Denk aan overspanningsbeveiliging als een uitsmijter in een nachtclub. Hij mag alleen bepaalde mensen binnenlaten en de onruststokers snel weggooien. Interessanter worden? Welnu, een goed overspanningsbeveiligingsapparaat voor het hele huis doet in wezen hetzelfde. Het laat alleen de elektriciteit toe die uw huis nodig heeft en niet de weerbarstige overspanningen van het elektriciteitsnet. Vervolgens beschermt het uw apparaten tegen alle problemen die kunnen optreden als gevolg van pieken in het huis. Overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) voor het hele huis zijn meestal aangesloten op de elektrische servicebox en bevinden zich in de buurt om alle apparaten en elektrische systemen in een huis te beschermen.

80 procent van de pieken in een huis genereren we zelf.

Zoals veel van de overspanningsonderdrukkingsstrips, zijn we gewend dat overspanningsbeveiligers in het hele huis metaaloxidevaristoren (MOV's) gebruiken om stroompieken te overbruggen. MOV's krijgen een slechte rap omdat in surge-strips één surge het nut van een MOV effectief kan beëindigen. Maar in tegenstelling tot die welke in de meeste stroomstootstrips worden gebruikt, zijn die in systemen voor het hele huis gebouwd om grote stroomstoten te overbruggen en kunnen ze jaren meegaan. Volgens experts bieden tegenwoordig meer huizenbouwers overspanningsbeveiliging voor het hele huis als standaardtoevoegingen om zich te onderscheiden en de investeringen van huiseigenaren in elektronische systemen te beschermen - vooral wanneer sommige van die gevoelige systemen door de huizenbouwer kunnen worden verkocht.

Hier zijn 5 dingen die u moet weten over overspanningsbeveiliging in het hele huis:

1. Huizen hebben tegenwoordig meer dan ooit behoefte aan overspanningsbeveiliging voor het hele huis.

“Er is de afgelopen jaren veel veranderd in huis”, zegt onze expert. “Er is veel meer elektronica, en zelfs bij verlichting met leds, als je een led uit elkaar haalt, zit daar een kleine printplaat. Wasmachines, drogers, apparaten hebben tegenwoordig ook printplaten, dus er is tegenwoordig veel meer om in huis te beschermen tegen stroompieken - zelfs de verlichting van het huis. "Er is veel technologie die we op onze huizen aansluiten."

2. Bliksem is niet het grootste gevaar voor elektronica en andere systemen in huis.

"De meeste mensen beschouwen pieken als blikseminslag, maar 80 procent van de pieken is van voorbijgaande aard [korte, intense uitbarstingen] en we genereren ze zelf", zegt de expert. "Ze zijn intern in het huis." Generatoren en motoren zoals die in airconditioningunits en apparaten introduceren kleine pieken in de elektrische leidingen van een huis. "Het komt zelden voor dat een grote stroomstoot apparaten en alles tegelijk uitschakelt", legt Pluemer uit, maar die mini-stroomstoten in de loop van de jaren zullen optellen, de prestaties van elektronica verminderen en hun nuttige levensduur verkorten.

3. Overspanningsbeveiliging in het hele huis beschermt andere elektronica.

U kunt zich afvragen: "Als de meeste schadelijke pieken in een huis afkomstig zijn van machines zoals AC-units en apparaten, waarom zou u zich dan druk maken over overspanningsbeveiliging in het hele huis op het stroomonderbrekerpaneel?" Het antwoord is dat een apparaat of systeem op een speciaal circuit, zoals een airconditioning, de stroomstoot terugstuurt via het stroomonderbrekerpaneel, waar het kan worden overbrugd om al het andere in huis te beschermen, zegt de expert.

4. De overspanningsbeveiliging van het hele huis moet worden gelaagd.

Als een apparaat of apparaat een stroomstoot stuurt door een circuit dat wordt gedeeld met andere apparaten en niet is toegewezen, dan kunnen die andere stopcontacten vatbaar zijn voor een piek, en daarom wilt u het niet alleen bij het elektrische paneel. Overspanningsbeveiliging moet in het huis worden aangebracht om zowel bij de elektrische dienst te zijn om het hele huis te beschermen als op het punt van gebruik om gevoelige elektronica te beschermen. Stroomconditioners met overspanningsonderdrukking, samen met de mogelijkheid om gefilterde stroom te leveren aan audio- / videoapparatuur, worden aanbevolen voor veel thuisbioscoop- en thuisentertainmentsystemen.

5. Waar u op moet letten bij overspanningsbeveiligingsapparatuur voor het hele huis.

De meeste huizen met 120 volt-service kunnen voldoende worden beschermd met een 80kA-nominale overspanningsbeveiliging. De kans is groot dat een huis geen grote pieken van 50kA tot 100kA zal zien. Zelfs blikseminslagen in de buurt die over hoogspanningslijnen reizen, zullen worden verdreven tegen de tijd dat de stroomstoot een huis bereikt. Een huis zal waarschijnlijk nooit een stijging van meer dan 10 kA zien. Een apparaat met een classificatie van 10 kA dat bijvoorbeeld een piek van 10 kA ontvangt, zou zijn MOV-piekstroom-shuntcapaciteit kunnen opgebruiken met die ene piek, dus iets in de orde van grootte van 80 kA zal ervoor zorgen dat het langer meegaat. Woningen met subpanelen moeten een extra bescherming hebben van ongeveer de helft van de kA-classificatie van de hoofdeenheid. Als er veel bliksem is in een gebied of als er een gebouw met zware machines in de buurt is, zoek dan naar een classificatie van 80kA.

Met een belastingsbeheersysteem kunnen industriële management- en facilitaire ingenieurs bepalen wanneer een belasting wordt toegevoegd aan of afgeschaft van een voedingssysteem, waardoor parallelle systemen robuuster worden en de voedingskwaliteit wordt verbeterd voor kritische belastingen op veel energieopwekkingssystemen. In de eenvoudigste vorm maakt belastingsbeheer, ook wel load add / shed of load control genoemd, het verwijderen van niet-kritische belastingen mogelijk wanneer de capaciteit van de voeding is verminderd of niet in staat is om de volledige belasting te ondersteunen.

Hiermee kunt u bepalen wanneer een lading moet worden neergezet of opnieuw moet worden toegevoegd

Als de niet-kritische belastingen worden verwijderd, kunnen kritische belastingen stroom behouden onder omstandigheden waarin ze anders een slechte stroomkwaliteit zouden kunnen ervaren als gevolg van overbelasting of stroom zouden verliezen als gevolg van een beschermende uitschakeling van de stroombron. Het maakt het mogelijk om niet-kritische belastingen uit het stroomopwekkingssysteem te verwijderen op basis van bepaalde omstandigheden, zoals een scenario voor generatoroverbelasting.

Met belastingsbeheer kunnen belastingen worden geprioriteerd en verwijderd of toegevoegd, op basis van bepaalde omstandigheden, zoals generatorbelasting, uitgangsspanning of AC-frequentie. Als op een systeem met meerdere generatoren een generator wordt uitgeschakeld of niet beschikbaar is, maakt belastingsbeheer het mogelijk om belastingen met een lagere prioriteit los te koppelen van de bus.

Het verbetert de voedingskwaliteit en zorgt ervoor dat alle belastingen operationeel zijn

Dit zorgt ervoor dat de kritische belastingen nog steeds operationeel zijn, zelfs met een systeem met een totale capaciteit die lager is dan oorspronkelijk gepland. Door te regelen hoeveel en welke niet-kritische belastingen worden afgeschakeld, kan belastingbeheer het bovendien mogelijk maken om een ​​maximaal aantal niet-kritische belastingen van stroom te voorzien op basis van de werkelijke systeemcapaciteit. In veel systemen kan belastingsbeheer ook de voedingskwaliteit verbeteren.

In systemen met grote motoren kan het starten van de motoren bijvoorbeeld worden versprongen om een ​​stabiel systeem mogelijk te maken wanneer elke motor start. Belastingbeheer kan verder worden gebruikt om een ​​belastingsbank te besturen, zodat wanneer de belastingen onder de gewenste limiet zijn, de belastingsbank kan worden geactiveerd, waardoor een goede werking van de generator wordt gegarandeerd.

Belastingsbeheer kan ook zorgen voor een ontlasting van de belasting, zodat een enkele generator op de bus kan worden aangesloten zonder onmiddellijk overbelast te raken. Belastingen kunnen geleidelijk worden toegevoegd, met een tijdsvertraging tussen het toevoegen van elke belastingprioriteit, waardoor de generator spanning en frequentie tussen de stappen kan herstellen.

Er zijn veel gevallen waarin belastingsbeheer de betrouwbaarheid van een stroomopwekkingssysteem kan verbeteren. Een paar applicaties waar het gebruik van load management kan worden geïmplementeerd, worden hieronder gemarkeerd.

• Standaard parallelsystemen
• Parallelsysteem met dode velden
• Systemen met één generator
• Systemen met speciale emissie-eisen

Standaard parallelsystemen

De meeste standaard parallelle systemen zijn gebruikt voor een bepaald type belastingsbeheer, omdat de belasting moet worden bekrachtigd door een enkele generator voordat de andere ermee kunnen synchroniseren en capaciteit voor stroomopwekking kunnen toevoegen. Verder is die enkele generator mogelijk niet in staat om de stroomvereisten van de gehele belasting te leveren.

Standaard parallelle systemen starten alle generatoren tegelijkertijd, maar ze kunnen niet met elkaar synchroniseren zonder dat een van hen de parallelle bus bekrachtigt. Er wordt één generator gekozen om de bus van stroom te voorzien, zodat de anderen ermee kunnen synchroniseren. Hoewel de meeste generatoren normaal gesproken binnen een paar seconden na het sluiten van de eerste generator zijn gesynchroniseerd en op de parallelle bus zijn aangesloten, is het niet ongebruikelijk dat het synchronisatieproces een minuut duurt, lang genoeg voor een overbelasting om de generator uit te schakelen. zichzelf beschermen.

Andere generatoren kunnen dicht bij de dode bus komen nadat die generator is uitgeschakeld, maar ze zullen dezelfde belasting hebben die ervoor zorgde dat de andere generator overbelast raakte, dus zullen ze zich waarschijnlijk op dezelfde manier gedragen (tenzij de generatoren verschillende groottes hebben). Bovendien kan het moeilijk zijn voor generatoren om te synchroniseren met een overbelaste bus vanwege abnormale spannings- en frequentieniveaus of frequentie- en spanningsschommelingen, dus de integratie van belastingsbeheer kan helpen om extra generatoren sneller online te brengen.

Biedt een goede voedingskwaliteit voor kritische belastingen

Een correct geconfigureerd belastingsbeheersysteem biedt doorgaans een goede stroomkwaliteit aan kritieke belastingen tijdens het synchronisatieproces door ervoor te zorgen dat de online generatoren niet overbelast raken, zelfs als het synchronisatieproces langer duurt dan verwacht. Belastingsbeheer kan op verschillende manieren worden geïmplementeerd. Standaard parallelle systemen worden vaak bestuurd door parallelle schakelinstallaties, deze parallelle schakelinstallatie bevat typisch een programmeerbare logische besturing (PLC) of een ander logisch apparaat dat de volgorde van de werking van het systeem regelt. Het logische apparaat in de parallelle schakelinstallatie kan ook het belastingsbeheer uitvoeren.

Belastingbeheer kan worden uitgevoerd door een afzonderlijk belastingsbeheersysteem, dat kan zorgen voor meting of dat informatie van de parallelgeschakelde schakelinstallaties kan gebruiken om de generatorbelasting en -frequentie te bepalen. Een gebouwbeheersysteem kan ook belastingsbeheer uitvoeren, de belastingen regelen door toezichthoudende besturing en de noodzaak voor schakelaars om de stroom naar hen te onderbreken, overbodig maken.

Parallelsystemen met dode velden

Dode-veld-parallelschakeling verschilt van standaard-parallelschakeling doordat alle generatoren parallel kunnen worden geschakeld voordat hun spanningsregelaars worden geactiveerd en de alternatorvelden worden bekrachtigd.

Als alle generatoren in een parallel systeem met dode velden normaal starten, bereikt het voedingssysteem de nominale spanning en frequentie met volledige energieopwekkingscapaciteit die beschikbaar is om de belasting te leveren. Omdat de normale sequentie voor het parallel schakelen van het dode veld geen enkele generator nodig heeft om de parallelle bus van stroom te voorzien, hoeft het belastingsbeheer de belasting niet te laten vallen tijdens een normale systeemstart.

Net als bij standaard parallelschakelsystemen is het starten en stoppen van individuele generatoren echter mogelijk met dead-field-parallelschakeling. Als een generator uitvalt voor service of om een ​​andere reden stopt, kunnen de andere generatoren alsnog overbelast zijn. Belastingsbeheer kan dus nog steeds nuttig zijn in deze toepassingen, vergelijkbaar met standaard parallelsystemen.

Dode-veld-parallelschakeling wordt meestal uitgevoerd door parallelgeschakelde generatorcontrollers, maar kan ook worden uitgevoerd door een parallelle schakelinstallatie. Parallelgeschakelde generatorcontrollers bieden vaak ingebouwd belastingsbeheer, waardoor de belastingsprioriteiten rechtstreeks door de controllers kunnen worden beheerd en de behoefte aan parallelle schakelinstallaties niet meer nodig is.

Systemen met één generator

Systemen met een enkele generator zijn doorgaans minder gecompliceerd dan hun parallelle tegenhangers. Dergelijke systemen kunnen belastingsbeheer in de generatorcontroller gebruiken om belastingen te regelen wanneer ze onderhevig zijn aan intermitterende belastingen of belastingsvariaties.

Een intermitterende belasting - zoals koelmachines, inductieovens en liften - trekt geen continue stroom, maar kan de stroomvereisten plotseling en aanzienlijk variëren. Belastingsbeheer kan nuttig zijn in situaties waarin de generator in staat is om een ​​normale belasting aan te kunnen, maar onder bepaalde omstandigheden kunnen onderbroken belastingen de totale belasting van het systeem verhogen tot boven het maximale vermogen van de generator, waardoor de vermogenskwaliteit van de generatoruitgang mogelijk nadelig wordt beïnvloed. of het induceren van een beschermende uitschakeling. Belastingbeheer kan ook worden gebruikt om de toepassing van belastingen op de generator te spreiden, waardoor de spannings- en frequentievariatie die wordt veroorzaakt door de inschakelstroom bij grote motorbelastingen, tot een minimum wordt beperkt.

Belastingsbeheer kan ook nuttig zijn als lokale codes een belastingsregelmodule vereisen voor systemen waarbij de nominale generatoruitgangsstroom lager is dan de nominale stroomtoevoer naar de dienst.

Systemen met speciale emissie-eisen

In sommige geografische gebieden zijn er minimale belastingsvereisten voor een generator wanneer deze in bedrijf is. In dit geval kan belastingsbeheer worden gebruikt om de generator te belasten om te helpen voldoen aan de emissievereisten. Voor deze toepassing is het stroomopwekkingssysteem uitgerust met een regelbare loadbank. Het belastingsbeheersysteem is geconfigureerd om verschillende belastingen in de belastingsbank te bekrachtigen om het uitgangsvermogen van het generatorsysteem boven een drempel te houden.

Bepaalde generatorsystemen bevatten een roetfilter (DPF), dat doorgaans moet worden geregenereerd. In sommige gevallen verlagen motoren tot 50% van het nominale vermogen tijdens een regeneratie van het DPF in stilstand, en kunnen ze het belastingsbeheersysteem gebruiken om in die toestand bepaalde belastingen te verwijderen.

Hoewel belastingsbeheer de kwaliteit van de stroomtoevoer naar kritieke belastingen in elk systeem kan verbeteren, kan het vertragingen toevoegen voordat sommige belastingen stroom krijgen, de complexiteit van de installatie vergroten en een aanzienlijke hoeveelheid bedradingsinspanning en kosten voor onderdelen toevoegen, zoals aannemers of stroomonderbrekers. . Hieronder worden enkele toepassingen beschreven waarbij belastingsbeheer niet nodig is.

Enkele generator met de juiste afmetingen

Gewoonlijk is er geen belastingsbeheersysteem nodig op een enkele generator van de juiste grootte, aangezien een overbelastingsconditie onwaarschijnlijk is en het uitschakelen van de generator ertoe zal leiden dat alle belastingen stroom verliezen, ongeacht de prioriteit.

Parallelle generatoren voor redundantie

Belastingsbeheer is over het algemeen niet nodig in situaties waarin er parallelle generatoren zijn en de stroomvereisten van de locatie kunnen worden ondersteund door een van de generatoren, aangezien een generatorstoring alleen zal resulteren in het starten van een andere generator, met slechts een tijdelijke onderbreking van de belasting.

Alle belastingen zijn even kritisch

Op locaties waar alle belastingen even kritisch zijn, is het moeilijk om prioriteit te geven aan de belastingen, waarbij enkele kritische belastingen worden afgeschaft om stroom te blijven leveren aan andere kritische belastingen. In deze toepassing moet de generator (of elke generator in een redundant systeem) de juiste afmetingen hebben om de gehele kritische belasting te ondersteunen.

Schade door elektrische transiënten of pieken is een van de belangrijkste oorzaken van defecten aan elektrische apparatuur. Een elektrische transiënt is een korte duur, de hoogenergetische impuls die wordt gegeven aan het normale elektrische voedingssysteem wanneer er een plotselinge verandering in het elektrische circuit optreedt. Ze kunnen afkomstig zijn uit verschillende bronnen, zowel intern als extern van een faciliteit.

Niet alleen bliksem

De meest voor de hand liggende bron is van bliksem, maar pieken kunnen ook afkomstig zijn van normale schakelhandelingen of onbedoelde aarding van elektrische geleiders (zoals wanneer een bovengrondse hoogspanningslijn op de grond valt). Pieken kunnen zelfs vanuit een gebouw of faciliteit komen van zaken als faxmachines, kopieerapparaten, airconditioners, liften, motoren / pompen of booglassers, om er maar een paar te noemen. In elk geval wordt het normale elektrische circuit plotseling blootgesteld aan een grote dosis energie die een nadelige invloed kan hebben op de apparatuur waaraan stroom wordt geleverd.

Hieronder volgen richtlijnen voor overspanningsbeveiliging om elektrische apparatuur te beschermen tegen de verwoestende effecten van hoogenergetische pieken. Een overspanningsbeveiliging die de juiste afmetingen heeft en is geïnstalleerd, is zeer succesvol in het voorkomen van schade aan apparatuur, vooral voor gevoelige elektronische apparatuur die tegenwoordig in de meeste apparatuur wordt aangetroffen.

Aarding is fundamenteel

Een overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD), ook bekend als een transient voltage surge suppressor (TVSS), is ontworpen om hoge stroompieken naar de grond af te leiden en uw apparatuur te omzeilen, waardoor de spanning die op de apparatuur wordt uitgeoefend, wordt beperkt. Om deze reden is het van cruciaal belang dat uw faciliteit een goed aardingssysteem met lage weerstand heeft, met een enkel aardreferentiepunt waarop de aarding van alle gebouwsystemen is aangesloten.

Zonder een goed aardingssysteem is er geen manier om te beschermen tegen stroompieken. Raadpleeg een bevoegde elektricien om ervoor te zorgen dat uw elektriciteitsdistributiesysteem geaard is in overeenstemming met de National Electric Code (NFPA 70).

Beschermingszones

De beste manier om uw elektrische apparatuur te beschermen tegen hoogenergetische stroompieken, is door SPD's strategisch in uw hele faciliteit te installeren. Aangezien pieken afkomstig kunnen zijn van zowel interne als externe bronnen, moeten SPD's worden geïnstalleerd om maximale bescherming te bieden, ongeacht de locatie van de bron. Om deze reden wordt over het algemeen een "Zone of Protection" -benadering gehanteerd.

Het eerste beschermingsniveau wordt bereikt door een SPD te installeren op de apparatuur voor de hoofdingang (dwz waar de netstroom de faciliteit binnenkomt). Dit biedt bescherming tegen hoge energiepieken die van buitenaf komen, zoals blikseminslag of stroompieken.

De SPD die bij de dienstingang is geïnstalleerd, biedt echter geen bescherming tegen intern gegenereerde pieken. Bovendien wordt niet alle energie van externe pieken naar de grond gedissipeerd door de dienstingangsinrichting. Om deze reden moeten SPD's worden geïnstalleerd op alle verdeelpanelen binnen een faciliteit die stroom leveren aan kritieke apparatuur.

Evenzo zou de derde beschermingszone worden bereikt door lokaal SPD's te installeren voor elk apparaat dat wordt beschermd, zoals computers of computergestuurde apparaten. Elke beschermingszone draagt ​​bij aan de algehele bescherming van de faciliteit, aangezien elke zone helpt om de spanning die wordt blootgesteld aan de beschermde apparatuur verder te verminderen.

Coördinatie van SPD's

De SPD voor de dienstingang vormt de eerste verdedigingslinie tegen elektrische transiënten voor een faciliteit door hoogenergetische, externe pieken naar aarde om te leiden. Het verlaagt ook het energieniveau van de piek die de faciliteit binnenkomt tot een niveau dat kan worden verwerkt door stroomafwaartse apparaten dichter bij de belasting. Daarom is een goede coördinatie van SPD's vereist om beschadiging van SPD's op distributiepanelen of lokaal op kwetsbare apparatuur te voorkomen.

Als er geen coördinatie wordt bereikt, kan overtollige energie door zich voortplantende stroomstoten schade toebrengen aan Zone 2 en Zone 3 SPD's en de apparatuur die u probeert te beschermen, vernietigen.

Het selecteren van de juiste overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD) kan een ontmoedigende taak lijken met alle verschillende typen die tegenwoordig op de markt zijn. De piekwaarde of kA-classificatie van een SPD is een van de meest verkeerd begrepen beoordelingen. Klanten vragen vaak om een ​​SPD om hun 200 Amp-paneel te beschermen en er is een neiging om te denken dat hoe groter het paneel, hoe groter de kA-apparaatclassificatie moet zijn voor bescherming, maar dit is een veel voorkomend misverstand.

Wanneer een golf een paneel binnendringt, maakt het niet uit of kent het de grootte van het paneel. Dus hoe weet u of u een SPD van 50kA, 100kA of 200kA moet gebruiken? Realistisch gezien is de grootste piek die de bedrading van een gebouw kan binnendringen 10kA, zoals uitgelegd in de IEEE C62.41-standaard. Dus waarom zou je ooit een SPD nodig hebben met een rating van 200kA? Eenvoudig gezegd - voor een lang leven.

Dus je zou kunnen denken: als 200kA goed is, dan moet 600kA drie keer beter zijn, toch? Niet noodzakelijk. Op een gegeven moment vermindert de rating het rendement, wat alleen extra kosten oplevert en geen substantieel voordeel oplevert. Aangezien de meeste SPD's op de markt een metaaloxidevaristor (MOV) gebruiken als het belangrijkste beperkende apparaat, kunnen we onderzoeken hoe / waarom hogere kA-waarden worden behaald. Als een MOV geschikt is voor 10 kA en een piek van 10 kA ziet, zou hij 100% van zijn capaciteit gebruiken. Dit kan enigszins worden gezien als een gastank, waar de golf de MOV een beetje zal verslechteren (niet langer 100% vol). Als de SPD nu twee 10kA MOV's parallel heeft, zou deze worden beoordeeld op 20kA.

Theoretisch zullen de MOV's de 10kA-piek gelijkmatig verdelen, dus elk zou 5kA nodig hebben. In dit geval heeft elke MOV slechts 50% van zijn capaciteit gebruikt, waardoor de MOV veel minder wordt afgebroken (waardoor er meer in de tank blijft voor toekomstige pieken).

Bij het selecteren van een SPD voor een bepaalde toepassing, zijn er verschillende overwegingen die moeten worden gemaakt:

Toepassing:

Zorg ervoor dat de SPD is ontworpen voor de beschermingszone waarvoor hij zal worden gebruikt. Een SPD bij de dienstingang moet bijvoorbeeld worden ontworpen om de grotere pieken op te vangen die het gevolg zijn van blikseminslag of het schakelen van nutsvoorzieningen.

Systeemspanning en configuratie

SPD's zijn ontworpen voor specifieke spanningsniveaus en circuitconfiguraties. Uw apparatuur voor service-ingang kan bijvoorbeeld worden geleverd met driefasige stroom van 480/277 V in een vierdraads wye-verbinding, maar een lokale computer is geïnstalleerd op een enkelfasige 120 V-voeding.

Doorlaatspanning

Dit is de spanning waaraan de SPD de beschermde apparatuur kan blootstellen. De mogelijke schade aan apparatuur is echter afhankelijk van hoe lang de apparatuur wordt blootgesteld aan deze doorlaatspanning in relatie tot het ontwerp van de apparatuur. Met andere woorden, apparatuur is over het algemeen ontworpen om gedurende een zeer korte periode een hoge spanning te weerstaan ​​en gedurende een langere periode lagere spanningspieken.

De Federal Information Processing Standards (FIPS) publicatie "Guideline on Electrical Power for Automatic Data Processing Installations" (FIPS Pub. DU294) geeft details over de relatie tussen klemspanning, systeemspanning en piekduur.

Een transiënt op een 480 V-lijn die 20 microseconden duurt, kan bijvoorbeeld oplopen tot bijna 3400V zonder apparatuur die volgens deze richtlijn is ontworpen, te beschadigen. Maar een piek van rond de 2300 V kan 100 microseconden aanhouden zonder schade aan te richten. Over het algemeen geldt: hoe lager de klemspanning, hoe beter de bescherming.

Piekstroom

SPD's zijn geclassificeerd om een ​​bepaalde hoeveelheid stootstroom veilig om te leiden zonder te falen. Deze classificatie varieert van een paar duizend ampère tot 400 kiloamperes (kA) of meer. De gemiddelde stroomsterkte van een blikseminslag is echter slechts ongeveer 20 kA. De hoogst gemeten stroomsterkte is iets meer dan 200 kA. Bliksem die op een hoogspanningslijn valt, zal in beide richtingen reizen, dus slechts de helft van de stroom gaat naar uw faciliteit. Onderweg kan een deel van de stromen via nutsapparatuur naar de aarde worden gedissipeerd.

Daarom is de potentiële stroom bij de dienstingang van een gemiddelde blikseminslag ergens rond de 10 kA. Bovendien zijn bepaalde delen van het land vatbaarder voor blikseminslagen dan andere. Met al deze factoren moet rekening worden gehouden bij het bepalen van de grootte van de SPD die geschikt is voor uw toepassing.

Het is echter belangrijk om te bedenken dat een SPD van 20 kA voldoende kan zijn om te beschermen tegen de gemiddelde blikseminslag en de meeste intern gegenereerde pieken eenmaal, maar een SPD met een classificatie van 100 kA zal in staat zijn om extra pieken op te vangen zonder te hoeven vervangen. de afleider of zekeringen.

Normen

Alle SPD's moeten worden getest in overeenstemming met ANSI / IEEE C62.41 en voor veiligheid worden vermeld volgens UL 1449 (2e editie).

Underwriters Laboratories (UL) vereist dat bepaalde markeringen aanwezig zijn op elke UL-genoteerde of erkende SPD. Enkele parameters die belangrijk zijn en waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van een SPD, zijn onder meer:

SPD-type

gebruikt om de beoogde toepassingslocatie van de SPD te beschrijven, hetzij stroomopwaarts of stroomafwaarts van de belangrijkste overstroombeveiliging van de faciliteit. SPD-typen zijn onder meer:

Typ 1

Een permanent aangesloten SPD bedoeld voor installatie tussen de secundaire zijde van de servicetransformator en de lijnzijde van het overstroomapparaat van de serviceapparatuur, evenals de belastingzijde, inclusief wattuurmeter-contactdoosbehuizingen en SPD's met gegoten behuizing, bedoeld om te worden geïnstalleerd zonder een extern overstroombeveiligingsapparaat.

Typ 2

Een permanent aangesloten SPD bedoeld voor installatie aan de belastingszijde van het overstroomapparaat van de serviceapparatuur, inclusief SPD's op het aftakpaneel en Molded Case SPD's.

Typ 3

SPD's voor gebruikspunt, geïnstalleerd op een minimale geleiderlengte van 10 meter (30 voet) vanaf het elektrische servicepaneel tot het punt van gebruik, bijvoorbeeld snoer aangesloten, directe plug-in, SPD's van het type stopcontact geïnstalleerd op de te beschermen gebruiksapparatuur . De afstand (10 meter) is exclusief de bijgeleverde of gebruikte geleiders voor SPD's.

Typ 4

Componentassemblages -, de componentassemblage die bestaat uit een of meer Type 5-componenten samen met een ontkoppeling (intern of extern) of een middel om te voldoen aan de beperkte huidige tests.

Type 1, 2, 3 componentenassemblages

Bestaat uit een Type 4 componentenassemblage met interne of externe kortsluitbeveiliging.

Typ 5

Overspanningsbeveiligers met discrete componenten, zoals MOV's die op een PWB kunnen worden gemonteerd, met elkaar zijn verbonden door middel van de draden of in een behuizing zijn voorzien van montagemiddelen en bedradingsaansluitingen.

Nominale systeemspanning

Moet overeenkomen met de netspanning op de plaats waar het apparaat moet worden geïnstalleerd

MCOV

De maximale continue bedrijfsspanning, dit is de maximale spanning die het apparaat kan weerstaan ​​voordat geleiding (klemmen) begint. Deze is doorgaans 15-25% hoger dan de nominale systeemspanning.

Nominale ontladingsstroom (I._n)

Is de piekwaarde van de stroom, via de SPD met een stroomgolfvorm van 8/20, waarbij de SPD functioneel blijft na 15 pieken. De piekwaarde wordt door de fabrikant geselecteerd uit een vooraf bepaald niveau dat UL heeft ingesteld. De I (n) -niveaus omvatten 3kA, 5kA, 10kA en 20kA en kunnen ook worden beperkt door het type SPD dat wordt getest.

VPR

Voltage Beschermingsklasse. Een classificatie volgens de laatste herziening van ANSI / UL 1449, die de "naar boven afgeronde" gemiddelde gemeten grensspanning van een SPD aangeeft wanneer de SPD wordt blootgesteld aan de piek die wordt geproduceerd door een 6 kV, 3 kA 8/20 µs gecombineerde golfvormgenerator. VPR is een klemspanningsmeting die naar boven wordt afgerond op een van een gestandaardiseerde waardetabel. De standaard VPR-waarden omvatten 330, 400, 500, 600, 700, enz. Als gestandaardiseerd classificatiesysteem maakt VPR de directe vergelijking mogelijk tussen soortgelijke SPD's (dwz hetzelfde type en dezelfde spanning).

SCCR

Kortsluitstroomclassificatie. De geschiktheid van een SPD voor gebruik op een wisselstroomcircuit dat in staat is om tijdens kortsluiting niet meer te leveren dan een verklaarde symmetrische RMS-stroom bij een aangegeven spanning. SCCR is niet hetzelfde als AIC (Amp Interrupting Capacity). SCCR is de hoeveelheid "beschikbare" stroom waaraan de SPD kan worden blootgesteld en die bij kortsluiting veilig van de stroombron kan worden losgekoppeld. De hoeveelheid stroom die door de SPD wordt "onderbroken", is doorgaans aanzienlijk minder dan de "beschikbare" stroom.

Behuizingsclassificatie

Zorgt ervoor dat de NEMA-classificatie van de behuizing overeenkomt met de omgevingsomstandigheden op de locatie waar het apparaat moet worden geïnstalleerd.

Hoewel ze in de golfbranche vaak als afzonderlijke termen worden gebruikt, zijn transiënten en pieken hetzelfde fenomeen. Transiënten en pieken kunnen stroom, spanning of beide zijn en kunnen piekwaarden hebben van meer dan 10 kA of 10 kV. Ze zijn typisch van zeer korte duur (gewoonlijk> 10 µs & <1 ms), met een golfvorm die een zeer snelle stijging tot de piek vertoont en vervolgens met een veel langzamere snelheid afneemt.

Transiënten en spanningspieken kunnen worden veroorzaakt door externe bronnen zoals bliksem of kortsluiting, of door interne bronnen zoals schakelen van contactgevers, frequentieregelaars, schakelen van condensatoren, enz.

Tijdelijke overspanningen (TOV's) zijn oscillerend

Fase-naar-aarde of fase-naar-fase overspanningen die slechts enkele seconden of zelfs enkele minuten kunnen duren. Bronnen van TOV's zijn onder meer het opnieuw sluiten van fouten, het schakelen van belastingen, verschuivingen van grondimpedantie, enkelfasige fouten en ferroresonantie-effecten om er maar een paar te noemen.

Vanwege hun potentieel hoge spanning en lange duur kunnen TOV's zeer schadelijk zijn voor MOV-gebaseerde SPD's. Een uitgebreide TOV kan permanente schade aan een SPD veroorzaken en het apparaat onbruikbaar maken. Merk op dat, hoewel ANSI / UL 1449 ervoor zorgt dat de SPD onder deze omstandigheden geen veiligheidsrisico's oplevert; SPD's zijn doorgaans niet ontworpen om stroomafwaartse apparatuur te beschermen tegen een TOV-gebeurtenis.

apparatuur is in sommige modi gevoeliger voor transiënten dan in andere

De meeste leveranciers bieden lijn-naar-neutraal (LN), lijn-naar-aarde (LG) en neutraal-naar-aarde (NG) bescherming binnen hun SPD's. En sommige bieden nu line-to-line (LL) bescherming. Het argument is dat, omdat je niet weet waar de transiënt zal optreden, het hebben van alle modi beschermd ervoor zorgt dat er geen schade optreedt. Apparatuur is in sommige modi echter gevoeliger voor transiënten dan in andere.

Bescherming in de LN- en NG-modus is een acceptabel minimum, terwijl de LG-modi de SPD zelfs gevoeliger kunnen maken voor overspanningsuitval. In voedingssystemen met meerdere lijnen bieden LN-aangesloten SPD-modi ook bescherming tegen LL-transiënten. Daarom beschermt een betrouwbaardere, minder complexe SPD met “gereduceerde modus” alle modi.

Multi-mode overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD's) zijn apparaten die uit een aantal SPD-componenten in één pakket bestaan. Deze "modi" van bescherming kunnen worden aangesloten LN, LL, LG en NG over de drie fasen. Het hebben van bescherming in elke modus biedt de bescherming voor de belastingen, in het bijzonder tegen de intern gegenereerde transiënten waar de grond mogelijk niet het geprefereerde retourpad is.

In sommige toepassingen, zoals het toepassen van een SPD bij een dienstingang waar zowel de neutrale als de aardingspunten zijn verbonden, is er geen voordeel van afzonderlijke LN- en LG-modi, maar naarmate je verder in de distributie gaat en er een scheiding is van die gemeenschappelijke NG-binding, de SPD NG-beschermingsmodus zal gunstig zijn.

Hoewel een overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD) met een hogere energieclassificatie conceptueel beter zal zijn, kan het vergelijken van SPD-energieclassificaties (Joule) misleidend zijn. Meer gerenommeerde fabrikanten geven niet langer energielabels. Het energieverbruik is de som van de stootstroom, de stootduur en de SPD-klemspanning.

Bij het vergelijken van twee producten zou het apparaat met een lagere nominale waarde beter zijn als dit het resultaat was van een lagere klemspanning, terwijl het apparaat met een grote energie de voorkeur zou hebben als dit het gevolg zou zijn van het gebruik van een grotere stootstroom. Er is geen duidelijke standaard voor SPD-energiemeting en het is bekend dat fabrikanten long tail pulsen gebruiken om grotere resultaten te leveren die de eindgebruikers misleiden.

Omdat Joule-classificaties gemakkelijk kunnen worden gemanipuleerd, raden veel van de industriestandaarden (UL) en richtlijnen (IEEE) de vergelijking van joules niet aan. In plaats daarvan legden ze de nadruk op de daadwerkelijke prestaties van de SPD's met een test zoals de Nominal Discharge Current-test, die de duurzaamheid van de SPD's test, samen met de VPR-test die de doorlaatspanning weerspiegelt. Met dit soort informatie kan een betere vergelijking tussen de ene SPD en de andere worden gemaakt.