Piranti Perlindhungan Surge digunakake kanggo jaringan pasokan listrik, jaringan telpon, lan komunikasi lan bus kontrol otomatis.

2.4 Piranti Perlindhungan Surge (SPD)

Piranti Perlindhungan Surge (SPD) minangka komponen sistem proteksi instalasi listrik.

Piranti iki disambungake kanthi paralel ing sirkuit sumber daya beban sing kudu dilindhungi (waca Gambar. J17). Sampeyan uga bisa digunakake ing kabeh level jaringan power supply.

Iki minangka jinis proteksi overvoltage sing paling umum lan paling efisien.

Prinsip

SPD dirancang kanggo matesi kakehan voltase sementara saka atmosfer lan ngalihake gelombang saiki menyang bumi, saengga bisa matesi amplopitas gedhe iki menyang nilai sing ora mbebayani kanggo instalasi listrik lan switchgear listrik lan gir kontrol.

SPD ngilangi overvoltage:

• ing mode umum, antarane fase lan netral utawa bumi;
• ing mode diferensial, antarane fase lan netral. Yen ana overvoltage ngluwihi ambang operasi, SPD
• nganakake energi menyang bumi, ing mode umum;
• nyebarake energi menyang konduktor urip liyane, kanthi mode diferensial.

Telung jinis SPD:

• Tipe 1 SPD

SPD Tipe 1 disaranake ing kasus tartamtu saka sektor jasa lan bangunan industri, dilindhungi dening sistem proteksi petir utawa kandhang meshed. Iki nglindhungi instalasi listrik saka serangan kilat langsung. Bisa ngeculake arus balik saka kilat sing nyebar saka konduktor bumi menyang konduktor jaringan.

Tipe 1 SPD ditondoi kanthi gelombang 10/350 μs saiki.

• Tipe 2 SPD

Tipe 2 SPD minangka sistem proteksi utama kanggo kabeh instalasi listrik tegangan rendah. Dipasang ing saben switchboard listrik, ngalangi panyebaran kakehan voltase ing instalasi listrik lan nglindhungi beban.

Tipe 2 SPD ditondoi gelombang 8/20 μs saiki.

• Tipe 3 SPD

SPD iki duwe kapasitas debit sing sithik. Mula kudu dipasang kanthi mandatory minangka suplemen Tipe 2 SPD lan ing sacedhake beban sensitif. Tipe 3 SPD ditondoi kanthi kombinasi gelombang voltase (1.2 / 50 μs) lan gelombang saiki (8/20 μs).

Definisi normatif SPD

2.4.1 Karakteristik SPD

Standar internasional IEC 61643-11 Edisi 1.0 (03/2011) nemtokake ciri lan tes kanggo SPD sing ana gandhengane karo sistem distribusi tegangan rendah (pirsani Gambar. J19).

• Ciri khas

- UTAWA_c: Tegangan operasi maksimum maksimal

Iki voltase AC utawa DC ing ndhuwur sing SPD dadi aktif. Nilai iki dipilih miturut voltase sing dirating lan susunan sistem pembumian.

- UTAWA_p: Tingkat proteksi voltase (ing I_n)

Iki minangka voltase maksimum ing terminal SPD nalika aktif. Voltase iki bisa dicapai nalika arus SPD padha karo I_n. Tingkat proteksi voltase sing dipilih kudu ana ing sangisore kemampuan tahan beban sing akeh (waca bagean 3.2). Yen ana kilat, voltase nglewati terminal SPD umume tetep kurang saka U_p.

- Aku_n: Saiki debit nominal

Iki minangka nilai puncak arus gelombang 8/20 μs sing SPD bisa ngeculake 15 kali.

• Tipe 1 SPD

- Aku_imp: Impuls saiki

Iki minangka nilai puncak arus gelombang 10/350 μs sing SPD bisa ngeculake 5 kali.

- Aku_fi: Autoextinguish tindakake saiki

Mung ditrapake kanggo teknologi longkangan spark.

Iki minangka arus (50 Hz) sing SPD bisa ngganggu dhewe sawise flashover. Arus iki kudu luwih gedhe tinimbang calon arus pendek nalika wis dipasang.

• Tipe 2 SPD

- Aku_max: Saiki arus maksimal

Iki minangka nilai puncak arus gelombang 8/20 μs sing SPD bisa ngeculake sapisan.

• Tipe 3 SPD

- UTAWA_oc: Voltase sirkuit terbuka sing ditrapake sajrone tes kelas III (Tipe 3).

2.4.2 Aplikasi utama

• SPD Tegangan Rendah

Piranti sing beda banget, saka sudut pandang teknologi lan panggunaan, ditetepake miturut istilah iki. SPD voltase rendah minangka modular supaya gampang dipasang ing saklar LV. Uga ana SPD sing adaptasi karo soket listrik, nanging piranti kasebut duwe kapasitas debit sing sithik.

• SPD kanggo jaringan komunikasi

Piranti kasebut nglindhungi jaringan telpon, jaringan sing diuripake, lan jaringan kontrol otomatis (bus) tumrap overvoltage sing metu saka njaba (petir) lan internal menyang jaringan catu daya (peralatan pencemaran, operasi switchgear, lsp).

SPD kaya ngono uga diinstal ing RJ11, RJ45,… konektor utawa integral ing beban.

3 Desain sistem proteksi instalasi listrik

Kanggo nglindhungi instalasi listrik ing bangunan, aturan prasaja ditrapake kanggo pilihan

• SPD (s);
• iku sistem proteksi.

3.1 Aturan desain

Kanggo sistem distribusi daya, karakteristik utama sing digunakake kanggo netepake sistem proteksi petir lan milih SPD kanggo nglindhungi instalasi listrik ing sawijining bangunan yaiku:

• SPD

- jumlah SPD;

- jinis;

- level pajanan kanggo netepake arus debit maksimum SPD I_max.

• Piranti proteksi sirkuit cendhak

- arus debit maksimal I_max;

- arus arus pendek I_sc ing titik instalasi.

Diagram logika ing Gambar J20 ing ngisor iki nggambarake aturan desain iki.

Karakteristik liyane kanggo pilihan SPD wis ditemtokake kanggo instalasi listrik.

• nomer cagak ing SPD;
• tingkat proteksi voltase U_p;
• voltase operasi U_c.

Sub-bagean J3 iki njlentrehake kanthi luwih rinci babagan kriteria pilihan sistem proteksi miturut karakteristik instalasi, peralatan sing bakal dilindhungi lan lingkungan.

3.2 Unsur sistem proteksi

SPD kudu mesthi diinstal ing wiwitan instalasi listrik.

3.2.1 Lokasi lan jinis SPD

Jinis SPD sing bakal diinstal ing wiwitan instalasi gumantung manawa ana utawa ora ana sistem proteksi kilat. Yen bangunan kasebut dilengkapi sistem proteksi bledhek (kaya ing IEC 62305), SPD Tipe 1 kudu dipasang.

Kanggo SPD sing diinstal ing pungkasan instalasi, standar instalasi IEC 60364 nyedhiyakake nilai minimal kanggo 2 ciri ing ngisor iki:

• Arus debit nominal I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Tingkat proteksi voltase U_p (ing aku_n) <2.5 kV.

Jumlah SPD tambahan sing bakal diinstal ditemtokake dening:

• ukuran situs lan kangelan nginstal konduktor ikatan. Ing situs gedhe, sampeyan kudu nginstal SPD ing pungkasan mlebu saben distribusi distribusi.
• jarak sing misahake sensitif supaya bisa dilindhungi saka piranti proteksi sing mlebu. Nalika momotan dununge adoh saka 30 meter saka piranti proteksi sing mlebu, kudu menehi perlindungan tambahan sing paling cedhak karo beban sensitif. Fenomena refleksi gelombang mundhak saka 10 meter (waca bab 6.5)
• risiko kena paparan. Ing situs sing banget katon, SPD sing mlebu ora bisa njamin aliran arus kilat lan level proteksi voltase sing cukup sithik. Utamane, Tipe 1 SPD umume diiringi Tipe 2 SPD.

Tabel ing Gambar J21 ing ngisor iki nuduhake jumlah lan jinis SPD sing bakal disiyapake adhedhasar rong faktor sing ditemtokake ing ndhuwur.

3.4 Pilihan saka Tipe 1 SPD

3.4.1 Impulse saiki I_imp

• Yen ora ana peraturan nasional utawa peraturan tartamtu kanggo jinis bangunan sing kudu dilindhungi, Impulse current I_imp paling ora 12.5 kA (gelombang 10/350 μs) saben cabang miturut IEC 60364-5-534.

• Yen ana peraturan: standar 62305-2 nemtokake 4 level: I, II, III lan IV, Tabel ing Gambar J31 nuduhake macem-macem level I_imp ing kasus peraturan.

3.4.2 Autoextinguish tindakake saiki I_fi

Karakteristik iki mung ditrapake kanggo SPD kanthi teknologi gap spark. Otomatis-mateni tindakake I saiki_fi kudu luwih gedhe tinimbang calon sirkuit cendhak saiki_sc ing titik instalasi.

3.5 Pilihan saka Tipe 2 SPD

3.5.1 Arus debit maksimal I_max

Imax arus debit maksimum ditemtokake miturut tingkat paparan kira-kira relatif marang lokasi bangunan kasebut.

Nilai arus debit maksimal (I_max) ditemtokake dening analisis risiko (waca tabel ing Gambar J32).

3.6 Pilihan Piranti Proteksi Sirkuit Short eksternal (SCPD)

Piranti proteksi (sirkuit termal lan cendhak) kudu dikoordinasi karo SPD supaya operasi sing bisa dipercaya, yaiku

• mesthekake terus-terusan layanan:

- tahan ombak arus kilat;

- ora ngasilake voltase ampas sing gedhe banget.

• priksa manawa proteksi efektif tumrap kabeh jinis arus overcurrency:

- kakehan sawise pelarian termal saka varistor;

- sirkuit cendhak kanthi intensitas kurang (impedan);

- sirkuit cekak kanthi intensitas dhuwur.

3.6.1 Risiko sing bisa dihindari nalika pungkasane SPD

• Amarga wis tuwa

Ing kasus pungkasan urip amarga tuwa, proteksi kalebu jinis termal. SPD karo varistors kudu duwe disconnector internal sing mateni SPD.

Cathetan: Pungkasan urip liwat pelarian termal ora prelu SPD karo tabung debit gas utawa celah percikan encapsulated.

• Amarga salah

Penyebab pungkasane urip amarga ana kesalahan sirkuit cendhak yaiku:

- Kapasitas debit maksimal ngluwihi.

Kesalahan iki nyebabake sirkuit cendhak sing kuwat.

- Kesalahan amarga sistem distribusi (switching netral / fase, netral

pedhot).

- Deteriorasi varistor kanthi bertahap.

Kaloro kesalahan kasebut nyebabake sirkuit cendhak impedan.

Instalasi kudu dilindhungi saka kerusakan sing diasilake saka jinis kesalahan iki: pedhot internal (termal) sing ditemtokake ing ndhuwur ora duwe wektu kanggo anget, mula bisa digunakake.

Piranti khusus sing diarani "external Short Circuit Protection Device (external SCPD)", sing bisa ngilangi sirkuit cendhak kudu dipasang. Bisa ditindakake kanthi alat pemutus sirkuit utawa sekring.

3.6.2 Karakteristik SCPD eksternal (Piranti Proteksi Sirkuit Cekak)

SCPD eksternal kudu dikoordinasi karo SPD. Iki dirancang kanggo memenuhi rong watesan ing ngisor iki:

Kilat saiki tahan

Tahan arus kilat minangka ciri penting saka Alat Proteksi Sirkuit Short SPD.

SCPD eksternal ora kudu ngetrapake 15 arus impuls sing sabanjure ing I_n.

Tahan arus cendhak

• Kapasitas rusak ditemtokake dening aturan instalasi (standar IEC 60364):

SCPD eksternal kudu duwe kapasitas break sing padha utawa luwih gedhe tinimbang calon Isc arus arus pendek ing titik instalasi (sesuai karo standar IEC 60364).

• Perlindhungan instalasi saka sirkuit cendhak

Utamane, sirkuit cendhak impedan ngilangi akeh energi lan kudu cepet banget kanggo nyegah kerusakan instalasi lan SPD.

Asosiasi sing bener antarane SPD lan SCPD eksternal kudu diwenehake dening pabrikan.

3.6.3 Mode instalasi kanggo SCPD eksternal

• Piranti "ing seri"

SCPD diterangake minangka "seri" (waca Gambar. J33) nalika proteksi ditindakake dening piranti proteksi umum jaringan sing bakal dilindhungi (contone, pemutus sirkuit sambungan ing hulu instalasi).

• Piranti "sejajar"

SCPD diterangake minangka "sejajar" (pirsani Gambar J34) nalika proteksi ditindakake kanthi khusus dening piranti proteksi sing ana gandhengane karo SPD.

• SCPD eksternal diarani "pemutus sirkuit" yen fungsi kasebut ditindakake dening pemutus sirkuit.
• Pemutus sirkuit sing medhot bisa uga wis ora dilebokake ing SPD.

Cathetan: Ing kasus SPD kanthi tabung debit gas utawa kesenjangan percikan encapulasi, SCPD ngidini arus saiki bisa dipotong sawise digunakake.

Cathetan: S jinis piranti saiki sing salaras karo standar IEC 61008 utawa IEC 61009-1 sing cocog karo syarat iki.

3.7.1 Koordinasi karo piranti proteksi hulu

Koordinasi karo piranti proteksi sing saiki banget

Ing instalasi listrik, SCPD eksternal minangka peralatan sing identik karo aparat perlindungan: iki ndadekake bisa ngetrapake diskriminasi lan teknik cascading kanggo optimalisasi teknis lan ekonomi saka rencana proteksi.

Koordinasi karo piranti saiki

Yen SPD dipasang ing sisih hilir piranti proteksi kebocoran bumi, sing terakhir mesthine kalebu "si" utawa jinis selektif kanthi kakebalan arus pulsa paling ora 3 kA (gelombang 8/20 μs saiki).

4 Instalasi SPD

Sambungan SPD menyang beban kudu cekap supaya bisa nyuda tingkat level proteksi voltase (diinstal Up) ing terminal peralatan sing dilindhungi. Suwene total koneksi SPD menyang jaringan lan blok terminal bumi ora ngluwihi 50 cm.

4.1 Sambungan

Salah sawijining ciri penting kanggo nglindhungi peralatan yaiku level proteksi voltase maksimal (diinstal U_p) peralatan kasebut bisa tahan ing terminal. Manut, SPD kudu dipilih kanthi level proteksi voltase U_p dicocogake kanggo nglindhungi peralatan (pirsani Gambar J38). Durasi total konduktor sambungan yaiku

L = L1 + L2 + L3.

Kanggo arus frekuensi dhuwur, impedansi saben dawane sambungan iki udakara 1 μH / m.

Mula, ngetrapake undang-undang Lenz ing hubungan iki: ∆U = L di / dt

Gelombang saiki 8/20 μs sing normal, kanthi amplitudo saiki 8 kA, banjur nggawe voltase munggah 1000 V saben meter kabel.

∆U = 1 x 10^-6 x 8 x 10³ / 8 x 10^-6 = 1000 V

Asile voltase ngliwati terminal peralatan, diinstal Up, yaiku:

dipasang U_p = U_p + U1 + U2

Yen L1 + L2 + L3 = 50 cm, lan gelombang 8/20 μs kanthi amplitudo 8 kA, voltase ing terminal peralatan bakal U_p + 500 V.

4.1.1 Sambungan ing pager plastik

Gambar J39a ing ngisor iki nuduhake cara nyambungake SPD ing pager plastik.

4.1.2 Sambungan ing lampiran logam

Ing kasus perakitan switchgear ing kandhungan logam, luwih becik sampeyan nyambungake SPD langsung menyang kandhungan logam, kanthi kandhang digunakake minangka konduktor pelindung (waca Gambar. J39b).

Pangaturan iki sesuai karo standar IEC 61439-2 lan pabrikan ASSEMBLY kudu nggawe manawa ciri khas pager kasebut bisa digunakake.

4.1.3 Penampang konduktor

Salib konduktor minimum sing disaranake dianggep:

• Layanan normal sing bakal disedhiyakake: Aliran gelombang arus kilat ing gulung voltase maksimal (aturan 50 cm).

Cathetan: Ora kaya aplikasi ing 50 Hz, kedadeyane kilat sing frekuensi dhuwur, paningkatan salib konduktor ora nyuda impedansi frekuensi dhuwur.

• Konduktor tahan arus sirkuit cendhak: Konduktor kudu nolak arus sirkuit cendhak sajrone wektu cutoff sistem proteksi maksimum.

IEC 60364 nyaranake supaya instalasi pungkasan pungkasan silang:

- 4 mm² (Cu) kanggo sambungan Tipe 2 SPD;

- 16 mm² (Cu) kanggo sambungan Tipe 1 SPD (anané sistem proteksi kilat).

4.2 Aturan cabling

• Aturan 1: Aturan pisanan sing cocog yaiku dawa sambungan SPD ing antarane jaringan (liwat SCPD eksternal) lan blok terminal pembumian ora kudu ngluwihi 50 cm.

Gambar J40 nuduhake rong kemungkinan sambungan SPD.

• Aturan 2: Konduktor feeder metu sing dilindhungi:

- kudu disambungake menyang terminal SCPD eksternal utawa SPD;

- kudu dipisahake kanthi fisik saka konduktor sing mlebu sing reget.

Dununge ana ing sisih tengen terminal SPD lan SCPD (waca Gambar. J41).

• Aturan 3: Kondhisi feeder sing mlebu, konduktor netral lan proteksi (PE) kudu mlaku siji lan sijine kanggo nyuda permukaan loop (pirsani Gambar. J42).
• Aturan 4: Konduktor sing mlebu SPD kudu adoh saka konduktor metu sing dilindhungi supaya ora polusi kanthi kopling (pirsani Gambar. J42).
• Aturan 5: Kabel kudu dipasang ing sisih logam ing kandhang (yen ana) supaya minimalake permukaan loop pigura lan mula entuk pengaruh saka efek tameng tumrap gangguan EM.

Ing kabeh kasus, kudu dipriksa manawa pigura papan switch lan lampiran dipasang liwat sambungan sing cendhak banget.

Pungkasane, yen digunakake kabel sing dilindhungi, dawane dawa amarga bisa nyuda efisiensi tameng (waca Gambar. J42).

Aplikasi 5

5.1 Tuladha instalasi

Solusi lan diagram skema

• Pandhuan pamilihan arrester lonjakan bisa nemtokake angka presisi arrester lonjakan sing tepat ing pungkasan instalasi lan pemutus sirkuit pemutus sing gegandhengan.
• Minangka piranti sensitif (U_p <1.5 kV) dununge luwih saka 30 m saka piranti proteksi sing mlebu, sing nyekel lonjakan proteksi kudu dipasang paling cedhak karo beban kasebut.
• Kanggo mesthekake layanan sing luwih apik ing area ruangan sing adhem:

- Pemutus sirkuit jinis "si" saiki bakal digunakake kanggo ngindhari gangguan sing disebabake dening kenaikan potensial bumi nalika gelombang kilat ngliwati.

• Kanggo nglindhungi voltase atmosfer:

- instal arrester surge ing papan utama

- instal arrester surge proteksi apik ing saben switchboard (1 lan 2) sing nyedhiyakake piranti sensitif sing luwih saka 30 m saka arrester surge sing mlebu

- instal arrester surge ing jaringan telekomunikasi kanggo nglindhungi piranti sing disedhiyakake, contone, alarm kebakaran, modem, telpon, fax.

Rekomendasi Cabling

- Mesthekake equipotentiality saka mandap bumi bangunan.

- Kurangi area kabel pasokan listrik sing daur ulang.

Rekomendasi instalasi

• Instal arrester, Imax = 40 kA (8/20 μs) lan pemutus sirkuit iC60 dirating ing 20 A.
• Instal penahanan gelombang perlindungan, Imax = 8 kA (8/20 μs) lan pemutus sirkuit iC60 sing ana gandhengane dirating 20.