Pomyśl o ochronie przeciwprzepięciowej jak o bramkarzu w nocnym klubie. Może wpuścić tylko niektórych ludzi i szybko wyrzucić wichrzycieli. Robi się bardziej interesujący? Cóż, dobre urządzenie przeciwprzepięciowe dla całego domu robi w zasadzie to samo. Zapewnia tylko energię elektryczną, której potrzebuje Twój dom, a nie niesforne przepięcia z sieci - wtedy chroni Twoje urządzenia przed wszelkimi problemami, które mogą wystąpić w wyniku przepięć w domu. Domowe ograniczniki przepięć (SPD) są zwykle podłączone do skrzynki elektrycznej i umieszczone w pobliżu w celu ochrony wszystkich urządzeń i instalacji elektrycznych w domu.

80 procent wzrostów w domu, które generujemy sami.

Podobnie jak wiele listew tłumiących przepięcia, jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że w całym domu ochronniki przeciwprzepięciowe wykorzystują warystory z tlenku metalu (MOV) do bocznikowania skoków mocy. Pliki MOV cieszą się złym echem, ponieważ w paskach przepięć jeden wzrost może skutecznie zakończyć użyteczność MOV. Ale w przeciwieństwie do tych stosowanych w większości listew przeciwprzepięciowych, te w systemach dla całego domu są zbudowane tak, aby omijać duże przepięcia i mogą działać przez lata. Zdaniem ekspertów, obecnie coraz więcej producentów domów oferuje ochronę przeciwprzepięciową całego domu jako standardowe dodatki, aby pomóc im się wyróżnić i chronić inwestycje właścicieli domów w systemy elektroniczne - zwłaszcza, gdy niektóre z tych wrażliwych systemów mogą być sprzedawane przez producenta.

Oto 5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o ochronie przeciwprzepięciowej w całym domu:

1. Domy dziś bardziej niż kiedykolwiek potrzebują ochrony przeciwprzepięciowej całego domu.

„W ciągu ostatnich kilku lat wiele się zmieniło w domu” - mówi nasz ekspert. „Jest o wiele więcej elektroniki, a nawet w oświetleniu z diodami LED, jeśli zdejmiesz diodę LED, będzie tam mała płytka drukowana. Pralki, suszarki i inne urządzenia również mają obecnie płytki drukowane, więc w domu jest dziś dużo więcej ochrony przed przepięciami - nawet oświetlenie domu. „Jest wiele technologii, które podłączamy do naszych domów”.

2. Piorun nie jest największym zagrożeniem dla elektroniki i innych systemów w domu.

„Większość ludzi myśli o przepięciach jak o wyładowaniach atmosferycznych, ale 80 procent z nich to wyładowania przejściowe [krótkie, intensywne] i sami je generujemy” - mówi ekspert. „Są wewnętrzne w domu”. Generatory i silniki, takie jak w klimatyzatorach i urządzeniach, wprowadzają niewielkie przepięcia do domowych przewodów elektrycznych. „Rzadko się zdarza, aby jeden duży wzrost wyłączył urządzenia i wszystko na raz”, wyjaśnia Pluemer, ale te mini-przepięcia na przestrzeni lat będą się sumować, obniżając wydajność elektroniki i skracając ich żywotność.

3. Ochrona przeciwprzepięciowa całego domu chroni inne urządzenia elektroniczne.

Możesz zapytać: „Jeśli większość szkodliwych przepięć w domu pochodzi z maszyn, takich jak jednostki AC i urządzenia, po co zawracać sobie głowę ochroną przeciwprzepięciową całego domu na panelu wyłączników?” Odpowiedź jest taka, że ​​urządzenie lub system w wydzielonym obwodzie, taki jak klimatyzator, wyśle ​​impuls z powrotem przez panel wyłącznika, gdzie można go przetoczyć, aby chronić wszystko inne w domu, mówi ekspert.

4. Ochronę przeciwprzepięciową całego domu należy układać warstwowo.

Jeśli urządzenie lub urządzenie wysyła przepięcie przez obwód, który jest współdzielony między innymi urządzeniami i nie jest dedykowany, wtedy te inne gniazda mogą być podatne na przepięcie, dlatego nie chcesz, aby było to tylko na panelu elektrycznym. Ochrona przeciwprzepięciowa powinna być umieszczona warstwowo w domu, aby była zarówno przy instalacji elektrycznej, aby chronić cały dom, jak iw miejscu użytkowania, aby chronić wrażliwą elektronikę. Kondycjonery mocy z funkcją tłumienia przepięć, wraz z możliwością dostarczania filtrowanej mocy do sprzętu audio / wideo, są zalecane do wielu systemów kina domowego i domowej rozrywki.

5. Na co zwrócić uwagę w domowych urządzeniach przeciwprzepięciowych.

Większość domów z zasilaniem 120 V można odpowiednio zabezpieczyć za pomocą listwy przeciwprzepięciowej o wartości 80 kA. Są szanse, że dom nie zobaczy dużych skoków od 50 kA do 100 kA. Nawet pobliskie uderzenia pioruna podróżujące po liniach energetycznych zostaną rozproszone, zanim fala dotrze do domu. W domu prawdopodobnie nigdy nie wystąpi wzrost powyżej 10 kA. Jednakże, na przykład urządzenie o wartości znamionowej 10 kA, które odbiera przepięcie o wartości 10 kA, mogłoby zużyć swoją zdolność bocznikowania przepięć MOV z tym jednym wzrostem, więc coś rzędu 80 kA zapewni, że będzie trwać dłużej. Domy z podpanelami powinny mieć dodatkową ochronę o wartości około połowy wartości kA jednostki głównej. Jeśli w okolicy jest dużo wyładowań atmosferycznych lub jeśli w pobliżu znajduje się budynek, w którym używane są ciężkie maszyny, poszukaj wartości 80 kA.

System zarządzania obciążeniem pozwala kierownictwu przemysłowemu i inżynierom obiektów kontrolować, kiedy obciążenie jest dodawane lub usuwane z systemu zasilania, dzięki czemu systemy pracujące równolegle są bardziej wytrzymałe i poprawiają jakość zasilania krytycznych obciążeń w wielu systemach wytwarzania energii. W najprostszej formie zarządzanie obciążeniem, zwane również dodawaniem / zmniejszaniem obciążenia lub kontrolą obciążenia, umożliwia usunięcie niekrytycznych obciążeń, gdy wydajność zasilacza jest zmniejszona lub nie jest w stanie obsłużyć całego obciążenia.

Pozwala określić, kiedy ładunek należy upuścić lub ponownie dodać

Jeśli odbiorniki niekrytyczne zostaną usunięte, obciążenia krytyczne mogą zachować moc w okolicznościach, w których w przeciwnym razie mogłyby doświadczyć niskiej jakości energii z powodu stanu przeciążenia lub utracić moc z powodu ochronnego wyłączenia źródła zasilania. Pozwala na usuwanie niekrytycznych obciążeń z systemu wytwarzania energii w oparciu o określone warunki, takie jak scenariusz przeciążenia generatora.

Zarządzanie obciążeniem umożliwia nadawanie priorytetów obciążeniom oraz ich usuwanie lub dodawanie w oparciu o określone warunki, takie jak obciążenie generatora, napięcie wyjściowe lub częstotliwość prądu przemiennego. W systemie z wieloma generatorami, jeśli jeden z generatorów wyłączy się lub jest niedostępny, zarządzanie obciążeniem umożliwia odłączenie obciążeń o niższym priorytecie od magistrali.

Poprawia jakość energii i zapewnia, że ​​wszystkie obciążenia są sprawne

Gwarantuje to, że obciążenia krytyczne nadal działają, nawet w przypadku systemu, który ma ogólną wydajność niższą niż pierwotnie planowano. Ponadto, kontrolując liczbę i które niekrytyczne obciążenia są zrzucane, zarządzanie obciążeniem może umożliwić zasilanie maksymalnej liczby niekrytycznych obciążeń w oparciu o rzeczywistą wydajność systemu. W wielu systemach zarządzanie obciążeniem może również poprawić jakość energii.

Na przykład w systemach z dużymi silnikami rozruch silników może być rozłożony w czasie, aby zapewnić stabilny system podczas uruchamiania każdego silnika. Zarządzanie obciążeniem można ponadto wykorzystać do sterowania zespołem obciążeń, tak aby gdy obciążenia spadły poniżej pożądanego limitu, można było aktywować zespół obciążeń, zapewniając prawidłowe działanie generatora.

Zarządzanie obciążeniem może również zapewnić odciążenie, dzięki czemu pojedynczy generator może łączyć się z magistralą bez natychmiastowego przeciążenia. Obciążenia można dodawać stopniowo, z opóźnieniem czasowym między dodaniem każdego priorytetu obciążenia, umożliwiając generatorowi odzyskanie napięcia i częstotliwości między krokami.

Istnieje wiele przypadków, w których zarządzanie obciążeniem może poprawić niezawodność systemu wytwarzania energii. Kilka aplikacji, w których stosuje się zarządzanie obciążeniem które mogą zostać wdrożone, są wyróżnione poniżej.

• Standardowe systemy równoległe
• System równoległego pola martwego pola
• Systemy z jednym generatorem
• Systemy ze specjalnymi wymaganiami dotyczącymi emisji

Standardowe systemy równoległe

Większość standardowych systemów pracy równoległej wykorzystuje się do pewnego rodzaju zarządzania obciążeniem, ponieważ obciążenie musi być zasilane przez jeden generator, zanim inne będą mogły zsynchronizować się z nim i zwiększyć wydajność wytwarzania energii. Ponadto ten pojedynczy generator może nie być w stanie zaspokoić zapotrzebowania na moc całego obciążenia.

Standardowe systemy pracy równoległej uruchomią wszystkie generatory jednocześnie, ale nie są one w stanie zsynchronizować się ze sobą bez zasilania szyny równoległej przez jeden z nich. Jeden generator jest wybierany do zasilania magistrali, tak aby inne mogły się z nim synchronizować. Chociaż większość generatorów jest zwykle zsynchronizowana i podłączona do szyny równoległej w ciągu kilku sekund od zamknięcia pierwszego generatora, nierzadko proces synchronizacji trwa do minuty, wystarczająco długo, aby przeciążenie spowodowało wyłączenie generatora. chronić się.

Inne generatory mogą zamknąć się w martwej szynie po wyłączeniu tego generatora, ale będą miały takie samo obciążenie, które spowodowało przeciążenie drugiego generatora, więc prawdopodobnie będą zachowywać się podobnie (chyba że generatory mają różne rozmiary). Ponadto generatory mogą mieć trudności z synchronizacją z przeciążoną magistralą z powodu nieprawidłowych poziomów napięcia i częstotliwości lub wahań częstotliwości i napięcia, więc włączenie zarządzania obciążeniem może pomóc w szybszym włączeniu dodatkowych generatorów.

Zapewnia dobrą jakość zasilania dla krytycznych obciążeń

Prawidłowo skonfigurowany system zarządzania obciążeniem zazwyczaj zapewnia dobrą jakość zasilania odbiornikom krytycznym podczas procesu synchronizacji, zapewniając, że generatory online nie są przeciążone, nawet jeśli proces synchronizacji trwa dłużej niż oczekiwano. Zarządzanie obciążeniem można wdrożyć na wiele sposobów. Standardowe systemy pracy równoległej są często sterowane za pomocą rozdzielnic do pracy równoległej. Ta rozdzielnica do pracy równoległej zawiera zwykle programowalne sterowanie logiczne (PLC) lub inne urządzenie logiczne, które steruje sekwencją działania systemu. Urządzenie logiczne w rozdzielnicy równoległej może również zarządzać obciążeniem.

Zarządzanie obciążeniem może być wykonywane przez oddzielny system zarządzania obciążeniem, który może zapewniać pomiary lub może wykorzystywać informacje ze sterujących równolegle rozdzielnic w celu określenia obciążenia i częstotliwości generatora. System zarządzania budynkiem może również zarządzać obciążeniem, sterując obciążeniami za pomocą sterowania nadrzędnego i eliminując potrzebę wyłączania przełączników w celu odłączenia zasilania.

Systemy równoległe z martwym polem

Praca równoległa z martwym polem różni się od standardowej pracy równoległej tym, że wszystkie generatory mogą być połączone równolegle przed aktywacją ich regulatorów napięcia i wzbudzeniem pól alternatora.

Jeżeli wszystkie generatory w systemie pracy równoległej z martwym polem uruchomią się normalnie, system zasilania osiągnie znamionowe napięcie i częstotliwość z pełną zdolnością generowania mocy dostępnej do zasilania obciążenia. Ponieważ normalna sekwencja pracy równoległej w martwym polu nie wymaga pojedynczego generatora do zasilania szyny pracy równoległej, zarządzanie obciążeniem nie powinno mieć potrzeby zmniejszania obciążenia podczas normalnego uruchamiania systemu.

Jednak, podobnie jak w przypadku standardowych systemów pracy równoległej, uruchamianie i zatrzymywanie poszczególnych generatorów jest możliwe w przypadku pracy równoległej w martwym polu. Jeśli generator nie działa lub zatrzymuje się z innego powodu, inne generatory mogą być nadal przeciążone. Dlatego zarządzanie obciążeniem może nadal być przydatne w tych aplikacjach, podobnie jak w standardowych systemach równoległych.

Praca równoległa w polu martwym jest zwykle wykonywana przez sterowniki generatorów z możliwością pracy równoległej, ale może być również wykonywane przez równoległą instalację rozdzielnicy. Sterowniki generatorów z możliwością pracy równoległej często zapewniają wbudowane zarządzanie obciążeniem, umożliwiając bezpośrednie zarządzanie priorytetami obciążenia przez sterowniki i eliminując potrzebę równoległego łączenia sterowników rozdzielnic.

Systemy z jednym generatorem

Systemy z pojedynczym generatorem są zazwyczaj mniej skomplikowane niż ich równoległe odpowiedniki. Takie systemy mogą wykorzystywać zarządzanie obciążeniem w sterowniku generatora do sterowania obciążeniami, które są poddawane okresowym obciążeniom lub zmianom obciążenia.

Nieciągłe obciążenia - takie jak chillery, piece indukcyjne i windy - nie pobierają mocy ciągłej, ale mogą nagle i znacząco zmieniać zapotrzebowanie na moc. Zarządzanie obciążeniem może być przydatne w sytuacjach, w których generator jest w stanie obsłużyć normalne obciążenie, ale w pewnych okolicznościach przerywane obciążenia mogą zwiększyć całkowite obciążenie systemu powyżej maksymalnej mocy generatora, potencjalnie szkodząc jakości mocy wyjściowej generatora lub wywołanie wyłączenia ochronnego. Zarządzanie obciążeniem można również wykorzystać do rozłożenia w czasie przyłożenia obciążeń do generatora, minimalizując zmiany napięcia i częstotliwości spowodowane przez rozruch dużych obciążeń silnika.

Zarządzanie obciążeniem może być również przydatne, jeśli lokalne przepisy wymagają modułu sterowania obciążeniem dla systemów, w których znamionowy prąd wyjściowy generatora jest mniejszy niż znamionowy prąd wejściowy.

Systemy ze specjalnymi wymaganiami dotyczącymi emisji

Na niektórych obszarach geograficznych istnieją minimalne wymagania dotyczące obciążenia generatora zawsze, gdy pracuje. W takim przypadku zarządzanie obciążeniem można by wykorzystać do utrzymania obciążenia generatora, aby pomóc spełnić wymagania dotyczące emisji. W tym zastosowaniu system wytwarzania energii jest wyposażony w kontrolowany bank obciążeń. System zarządzania obciążeniem jest skonfigurowany do zasilania różnych obciążeń w banku obciążenia, aby utrzymać moc wyjściową układu generatora powyżej progu.

Niektóre układy generatorów zawierają filtr cząstek stałych (DPF), który zwykle wymaga regeneracji. W niektórych przypadkach podczas postojowej regeneracji filtra DPF obniżą się do 50% mocy znamionowej i mogą wykorzystać system zarządzania obciążeniem do usunięcia niektórych obciążeń w tym stanie.

Chociaż zarządzanie obciążeniem może poprawić jakość energii dla krytycznych obciążeń w dowolnym systemie, może dodać opóźnienia, zanim niektóre obciążenia otrzymają moc, zwiększyć złożoność instalacji i zwiększyć nakłady na okablowanie, a także koszty części, takich jak wykonawcy lub wyłączniki. . Poniżej opisano niektóre aplikacje, w których zarządzanie obciążeniem może być niepotrzebne.

Pojedynczy generator o odpowiedniej wielkości

Zwykle nie ma potrzeby stosowania systemu zarządzania obciążeniem w pojedynczym generatorze o odpowiedniej wielkości, ponieważ stan przeciążenia jest mało prawdopodobny, a wyłączenie generatora spowoduje utratę mocy wszystkich obciążeń, niezależnie od priorytetu.

Generatory do pracy równoległej na potrzeby redundancji

Zarządzanie obciążeniem jest generalnie zbędne w sytuacjach, gdy istnieją równoległe generatory, a wymagania dotyczące zasilania w miejscu mogą być obsługiwane przez dowolny z generatorów, ponieważ awaria generatora spowoduje tylko uruchomienie innego generatora, z tylko chwilową przerwą w obciążeniu.

Wszystkie obciążenia są jednakowo krytyczne

W lokalizacjach, w których wszystkie obciążenia są równie krytyczne, trudno jest ustalić priorytety obciążeń, zrzucając niektóre obciążenia krytyczne w celu dalszego dostarczania energii do innych obciążeń krytycznych. W tej aplikacji generator (lub każdy generator w systemie redundantnym) powinien być odpowiednio dobrany do obsługi całego obciążenia krytycznego.

Uszkodzenia spowodowane przez przepięcia lub przepięcia są jedną z głównych przyczyn awarii sprzętu elektrycznego. Elektryczny stan nieustalony to krótkotrwały impuls o wysokiej energii, który jest przekazywany do normalnego systemu elektroenergetycznego za każdym razem, gdy następuje nagła zmiana w obwodzie elektrycznym. Mogą pochodzić z różnych źródeł, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych względem obiektu.

Nie tylko błyskawica

Najbardziej oczywistym źródłem jest wyładowanie atmosferyczne, ale przepięcia mogą również pochodzić z normalnych operacji przełączania mediów lub niezamierzonego uziemienia przewodów elektrycznych (na przykład, gdy napowietrzna linia energetyczna spada na ziemię). Udary mogą nawet pochodzić z wnętrza budynku lub obiektu z takich rzeczy, jak faksy, kserokopiarki, klimatyzatory, windy, silniki / pompy lub spawacze łukowe, aby wymienić tylko kilka. W każdym przypadku normalny obwód elektryczny zostaje nagle wystawiony na działanie dużej dawki energii, która może niekorzystnie wpłynąć na zasilanie urządzenia.

Poniżej znajdują się wytyczne dotyczące ochrony przed przepięciami, dotyczące ochrony sprzętu elektrycznego przed niszczycielskimi skutkami przepięć o wysokiej energii. Ochrona przeciwprzepięciowa, która jest odpowiednio dobrana i zainstalowana, jest bardzo skuteczna w zapobieganiu uszkodzeniom sprzętu, szczególnie w przypadku wrażliwego sprzętu elektronicznego znajdującego się w większości dzisiejszych urządzeń.

Uziemienie jest fundamentalne

Urządzenie przeciwprzepięciowe (SPD), znane również jako tłumik przepięć przejściowych (TVSS), służy do kierowania udarów wysokoprądowych do uziemienia i omijania sprzętu, ograniczając w ten sposób napięcie wywierające wpływ na sprzęt. Z tego powodu bardzo ważne jest, aby Twój obiekt posiadał dobry system uziemienia o niskiej rezystancji z pojedynczym punktem odniesienia masy, do którego podłączone są masy wszystkich systemów budynku.

Bez odpowiedniego systemu uziemienia nie ma możliwości ochrony przed przepięciami. Skonsultuj się z licencjonowanym elektrykiem, aby upewnić się, że Twój system dystrybucji energii jest uziemiony zgodnie z National Electric Code (NFPA 70).

Strefy ochrony

Najlepszym sposobem ochrony sprzętu elektrycznego przed przepięciami o wysokiej energii jest strategiczne zainstalowanie SPD w całym obiekcie. Biorąc pod uwagę, że przepięcia mogą pochodzić zarówno ze źródeł wewnętrznych, jak i zewnętrznych, należy zainstalować SPD, aby zapewnić maksymalną ochronę niezależnie od lokalizacji źródła. Z tego powodu na ogół stosuje się podejście „strefy ochrony”.

Pierwszy poziom ochrony uzyskuje się przez zainstalowanie SPD na wyposażeniu głównego wejścia serwisowego (tj. Tam, gdzie do obiektu dociera prąd z sieci). Zapewni to ochronę przed wysokimi skokami energii napływającymi z zewnątrz, takimi jak wyładowania atmosferyczne lub stany nieustalone.

Jednak SPD zainstalowany na wejściu serwisowym nie będzie chronił przed wewnętrznie generowanymi przepięciami. Ponadto nie cała energia z zewnętrznych udarów jest odprowadzana do ziemi przez urządzenie wejściowe. Z tego powodu SPD powinny być instalowane na wszystkich panelach rozdzielczych w obiekcie, który dostarcza energię do krytycznych urządzeń.

Podobnie trzecia strefa ochrony została osiągnięta poprzez zainstalowanie SPD lokalnie dla każdego chronionego elementu wyposażenia, takiego jak komputery lub urządzenia sterowane komputerowo. Każda strefa ochrony zwiększa ogólną ochronę obiektu, ponieważ każda z nich pomaga dodatkowo zmniejszyć napięcie narażone na chroniony sprzęt.

Koordynacja SPD

Wejście serwisowe SPD stanowi pierwszą linię obrony obiektu przed przepięciami elektrycznymi, kierując zewnętrzne przepięcia o wysokiej energii do ziemi. Obniża również poziom energii fali uderzeniowej wchodzącej do obiektu do poziomu, który może być obsługiwany przez urządzenia znajdujące się bliżej obciążenia. Dlatego wymagana jest właściwa koordynacja SPD, aby uniknąć uszkodzenia SPD zainstalowanych na panelach rozdzielczych lub lokalnie w wrażliwym sprzęcie.

Jeśli koordynacja nie zostanie osiągnięta, nadmiar energii z propagacji przepięć może spowodować uszkodzenie SPD stref 2 i 3 oraz zniszczenie sprzętu, który próbujesz chronić.

Wybór odpowiednich urządzeń przeciwprzepięciowych (SPD) może wydawać się trudnym zadaniem w przypadku wszystkich różnych typów dostępnych obecnie na rynku. Ocena przepięcia lub ocena kA SPD jest jedną z najbardziej niezrozumiałych ocen. Klienci często proszą o SPD do ochrony panelu 200 A i istnieje tendencja do myślenia, że ​​im większy panel, tym większa wartość znamionowa urządzenia kA musi być do ochrony, ale jest to powszechne nieporozumienie.

Kiedy fala dostanie się do panelu, nie obchodzi go ani nie zna rozmiaru panelu. Skąd więc wiadomo, czy należy używać SPD 50kA, 100kA czy 200kA? Realistycznie, największy udar, który może dostać się do okablowania budynku to 10 kA, jak wyjaśniono w normie IEEE C62.41. Dlaczego więc miałbyś kiedykolwiek potrzebować SPD o wartości 200 kA? Krótko mówiąc - dla długowieczności.

Można więc pomyśleć: jeśli 200 kA jest dobre, to 600 kA musi być trzy razy lepsze, prawda? Niekoniecznie. W pewnym momencie ocena zmniejsza jej zwrot, dodając tylko dodatkowe koszty i bez znaczących korzyści. Ponieważ większość SPD na rynku wykorzystuje warystor z tlenku metalu (MOV) jako główne urządzenie ograniczające, możemy zbadać, jak / dlaczego osiągane są wyższe wartości kA. Jeśli MOV jest oceniane na 10 kA i widzi wzrost 10 kA, zużywa 100% swojej wydajności. Można to postrzegać trochę jak zbiornik gazu, w którym gwałtowny wzrost nieco pogorszy MOV (nie jest już w 100% pełny). Teraz, jeśli SPD ma dwa równoległe moduły MOV 10 kA, będzie to oceniane na 20 kA.

Teoretycznie, MOV będzie równo rozdzielał przepięcie 10 kA, więc każdy z nich zajmie 5 kA. W tym przypadku każdy MOV wykorzystał tylko 50% swojej pojemności, co znacznie mniej degraduje MOV (pozostawiając więcej w zbiorniku na przyszłe przepięcia).

Przy wyborze SPD do danej aplikacji należy wziąć pod uwagę kilka kwestii:

Podanie:

Upewnij się, że SPD jest zaprojektowany dla strefy ochrony, w której będzie używany. Na przykład SPD przy wejściu serwisowym powinien być zaprojektowany tak, aby radził sobie z większymi przepięciami wynikającymi z wyładowań atmosferycznych lub przełączania mediów.

Napięcie i konfiguracja systemu

SPD są zaprojektowane dla określonych poziomów napięcia i konfiguracji obwodów. Na przykład, Twoje urządzenie wejściowe do usług może być zasilane prądem trójfazowym o napięciu 480/277 V w czteroprzewodowym połączeniu w gwiazdę, ale komputer lokalny jest podłączony do jednofazowego źródła zasilania 120 V.

Napięcie przepuszczane

Jest to napięcie, na które SPD pozwoli narażać chroniony sprzęt. Jednak potencjalne uszkodzenie sprzętu zależy od tego, jak długo sprzęt jest narażony na to przepuszczane napięcie w stosunku do konstrukcji sprzętu. Innymi słowy, sprzęt jest generalnie projektowany tak, aby wytrzymywać wysokie napięcie przez bardzo krótki czas i niższe skoki napięcia przez dłuższy okres.

Publikacja Federal Information Processing Standards (FIPS) „Wytyczne dotyczące zasilania elektrycznego w instalacjach automatycznego przetwarzania danych” (FIPS Pub. DU294) zawiera szczegółowe informacje na temat zależności między napięciem zaciskowym, napięciem systemu i czasem trwania udaru.

Na przykład stan nieustalony na linii 480 V, który trwa 20 mikrosekund, może wzrosnąć do prawie 3400 V bez uszkodzenia sprzętu zaprojektowanego zgodnie z tymi wytycznymi. Ale wzrost o wartości około 2300 V może być utrzymywany przez 100 mikrosekund bez powodowania uszkodzeń. Ogólnie rzecz biorąc, im niższe napięcie cęgów, tym lepsza ochrona.

Prąd udarowy

SPD są przystosowane do bezpiecznego kierowania określonej ilości prądu udarowego bez awarii. Ta ocena waha się od kilku tysięcy amperów do 400 kiloamperów (kA) lub więcej. Jednak średni prąd uderzenia pioruna wynosi tylko około 20 kA., Przy czym najwyższe zmierzone prądy to nieco ponad 200 kA. Piorun uderzający w linię energetyczną będzie przemieszczał się w obu kierunkach, więc tylko połowa prądu przepływa w kierunku twojego obiektu. Po drodze część prądów może rozproszyć się do uziemienia przez urządzenia użytkowe.

Dlatego potencjalny prąd na wejściu do sieci od przeciętnego uderzenia pioruna wynosi około 10 kA. Ponadto niektóre obszary kraju są bardziej podatne na uderzenia pioruna niż inne. Wszystkie te czynniki należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji, jaki rozmiar SPD jest odpowiedni dla danego zastosowania.

Jednak ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że SPD o wartości znamionowej 20 kA może wystarczyć do ochrony przed średnim uderzeniem pioruna i większością wewnętrznie generowanych przepięć, ale SPD o wartości znamionowej 100 kA będzie w stanie wytrzymać dodatkowe przepięcia bez konieczności wymiany ogranicznik lub bezpieczniki.

Wzorce

Wszystkie SPD powinny być testowane zgodnie z ANSI / IEEE C62.41 i być wymienione na liście bezpieczeństwa UL 1449 (2. wydanie).

Underwriters Laboratories (UL) wymaga, aby określone oznaczenia znajdowały się na każdym urządzeniu SPD umieszczonym na liście lub uznanym przez UL. Niektóre parametry, które są ważne i należy wziąć pod uwagę przy wyborze SPD, obejmują:

Typ SPD

stosowany do opisania planowanego miejsca zastosowania SPD, przed lub za głównym urządzeniem zabezpieczającym nadprądowym w obiekcie. Typy SPD obejmują:

Wpisz 1

SPD podłączony na stałe przeznaczony do montażu pomiędzy uzwojeniem wtórnym transformatora serwisowego a stroną liniową wyłącznika nadprądowego wyposażenia serwisowego, a także po stronie odbiorczej, w tym obudowy gniazd liczników energii i SPD w obudowie kompaktowej, przeznaczony do montażu bez zewnętrzne zabezpieczenie nadprądowe.

Wpisz 2

Urządzenie SPD podłączone na stałe przeznaczone do montażu po stronie obciążenia urządzenia nadprądowego wyposażenia serwisowego, w tym SPD umieszczone na panelu rozgałęzienia oraz SPD w obudowie typu Molded Case.

Wpisz 3

SPD w punkcie użytkowania, instalowane na minimalnej długości przewodu 10 metrów (30 stóp) od panelu elektrycznego do punktu użytkowania, na przykład SPD podłączane przewodowo, bezpośrednio wtykowe, typu gniazdkowego, zainstalowane na chronionym sprzęcie użytkowym . Odległość (10 metrów) nie obejmuje przewodów dostarczonych z lub używanych do mocowania SPD.

Wpisz 4

Zespoły elementów - zespół elementów składający się z jednego lub więcej elementów typu 5 wraz z odłącznikiem (wewnętrznym lub zewnętrznym) lub środkiem spełniającym ograniczone testy prądowe.

Zespoły komponentów typu 1, 2, 3

Składa się z zespołu komponentów typu 4 z wewnętrznym lub zewnętrznym zabezpieczeniem przeciwzwarciowym.

Wpisz 5

Ograniczniki przepięć elementów dyskretnych, takie jak MOV, które mogą być montowane na PWB, łączone za pomocą przewodów lub dostarczane w obudowie ze środkami montażowymi i końcówkami przewodów.

Nominalne napięcie systemu

Powinno odpowiadać napięciu w sieci energetycznej, w której ma być zainstalowane urządzenie

MCOV

Maksymalne ciągłe napięcie robocze, jest to maksymalne napięcie, które urządzenie może wytrzymać przed rozpoczęciem przewodzenia (zaciskania). Zwykle jest o 15–25% wyższe niż nominalne napięcie systemu.

Nominalny prąd rozładowania (I._n)

Jest to wartość szczytowa prądu przepływającego przez SPD o kształcie fali prądu 8/20, przy czym SPD działa po 15 udarach. Wartość szczytowa jest wybierana przez producenta z predefiniowanego poziomu ustawionego przez UL. Poziomy I (n) obejmują 3kA, 5kA, 10kA i 20kA i mogą być również ograniczone przez typ badanego SPD.

VPR

Ocena ochrony napięcia. Ocena zgodna z najnowszą wersją normy ANSI / UL 1449, oznaczająca „zaokrąglone w górę” średnie zmierzone napięcie ograniczające SPD, gdy SPD jest poddawane udarowi wytwarzanemu przez kombinowany generator przebiegu 6 kV, 3 kA 8/20 µs. VPR to pomiar napięcia mocowania, który jest zaokrąglany w górę do jednej ze znormalizowanych tabeli wartości. Standardowe wartości znamionowe VPR obejmują 330, 400, 500, 600, 700 itd. Jako ustandaryzowany system oceny, VPR umożliwia bezpośrednie porównanie między podobnymi SPD (tj. Tego samego typu i napięcia).

SCCR

Prąd znamionowy zwarcia. Przydatność SPD do stosowania w obwodzie zasilania prądu przemiennego, który jest w stanie dostarczyć nie więcej niż deklarowany prąd symetryczny RMS przy zadeklarowanym napięciu podczas stanu zwarcia. SCCR to nie to samo, co AIC (Amp Interrupting Capacity). SCCR to ilość „dostępnego” prądu, na jaki SPD może być poddany i bezpiecznie odłączyć od źródła zasilania w warunkach zwarcia. Wielkość prądu „przerywanego” przez SPD jest zazwyczaj znacznie mniejsza niż „dostępny” prąd.

Stopień ochrony

Zapewnia, że ​​klasa NEMA obudowy odpowiada warunkom środowiskowym w miejscu, w którym urządzenie ma być zainstalowane.

Chociaż często używane jako osobne terminy w branży udarów, Stany nieustalone i Udary są tym samym zjawiskiem. Stany nieustalone i udary mogą mieć postać prądu, napięcia lub obu i mogą mieć wartości szczytowe przekraczające 10 kA lub 10 kV. Mają one zazwyczaj bardzo krótki czas trwania (zwykle> 10 µs i <1 ms), z przebiegiem o bardzo szybkim wzroście do wartości szczytowej, a następnie opadającym znacznie wolniej.

Stany nieustalone i udary mogą być spowodowane zewnętrznymi źródłami, takimi jak wyładowania atmosferyczne lub zwarcie, lub ze źródeł wewnętrznych, takich jak przełączanie styczników, napędy o zmiennej prędkości, przełączanie kondensatorów itp.

Tymczasowe przepięcia (TOV) mają charakter oscylacyjny

Przepięcia faza-ziemia lub faza-faza, które mogą trwać od kilku sekund do kilku minut. Źródła TOV obejmują między innymi ponowne załączenie zwarcia, przełączanie obciążenia, przesunięcia impedancji uziemienia, zwarcia jednofazowe i efekty ferrorezonansu.

Ze względu na ich potencjalnie wysokie napięcie i długi czas trwania, TOV mogą być bardzo szkodliwe dla SPD opartych na MOV. Przedłużony TOV może spowodować trwałe uszkodzenie SPD i sprawić, że jednostka przestanie działać. Należy zauważyć, że chociaż ANSI / UL 1449 zapewnia, że ​​SPD nie spowoduje zagrożenia bezpieczeństwa w tych warunkach; Urządzenia SPD zazwyczaj nie są przeznaczone do ochrony urządzeń podłączonych dalej przed zdarzeniem TOV.

sprzęt jest bardziej wrażliwy na stany nieustalone w niektórych trybach niż w innych

Większość dostawców oferuje ochronę między przewodami neutralnymi (LN), międzyprzewodowymi (LG) i neutralnymi (NG) w swoich SPD. Niektóre oferują teraz ochronę między liniami (LL). Argument jest taki, że ponieważ nie wiesz, gdzie wystąpi stan przejściowy, ochrona wszystkich trybów zapewni, że nie wystąpią żadne uszkodzenia. Jednak sprzęt jest bardziej wrażliwy na stany nieustalone w niektórych trybach niż w innych.

Ochrona w trybach LN i NG jest akceptowalnym minimum, podczas gdy tryby LG mogą faktycznie uczynić SPD bardziej podatnym na awarie przepięciowe. W systemach zasilania z wieloma liniami tryby SPD podłączone przez LN zapewniają również ochronę przed stanami nieustalonymi LL. Dlatego bardziej niezawodny, mniej złożony SPD „trybu zredukowanego” chroni wszystkie tryby.

Ograniczniki przepięć wielomodowych (SPD) to urządzenia, które zawierają kilka elementów SPD w jednym pakiecie. Te „tryby” ochrony mogą być połączone LN, LL, LG i NG w trzech fazach. Posiadanie ochrony w każdym trybie zapewnia ochronę obciążeń, szczególnie przed wewnętrznie generowanymi przejściami, w przypadku których uziemienie może nie być preferowaną ścieżką powrotną.

W niektórych zastosowaniach, takich jak zastosowanie SPD na wejściu serwisowym, gdzie oba punkty neutralne i uziemienia są połączone, nie ma korzyści z oddzielnych trybów LN i LG, jednak gdy idziesz dalej w dystrybucję i występuje oddzielenie od tego wspólnego połączenia NG, korzystny będzie tryb ochrony SPD NG.

Chociaż koncepcyjnie urządzenie przeciwprzepięciowe (SPD) o większej wartości energetycznej będzie lepsze, porównywanie wartości znamionowych energii SPD (Joule) może być mylące. Jeszcze renomowani producenci nie podają już ocen energetycznych. Ocena energetyczna to suma prądu udarowego, czasu trwania udaru i napięcia ograniczającego SPD.

Porównując dwa produkty, urządzenie o niższej wartości znamionowej byłoby lepsze, gdyby było to wynikiem niższego napięcia zaciskowego, podczas gdy urządzenie o dużej energii byłoby lepsze, gdyby było to wynikiem zastosowania większego prądu udarowego. Nie ma jasnego standardu pomiaru energii SPD, a producenci byli znani z używania impulsów o długim ogonie, aby zapewnić większe wyniki wprowadzające w błąd użytkowników końcowych.

Ponieważ wartościami znamionowymi Joule można łatwo manipulować, wiele norm branżowych (UL) i wytycznych (IEEE) nie zaleca porównywania dżuli. Zamiast tego skupili się na rzeczywistej wydajności SPD za pomocą testu, takiego jak test nominalnego prądu rozładowania, który testuje trwałość SPD wraz z testami VPR, które odzwierciedlają przepuszczane napięcie. Dzięki tego typu informacjom można dokonać lepszego porównania między jednym SPD a innym.