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

2.4 Толқыннан қорғаныс құрылғысы (SPD)

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.

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 құрылғысы мен басқару тетігі үшін қауіпті емес мәнге дейін шектеуге мүмкіндік береді.

SPD асқын 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 токты шығара алады.

1 типті SPD 10/350 мкс 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 мкс ағымдағы толқынмен сипатталады.

• 3 SPD деп теріңіз

Бұл SPD-дің ағызу қабілеті төмен. Сондықтан олар міндетті түрде 2 типті SPD-ге қосымша 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

2.4.1 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).

• Жалпы сипаттамалары

- НЕМЕСЕ_c: Максималды үздіксіз жұмыс кернеуі

Бұл SPD белсенді болатын айнымалы немесе тұрақты кернеу. Бұл мән номиналды кернеуге және жүйенің жерге тұйықталуына сәйкес таңдалады.

- НЕМЕСЕ_p: Кернеуді қорғау деңгейі (I-де)_n)

Бұл белсенді болған кездегі SPD терминалдарындағы максималды кернеу. Бұл кернеуге SPD-де ағып жатқан ток I тең болғанда жетеді_n. Кернеуді қорғау деңгейі жүктемелердің асқын кернеулеріне төзімділіктен төмен болуы керек (3.2 бөлімді қараңыз). Найзағай соққысы кезінде SPD қысқыштарындағы кернеу әдетте U-ден аз болып қалады_p.

- Мен_n: Номиналды разряд тогы

Бұл 8/20 мкс толқын формасындағы токтың ең жоғарғы мәні, ол SPD 15 рет зарядтауға қабілетті.

• 1 SPD деп теріңіз

- Мен_имп: Қазіргі уақытта импульс

Бұл 10/350 мкс толқын формасындағы токтың ең жоғарғы мәні, ол SPD 5 рет зарядтауға қабілетті.

- Мен_fi: Автоматты сөндіру ағымдық

Тек ұшқын аралықтары технологиясына қолданылады.

Бұл ток күші (50 Гц), ол жарқылдан кейін өздігінен тоқтата алады. Бұл ток әрдайым орнату орнындағы қысқа тұйықталу тогынан үлкен болуы керек.

• 2 SPD деп теріңіз

- Мен_макс: Максималды разряд тогы

Бұл SPD бір рет зарядтауға қабілетті 8/20 мкс толқын формасындағы токтың ең жоғарғы мәні.

• 3 SPD деп теріңіз

- НЕМЕСЕ_oc: III класты (3 типті) сынақтар кезінде қолданылатын ашық тізбектегі кернеу.

2.4.2 Негізгі қосымшалар

• 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 ішкі кернеулерден (ластаушы жабдық, тарату қондырғысының жұмысы және т.б.) қорғайды.

Мұндай SPD-ді RJ11, RJ45,… коннекторларына орнатады немесе жүктемелерге біріктіреді.

3 Электр қондырғыларынан қорғау жүйесін жобалау

Ғимараттағы электр қондырғысын қорғау үшін таңдау үшін қарапайым ережелер қолданылады

• SPD (лер);
• бұл қорғаныс жүйесі.

3.1 Дизайн ережелері

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

• SPD

- SPD саны;

- тип;

- I-ші максималды разряд тогын анықтау үшін әсер ету деңгейі_макс.

• Қысқа тұйықталудан қорғау құралы

- максималды разряд тогы I_макс;

- I тұйықталу тогы_sc орнату орнында.

Төмендегі J20 суреттегі логикалық диаграмма осы жобалау ережесін бейнелейді.

SPD таңдаудың басқа сипаттамалары электр қондырғысы үшін алдын ала анықталған.

• SPD-дегі тіректер саны;
• кернеуді қорғау деңгейі U_p;
• жұмыс кернеуі U_c.

Бұл J3 ішкі бөлімінде қондырғы, қорғалатын жабдық және қоршаған орта сипаттамаларына сәйкес қорғаныс жүйесін таңдау критерийлері толығырақ сипатталған.

3.2 Қорғаныс жүйесінің элементтері

SPD әрқашан электр қондырғысының басында орнатылуы керек.

3.2.1 SPD орналасуы 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) мкс;
• 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.
• қорғаныс құрылғысынан қорғалатын сезімтал жүктемелерді бөлетін қашықтық. Жүктемелер кіріс қорғаныс құрылғысынан 30 метрден астам қашықтықта орналасқан кезде, сезімтал жүктемелерге мүмкіндігінше жақын қосымша қорғауды қамтамасыз ету қажет. Толқындық шағылысу құбылыстары 10 метрден артып келеді (6.5 тарауды 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.

3.4 1 типті SPD таңдау

3.4.1 Импульстік ток I_имп

• Қорғалатын ғимарат түріне қатысты ұлттық ережелер немесе арнайы ережелер болмаса, импульстік ток I_имп IEC 12.5-10-350 сәйкес бір тармаққа кем дегенде 60364 кА (5/534 мкс толқын) болуы керек.

• Регламенттер бар жерде: 62305-2 стандарты I, II, III және IV деңгейлерін анықтайды, J4 суреттегі кестеде I деңгейлері әр түрлі көрсетілген_имп нормативтік жағдайда.

3.4.2 Автоматты сөндіру I ағымына сәйкес келеді_fi

Бұл сипаттама тек ұшқын аралықтары технологиясы бар SPD-ге қатысты. Автоматты сөндіру I ағымымен жүреді_fi әрқашан перспективалы қысқа тұйықталу тогынан I үлкен болуы керек_sc орнату орнында.

3.5 2 типті SPD таңдау

3.5.1 I разрядтың максималды тогы_макс

Имакс ағынының максималды тогы ғимараттың орналасқан жеріне қатысты болжамды экспозиция деңгейіне сәйкес анықталады.

Максималды разряд тогының мәні (I_макс) тәуекелді талдау арқылы анықталады (J32 суреттегі кестені қараңыз).

3.6 Сыртқы қысқа тұйықталудан қорғау 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 тогының толқындарына төтеп беру;

- шамадан тыс қалдық кернеуін тудырмаңыз.

• ағынның барлық түрлерінен тиімді қорғауды қамтамасыз ету:

- варистордың термиялық қашуынан кейінгі жүктеме;

- төмен қарқындылықтың қысқа тұйықталуы (импедант);

- жоғары қарқындылықтағы қысқа тұйықталу.

3.6.1 SPD 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 аяқталуының себептері:

- Максималды разрядтау қабілеті асып кетті.

Бұл ақаулық күшті қысқа тұйықталуға әкеледі.

- Тарату жүйесінің ақаулығы (нөлдік / 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)» деп аталатын арнайы қондырғы орнатылуы керек. Оны автоматты сөндіргіш немесе сақтандырғыш құрылғысы жүзеге асыра алады.

3.6.2 Сыртқы SCPD сипаттамалары (қысқа тұйықталудан қорғау құралы)

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 I кезектес 15 импульстік ағынға түспеуі керек_n.

Қысқа тұйықталу тогына төзімділік

• Сыну қабілеті 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.

3.6.3 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).

• «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.

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

Ескерту: I типті IEC 61008 немесе IEC 61009-1 стандарттарына сәйкес қалдық типті құрылғылар осы талапқа сәйкес келеді.

3.7.1 Жоғарғы 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 кемсітушілік пен 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.

4 SPD орнату

Қорғалатын жабдықтың терминалдарында кернеуді қорғау деңгейінің мәнін азайту үшін (орнатылған Up) жүктемелерге SPD қосылымдары мүмкіндігінше қысқа болуы керек. Желіге және жерге тұйықтау блогына қосылатын SPD қосылыстарының жалпы ұзындығы 50 см-ден аспауы керек.

4.1 Қосылу

Жабдықты қорғаудың маңызды сипаттамаларының бірі - кернеудің максималды қорғаныс деңгейі (орнатылған U_p) жабдық өзінің терминалдарына төтеп бере алады. Тиісінше, UD кернеу қорғаныс деңгейімен таңдалуы керек_p жабдықты қорғауға бейімделген (J38 суретті қараңыз). Байланыс өткізгіштерінің жалпы ұзындығы

L = L1 + L2 + L3.

Жоғары жиілікті токтар үшін осы қосылыстың ұзындығының бірлігіне кедергі шамамен 1 мкГ / м құрайды.

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

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

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

Нәтижесінде Up орнатылған жабдық терминалдарындағы кернеу:

U орнатылды_p = U_p + U1 + U2

Егер L1 + L2 + L3 = 50 см, ал толқын 8/20 мкс амплитудасы 8 кА болса, жабдық терминалдарындағы кернеу U болады_p + 500 В.

4.1.1 Пластикалық қоршаудағы қосылыс

Төмендегі J39a суретте SPD-ді пластикалық қорапқа қалай қосу керектігі көрсетілген.

4.1.2 Металл қоршаудағы қосылыс

Металл қоршауында тарату қондырғысы болған жағдайда, қорғаныс өткізгіш ретінде қорғаныс өткізгіш ретінде қолданылып, SPD-ді металл қоршаумен тікелей жалғау орынды болады (J39b суретін қараңыз).

Бұл келісім IEC 61439-2 стандартына сәйкес келеді және ASSEMBLY өндірушісі қоршау сипаттамалары оны пайдалануға мүмкіндік беретініне көз жеткізуі керек.

4.1.3 Өткізгіштің көлденең қимасы

Ұсынылған минималды өткізгіштің көлденең қимасы:

• Көрсетілетін қалыпты қызмет: Кернеудің максималды төмендеуі кезінде найзағай тогының толқыны (50 см ереже).

Ескерту: 50 Гц жиіліктегі қосылыстардан айырмашылығы, найзағай құбылысы жоғары жиіліктегі, 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 орнату кезінде ең төменгі көлденең қиманы ұсынады:

- 4 мм² (Cu) 2 типті SPD қосылысы үшін;

- 16 мм² (Cu) 1 типті SPD қосылысы үшін (найзағайдан қорғау жүйесінің болуы).

4.2 Кабельдік байланыс ережелері

• 1-ереже: бірінші ереже орындалуы керек, бұл желі (сыртқы SCPD арқылы) мен жерге тұйықтау терминалы блогының арасындағы SPD байланысының ұзындығы 50 см-ден аспауы керек.

J40 суретте SPD қосудың екі мүмкіндігі көрсетілген.

• 2-ереже: Қорғалған шығатын қоректендіргіштердің өткізгіштері:

- сыртқы SCPD немесе SPD терминалдарына қосылу керек;

- ластанған кіретін өткізгіштерден физикалық түрде бөлінуі керек.

Олар SPD және SCPD терминалдарының оң жағында орналасқан (J41 суретті қараңыз).

• 3-ереже: Контур бетін төмендету үшін кіріс фидері, нөлдік және қорғаныс (PE) өткізгіштері бірінің жанына бірі өтуі керек (J42 суретті қараңыз).
• 4-ереже: СПД-нің кіріс өткізгіштері біріктіріліп ластанбауы үшін қорғалған шығушы өткізгіштерден алыс болуы керек (J42 суретті қараңыз).
• 5-ереже: 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 (J42 суретті қараңыз).

5 қолданбасы

5.1 Орнату мысалдары

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_p <1.5 кВ) кіріс қорғаныс құрылғысынан 30 м-ден астам қашықтықта орналасқан, жұқа қорғаныс кернеуін түсіргіштер жүктемелерге мүмкіндігінше жақын орнатылуы керек.
• Салқын бөлмелер үшін қызмет көрсетудің үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін:

- найзағай толқыны өтіп бара жатқанда жер потенциалының көтерілуінен туындаған қолайсыздықты болдырмау үшін «си» типті ток ажыратқыштары қолданылады.

• Атмосфералық асқын кернеулерден қорғау үшін:

- негізгі таратқыш қалқанға асқын кернеулерді орнатыңыз

- кіріс тақталарынан 1 м-ден астам қашықтықта орналасқан сезімтал құрылғыларды қамтамасыз ететін әрбір ажыратқыш қалқанға (2 және 30) жақсы қорғаныс күштерін орнатыңыз.

- телекоммуникация желісіне жеткізілетін құрылғыларды, мысалы, өрт дабылы, модемдер, телефондар, факстарды қорғау үшін асқын кернеуді орнатыңыз.

Кабельге қатысты ұсыныстар

- Ғимараттың жермен аяқталуының әлеуетін қамтамасыз ету.

- Ілінген қуат көзінің кабельдік аймақтарын азайтыңыз.

Орнату бойынша ұсыныстар

• Кернеуді тоқтату, Imax = 40 кА (8/20 мкс) және iC60 ажыратқышын 20 А деңгейінде орнатыңыз.
• Имакс = 8 кА (8/20 мкс) және 60-ға тең iC20 ажыратқыш ажыратқыштарын орнатыңыз.