Best practice voor het samen gebruiken van overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD's) en RCD
Overspanningsbeveiligingen (SPD's) en aardlekschakelaars
Als het stroomdistributiesysteem aardlekschakelaars bevat, kan transiënte activiteit ertoe leiden dat aardlekschakelaars gaan werken en dus de stroom uitvallen. Waar mogelijk moeten overspanningsbeveiligingsinrichtingen (SPD's) worden geïnstalleerd stroomopwaarts van de aardlekschakelaar om ongewenste uitschakeling door tijdelijke overspanningen te voorkomen.
Waar overspanningsbeveiligingsinrichtingen zijn geïnstalleerd in overeenstemming met BS 7671 en zich aan de belastingszijde van een aardlekschakelaar bevinden, een RCD die ongevoelig is voor piekstromen van ten minste 3 kA 8/20 worden gebruikt.
BELANGRIJKE AANTEKENINGEN // S-type aardlekschakelaars voldoen aan deze eis. In het geval van stootstromen hoger dan 3 kA 8/20, kan de aardlekschakelaar uitschakelen waardoor de stroomtoevoer wordt onderbroken.
Als de SPD stroomafwaarts van de aardlekschakelaar is geïnstalleerd, moet de aardlekschakelaar van het type met tijdvertraging zijn met een immuniteit voor piekstromen van ten minste 3kA 8/20. Sectie 534.2.2 van BS 7671 beschrijft de minimale SPD-verbindingsvereisten (gebaseerd op de SPD-beschermingsmodi) aan de oorsprong van de installatie (meestal een Type 1 SPD).
Als u niet bekend bent met de werking en typen van overspanningsbeveiligingsmodulen, kunt u beter eerst de basisprincipes van overspanningsbeveiligingsmodulen lezen.
SPD-verbindingstype 1 (CT1)
Een SPD-configuratie op basis van verbindingstype 1 (CT1) is voor Aardingsvoorzieningen TN-CS of TN-S evenals de TT-aardingsregeling waar de SPD stroomafwaarts van de aardlekschakelaar is gemonteerd.
Figuur 1 - Overspanningsbeveiligingsinrichtingen (SPD's) geïnstalleerd aan de belastingzijde van de aardlekschakelaar
Over het algemeen vereisen TT-systemen speciale aandacht omdat ze normaal gesproken hogere aardingsimpedanties hebben die aardfoutstromen verminderen en de uitschakeltijden van Overstroombeveiligingsapparatuur - OCPD's.
Om aan de eisen voor veilige uitschakeltijden te voldoen, worden daarom aardlekschakelaars gebruikt voor aardfoutbeveiliging.
SPD-verbindingstype 2 (CT2)
Een SPD-configuratie op basis van verbindingstype 2 (CT2) is vereist op een TT aardingsopstelling als de SPD zich stroomopwaarts van de RCD bevindt. De aardlekschakelaar die zich stroomafwaarts van de SPD bevindt, zou niet werken als de SPD defect zou raken.
Figuur 2 - Overspanningsbeveiligingsinrichtingen (SPD's) geïnstalleerd aan de toevoerzijde van de aardlekschakelaar
De SPD-opstelling is hier zo geconfigureerd dat de SPD's worden toegepast tussen de stroomvoerende geleiders (stroomvoerend naar neutraal) in plaats van tussen stroomvoerende geleiders en de beschermende geleider.
Mocht de SPD defect raken, dan zou het daarom eerder een kortsluitstroom dan een aardlekstroom veroorzaken en als zodanig ervoor zorgen dat de overstroombeveiligingsinrichtingen (OCPD's) in lijn met de SPD veilig werken binnen de vereiste uitschakeltijd.
Er wordt een SPD met een hogere energie gebruikt tussen neutraal en de beschermende geleider. Deze SPD met hogere energie (typisch een vonkbrug voor een Type 1 SPD) is vereist omdat bliksemstromen ontstaan naar de beschermende geleider en als zodanig ziet deze SPD met hogere energie tot 4 keer de stootstroom van de SPD's die zijn aangesloten tussen de stroomvoerende geleiders.
Clausule 534.2.3.4.3 adviseert daarom dat de SPD tussen de nulleider en de beschermende geleider vier keer zo groot is als de grootte van de SPD tussen de stroomvoerende geleiders.
daarom alleen als de impulsstroom Iimp niet kan worden berekend, 534.2.3.4.3 adviseert dat de minimumwaarde Iimp voor een SPD tussen nulleider en de beschermende geleider 50kA 10/350 is voor een 3-fase CT2-installatie, 4 keer 12.5kA 10/350 van de SPD's tussen de stroomvoerende geleiders.
De CT2 SPD-configuratie wordt vaak de '3 + 1'-opstelling genoemd voor een driefasige voeding.
SPD's en TN-CS aardingsconfiguraties
De minimale SPD-verbindingsvereisten op of nabij de oorsprong van de installatie voor een TN-CS-systeem vereisen verdere verduidelijking, aangezien sectie 534 van BS 7671 illustreert (zie Afbeelding 3 hieronder) dat een Type 1 SPD vereist is tussen de stroomvoerende en PE-geleiders - hetzelfde zoals vereist voor een TN-S-systeem.
Figuur 3 - Installatie van type 1, 2 en 3 SPD's, bijvoorbeeld in TN-CS-systemen
De term 'op of nabij de oorsprong van de installatie' schept dubbelzinnigheid gezien het feit dat het woord 'nabij' niet gedefinieerd is. Vanuit technisch oogpunt, als SPD's worden toegepast binnen een afstand van 0.5 m van de PEN-splitsing om N en PE te scheiden, is het niet nodig om een SPD-beschermingsmodus tussen N en PE te hebben, zoals weergegeven in de afbeelding.
Als BS 7671 de toepassing van SPD's aan de TN-C-zijde (nutszijde) van het TN-CS-systeem (waargenomen in sommige delen van Europa) mogelijk zou maken, dan is het wellicht mogelijk om SPD's te installeren binnen 0.5 m van de PEN-splitsing naar N en PE en laat de SPD-beschermingsmodus van N tot PE weg.
Omdat SPD's echter alleen kunnen worden toegepast de TN-S-zijde (consumentenzijde) van het TN-CS-systeem, en aangezien SPD's doorgaans worden geïnstalleerd op de hoofdverdeelkast, zal de afstand tussen het SPD-installatiepunt en de PEN-splitsing bijna altijd zijn groter dan 0.5 m, dus er is een SPD nodig tussen N en PE zoals vereist voor een TN-S-systeem.
Aangezien Type 1 SPD's specifiek zijn geïnstalleerd om het risico van verlies van mensenlevens te voorkomen (volgens BS EN62305) door gevaarlijke vonken die bijvoorbeeld brandgevaar kunnen opleveren, is het technische oordeel dat er een SPD moet worden aangebracht. tussen N en PE voor een TN-CS-systeem zoals het zou zijn in een TN-S-systeem.
Samenvattend, wat artikel 534 betreft, TN-CS-systemen worden hetzelfde behandeld als TN-S-systemen voor de selectie en installatie van SPD's.
De basisprincipes van overspanningsbeveiligingsapparatuur
Een overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD's) is een onderdeel van het beveiligingssysteem voor elektrische installaties. Dit apparaat is aangesloten op de stroomvoorziening parallel met de belastingen (circuits) die het moet beschermen (zie figuur 4). Het kan ook op alle niveaus van het voedingsnetwerk worden gebruikt.
Dit is de meest gebruikte en meest praktische type overspanningsbeveiliging.
Het principe van overspanningsbeveiliging
SPD's zijn ontworpen om voorbijgaande overspanningen als gevolg van blikseminslag of schakelen te beperken en leiden de bijbehorende stootstromen naar de aarde om deze overspanningen te beperken tot niveaus die de elektrische installatie of apparatuur waarschijnlijk niet zullen beschadigen.
Soorten overspanningsbeveiligingsapparatuur
Er zijn drie soorten SPD volgens internationale normen:
Typ 1 SPD
Bescherming tegen voorbijgaande overspanningen door directe blikseminslagen. De Type 1 SPD wordt aanbevolen om elektrische installaties te beschermen tegen gedeeltelijke bliksemstromen veroorzaakt door directe blikseminslagen. Het kan de spanning ontladen van blikseminslag die zich van de aardgeleider naar de netwerkgeleiders verspreidt.
Type 1 SPD wordt gekenmerkt door een 10/350 µs stroomgolf.
Figuur 5 - Drie soorten SPD volgens internationale normen
Typ 2 SPD
Bescherming tegen voorbijgaande overspanningen door schakelen en indirecte blikseminslagen. De Type 2 SPD is het belangrijkste beveiligingssysteem voor alle elektrische laagspanningsinstallaties. Geïnstalleerd in elk elektrisch schakelbord, voorkomt het de verspreiding van overspanningen in de elektrische installaties en beschermt het de belastingen.
Type 2 SPD wordt gekenmerkt door een 8/20 µs stroomgolf.
Typ 3 SPD
Type 3 SPD wordt gebruikt voor lokale bescherming voor gevoelige belastingen. Deze SPD's hebben een lage afvoercapaciteit. Ze mogen daarom alleen worden geïnstalleerd als aanvulling op Type 2 SPD en in de buurt van gevoelige belastingen. Ze zijn overal verkrijgbaar als bedrade apparaten (vaak gecombineerd met Type 2 SPD's voor gebruik in vaste installaties).
Ze zijn echter ook verwerkt in:
- Overspanningsbeveiligde stopcontacten
- Overspanningsbeveiligde draagbare stopcontacten
- Telecommunicatie en gegevensbescherming
