Blëtz Stroumopschwong an Iwwerspannungsschutz

Blëtz Stroumopschwong an Iwwerspannungsschutz

Iwwerspannung vun atmosphärescher Hierkonft
Iwwerspannungsdefinitiounen

Iwwerspannung (an engem System) all Spannung tëscht engem Phaseleiter an der Äerd oder tëscht Phaseleiteren déi e Spëtzewäert hunn deen de korrespondéierte Peak vun der héchster Spannung fir Ausrüstungsdefinitioun aus der Internationaler Elektrotechnescher Wuertschatz iwwerschreit (IEV 604-03-09)

Verschidden Aarte vun Iwwerspannung

Eng Iwwerspannung ass eng Spannungspuls oder eng Welle déi op der Bewäertungsspannung vum Netz iwwerlagert gëtt (kuck Fig. J1)

Dës Zort Iwwerspannung zeechent sech duerch (kuck Fig. J2):

• d'Hauszäit tf (an μs);
• den Gradient S (an kV / μs).

Eng Iwwerspannung stéiert Ausrüstung a produzéiert elektromagnéitesch Stralung. Ausserdeem verursaacht d'Dauer vun der Iwwerspannung (T) en Energiespëtz an den elektresche Circuiten déi Ausrüstung zerstéiere kënnen.
Figebam. J2 - Haaptcharakteristike vun enger Iwwerspannung

Véier Typen vun Iwwerspannung kënnen elektresch Installatiounen a Belaaschtunge stéieren:

• Wiesselschwellen: Héichfrequenz Iwwerspannungen oder Burst Stéierungen (kuck Fig. J1) verursaacht duerch eng Verännerung am Steady-State an engem elektresche Netzwierk (wärend der Operatioun vum Schaltschutz).
• Kraaftfrequenz Iwwerspannungen: Iwwerspannunge vun der selwechter Frequenz wéi d'Netz (50, 60 oder 400 Hz) verursaacht duerch eng permanent Zoustandsännerung am Netz (no engem Feeler: Isoléierungsfeeler, Ofbau vum neutralen Dirigent, asw.).
• Iwwerspannungen duerch elektrostatesch Entladung verursaacht: Ganz kuerz Iwwerspannungen (e puer Nanosekonnen) vu ganz héijer Frequenz verursaacht duerch d'Entloossung vun akkumuléierten elektresche Ladungen (zum Beispill eng Persoun déi op en Teppech mat isoléierende Foussspazéiere geet, gëtt elektresch mat enger Spannung vu verschiddene Kilovolt gelueden).
• Iwwerspannunge vun atmosphärescher Hierkonft.

Iwwerspannungseigenschaften vun atmosphärescher Hierkonft

Blitzschlag an e puer Figuren: Blëtzblëtzer produzéieren eng extrem grouss Quantitéit u gepulsterter elektrescher Energie (kuck Figure J4)

• vun e puer dausend Ampere (an e puer dausend Volt)
• vun héijer Frequenz (ongeféier 1 Megahertz)
• vu kuerzer Dauer (vun enger Mikrosekonn op eng Millisekonn)

Zwëschen 2000 a 5000 Stierm gi stänneg an der ganzer Welt geformt. Dës Stierm gi begleet vu Blëtzschlag déi eng sérieux Gefor fir Persounen an Ausrüstung duerstellen. Blitzblëtzer schloen de Buedem an der Moyenne vun 30 bis 100 Strécher pro Sekonn, also 3 Milliarde Blëtzstréch all Joer.

Den Dësch an der Figure J3 weist e puer Blitzschlagwäerter mat hirer relatéierter Wahrscheinlechkeet. Wéi ze gesinn ass, hunn 50% vun de Blitzschléi e Stroum méi wéi 35 kA a 5% e Stroum méi wéi 100 kA. D'Energie, déi vum Blëtzschlag iwwerdroe gëtt ass dofir ganz héich.

Fig. J3 - Beispiller vu Blëtzentladungswäerter vum IEC 62305-1 Standard (2010 - Tabelle A.3)

Figebam. J4 - Beispill vu Blëtzstroum

De Blëtz verursaacht och eng grouss Zuel vu Bränn, meeschtens a landwirtschaftleche Beräicher (zerstéiert Haiser oder mécht se net fäeg fir ze benotzen). Héichhaft Gebaier si besonnesch ufälleg fir Blëtzschlag.

Effekter op elektresch Installatiounen

De Blëtz beschiedegt elektresch an elektronesch Systemer besonnesch: Transformatoren, Stroummeter an elektresch Apparater a Wunn- an Industrielokaler.

D'Käschte fir de Schued ze reparéieren, dee vum Blëtz verursaacht gëtt, sinn ganz héich. Awer et ass ganz schwéier d'Konsequenzen ze bewäerten vun:

• Stéierunge verursaacht Computeren an Telekommunikatiouns Netzwierker;
• Feeler generéiert beim Lafe vu programmierbaren Logik Controller Programmer a Kontrollsystemer.

Ausserdeem kënnen d'Käschte vu Betribsverloschter wäit méi héich sinn wéi de Wäert vun der zerstéierter Ausrüstung.

Blëtzschlag Impakter

Blitz ass en héichfrequent elektrescht Phänomen dat Iwwerspannungen op all leitend Saache verursaacht, besonnesch op elektresch Kabelen an Ausrüstung.

Blëtzschlag kann déi elektresch (an / oder elektronesch) Systemer vun engem Gebai op zwee Weeër beaflossen:

• duerch den direkten Impakt vum Blëtzschlag op d'Gebai (kuck Fig. J5 a);
• duerch indirekt Auswierkunge vum Blëtzschlag op d'Gebai:
• E Blëtzschlag kann op eng elektresch Stroumleitung falen déi e Gebai liwwert (kuck Fig. J5 b). Den Iwwerstroum an Iwwerspannung kënnen e puer Kilometer vum Impaktpunkt ausbreeden.
• E Blëtzschlag ka bei eng elektresch Kraaftleitung falen (kuck Fig. J5 c). Et ass déi elektromagnéitesch Stralung vum Blëtzstroum deen en héije Stroum an eng Iwwerspannung um elektresche Stroumnetz produzéiert. An de leschten zwee Fäll ginn déi geféierlech Stréimungen a Spannunge vum Stroumnetz iwwerdroen.

E Blëtzschlag ka bei e Gebai falen (kuck Fig. J5 d). D'Äerdpotenzial ronderëm den Impaktpunkt klëmmt geféierlech.

Figebam. J5 - Verschidden Aarte vu Blëtzschlag

An alle Fäll kënnen d'Konsequenze fir elektresch Installatiounen a Belaaschtunge dramatesch sinn.

Fig. J6 - Konsequenz vun engem Blëtzschlagschlag

De Blëtz fällt op en ongeschützt Gebai.	De Blëtz fällt no bei enger Loftlinn.	De Blëtz fällt no bei engem Gebai.
De Blitzstroum fléisst op d'Äerd iwwer déi méi oder manner leitend Strukture vum Gebai mat ganz destruktiven Effekter: thermesch Effekter: Ganz gewalteg Iwwerhëtzung vu Materialien, wat Feier verursaacht mechanesch Effekter: Strukturell Verformung thermesche Réckbléck: Den extrem geféierleche Phänomen a Präsenz vu brennbarem oder explosive Materialien (Kuelenhydrater, Stëbs, asw.)	De Blitzstroum generéiert Iwwerspannungen duerch elektromagnéitesch Induktioun am Verdeelungssystem. Dës Iwwerspannunge gi laanscht d'Linn zu der elektrescher Ausrüstung bannent de Gebaier propagéiert.	De Blitzschlag generéiert déiselwecht Aarte vun Iwwerspannung wéi déi beschriwwen Oppositiounen. Zousätzlech steigt de Blëtzstroum zréck vun der Äerd an d'elektresch Installatioun, wouduerch d'Ausrüstung futti mécht.
D'Gebai an d'Installatiounen am Gebai ginn normalerweis zerstéiert	Déi elektresch Installatiounen am Gebai ginn normalerweis zerstéiert.

Déi verschidde Verbreedungsmethoden

Gemeinsame Modus

Common-Mode Iwwerspannungen erschéngen tëscht Live Dirigenten an der Äerd: Phas-zu-Äerd oder neutral-ze-Äerd (kuck Fig. J7). Si si geféierlech besonnesch fir Apparater, deenen hire Frame mat der Äerd verbonne ass wéinst de Risike vum dielektreschen Zesummebroch.

Figebam. J7 - Gemeinsame Modus

Differentialmodus

Differentialmodus Iwwerspannungen erschéngen tëscht Live Dirigenten:

Phase-zu-Phase oder Phase-ze-neutral (kuck Fig. J8). Si si besonnesch geféierlech fir elektronesch Ausrüstung, sensibel Hardware wéi Computersystemer, asw.

Fig. J8 - Differentialmodus

Charakteriséierung vun der Blitzwell

Analyse vun de Phänomener erlaabt d'Definitioun vun den Aarte vu Blëtzstroum a Spannungswellen.

• 2 Aarte vun der aktueller Welle gi vun den IEC Standards betruecht:
• 10/350 µs Welle: fir déi aktuell Wellen aus engem direkten Blëtzschlag ze charakteriséieren (kuck Fig. J9);

Fig. J9 - 10/350 µs Stroumwell

• 8/20 µs Welle: fir déi aktuell Wellen aus engem indirekten Blitzschlag ze charakteriséieren (kuck Fig. J10).

Fig. J10 - 8/20 µs Stroumwell

Dës zwou Aarte vu Blëtzstroumwelle gi benotzt fir Tester op SPDen (IEC Standard 61643-11) an Ausrüstungsimmunitéit fir Blëtzstréimungen ze definéieren.

De Spëtzewäert vun der aktueller Welle charakteriséiert d'Intensitéit vum Blitzschlag.

D'Iwwerspannungen, déi duerch Blëtzschlëss entstinn, sinn duerch eng 1.2 / 50 µs Spannungswell charakteriséiert (kuck Fig. J11).

Dës Zort Spannungswell gëtt benotzt fir Ausrüstung ze bestätegen géint Iwwerspannunge vun atmosphärescher Hierkonft (Impulsspannung no IEC 61000-4-5).

Fig. J11 - 1.2 / 50 µs Spannungswell

Prinzip vum Blëtzschutz
Allgemeng Regele vum Blëtzschutz

Prozedur fir Risike vum Blëtzschlag ze vermeiden
De System fir e Gebai géint den Effekter vum Blëtz ze schützen muss enthalen:

• Schutz vu Strukturen géint direkt Blitzschlag;
• Schutz vun elektreschen Installatiounen géint direkt an indirekt Blitzschlag.

De Basisprinzip fir de Schutz vun der Installatioun géint de Risiko vu Blitzschlag ass ze verhënneren datt déi gestéiert Energie sensibel Ausrüstung erreecht. Fir dëst z'erreechen ass et néideg:

• fänken de Blëtzstroum un a kanaliséieren en op d'Äerd iwwer deen direkten Wee (vermeit d'Géigend vu sensiblen Ausrüstungen);
• equipotential Verbindung vun der Installatioun maachen; Dës equipotentiell Bindung gëtt duerch Bindungsleeder implementéiert, ergänzt mat Surge Protection Devices (SPDs) oder Funkenlücken (z. B. Antennmast Funken Spalt).
• induzéiert an indirekt Effekter minimiséieren andeems Dir SPDs an / oder Filteren installéiert. Zwee Schutzsysteme gi benotzt fir Iwwerspannungen ze eliminéieren oder ze limitéieren: si sinn de Bauschutzsystem (fir baussenzeg vu Gebaier) an dat elektrescht Installatiounsschutzsystem (fir d'Innere vu Gebaier) bekannt.

Gebai Schutz System

D'Roll vum Bauschutzsystem ass et ze schützen géint direkt Blitzschlag.
De System besteet aus:

• de Fangerapparat: de Blëtzschutzsystem;
• Down-Dirigenten entwéckelt fir de Blëtzstroum op d'Äerd ze vermëttelen;
• "Kräizfouss" Äerd féiert verbonne mateneen;
• Verbindungen tëscht all metallesche Frames (equipotential Bindung) an d'Äerdleitungen.

Wann de Blëtzstroum an engem Dirigent fléisst, wa potenziell Differenzen tëscht him an de Frames, déi mat der Äerd verbonne sinn, an der Ëmgéigend optriede kënnen, kënnen déi lescht destruktiv Flashovers verursaachen.

Déi 3 Aarte vum Blëtzschutzsystem
Dräi Aarte vu Bauschutz ginn benotzt:

De Blëtzstaang (einfach Staang oder mat ausléise System)

De Blëtzstaang ass e metalleschen Erfaassungstipp uewen um Gebai. Et gëtt vun engem oder méi Leitere (oft Kupferstreifen) äerdnéiert (kuck Fig. J12).

Fig. J12 - Blëtzstaang (einfach Staang oder mat Ausléisungssystem)

De Blëtzstaang mat zaarten Dréit

Dës Dréit ofgepëtzt sinn iwwer der Struktur ze schützen. Si gi benotzt fir speziell Strukturen ze schützen: Rakéitestartzonen, militäresch Uwendungen a Schutz vun Héichspannungsluftleitungen (kuck Fig. J13).

Fig. J13 - Spannend Dréit

De Blëtzleeder mat vernetzter Käfeg (Faraday Käfeg)

Dëse Schutz implizéiert vill Downleeder / Bänner symmetresch ronderëm d'Gebai. (kuck Fig. J14).

Dës Aart Blitzschutzsystem gëtt fir héich exponéiert Gebaier benotzt, déi ganz empfindlech Installatioune wéi Computersäll hunn.

Fig. J14 - Meshed Cage (Faraday Cage)

Konsequenze vum Bauschutz fir déi elektresch Installatiounsausrüstung

50% vum Blëtzstroum, deen duerch de Bauschutzsystem entlooss gëtt, klëmmt zréck an d'Äerdnetzwierker vun der elektrescher Installatioun (kuck Fig. J15): de potenziellen Opstieg vun de Frames iwwerschreift dacks d'Isolatiounswidderstandsfäegkeet vun den Dirigenten an de verschiddenen Netzwierker ( LV, Telekommunikatioun, Videokabel, asw.).

Ausserdeem generéiert de Stroumstroum duerch d'Down-Dirigenten induzéiert Iwwerspannungen an der elektrescher Installatioun.

Als Konsequenz schützt de Bauschutzsystem déi elektresch Installatioun net: et ass dofir obligatoresch en elektresche Schutzsystem ze installéieren.

Fig. J15 - Direkte Blëtz Réckstroum

Blitzschutz - Elektresch Installatiounsschutzsystem

D'Haaptzil vum elektresche Installatiounsschutzsystem ass d'Iwwerspannungen op Wäerter ze limitéieren déi fir d'Ausrüstung akzeptabel sinn.

Den elektresche Installatiounsschutzsystem besteet aus:

• een oder méi SPDs ofhängeg vun der Baukonfiguratioun;
• déi equipotential Bindung: e metallesche Mesh aus aussetzt leitend Deeler.

Ëmsetzung

D'Prozedur fir d'elektresch an elektronesch Systemer vun engem Gebai ze schützen ass folgend.

Sich no Informatioun

• Identifizéiert all sensibel Laaschten an hir Plaz am Gebai.
• Identifizéiert d'elektresch an elektronesch Systemer an hir jeeweileg Punkte vum Entrée an d'Gebai.
• Kontrolléiert ob e Blitzschutzsystem am Gebai oder an der Géigend präsent ass.
• Ginn Gewunnecht mat de Reglementer applicabel fir de Standuert vum Gebai.
• Bewäert de Risiko vu Blitzschlëss no der geografescher Lag, Aart Energieversuergung, Blëtzschlagdicht, etc.

Léisung Ëmsetzung

• Installéiert Bindungsleitungen op Frames duerch e Mesh.
• Installéiert eng SPD am LV erankommt Tableau.
• Installéiert eng zousätzlech SPD an all Ënnerdeelungsbrett an der Géigend vu sensiblen Ausrüstungen (kuck Fig. J16).

Figebam. J16 - Beispill fir de Schutz vun enger grousser elektrescher Installatioun

De Surge Protection Device (SPD)

Surge Protection Devices (SPD) gi fir elektresch Energieversuergungsnetzer, Telefonsnetzer, a Kommunikatioun an automatesch Kontrollbusse benotzt.

De Surge Protection Device (SPD) ass e Bestanddeel vum elektresche Installatiounsschutzsystem.

Dësen Apparat ass parallel op der Energieversuergung Circuit vun de Luede verbonne datt et ze schützen huet (gesinn Figebam. J17). Et kann och op allen Niveauen vum Netzwierk benotzt ginn.

Dëst ass déi meescht benotzt an effizientst Aart Iwwerspannungsschutz.

Figebam. J17 - Prinzip vum Schutzsystem parallel

SPD parallel verbonne huet eng héich Impedanz. Wann déi transient Iwwerspannung am System erschéngt, reduzéiert d'Impedanz vum Apparat sou datt d'Spannungsstroum duerch d'SPD gefuer gëtt, an de sensiblen Ausrüstung ëmgëtt.

Prinzip

SPD ass entwéckelt fir transient Iwwerspannunge vum atmosphäreschen Urspronk ze limitéieren an Stroumwellen op d'Äerd ze leeden, sou datt d'Amplitude vun dëser Iwwerspannung op e Wäert limitéiert gëtt wat net geféierlech fir d'elektresch Installatioun an d'elektrescht Schaltapparat a Kontrollapparat ass.

SPD eliminéiert Iwwerspannungen

• am gemeinsame Modus, tëscht Phas an neutral oder Äerd;
• am Differentialmodus, tëscht Phase an Neutral.

Am Fall vun enger Iwwerspannung déi d'Betribsschwell iwwerschreift, d'SPD

• féiert d'Energie op d'Äerd, am gemeinsame Modus;
• verdeelt d'Energie un déi aner Live Dirigenten, am Differentialmodus.

Déi dräi Aarte vu SPD

Typ 1 SPD
Den Typ 1 SPD gëtt am spezifesche Fall vu Service-Secteur an Industriegebaier recommandéiert, geschützt duerch e Blitzschutzsystem oder e vernetzte Käfeg.
Et schützt elektresch Installatiounen géint direkt Blitzschlag. Et kann de Réckstroum vum Blëtz entloossen, deen sech vum Äerdleeder an d'Netzleeder verbreet.
Typ 1 SPD zeechent sech duerch eng 10/350 µs Stroumwell aus.

Typ 2 SPD
Den Type 2 SPD ass den Haaptschutzsystem fir all niddereg Volt elektresch Installatiounen. Installéiert an all elektresche Schaltbord verhënnert d'Verbreedung vun Iwwerspannungen an den elektreschen Installatiounen a schützt d'Laaschten.
Typ 2 SPD zeechent sech duerch eng 8/20 µs Stroumwell aus.

Typ 3 SPD
Dës SPDs hunn eng niddereg Entloosskapazitéit. Si mussen dofir obligatoresch als Ergänzung zum Type 2 SPD an an der Géigend vu sensiblen Belaaschtunge installéiert ginn.
Typ 3 SPD zeechent sech duerch eng Kombinatioun vu Spannungswellen (1.2 / 50 μs) an aktuelle Wellen (8/20 μs).

SPD normativ Definitioun

Fig. J18 - SPD Standard Definitioun

Notiz 1: Et existéiert T1 + T2 SPD (oder Type 1 + 2 SPD) kombinéiert de Schutz vu Belaaschtunge géint direkt an indirekt Blitzschlag.

Notiz 2: e puer T2 SPD kann och als T3 deklaréiert ginn

Charakteristike vu SPD

International Standard IEC 61643-11 Editioun 1.0 (03/2011) definéiert d'Charakteristiken an d'Tester fir SPD verbonne mat Nidderspannungsverdeelungssystemer (kuck Fig. J19).

Am Gréngen ass de garantéierte Betribsberäich vun der SPD.
Fig. J19 - Zäit / Stroumcharakteristik vun enger SPD mat Varistor

Gemeinsam Charakteristiken

• U_C: Maximal kontinuéierlech Betribsspannung. Dëst ass d'AC oder DC Spannung iwwer déi d'SPD aktiv gëtt. Dëse Wäert gëtt no der Bewäertungsspannung an dem System Aardungsarrangement gewielt.
• U_P: Spannungsschutzniveau (bei ech_n). Dëst ass déi maximal Spannung iwwer d'Terminalen vun der SPD wann se aktiv ass. Dës Spannung gëtt erreecht wann de Stroum, deen an der SPD fléisst, gläich wéi In ass. De gewielte Spannungsschutzniveau muss ënner der Iwwerspannungsfäegkeet vun de Belaaschtunge sinn. Am Fall vu Blitzschlag bleift d'Spannung iwwer d'Terminaler vun der SPD normalerweis manner wéi U_P.
• An: Nominal Ausluede Stroum. Dëst ass de Spëtzewäert vun engem Stroum vun 8/20 µs Wellenform déi d'SPD fäeg ass e Minimum vun 19 ze entlaaschten.

Firwat ass Wichteg?
An entsprécht enger nomineller Entladungsstroum, déi eng SPD op d'mannst 19 Mol kann aushalen: e méi héije Wäert vun In bedeit e méi laangt Liewe fir d'SPD, also ass et staark recommandéiert méi héich Wäerter ze wielen wéi de Mindestimposéierten Wäert vu 5 kA.

Typ 1 SPD

• I_imp: Impulsstroum. Dëst ass de Spëtzewäert vun engem Stroum vun 10/350 µs Welleform, deen d'SPD fäeg ass entloossen op d'mannst eemol ze entlueden.

Firwat sinn ech_imp wichteg?
Den IEC 62305 Standard erfuerdert e maximalen Impulsstroumwert vu 25 kA pro Pol fir dat Dräi-Phase System. Dëst bedeit datt fir en 3P + N Netz d'SPD fäeg wier e Gesamt maximalen Impulsstroum vun 100kA ze halen deen aus der Äerdbindung kënnt.

• I_fi: Autoextinguish verfollegen aktuell. Applicabel nëmme fir d'Fonk Spalt Technologie. Dëst ass de Stroum (50 Hz) datt d'SPD fäeg ass selwer nom Flashover z'ënnerbriechen. Dëse Stroum muss ëmmer méi grouss sinn wéi de potenzielle Kuerzzäitstroum um Punkt vun der Installatioun.

Typ 2 SPD

• Imax: Maximum Ausluede Stroum. Dëst ass de Spëtzewäert vun engem Stroum vun 8/20 µs Welleform, deen d'SPD fäeg ass eng Kéier ofzelueden.

Firwat ass Imax wichteg?
Wann Dir 2 SPDs mat der selwechter In vergläicht, awer mat ënnerschiddlechen Imax: d'SPD mat héijer Imax-Wäerter huet eng méi héich "Sécherheetsmarge" a ka méi héije Schwellstroum bestoen ouni beschiedegt ze ginn.

Typ 3 SPD

• U_OC: Open-Circuit Volt ugewannt während Klass III (Type 3) Tester.

Haaptapplikatiounen

• Niddereg Volt SPD. Ganz aner Geräter, aus technologescher a Benotzungsvisioun, ginn vun dësem Begrëff bezeechent. Niddereg Volt SPDs si modulär fir einfach a LV-Switchboards installéiert ze ginn. Et ginn och SPDs adaptéierbar u Stroumstecker, awer dës Geräter hunn eng niddereg Entladungskapazitéit.

• SPD fir Kommunikatiouns Netzwierker. Dës Geräter schützen Telefonsnetzwierker, geschalt Netzwierker an automatesch Kontrollnetzwierker (Bus) géint Iwwerspannungen, déi vu baussen (Blëtz) kommen an déi intern am Stroumnetz (verschmotzend Ausrüstung, Schaltausrüstung, asw.). Sou SPDs ginn och a RJ11, RJ45, ... Stecker installéiert oder a Luede integréiert.

Notes

1. Testsequenz nom Standard IEC 61643-11 fir SPD baséiert op MOV (Varistor). Insgesamt 19 Impulser bei Ech_n:

• Ee positiven Impuls
• Een negativen Impuls
• 15 Impulser synchroniséiert bei all 30 ° op der 50 Hz Spannung
• Ee positiven Impuls
• Een negativen Impuls

2. fir Typ 1 SPD, no de 15 Impulser bei I_n (kuckt virdrun Notiz):

• Een Impuls bei 0.1 x ech_imp
• Een Impuls bei 0.25 x ech_imp
• Een Impuls bei 0.5 x ech_imp
• Een Impuls bei 0.75 x ech_imp
• Een Impuls bei ech_imp

Design vum elektresche Installatiounsschutzsystem
Designregele vum elektresche Installatiounsschutzsystem

Fir eng elektresch Installatioun an engem Gebai ze schützen, gëllen einfach Regele fir de Choix vun

• SPD (en);
• säi Schutzsystem.

Fir e Stroumverdeelungssystem sinn d'Haaptcharakteristike fir de Blëtzschutzsystem ze definéieren an eng SPD ze wielen fir eng elektresch Installatioun an engem Gebai ze schützen:

• SPD
• Quantitéit vu SPD
• Typ
• Beliichtungsniveau fir de SPD säi maximalen Auslaafstroum Imax ze definéieren.
• De Kuertschutzschutzapparat
• maximalen Auslaafstroum Imax;
• Kuerzzäitstroum Isc um Punkt vun der Installatioun.

D'Logik Diagramm an der Figure J20 ënnen illustréiert dës Designregel.

Fig. J20 - Logikdiagramm fir d'Auswiel vun engem Schutzsystem

Déi aner Charakteristike fir d'Auswiel vun enger SPD si virdefinéiert fir elektresch Installatioun.

• Zuel vu Polen an SPD;
• Spannungsschutzniveau U_P;
• U_C: Maximal kontinuéierlech Betribsspannung.

Dës Ënnersektioun Design vum elektresche Installatiounsschutzsystem beschreift méi detailléiert d'Critèrë fir d'Auswiel vum Schutzsystem no de Charakteristike vun der Installatioun, der Ausrüstung ze schützen an der Ëmwelt.

Elementer vum Schutzsystem

SPD muss ëmmer um Urspronk vun der elektrescher Installatioun installéiert sinn.

Standuert an Aart vun SPD

Déi Zort SPD déi am Urspronk vun der Installatioun installéiert soll ginn, hänkt dovun of ob e Blëtzschutzsystem do ass oder net. Wann d'Gebai mat engem Blitzschutzsystem ausgestatt ass (no IEC 62305), soll en Type 1 SPD installéiert ginn.

Fir SPD um kommenden Enn vun der Installatioun installéiert, leeën den IEC 60364 Installatiounsstandarden Mindestwäerter fir déi folgend 2 Charakteristiken:

• Nominal Ausluede Stroum I_n = 5 kA (8/20) µs;
• Spannungsschutzniveau U_P(bei ech_n) <2.5 kV.

D'Zuel vun zousätzlech SPDen déi installéiert ginn ass bestëmmt vun:

• d'Gréisst vum Site an d'Schwieregkeet fir Bindungsleeder z'installéieren. Op grousse Site ass et wesentlech eng SPD um kommenden Enn vun all Ënnerdeelungsschlass z'installéieren.
• d'Distanz déi sensibel Laaschten trennt fir ze schützen vum erakommenden Endschutzapparat. Wann d'Belaaschtunge méi wéi 10 Meter vum Inkomend-End-Schutzapparat ewech sinn, ass et noutwendeg fir zousätzlech Feinschutz esou no wéi méiglech u sensiblen Belaaschtungen ze bidden. D'Phänomener vun der Wellereflexioun klamme vun 10 Meter kuck Propagatioun vun enger Blëtzwell
• de Risiko vun der Beliichtung. Am Fall vun engem ganz exponéierte Site kann den Entréeën SPD net suergen fir en héije Stroum vu Blëtzstroum an e genuch nidderegen Spannungsschutzniveau. Besonnesch eng Type 1 SPD gëtt normalerweis vun enger Type 2 SPD begleet.

D'Tabell an der Figure J21 hei ënnendrënner d'Quantitéit an den Typ vu SPD fir opzesetzen op Basis vun den zwee uewe definéierte Faktoren.

Fig. J21 - Déi 4 Fäll vun der SPD Ëmsetzung

Schutz verdeelt Niveauen

Verschidde Schutzniveauen vun SPD erlaabt d'Energie tëscht verschiddene SPDen ze verdeelen, wéi an der Figure J22 gewisen, an deenen déi dräi Aarte vu SPD virgesi sinn:

• Typ 1: wann d'Gebai mat engem Blitzschutzsystem ausgestatt ass an um erankommende Enn vun der Installatioun läit, absorbéiert et eng ganz grouss Quantitéit un Energie;
• Typ 2: absorbéiert reschtlech Iwwerspannungen;
• Typ 3: bitt "feine" Schutz wann néideg fir déi empfindlechst Ausrüstung ganz no bei de Belaaschtungen.

Notiz: Den Typ 1 an 2 SPD kënnen an enger eenzeger SPD kombinéiert ginn
Fig. J22 - Feine Schutzarchitektur

Gemeinsam Charakteristike vu SPDs no de Installatiounskarakteristiken
Maximal kontinuéierlech Betribsspannung Uc

Ofhängeg vum System Aardungsarrangement, déi maximal kontinuéierlech Betribsspannung U_C vun SPD muss gläich oder méi grouss sinn wéi d'Wäerter an der Tabell an der Figure J23.

Fig. J23 - Stipuléierte Mindestwert vun U_C fir SPDs ofhängeg vum System Aardungsarrangement (baséiert op Table 534.2 vum IEC 60364-5-53 Standard)

N / A: net uwennbar
U: Linn-zu-Linn Volt vum Niddregspannungssystem
a. dës Wäerter si mat schlëmmste Fall Scholdekonditioune bezunn, dofir gëtt d'Toleranz vun 10% net berécksiichtegt.

Déi heefegst Wäerter vun UC gewielt no dem System Aardungsarrangement.
TT, TN: 260, 320, 340, 350 V
IT: 440, 460 V

Spannungsschutzniveau U_P (bei ech_n)

Den IEC 60364-4-44 Standard hëlleft bei der Wiel vum Schutzniveau Up fir d'SPD a Funktioun vun de Luede fir ze schützen. Den Dësch vun der Figur J24 weist den Impuls widderstoen Kapazitéit vun all Zort vun Ausrüstung.

Fig. J24 - Néideg Bewäertungsspannung vun der Ausrüstung Uw (Dësch 443.2 vun IEC 60364-4-44)

a. Geméiss IEC 60038: 2009.
b. Dës nominéiert Impulsspannung gëtt tëscht Live Dirigenten a PE applizéiert.
c. A Kanada an den USA, fir Spannungen op der Äerd méi héich wéi 300 V, gëlt déi nominéiert Impuls Spannung, déi der nächster héchster Spannung entsprécht an dëser Kolonn.
d. Fir IT Systemer Operatiounen op 220-240 V soll d'230 / 400 Zeil benotzt ginn, wéinst der Spannung op d'Äerd bei der Äerdfeeler op enger Linn.

Figebam. J25 - Iwwerspannungskategorie vun Ausrüstung

	Ausrüstung vun der Iwwerspannungskategorie I sinn nëmme passend fir ze benotzen an der fixer Installatioun vu Gebaier wou Schutzmëttel ausserhalb vun der Ausrüstung applizéiert ginn - fir transient Iwwerspannungen op de spezifizéierten Niveau ze limitéieren. Beispiller fir sou Ausrüstung sinn déi mat elektronesche Circuiten wéi Computeren, Apparater mat elektronesche Programmer, asw.
	Ausrüstung vun der Iwwerspannungskategorie II ass passend fir d'Verbindung mat der fixer elektrescher Installatioun, déi en normale Grad vun Disponibilitéit ubitt, normalerweis fir aktuell benotzend Ausrüstung erfuerderlech. Beispiller fir sou Ausrüstung si Haushaltsapparater an ähnlech Laaschten.
	Ausrüstung vun der Iwwerspannungskategorie III ass fir d'Benotzung an der fixer Installatioun downstream vun, an och d'Haaptverdeelungskaart, mat engem héije Grad vu Verfügbarkeet. Beispiller fir sou Ausrüstung si Verdeelungskaarten, Circuit-Breakers, Verdrahtungssystemer abegraff Kabelen, Bus-Barren, Verbindungskëschten, Schalteren, Socket-Outlets) an der fixer Installatioun, an Ausrüstung fir industriellen Gebrauch an e puer aner Ausrüstung, zB stationär Motore mat permanent Verbindung mat der fixer Installatioun.
	Ausrüstung vun der Iwwerspannungskategorie IV ass gëeegent fir ze benotzen an, oder an der Noperschaft vum Urspronk vun der Installatioun, zum Beispill upstream vum Haaptverdeelplat. Beispiller fir sou Ausrüstung si Stroummeter, primär Iwwerstroumschutzgeräter a Ripple Kontrollenheeten.

De "installéiert" U_P Leeschtung soll mat der Impulswidderstandsfäegkeet vun de Belaaschtunge verglach ginn.

SPD huet e Spannungsschutzniveau U_P dat ass intrinsesch, dh definéiert an getest onofhängeg vu senger Installatioun. An der Praxis, fir d'Wiel vun U_P Leeschtung vun enger SPD, eng Sécherheetsmarge muss geholl ginn fir d'Iwwerspannungen inherent an der Installatioun vun der SPD z'erméiglechen (kuck Figure J26 a Verbindung vum Surge Protection Device).

Fig. J26 - Installéiert U_P

De "installéiert" Spannungsschutzniveau U_P allgemeng ugeholl fir sensibel Ausrüstung an 230/400 V elektresch Installatiounen ze schützen ass 2.5 kV (Iwwerspannungskategorie II, kuck Fig. J27).

Opgepasst:
Wann de festgeluechte Spannungsschutzniveau net ka kommen duerch den erakommend SPD oder wann empfindlech Ausrüstungsartikele wäit ewech sinn (kuckt Elementer vum Schutzsystem # Location an Aart vun SPD Location an Aart vun SPD, zousätzlech koordinéiert SPD muss installéiert ginn fir de erfuerderleche Schutzniveau.

Zuel vun de Pole

• Ofhängeg vum System Aardungsarrangement ass et noutwendeg fir eng SPD Architektur ze bidden déi de Schutz am Common-Mode (CM) an Differential-Mode (DM) assuréiert.

Fig. J27 - Schutzbedürfnisser no dem System Aardungsarrangement

a. De Schutz tëscht Phase an Neutral kann entweder an der SPD agebaut ginn, déi um Urspronk vun der Installatioun plazéiert ass oder no bei der ze schützen Ausrüstung remotéiert ginn
b. Wann neutral verdeelt

Opgepasst:

Common-Mode Iwwerspannung
Eng Basis Form vu Schutz ass eng SPD am gemeinsame Modus tëscht de Phasen an dem PE (oder PEN) Dirigent ze installéieren, egal wéi eng Aart vun der Systemerdung déi benotzt gëtt.

Differentialmodus Iwwerspannung
An den TT an TN-S Systemer ergëtt d'Äerdung vun der Neutralitéit zu enger Asymmetrie wéinst Äerdimpedanzen, wat zu der Erscheinung vun Differentialmodus Spannunge féiert, och wann d'Iwwerspannung duerch e Blëtzschlag induzéiert ass allgemeng-Modus.

2P, 3P a 4P SPDen
(kuck Fig. J28)
Dës sinn un d'IT, TN-C, TN-CS Systemer ugepasst.
Si bidden e Schutz just géint Common-Mode Iwwerspannungen

Figebam. J28 - 1P, 2P, 3P, 4P SPDs

1P + N, 3P + N SPDen
(kuck Fig. J29)
Dës sinn un d'TT an d'TN-S Systeme ugepasst.
Si bidden Schutz géint Common-Mode an Differential-Modus Iwwerspannungen

Fig. J29 - 1P + N, 3P + N SPDs

Auswiel vun enger Type 1 SPD
Impulsstroum Iimp

• Wou et keng national Reglementer oder spezifesch Reglementer fir d'Art vu Gebai ze schütze sinn: den Impulsstroum Iimp soll op d'mannst 12.5 kA (10/350 µs Welle) pro Branche am Aklang mat IEC 60364-5-534 sinn.
• Wou Reglementer existéieren: Standard IEC 62305-2 definéiert 4 Niveauen: I, II, III a IV

Den Dësch an der Figure J31 weist déi verschidden Niveauen vun I_imp am reglementaresche Fall.

Fig. J30 - Basis Beispill vun ausgeglachem I_imp aktuell Verdeelung am 3 Phasesystem

Figebam. J31 - Tabell vum I._imp Wäerter nom Spannungsschutzniveau vum Gebai (baséiert op IEC / EN 62305-2)

Autoextinguish verfollegen aktuell ech_fi

Dës Charakteristik ass nëmme uwendbar fir SPDs mat Funken Spalt Technologie. D'autoextinguish verfollegen aktuell ech_fi muss ëmmer méi grouss si wéi de potenzielle Kuerzzäitstroum I_sc um Punkt vun der Installatioun.

Auswiel vun enger Type 2 SPD
Maximum Ausluede Stroum Imax

De maximalen Auslaafstroum Imax gëtt definéiert nom geschätzte Beliichtungsniveau par rapport zu der Plaz vum Gebai.
De Wäert vum maximalen Auslaafstroum (Imax) gëtt vu Risikoanalyse festgeluecht (kuckt d'Tabell an der Figure J32).

Fig. J32 - Recommandéiert maximal Entladestrom Imax no dem Beliichtungsniveau

Auswiel vun externen Short Circuit Protection Device (SCPD)

D'Schutzgeräter (thermesch a kuerzer Circuit) musse mat der SPD koordinéiert ginn fir zouverléissege Betrib ze garantéieren, d
garantéiert Kontinuitéit vum Service:

• Blëtzstroumwelle standhalen
• generéieren net exzessiv Rescht Volt.

assuréiert en effektive Schutz géint all Typ vun Iwwerstroum:

• Iwwerbelaaschtung no thermesch Auslaf vum Varistor;
• Kuerzzäit vu gerénger Intensitéit (Impedant);
• Kuerzzäit vun héijer Intensitéit.

Risiken um Enn vum Liewen vun de SPDs ze vermeiden
Wéinst Alterung

Am Fall vum natierlechen Enn vum Liewen wéinst Alterung ass de Schutz vum thermesche Typ. SPD mat Varistoren muss en interne Disconnector hunn deen d'SPD deaktivéiert.
Opgepasst: Enn vum Liewen duerch thermesch Auslaf betrëfft net SPD mat Gasauslaafröhre oder agekapselt Funkenlück.

Wéinst engem Feeler

D'Ursaache vum Liewensenn wéinst enger Kuerzzäitfeeler sinn:

• Maximal Ausluede Kapazitéit iwwerschratt. Dëse Feeler féiert zu engem staarke Kuerzzäit.
• E Feeler wéinst dem Verdeelungssystem (neutral / Phasewiessel, neutral Trennung).
• Graduell Verschlechterung vum Varistor.
  Déi lescht zwee Feeler féieren zu engem impedante Kuerzzäit.
  D'Installatioun muss geschützt gi vu Schued, deen aus dësen Aarte vu Feeler entsteet: den internen (thermeschen) Disconnector, deen hei uewen definéiert ass, huet keng Zäit fir sech opzewiermen, dofir ze bedreiwen.
  E speziellen Apparat mam Numm "extern Kuerzzäit Schutz Gerät (extern SCPD)", fäeg fir de Kuerzen ze eliminéieren, sollt installéiert ginn. Et kann duerch e Schutzschalter oder Sécherheetsapparat implementéiert ginn.

Charakteristike vun der externer SCPD

Déi extern SCPD soll mat der SPD koordinéiert ginn. Et ass entwéckelt fir folgend zwou Contrainten ze treffen:

Blëtzstroum aushalen

De Blitzstroumstandstand ass e wesentleche Charakteristik vum externen Short Circuit Protection Device vun der SPD.
Déi extern SCPD däerf net op 15 successive Impulsstréim bei In reesen.

Kuerzzäitstroum aushalen

• D'Briechkapazitéit gëtt bestëmmt vun den Installatiounsregelen (IEC 60364 Standard):
  Déi extern SCPD soll eng Brechkapazitéit hunn, déi gläich oder méi grouss ass wéi de potenziellen Kuerzzäitstroum Isc um Installatiounspunkt (entspriechend dem IEC 60364 Standard).
• Schutz vun der Installatioun géint Kuerzen
  Besonnesch déi impedant Kuerzschluss verschwënnt vill Energie a soll ganz séier eliminéiert ginn fir Schied un der Installatioun an der SPD ze vermeiden.
  Déi richteg Associatioun tëscht enger SPD a senger externer SCPD muss vum Hiersteller ginn.

Installatiounsmodus fir d'extern SCPD
Apparat "an der Serie"

D'SCPD gëtt als "an der Serie" beschriwwen (kuck Fig. J33) wann de Schutz duerch den allgemenge Schutzapparat vum Netz geschützt gëtt fir ze schützen (zum Beispill Verbindungsschalter upstream vun enger Installatioun).

Fig. J33 - SCPD "an der Serie"

Apparat "parallel"

D'SCPD gëtt als "parallel" beschriwwen (kuck Fig. J34) wann de Schutz speziell duerch e Schutzapparat mat der SPD assoziéiert gëtt.

• Déi extern SCPD gëtt als "Trennerbriecher" bezeechent wann d'Funktioun vun engem Schutzschalter ausgefouert gëtt.
• Den Trennerbriecher kann oder net an d'SPD integréiert sinn.

Fig. J34 - SCPD "parallel"

Opgepasst:
Am Fall vun enger SPD mat engem Gasauslaafröhre oder inkapsléierte Funkenlück, erlaabt d'SCPD de Stroum direkt no der Benotzung ze schneiden.

Garantie vum Schutz

Déi extern SCPD soll mat der SPD koordinéiert ginn a getest a garantéiert vum SPD Fabrikant entspriechend de Empfehlungen vum IEC 61643-11 Standard. Et soll och no de Recommandatioune vum Hiersteller installéiert ginn. Als Beispill kuckt d'Elektresch SCPD + SPD Koordinatiounstabellen.

Wann dësen Apparat integréiert ass, suergt d'Konformitéit mam Produktstandard IEC 61643-11 natierlech fir de Schutz.

Fig. J35 - SPDs mat externer SCPD, net integréiert (iC60N + iPRD 40r) an integréiert (iQuick PRD 40r)

Zesummefaassung vun externen SCPDs Charakteristiken

Eng detailléiert Analyse vun de Charakteristike gëtt an der Rubrik Détailléiert Charakteristike vun der externer SCPD gegeben.
Den Dësch an der Figur J36 weist op e Beispill e Resumé vun de Charakteristiken no de verschiddenen Aarte vun externer SCPD.

Fig. J36 - Charakteristiken vum Liewensschutz vun enger Type 2 SPD no den externen SCPDen

Installatiounsmodus fir d'extern SCPD	A Serien	Parallel
		Sécherungsschutz-assoziéiert	Circuit Breaker Schutzassoziéiert	Circuit Breaker Schutz integréiert
Spannungsschutz vun Ausrüstung	=	=	=	=
	SPDe schützen d'Ausrüstung zefriddestellend egal wéi eng Aart assoziéiert extern SCPD ass
Schutz vun der Installatioun um Enn vum Liewen	-	=	+	+ +
	Keng Garantie fir de Schutz méiglech	Garant vum Fabrikant		Voll Garantie
		Schutz virun Impedanz Kuerzschaltungen net gutt assuréiert	Schutz vu Kuerzen perfekt assuréiert
Kontinuitéit vum Service um Enn vum Liewen	- -	+	+	+
	Déi komplett Installatioun ass ofgeschalt	Nëmmen de SPD Circuit ass ofgeschalt
Ënnerhalt um Enn vum Liewen	- -	=	+	+
	De Shutdown vun der Installatioun erfuerderlech	Ännere vu Sécherungen	Direkt zréckgesat

SPD a Schutzapparat Koordinatiounstabell

Den Dësch an der Figure J37 hei ënnendrënner d'Koordinatioun vun den Trennerbriecher (externen SCPD) fir Type 1 an 2 SPDs vun der XXX Electric Mark fir all Niveau vu Kuerzzäitstroum.

Koordinatioun tëscht SPD a seng trennt Stroumbriecher, uginn a garantéiert vun Elektresch, garantéiert zouverléissege Schutz (Blëtzwellbeständegkeet, verstäerkte Schutz vun Impedanz-Kuerzzäitstroum, asw.)

Fig. J37 - Beispill vun enger Koordinatiounstabell tëscht SPDs an hiren deconnectéiert Circuit Breakers. Gitt ëmmer op déi lescht Dëscher vun de Produzenten.

Koordinatioun mat Upstream Schutzgeräter

Koordinatioun mat Iwwerstroumschutzgeräter
An enger elektrescher Installatioun ass d'extern SCPD en Apparat identesch mam Schutzapparat: Dëst mécht et méiglech Selektivitéit a Kaskadetechniken fir technesch a wirtschaftlech Optimiséierung vum Schutzplang anzesetzen.

Koordinatioun mat Reschtstroumgeräter
Wann d'SPD fléissend vun engem Äerdlekkage-Schutzapparat installéiert ass, sollt dee vum "si" oder selektivem Typ sinn mat enger Immunitéit fir Pulsstréimunge vun op d'mannst 3 kA (8/20 μs Stroumwell).

Installatioun vum Surge Protection Device
Verbindung vu Surge Protection Device

D'Verbindunge vun enger SPD zu de Belaaschtunge solle sou kuerz wéi méiglech sinn fir de Wäert vum Spannungsschutzniveau (installéiert Up) op den Uschloss vun der geschützter Ausrüstung ze reduzéieren.

D'Gesamtlängt vu SPD Verbindungen zum Netz an dem Äerdterminalblock däerf net méi wéi 50 cm sinn.

Ee vun de wesentleche Charakteristiken fir de Schutz vun Ausrüstung ass de maximale Spannungsschutzniveau (installéiert Up) deen d'Ausrüstung a sengen Terminale kann halen. Deemno soll eng SPD mat engem Spannungsschutzniveau gewielt ginn Up ugepasst fir de Schutz vun der Ausrüstung (kuck Fig. J38). D'total Längt vun de Verbindungsleeder ass

L = L1 + L2 + L3.

Fir héichfrequent Stréimungen ass d'Impedanz pro Eenheetlängt vun dëser Verbindung ongeféier 1 µH / m.

Dofir applizéiert d'Lenz Gesetz op dës Verbindung: ΔU = L di / dt

Déi normaliséiert 8/20 µs Stroumwell, mat enger Stroumamplitude vun 8 kA, entsteet deementspriechend eng Spannungserhéijung vun 1000 V pro Meter Kabel.

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

Fig. J38 - Verbindungen vun enger SPD L <50 cm

Als Resultat ass d'Spannung iwwer den Ausrüstungsterminalen, U Ausrüstung,:
U Ausrüstung = Up + U1 + U2
Wann L1 + L2 + L3 = 50 cm, an d'Well 8/20 µs mat enger Amplitude vun 8 kA ass, wäert d'Spannung iwwer d'Ausrüstungsterminalen Up + 500 V. sinn.

Verbindung am Plastikschlass

D'Figur J39 hei ënnendrënner weist wéi eng SPD a Plastikschlass verbënnt.

Fig. J39 - Beispill vu Verbindung am Plastikschlass

Verbindung am metallesche Gehäuse

Am Fall vun enger Schaltausrüstungssammlung an engem metallesche Gehäuse kann et méi schlau sinn d'SPD direkt mat der metallescher Gehäuse ze verbannen, mat der Hülle als Schutzleeder benotzt (kuck Fig. J40).
Dës Arrangement entsprécht dem Standard IEC 61439-2 an den Assemblée Hiersteller muss sécher sinn datt d'Charakteristike vum Schutz dës Benotzung méiglech maachen.

Fig. J40 - Beispill vu Verbindung am metallesche Gehäuse

Dirigent Querschnitt

De recommandéierte Minimum Dirigent Querschnitt berücksichtegt:

• Den normale Service ze liwweren: Stroum vun der Blitzstroumwell ënner engem maximale Spannungsfall (50 cm Regel).
  Opgepasst: Am Géigesaz zu Uwendungen bei 50 Hz, de Phänomen vum Blëtz héichfrequent ass, reduzéiert d'Erhéijung vum Dirigent-Querschnitt seng Héichfrequenzimpedanz net staark.
• D'Dirigente widdersetze kuerz Stroumstroum: Den Dirigent muss e Kuerzschlussstroum wärend der maximaler Schutzsystem Ofkierzungszäit widderstoen.
  Den IEC 60364 recommandéiert bei der Installatioun en Enn e Minimum Querschnitt vun:
• 4 mm2 (Cu) fir d'Verbindung vum Typ 2 SPD;
• 16 mm2 (Cu) fir d'Verbindung vum Type 1 SPD (Präsenz vum Blitzschutzsystem).

Beispiller vu gutt a schlecht SPD Installatiounen

Figebam. J41 - Beispiller vu gutt a schlecht SPD Installatiounen

Ausrüstungsinstallatioun Design soll no den Installatiounsregele gemaach ginn: Kabellängt soll manner wéi 50 cm sinn.

Kabbelregele vum Surge Protection Device
Regel 1

Déi éischt Regel fir ze respektéieren ass datt d'Längt vun de SPD Verbindungen tëscht dem Netz (iwwer der externer SCPD) an dem Aardungsterminal sollt net méi wéi 50 cm sinn.
Figure J42 weist déi zwou Méiglechkeeten fir d'Verbindung vun enger SPD.
Fig. J42 - SPD mat separater oder integréierter externer SCPD

Regel 2

D'Dirigente vu geschützte Sortie Füttern:

• solle mat den Uschloss vun der externer SCPD oder der SPD verbonne sinn;
• solle kierperlech vun de verschmotzten ankommende Leeder getrennt ginn.

Si sinn riets vun den Terminals vun der SPD an der SCPD (kuckt Figure J43).

Fig. J43 - D'Verbindunge vu geschützten Ausgänge Feeder si riets vun de SPD Terminalen

Regel 3

Déi kommend Feederphase, neutral a Schutzleeder (PE) Leeder sollten een nieftenee lafe fir d'Loop Uewerfläch ze reduzéieren (kuck Fig. J44).

Regel 4

D'Entrée Leeder vun der SPD solle wäit ewech vun de geschützten Ausleefer leien fir ze vermeiden datt se duerch Kopplung verschmotzt ginn (kuck Fig. J44).

Regel 5

D'Kabele solle géint déi metallesch Deeler vum Gehäuse festgesat ginn (wann iwwerhaapt) fir d'Uewerfläch vun der Rummeloop ze minimiséieren an dofir vun engem Schutzeffekt géint EM Stéierunge profitéieren.

An alle Fäll muss et gepréift ginn datt d'Frames vun de Schalterbäll an de Gehäuse mat ganz kuerze Verbindungen äerdnéiert ginn.

Schlussendlech, wa geschützte Kabele benotzt ginn, solle grouss Längen evitéiert ginn, well se d'Effizienz vum Ofschiermung reduzéieren (kuck Fig. J44).

Fig. J44 - Beispill vu Verbesserung vun EMC duerch eng Reduktioun vun de Schleifflächen a gemeinsam Impedanz an engem elektresche Gehäuse

Spannungsschutz Uwendungsbeispiller

SPD Uwendungs ​​Beispill am Supermarché

Figebam. J46 - Telekommunikatiouns Netzwierk

Léisungen a Schematesch Diagramm

• De Selektiounsguide fir den Iwwerfallarrester huet et méiglech de präzise Wäert vum Iwwerfallarrester am erankommende Enn vun der Installatioun ze bestëmmen an dee vun der assoziéierter Trennungsschalter.
• Wéi déi sensibel Apparater (U_imp <1.5 kV) si méi wéi 10m vum schützende Schutzapparat lokaliséiert, déi feine Schutzofleefer mussen esou no wéi méiglech un d'Luede installéiert ginn.
• Fir eng besser Kontinuitéit vum Service fir Kälterummegebidder ze garantéieren: "si" Aart Reschtstroumschalter ginn benotzt fir Nuisance ausléisen ze vermeiden duerch d'Erhéijung vum Äerdpotential wéi d'Blëtzwell duerchgeet.
• Fir de Schutz géint atmosphäresch Iwwerspannungen: 1, installéiert en Iwwerflësser an der Haaptentrée. 2, installéiert e feine Schutz Iwwerfall Arrester an all Schaltbord (1 an 2), déi sensibel Geräter liwweren, déi méi wéi 10m vun der erakommender Spannungsarrester sinn. 3, installéiert en Iwwerfluchsarrester am Telekommunikatiounsnetz fir déi geliwwert Geräter ze schützen, zum Beispill Feieralarm, Modem, Telefon, Fax.

Kabelen Empfehlungen

• Assuréiert d'Equipotentialitéit vun den Äerdofschlëss vum Gebai.
• Reduzéieren déi verschleppte Stroumkabelgebidder.

Installatioun Empfehlungen

• Installéiert en Iwwerflësser, ech_max = 40 kA (8/20 µs), an en iC60 Trennbriechschalter mat 40 A.
• Installéiert feine Schutz Iwwerfallarrêter, ech_max = 8 kA (8/20 µs) an déi assoziéiert iC60 Trennbriechschalter mat 10 A

Figebam. J46 - Telekommunikatiouns Netzwierk

SPD fir Fotovoltaik Uwendungen

Iwwerspannung kann aus elektresche Installatiounen aus verschiddene Grënn optrieden. Et kann verursaacht ginn duerch:

• D'Verdeelungsnetz als Resultat vum Blëtz oder all ausgefouert Aarbecht.
• Blëtzschlag (an der Géigend oder op Gebaier an PV Installatiounen, oder op Blëtzleeder).
• Variatiounen am elektresche Feld wéinst Blëtz.

Wéi all Baustrukturen sinn PV Installatiounen dem Risiko vum Blëtz ausgesat dee variéiert vu Regioun zu Regioun. Präventiv an Arrêtsystemer an Apparater sollen op der Plaz sinn.

Schutz duerch equipotential Bindung

Déi éischt Ofsécherung fir op d'Plaz ze setzen ass e Medium (Dirigent) deen equipotential Bindung tëscht all de leitenden Deeler vun enger PV Installatioun garantéiert.

D'Zil ass et all Buedemleeder an Metalldeeler ze bannen an esou e gläiche Potential op alle Punkten am installéierte System ze kreéieren.

Schutz duerch Spannungsschutzgeräter (SPDs)

SPDe si besonnesch wichteg fir sensibel elektresch Ausrüstung wéi AC / DC Inverter, Iwwerwaachungsapparater a PV Moduler ze schützen, awer och aner sensibel Ausstattung ugedriwwe vum 230 VAC elektresche Verdeelungsnetz. Déi folgend Method vu Risikobewäertung baséiert op der Evaluatioun vun der kritescher Längt Lcrit a sengem Verglach mat L déi kumulative Längt vun den DC Linnen.
SPD Schutz ass erfuerderlech wann L ≥ Lcrit.
Lcrit hänkt vun der Aart vun der PV Installatioun of a gëtt berechent wéi déi folgend Tabell (Fig. J47) festleet:

Figebam. J47 - SPD DC Wiel

L ass d'Zomm vun:

• d'Zomm vun den Distanzen tëscht dem Inverter (en) an der Uschlosskëscht (en), a berécksiichtegt datt d'Längt vum Kabel an der selwechter Leitung nëmmen eemol gezielt ginn, an
• d'Zomm vun den Distanzen tëscht der Uschlosskëscht an de Verbindungspunkte vun de Photovoltaikmoduler, déi d'Schnouer bilden, berécksiichtegt datt d'Längt vum Kabel an der selwechter Leedung nëmmen eemol gezielt ginn.

Ng ass Arc Blëtz Dicht (Zuel vu Streik / km2 / Joer).

Fig. J48 - SPD Selektioun

SPD Schutz
Standuert	PV Moduler oder Array Boxen		Inverter DC Säit	Inverter AC Säit		Haaptplat
	LDC			LAC		Blëtz Staang
Critèrien	<10 m	> 10 m		<10 m	> 10 m	Jo	Nee
Aart vun SPD	Net néideg	"SPD 1" Typ 2 [a]	"SPD 2" Typ 2 [a]	Net néideg	"SPD 3" Typ 2 [a]	"SPD 4" Typ 1 [a]	"SPD 4" Typ 2 wann Ng> 2.5 & Loftlinn

[a]. 1 2 3 4 Typ 1 Trennungsofstand no EN 62305 gëtt net observéiert.

Installéiert eng SPD

D'Zuel an d'Lokaliséierung vu SPDs op der DC Säit hänkt vun der Längt vun de Kabelen tëscht de Solarpanneauen an dem Inverter of. D'SPD soll an der Géigend vum Inverter installéiert ginn wann d'Längt manner wéi 10 Meter ass. Wann et méi grouss wéi 10 Meter ass, ass eng zweet SPD noutwendeg a soll an der Këscht no beim Sonnepanel sinn, deen éischten ass am Inverter Beräich.

Fir effizient ze sinn, SPD Verbindungskabel zum L + / L- Netzwierk an tëscht dem SPD Äerdterminalblock a Buedembusbar musse sou kuerz wéi méiglech sinn - manner wéi 2.5 Meter (d1 + d2 <50 cm).

Sécher an zouverléisseg Photovoltaik Energie Generatioun

Ofhängeg vun der Distanz tëscht dem "Generator" Deel an dem "Konversioun" Deel, kann et noutwendeg sinn zwee Iwwerflosserhaiser ze installéieren oder méi, fir de Schutz vun all deenen zwee Deeler ze garantéieren.

Fig. J49 - SPD Location

Surge Schutz technesch Ergänzungen

Blitzschutznormen

Den IEC 62305 Standard Deeler 1 bis 4 (NF EN 62305 Deeler 1 bis 4) reorganiséiert an aktualiséiert d'Standardpublikatiounen IEC 61024 (Serie), IEC 61312 (Serie), an IEC 61663 (Serie) op Blitzschutzsystemer.

Deel 1 - Allgemeng Prinzipien

Dësen Deel presentéiert allgemeng Informatioun iwwer de Blëtz a seng Charakteristiken an allgemeng Donnéeën a féiert déi aner Dokumenter vir.

Deel 2 - Risikomanagement

Dësen Deel presentéiert d'Analyse, déi et méiglech mécht de Risiko fir eng Struktur ze berechnen an déi verschidde Schutzszenarien ze bestëmmen fir technesch a wirtschaftlech Optimiséierung z'erméiglechen.

Deel 3 - Kierperleche Schued u Strukturen a Liewensgefor

Dësen Deel beschreift Schutz virun direkten Blitzschlag, inklusiv dem Blitzschutzsystem, Down-Dirigent, Äerdféierung, Equipotentialitéit an domat SPD mat equipotential Bindung (Type 1 SPD).

Deel 4 - Elektresch an elektronesch Systemer a Strukturen

Dësen Deel beschreift de Schutz virun den induzéierten Effekter vum Blëtz, inklusiv de Schutzsystem vu SPD (Typ 2 an 3), Kabelskirmung, Regele fir Installatioun vu SPD, asw.

Dës Serie vu Standarden gëtt ergänzt duerch:

• D'IEC 61643 Serie vu Standards fir d'Definitioun vu Spannungsschutzprodukter (kuck D'Komponente vun enger SPD);
• d'IEC 60364-4 a -5 Serie vu Standards fir Uwendung vun de Produkter an LV elektresch Installatiounen (kuckt Enn-of-life Indikatioun vun enger SPD).

D'Komponente vun enger SPD

D'SPD besteet haaptsächlech aus (kuck Fig. J50):

1. een oder méi net-linear Komponenten: de Live Deel (Varistor, Gasauslaafréier [GDT], asw.);
2. en thermesche Schutzapparat (internen Disconnector) deen en virum thermesche Runaway um Enn vum Liewen schützt (SPD mat Varistor);
3. en Indikator deen d'Enn vum Liewe vun der SPD weist; E puer SPDs erlaben d'Remote Berichterstattung vun dëser Indikatioun;
4. eng extern SCPD déi Schutz géint Kuerzschaltungen ubitt (dësen Apparat kann an d'SPD integréiert ginn).

Fig. J50 - Diagramm vun enger SPD

D'Technologie vum Live Deel

Verschidde Technologien si verfügbar fir de Live Deel ëmzesetzen. Si hunn all Virdeeler an Nodeeler:

• Zener Dioden;
• De Gasauslaafréier (kontrolléiert oder net kontrolléiert);
• De Varistor (Zinkoxid Varistor [ZOV]).

Den Dësch hei ënnendrënner weist d'Charakteristiken an d'Arrangementer vun 3 allgemeng benotzt Technologien.

Figebam. J51 - Resumé Performance Dësch

Komponent	Gasentgasung (GDT)	Encapsuléiert Funkenlück	Zinkoxid Varistor	GDT a Varistor a Serien	Encapsuléiert Funkenlück a Varistor parallel
Beméien
Operatiounsmodus	Spannungsschalter	Spannungsschalter	Spannung limitéieren	Spannungsschalten a -limitéieren a Serien	Spannungsschalter a parallel limitéieren
Operatiounskurven
Applikatioun	Telekom Netz LV Netzwierk (verbonne mat Varistor)	LV Netzwierk	LV Netzwierk	LV Netzwierk	LV Netzwierk
SPD Typ	Gidd 2	Gidd 1	Typ 1 oder Typ 2	Typ 1+ Typ 2	Typ 1+ Typ 2

Liewensenn Indikatioun vun enger SPD

End-of-Life Indikatoren si verbonne mam internen Disconnector an der externer SCPD vun der SPD fir de Benotzer z'informéieren datt d'Ausrüstung net méi géint Iwwerspannunge vun atmosphärescher Hierkonft geschützt ass.

Lokal Indikatioun

Dës Funktioun ass normalerweis vun den Installatiounscoden erfuerderlech. D'Ind-of-Life Indikatioun gëtt vun engem Indikator (hell oder mechanesch) fir den internen Trenner an / oder den externen SCPD.

Wann déi extern SCPD vun engem Sécherheetsapparat implementéiert gëtt, ass et noutwendeg fir eng Sëcherung mat engem Stiermer ze bidden an eng Basis mat engem Trippsystem ausgestatt fir dës Funktioun ze garantéieren.

Integréiert Trennbriecher

De mechanesche Indikator an d'Positioun vum Kontrollhandle erlaabt natierlech Enn vum Liewen.

Lokal Indikatioun a Fernberichterstattung

iQuick PRD SPD vun der Marque XXX Electric ass vum "ready to wire" Typ mat engem integréierten Trennschalter.

Lokal Indikatioun

iQuick PRD SPD (kuck Fig. J53) ass mat lokale mechanesche Statusindikatoren ausgestatt:

• de (roude) mechaneschen Indikator an d'Positioun vum deconnectéierende Circuit Breaker Handle weisen de Shutdown vun der SPD un;
• de (roude) mechaneschen Indikator op all Patroun weist de Patroun Enn vum Liewen un.

Fig. J53 - iQuick PRD 3P + N SPD vun der Mark XXX Electric

Remote Berichterstattung

(kuck Fig. J54)

iQuick PRD SPD ass mat engem Indikatiounskontakt ausgestatt deen Remote Berichterstattung erlaabt vun:

• Patroun Enn vum Liewen;
• eng fehlend Patroun, a wa se erëm an d'Plaz gesat gouf;
• e Feeler am Netz (Kuerzschaltung, Trennung vum Neutral, Phas / Neutral Reversal);
• lokal manuell wiesselen.

Als Resultat, Erfindungen Iwwerwaachung vum Betribszoustand vun den installéierte SPDen erlaabt et ze suergen datt dës Schutzgeräter am Standbyzoustand ëmmer prett sinn ze bedreiwen.

Fig. J54 - Installatioun vun Indikatorliicht mat enger iQuick PRD SPD

Fig. J55 - Remote Indikatioun vum SPD Status mat Smartlink

Ënnerhalt um Enn vum Liewen

Wann den End-of-Life Indikator de Shutdown weist, muss d'SPD (oder d'Patroun an der Fro) ersat ginn.

Am Fall vun der iQuick PRD SPD gëtt den Ënnerhalt erliichtert:

• D'Patroun um Enn vum Liewen (ze ersetzen) ass einfach z'identifizéieren vum Maintenance Department.
• D'Patroun um Enn vum Liewensdauer kann a voller Sécherheet ersat ginn, well e Sécherheetsapparat verbitt d'Zoumaache vun der Trennungsschalter wann eng Patroun feelt.

Detailléiert Charakteristike vun der externer SCPD

Aktuell Welle bestoen

Déi aktuell Welle hält Tester op externen SCPDs weise wéi follegt:

• Fir eng gegebene Bewäertung an Technologie (NH oder zylindresch Sëcherung) ass déi aktuell Wellefäegkeet Fäegkeet besser mat enger AM Sëcherung (Motorschutz) wéi mat enger GG Sëcherung (allgemeng Benotzung).
• Fir eng gegebene Bewäertung ass d'aktuell Welle géint d'Fäegkeet besser mat engem Schutzschalter wéi mat engem Sécherheetsapparat. D'Figur J56 hei ënnendrënner weist d'Resultater vun de Spannungswellstandstester:
• fir eng SPD ze schützen definéiert fir Imax = 20 kA, ass den externen SCPD ze wielen entweder en MCB 16 A oder eng Fuse aM 63 A, Notiz: an dësem Fall ass eng Fuse gG 63 A net gëeegent.
• fir eng SPD ze schützen definéiert fir Imax = 40 kA, ass déi extern SCPD ze wielen entweder en MCB 40 A oder eng Fuse aM 125 A,

Fig. J56 - Verglach vu SCPDs Spannungswell Fäegkeete widderstoen fir I_max = 20 kA an ech_max = 40 kA Eng

Installéiert Up Spannungsschutzniveau

Am Allgemengen:

• De Spannungsfall iwwer d'Terminalen vun engem Circuit Breaker ass méi héich wéi déi iwwer d'Terminalen vun engem Sécherheetsapparat. Dëst ass well d'Impedanz vun de Circuit-Breaker Komponenten (thermesch a magnetesch Ausrüstungsapparater) méi héich ass wéi déi vun enger Sëcherung.

Ee:

• Den Ënnerscheed tëscht de Spannungsfäll bleift liicht fir Stroumwellen net méi wéi 10 kA (95% Fäll);
• Den installéiert Up Spannungsschutzniveau hëlt och d'Kabelsimpedanz berécksiichtegt. Dëst kann héich sinn am Fall vun enger Sëcherungstechnologie (Schutzapparat ofgeleent vun der SPD) an niddreg am Fall vun enger Schaltbriecher Technologie (Schutzschalter no bei, an och integréiert an der SPD).

Notiz: De installéiert Up Spannungsschutzniveau ass d'Zomm vun de Spannungsdrëpsen:

• an der SPD;
• an der externer SCPD;
• an der Ausrüstungskabelung

Schutz virun Impedanz Kuerzen

En Impedanz-Kuerzschluss verdeelt vill Energie a soll ganz séier eliminéiert ginn fir Schied un der Installatioun an der SPD ze vermeiden.

Figure J57 vergläicht d'Reaktiounszäit an d'Energiebegrenzung vun engem Schutzsystem mat enger 63 A aM Sëcherung an engem 25 A Schutzschalter.

Dës zwee Schutzsystemer hunn déiselwecht 8/20 µs Stroumwell-Widerstandsfäegkeet (27 kA respektiv 30 kA).

Fig. J57 - Verglach vun Zäit / Stroum an Energielimitatiounskurven fir e Schutzschalter an eng Sëcherung déi déiselwecht 8/20 µs Stroumwell resistent

Ausbreedung vun enger Blëtzwell

Elektresch Netzwierker si mat niddereger Frequenz an als Resultat ass d'Verbreedung vun der Spannungswell momentan relativ zu der Frequenz vum Phänomen: zu all Punkt vun engem Dirigent ass déi momentan Spannung déiselwecht.

D'Blëtzwell ass en Héichfrequenzphänomen (e puer honnert kHz bis zu MHz):

• D'Blëtzwell gëtt laanscht e Leeder mat enger gewësser Vitesse relativ zu der Frequenz vum Phänomen propagéiert. Als Resultat, zu all Zäit, huet d'Spannung net dee selwechte Wäert op alle Punkten am Medium (kuck Fig. J58).

Fig. J58 - Verbreedung vun enger Blitzwell an engem Dirigent

• Eng Ännerung vum Medium erstellt e Phänomen vu Verbreedung an / oder Reflexioun vun der Welle ofhängeg vun:

1. den Ënnerscheed vun der Impedanz tëscht den zwee Medien;
2. d'Frequenz vun der progressiver Welle (Steilheet vun der Haussezäit am Fall vun enger Puls);
3. d'Längt vum Medium.

Am Fall vun der totaler Reflexioun, besonnesch kann de Spannungswert verduebelen.

Beispill: de Fall vum Schutz vun enger SPD

Modellerung vum Phänomen op eng Blitzwell an Tester am Labo ugewisen datt eng Belaaschtung mat 30 m Kabel ustroum geschützt gëtt vun enger SPD bei Spannung Up hält, duerch Reflexiounsphänomener, eng maximal Spannung vun 2 x U_P (kuck Fig. J59). Dës Spannungswell ass net energesch.

Fig. J59 - Reflexioun vun enger Blëtzwell beim Ofschloss vun engem Kabel

Korrektiv Handlung

Vun den dräi Faktoren (Differenz vun der Impedanz, der Frequenz, der Distanz) ass deen eenzegen dee wierklech ka kontrolléiert ginn d'Längt vum Kabel tëscht der SPD an der Laascht déi ze schützen ass. Wat dës Längt méi grouss ass, wat d'Reflexioun méi grouss ass.

Allgemeng, fir d'Iwwerspannungsfronten, déi an engem Gebai konfrontéiert sinn, si Reflexiounsphänomener bedeitend vun 10 m a kënnen d'Spannung vun 30 m verduebelen (kuck Fig. J60).

Et ass noutwendeg eng zweet SPD a feine Schutz z'installéieren wann d'Kabellängt méi wéi 10 m tëscht der Entrée SPD an der ze schützen Ausrüstung ass.

Fig. J60 - Maximal Spannung an der Extremitéit vum Kabel no senger Längt op der viischter Säit vun der Spannungsfall = 4kV / us

Beispill vu Blëtzstroum am TT System

Gemeinsame Modus SPD tëscht Phase a PE oder Phase a PEN ass installéiert egal wéi eng Aart vu System Aardungsarrangement (kuck Fig. J61).

Den neutralen Aardungswidderstand R1, deen fir d'Pylonen benotzt gëtt, huet e méi nidderegen Widderstand wéi den Äerdwidderstand R2 fir d'Installatioun.

De Blitzstroum fléisst duerch de Circuit ABCD op d'Äerd iwwer den einfachste Wee. Et wäert duerch Varistoren V1 a V2 a Serien passéieren, wat eng Differentialspannung verursaacht gläich wéi zweemol Up Spannung vun der SPD (U_P1 + U_P2) an den Terminals vun A an C bei der Entrée vun der Installatioun an extremen Fäll ze gesinn.

Fig. J61 - Nëmme gemeinsame Schutz

Fir d'Laaschten tëscht Ph an N effektiv ze schützen, muss d'Differentialmodus Spannung (tëscht A an C) reduzéiert ginn.

Eng aner SPD Architektur gëtt dofir benotzt (kuck Fig. J62)

De Blitzstroum fléisst duerch de Circuit ABH deen eng méi niddreg Impedanz huet wéi de Circuit ABCD, well d'Impedanz vum Komponent tëscht B an H null ass (gasgefüllte Funkspalter). An dësem Fall ass d'Differentialspannung gläich wéi d'Rescht Spannung vun der SPD (U_P2).

Fig. J62 - Allgemeng an Differentialschutz