Заштита од струја и пренапон од молња

Заштита од струја и пренапон од молња

Пренапон од атмосферско потекло
Дефиниции за пренапон

Пренапон (во систем) каков било напон помеѓу еден фазен спроводник и земја или помеѓу фазни проводници кои имаат врвна вредност што го надминува соодветниот врв на највисокиот напон за дефинирање на опремата од Меѓународниот електротехнички вокабулар (IEV 604-03-09)

Различни видови на пренапон

Пренапон е напонски пулс или бран што е надреден на номиналниот напон на мрежата (види Сл. Ј1)

Овој тип на пренапон се карактеризира со (видете Слика Ј2):

• времето на пораст tf (во μs);
• градиентот S (во kV / μs).

Пренапон ја нарушува опремата и произведува електромагнетно зрачење. Покрај тоа, времетраењето на пренапонот (Т) предизвикува енергетски врв во електричните кола што може да ја уништи опремата.
Сл. J2 - Главни карактеристики на пренапон

Четири типа на пренапон можат да ги нарушат електричните инсталации и оптоварувања:

• Пренапони на пренапони: пренапони на високи фреквенции или нарушувања на рафали (види Сл. Ј1) предизвикани од промена на стабилна состојба во електрична мрежа (при работа на разводни уреди).
• Пренапони на фреквенцијата на напојувањето: пренапони со иста фреквенција како мрежата (50, 60 или 400 Hz) предизвикани од трајна промена на состојбата во мрежата (следејќи дефект: дефект на изолацијата, расипување на неутралниот проводник итн.).
• Пренапони предизвикани од електростатско празнење: многу кратки пренапони (неколку наносекунди) со многу висока фреквенција предизвикани од празнење на насобраните електрични полнежи (на пример, лице кое оди на тепих со изолациски ѓонови е електрично наполнето со напон од неколку киловолти).
• Пренапони од атмосферско потекло.

Карактеристики на пренапон од атмосферско потекло

Удари на молња во неколку слики: Блесоците од молња произведуваат исклучително голема количина на пулсна електрична енергија (види слика Ј4)

• од неколку илјади ампери (и неколку илјади волти)
• со висока фреквенција (приближно 1 мегахерци)
• со кратко траење (од микросекунда до милисекунда)

Помеѓу 2000 и 5000 бури постојано се подложени на формирање низ целиот свет. Овие бури се придружени со удари од гром кои претставуваат сериозна опасност за луѓето и опремата. Блескави удари во земјата во просек од 30 до 100 удари во секунда, односно 3 милијарди удари од гром секоја година.

Табелата на слика Ј3 прикажува некои вредности на удар на гром со нивната поврзана веројатност. Како што може да се види, 50% од ударите на гром имаат струја поголема од 35 kA и 5% струја поголема од 100 kA. Енергијата што ја пренесува ударот од гром е многу голема.

Сл. Ј3 - Примери за вредности на празнење на молња дадени со стандардот IEC 62305-1 (2010 година - Табела А.3)

Сл. J4 - Пример на струја на молња

Гром исто така предизвикува голем број пожари, претежно во земјоделски области (уништување на куќи или нивно несоодветно користење). Високите згради се особено склони кон удари од гром.

Ефекти врз електричните инсталации

Гром ги оштетува електричните и електронските системи особено: трансформатори, мерачи на електрична енергија и електрични апарати и во станбени и во индустриски простории.

Трошоците за санирање на штетите предизвикани од гром се многу високи. Но, многу е тешко да се проценат последиците од:

• нарушувања предизвикани на компјутерите и телекомуникациските мрежи;
• грешки генерирани при водење на програмибилни програми за логички контролер и системи за управување.

Покрај тоа, цената на загубите во работењето може да биде далеку поголема од вредноста на уништената опрема.

Влијанија од удар на гром

Молња е електричен феномен со висока фреквенција што предизвикува пренапони на сите проводни елементи, особено на електричната кабелска опрема и опремата.

Ударите од гром можат да влијаат на електричните (и / или електронските) системи на зградата на два начина:

• со директно влијание на ударот на гром врз зградата (види Сл. Ј5 а);
• со индиректно влијание на ударот на гром врз зградата:
• Удар на гром може да падне врз надземна електрична линија што снабдува зграда (види Сл. J5 б). Пренапонот и пренапонот можат да се шират на неколку километри од точката на удар.
• Удар од гром може да падне во близина на далноводот (види слика С5. В). Тоа е електромагнетно зрачење на струјата на молњата што произведува голема струја и пренапон на мрежата за напојување со електрична енергија. Во последните два случаи, опасните струи и напони се пренесуваат од мрежата за напојување.

Удар на гром може да падне во близина на зграда (види Сл. J5 г). Потенцијалот на земјата околу точката на удар се зголемува опасно.

Сл. Ј5 - Разни видови удари од гром

Во сите случаи, последиците за електрични инсталации и оптоварувања можат да бидат драматични.

Сл. Ј6 - Последица од удар на гром

Молња паѓа врз незаштитена зграда.	Молња паѓа во близина на надземна линија.	Молња паѓа во близина на зграда.
Струјата на молњата тече на земјата преку повеќе или помалку спроводливи конструкции на зградата со многу деструктивни ефекти: термички ефекти: Многу насилно прегревање на материјалите, предизвикувајќи пожар механички ефекти: Структурна деформација термички палење: Исклучително опасен феномен во присуство на запаливи или експлозивни материјали (јаглеводороди, прашина, итн.)	Струјата на молњата генерира прекумерни напони преку електромагнетна индукција во дистрибутивниот систем. Овие пренапони се шират по должината на линијата до електричната опрема во внатрешноста на зградите.	Ударот од гром генерира исти типови на пренапон како и опишаните спротивности. Покрај тоа, струјата на молњата се крева назад од земјата до електричната инсталација, со што се предизвикува дефект на опремата.
Објектот и инсталациите внатре во зградата се генерално уништени	Електричните инсталации во внатрешноста на зградата се генерално уништени.

Различните начини на размножување

Заеднички режим

Пренапони во вообичаен режим се појавуваат помеѓу живите спроводници и земјата: фаза-земја или неутрална-земја (види Сл. J7). Тие се опасни особено за апаратите чија рамка е поврзана со земја поради ризици од распаѓање на диелектрик.

Сл. J7 - заеднички режим

Диференцијален режим

Пренапони во режим на диференцијал се појавуваат помеѓу живите спроводници:

фаза-фаза-фаза-фаза-неутрална (види Сл. J8). Тие се особено опасни за електронска опрема, чувствителен хардвер како што се компјутерски системи итн.

Сл. J8 - диференцијален режим

Карактеризација на молњавиот бран

Анализата на феномените овозможува дефинирање на видовите на молња струја и напонски бранови.

• 2 типа на струен бран се разгледуваат според IEC стандардите:
• 10/350 μs бран: да ги карактеризираат тековните бранови од директен удар на гром (види слика С9);

Сл. J9 - 10/350 μs тековен бран

• 8/20 μs бран: да ги карактеризираат моменталните бранови од индиректен удар на гром (види Сл. J10).

Сл. J10 - 8/20 μs тековен бран

Овие два типа на бранови на струја се користат за дефинирање на тестови на СПД (IEC стандард 61643-11) и имунитет на опремата кон молњави струи.

Врвната вредност на струјниот бран го карактеризира интензитетот на ударот од гром.

Пренапоните создадени од удари од гром се карактеризираат со напон од 1.2 / 50 µs (види Сл. J11).

Овој тип на напонски бран се користи за да се потврди опремата да издржи на пренапони од атмосферско потекло (импулсен напон според IEC 61000-4-5).

Сл. J11 - 1.2 / 50 μs напон бран

Принцип на заштита од гром
Општи правила за заштита од гром

Постапка за спречување на ризици од удар на гром
Системот за заштита на зграда од ефекти на молња мора да вклучува:

• заштита на конструкции од директни удари од гром;
• заштита на електрични инсталации од директни и индиректни удари од гром.

Основниот принцип за заштита на инсталацијата од ризик од удар на гром е да се спречи вознемирувачката енергија да достигне чувствителна опрема. За да се постигне ова, потребно е:

• фатете ја струјата на молњата и канализирајте ја на земјата преку најдиректната патека (избегнување на близина на чувствителна опрема);
• изврши еквипотенцијално поврзување на инсталацијата; Ова еквипотенцијално поврзување се спроведува со сврзувачки спроводници, надополнети со уреди за заштита од пренапони (СПД) или празнини на искра (на пр., Искра на искри од јарбол на антена).
• минимизирајте ги предизвиканите и индиректните ефекти со инсталирање на СПД и / или филтри. За елиминирање или ограничување на пренапоните се користат два система за заштита: тие се познати како систем за заштита на зградата (за надворешноста на зградите) и систем за заштита на електрична инсталација (за внатрешноста на зградите).

Систем за заштита на згради

Улогата на системот за заштита на зградата е да го заштити од директни удари на гром.
Системот се состои од:

• уред за фаќање: систем за заштита од гром;
• надолни спроводници дизајнирани да ја пренесат струјата на молњата на земјата;
• Земјата „нога од врана“ води поврзани заедно;
• врски помеѓу сите метални рамки (еквипотенцијално поврзување) и земјените водства.

Кога струјата на молњата тече во спроводник, ако се појават потенцијални разлики помеѓу него и рамките поврзани со земјата што се наоѓаат во близина, последниве може да предизвикаат деструктивни трепкања.

Трите типа на систем за заштита од гром
Се користат три вида на заштита на зградата:

Громобран (едноставен прачка или со систем за активирање)

Громобранот е метален врв за фаќање поставен на горниот дел од зградата. Тоа е заземјувано од еден или повеќе проводници (често бакарни ленти) (види Сл. Ј12).

Сл. J12 - Громобран (едноставен прачка или со систем за активирање)

Громобран со затегнати жици

Овие жици се протегаат над конструкцијата за да бидат заштитени. Тие се користат за заштита на специјални структури: области за лансирање ракети, воени апликации и заштита на високонапонски надземни водови (види Сл. Ј13).

Сл. Ј13 - Затегнати жици

Проводник на молња со кафез со кафез (Фарадеј кафез)

Оваа заштита вклучува поставување на бројни надолни спроводници / ленти симетрично насекаде низ зградата. (види Сл. Ј14).

Овој тип на систем за заштита од гром се користи за високо изложени згради во кои се наоѓаат многу чувствителни инсталации, како што се компјутерски простории.

Сл. J14 - Мешевски кафез (кафез Фарадеј)

Последици од заштитата на зградата за опремата на електричната инсталација

50% од струјата на молња испуштена од системот за заштита на зградата се крева назад во мрежите за заземјување на електричната инсталација (види Сл. J15): потенцијалниот пораст на рамките многу често ја надминува изолационата издржлива способност на спроводниците во различните мрежи ( ЛВ, телекомуникации, видео кабел и сл.).

Покрај тоа, протокот на струја низ проводниците надолу генерира предизвикани пренапони во електричната инсталација.

Како последица на тоа, системот за заштита на зградата не ја штити електричната инсталација: затоа е задолжително да се обезбеди систем за заштита од електрична инсталација.

Сл. J15 - директна молња назад струја

Заштита од гром - Систем за заштита на електрична инсталација

Главната цел на системот за заштита на електричната инсталација е да ги ограничи пренапоните на вредностите што се прифатливи за опремата.

Системот за заштита на електрична инсталација се состои од:

• еден или повеќе СПД во зависност од конфигурацијата на зградата;
• еквипотенцијалното сврзување: метална мрежа од изложени проводни делови.

Имплементација

Постапката за заштита на електричните и електронските системи на зградата е како што следува.

Пребарувајте информации

• Идентификувајте ги сите чувствителни товари и нивната локација во зградата.
• Идентификувајте ги електричните и електронските системи и нивните соодветни точки на влегување во зградата.
• Проверете дали има систем за заштита од гром на зградата или во близина.
• Запознајте се со прописите што се применуваат на локацијата на зградата.
• Проценете го ризикот од удар на гром според географската локација, видот на напојувањето, густината на ударот од гром итн.

Имплементација на решението

• Инсталирајте сврзувачки спроводници на рамки со мрежа.
• Инсталирајте SPD во влезната разводна табла.
• Инсталирајте дополнителен СПД во секоја табла за дистрибуција лоцирана во непосредна близина на чувствителна опрема (види Сл. J16).

Сл. Ј16 - Пример за заштита на електрична инсталација од големи размери

Уред за заштита од пренапони (СПД)

Уредите за заштита од пренапони (SPD) се користат за мрежи за напојување со електрична енергија, телефонски мрежи и автобуси за комуникација и автоматско управување.

Уредот за заштита од пренапони (СПД) е компонента на системот за заштита од електрична инсталација.

Овој уред е паралелно поврзан на колото за напојување на оптоварувањата што треба да ги заштити (види Сл. Ј17). Може да се користи и на сите нивоа на мрежата за напојување.

Ова е најчесто користениот и најефикасниот вид на заштита од пренапон.

Сл. J17 - принцип на паралелен систем на заштита

СПД поврзан паралелно има висока импеданса. Штом се појави привремениот пренапон во системот, импедансата на уредот се намалува, така што струјата на пренапон се вози преку СПД, заобиколувајќи ја чувствителната опрема.

Принципот

СПД е дизајниран да ги ограничи минливите пренапони од атмосферско потекло и да ги пренасочи струјните бранови на земјата, така што може да се ограничи амплитудата на овој пренапон на вредност што не е опасна за електричната инсталација и електричните разводни уреди и контролни уреди.

СПД ги елиминира пренапоните

• во заеднички режим, помеѓу фаза и неутрален или земја;
• во диференцијален режим, помеѓу фаза и неутрален.

Во случај на пренапон што го надминува работниот праг, СПД

• ја спроведува енергијата на земјата, во заеднички режим;
• ја дистрибуира енергијата до другите живи спроводници, во диференцијален режим.

Трите типа на СПД

Тип 1 SPD
СПД од типот 1 се препорачува во специфичен случај на услужни сектори и индустриски згради, заштитени со систем за заштита од гром или метеж кафез.
Ги штити електричните инсталации од директни удари од гром. Може да ја испушти заднината од молња што се шири од заземјувачот до мрежните спроводници.
Тип 1 СПД се карактеризира со струен бран од 10/350 μs.

Тип 2 SPD
Тип 2 СПД е главниот систем за заштита на сите нисконапонски електрични инсталации. Инсталиран во секоја електрична разводна табла, спречува ширење на пренапони во електричните инсталации и ги штити товарите.
Тип 2 СПД се карактеризира со 8/20 µs тековен бран.

Тип 3 SPD
Овие СПД имаат мал капацитет за испуштање. Затоа, тие мора задолжително да се инсталираат како додаток на СПД од типот 2 и во близина на чувствителни оптоварувања.
СПД од типот 3 се карактеризира со комбинација на напонски бранови (1.2 / 50 μs) и струјни бранови (8/20 μs).

НПД нормативна дефиниција

Сл. J18 - стандардна дефиниција за СПД

Белешка 1: Постојат T1 + T2 SPD (или Тип 1 + 2 SPD) комбинирајќи заштита на оптоварувања од директни и индиректни удари од гром.

Белешка 2: некои Т2 СПД исто така може да се декларираат како Т3

Карактеристики на СПД

Меѓународниот стандард IEC 61643-11 Edition 1.0 (03/2011) ги дефинира карактеристиките и тестовите за СПД поврзани со нисконапонски дистрибутивни системи (види Сл. J19).

Во зелена боја, гарантираниот опсег на работа на СПД.
Сл. J19 - Карактеристика на времето / струјата на СПД со варистор

Заеднички карактеристики

• U_C: Максимален континуиран работен напон. Ова е AC или DC напон над кој SPD станува активен. Оваа вредност е избрана според номиналниот напон и аранжманот за заземјување на системот.
• U_P: Ниво на заштита од напон (на I_n) Ова е максималниот напон преку терминалите на СПД кога е активен. Овој напон се постигнува кога струјата што тече во СПД е еднаква на In. Избраното ниво на заштита на напон мора да биде под способноста на оптоварувањата да издржат пренапон. Во случај на удар на гром, напонот низ терминалите на СПД генерално останува помал од У_P.
• Во: Номинална струја на празнење. Ова е врвната вредност на струјата од 8/20 μs бранова форма што СПД е способна да ја испушти минимум 19 пати.

Зошто е важно?
Во одговара на номинална струја на празнење што СПД може да ја издржи најмалку 19 пати: поголема вредност на Ин значи подолг век на траење на СПД, затоа се препорачува да се изберат поголеми вредности од минималната наметната вредност од 5 kA.

Тип 1 SPD

• I_{немирник}: Импулсна струја. Ова е врвната вредност на струјата од бранова форма 10/350 μs што СПД е способна да ја испушти за да се испушти барем еднаш.

Зошто сум јас_{немирник} важно?
Стандардот IEC 62305 бара максимална импулсна струјна вредност од 25 kA по пол за трифазниот систем. Ова значи дека за 3P + N мрежа СПД треба да може да издржи на вкупната максимална импулсна струја од 100kA што доаѓа од заварувањето на земјата.

• I_fi: Автоегасне ја следи струјата. Применливо само за технологијата на искра. Ова е струјата (50 Hz) што СПД е способен да ја прекине сам по трепкањето. Оваа струја секогаш мора да биде поголема од потенцијалната струја на краток спој на местото на инсталација.

Тип 2 SPD

• Imax: Максимална струја на празнење. Ова е врвната вредност на струјата од бранова форма 8/20 μs што СПД е способна да ја испушти еднаш.

Зошто е важен Imax?
Ако споредите 2 СПД со истиот In, но со различен Imax: СПД со поголема вредност на Imax има поголема „безбедносна граница“ и може да издржи поголема струја на пренапон без да се оштети.

Тип 3 SPD

• U_OC: Напон на отворено коло применет за време на тестовите од класа III (Тип 3).

Главни апликации

• СПД со низок напон. Со овој термин се назначени многу различни уреди, и од технолошка и од гледна точка на употреба. Нисконапонските СПД се модуларни за лесно да се инсталираат во разводни табли. Постојат и СПД прилагодливи на приклучоци за напојување, но овие уреди имаат мал капацитет за празнење.

• СПД за комуникациски мрежи. Овие уреди ги штитат телефонските мрежи, преклопните мрежи и мрежите за автоматско управување (автобус) од пренапони што доаѓаат однадвор (молња) и оние внатрешни на мрежата за напојување (опрема за загадување, работа на разводни уреди и сл.) Таквите СПД исто така се инсталирани во RJ11, RJ45,… приклучоци или интегрирани во товари.

забелешки

1. Низа на испитување според стандардот IEC 61643-11 за SPD заснован на MOV (варистор). Вкупно 19 импулси кај I_n:

• Еден позитивен импулс
• Еден негативен импулс
• 15 импулси синхронизирани на секои 30 ° на напонот од 50 Hz
• Еден позитивен импулс
• Еден негативен импулс

2. за СПД тип 1, по 15 импулси кај I_n (видете претходна белешка):

• Еден импулс на 0.1 x I_{немирник}
• Еден импулс на 0.25 x I_{немирник}
• Еден импулс на 0.5 x I_{немирник}
• Еден импулс на 0.75 x I_{немирник}
• Еден импулс кај мене_{немирник}

Дизајн на системот за заштита на електрична инсталација
Дизајн правила на системот за заштита на електрична инсталација

За да се заштити електрична инсталација во зграда, важат едноставни правила за избор на

• СПД (и);
• неговиот систем на заштита.

За системот за дистрибуција на електрична енергија, главните карактеристики што се користат за дефинирање на системот за заштита од гром и избор на СПД за заштита на електрична инсталација во зграда се:

• СПД
• количина на СПД
• тип
• ниво на изложеност за да се дефинира максималната струја на празнење на СПД.
• Уред за заштита од краток спој
• максимална струја на празнење Imax;
• струја на краток спој Isc на местото на инсталација.

Логичкиот дијаграм на слика Ј20 подолу го илустрира ова правило на дизајнот.

Сл. Ј20 - Логички дијаграм за избор на систем за заштита

Останатите карактеристики за избор на СПД се претходно дефинирани за електрична инсталација.

• број на столбови во СПД;
• ниво на заштита на напон U_P;
• U_C: Максимален континуиран работен напон.

Овој под-дел Дизајн на системот за заштита на електрична инсталација подетално ги опишува критериумите за избор на системот за заштита според карактеристиките на инсталацијата, опремата што треба да се заштити и околината.

Елементи на системот за заштита

СПД секогаш мора да се инсталира на потеклото на електричната инсталација.

Локација и вид на СПД

Видот на СПД што треба да се инсталира на потеклото на инсталацијата зависи од тоа дали постои или не постои систем за заштита од гром. Ако зградата е опремена со систем за заштита од гром (според IEC 62305), треба да се инсталира СПД од типот 1.

За СПД инсталиран на влезниот крај на инсталацијата, стандардите за инсталација IEC 60364 утврдуваат минимални вредности за следниве 2 карактеристики:

• Номинална струја на празнење I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Ниво на заштита од напон U_P(кај јас_n) <2.5 kV.

Бројот на дополнителни СПД што треба да се инсталираат се одредува со:

• големината на локацијата и тешкотијата при инсталирање на сврзувачки спроводници. На големи страници, од суштинско значење е да се инсталира СПД на влезниот крај од секоја ограда за дистрибуција.
• растојанието што ги одделува чувствителните оптоварувања што треба да бидат заштитени од уредот за заштита на влезниот крај. Кога товарите се наоѓаат на повеќе од 10 метри оддалеченост од заштитниот уред за влез, потребно е да се обезбеди дополнителна фина заштита што е можно поблиску до чувствителните оптоварувања. Феномените на рефлексија на бран се зголемуваат од 10 метри, видете Ширење на молња бран
• ризикот од изложеност. Во случај на многу изложена локација, СПД на крајот на влезот не може да обезбеди и висок проток на струја од гром и доволно ниско ниво на заштита на напон. Особено, СПД Тип 1 е генерално придружено со СПД Тип 2.

Табелата на слика Ј21 подолу го покажува количеството и видот на СПД што треба да се постави врз основа на двата фактори дефинирани погоре.

Сл. Ј21 - 4-те случаи на имплементација на СПД

Заштита распределени нивоа

Неколку нивоа на заштита на СПД овозможува дистрибуција на енергијата меѓу неколку СПД, како што е прикажано на Слика Ј22, во која се предвидени трите типа на СПД:

• Тип 1: кога зградата е опремена со систем за заштита од гром и се наоѓа на влезниот крај од инсталацијата, таа апсорбира многу голема количина на енергија;
• Тип 2: апсорбира преостанати пренапони;
• Тип 3: обезбедува „фина“ заштита доколку е потребно за најчувствителната опрема лоцирана многу близу до товарите.

Забелешка: СПД од типот 1 и 2 може да се комбинира во еден СПД
Сл. Ј22 - Архитектура за фина заштита

Заеднички карактеристики на СПД според карактеристиките на инсталацијата
Максимален континуиран работен напон Uc

Во зависност од системскиот аранжман за заземјување, максималниот континуиран работен напон U_C на СПД мора да биде еднаква или поголема од вредностите прикажани на табелата на Слика Ј23.

Сл. Ј23 - предвидена минимална вредност на У._C за СПД во зависност од системскиот аранжман за заземјување (заснован на Табела 534.2 од IEC 60364-5-53 стандардот)

N / A: не се применува
U: напон од линија до линија на нисконапонскиот систем
а овие вредности се поврзани со најлоши услови на грешка, затоа, толеранцијата од 10% не се зема предвид.

Најчестите вредности на UC избрани според системскиот аранжман за заземјување.
ТТ, ТН: 260, 320, 340, 350 В.
ИТ: 440, 460 В.

Ниво на заштита од напон U_P (кај јас_n)

Стандардот IEC 60364-4-44 помага при избор на ниво на заштита Горе за СПД во функција на оптоварувањата што треба да се заштитат. Табелата на слика J24 ја покажува способноста на импулсот да издржи на секој вид опрема.

Сл. J24 - Потребен номинален импулсен напон на опремата Uw (табела 443.2 од IEC 60364-4-44)

а Според IEC 60038: 2009 година.
б Овој номинален импулсен напон се применува помеѓу живите спроводници и PE.
в Во Канада и САД, за напон на земјата поголем од 300 V, важи номиналниот импулсен напон што одговара на следниот највисок напон во оваа колона.
г. За операции на ИТ системи на 220-240 V, се користи редот 230/400, поради напонот на земјата при дефект на земјата на една линија.

Сл. J25 - категорија на опрема со пренапон

	Опрема од категоријата пренапон Јас сум погоден само за употреба при фиксна инсталација на згради каде што се применуваат заштитни средства надвор од опремата - да се ограничат преодните пренапони на одреденото ниво. Примери за таква опрема се оние што содржат електронски кола како компјутери, апарати со електронски програми итн.
	Опремата од категоријата II на пренапон е погодна за поврзување со фиксната електрична инсталација, обезбедувајќи нормален степен на достапност, нормално потребен за опремата што користи струја. Примери за таква опрема се апарати за домаќинство и слични товари.
	Опремата од категоријата III на пренапон е за употреба при фиксна инсталација низводно, вклучително и главната плоча за дистрибуција, обезбедувајќи висок степен на достапност. Примери за ваква опрема се дистрибутивни плочи, прекинувачи, системи за ожичување вклучувајќи кабли, шини, разводни кутии, прекинувачи, приклучоци) во фиксната инсталација и опрема за индустриска употреба и друга опрема, на пр. Стационарни мотори со трајно поврзување со фиксната инсталација.
	Опрема од категорија IV на пренапон е погодна за употреба во, или во непосредна близина на потеклото на инсталацијата, на пример низводно од главната плоча за дистрибуција. Примери за таква опрема се бројачите на електрична енергија, примарните уреди за заштита од прекумерна струја и единиците за контрола на бранувањата.

„Инсталираниот“ У_P перформансите треба да се споредат со способноста на товарите да издржат импулс.

СПД има ниво на заштита на напон U_P тоа е суштинско, односно дефинирано и тестирано независно од неговата инсталација. Во пракса, за избор на У._P перформанси на СПД, мора да се земе безбедносна граница за да се овозможат пренапони својствени за инсталирање на СПД (види слика J26 и Поврзување на уред за заштита од пренапони).

Сл. J26 - инсталиран U_P

„Инсталирано“ ниво на заштита на напон U_P генерално усвоен за заштита на чувствителната опрема во електрични инсталации 230/400 V е 2.5 kV (категорија II на пренапон, видете ја слика Сл. J27).

Забелешка:
Ако пропишаното ниво на заштита од напон не може да се постигне со СПД на дојдовен крај или ако чувствителните уреди се далечински (видете Елементи на системот за заштита # Локација и тип на СПД Локација и тип на СПД, треба да се инсталира дополнителен координиран СПД за да се постигне потребно ниво на заштита.

Број на столбови

• Во зависност од системскиот аранжман за заземјување, потребно е да се обезбеди СПД архитектура што обезбедува заштита во вообичаен режим (СМ) и диференцијален режим (ДМ).

Сл. J27 - Потреби за заштита според системскиот аранжман за заземјување

а Заштитата помеѓу фазата и неутралната или може да биде вклучена во СПД поставена на потеклото на инсталацијата или да се оддалечи близу до опремата што треба да се заштити
б Доколку е дистрибуиран неутрален

Забелешка:

Пренапон во заеднички режим
Основна форма на заштита е да се инсталира СПД во заеднички режим помеѓу фазите и ПЕ (или ПЕН) спроводникот, без оглед на видот на системот за заземјување што се користи.

Пренапон во режим на диференцијал
Во системите TT и TN-S, заземјувањето на неутралниот резултат резултира во асиметрија заради импедансите на земјата што доведува до појава на напон во диференцијален режим, иако пренапонот предизвикан од удар на гром е вообичаен режим.

2P, 3P и 4P СПД
(види Сл. Ј28)
Овие се прилагодени на ИТ, TN-C, TN-CS системите.
Тие обезбедуваат заштита само од прекумерни напони во вообичаен режим

Слика J28 - 1P, 2P, 3P, 4P SPD

1P + N, 3P + N СПД
(види Сл. Ј29)
Овие се прилагодени на системите TT и TN-S.
Тие обезбедуваат заштита од прекумерни напони во вообичаен и диференцијален режим

Сл. J29 - 1P + N, 3P + N SPD

Избор на СПД од типот 1
Импулсна струја Iimp

• Кога нема национални прописи или специфични прописи за видот на објектот што треба да се заштити: импулсната струја Iimp треба да биде најмалку 12.5 kA (бран 10/350 μs) по гранка во согласност со IEC 60364-5-534.
• Каде што постојат прописи: стандардот IEC 62305-2 дефинира 4 нивоа: I, II, III и IV

Табелата на слика Ј31 ги прикажува различните нивоа на I_{немирник} во регулаторниот случај.

Сл. J30 - Основен пример за избалансиран I_{немирник} дистрибуција на струја во 3фазен систем

Сл. Ј31 - Табела на I_{немирник} вредности според нивото на заштита на напонот на зградата (засновано на IEC / EN 62305-2)

Автоизгаснете ја следат струјата I_fi

Оваа карактеристика е применлива само за СПД со технологија на искра. Автоегаснувањето ја следи струјата I_fi секогаш мора да биде поголема од потенцијалната струја на краток спој I_sc на местото на инсталација.

Избор на СПД од типот 2
Максимална струја на празнење Imax

Максималната струја на празнење Imax се дефинира во согласност со проценетото ниво на изложеност во однос на локацијата на зградата.
Вредноста на максималната струја на празнење (Imax) се одредува со анализа на ризик (видете ја табелата на слика J32).

Сл. J32 - препорачана максимална струја на празнење Imax според нивото на изложеност

Избор на надворешен уред за заштита од краток спој (SCPD)

Заштитните уреди (термички и краток спој) мора да бидат координирани со СПД за да се обезбеди сигурна работа, т.е.
обезбеди континуитет на услугата:

• издржат бранови на струјата
• не генерираат прекумерен преостанат напон.

обезбедете ефикасна заштита од сите видови на прекумерна струја:

• преоптоварување по термички бегство на варистор;
• краток спој со слаб интензитет (импедантен);
• краток спој со висок интензитет.

Ризици што треба да се избегнуваат на крајот на животот на СПД
Поради стареење

Во случај на природен крај на животот поради стареење, заштитата е од термички тип. СПД со варистори мора да има внатрешен дисконектор што го оневозможува СПД.
Забелешка: Крајот на животот преку термички бегство не се однесува на СПД со цевка за испуштање гас или капсулирана искра.

Поради дефект

Причините за крајот на животот поради дефект на краток спој се:

• Надминат е максималниот капацитет на празнење. Овој дефект резултира во силен краток спој.
• Дефект што се должи на системот за дистрибуција (неутрално / фазно префрлување, неутрално исклучување).
• Постепено влошување на варисторот.
  Последните две грешки резултираат во непосреден краток спој.
  Инсталацијата мора да биде заштитена од оштетување што произлегува од овие видови дефекти: внатрешниот (термички) исклучувач дефиниран погоре нема време да се загрее, па оттаму и да работи.
  Треба да се инсталира посебен уред наречен „надворешен уред за заштита од краток спој (надворешен SCPD)“, способен да го елиминира краток спој. Може да се спроведе од прекинувач или уред за осигурувачи.

Карактеристики на надворешниот SCPD

Надворешната СЦПД треба да биде координирана со СПД. Тој е дизајниран да ги задоволи следниве две ограничувања:

Издржат молња струја

Издржливоста на струјата на молњата е основна карактеристика на надворешниот Уред за заштита од краток спој на SPD.
Надворешниот SCPD не смее да се сопнува на 15 последователни импулсни струи на In.

Издржат струја на краток спој

• Капацитетот на кршење се определува со правилата за инсталација (IEC 60364 стандард):
  Надворешниот SCPD треба да има капацитет на прекин еднаков или поголем од потенцијалната струја на краток спој Isc на точката на инсталација (во согласност со стандардот IEC 60364).
• Заштита на инсталацијата од кратки споеви
  Особено, непосредниот краток спој троши многу енергија и треба да се отстрани многу брзо за да се спречи оштетување на инсталацијата и на СПД.
  Правилната асоцијација помеѓу СПД и неговата надворешна СЦПД мора да ја даде производителот.

Режим на инсталација за надворешниот SCPD
Уред „во серија“

SCPD е опишан како „во серија“ (види Сл. J33) кога заштитата ја изведува генералниот уред за заштита на мрежата што треба да се заштити (на пример, прекинувач за поврзување низводно од инсталацијата).

Сл. J33 - SCPD „во серија“

Уред „паралелно“

SCPD е опишан како „паралелен“ (види Сл. J34) кога заштитата се изведува специјално од заштитен уред поврзан со SPD.

• Надворешниот SCPD се нарекува „прекинувач за исклучување“ ако функцијата ја извршува прекинувач.
• Прекинувачот за исклучување може да биде интегриран во СПД.

Сл. J34 - SCPD „паралелно“

Забелешка:
Во случај на СПД со цевка за испуштање гас или капсулирана искра на искра, SCPD дозволува струја да се намали веднаш по употребата.

Гаранција за заштита

Надворешниот SCPD треба да биде координиран со СПД и тестиран и гарантиран од производителот на СПД во согласност со препораките на IEC 61643-11 стандардот. Исто така, треба да се инсталира во согласност со препораките на производителот. Како пример, видете ги табелите за координација Електричен SCPD + SPD.

Кога овој уред е интегриран, сообразноста со стандардот на производот IEC 61643-11 природно обезбедува заштита.

Сл. J35 - СПД со надворешен SCPD, неинтегриран (iC60N + iPRD 40r) и интегриран (iQuick PRD 40r)

Резиме на карактеристиките на надворешните SCPD

Детална анализа на карактеристиките е дадена во делот Детални карактеристики на надворешниот SCPD.
Табелата на слика J36 покажува, на пример, резиме на карактеристиките според различните видови на надворешни SCPD.

Сл. J36 - Карактеристики на заштитата на крајот на животот на СПД од типот 2 според надворешните SCPD

Режим на инсталација за надворешниот SCPD	Во серија	Паралелно
		Поврзано со заштита од осигурувачи	Поврзано со заштитата на прекинувачот	Интегрирана заштита на прекинувачот
Заштита од пренапон на опремата	=	=	=	=
	СПД задоволително ја штитат опремата, без оглед на видот на поврзаната надворешна СЦДП
Заштита на инсталацијата на крајот на животот	-	=	+	+ +
	Не е можна гаранција за заштита	Гаранција на производителот		Целосна гаранција
		Заштита од кратки споеви на импеданса не е добро обезбедена	Совршено е обезбедена заштита од кратки споеви
Континуитет на услугата на крајот на животот	- -	+	+	+
	Комплетната инсталација е исклучена	Само колото СПД е исклучено
Одржување на крајот на животот	- -	=	+	+
	Потребно е исклучување на инсталацијата	Промена на осигурувачи	Итно ресетирање

СПД и табела за координација на заштитниот уред

Табелата на слика Ј37 подолу ја покажува координацијата на прекинувачите за исклучување (надворешен SCPD) за СПД-типови 1 и 2 од марката XXX Electric за сите нивоа на струи на краток спој.

Координацијата помеѓу СПД и неговите прекинувачи за исклучување, назначена и загарантирана од Електрик, обезбедува сигурна заштита (издржат молња, засилена заштита на струи на краток спој на импеданса, итн.)

Сл. J37 - Пример за табела за координација помеѓу СПД и нивните прекинувачи за исклучување. Секогаш повикувајте се на најновите табели обезбедени од производители.

Координација со уреди за заштита од горниот тек

Координација со уреди за заштита од прекумерна струја
Во електрична инсталација, надворешниот SCPD е апарат идентичен со заштитниот апарат: ова овозможува да се применат техники на селективност и каскада за техничко и економско оптимизирање на планот за заштита.

Координација со уреди за преостаната струја
Ако СПД е инсталиран низводно од уред за заштита од истекување на земја, тој треба да биде од типот „си“ или селективен со имунитет на пулсни струи од најмалку 3 kA (8/20 μs тековен бран).

Инсталација на уред за заштита од пренапони
Поврзување на уред за заштита од пренапони

Поврзувањата на СПД со товарите треба да бидат колку што е можно пократки за да се намали вредноста на нивото на заштита од напон (инсталирано нагоре) на терминалите на заштитената опрема.

Вкупната должина на СПД врските со мрежата и блокот на приклучокот за земја не треба да надминува 50 см.

Една од основните карактеристики за заштита на опремата е максималното ниво на заштита од напон (инсталирано нагоре) што опремата може да го издржи на нејзините терминали. Соодветно на тоа, треба да се избере СПД со ниво на заштита на напон Горе, прилагодено на заштитата на опремата (види Сл. J38). Вкупната должина на спроводниците за поврзување е

L = L1 + L2 + L3.

За високофреквентни струи, импедансата по единица должина на оваа врска е приближно 1 µH / m.

Оттука, применувајќи го законот на Ленц за оваа врска: ΔU = L di / dt

Нормализираниот струен бран од 8/20 μs, со тековна амплитуда од 8 kA, соодветно создава пораст на напон од 1000 V на метар кабел.

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

Сл. J38 - Поврзувања на СПД L <50 см

Како резултат, напонот низ терминалите на опремата, U опремата, е:
U опрема = Горе + U1 + U2
Ако L1 + L2 + L3 = 50 cm, а бранот е 8/20 µs со амплитуда од 8 kA, напонот преку терминалите на опремата ќе биде до + 500 V.

Поврзување во пластичен комплет

Сликата J39 подолу покажува како да поврзете SPD во пластично куќиште.

Сл. J39 - Пример за поврзување во пластично куќиште

Поврзување во метален комплет

Во случај на склоп на разводна опрема во метален комплет, може да биде мудро да го поврзете SPD директно со металниот комплет, при што куќиштето се користи како заштитен спроводник (види Сл. J40).
Овој аранжман е во согласност со стандардот IEC 61439-2 и производителот на склопот мора да провери дали карактеристиките на куќиштето ја овозможуваат оваа употреба.

Сл. J40 - Пример за поврзување во метален комплет

Пресек на спроводникот

Препорачаниот минимален пресек на спроводникот ги зема предвид:

• Нормалната услуга што треба да се обезбеди: Проток на бранот на струјата на молњата под максимален пад на напон (правило од 50 см).
  Забелешка: За разлика од апликациите на 50 Hz, феноменот на молња е висока фреквенција, зголемувањето на пресекот на спроводникот не ја намалува неговата импеданса на висока фреквенција.
• Проводниците издржуваат на струи на краток спој: Проводникот мора да се спротивстави на струја на краток спој за време на максималното време на прекинување на системот за заштита.
  IEC 60364 препорачува при влезниот крај на инсталацијата минимален пресек на:
• 4 mm2 (Cu) за поврзување на SPD тип 2;
• 16 mm2 (Cu) за поврзување на SPD тип 1 (присуство на систем за заштита од гром).

Примери за добри и лоши инсталации на СПД

Сл. J41 - Примери за добри и лоши инсталации на СПД

Дизајнот на инсталацијата на опремата треба да се изврши во согласност со правилата за инсталација: должината на каблите треба да биде помала од 50 см.

Правила за каблирање на Уредот за заштита од пренапон
Правило 1

Првото правило што треба да се усогласи е дека должината на SPD врските помеѓу мрежата (преку надворешниот SCPD) и терминалниот блок за заземјување не треба да надминува 50 см.
Слика J42 ги прикажува двете можности за поврзување на СПД.
Сл. J42 - СПД со посебен или интегриран надворешен SCPD

Правило 2

Проводници на заштитени фидери кои заминуваат:

• треба да бидат поврзани со терминалите на надворешниот SCPD или SPD;
• треба да се одделат физички од загадените влезни спроводници.

Тие се наоѓаат десно од терминалите на СПД и СЦПД (види слика Ј43).

Сл. Ј43 - Врските на заштитените фидери што излегуваат се надесно од терминалите на СПД

Правило 3

Доводните проводници за фаза на напојување, неутрални и заштитни (PE) треба да работат еден покрај друг со цел да се намали површината на јамката (види Сл. J44).

Правило 4

Влезните спроводници на СПД треба да бидат оддалечени од заштитените проводници што излегуваат, за да се избегне нивно загадување со спојување (види Сл. J44).

Правило 5

Каблите треба да се закачат на металните делови од куќиштето (доколку ги има) со цел да се минимизира површината на јамката на рамката и оттаму да има корист од заштитен ефект од нарушувања на ЕМ.

Во сите случаи, мора да се провери дали рамките на разводни табли и куќишта се заземјуваат преку многу кратки врски.

Конечно, ако се користат заштитени кабли, треба да се избегнуваат големи должини, бидејќи тие ја намалуваат ефикасноста на заштитниот кабел (види Сл. J44).

Сл. J44 - Пример за подобрување на ЕМС со намалување на површините на јамката и заедничката импеданса во електричното куќиште

Заштита од пренапон Примери за примена

Пример за апликација СПД во Супермаркет

Сл. J46 - Телекомуникациска мрежа

Решенија и шематски дијаграм

• Водичот за избор на прекинувачи на пренапони овозможи да се одреди прецизната вредност на прекинувачот на пренапони на влезниот крај на инсталацијата и на поврзаниот прекинувач за исклучување.
• Како чувствителни уреди (У._{немирник} <1.5 kV) се наоѓаат на повеќе од 10m од уредот за влезна заштита, аранжманите за пренапони на фина заштита мора да бидат инсталирани што е можно поблиску до оптоварувањата.
• За да се обезбеди подобар континуитет на услугата за ладните простории: прекинувачи за преостаната струја од типот „си“ ќе се користат за да се избегне сопнување на непријатност предизвикано од порастот на потенцијалот на земјата како што поминува бранот бран.
• За заштита од пренапони во атмосферата: 1, инсталирајте прекинувач за пренапони во главната разводна табла. 2, во секоја разводна табла (1 и 2) инсталирајте фин заштита на пренапон на напон, снабдувајќи ги чувствителните уреди поставени на повеќе од 10 метри од влезниот прекинувач за пренапони. 3, инсталирајте прекинувач за пренапони на телекомуникациската мрежа за да ги заштитите испорачаните уреди, на пример, аларми за пожар, модеми, телефони, факсови.

Препораки за каблирање

• Обезбедете ја потенцијалноста на завршувањата на земјата на зградата.
• Намалете ги областите на кабелот за напојување со јамка.

Препораки за инсталација

• Инсталирајте прекинувач за пренапони, јас_макс = 40 kA (8/20 µs) и прекинувач за исклучување iC60 оценет на 40 А.
• Инсталирајте пренапони на фини заштити, јас_макс = 8 kA (8/20 µs) и придружните прекинувачи за исклучување iC60 со номинална вредност од 10 A

Сл. J46 - Телекомуникациска мрежа

СПД за фотоволтаични апликации

Во електрични инсталации може да се појави пренапон од различни причини. Може да биде предизвикано од:

• Дистрибутивната мрежа како резултат на молња или каква било извршена работа.
• Удари на гром (во близина или на згради и PV инсталации или на громобрански проводници).
• Варијации во електричното поле поради молња.

Како и сите надворешни структури, ФВ инсталациите се изложени на ризик од гром кој варира од регион до регион. Треба да има системи и уреди за превенција и апсење.

Заштита со еквипотенцијално поврзување

Првата заштита што треба да се постави е медиум (спроводник) кој обезбедува еднакво потенцијално поврзување помеѓу сите проводни делови на PV инсталација.

Целта е да се спојат сите заземјувани спроводници и метални делови и така да се создаде еднаков потенцијал на сите точки во инсталираниот систем.

Заштита од уреди за заштита од пренапони (СПД)

СПД се особено важни за заштита на чувствителната електрична опрема како што е AC / DC инверторот, уредите за следење и PV модулите, но исто така и друга чувствителна опрема напојувана од електричната дистрибутивна мрежа 230 VAC. Следниот метод за проценка на ризикот се заснова на проценка на критичната должина Lcrit и неговата споредба со L кумулативната должина на dc линиите.
Заштита на СПД е потребна ако L ≥ Lcrit.
Lcrit зависи од видот на PV инсталацијата и се пресметува како што е утврдена следната табела (Слика J47):

Сл. J47 - избор на СПД ДЦ

L е збир од:

• збир на растојанија помеѓу инверторот (и) и разводната кутија (а), земајќи предвид дека должината на кабелот лоциран во истиот канал се брои само еднаш, и
• збирот на растојанија помеѓу разводната кутија и точките на поврзување на фотоволтаичните модули што ја формираат низата, земајќи предвид дека должината на кабелот лоциран во истиот канал се брои само еднаш.

Ng е густина на молња во лак (број на удари / км2 / година).

Сл. J48 - избор на СПД

Заштита на СПД
Локација	PV модули или кутии со низа		Инвертер ДЦ страна	Страна на инверторот наизменична струја		Главна табла
	LDC			LAC		Громобран
Критериуми	<10 м	> 10 м		<10 м	> 10 м	Да	Не
Вид на СПД	Нема потреба	„СПД 1“ Тип 2 [а]	„СПД 2“ Тип 2 [а]	Нема потреба	„СПД 3“ Тип 2 [а]	„СПД 4“ Тип 1 [а]	„СПД 4“ Напишете 2 ако Ng> 2.5 и надземна линија

[а] 1 2 3 4 Растојанието за одделување тип 1 според EN 62305 не се почитува.

Инсталирање на СПД

Бројот и локацијата на СПД од страната на еднонасочна струја зависи од должината на каблите помеѓу соларните панели и инверторот. СПД треба да се инсталира во близина на инверторот ако должината е помала од 10 метри. Ако е поголема од 10 метри, неопходен е втор СПД и треба да се наоѓа во кутијата близу до сончевиот панел, првиот се наоѓа во областа на инверторот.

За да бидат ефикасни, каблите за поврзување на СПД со мрежата L + / L- и помеѓу блокот за заземјување и заземјувачката шина на СПД треба да бидат што е можно пократки - помалку од 2.5 метри (d1 + d2 <50 cm).

Безбедно и сигурно производство на фотоволтаична енергија

Во зависност од растојанието помеѓу делот „генератор“ и делот „конверзија“, можеби ќе биде потребно да се инсталираат два или повеќе аларми за да се обезбеди заштита на секој од двата дела.

Сл. J49 - локација за СПД

Технички додатоци за заштита од пренапони

Стандарди за заштита од гром

Стандардните делови IEC 62305 од 1 до 4 (NF EN 62305 делови од 1 до 4) ги реорганизираат и ажурираат стандардните публикации IEC 61024 (серија), IEC 61312 (серија) и IEC 61663 (серија) за системите за заштита од гром.

Дел 1 - Општи принципи

Овој дел претставува општи информации за молњата и неговите карактеристики и општи податоци и ги воведува другите документи.

Дел 2 - Управување со ризик

Овој дел ја претставува анализата што овозможува да се пресмета ризикот за структурата и да се утврдат различните сценарија за заштита со цел да се овозможи техничка и економска оптимизација.

Дел 3 - Физичко оштетување на конструкциите и опасност по живот

Овој дел ја опишува заштитата од директни удари од гром, вклучително и системот за заштита од гром, долен спроводник, заземјување, потенцијалност и оттаму СПД со еквипотенцијално поврзување (Тип 1 СПД).

Дел 4 - Електрични и електронски системи во рамките на структурите

Овој дел ја опишува заштитата од предизвиканите ефекти на молњата, вклучително и системот за заштита од СПД (Видови 2 и 3), заштитен кабел, правила за инсталација на СПД итн.

Оваа серија на стандарди е дополнета со:

• серијата стандарди IEC 61643 за дефинирање на производи за заштита од пренапони (видете Компоненти на СПД);
• серијата стандарди IEC 60364-4 и -5 за примена на производите во електричните инсталации на ЛВ (видете Индикација за крај на животот на СПД).

Компонентите на СПД

СПД главно се состои од (види Сл. J50):

1. една или повеќе нелинеарни компоненти: живиот дел (варистор, цевка за испуштање гас [ГДТ] итн.);
2. термички заштитен уред (внатрешен дисконектор) кој го штити од термички бегство на крајот на животот (СПД со варистор);
3. индикатор што означува крај на животот на СПД; Некои СПД овозможуваат далечинско пријавување на оваа индикација;
4. надворешен SCPD кој обезбедува заштита од кратки кола (овој уред може да се интегрира во SPD).

Сл. J50 - дијаграм на СПД

Технологијата на делот во живо

Неколку технологии се достапни за спроведување на делот во живо. Секој од нив има предности и недостатоци:

• Зенер диоди;
• Цевка за испуштање на гас (контролирана или не контролирана);
• Варистор (варистор на цинк оксид [ZOV]).

Табелата подолу ги прикажува карактеристиките и аранжманите на 3 најчесто користени технологии.

Сл. J51 - Резиме табела за перформанси

Компонента	Гасна цевка (GDT)	Капсулирана искра	Варистор на цинк оксид	ГДТ и варистор во серија	Паралелно капсулирана празнина на искрата и варистор
карактеристики
Работен режим	Префрлување на напон	Префрлување на напон	Ограничување на напон	Прекинување на напон и ограничување во серија	Паралелно префрлување и ограничување на напон
Оперативни криви
апликација	Телеком мрежа LV мрежа (поврзано со варистор)	LV мрежа	LV мрежа	LV мрежа	LV мрежа
Тип на СПД	тип 2	тип 1	Тип 1 или Тип 2	Тип 1+ Тип 2	Тип 1+ Тип 2

Индикација за крајот на животот на СПД

Индикаторите за крај на животот се поврзани со внатрешниот исклучувач и надворешниот SCPD на СПД за да го информираат корисникот дека опремата повеќе не е заштитена од пренапони од атмосферско потекло.

Локална индикација

Оваа функција генерално ја бараат кодовите за инсталација. Индикацијата за крајот на животот се дава со индикатор (светлосен или механички) на внатрешниот исклучувач и / или надворешниот SCPD.

Кога надворешниот SCPD е имплементиран од осигурувачки уред, потребно е да се обезбеди осигурувач со удар и подлога опремена со систем за исклучување за да се обезбеди оваа функција.

Интегриран прекинувач за исклучување

Механичкиот индикатор и положбата на контролната рачка овозможуваат природно означување на крајот на животот.

Локална индикација и далечинско известување

iQuick PRD SPD од марката ХХХ Електрик е од типот „подготвен за жици“ со интегриран прекинувач за исклучување.

Локална индикација

iQuick PRD SPD (види слика J53) е опремен со локални механички индикатори за статусот:

• (црвениот) механички индикатор и положбата на рачката за исклучување на прекинувачот укажуваат на исклучување на СПД;
• (црвениот) механички индикатор на секоја касета означува крај на животот на кертриџот.

Сл. J53 - iQuick PRD 3P + N SPD од марката XXX Electric

Далечинско известување

(види Сл. Ј54)

iQuick PRD SPD е опремен со индикативен контакт што овозможува далечинско пријавување на:

• кертриџ крај на животот;
• недостасува кертриџ и кога е повторно ставен на место;
• дефект на мрежата (краток спој, исклучување на неутрален, фазен / неутрален пресврт);
• локално рачно вклучување.

Како резултат, далечинското следење на работната состојба на инсталираните СПД овозможува да се осигура дека овие заштитни уреди во состојба на подготвеност се секогаш подготвени за работа.

Сл. J54 - Инсталација на индикаторско светло со iQuick PRD SPD

Сл. J55 - Далечинско означување на статусот СПД со употреба на Smartlink

Одржување на крајот на животот

Кога индикаторот за крај на работниот век означува исклучување, SPD (или предметниот кертриџ) мора да се замени.

Во случај на iQuick PRD SPD, одржувањето е олеснето:

• Касетата на крајот на животот (да се замени) е лесно препознатлива од Одделот за одржување.
• Касетата на крајот на животот може да се замени во целосна безбедност затоа што безбедносен уред забранува затворање на прекинувачот за исклучување ако нема касета.

Детални карактеристики на надворешниот SCPD

Издржат струјниот бран

Тековниот бран ги издржува тестовите на надворешните SCPD покажуваат како што следува:

• За дадена оценка и технологија (NH или цилиндричен осигурувач), способноста на издржливоста на струјниот бран е подобра со осигурувач од типот aM (заштита на моторот) отколку со осигурувач од типот gG (општа употреба).
• За даден рејтинг, струјниот бран ја издржува можноста е подобар со прекинувач отколку со осигурувач. Слика J56 подолу ги прикажува резултатите од тестовите на издржливост на напонскиот бран:
• за да се заштити СПД дефиниран за Imax = 20 kA, надворешниот SCPD што треба да се избере е или MCB 16 A или Fuse aM 63 A, Забелешка: во овој случај, осигурувач gG 63 A не е соодветен.
• за да се заштити СПД дефиниран за Imax = 40 kA, надворешниот SCPD што треба да се избере е или MCB 40 A или Fuse aM 125 A,

Сл. J56 - Споредба на способностите на издржлив напон на SCPD за I_макс = 20 kA и јас_макс = 40 kA

Инсталирано ниво на горна заштита

Генерално:

• Падот на напонот преку терминалите на прекинувачот е поголем од оној низ терминалите на осигурувачкиот уред. Ова е затоа што импедансата на компонентите на прекинувачот (термички и магнетни уреди за исклучување) е поголема од онаа на осигурувачот.

Сепак:

• Разликата помеѓу падот на напонот останува мала за струјните бранови што не надминуваат 10 kA (95% од случаите);
• Инсталираното ниво на заштита од напон нагоре, исто така, ја зема предвид и отпорноста на кабелот. Ова може да биде високо во случај на технологија на осигурувачи (заштитен уред оддалечен од СПД) и ниско во случај на технологија на прекинувач (прекинувач близу, па дури и интегриран во СПД).

Белешка: Инсталираното ниво на заштита од напон е збир на падови на напон:

• во СПД;
• во надворешната СЦДП;
• во кабелската опрема

Заштита од кратки споеви на импеданса

Краток спој со импеданса троши многу енергија и треба да се отстрани многу брзо за да се спречи оштетување на инсталацијата и на СПД.

Слика J57 го споредува времето на одговор и ограничувањето на енергијата на системот за заштита од осигурувач од 63 А аМ и прекинувач од 25 А.

Овие два системи за заштита имаат иста способност на издржливост на струја од 8/20 µs (27 kA, соодветно 30 kA).

Сл. Ј57 - Споредба на кривините на ограничувања на времето / струјата и енергијата за прекинувач и осигурувач што имаат иста способност на издржлив бран од 8/20 μs

Ширење на молња бран

Електричните мрежи се со ниска фреквенција и, како резултат, ширењето на напонскиот бран е моментално во однос на фреквенцијата на феноменот: во која било точка на спроводникот, моменталниот напон е ист.

Молнавиот бран е феномен со висока фреквенција (неколку стотици kHz до MHz):

• Бранот молња се шири долж спроводникот со одредена брзина во однос на фреквенцијата на феноменот. Како резултат, во кое било дадено време, напонот ја нема истата вредност на сите точки на медиумот (види Сл. J58).

Сл. J58 - Ширење на молња бран во спроводник

• Промената на медиумот создава феномен на размножување и / или рефлексија на бранот во зависност од:

1. разликата на импедансата помеѓу двата медиуми;
2. фреквенцијата на прогресивниот бран (стрмност на времето на пораст во случај на пулс);
3. должината на медиумот.

Во случај на целосна рефлексија, особено, вредноста на напонот може да се зголеми двојно.

Пример: случај на заштита од СПД

Моделирањето на феноменот применет на бран од молња и тестовите во лабораторијата покажаа дека оптоварување напојувано од 30 m кабел заштитено возводно од СПД при напон нагоре се одржува, како резултат на рефлексија на феномени, максимален напон од 2 x U_P (види Сл. Ј59). Овој напон бран не е енергичен.

Сл. J59 - Одраз на молња бран при завршување на кабел

Поправна акција

Од трите фактори (разлика на импеданса, фреквенција, растојание), единствениот што навистина може да се контролира е должината на кабелот помеѓу СПД и оптоварувањето што треба да се заштити. Колку е поголема оваа должина, толку е поголема одразот.

Општо, за фронтовите на прекумерен напон со кои се соочува зградата, феноменот на рефлексија е значаен од 10 m и може да го удвои напонот од 30 m (види Сл. J60).

Потребно е да се инсталира втор СПД со добра заштита ако должината на кабелот надминува 10 м помеѓу СПД на влезниот крај и опремата што треба да се заштити.

Сл. J60 - Максимален напон на екстремитетот на кабелот според неговата должина до предниот дел на инцидентниот напон = 4kV / нас

Пример на струја на молња во системот ТТ

Заеднички режим СПД помеѓу фаза и ПЕ или фаза и ПЕН е инсталиран без оглед на видот на системскиот аранжман за заземјување (види Сл. Ј61).

Неутралниот отпорник на заземјување R1 што се користи за столбовите има помал отпор од отпорот на заземјување R2 што се користи за инсталација.

Струјата на молњата ќе тече низ колото ABCD до земјата преку најлесната патека. Passе помине низ варисторите V1 и V2 во серија, предизвикувајќи диференцијален напон еднаков на двојно поголем напон на SPD (U_P1 + У_P2) да се појави на терминалите на А и Ц на влезот на инсталацијата во екстремни случаи.

Сл. Ј61 - Само заедничка заштита

За ефективно да се заштитат оптоварувањата помеѓу Ph и N, напонот на диференцијалниот режим (помеѓу A и C) мора да се намали.

Затоа се користи друга СПД архитектура (види Сл. Ј62)

Струјата на молњата тече низ колото ABH кое има помала импеданса од колото ABCD, бидејќи импедансата на компонентата што се користи помеѓу B и H е нула (искра на искра исполнета со гас). Во овој случај, диференцијалниот напон е еднаков на преостанатиот напон на SPD (U_P2).

Сл. Ј62 - Заедничка и диференцијална заштита