynstalleare fan in apparaat foar beskerming fan ierdlekkage, moat dat lêste wêze fan it "si" as selektyf type mei in ymmuniteit foar pulsstrommen fan teminsten 3 kA (8/20 μs hjoeddeistige golf).

Ynstallaasje fan Surge Protection Device
Ferbining fan Surge Protection Device

Ferbiningen fan in SPD mei de lesten moatte sa koart mooglik wêze om de wearde fan it spanningsbeskermingsnivo (ynstalleare Up) te ferminderjen op 'e terminals fan' e beskerme apparatuer.

De totale lingte fan SPD-ferbiningen mei it netwurk en it ierde terminalblok mei net mear dan 50 sm wêze.

Ien fan 'e essensjele skaaimerken foar de beskerming fan apparatuer is it maksimale spanningsbeskermingsnivo (ynstalleare Up) dat de apparatuer kin weerstaan ​​op har terminals. Dêrtroch moat in SPD wurde keazen mei in spanningsbeskermingsnivo Up oanpast oan 'e beskerming fan' e apparatuer (sjoch ôfb. J38). De totale lingte fan de ferbiningslieders is

L = L1 + L2 + L3.

Foar streamingen mei hege frekwinsje is de ympedânsje per lingte fan ienheid fan dizze ferbining likernôch 1 µH / m.

Hjirtroch tapasse de wet fan Lenz op dizze ferbining: ΔU = L di / dt

De normalisearre 8/20 µs hjoeddeistige golf, mei in streamamplitude fan 8 kA, soarget dêrtroch foar in spanningsferheging fan 1000 V per meter kabel.

ΔU = 1 x 10-6 x 8 x 103/8 x 10-6 = 1000 V

Fig. J38 - Ferbiningen fan in SPD L <50 cm

As resultaat is de spanning oer de apparatuerterminals, U-apparatuer,:
U-apparatuer = Up + U1 + U2
As L1 + L2 + L3 = 50 sm, en de golf 8/20 µs is mei in amplitude fan 8 kA, sil de spanning oer de apparatuerterminals Up + 500 V. wêze.

Ferbining yn plestik omwâling

Figuer J39 hjirûnder lit sjen hoe in SPD te ferbinen yn plestik behuizing.

Fig. J39 - Foarbyld fan ferbining yn plestik omwâling

Ferbining yn metalen omwâling

Yn 't gefal fan in skeakelapparatuerassemblage yn in metalen behuizing kin it ferstannich wêze om de SPD direkt te ferbinen mei de metalen behuizing, mei't de behuizing wurdt brûkt as beskermjende geleider (sjoch ôfb. J40).
Dizze regeling foldocht oan standert IEC 61439-2 en de fabrikant fan 'e gearkomst moat derfoar soargje dat de skaaimerken fan' e behuizing dit gebrûk mooglik meitsje.

Fig. J40 - Foarbyld fan ferbining yn metalen omwâling

Dirigint dwerstrochsneed

De oanrikkemandearre minimale dirigentdwarseksje nimt rekken mei:

• De normale te leverjen tsjinst: Strom fan 'e wjerljochtstreamgolf ûnder in maksimale spanningsfal (50 cm regel).
  Opmerking: Oars as tapassingen by 50 Hz, it ferskynsel fan wjerljocht dat hege frekwinsje is, ferminderet de ferheging fan 'e dwerstrochsneed fan' e dirigint de hege frekwinsjeimpedânsje net sterk.
• De lieders wjerstean tsjin kortslutningsstrommen: De geleider moat wjerstean tsjin in kortslutningsstroom yn 'e maksimale tiid foar beskerming fan it beskermingssysteem.
  IEC 60364 advisearret by de ynstallaasje ynkommende ein in minimale dwerstrochsneed fan:
• 4 mm2 (Cu) foar ferbining fan Type 2 SPD;
• 16 mm2 (Cu) foar ferbining fan Type 1 SPD (oanwêzigens fan wjerljochtbeskermingssysteem).

Foarbylden fan goede en minne SPD-ynstallaasjes

Fig. J41 - Foarbylden fan goede en minne SPD-ynstallaasjes

Untwerp foar ynstallaasje fan apparatuer moat wurde dien yn oerienstimming mei ynstallaasjeregels: lingte fan kabels sil minder dan 50 sm wêze.

Kabelsregels fan Surge Protection Device
rule 1

De earste regel om oan te foldwaan is dat de lingte fan 'e SPD-ferbiningen tusken it netwurk (fia de eksterne SCPD) en it ierdklemblok net mear dan 50 sm hoecht te wêzen.
Figuer J42 toant de twa mooglikheden foar de ferbining fan in SPD.
Fig. J42 - SPD mei aparte as yntegreare eksterne SCPD

rule 2

De diriginten fan beskerme útgeande feeder:

• moatte wurde ferbûn mei de terminals fan 'e eksterne SCPD as de SPD;
• moatte fysyk wurde skieden fan 'e fersmoarge ynkommende diriginten.

Se lizze rjochts fan 'e terminals fan' e SPD en de SCPD (sjoch figuer J43).

Fig. J43 - De ferbiningen fan beskerme útgeande feeder binne rjochts fan 'e SPD-terminals

rule 3

De ynkommende feederfaze-, neutrale- en beskerming (PE) -lieders moatte de iene neist de oare rinne om it lusflak te ferminderjen (sjoch ôfb. J44).

rule 4

De ynkommende lieders fan 'e SPD moatte ôfstân wêze fan' e beskerme útgeande geleiders om te foarkommen dat se fersmoargje troch koppeling (sjoch ôfb. J44).

rule 5

De kabels moatte wurde fêstmakke op 'e metalen ûnderdielen fan' e behuizing (as der is) om it oerflak fan 'e kadelloop te minimalisearjen en dêrtroch profitearje fan in beskermingseffekt tsjin EM-steuringen.

Yn alle gefallen moat wurde kontroleare dat de kaders fan skeakelboerden en behuizingen binne geaard fia heul koarte ferbiningen.

As lêste, as beskerme kabels wurde brûkt, moatte grutte lingten wurde foarkommen, om't se de effisjinsje fan beskerming ferminderje (sjoch ôfbylding J44).

Fig. J44 - Foarbyld fan ferbettering fan EMC troch in fermindering fan 'e loopflakken en mienskiplike impedânsje yn in elektryske behuizing

Surge beskerming Foarbylden fan tapassing

SPD-tapassingsfoarbyld yn Supermarkt

Fig. J46 - Telekommunikaasje netwurk

Oplossingen en skema

• De seleksjegids foar surge-arrester hat it mooglik makke de krekte wearde fan 'e surge-arrester te bepalen oan' e ynkommende ein fan 'e ynstallaasje en dy fan' e byhearrende ôfbrekke-circuit breaker.
• As de gefoelige apparaten (U_imp <1.5 kV) lizze mear dan 10m fan it ynkommende beskermingsapparaat, de fynste beskerming fan oerstreaming moat sa ticht mooglik by de lesten ynstalleare wurde.
• Om in bettere kontinuïteit fan 'e tsjinst foar gebieten yn kâlde keamer te garandearjen: reststroomstreambrekers fan "si" sille wurde brûkt om oerlêstútstapeling te foarkommen feroarsake troch de opkomst yn ierdpotensiaal as de wjerljochtgolf trochrint.
• Foar beskerming tsjin atmosfearyske oerspanningen: 1, ynstallearje in oerstreamingsôler yn it haadskakelbord. 2, ynstallearje in fine beskermingstopfanger yn elke skeakelboerd (1 en 2) dy't de gefoelige apparaten leveret dy't mear dan 10m fan 'e ynkommende streamstop lizze. 3, ynstallearje in surge arrester op it telekommunikaasjenetwurk om de levere apparaten te beskermjen, bygelyks fjoeralarmen, modems, tillefoans, fakses.

Oanbefellings foar kabels

• Soargje foar de lykweardigens fan 'e ierdbeëinigingen fan it gebou.
• Ferminderje de gebieten mei lus foar stroomkabel.

Oanbefellings foar ynstallaasje

• Ynstallearje in oerstekker, ik_max = 40 kA (8/20 µs), en in iC60-ôfbrekfeilichheidsbreker beoardiele op 40 A.
• Ynstallearje fynbeskermingsfloedbeskermers, ik_max = 8 kA (8/20 µs) en de byhearrende iC60-ôfbrekingsfeiligensbrekers nomineare op 10 A

Fig. J46 - Telekommunikaasje netwurk

SPD foar fotovoltaïske tapassingen

Oer spanning kin om ferskate redenen foarkomme yn elektryske ynstallaasjes. It kin wurde feroarsake troch:

• It distribúsjenetwurk as gefolch fan wjerljocht as wat útfierd wurk.
• Bliksemslaggen (tichtby as op gebouwen en PV-ynstallaasjes, as op wjerljochtkabels).
• Farianten yn it elektryske fjild troch wjerljocht.

Lykas alle bûtenkonstruksjes wurde PV-ynstallaasjes bleatsteld oan it risiko fan wjerljocht dat ferskilt fan regio nei regio. Systemen en apparaten foar previntyf en arresteare moatte te plak wêze.

Beskerming troch potensjeel bonding

De earste befeiliging dy't te plak is is in medium (dirigint) dat soarget foar equipotensjele bining tusken alle geleidende dielen fan in PV-ynstallaasje.

It doel is om alle geaarde geleiders en metalen ûnderdielen te binen en sa op alle punten yn it ynstalleare systeem gelyk potensjeel te meitsjen.

Beskerming troch oerstreamingsbeskermingsapparaten (SPD's)

SPD's binne bysûnder wichtich om gefoelige elektryske apparatuer te beskermjen lykas AC / DC-inverter, monitoaringsapparaten en PV-modules, mar ek oare gefoelige apparatuer oandreaun troch it 230 VAC elektryske distribúsjenetwurk. De folgjende metoade foar risiko-beoardieling is basearre op 'e evaluaasje fan' e krityske lingte Lcrit en har fergeliking mei L de kumulative lingte fan 'e dc-rigels.
SPD-beskerming is ferplicht as L ≥ Lcrit.
Lcrit is ôfhinklik fan it type PV-ynstallaasje en wurdt berekkene as de folgjende tabel (ôfb. J47) beskriuwt:

Fig. J47 - SPD DC-kar

L is de som fan:

• de som fan ôfstannen tusken de ynverter (en) en de krúspunt (en), mei yn oanmerking nommen dat de lingten fan 'e kabel yn deselde buis mar ien kear wurde teld, en
• de som fan ôfstannen tusken it krúspunt en de ferbiningspunten fan de fotovoltaïske modules dy't de snaar foarmje, mei yn oanmerking nommen dat de lingten fan 'e kabel yn deselde buis mar ien kear wurde teld.

Ng is bôge bliksemdichtheid (oantal stakingen / km2 / jier).

Fig. J48 - SPD-seleksje

SPD-beskerming
Lokaasje	PV-modules as Array-fakjes		Inverter DC-side	Inverter AC side		Haadbestjoer
	LDC			LAC		Tongerlieder
Kriteria	<10 m	> 10 m		<10 m	> 10 m	Ja	Nee
Soart SPD	Gjin need	"SPD 1" Type 2 [a]	"SPD 2" Type 2 [a]	Gjin need	"SPD 3" Type 2 [a]	"SPD 4" Type 1 [a]	"SPD 4" Typ 2 as Ng> 2.5 & boppeline

[in]. 1 2 3 4 Skiedingsôfstân Type 1 neffens EN 62305 wurdt net waarnommen.

Ynstallaasje fan in SPD

It oantal en lokaasje fan SPD's oan 'e DC-kant binne ôfhinklik fan' e lingte fan 'e kabels tusken de sinnepanielen en inverter. De SPD moat wurde ynstalleare yn 'e omkriten fan' e ynverter as de lingte minder dan 10 meter is. As it grutter is dan 10 meter, is in twadde SPD needsaaklik en moat it wurde pleatst yn it fakje tichtby it sinnepaniel, de earste leit yn it gebiet fan inverter.

Om effisjint te wêzen, moatte SPD-ferbiningskabels nei it L + / L- netwurk en tusken it ierdklemblok fan 'e SPD en grûnbusbalke sa koart mooglik wêze - minder dan 2.5 meter (d1 + d2 <50 cm).

Feilige en betroubere opwekking fan fotovoltaïske enerzjy

Ofhinklik fan 'e ôfstân tusken it diel "generator" en it diel "konverzje", kin it nedich wêze om twa surge arresters of mear te ynstallearjen, om de beskerming fan elk fan' e twa dielen te garandearjen.

Fig. J49 - SPD-lokaasje

Surge beskerming technyske supplementen

Bliksembeskermingsnormen

De IEC 62305 standert ûnderdielen 1 oant 4 (NF EN 62305 ûnderdielen 1 oant 4) reorganisearje en fernije de standertpublikaasjes IEC 61024 (searje), IEC 61312 (searje), en IEC 61663 (searje) oer wjerljochtbeskermingssystemen.

Diel 1 - Algemiene prinsipes

Dit diel presinteart algemiene ynformaasje oer wjerljocht en har skaaimerken en algemiene gegevens en yntroduseart de oare dokuminten.

Diel 2 - Risikomanagement

Dit diel presinteart de analyze wêrtroch it mooglik is it risiko foar in struktuer te berekkenjen en de ferskate beskermingsscenario's te bepalen om technyske en ekonomyske optimisaasje mooglik te meitsjen.

Diel 3 - Fysike skea oan struktueren en libbensgefaar

Dit diel beskriuwt beskerming tsjin direkte wjerljochtstreken, ynklusyf it wjerljochtbeskermingssysteem, down-conductor, ierdlead, ekwipotensialiteit en dus SPD mei ekipotensjele bonding (Type 1 SPD).

Diel 4 - Elektryske en elektroanyske systemen binnen struktueren

Dit diel beskriuwt beskerming tsjin de feroarsake effekten fan wjerljocht, ynklusyf it beskermingssysteem troch SPD (Soarten 2 en 3), kabelskerming, regels foar ynstallaasje fan SPD, ensfh.

Dizze searje standerts wurdt oanfolle troch:

• de IEC 61643-rige standerts foar de definysje fan produkten foar oerstreamingsbeskerming (sjoch De ûnderdielen fan in SPD);
• de IEC 60364-4 en -5 searjes fan noarmen foar tapassing fan 'e produkten yn LV-elektryske ynstallaasjes (sjoch Yndikaasje fan' e ein fan in libben fan in SPD).

De ûnderdielen fan in SPD

De SPD bestiet fral út (sjoch ôfb. J50):

1. ien as mear net-lineêre ûnderdielen: it live diel (varistor, gasûntladingsbuis [GDT], ensfh.);
2. in thermysk beskermjend apparaat (ynterne ôfskakelaar) dat it beskermet tsjin termyske runa oan it ein fan it libben (SPD mei varistor);
3. in yndikator dy't it ein fan it libben fan 'e SPD oanjout; Guon SPD's tastean rapportaazje op ôfstân fan dizze oantsjutting;
4. in eksterne SCPD dy't beskerming biedt tsjin kortslutings (dit apparaat kin yntegreare wurde yn 'e SPD).

Fig. J50 - Diagram fan in SPD

De technology fan it live diel

Ferskate technologyen binne beskikber om it live diel út te fieren. Se hawwe elk foardielen en neidielen:

• Zener diodes;
• De gasútlaadbuis (kontroleare as net kontroleare);
• De varistor (sinkoxide varistor [ZOV]).

De tabel hjirûnder toant de skaaimerken en arranzjeminten fan 3 faak brûkte technologyen.

Fig. J51 - Gearfettingstabel

Komponint	Gas Discharge Tube (GDT)	Ynkapsele spark gap	Sinkokside varistor	GDT en varistor yn searjes	Ynkapsele spark gap en varistor parallel
skaaimerken
Operaasje mode	Spanning oerskeakelje	Spanning oerskeakelje	Spanning beheine	Spanning-wikseljen en -beheining yn searjes	Spanning-wikseljen en -beheining yn parallel
Operaasjekurven
Oanfraach	Telecom netwurk LV netwurk (assosjeare mei varistor)	LV netwurk	LV netwurk	LV netwurk	LV netwurk
SPD type	Type 2	Type 1	Type 1 of Type 2	Type 1+ Type 2	Type 1+ Type 2

Oanjefte fan ein libben fan in SPD

Ein-oan-libben-oantsjutters wurde assosjeare mei de ynterne ôfbrekker en de eksterne SCPD fan 'e SPD om de brûker te ynformearjen dat de apparatuer net langer beskerme is tsjin oerspanning fan sfearyske oarsprong.

Lokale oantsjutting

Dizze funksje is algemien ferplicht troch de ynstallaasjekoades. De oantsjutting oan 'e ein fan' e libbenen wurdt jûn troch in yndikator (ljochtend as meganysk) oan 'e ynterne ôfbrekker en / as de eksterne SCPD.

As de eksterne SCPD wurdt ymplementeare troch in fuse-apparaat, is it needsaaklik om te soargjen foar in lont mei in spits en in basis útrist mei in trippsysteem om dizze funksje te garandearjen.

Integrated ôfbrekke circuit breaker

De meganyske yndikator en de posysje fan it bestjoeringsgreep kinne natuerlike oanjefte fan ein fan it libben ta.

Lokale oantsjutting en rapportaazje op ôfstân

iQuick PRD SPD fan it merk XXX Electric is fan it type "klear om te draaien" mei in yntegreare ôfbrekke circuit breaker.

Lokale oantsjutting

iQuick PRD SPD (sjoch ôfbylding J53) is foarsjoen fan lokale meganyske statusindikatoaren:

• de (reade) meganyske yndikator en de posysje fan 'e loskeppeljende breachgreep jouwe oan it ôfsluten fan' e SPD;
• de (reade) meganyske oantsjutting op elke patroan jout it ein fan it libben oan.

Fig. J53 - iQuick PRD 3P + N SPD fan it merk XXX Electric

Rapportearje op ôfstân

(sjoch ôfb. J54)

iQuick PRD SPD is foarsjoen fan in yndikaasje-kontakt wêrtroch rapportaazje op ôfstân mooglik is fan:

• patroan ein libben;
• in ûntbrekkende patroan, en as it wer te plak is set;
• in steuring op it netwurk (koartsluting, ôfbrekke fan neutraal, faze / neutraal omkearing);
• lokale hantlieding wikselje.

As resultaat makket kontrôle op ôfstân fan 'e bestjoeringsomstân fan' e ynstalleare SPD's it mooglik om te soargjen dat dizze beskermjende apparaten yn standby-steat altyd ree binne om te operearjen.

Fig. J54 - Ynstallaasje fan ljochtljocht mei in iQuick PRD SPD

Fig. J55 - Yndikaasje op ôfstân fan SPD-status mei Smartlink

Underhâld oan 'e ein fan it libben

As de yndikator fan 'e ein fan it libben shutdown oanjout, moat de SPD (as de patroan yn kwestje) wurde ferfongen.

Yn 't gefal fan' e iQuick PRD SPD wurdt ûnderhâld fasiliteare:

• De patroan oan 'e ein fan it libben (te ferfangen) is maklik te identifisearjen troch de ôfdieling Underhâld.
• De patroan oan 'e ein fan' e libbensdoer kin yn folsleine feiligens wurde ferfongen, om't in befeiligingsapparaat it sluten fan 'e ôfbrekke skeakelferbod ferbiedt as in patroan ûntbrekt.

Detaillearre skaaimerken fan 'e eksterne SCPD

Aktuele weach tsjinhâlde

De hjoeddeistige golf wjerstiet testen op eksterne SCPD's litte as folgjend sjen:

• Foar in opjûne beoardieling en technology (NH of silindryske lont) is de hjoeddeistige weachbestindigens better mei in aM-type lont (motorbeskerming) dan mei in gG-type lont (algemien gebrûk).
• Foar in opjûne beoardieling is de hjoeddeistige golf wjerstean fan it fermogen better mei in circuit breaker dan mei in fuse-apparaat. Ofbylding J56 hjirûnder lit de resultaten sjen fan testen foar spanningsgolfwjerstân:
• om in foar Imax = 20 kA definieare SPD te beskermjen, is de te kiezen eksterne SCPD in MCB 16 A as in Fuse aM 63 A, Opmerking: yn dit gefal is in Fuse gG 63 A net geskikt.
• om in SPD te beskermjen definieare foar Imax = 40 kA, is de te kiezen eksterne SCPD of in MCB 40 A as in Fuse aM 125 A,

Fig. J56 - Fergeliking fan SCPD's spanningsgolf besteane mooglikheden foar I_max = 20 kA en ik_max = 40 kA

Ynstalleare Up spanningsbeskermingsnivo

Oer it algemien:

• De spanningsfal oer de terminals fan in circuit breaker is heger dan dy oer de terminals fan in fuse-apparaat. Dit komt om't de impedânsje fan 'e circuit-breaker-ûnderdielen (thermyske en magnetyske trippende apparaten) heger is dan dy fan in lont.

Lykwols:

• It ferskil tusken de spanningsdalingen bliuwt lyts foar hjoeddeistige weagen dy't net mear dan 10 kA binne (95% fan 'e gefallen);
• It ynstalleare Up-spanningsbeskermingsnivo hâldt ek rekken mei de bekabelingsimpedânsje. Dit kin heech wêze yn 't gefal fan in fuse-technology (beskermingapparaat op ôfstân fan' e SPD) en leech yn 't gefal fan in circuit-breaker-technology (circuit breaker tichtby, en sels yntegreare yn' e SPD).

Opmerking: It ynstalleare Up-beskermingsnivo foar spanning is de som fan 'e spanningsdalingen:

• yn 'e SPD;
• yn 'e eksterne SCPD;
• yn de apparatuer bekabeling

Beskerming tsjin kortslutings fan impedânsje

In kortsluting fan impedânsje ferdwynt in soad enerzjy en moat heul fluch wurde elimineare om skea oan 'e ynstallaasje en oan' e SPD te foarkommen.

Figuer J57 fergeliket de responstiid en de enerzjybeheining fan in beskermingssysteem troch in 63 A aM fuse en in 25 A circuit breaker.

Dizze twa beskermingssystemen hawwe deselde 8/20 µs hjoeddeistige weachbestindigens (respektivelik 27 kA en 30 kA).

Fig. J57 - Fergelikingskurven foar tiid / stream en enerzjybeheining foar in stroombreker en in lont mei deselde 8/20 µs hjoeddeistige golfwjerstannen

Voortplanting fan in wjerljochtgolf

Elektryske netwurken binne lege frekwinsje en, as gefolch, is de fuortplanting fan 'e spanningsgolf fuortendaliks relatyf oan' e frekwinsje fan it ferskynsel: op elk punt fan in geleider is de direkte spanning itselde.

De wjerljochtgolf is in ferskynsel mei hege frekwinsje (ferskate hûnderten kHz oant in MHz):

• De wjerljochtgolf wurdt ferspraat lâns in geleider mei in bepaalde snelheid relatyf oan de frekwinsje fan it ferskynsel. As resultaat hat de spanning op elk momint net deselde wearde op alle punten op it medium (sjoch ôfb. J58).

Fig. J58 - Formaasje fan in wjerljochtgolf yn in dirigint

• In feroaring fan medium skept in ferskynsel fan fuortplanting en / of wjerspegeling fan 'e golf ôfhinklik fan:

1. it ferskil fan impedânsje tusken de twa media;
2. de frekwinsje fan 'e progressive golf (steilens fan' e opstigingstiid yn it gefal fan in puls);
3. de lingte fan it medium.

Yn it gefal fan totale refleksje, yn it bysûnder, kin de spanningswearde ferdûbelje.

Foarbyld: it gefal fan beskerming troch in SPD

Modeling fan it ferskynsel tapast op in wjerljochtgolf en testen yn it laboratoarium toanden dat in lading oandreaun troch 30 m kabel streamop beskerme troch in SPD by spanning Up ûnderhâldt, troch refleksjeferskynsels, in maksimale spanning fan 2 x U_P (sjoch ôfb. J59). Dizze spanningsgolf is net enerzjyk.

Fig. J59 - Refleksje fan in wjerljochtgolf by it beëinigjen fan in kabel

Ferbetteringsaksje

Fan 'e trije faktoaren (ferskil fan impedânsje, frekwinsje, ôfstân) is de iennichste dy't echt kin wurde kontroleare de lingte fan' e kabel tusken de SPD en de te beskermjen lading. Hoe grutter dizze lingte, hoe grutter de refleksje.

Oer it algemien binne refleksjeferskynsels foar de oerspanningsfronten yn in gebou fan 10 m wichtich en kinne se de spanning fan 30 m ferdûbelje (sjoch ôfbylding J60).

It is needsaaklik in twadde SPD te ynstallearjen yn fine beskerming as de kabellange 10 m grutter is tusken de ynkommende SPD en de te beskermjen apparatuer.

Fig. J60 - Maksimum spanning oan 'e ein fan' e kabel neffens syn lingte nei in foarkant fan ynfallende spanning = 4kV / us

Foarbyld fan wjerljochtstream yn TT-systeem

Common mode SPD tusken faze en PE as faze en PEN is ynstalleare hokker soarte fan systeemferoaring foar systeem (sjoch ôfb. J61).

De neutrale ierdwjerstân R1 brûkt foar de pylonen hat in legere wjerstân dan de ierdwerder R2 dy't wurdt brûkt foar de ynstallaasje.

De wjerljochtstream streamt fia circuit ABCD nei ierde fia it maklikste paad. It sil yn serie troch varistors V1 en V2 passe, wêrtroch in differinsjaal spanning gelyk is oan twa kear de Up-spanning fan 'e SPD (U_P1 + U_P2) om yn ekstreme gefallen te ferskinen by de terminals fan A en C by de yngong fan 'e ynstallaasje.

Fig. J61 - Allinich mienskiplike beskerming

Om de lesten tusken Ph en N effektyf te beskermjen, moat de spanning fan differinsjaal modus (tusken A en C) wurde fermindere.

In oare SPD-arsjitektuer wurdt dêrom brûkt (sjoch ôfb. J62)

De wjerljochtstream streamt troch sirkwy ABH dy't in legere impedânsje hat dan circuit ABCD, om't de impedânsje fan it ûnderdiel dat wurdt brûkt tusken B en H null is (gas-folle sparkgap). Yn dit gefal is de differinsjaal spanning gelyk oan de restspanning fan 'e SPD (U_P2).

Fig. J62 - Algemiene en differinsjaal beskerming