Найзағайдың пайда болуынан және асқын кернеуден қорғаныс

Найзағайдың пайда болуынан және асқын кернеуден қорғаныс

Атмосфералық шығу тегі асқын кернеу
Асқын кернеу анықтамалары

Асқын кернеу (жүйеде) бір фазалық өткізгіш пен жер арасындағы немесе электрлік техникалық сөздіктен (IEV 604-03-09) жабдықты анықтау үшін ең жоғарғы кернеудің сәйкес шыңынан асатын шыңы бар фазалық өткізгіштер арасындағы кез-келген кернеу.

Кернеудің әртүрлі түрлері

Асқын кернеу - бұл желінің номиналды кернеуіне салынған кернеу импульсі немесе толқыны (J1 суретті қараңыз)

Асқын кернеудің бұл түрі сипатталады (J2 суретті қараңыз):

• көтерілу уақыты tf (мкс);
• градиенті S (кВ / мкс).

Асқын кернеу жабдықтың жұмысын бұзады және электромагниттік сәуле шығарады. Сонымен қатар, асқын кернеудің ұзақтығы (T) электр тізбектерінде жабдықтың бұзылуына әкелетін энергетикалық шыңды тудырады.
J2 сурет - асқын кернеудің негізгі сипаттамалары

Кернеудің төрт түрі электр қондырғылары мен жүктемелерге кедергі келтіруі мүмкін:

• Коммутациялық асқын кернеу: электр желісіндегі тұрақты күйдің өзгеруінен туындаған жоғары жиілікті асқын кернеу немесе жарылыстың бұзылуы (J1 суретті қараңыз) (тарату құрылғыларының жұмысы кезінде).
• Қуат-жиіліктің асқын кернеулері: желідегі күйдің тұрақты өзгеруінен туындаған желідегідей жиіліктегі (50, 60 немесе 400 Гц) асқын кернеулер (ақаулардан кейін: оқшаулау ақаулығы, бейтарап өткізгіштің бұзылуы және т.б.).
• Электростатикалық разрядтан туындаған асқын кернеулер: жинақталған электр зарядтарының разрядтарынан туындаған өте жоғары жиіліктегі өте қысқа асқын кернеулер (бірнеше наносекундтар) (мысалы, оқшаулағыш табаны бар кілемде жүрген адам бірнеше киловольт кернеуімен электр зарядын алады).
• Атмосфералық шығу тегі асқын кернеулер.

Атмосфералық шығу тегі асқын кернеу сипаттамалары

Найзағайдың соққысы бірнеше суретте: найзағай жарқылынан импульстік электр энергиясы пайда болады (J4 суретті қараңыз)

• бірнеше мың амперден (және бірнеше мың вольттан)
• жоғары жиіліктегі (шамамен 1 мегагерц)
• қысқа мерзім (микросекундтан миллисекундқа дейін)

2000-нан 5000-ға дейін бүкіл әлемде дауыл үнемі қалыптасады. Бұл дауылдар найзағай соққыларымен бірге жүреді, бұл адамдар мен жабдықтар үшін үлкен қауіп тудырады. Найзағай жарқылдары жерге секундына орта есеппен 30-дан 100 соққыға түседі, яғни жыл сайын 3 миллиард найзағай соғылады.

J3 суреттегі кестеде найзағай түсірудің кейбір мәндері, олардың ықтималдығы көрсетілген. Көріп отырғанымыздай, найзағай соққыларының 50% -ында ток күші 35 кА-дан, ал 5% -ы 100 кА-дан асады. Найзағай соққысы арқылы берілетін энергия өте жоғары.

J3-сурет - IEC 62305-1 стандартында келтірілген найзағай разрядтарының мәндеріне мысалдар (2010 ж. - кесте А.3)

Сурет J4 - найзағай тогының мысалы

Найзағай сонымен қатар өрттің көп мөлшерін тудырады, негізінен ауылшаруашылық аймақтарында (үйлерді бұзу немесе пайдалануға жарамсыз ету). Найзағай соғуы әсіресе биік ғимараттарға бейім.

Электр қондырғыларына әсері

Найзағай электр және электронды жүйелерге зиян келтіреді: трансформаторлар, электр есептегіштері және электр қондырғылары тұрғын және өндірістік үй-жайларда.

Найзағайдың зақымдануын қалпына келтіру құны өте жоғары. Бірақ оның салдарын бағалау өте қиын:

• компьютерлер мен телекоммуникация желілерінің бұзылуы;
• бағдарламаланатын логикалық контроллер бағдарламалары мен басқару жүйелерінің жұмысында пайда болған ақаулар.

Сонымен қатар, өндірістік шығындардың құны жойылған жабдықтың құнынан әлдеқайда жоғары болуы мүмкін.

Найзағай соққысы

Найзағай - бұл барлық өткізгіш элементтерде, әсіресе электр кабельдері мен жабдықтарда шамадан тыс кернеулер тудыратын жоғары жиілікті электр құбылысы.

Найзағай ғимараттың электрлік (және / немесе электрондық) жүйелеріне екі түрлі әсер етуі мүмкін:

• найзағайдың ғимаратқа тікелей әсер етуімен (J5 а суретін қараңыз);
• найзағайдың ғимаратқа жанама әсер етуі бойынша:
• Найзағай соққысы ғимаратты жеткізетін электр желісіне түсуі мүмкін (J5 б суретін қараңыз). Асқын ток пен кернеу әсер ету нүктесінен бірнеше шақырымға таралуы мүмкін.
• Найзағай соғуы электр желісінің жанына түсуі мүмкін (J5 в суретін қараңыз). Бұл найзағай тогының электромагниттік сәулеленуі электр тогымен қамтамасыз ету желісінде жоғары ток және асқын кернеу тудырады. Соңғы екі жағдайда қауіпті токтар мен кернеулер электрмен жабдықтау желісі арқылы беріледі.

Найзағай ғимараттың жанына түсуі мүмкін (J5 d суретін қараңыз). Жердің әсер ету нүктесінің айналасындағы әлеуеті қауіпті түрде артады.

Сурет J5 - найзағай әсерінің әр түрлі түрлері

Барлық жағдайда, электр қондырғылары мен жүктемелердің салдары ауыр болуы мүмкін.

J6 сурет - найзағай соққысының салдары

Найзағай қорғалмаған ғимаратқа түседі.	Найзағай әуе желісінің жанына түседі.	Найзағай ғимараттың қасына түседі.
Найзағай тогы ғимараттың аз немесе көп өткізгіш құрылымдары арқылы жерге өте жойқын әсер етеді: жылу эффектілері: материалдардың қатты қызып кетуі, өртті тудыруы механикалық әсерлер: Құрылымдық деформация термопластинка: жанғыш немесе жарылғыш материалдар (көмірсутектер, шаң және т.б.) болған кездегі өте қауіпті құбылыс	Найзағай тогы электр тарату жүйесінде электромагниттік индукция арқылы асқын кернеулер тудырады. Бұл асқын кернеулер сызық бойымен ғимараттар ішіндегі электр жабдықтарына дейін таралады.	Найзағай соққысы сипатталған қарама-қарсылықтарға ұқсас шамадан тыс кернеулерді тудырады. Сонымен қатар, найзағай тогы жерден электр қондырғысына дейін көтеріліп, жабдықтың бұзылуына әкеледі.
Ғимарат пен ғимарат ішіндегі қондырғылар негізінен бұзылады	Ғимарат ішіндегі электр қондырғылары негізінен бұзылған.

Таралу режимдері

Жалпы режим

Өткізгіштер мен жер арасында жалпы режимдегі артық кернеулер пайда болады: фазадан жерге немесе бейтараптан жерге (суретті қараңыз J7). Олар, әсіресе, диэлектриктің бұзылу қаупі салдарынан рамасы жерге қосылған құрылғылар үшін қауіпті.

J7-сурет - Жалпы режим

Дифференциалды режим

Өткізгіштер арасында дифференциалды режимнің асқын кернеулері пайда болады:

фазадан фазаға немесе фазадан бейтарапқа (J8 суретті қараңыз). Олар әсіресе электрондық жабдықтар, компьютерлік жүйелер сияқты сезімтал жабдықтар үшін өте қауіпті.

J8 сурет - дифференциалды режим

Найзағай толқынының сипаттамасы

Құбылыстарды талдау найзағай тогы мен кернеу толқындарының түрлерін анықтауға мүмкіндік береді.

• IEC стандарттарымен ағымдық толқынның 2 түрі қарастырылады:
• 10/350 wave толқыны: найзағайдың тікелей соққысынан пайда болатын ток толқындарын сипаттау үшін (J9 суретті қараңыз);

J9 суреті - 10/350 current ағым толқыны

• 8/20 wave толқыны: найзағайдың жанама соққысынан пайда болатын ток толқындарын сипаттау үшін (J10 суретті қараңыз).

J10 суреті - 8/20 current ағым толқыны

Найзағай тогының осы екі түрі SPD (IEC стандарты 61643-11) бойынша сынақтарды және найзағай ағындарына арналған жабдықтың иммунитетін анықтау үшін қолданылады.

Ағымдағы толқынның шың мәні найзағай соққысының қарқындылығын сипаттайды.

Найзағай соққыларынан туындаған асқын кернеулер 1.2 / 50 Ом кернеу толқынымен сипатталады (J11 суретті қараңыз).

Кернеу толқынының бұл түрі атмосфералық шығу тегі жоғары кернеулерге төзімді жабдықты тексеру үшін қолданылады (IEC 61000-4-5 бойынша импульстік кернеу).

Сурет J11 - 1.2 / 50 µ с кернеу толқыны

Найзағайдан қорғау принципі
Найзағайдан қорғаудың жалпы ережелері

Найзағайдың пайда болу қаупінің алдын-алу тәртібі
Ғимаратты найзағайдың әсерінен қорғау жүйесі мыналарды қамтуы керек:

• тікелей найзағай соққыларынан құрылымдарды қорғау;
• электр қондырғыларын найзағайдың тікелей және жанама соққыларынан қорғау.

Найзағай түсу қаупінен қондырғыны қорғаудың негізгі қағидасы алаңдаушылық тудыратын энергияның сезімтал жабдыққа жетуіне жол бермеу болып табылады. Бұған қол жеткізу үшін:

• найзағай тогын ұстап алып, оны жерге тікелей бағыт арқылы жіберіңіз (сезімтал жабдықтың маңайынан аулақ болыңыз);
• қондырғының эквипотенциалды байланысын орындау; Бұл эквипотенциалды байланыстыру электр өткізгіштер арқылы жүзеге асырылады, оларды асқын кернеуден қорғау құрылғылары (ӨҚҚ) немесе ұшқын саңылаулары толықтырады (мысалы, антенналық діңгек ұшқынының аралығы).
• SPD және / немесе сүзгілерді орнату арқылы туындаған және жанама әсерлерді азайту. Асқын кернеулерді жою немесе шектеу үшін екі қорғаныс жүйесі қолданылады: олар ғимараттарды қорғау жүйесі (ғимараттардың сырты үшін) және электр қондырғыларынан қорғау жүйесі (ғимараттардың ішкі бөлігі үшін) ретінде белгілі.

Құрылыс қорғаныс жүйесі

Ғимаратты қорғау жүйесінің рөлі оны найзағайдың тікелей соққысынан қорғауда.
Жүйе мыналардан тұрады:

• түсіру құрылғысы: найзағайдан қорғау жүйесі;
• найзағай тогын жерге жеткізуге арналған төмен өткізгіштер;
• «Қарғаның аяғы» жерді біріктіреді;
• барлық металл жақтаулар (эквипотенциалды байланыс) және жер сымдары арасындағы байланыстар.

Найзағай тогы өткізгіште ағып жатқанда, егер оның жанында және жерге қосылған рамалардың арасында әлеуетті айырмашылықтар пайда болса, соңғысы жойқын жарқыл тудыруы мүмкін.

Найзағайдан қорғаудың 3 түрі
Ғимаратты қорғаудың үш түрі қолданылады:

Найзағай (қарапайым таяқша немесе іске қосу жүйесі бар)

Найзағай - бұл ғимараттың жоғарғы жағында орналасқан металды ұстау ұшы. Оны бір немесе бірнеше өткізгіштер (көбінесе мыс жолақтары) жерге қосады (J12 суретті қараңыз).

Сурет J12 - найзағай (қарапайым таяқша немесе іске қосу жүйесі бар)

Найзағай сымдары бар найзағай

Бұл сымдар қорғалатын құрылымнан жоғары созылған. Олар арнайы құрылымдарды қорғау үшін қолданылады: зымырандарды ұшыру аймақтары, әскери қосымшалар және жоғары вольтты әуе желілерін қорғау (J13 суретті қараңыз).

Сурет J13 - сымдарды бұрау

Торлы торлы найзағай өткізгіш (Фарадей торы)

Бұл қорғаныс ғимараттың айналасына көптеген өткізгіштерді / таспаларды симметриялы түрде орналастыруды қамтиды. (J14 суретін қараңыз).

Найзағайдан қорғаныс жүйесінің бұл түрі компьютерлік бөлмелер сияқты өте сезімтал қондырғылар орналасқан, ашық тұрған ғимараттар үшін қолданылады.

J14 сурет - торлы тор (Фарадей торы)

Электр қондырғыларының ғимараттарының қорғанысының салдары

Ғимаратты қорғау жүйесі шығарған найзағай тогының 50% электр қондырғысының жерге тұйықталу желілеріне қайта оралады (J15 суретті қараңыз): жақтаулардың әлеуетті көтерілуі әр түрлі желілердегі өткізгіштердің оқшаулауға төзімділік қабілетінен асып түседі ( LV, телекоммуникация, видео кабель және т.б.).

Сонымен қатар, төмен өткізгіштер арқылы ток ағымы электр қондырғысында индукцияланған асқын кернеулер тудырады.

Нәтижесінде ғимараттарды қорғау жүйесі электр қондырғыларын қорғамайды: сондықтан электр қондырғыларынан қорғау жүйесін қамтамасыз ету міндетті болып табылады.

Сурет J15 - найзағайдың тікелей кері ағымы

Найзағайдан қорғау - электр қондырғыларынан қорғау жүйесі

Электр қондырғыларынан қорғау жүйесінің басты мақсаты - жабдық үшін қолайлы шамаларға асқын кернеулерді шектеу.

Электр қондырғыларынан қорғау жүйесі мыналардан тұрады:

• ғимараттың конфигурациясына байланысты бір немесе бірнеше SPD;
• эквипотенциалды байланыстыру: ашық өткізгіш бөліктердің металл торы.

Іске асыру

Ғимараттың электрлік және электронды жүйелерін қорғау тәртібі келесідей.

Ақпарат іздеу

• Барлық сезімтал жүктемелерді және олардың ғимаратта орналасуын анықтаңыз.
• Электр және электронды жүйелерді және олардың ғимаратқа кіру нүктелерін анықтаңыз.
• Найзағайдан қорғаныс жүйесі ғимаратта немесе жақын жерде бар-жоғын тексеріңіз.
• Ғимараттың орналасқан жеріне қатысты ережелермен танысыңыз.
• Найзағайдың пайда болу қаупін географиялық орналасуына, электрмен жабдықтау түріне, найзағайдың тығыздығына және т.б. сәйкес бағалаңыз.

Шешімді енгізу

• Рамамен байланыстыратын өткізгіштерді тормен орнатыңыз.
• LD кіріс қалқанына SPD орнатыңыз.
• Қосымша SPD-ді сезімтал жабдықтың жанында орналасқан әр тарату тақтасына орнатыңыз (J16 суретін қараңыз).

J16 сурет - ауқымды электр қондырғысын қорғау мысалы

Толқыннан қорғаныс құрылғысы (SPD)

Толқыннан қорғаныс құрылғылары (SPD) электрмен жабдықтау желілері, телефон желілері, байланыс және автоматты басқару шиналары үшін қолданылады.

Толқыннан қорғаныс құрылғысы (SPD) электр қондырғыларынан қорғау жүйесінің құрамдас бөлігі болып табылады.

Бұл құрылғы қорғанысқа қажет жүктемелердің қоректену тізбегіне параллель қосылған (J17 суретті қараңыз). Оны электрмен жабдықтау желісінің барлық деңгейлерінде қолдануға болады.

Бұл асқын кернеуден қорғаудың ең жиі қолданылатын және тиімді түрі.

J17 сурет - параллельді қорғаныс жүйесінің принципі

Параллель жалғанған SPD үлкен кедергіге ие. Жүйеде уақытша асқын кернеу пайда болғаннан кейін, құрылғының кедергісі төмендейді, сондықтан сезімтал жабдықты айналып өтіп, SPD арқылы асқын ток жүреді.

Қағидасы

SPD атмосфералық шығу транзитінің уақытша асқын кернеуін шектеуге және ток толқындарын жерге бұруға арналған, осылайша бұл асқын кернеудің амплитудасын электр қондырғысы мен электр тарату қондырғысы мен басқару қондырғысы үшін қауіпті емес мәнге дейін шектеуге мүмкіндік береді.

SPD шамадан тыс кернеуді жояды

• жалпы режимде, фаза мен бейтарап немесе жер арасындағы;
• дифференциалды режимде, фаза мен бейтарап арасында.

Асқын кернеу жұмыс шегінен асып кеткен жағдайда, SPD

• энергияны жерге, жалпы режимде өткізеді;
• энергияны басқа ток өткізгіштерге дифференциалды режимде таратады.

SPD-нің үш түрі

1 SPD деп теріңіз
SPD 1 типі найзағайдан қорғау жүйесімен немесе торлы тормен қорғалған сервистік сектор мен өндірістік ғимараттарда ұсынылады.
Ол электр қондырғыларын найзағайдың тікелей соққысынан қорғайды. Ол жердегі өткізгіштен желілік өткізгіштерге таралатын найзағайдан кері ток шығара алады.
1 типті SPD 10/350 current ағым толқынымен сипатталады.

2 SPD деп теріңіз
2 типті SPD барлық төмен вольтты электр қондырғыларының негізгі қорғаныс жүйесі болып табылады. Әрбір электрлік қалқанға орнатылған, ол электр қондырғыларындағы асқын кернеулердің таралуына жол бермейді және жүктемелерді қорғайды.
2 типті SPD 8/20 current ағым толқынымен сипатталады.

3 SPD деп теріңіз
Бұл SPD-дің ағызу қабілеті төмен. Сондықтан олар міндетті түрде 2 типті SPD қосымшасы ретінде және сезімтал жүктемелердің жанында орнатылуы керек.
3 типті SPD кернеу толқындарының (1.2 / 50 мкс) және ток толқындарының (8/20 мкс) тіркесімімен сипатталады.

SPD нормативтік анықтамасы

J18-сурет - SPD стандартты анықтамасы

1 ескерту: Тікелей және жанама найзағай соққыларынан жүктемені қорғауды біріктіретін T1 + T2 SPD (немесе 1 + 2 SPD типі) бар.

2-ескерту: кейбір T2 SPD T3 ретінде де жариялануы мүмкін

SPD сипаттамалары

IEC 61643-11 Edition 1.0 халықаралық стандарты (03/2011) төмен вольтты тарату жүйелеріне қосылған SPD сипаттамалары мен сынақтарын анықтайды (J19 суретті қараңыз).

Жасыл түсте SPD кепілдендірілген жұмыс ауқымы.
J19 сурет - Варисторы бар SPD уақыт / ток сипаттамасы

Жалпы сипаттамалары

• U_C: Максималды үздіксіз жұмыс кернеуі. Бұл SPD белсенді болатын айнымалы немесе тұрақты кернеу. Бұл мән номиналды кернеуге және жүйенің жерге тұйықталуына сәйкес таңдалады.
• U_P: Кернеуді қорғау деңгейі (I-де)_n). Бұл белсенді болған кездегі SPD терминалдарындағы максималды кернеу. Бұл кернеуге SPD-де ағып жатқан ток In-ге тең болғанда жетеді. Кернеудің қорғаныс деңгейі жүктемелердің асқын кернеулеріне төзімділіктен төмен болуы керек. Найзағай түскен жағдайда, SPD терминалдарындағы кернеу әдетте U-ден аз болып қалады_P.
• In: Номиналды разряд тогы. Бұл 8/20 µ толқын формасындағы токтың максималды мәні, ол SPD кем дегенде 19 рет зарядтауға қабілетті.

Неге маңызды?
SP-ге кем дегенде 19 рет шыдай алатын номиналды разряд тогына сәйкес келеді: In-дің үлкен мәні SPD-нің ұзақ қызмет ету мерзімін білдіреді, сондықтан минималды 5 кА-дан жоғары мәндерді таңдаған жөн.

1 SPD деп теріңіз

• I_импИмпульс тогы. Бұл SPD кем дегенде бір рет разрядты шығаруға қабілетті 10/350 wave толқын формасындағы токтың ең жоғарғы мәні.

Неге мен_имп маңызды?
IEC 62305 стандарты үш фазалы жүйе үшін бір полюсте максималды импульстік ток мәнін 25 кА қажет етеді. Бұл дегеніміз, 3P + N желісі үшін SPD жер байланысынан туындайтын 100кА максималды импульстік токқа төтеп беруі керек.

• I_fi: Автоматты сөндіру ағымдық. Тек ұшқын аралықтары технологиясына қолданылады. Бұл ток күші (50 Гц), ол жарқылдан кейін өздігінен тоқтата алады. Бұл ток әрқашан орнату орнындағы қысқа тұйықталу тогынан үлкен болуы керек.

2 SPD деп теріңіз

• Имакс: максималды разряд тогы. Бұл SPD бір рет зарядтауға қабілетті 8/20 wave толқын формасындағы токтың ең жоғарғы мәні.

Неліктен Imax маңызды?
Егер сіз 2 бірдей SP-мен бірдей, бірақ Imax-мен ерекшеленетін болсаңыз: жоғары Imax мәні бар SPD-ден жоғары «қауіпсіздік шегі» бар және ол жоғары асқын токқа зақым келтірмей төтеп бере алады.

3 SPD деп теріңіз

• U_OC: III класты (3 типті) сынақтар кезінде қолданылатын ашық тізбектегі кернеу.

басты өтініштер

• Төмен кернеу. Технологиялық тұрғыдан да, пайдалану тұрғысынан да өте әртүрлі құрылғылар осы терминмен белгіленеді. Төмен вольтты SPD модульдік болып табылады, олар LV қалқандарына оңай орнатылады. Сондай-ақ, электр розеткаларына бейімделетін SPD-лер бар, бірақ бұл құрылғылардың разрядтау қабілеті төмен.

• Байланыс желілеріне арналған SPD. Бұл құрылғылар телефон желілерін, коммутацияланған желілерді және автоматты басқару желілерін (шинаны) сырттан келетін (найзағай) және электрмен жабдықтау желісіне кіретін кернеулерден (ластаушы жабдық, тарату қондырғысының жұмысы және т.б.) қорғайды. Мұндай SPD-лер RJ11, RJ45,… коннекторларына орнатылған немесе жүктемелерге біріктірілген.

Ескертулер

1. MOV (варистор) негізіндегі SPD үшін IEC 61643-11 стандартына сәйкес сынақ тізбегі. Барлығы I-ге 19 импульс_n:

• Бір оң импульс
• Бір жағымсыз импульс
• 15 Гц кернеуде әрбір 30 ° синхрондалған 50 импульс
• Бір оң импульс
• Бір жағымсыз импульс

2. I типтегі 1 импульстен кейін 15 типті SPD үшін_n (алдыңғы жазбаны қараңыз):

• 0.1 х I кезінде бір импульс_имп
• 0.25 х I кезінде бір импульс_имп
• 0.5 х I кезінде бір импульс_имп
• 0.75 х I кезінде бір импульс_имп
• Маған бір серпін_имп

Электр қондырғыларынан қорғау жүйесін жобалау
Электр қондырғыларынан қорғау жүйесін жобалау ережелері

Ғимараттағы электр қондырғысын қорғау үшін таңдау үшін қарапайым ережелер қолданылады

• SPD (лер);
• оны қорғау жүйесі.

Қуатты тарату жүйесі үшін найзағайдан қорғаныс жүйесін анықтау және ғимараттағы электр қондырғысын қорғау үшін SPD таңдау үшін қолданылатын негізгі сипаттамалар:

• SPD
• SPD саны
• түрі
• SPD максималды разряд тогын анықтау үшін экспозиция деңгейі.
• Қысқа тұйықталудан қорғау құралы
• максималды разряд тогы;
• орнату нүктесіндегі қысқа тұйықталу тогы.

Төмендегі J20 суреттегі логикалық диаграмма осы жобалау ережесін бейнелейді.

Сурет J20 - Қорғаныс жүйесін таңдаудың логикалық сызбасы

SPD таңдаудың басқа сипаттамалары электр қондырғысы үшін алдын-ала анықталған.

• SPD-дегі тіректер саны;
• кернеуді қорғау деңгейі U_P;
• U_C: Максималды үздіксіз жұмыс кернеуі.

Бұл электр қондырғыларын қорғау жүйесінің дизайны қондырғының сипаттамаларына, қорғалатын жабдыққа және қоршаған ортаға сәйкес қорғаныс жүйесін таңдау критерийлерін толығырақ сипаттайды.

Қорғаныс жүйесінің элементтері

SPD әрдайым электр қондырғысының басында орнатылуы керек.

SPD орналасқан жері мен түрі

Орнатудың басында орнатылатын SPD типі найзағайдан қорғау жүйесінің бар-жоқтығына байланысты. Егер ғимарат найзағайдан қорғаныс жүйесімен жабдықталған болса (IEC 62305 бойынша), 1 типті SPD орнату керек.

Орнатудың кіріс соңында орнатылған SPD үшін IEC 60364 орнату стандарттары келесі екі сипаттаманың минималды мәндерін белгілейді:

• Номиналды разряд тогы I_n = 5 кА (8/20) µс;
• Кернеуді қорғау деңгейі U_P(менде_n) <2.5 кВ.

Орнатылатын қосымша СПД саны келесі жолдармен анықталады:

• тораптың мөлшері және байланыстырушы өткізгіштерді орнатудың қиындығы. Үлкен учаскелерде әрбір бөлу қоршауының кіріс соңында SPD орнату қажет.
• кіріс қорғаныс құрылғысынан қорғалатын сезімтал жүктемелерді бөлетін қашықтық. Жүктемелер кіріс қорғаныс құрылғысынан 10 метрден астам қашықтықта орналасқан кезде, сезімтал жүктемелерге мүмкіндігінше жақын қосымша қорғауды қамтамасыз ету қажет. Толқындардың шағылысу құбылыстары 10 метрден артып келеді. Найзағайдың таралуын қараңыз
• әсер ету қаупі. Өте ашық учаске жағдайында, кіріс SPD найзағай тогының жоғары ағынын да, кернеудің жеткілікті төмен қорғаныс деңгейін де қамтамасыз ете алмайды. Атап айтқанда, 1 типті SPD әдетте 2 типті SPD-мен бірге жүреді.

Төмендегі J21 суреттегі кестеде жоғарыда анықталған екі фактор негізінде орнатылатын SPD мөлшері мен түрі көрсетілген.

Сурет J21 - SPD енгізудің 4 жағдайы

Қорғалған деңгейлер

SPD-нің бірнеше қорғаныс деңгейі энергияны бірнеше SPD арасында бөлуге мүмкіндік береді, J22 суретте көрсетілгендей, онда SPD үш түрі қарастырылған:

• 1 тип: ғимарат найзағайдан қорғаныс жүйесімен жабдықталған және қондырғының кіріс соңында орналасқан кезде, ол энергияны өте көп қабылдайды;
• 2 тип: қалдық асқын кернеуді сіңіреді;
• 3 тип: жүктемелерге өте жақын орналасқан ең сезімтал жабдық үшін қажет болған жағдайда «жақсы» қорғанысты қамтамасыз етеді.

Ескерту: 1 және 2 типті SPD бір SPD-ге біріктірілуі мүмкін
Сурет J22 - Жұқа қорғаныс архитектурасы

Орнату сипаттамаларына сәйкес SPD-дің жалпы сипаттамалары
Максималды үздіксіз жұмыс кернеуі Uc

Жүйенің жерге тұйықталуының орналасуына байланысты максималды үздіксіз жұмыс кернеуі U_C SPD мәні J23 суреттегі кестеде көрсетілген мәндерге тең немесе одан үлкен болуы керек.

J23 суреті - U мәнінің минималды мәні_C жүйенің жерге тұйықталу режиміне байланысты SPD үшін (IEC 534.2-60364-5 стандартының 53 кестесі негізінде)

Жоқ: қолданылмайды
U: төмен вольтты жүйенің желіден кернеу
а. бұл мәндер ең нашар ақаулық жағдайларына байланысты, сондықтан 10% төзімділік ескерілмейді.

Жерге тұйықталу жүйесіне сәйкес таңдалған UC ең көп таралған мәндері.
ТТ, ТН: 260, 320, 340, 350 В.
ІТ: 440, 460 В.

Кернеуді қорғау деңгейі U_P (менде_n)

IEC 60364-4-44 стандарты қорғалатын жүктемелер функциясы бойынша SPD үшін Up қорғау деңгейін таңдауға көмектеседі. J24-суреттің кестесінде жабдықтың әр түрінің импульстік төзімділік мүмкіндігі көрсетілген.

J24 сурет - жабдықтың талап етілетін импульстік кернеуі Uw (IEC 443.2-60364-4 кестесінің 44)

а. IEC 60038: 2009 сәйкес.
б. Бұл импульстің номиналды кернеуі ток өткізгіштер мен PE арасында қолданылады.
c. Канада мен АҚШ-та жердегі 300 В-тан жоғары кернеулер үшін осы бағандағы келесі ең жоғары кернеуге сәйкес келетін номиналды импульстік кернеу қолданылады.
г. 220-240 В-та жұмыс істейтін АТ жүйелері үшін бір сызықтағы жерге тұйықталу кезінде жерге дейінгі кернеуге байланысты 230/400 қатар қолданылуы керек.

J25 сурет - жабдықтың асқын кернеу санаты

	Асқын кернеулік санатындағы жабдық Мен қорғаныс құралдары жабдықтан тыс қолданылатын ғимараттарды тіркелген қондырғыларда ғана қолдануға жарамды - көрсетілген деңгейге дейін уақытша асқын кернеулерді шектеу үшін. Мұндай жабдықтың мысалы компьютерлер сияқты электронды схемалар, электронды бағдарламалары бар құрылғылар және т.б.
	Асқын кернеу II санатындағы жабдық тұрақты электр қондырғысына қосылуға жарайды, қалыпты жағдайда ағымдағы қолданыстағы жабдық үшін қажет болатын қалыпты деңгей. Мұндай жабдықтың мысалдары - тұрмыстық техника және ұқсас жүктемелер.
	Асқын кернеу санатындағы III жабдық жоғары қол жетімділікті қамтамасыз ететін негізгі тарату тақтасын қоса, төменгі ағымда, сонымен қатар бекітілген қондырғыда қолдануға арналған. Мұндай жабдықтың мысалдары - тарату тақталары, ажыратқыштар, кабельдер, шина штангалары, қосылуға арналған қораптар, ажыратқыштар, розеткалар), сондай-ақ өндірістік қондырғылар және басқа жабдықтар, мысалы, стационарлық қозғалтқыштар тұрақты қондырғыға тұрақты байланыс.
	Қатты кернеудің IV санатындағы қондырғы қондырғының шыққан жерінде немесе оның жанында, мысалы, негізгі тарату тақтасының ағынында қолдануға жарамды. Мұндай жабдықтың мысалдары электр есептегіштері, токтан қорғаудың алғашқы құрылғылары және толқынды басқарудың блоктары болып табылады.

«Орнатылған» U_P өнімділікті жүктемелердің импульстік төзімділік қабілетімен салыстыру керек.

SPD кернеуді қорғаудың U деңгейіне ие_P бұл ішкі, яғни орнатудан тәуелсіз анықталған және тексерілген. Іс жүзінде U таңдау үшін_P SPD-дің өнімділігі, SPD қондырғысына тән асқын кернеулерге жол беру үшін қауіпсіздік шегі қабылдануы керек (J26 суретін және асқын кернеуден қорғау құрылғысының қосылуын қараңыз).

J26-сурет - орнатылған U_P

«Орнатылған» кернеуді қорғау деңгейі U_P 230/400 В электр қондырғыларындағы сезімтал жабдықты қорғау үшін әдетте 2.5 кВ құрайды (II кернеу санаты, J27 суретті қараңыз).

Ескерту:
Егер кернеуді қорғаудың белгіленген деңгейіне кіретін SPD қол жеткізе алмаса немесе жабдықтың сезімтал элементтері қашықта болса (№ # қорғау жүйесінің элементтерін қараңыз) қажетті қорғаныс деңгейі.

Полюстер саны

• Жүйені жерге тұйықтауға байланысты, жалпы режимде (CM) және дифференциалды режимде (DM) қорғауды қамтамасыз ететін SPD архитектурасын қамтамасыз ету қажет.

J27-сурет - жүйенің жерге тұйықталуы бойынша қорғаныс қажет

а. Фаза мен бейтарап арасындағы қорғаныс қондырғының басында орналасқан SPD-ге енгізілуі немесе қорғалатын жабдыққа жақын жерде орналасуы мүмкін.
б. Егер бейтарап болса

Ескерту:

Жалпы режимдегі кернеу
Қорғаныстың негізгі түрі - жүйені жерге тұйықтаудың қандай түрін қолданбасын, фазалар мен PE (немесе PEN) өткізгіші арасында жалпы режимде SPD орнату.

Дифференциалды режимнің асқын кернеуі
TT және TN-S жүйелерінде бейтараптың жерге тұйықталуы жердегі кедергілердің әсерінен асимметрияға әкеледі, бұл дифференциалды режимдегі кернеулердің пайда болуына әкеледі, дегенмен найзағай соғуынан туындаған асқын кернеу жалпы режим болып табылады.

2P, 3P және 4P SPD
(J28 суретті қараңыз)
Бұлар IT, TN-C, TN-CS жүйелеріне бейімделген.
Олар қарапайым режимдегі шамадан тыс қорғанысты қамтамасыз етеді

J28-сурет - 1P, 2P, 3P, 4P SPDs

1P + N, 3P + N SPD
(J29 суретті қараңыз)
Бұлар TT және TN-S жүйелеріне бейімделген.
Олар жалпы режимдегі және дифференциалды режимдегі артық кернеулерден қорғауды қамтамасыз етеді

J29-сурет - 1P + N, 3P + N SPDs

1 типті SPD таңдау
Импульстік ток Iimp

• Қорғалатын ғимарат түріне қатысты ұлттық ережелер немесе арнайы ережелер болмаса: Iimp импульстік тогы IEC 12.5-10-350 стандартына сәйкес бір тармаққа кем дегенде 60364 кА (5/534 wave толқын) болуы керек.
• Регламенттер бар жерде: IEC 62305-2 стандарты 4 деңгейді анықтайды: I, II, III және IV

J31 суреттегі кестеде I-нің әр түрлі деңгейлері көрсетілген_имп нормативтік жағдайда.

J30-сурет - теңдестірілген I-нің негізгі мысалы_имп 3 фазалық жүйеде токтың таралуы

J31-сурет - I кестесі_имп ғимараттың кернеу қорғаныс деңгейіне сәйкес мәндер (IEC / EN 62305-2 негізінде)

Автоматты сөндіру I ағымына сәйкес келеді_fi

Бұл сипаттама тек ұшқын аралықтары технологиясы бар SPD үшін қолданылады. Автоматты түрде ажырату I ағымына сәйкес келеді_fi әрқашан перспективалы қысқа тұйықталу тогынан I үлкен болуы керек_sc орнату орнында.

2 типті SPD таңдау
Максималды разряд тогы

Имакс ағынының максималды тогы ғимараттың орналасқан жеріне қатысты болжамды экспозиция деңгейіне сәйкес анықталады.
Шығарудың максималды тогының мәні (Imax) тәуекелді талдау арқылы анықталады (J32 суреттегі кестені қараңыз).

J32-сурет - экспозиция деңгейіне сәйкес Imax максималды разрядты ток күші

Сыртқы қысқа тұйықталудан қорғаныс құрылғысын таңдау (SCPD)

Қорғаныс құрылғылары (термиялық және қысқа тұйықталу) сенімді жұмысын қамтамасыз ету үшін SPD-мен келісілуі керек, яғни
қызмет көрсетудің үздіксіздігін қамтамасыз ету:

• найзағай ағымының толқынына төтеп беріңіз
• шамадан тыс қалдық кернеуін тудырмайды.

ағынның барлық түрлерінен тиімді қорғауды қамтамасыз ету:

• варистордың термиялық қашуынан кейінгі жүктеме;
• төмен қарқындылықтың қысқа тұйықталуы (импедант);
• жоғары қарқындылықтағы қысқа тұйықталу.

ТҚА өмірінің соңында болдырмауға болатын тәуекелдер
Қартаюға байланысты

Қартаюға байланысты өмірдің табиғи аяқталуы жағдайында қорғаныс термиялық түрге жатады. Варисторлы SPD-де SPD өшіретін ішкі ажыратқыш болуы керек.
Ескерту: Термиялық қашу арқылы өмірдің аяқталуы газды шығаратын түтікпен немесе капсулаланған ұшқын саңылауымен SPD-ге қатысты емес.

Ақаулыққа байланысты

Қысқа тұйықталу ақаулығының салдарынан өмірдің аяқталу себептері:

• Максималды разрядтау қабілеті асып кетті. Бұл ақаулық күшті қысқа тұйықталуға әкеледі.
• Тарату жүйесіндегі ақаулық (бейтарап / фазалық ауысу, бейтарап ажырату).
• Варистордың біртіндеп нашарлауы.
  Соңғы екі ақаулық импедантты қысқа тұйықталуға әкеледі.
  Орнату ақаулықтың осы түрлерінен болатын зақымданудан қорғалуы керек: жоғарыда анықталған ішкі (жылулық) айырғыштың жылытуға уақыты жоқ, демек, жұмыс істеуі керек.
  Қысқа тұйықталуды жоюға қабілетті «сыртқы қысқа тұйықталудан қорғау құрылғысы (сыртқы SCPD)» құрылғысын орнату керек. Оны автоматты сөндіргіш немесе сақтандырғыш құрылғысы жүзеге асыра алады.

Сыртқы SCPD сипаттамалары

Сыртқы SCPD SPD-мен келісілуі керек. Ол келесі екі шектеулерді қанағаттандыруға арналған:

Найзағайға төзімді

Найзағайға төзімділігі SPD сыртқы қысқа тұйықталудан қорғау құрылғысының маңызды сипаттамасы болып табылады.
Сыртқы SCPD In-дегі 15 кезекті импульстік ағындарды тоқтатпауы керек.

Қысқа тұйықталу тогына төзімділік

• Сынудың өнімділігі орнату ережелерімен анықталады (IEC 60364 стандарты):
  Сыртқы SCPD қондыру нүктесінде перспективалық қысқа тұйықталу тогы Isc-қа тең немесе одан үлкен болуы мүмкін (IEC 60364 стандартына сәйкес).
• Орнатуды қысқа тұйықталудан қорғау
  Атап айтқанда, қысқа тұйықталу көп энергияны бөледі және қондырғы мен SPD зақымдануын болдырмау үшін оны тез жою керек.
  SPD мен оның сыртқы SCPD арасындағы дұрыс байланысты өндіруші беруі керек.

Сыртқы SCPD үшін орнату режимі
«Сериялы» құрылғы

Қорғауды желінің жалпы қорғаныс құрылғысы жүзеге асырған кезде (мысалы, қондырғының ағытқышындағы ажыратқыш), SCPD «сериялы» деп сипатталады (J33 суретті қараңыз).

J33-сурет - SCPD «сериялы»

«Параллель» құрылғы

Қорғаныс арнайы SPD-мен байланысты қорғаныс құрылғысымен орындалған кезде SCPD «параллель» ретінде сипатталады (J34 суретті қараңыз).

• Егер функцияны автоматты сөндіргіш орындайтын болса, сыртқы SCPD «ажыратқыш ажыратқыш» деп аталады.
• Ажыратқыш ажыратқыш SPD-ге қосылуы немесе қосылмауы мүмкін.

J34-сурет - «параллельде» SCPD

Ескерту:
Газды шығаратын түтігі бар немесе ұшқын саңылауы бар СҚҚ болған жағдайда, SCPD токты қолданғаннан кейін бірден кесуге мүмкіндік береді.

Қорғау кепілдігі

Сыртқы SCPD SPD-мен келісіліп, IEC 61643-11 стандартының ұсыныстарына сәйкес SPD өндірушісімен тексерілуі және кепілдендірілуі керек. Ол сондай-ақ өндірушінің ұсыныстарына сәйкес орнатылуы керек. Мысал ретінде Electric SCPD + SPD үйлестіру кестелерін қараңыз.

Бұл құрылғы интеграцияланған кезде, IEC 61643-11 өнімнің стандартына сәйкестігі, әрине, қорғауды қамтамасыз етеді.

J35-сурет - Сыртқы SCPD, интеграцияланбаған (iC60N + iPRD 40r) және интегралданған (iQuick PRD 40r) SPD

Сыртқы SCPD сипаттамаларының қысқаша мазмұны

Сипаттамаларды егжей-тегжейлі талдау сыртқы SCPD сипаттамаларының бөлімінде келтірілген.
J36 суреттегі кестеде, мысалы, сыртқы SCPD әр түрлі типтеріне сәйкес сипаттамалардың қысқаша мазмұны көрсетілген.

J36-сурет - Сыртқы SCPD-ге сәйкес 2 типті SPD жарамдылық мерзімінің қорғанысының сипаттамалары

Сыртқы SCPD үшін орнату режимі	Бір қатарда	Параллельді
		Сақтандырғышты қорғауға байланысты	Ажыратқыштың қорғанысымен байланысты	Ажыратқыштың қорғанысы біріктірілген
Жабдықтың кернеуінен қорғаныс	=	=	=	=
	SPD-лер жабдықты қандай-да бір байланыстырылған сыртқы SCPD түріне қарамастан қанағаттанарлықтай қорғайды
Пайдалану мерзімінің аяқталуынан қорғау	-	=	+	++
	Қорғауға кепілдік жоқ	Өндірушінің кепілдігі		Толық кепілдік
		Толқындардың қысқа тұйықталуынан қорғаныс жақсы қамтамасыз етілмеген	Қысқа тұйықталудан қорғаныс қамтамасыз етілген
Өмірдің соңында қызмет етудің үздіксіздігі	- -	+	+	+
	Орнату аяқталды	Тек SPD тізбегі өшіріледі
Пайдалану мерзімі аяқталғаннан кейін техникалық қызмет көрсету	- -	=	+	+
	Орнатуды тоқтату қажет	Сақтандырғыштардың өзгеруі	Тез қалпына келтіру

SPD және қорғаныс құрылғысын үйлестіру кестесі

Төмендегі J37 суреттегі кестеде қысқа тұйықталу токтарының барлық деңгейлері үшін ХХХ Электр маркасының 1 және 2 типті СПД-ң ажыратқыш ажыратқыштарының (сыртқы SCPD) үйлестіруі көрсетілген.

Электрмен көрсетілген және кепілдендірілген SPD мен оны ажырататын ажыратқыштар арасындағы үйлесімділік сенімді қорғауды қамтамасыз етеді (найзағай толқынына төзімді, қысқа тұйықталу токтарының кедергісін күшейту және т.б.)

J37-сурет - SPD және оларды ажыратқыштар арасындағы үйлестіру кестесінің мысалы. Әрқашан өндірушілер ұсынған соңғы кестелерге жүгініңіз.

Жоғары ағымда қорғаныс құрылғыларымен үйлестіру

Асқын токтан қорғайтын құрылғылармен үйлестіру
Электр қондырғысында сыртқы SCPD қорғаныс аппаратына ұқсас аппарат болып табылады: бұл қорғаныс жоспарын техникалық және экономикалық оңтайландыру үшін селективтік және каскадтық әдістерді қолдануға мүмкіндік береді.

Қалдық ток құрылғыларымен үйлестіру
Егер SPD жердің ағып кетуіне қарсы құрылғының төменгі жағында орнатылса, соңғысы импульстік токтарға кемінде 3 кА (ток толқыны 8/20 мк) иммунитеті бар «si» немесе таңдамалы типте болуы керек.

Толқыннан қорғаныс құрылғысын орнату
Толқыннан қорғаныс құрылғысының қосылуы

Қорғалатын жабдықтың терминалдарында кернеуді қорғау деңгейінің мәнін азайту үшін (орнатылған Up) жүктемелерге SPD қосылымдары мүмкіндігінше қысқа болуы керек.

Желімен және жерге тұйықталу блогымен SPD байланысының жалпы ұзындығы 50 см-ден аспауы керек.

Жабдықты қорғаудың маңызды сипаттамаларының бірі - бұл жабдық өзінің терминалдарына төтеп бере алатын кернеудің максималды қорғаныс деңгейі (орнатылған). Сәйкесінше, жабдықты қорғауға бейімделген, кернеуді қорғаудың жоғары деңгейімен SPD таңдалуы керек (J38 суретті қараңыз). Байланыс өткізгіштерінің жалпы ұзындығы

L = L1 + L2 + L3.

Жоғары жиіліктегі токтар үшін осы қосылыстың бірлігіндегі кедергі шамамен 1 µH / м құрайды.

Осы байланысқа Ленц заңын қолдана отырып: ΔU = L di / dt

Нормаланған 8/20 current ток толқыны, амплитудасы 8 кА, сәйкесінше кабельдің әр метріне 1000 В кернеудің жоғарылауын тудырады.

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

J38 сурет - SPD қосылыстары L <50 см

Нәтижесінде U жабдықтың терминалдарындағы кернеу:
U жабдықтары = Жоғары + U1 + U2
Егер L1 + L2 + L3 = 50 см, ал толқын 8/20 µс амплитудасы 8 кА болса, жабдық терминалдарындағы кернеу Up + 500 В болады.

Пластикалық қоршаудағы қосылыс

Төмендегі J39 суретте SPD-ді пластикалық қоршауға қалай қосу керектігі көрсетілген.

Сурет J39 - Пластикалық қоршаудағы қосылыстың мысалы

Металл қоршаудағы қосылыс

Металл қоршауында тарату қондырғысы болған жағдайда, қорғаныс өткізгіш ретінде қоршауды қолдана отырып, SPD-ді тікелей металл корпусқа қосу дұрыс болады (J40 суретті қараңыз).
Бұл келісім IEC 61439-2 стандартына сәйкес келеді және құрастыру өндірушісі қоршау сипаттамалары оны қолдануға мүмкіндік беретініне көз жеткізуі керек.

J40-сурет - металл қоршаудағы қосылыстың мысалы

Өткізгіштің көлденең қимасы

Ұсынылған минималды өткізгіштің көлденең қимасы:

• Көрсетілетін қалыпты қызмет: Кернеудің максималды төмендеуі кезінде найзағай тогының толқыны (50 см ереже).
  Ескерту: найзағай құбылысы жоғары жиіліктегі 50 Гц жиіліктегі қосылыстардан айырмашылығы, өткізгіштің көлденең қимасының жоғарылауы оның жоғары жиіліктегі кедергісін айтарлықтай төмендетпейді.
• Өткізгіштердің қысқа тұйықталу токтарына төзімділігі: өткізгіш максималды қорғаныс жүйесінің үзіліс уақытында қысқа тұйықталу тогына қарсы тұруы керек.
  IEC 60364 орнатудың кіріс бөлігінде ең төменгі көлденең қиманы ұсынады:
• 4 типті SPD қосу үшін 2 мм2 (Cu);
• 16 типті SPD қосуға арналған 2 мм1 (Cu) (найзағайдан қорғау жүйесінің болуы).

Жақсы және жаман SPD қондырғыларының мысалдары

J41-сурет - жақсы және жаман SPD қондырғыларының мысалдары

Жабдықты монтаждау дизайны орнату ережелеріне сәйкес жасалуы керек: кабельдердің ұзындығы 50 см-ден аз болуы керек.

Толқыннан қорғаныс құрылғысының кабельдік ережелері
1 ережесі

Бірінші ереже - желінің (сыртқы SCPD арқылы) және жерге тұйықталу блогының арасындағы SPD байланысының ұзындығы 50 см-ден аспауы керек.
J42 суретте SPD қосудың екі мүмкіндігі көрсетілген.
J42-сурет - бөлек немесе біріктірілген сыртқы SCPD бар SPD

2 ережесі

Қорғалған шығатын қоректендіргіштердің өткізгіштері:

• сыртқы SCPD немесе SPD терминалдарына қосылуы керек;
• ластанған кіріс өткізгіштерден физикалық түрде бөлінуі керек.

Олар SPD және SCPD терминалдарының оң жағында орналасқан (J43 суретін қараңыз).

J43-сурет - қорғалған шығатын қоректендіргіштердің қосылыстары SPD терминалдарының оң жағында

3 ережесі

Кіріс фазасын, нөлдік және қорғаныс (PE) өткізгіштері цикл бетін азайту үшін бірінің жанына бірі өтуі керек (J44 суретті қараңыз).

4 ережесі

SPD кіріс өткізгіштері оларды байланыстыру арқылы ластамау үшін қорғалған шығушы өткізгіштерден алыс болуы керек (J44 суретті қараңыз).

5 ережесі

Кадрлар ілмегінің бетін азайту үшін, демек, ЭМ бұзылыстарынан қорғайтын әсер ету үшін кабельдерді қоршаудың металл бөліктеріне бекіту керек (егер бар болса).

Барлық жағдайда қалқандар мен қоршаулардың жақтаулары өте қысқа қосылыстар арқылы жерге тұйықталатындығын тексеру қажет.

Сонымен, егер экрандалған кабельдер қолданылса, үлкен ұзындықтардан аулақ болу керек, өйткені олар экрандалудың тиімділігін төмендетеді (J44 суретті қараңыз).

J44-сурет - электрлік қоршаудағы контурлық беттер мен жалпы кедергілерді азайту арқылы ЭМС-ті жақсарту мысалы

Толқыннан қорғаныс Қолдану мысалдары

Супермаркеттегі SPD қолдану мысалы

J46-сурет - телекоммуникация желісі

Шешімдер және схемалық диаграмма

• Кернеуді азайтуды таңдау бойынша нұсқаулық қондырғының кіріс аяғындағы асқын кернеудің дәл мәнін және онымен байланысты ажыратқыштың мәнін анықтауға мүмкіндік берді.
• Сезімтал құрылғылар ретінде (U_имп <1.5 кВ) кіріс қорғаныс құрылғысынан 10 м-ден астам қашықтықта орналасқан, жақсы қорғаныс кернеуін түсіргіштер жүктемелерге мүмкіндігінше жақын орнатылуы керек.
• Салқын бөлмеде қызмет көрсетудің үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін найзағай толқыны өтіп бара жатқанда жер потенциалының жоғарылауынан туындаған қолайсыздықты болдырмау үшін «си» типті қалдық ажыратқыштар қолданылады.
• Атмосфералық асқын кернеулерден қорғау үшін: 1, негізгі қалқанға асқын кернеулерді орнатыңыз. 2, кіріс тақталарынан 1 м-ден астам қашықтықта орналасқан сезімтал құрылғыларды жеткізетін әр қосқыш қалқанға (2 және 10) жақсы қорғаныс күштерін орнатыңыз. 3, жабдықталған құрылғыларды, мысалы, өрт дабылы, модемдер, телефондар, факстарды қорғау үшін телекоммуникация желісіне кернеуді тоқтату қондырғысын орнатыңыз.

Кабельге қатысты ұсыныстар

• Ғимараттың жермен аяқталуының әлеуетін қамтамасыз етіңіз.
• Қуат беру кабелінің аймақтарын азайтыңыз.

Орнату бойынша ұсыныстар

• Асқын кернеуді орнатыңыз, мен_макс = 40 кА (8/20 Ом), және iC60 ажыратқышы 40 А деңгейінде.
• Керемет қорғаныс күштерін орнатыңыз, мен_макс = 8 кА (8/20 µs) және 60 А деңгейінде бағаланған iC10 ажыратқыштары

J46-сурет - телекоммуникация желісі

Фотоэлектрлік қосымшаларға арналған SPD

Әр түрлі себептермен электр қондырғыларында асқын кернеу пайда болуы мүмкін. Бұған себеп болуы мүмкін:

• Найзағайдың немесе кез-келген жұмыстың нәтижесінде тарату желісі.
• Найзағай түседі (жақын жерде немесе ғимараттарда және ПВ қондырғыларында немесе найзағай өткізгіштерінде).
• Найзағайдың әсерінен электр өрісінің өзгеруі.

Барлық сыртқы құрылымдар сияқты, PV қондырғылары әр аймақта әр түрлі болатын найзағайдың пайда болу қаупіне ұшырайды. Профилактикалық және қамауға алу жүйелері мен құрылғылары болуы керек.

Эквипотенциалды байланыстыру арқылы қорғау

Алғашқы қауіпсіздік шарасы - бұл PV қондырғысының барлық өткізгіш бөліктері арасындағы эквипотенциалды байланысты қамтамасыз ететін орта (өткізгіш).

Мақсат - барлық жерге тұйықталған өткізгіштер мен металл бөлшектерді біріктіру, сондықтан орнатылған жүйенің барлық нүктелерінде тең әлеуетті құру.

Толқыннан қорғаныс құралдарымен қорғаныс (SPD)

SPD құрылғылары айнымалы / тұрақты ток түрлендіргіші, бақылау құрылғылары және PV модульдері сияқты сезімтал электр жабдықтарын, сонымен қатар 230 VAC электр тарату желісімен жұмыс жасайтын басқа сезімтал жабдықты қорғау үшін өте маңызды. Тәуекелді бағалаудың келесі әдісі Lcrit критикалық ұзындығын бағалауға және тұрақты ток сызықтарының жиынтық ұзындығын L-мен салыстыруға негізделген.
Егер L ≥ Lcrit болса, SPD қорғанысы қажет.
Lcrit PV қондырғысының түріне байланысты және келесі кесте бойынша есептеледі (C47-сурет):

J47 суреті - SPD DC таңдау

L - қосындысы:

• бір өткізгіште орналасқан кабельдің ұзындығы бір рет қана есептелетінін ескере отырып, түрлендіргіш (тер) мен байланыс қорапшалары арасындағы қашықтықтардың қосындысы және
• бір өткізгіште орналасқан кабельдің ұзындығы бір рет қана есептелетінін ескере отырып, жіпті құрайтын байланыс қорабы мен фотовольтаикалық модульдердің қосылу нүктелері арасындағы қашықтықтардың қосындысы.

Нг - найзағайдың тығыздығы (соққылар саны / км2 / жыл).

J48 сурет - SPD таңдау

SPD қорғанысы
орналасқан жері	PV модульдері немесе массивтік қораптар		Инвертордың тұрақты жағы	Айнымалы токтың айнымалы жағы		Негізгі тақта
	LDC			LAC		Найзағай
критерийлері	<10 м	> 10 м		<10 м	> 10 м	иә	Жоқ
SPD типі	Қажеті жоқ	«SPD 1» 2 [a] теріңіз	«SPD 2» 2 [a] теріңіз	Қажеті жоқ	«SPD 3» 2 [a] теріңіз	«SPD 4» 1 [a] теріңіз	«SPD 4» Егер Ng> 2 және әуе желісі болса, 2.5 деп теріңіз

[a]. 1 2 3 4 EN 1 сәйкес 62305 типті бөлу қашықтығы сақталмаған.

SPD орнату

Тұрақты ток жағында ТҚҚ саны мен орналасуы күн панельдері мен инвертор арасындағы кабельдердің ұзындығына байланысты. SPD түрлендіргіштің жанында орнатылуы керек, егер ұзындығы 10 метрден аз болса. Егер ол 10 метрден асса, екінші SPD қажет және ол күн панеліне жақын қорапта орналасуы керек, біріншісі инвертор аймағында орналасқан.

Тиімді болу үшін L + / L- желісіне және SPD-нің жерге тұйықталу блогы мен жер шинасы арасындағы SPD қосылым кабельдері мүмкіндігінше қысқа болуы керек - 2.5 метрден аз (d1 + d2 <50 см).

Фотоэлектрлік энергияны қауіпсіз және сенімді өндіру

«Генератор» бөлігі мен «түрлендіру» бөлігі арасындағы қашықтыққа байланысты, екі бөліктің әрқайсысының қорғалуын қамтамасыз ету үшін екі асқын тоқтату қондырғысы немесе одан да көп орнату қажет болуы мүмкін.

Сурет J49 - SPD орналасуы

Асқын күштен қорғауға арналған техникалық қоспалар

Найзағайдан қорғау стандарттары

IEC 62305 стандартты бөліктері 1-ден 4-ке дейін (NF EN 62305 бөліктері 1-ден 4-ке дейін) найзағайдан қорғау жүйелеріндегі IEC 61024 (сериялары), IEC 61312 (сериялары) және IEC 61663 (сериялары) стандартты басылымдарын қайта ұйымдастырады және жаңартады.

1 бөлім - Жалпы қағидалар

Бұл бөлімде найзағай туралы жалпы ақпарат және оның сипаттамалары, жалпы мәліметтер келтірілген және басқа құжаттармен таныстырылған.

2 бөлім - Тәуекелдерді басқару

Бұл бөлім құрылым үшін қауіп-қатерді есептеуге және техникалық-экономикалық оңтайландыруға мүмкіндік беру үшін әртүрлі қорғаныс сценарийлерін анықтауға мүмкіндік беретін талдауды ұсынады.

3 бөлім - Құрылымдардың физикалық зақымдануы және өмірге қауіпті

Бұл бөлім найзағайдың тікелей соққыларынан, соның ішінде найзағайдан қорғаныс жүйесін, төмен өткізгішті, жердегі қорғасынды, эквипотенциалды және, демек, эквипотенциалды байланыспен SPD-ді қорғауды сипаттайды (1 типті SPD).

4 бөлім - Құрылымдардағы электрлік және электронды жүйелер

Бұл бөлімде найзағайдың индуцирленген әсерінен қорғаныс сипатталады, соның ішінде SPD арқылы қорғау жүйесі (2 және 3 типтері), кабельді экрандау, SPD орнату ережелері және т.б.

Осы стандарттар қатары:

• Кернеудің жоғарылауынан қорғаныс өнімдерін анықтауға арналған IEC 61643 стандарттар сериясы (SPD компоненттерін қараңыз);
• IEC 60364-4 және -5 стандартты сериялы электр қондырғыларында өнімдерді қолдануға арналған (пайдалану мерзімі аяқталғаннан кейін SPD көрсеткішін қараңыз).

SPD компоненттері

SPD негізінен тұрады (J50 суретін қараңыз):

1. бір немесе бірнеше сызықтық емес компоненттер: ток күші бар бөлік (варистор, газ шығаратын түтік [GDT] және т.б.);
2. қызмет мерзімі аяқталғаннан кейін оны термиялық қашудан қорғайтын термиялық қорғаныс құрылғысы (ішкі ажыратқыш) (баристпен SPD);
3. SPD өмірінің аяқталуын көрсететін индикатор; Кейбір SPD бұл көрсеткіш туралы қашықтықтан хабарлауға мүмкіндік береді;
4. қысқа тұйықталудан қорғауды қамтамасыз ететін сыртқы SCPD (бұл құрылғыны SPD-ге қосуға болады).

J50 суреті - SPD диаграммасы

Жанды бөліктің технологиясы

Тікелей эфирді іске асырудың бірнеше технологиялары бар. Олардың әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар:

• Зенер диодтары;
• Газ шығаратын түтік (басқарылатын немесе бақыланбайтын);
• Варистор (мырыш оксидінің варисторы [ZOV]).

Төмендегі кестеде жиі қолданылатын 3 технологияның сипаттамалары мен орналасуы көрсетілген.

J51-сурет - жиынтық өнімділік кестесі

Құрамдас	Газды төгу құбыры (ГДТ)	Инкапсулаланған ұшқын аралығы	Мырыш оксиді баристоры	GDT және varistor тізбектей	Параллельді инкапсуляцияланған ұшқын аралығы және варистор
сипаттамасы
Жұмыс режимі	Кернеуді ауыстыру	Кернеуді ауыстыру	Кернеуді шектеу	Кернеуді коммутациялау және серия бойынша шектеу	Параллель кернеуді ауыстыру және шектеу
Жұмыс қисықтары
қолдану	Телеком желісі LV желісі (варистормен байланысты)	LV желісі	LV желісі	LV желісі	LV желісі
SPD түрі	2 теріңіз	1 теріңіз	1 немесе 2 тип	1 типі 2 типі	1 типі 2 типі

SPD өмірінің аяқталуының көрсеткіші

Жарамдылық мерзімі аяқталатын индикаторлар пайдаланушыға жабдықтың бұдан әрі атмосфералық шығу кернеуінен қорғалмағандығы туралы хабарлау үшін ішкі ажыратқышпен және SPD сыртқы SCPD-мен байланысты.

Жергілікті көрсеткіш

Бұл функция әдетте орнату кодтары бойынша қажет. Пайдалану мерзімінің аяқталуы туралы көрсеткіш ішкі ажыратқышқа және / немесе сыртқы SCPD-ге индикатормен (жарық немесе механикалық) беріледі.

Сыртқы SCPD-ді сақтандырғыш құрылғысы іске асырған кезде, осы функцияны қамтамасыз ету үшін соққысы бар сақтандырғышты және өшіру жүйесімен жабдықталған негізді қамтамасыз ету қажет.

Кіріктірілген ажыратқыш

Механикалық индикатор және басқару тұтқасының жағдайы өмірдің аяқталуын табиғи түрде көрсетуге мүмкіндік береді.

Жергілікті көрсеткіш және қашықтықтан есеп беру

XXX Electric маркалы iQuick PRD SPD интегралды ажыратқышы бар «сымға дайын» ​​типті.

Жергілікті көрсеткіш

iQuick PRD SPD (J53 суретті қараңыз) жергілікті механикалық күй индикаторларымен жабдықталған:

• (қызыл) механикалық индикатор және ажыратқыш тұтқасының орналасуы SPD өшірілгендігін көрсетеді;
• әрбір картридждегі (қызыл) механикалық индикатор картридждің қызмет ету мерзімінің аяқталуын көрсетеді.

J53-сурет - XXX Electric маркалы iQuick PRD 3P + N SPD

Қашықтан есеп беру

(J54 суретті қараңыз)

iQuick PRD SPD индикаторлық контактімен жабдықталған, ол қашықтықтан есеп беруге мүмкіндік береді:

• картридждің қызмет ету мерзімі аяқталады;
• жетіспейтін картридж және оны орнына қойғаннан кейін;
• желідегі ақаулық (қысқа тұйықталу, бейтараптың ажыратылуы, фазалық / бейтараптық кері айналу);
• жергілікті коммутация.

Нәтижесінде, орнатылған ҚТҚ-ның жұмыс күйін қашықтықтан бақылау осы күту режиміндегі қорғаныс құрылғыларының әрқашан жұмысқа дайын болуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

J54-сурет - iQuick PRD SPD бар индикатор шамын орнату

J55-сурет - Smartlink көмегімен SPD күйін қашықтықтан көрсету

Пайдалану мерзімі аяқталғаннан кейін техникалық қызмет көрсету

Пайдалану мерзімінің аяқталуы индикаторы сөніп тұрғанын көрсетсе, SPD (немесе картриджді) ауыстыру қажет.

IQuick PRD SPD жағдайында техникалық қызмет көрсету жеңілдетіледі:

• Картридждің қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін оны ауыстыруға болады.
• Картридждің қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін оны толық қауіпсіздікте ауыстыруға болады, өйткені қауіпсіздік құрылғысы картридж жоқ болса, ажыратқыш ажыратқыштың жабылуына тыйым салады.

Сыртқы SCPD сипаттамалары

Ағымдағы толқынға төзімді

Ағымдағы толқын сыртқы SCPD-дегі сынақтарға төзімді:

• Берілген деңгей мен технология үшін (NH немесе цилиндрлік сақтандырғыш) ағымдағы толқынға төзімділік қабілеті gG типіндегі сақтандырғышқа қарағанда (жалпы қолдану) aM типті сақтандырғышпен (қозғалтқыштың қорғанысымен) жақсы.
• Берілген рейтинг үшін ток толқыны сақтандырғыш құрылғысына қарағанда автоматты сөндіргіште жақсы болады. Төмендегі J56 суретте кернеу толқынының төзімділік сынақтарының нәтижелері көрсетілген:
• Imax = 20 кА үшін анықталған SPD-ді қорғау үшін сыртқы SCPD немесе MCB 16 A немесе aM 63 A сақтандырғышы таңдалуы керек, ескерту: бұл жағдайда gG 63 A сақтандырғышы қолайлы емес.
• Imax = 40 кА үшін анықталған SPD-ді қорғау үшін сыртқы SCPD MCB 40 A немесе сақтандырғыш aM 125 A,

J56-сурет - SCPD кернеу толқынының I-ге төзімділік қабілеттерін салыстыру_макс = 20 кА және мен_макс = 40 кА

Кернеуді қорғау деңгейіне дейін орнатылған

Жалпы алғанда:

• Ажыратқыштың қысқыштарындағы кернеудің төмендеуі сақтандырғыш құрылғысының қысқыштарынан жоғары. Себебі автоматты сөндіргіш компоненттерінің (жылу және магниттік өшіру құрылғылары) кедергісі сақтандырғышқа қарағанда жоғары.

Алайда:

• 10 кА аспайтын ток толқындары үшін кернеудің төмендеуі арасындағы айырмашылық шамалы болып қалады (жағдайлардың 95%);
• Орнатылған Up кернеуінен қорғау деңгейі кабельдік кедергісін де ескереді. Бұл сақтандырғыш технологиясында (SPD-ден қашықтағы қорғаныс құрылғысы) жоғары болуы мүмкін, ал автоматты сөндіргіштің технологиясында төмен болуы мүмкін (сөндіргіш SPD-ге жақын, тіпті біріктірілген).

Ескерту: Орнатылған кернеуді қорғау деңгейі - кернеудің төмендеуінің қосындысы

• SPD-де;
• сыртқы SCPD-де;
• жабдықтың кабелінде

Толқындардың қысқа тұйықталуынан қорғау

Кедергідегі қысқа тұйықталу көп энергияны бөліп жібереді және қондырғы мен SPD зақымдануын болдырмау үшін оны тез жою керек.

J57-сурет жауап беру уақыты мен қорғаныс жүйесінің энергия шектеуін 63 A aM сақтандырғышпен және 25 A ажыратқышпен салыстырады.

Бұл екі қорғаныс жүйесі бірдей 8/20 current ток толқынына төзімділік қабілетіне ие (сәйкесінше 27 кА және 30 кА).

J57-сурет - 8/20 Ом ток толқынына төзімділік қабілеті бірдей ажыратқыш пен сақтандырғыш үшін уақыт / ток және энергия шектеулерінің қисықтарын салыстыру

Найзағай толқынының таралуы

Электр желілері төмен жиілікті және нәтижесінде кернеу толқынының таралуы құбылыстың жиілігіне қатысты лезде жүреді: өткізгіштің кез-келген нүктесінде лездік кернеу бірдей болады.

Найзағай толқыны - бұл жоғары жиілікті құбылыс (бірнеше жүз кГц-тен МГц-ке дейін):

• Найзағай толқыны құбылыс жиілігіне қатысты белгілі бір жылдамдықпен өткізгіш бойымен таралады. Нәтижесінде кез-келген уақытта кернеу ортаның барлық нүктелерінде бірдей мәнге ие болмайды (J58 суретті қараңыз).

J58 сурет - Өткізгіштегі найзағай толқынының таралуы

• Ортаның өзгеруі толқынның таралу және / немесе шағылысу құбылысын тудырады:

1. екі медиа арасындағы кедергі айырмашылығы;
2. прогрессивті толқынның жиілігі (импульс жағдайында көтерілу уақытының тік болуы);
3. ортаның ұзындығы.

Толық шағылысқан жағдайда, атап айтқанда, кернеу мәні екі есе артуы мүмкін.

Мысалы: SPD-мен қорғалған жағдай

Найзағай толқынына қолданылатын құбылысты модельдеу және зертханалық сынақтар көрсеткендей, жоғары кернеу кезінде SPD қорғаныс күшімен қорғалған 30 м кабельден қоректенетін жүктеме шағылысу құбылыстарының әсерінен максималды кернеу 2 х U құрайды._P (J59 суретін қараңыз). Бұл кернеу толқыны энергетикалық емес.

J59-сурет - кабельдің ұшында найзағай толқынының шағылуы

Түзету әрекеті

Үш фактордың ішінен (импеданс, жиілік, қашықтық айырмашылығы) шынымен басқарылатын жалғыз нәрсе - бұл SPD мен қорғалатын жүктеме арасындағы кабельдің ұзындығы. Бұл ұзындық неғұрлым көп болса, шағылысу соғұрлым көп болады.

Әдетте, ғимаратта кездесетін асқын кернеу фронттары үшін шағылысу құбылыстары 10 м-ден маңызды және кернеуді 30 м-ден екі есеге арттыруы мүмкін (J60 суретті қараңыз).

Егер кабельдің ұзындығы кіретін SPD мен қорғалатын жабдықтың арасында 10 м-ден асса, екінші SPD-ді жақсы қорғауға орнату қажет.

J60 сурет - кабельдің ұшындағы ең жоғары кернеу, оның ұзындығы сәйкесінше = 4кВ / кернеудің алдыңғы кернеуіне дейін.

ТТ жүйесіндегі найзағай тогының мысалы

Фаза мен PE немесе фаза мен PEN арасындағы жалпы SPD режимі жүйенің жерге тұйықталуының кез-келген түріне орнатылады (J61 суретті қараңыз).

Бағандар үшін пайдаланылған бейтарап жерге тұйықталу резисторы R1 орнату үшін пайдаланылған жерге тұйықтау резисторына қарағанда төмен кедергіге ие.

Найзағай тогы ABCD тізбегі арқылы жерге ең оңай жолмен түседі. Ол V1 және V2 варисторлары арқылы сериялы өтеді, бұл дифференциалды кернеуді SPD (U_P1 + U_P2) қондырғыға кіре берісте А және С терминалдарында төтенше жағдайларда пайда болу.

J61-сурет - тек жалпы қорғау

Ph және N арасындағы жүктемелерді тиімді қорғау үшін дифференциалды режим кернеуін (А мен С аралығында) азайту керек.

Сондықтан басқа SPD архитектурасы қолданылады (J62 суретті қараңыз)

Найзағай тогы ABH тізбегіне қарағанда кедергісі төмен ABH тізбегі арқылы өтеді, өйткені B мен H арасында қолданылатын компоненттің кедергісі нөлге тең (газбен толтырылған ұшқын аралығы). Бұл жағдайда дифференциалды кернеу SPD қалдық кернеуіне тең болады (U_P2).

J62 суреті - Жалпы және дифференциалды қорғаныс