Mbrojtja e rrymës së rrymës dhe mbrojtja nga mbitensioni

Mbrojtja e rrymës së rrymës dhe mbrojtja nga mbitensioni

Mbingarkesë me origjinë atmosferike
Përkufizimet e mbitensionit

Mbingensioni (në një sistem) çdo tension midis një përcjellësi fazor dhe tokës ose ndërmjet përcjellësve fazorë që kanë një vlerë kulmore që tejkalon kulmin përkatës të tensionit më të lartë për përcaktimin e pajisjeve nga Fjalori Elektroteknik Ndërkombëtar (IEV 604-03-09)

Lloje të ndryshme të mbitensionit

Një mbitension është një impuls ose valë tensioni që mbivendoset në tensionin nominal të rrjetit (shih Fig. J1)

Ky lloj i mbitensionit karakterizohet nga (shih Fig. J2):

• koha e ngritjes tf (në μs);
• gradienti S (në kV / μs).

Një mbingarkesë shqetëson pajisjet dhe prodhon rrezatim elektromagnetik. Për më tepër, kohëzgjatja e mbitensionit (T) shkakton një kulm të energjisë në qarqet elektrike të cilat mund të shkatërrojnë pajisjet.
Fig. J2 - Karakteristikat kryesore të një mbitensioni

Katër lloje të mbitensionit mund të shqetësojnë instalimet dhe ngarkesat elektrike:

• Rrymat e ndërrimit: mbitensionet me frekuencë të lartë ose shqetësimi i shpërthimit (shih Fig. J1) të shkaktuara nga një ndryshim i gjendjes së qëndrueshme në një rrjet elektrik (gjatë funksionimit të ndërprerësit).
• Mbingarkesat e frekuencës së energjisë: mbitensione me të njëjtën frekuencë si rrjeti (50, 60 ose 400 Hz) të shkaktuara nga një ndryshim i përhershëm i gjendjes në rrjet (pas një defekti: defekti i izolimit, prishja e përcjellësit neutral, etj.).
• Mbingensionet e shkaktuara nga shkarkimi elektrostatik: mbitensione shumë të shkurtër (disa nanosekonda) me frekuencë shumë të lartë të shkaktuar nga shkarkimi i ngarkesave elektrike të akumuluara (për shembull, një person që ecën në një qilim me thembra izoluese është i ngarkuar elektrikisht me një tension prej disa kilovoltësh).
• Mbingarkesa me origjinë atmosferike.

Karakteristikat e mbitensionit me origjinë atmosferike

Goditjet e rrufesë në disa figura: Shkrepjet e rrufesë prodhojnë një sasi jashtëzakonisht të madhe të energjisë elektrike të pulsuar (shih Figurën J4)

• prej disa mijëra ampere (dhe disa mijëra volt)
• me frekuencë të lartë (afërsisht 1 megahertz)
• me kohëzgjatje të shkurtër (nga një mikrosekondë në një milisekondë)

Midis vitit 2000 dhe 5000 stuhitë vazhdimisht po kalojnë formimin në të gjithë botën. Këto stuhi shoqërohen me goditje rrufe të cilat paraqesin një rrezik serioz për personat dhe pajisjet. Rrufeja godet tokën me një mesatare prej 30 deri në 100 goditje në sekondë, dmth 3 miliard goditje rrufe çdo vit.

Tabela në Figurën J3 tregon disa vlera të goditjes së rrufesë me probabilitetin e tyre të lidhur. Siç mund të shihet, 50% e goditjeve të rrufesë kanë një rrymë që tejkalon 35 kA dhe 5% një rrymë që tejkalon 100 kA. Energjia e përcjellë nga goditja e rrufesë është shumë e lartë.

Fig. J3 - Shembuj të vlerave të shkarkimit të rrufesë të dhëna nga standardi IEC 62305-1 (2010 - Tabela A.3)

Fig. J4 - Shembull i rrymës së rrufesë

Rrufeja shkakton gjithashtu një numër të madh zjarresh, kryesisht në zona bujqësore (shkatërrimi i shtëpive ose bërja e tyre të papërshtatshme për përdorim). Ndërtesat shumëkatëshe janë veçanërisht të prirura ndaj goditjeve të rrufesë.

Efektet në instalimet elektrike

Rrufeja dëmton sistemet elektrike dhe elektronike në veçanti: transformatorët, matësit e energjisë elektrike dhe pajisjet elektrike në ambientet e banimit dhe ato industriale.

Kostoja e riparimit të dëmit të shkaktuar nga rrufeja është shumë e lartë. Por është shumë e vështirë të vlerësosh pasojat e:

• shqetësime të shkaktuara në kompjuterë dhe rrjete telekomunikuese;
• gabimet e gjeneruara në drejtimin e programeve të programueshme të kontrolluesit logjik dhe sistemeve të kontrollit.

Për më tepër, kostoja e humbjeve operative mund të jetë shumë më e lartë se vlera e pajisjeve të shkatërruara.

Ndikimet e rrufesë

Rrufeja është një fenomen elektrik me frekuencë të lartë që shkakton mbitensione në të gjithë sendet përcjellëse, veçanërisht në kabllot elektrike dhe pajisjet.

Goditjet e rrufesë mund të ndikojnë në sistemet elektrike (dhe / ose elektronike) të një ndërtese në dy mënyra:

• nga ndikimi i drejtpërdrejtë i goditjes së rrufesë në ndërtesë (shih Fig. J5 a);
• nga ndikimi indirekt i goditjes së rrufesë në ndërtesë:
• Një goditje e rrufesë mund të bjerë në një linjë të energjisë elektrike të sipërme që furnizon një ndërtesë (shih Fig. J5 b). Mbingarkesa dhe mbitensioni mund të përhapen disa kilometra nga pika e goditjes.
• Një goditje rrufe mund të bjerë pranë një linje elektrike (shih Fig. J5 c). Radiationshtë rrezatimi elektromagnetik i rrymës së rrufesë që prodhon një rrymë të lartë dhe një mbingarkesë në rrjetin e furnizimit me energji elektrike. Në dy rastet e fundit, rrymat dhe tensionet e rrezikshme transmetohen nga rrjeti i furnizimit me energji elektrike.

Një goditje rrufe mund të bjerë afër një ndërtese (shih Fig. J5 d). Potenciali i tokës rreth pikës së goditjes rritet në mënyrë të rrezikshme.

Fig. J5 - Lloje të ndryshme të ndikimit të rrufesë

Në të gjitha rastet, pasojat për instalimet elektrike dhe ngarkesat mund të jenë dramatike.

Fig. J6 - Pasoja e një goditje nga rrufeja

Rrufeja bie mbi një ndërtesë të pambrojtur.	Rrufeja bie afër një linje ajrore.	Rrufeja bie afër një ndërtese.
Rryma e rrufesë rrjedh në tokë përmes strukturave pak a shumë përçuese të ndërtesës me efekte shumë shkatërruese: efektet termike: Nxehtësia shumë e dhunshme e materialeve, duke shkaktuar zjarr efektet mekanike: Deformimi strukturor flakërim termik: Fenomeni jashtëzakonisht i rrezikshëm në prani të materialeve të ndezshme ose shpërthyese (hidrokarbure, pluhur, etj.)	Rryma e rrufesë gjeneron mbitensione përmes induksionit elektromagnetik në sistemin e shpërndarjes. Këto mbitensione përhapen përgjatë vijës në pajisjet elektrike brenda ndërtesave.	Goditja e rrufesë gjeneron të njëjtat lloje të mbitensionit si ato të përshkruara të kundërtat. Përveç kësaj, rryma e rrufesë rritet përsëri nga toka në instalimin elektrik, duke shkaktuar kështu prishjen e pajisjeve.
Ndërtesa dhe instalimet brenda ndërtesës zakonisht shkatërrohen	Instalimet elektrike brenda ndërtesës zakonisht shkatërrohen.

Mënyrat e ndryshme të përhapjes

Mënyra e zakonshme

Mbingarkesat e modalitetit të zakonshëm shfaqen ndërmjet përcjellësve të gjallë dhe tokës: faza-tokë ose toka-neutrale (shih Fig. J7). Ato janë të rrezikshme sidomos për pajisjet, korniza e të cilave është e lidhur me tokën për shkak të rreziqeve të prishjes dielektrike.

Fig. J7 - Mënyra e zakonshme

Mënyra diferenciale

Mbingarkesat në modalitetin diferencial shfaqen ndërmjet përcjellësve të drejtpërdrejtë:

fazë në fazë ose fazë në neutrale (shih Fig. J8). Ato janë veçanërisht të rrezikshme për pajisjet elektronike, pajisjet e ndjeshme siç janë sistemet kompjuterike, etj.

Fig. J8 - Mënyra diferenciale

Karakterizimi i valës së rrufesë

Analizimi i fenomeneve lejon përcaktimin e llojeve të valëve të rrymës dhe tensionit të rrufesë.

• 2 lloje të valës aktuale konsiderohen nga standardet IEC:
• Valë 10/350 μs: për të karakterizuar valët aktuale nga një goditje e drejtpërdrejtë e rrufesë (shih Fig. J9);

Fig. J9 - 10/350 μs vala aktuale

• Vala 8/20 μs: për të karakterizuar valët aktuale nga një goditje indirekte rrufeje (shih Fig. J10).

Fig. J10 - 8/20 μs vala aktuale

Këto dy lloje të valëve të rrymës së rrufesë përdoren për të përcaktuar provat në SPD (standardi IEC 61643-11) dhe imunitetin e pajisjeve ndaj rrymave të rrufesë.

Vlera kulmore e valës aktuale karakterizon intensitetin e goditjes së rrufesë.

Mbitensionet e krijuara nga goditjet e rrufesë karakterizohen nga një valë voltazhi 1.2 / 50 µs (shih Fig. J11).

Kjo lloj vale tensioni përdoret për të verifikuar pajisjen që i reziston mbitensioneve me origjinë atmosferike (tension impulsiv sipas IEC 61000-4-5).

Fig. J11 - vala e tensionit 1.2 / 50 μs

Parimi i mbrojtjes nga rrufeja
Rregullat e përgjithshme të mbrojtjes nga rrufeja

Procedura për të parandaluar rreziqet e goditjes së rrufesë
Sistemi për mbrojtjen e një ndërtese nga efektet e rrufesë duhet të përfshijë:

• mbrojtja e strukturave nga goditjet e drejtpërdrejta të rrufesë;
• mbrojtja e instalimeve elektrike nga goditjet direkte dhe indirekte të rrufesë.

Parimi themelor për mbrojtjen e instalimit nga rreziku i goditjeve të rrufesë është parandalimi i energjisë shqetësuese nga arritja e pajisjeve të ndjeshme. Për të arritur këtë, është e nevojshme që:

• kapni rrymën e rrufesë dhe kanalizoni atë në tokë përmes rrugës më të drejtpërdrejtë (duke shmangur afërsinë e pajisjeve të ndjeshme);
• kryej lidhjen ekuipotenciale të instalimit; Kjo lidhje ekuipotenciale zbatohet nga përçuesit e lidhjes, të plotësuara nga Pajisjet e Mbrojtjes së Valës (SPD) ose boshllëqet e shkëndijave (p.sh., boshllëku i shkëndijës së bazës së antenës).
• minimizoni efektet e induktuara dhe indirekte duke instaluar SPD dhe / ose filtra. Për të eliminuar ose kufizuar mbitensionet përdoren dy sisteme mbrojtjeje: ato njihen si sistemi i mbrojtjes së ndërtesave (për pjesën e jashtme të ndërtesave) dhe sistemi i mbrojtjes së instalimeve elektrike (për brendësinë e ndërtesave).

Sistemi i mbrojtjes së ndërtesave

Roli i sistemit të mbrojtjes së ndërtesës është ta mbrojë atë nga goditjet e drejtpërdrejta të rrufesë.
Sistemi përbëhet nga:

• pajisja kapëse: sistemi i mbrojtjes nga rrufeja;
• përcjellësit e zbritur të krijuar për të përcjellë rrymën e rrufesë në tokë;
• "Këmba e sorrës" çon toka e lidhur së bashku;
• lidhjet midis të gjitha kornizave metalike (lidhja ekuipotenciale) dhe kabllove të tokës.

Kur rryma e rrufesë rrjedh në një përcjellës, nëse shfaqen ndryshime të mundshme midis tij dhe kornizave të lidhura me tokën që ndodhen në afërsi, këto të fundit mund të shkaktojnë flakërima shkatërruese.

3 llojet e sistemit të mbrojtjes nga rrufeja
Përdoren tre lloje të mbrojtjes së ndërtesës:

Shufra e rrufesë (shufra e thjeshtë ose me sistem shkaktar)

Shufra e rrufesë është një majë kapëse metalike e vendosur në majë të ndërtesës. Tokëzohet nga një ose më shumë përcjellës (shpesh shirita bakri) (shih Fig. J12).

Fig. J12 - Shufra e rrufesë (shufra e thjeshtë ose me sistemin e shkaktimit)

Shufra e rrufesë me tela të tendosur

Këto tela janë të shtrirë mbi strukturën për t'u mbrojtur. Ato përdoren për të mbrojtur struktura të veçanta: zonat e lëshimit të raketave, aplikimet ushtarake dhe mbrojtjen e linjave ajrore të tensionit të lartë (shih Fig. J13).

Fig. J13 - Tela të tendosur

Përçuesi i rrufesë me kafaz të ndezur (kafaz Faraday)

Kjo mbrojtje përfshin vendosjen e shumë përcjellësve / shiritave poshtë në mënyrë simetrike në të gjithë ndërtesën. (shih Fig. J14).

Ky lloj i sistemit të mbrojtjes nga rrufeja përdoret për ndërtesa shumë të ekspozuara që strehojnë instalime shumë të ndjeshme siç janë dhomat e kompjuterëve.

Fig. J14 - Kafaz meshed (kafaz Faraday)

Pasojat e mbrojtjes së ndërtimit për pajisjet e instalimit elektrik

50% e rrymës së rrufesë të shkarkuar nga sistemi i mbrojtjes së ndërtesës ngrihet përsëri në rrjetet e tokëzimit të instalimit elektrik (shih Fig. J15): ngritja e mundshme e kornizave shumë shpesh tejkalon aftësinë e rezistencës së izolimit të përcjellësve në rrjete të ndryshme ( LV, telekomunikacion, kabllo video, etj.).

Për më tepër, rrjedha e rrymës nëpër përçuesit e poshtëm gjeneron mbitensione të induktuar në instalimin elektrik.

Si pasojë, sistemi i mbrojtjes së ndërtesës nuk mbron instalimin elektrik: është, pra, e detyrueshme të parashikohet një sistem mbrojtje i instalimit elektrik.

Fig. J15 - Rryma e drejtpërdrejtë e kthimit të rrufesë

Mbrojtja nga rrufeja - Sistemi i mbrojtjes nga instalimi elektrik

Objektivi kryesor i sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik është të kufizojë mbitensionet në vlerat që janë të pranueshme për pajisjet.

Sistemi i mbrojtjes së instalimit elektrik përbëhet nga:

• një ose më shumë SPD në varësi të konfigurimit të ndërtesës;
• lidhja ekuipotenciale: një rrjetë metalike e pjesëve përçuese të ekspozuara.

Zbatimi

Procedura për të mbrojtur sistemet elektrike dhe elektronike të një ndërtese është si më poshtë.

Kërkoni informacione

• Identifikoni të gjitha ngarkesat e ndjeshme dhe vendndodhjen e tyre në ndërtesë.
• Identifikoni sistemet elektrike dhe elektronike dhe pikat e tyre përkatëse të hyrjes në ndërtesë.
• Kontrolloni nëse ekziston një sistem i mbrojtjes nga rrufeja në ndërtesë ose në afërsi.
• Njoftohuni me rregulloret e zbatueshme për vendndodhjen e ndërtesës.
• Vlerësoni rrezikun e goditjeve të rrufesë sipas vendndodhjes gjeografike, llojit të furnizimit me energji elektrike, dendësisë së goditjes së rrufesë, etj.

Zbatimi i zgjidhjes

• Instaloni përçuesit e lidhjes në korniza nga një rrjetë.
• Instaloni një SPD në panelin e ardhshëm LV.
• Instaloni një SPD shtesë në secilën tabelë të shpërndarjes të vendosur në afërsi të pajisjeve të ndjeshme (shih Fig. J16).

Fig. J16 - Shembull i mbrojtjes së një instalimi elektrik në shkallë të gjerë

Pajisja e Mbrojtjes nga Valët (SPD)

Pajisjet e Mbrojtjes nga Valët (SPD) përdoren për rrjetet e furnizimit me energji elektrike, rrjetet telefonike dhe autobusët e komunikimit dhe kontrollit automatik.

Pajisja e Mbrojtjes nga Valët (SPD) është një përbërës i sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik.

Kjo pajisje është e lidhur paralelisht në qarkun e furnizimit me energji të ngarkesave që duhet të mbrojë (shih Fig. J17). Mund të përdoret gjithashtu në të gjitha nivelet e rrjetit të furnizimit me energji elektrike.

Ky është lloji më i përdorur dhe më efikas i mbrojtjes nga mbitensioni.

Fig. J17 - Parimi i sistemit të mbrojtjes paralelisht

SPD e lidhur paralelisht ka një rezistencë të lartë. Sapo të shfaqet mbitensioni kalimtar në sistem, rezistenca e plotë e pajisjes zvogëlohet, kështu që rryma e mbitensionit drejtohet përmes SPD, duke anashkaluar pajisjet e ndjeshme.

Parim

SPD është projektuar për të kufizuar mbitensionet kalimtare me origjinë atmosferike dhe për të devijuar valët e rrymës në tokë, në mënyrë që të kufizojë amplituda e këtij mbitensioni në një vlerë që nuk është e rrezikshme për instalimin elektrik dhe pajisjen elektrike dhe pajisjen e kontrollit.

SPD eliminon mbitensionet

• në mënyrën e përbashkët, midis fazës dhe neutralit ose tokës;
• në mënyrë diferenciale, midis fazës dhe neutrale.

Në rast të mbitensionit që tejkalon pragun e funksionimit, SPD

• përçon energjinë në tokë, në mënyrën e përbashkët;
• shpërndan energjinë përçuesve të tjerë të gjallë, në mënyrë diferenciale.

Tre llojet e SPD

Lloji 1 SPD
SPD i Tipit 1 rekomandohet në rastin specifik të sektorit të shërbimit dhe ndërtesave industriale, të mbrojtura nga një sistem i mbrojtjes nga rrufeja ose një kafaz i ndezur.
Mbron instalimet elektrike nga goditjet e drejtpërdrejta të rrufesë. Mund të shkarkojë rrymën e prapme nga rrufeja që përhapet nga përçuesi i tokës në përçuesit e rrjetit.
SPD i tipit 1 karakterizohet nga një valë aktuale 10/350 μs.

Lloji 2 SPD
Lloji 2 SPD është sistemi kryesor i mbrojtjes për të gjitha instalimet elektrike të tensionit të ulët. Instaluar në secilën qendër elektrike, ajo parandalon përhapjen e mbitensioneve në instalimet elektrike dhe mbron ngarkesat.
SPD i tipit 2 karakterizohet nga një valë aktuale 8/20 µs.

Lloji 3 SPD
Këto SPD kanë një kapacitet të ulët shkarkimi. Prandaj, ato duhet të instalohen detyrimisht si shtesë e SPD të Tipit 2 dhe në afërsi të ngarkesave të ndjeshme.
SPD i tipit 3 karakterizohet nga një kombinim i valëve të tensionit (1.2 / 50 μs) dhe valëve të rrymës (8/20 μs).

Përkufizimi normativ i SPD

Fig. J18 - Përkufizimi standard i SPD

Shënim 1: Ekzistojnë T1 + T2 SPD (ose Lloji 1 + 2 SPD) që ndërthur mbrojtjen e ngarkesave nga goditjet direkte dhe indirekte të rrufesë.

Shënim 2: disa T2 SPD gjithashtu mund të deklarohen si T3

Karakteristikat e SPD

Standardi ndërkombëtar IEC 61643-11 Edicioni 1.0 (03/2011) përcakton karakteristikat dhe provat për SPD të lidhura me sistemet e shpërndarjes së tensionit të ulët (shih Fig. J19).

Në të gjelbër, diapazoni i garantuar i funksionimit të SPD.
Fig. J19 - Karakteristikë e kohës / rrymës së një SPD me varistor

Karakteristikat e përbashkëta

• U_C: Tensioni maksimal i funksionimit të vazhdueshëm. Ky është voltazhi AC ose DC mbi të cilin SPD bëhet aktiv. Kjo vlerë zgjidhet në përputhje me tensionin e vlerësuar dhe rregullimin e tokëzimit të sistemit.
• U_P: Niveli i mbrojtjes së tensionit (në I_n) Ky është voltazhi maksimal nëpër terminalet e SPD kur është aktiv. Ky tension arrihet kur rryma që rrjedh në SPD është e barabartë me In. Niveli i mbrojtjes së tensionit të zgjedhur duhet të jetë nën aftësinë e rezistencës ndaj mbitensionit të ngarkesave. Në rast goditjesh të rrufesë, voltazhi nëpër terminalet e SPD përgjithësisht mbetet më pak se U_P.
• Në: Rryma nominale e shkarkimit. Kjo është vlera kulmore e një rryme prej 8/20 μs formë vale që SPD është e aftë të shkarkojë një minimum 19 herë.

Pse është e rëndësishme?
Në korrespondon me një rrymë nominale shkarkimi që një SPD mund të përballojë të paktën 19 herë: një vlerë më e lartë e In do të thotë një jetë më e gjatë për SPD, kështu që rekomandohet fuqimisht të zgjidhni vlera më të larta se vlera minimale e imponuar prej 5 kA.

Lloji 1 SPD

• I_dreq: Rryma impulsive. Kjo është vlera kulmore e një rryme prej 10/350 μs formë vale që SPD është e aftë të shkarkojë për të shkarkuar të paktën një herë.

Pse jam_dreq e rëndësishme?
Standardi IEC 62305 kërkon një vlerë aktuale maksimale impulsi prej 25 kA për pol për sistemin trefazor. Kjo do të thotë që për një rrjet 3P + N SPD duhet të jetë në gjendje të përballojë një rrymë totale maksimale impulsi prej 100kA që vjen nga lidhja e tokës.

• I_fi: Zhduk rrymën automatike. Zbatohet vetëm për teknologjinë e boshllëkut të shkëndijës. Kjo është rryma (50 Hz) që SPD është në gjendje të ndërpresë vetvetiu pas flakërimit. Kjo rrymë duhet të jetë gjithmonë më e madhe se rryma e ardhshme e qarkut të shkurtër në pikën e instalimit.

Lloji 2 SPD

• Imax: Rryma maksimale e shkarkimit. Kjo është vlera kulmore e një rryme prej 8/20 μs formë vale që SPD është në gjendje të shkarkojë një herë.

Pse është e rëndësishme Imax?
Nëse krahasoni 2 SPD me të njëjtën In, por me Imax të ndryshme: SPD me vlerë më të lartë Imax ka një "diferencë sigurie" më të lartë dhe mund të përballojë rrymën më të lartë të valës pa u dëmtuar.

Lloji 3 SPD

• U_OC: Tension i qarkut të hapur i aplikuar gjatë provave të klasës III (Tipi 3).

aplikimet kryesore

• Tension i ulët SPD. Pajisjet shumë të ndryshme, si nga pikëpamja teknologjike ashtu edhe nga përdorimi, janë përcaktuar me këtë term. SPD-të e tensionit të ulët janë modulare për tu instaluar lehtësisht brenda komandave të LV. Ekzistojnë edhe SPD të adaptueshme në prizat e rrymës, por këto pajisje kanë një kapacitet të ulët shkarkimi.

• SPD për rrjetet e komunikimit. Këto pajisje mbrojnë rrjetet telefonike, rrjetat e ndërprera dhe rrjetet e kontrollit automatik (autobus) ndaj mbitensioneve që vijnë nga jashtë (rrufeja) dhe atyre të brendshme të rrjetit të furnizimit me energji elektrike (pajisjet ndotëse, funksionimi i ndërmarrjeve, etj.). SPD-të e tilla instalohen gjithashtu në lidhësit RJ11, RJ45, or ose të integruar në ngarkesa.

Shënimet

1. Sekuenca e provës sipas standardit IEC 61643-11 për SPD bazuar në MOV (varistor). Gjithsej 19 impulse në I_n:

• Një impuls pozitiv
• Një impuls negativ
• 15 impulse të sinkronizuara në çdo 30 ° në tensionin 50 Hz
• Një impuls pozitiv
• Një impuls negativ

2. për SPD të tipit 1, pas 15 impulseve në I_n (shih shënimin e mëparshëm):

• Një impuls në 0.1 x I_dreq
• Një impuls në 0.25 x I_dreq
• Një impuls në 0.5 x I_dreq
• Një impuls në 0.75 x I_dreq
• Një impuls tek unë_dreq

Projektimi i sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik
Rregullat e projektimit të sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik

Për të mbrojtur një instalim elektrik në një ndërtesë, zbatohen rregulla të thjeshta për zgjedhjen e

• SPD (s);
• sistemin e tij të mbrojtjes.

Për një sistem të shpërndarjes së energjisë, karakteristikat kryesore të përdorura për të përcaktuar sistemin e mbrojtjes nga rrufeja dhe për të zgjedhur një SPD për të mbrojtur një instalim elektrik në një ndërtesë janë:

• SPD
• sasia e SPD
• lloj
• niveli i ekspozimit për të përcaktuar rrymën maksimale të shkarkimit të SPD-së Imax.
• Pajisja për mbrojtjen e qarkut të shkurtër
• rryma maksimale e shkarkimit Imax;
• rryma e qarkut të shkurtër Isc në pikën e instalimit.

Diagrami logjik në Figurën J20 më poshtë ilustron këtë rregull të dizajnit.

Fig. J20 - Diagram logjik për zgjedhjen e një sistemi mbrojtës

Karakteristikat e tjera për zgjedhjen e një SPD janë të paracaktuara për instalimin elektrik.

• numri i shtyllave në SPD;
• niveli i mbrojtjes së tensionit U_P;
• U_C: Tensioni maksimal i funksionimit të vazhdueshëm.

Ky nën-seksion Projektimi i sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik përshkruan më hollësisht kriteret për zgjedhjen e sistemit të mbrojtjes sipas karakteristikave të instalimit, pajisjeve që do të mbrohen dhe mjedisit.

Elementet e sistemit të mbrojtjes

SPD duhet të instalohet gjithmonë në origjinë të instalimit elektrik.

Vendndodhja dhe lloji i SPD

Lloji i SPD që do të instalohet në origjinë të instalimit varet nëse ekziston apo jo një sistem mbrojtës nga rrufeja. Nëse ndërtesa është e pajisur me një sistem mbrojtje nga rrufeja (sipas IEC 62305), duhet të instalohet një SPD i Tipit 1.

Për SPD të instaluar në fundin e ardhshëm të instalimit, standardet e instalimit IEC 60364 përcaktojnë vlerat minimale për 2 karakteristikat e mëposhtme:

• Rryma nominale e shkarkimit I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Niveli i mbrojtjes së tensionit U_P(tek unë_n) <2.5 kV.

Numri i SPD-ve shtesë që do të instalohen përcaktohet nga:

• madhësia e faqes dhe vështirësia e instalimit të përçuesve të lidhjes. Në faqet e mëdha, është thelbësore të instaloni një SPD në fundin e ardhshëm të secilës mbyllje të ndarjes.
• distanca që ndan ngarkesat e ndjeshme për t'u mbrojtur nga pajisja mbrojtëse e mbarimit në hyrje. Kur ngarkesat janë të vendosura më shumë se 10 metra larg pajisjes së mbrojtjes nga fundi i hyrjes, është e nevojshme të parashikoni mbrojtje shtesë të imët sa më afër ngarkesave të ndjeshme. Fenomenet e reflektimit të valës po rriten nga 10 metra shih Përhapja e një vale rrufe
• rreziku i ekspozimit. Në rastin e një vendi shumë të ekspozuar, SPD-ja e mbërritjes në hyrje nuk mund të sigurojë si një rrjedhë të lartë të rrymës së rrufesë ashtu edhe një nivel mjaft të ulët të mbrojtjes së tensionit. Në veçanti, një SPD i Tipit 1 shoqërohet përgjithësisht nga një SPD i Tipit 2.

Tabela në Figurën J21 më poshtë tregon sasinë dhe llojin e SPD që do të vendoset në bazë të dy faktorëve të përcaktuar më sipër.

Fig. J21 - 4 rastet e zbatimit të SPD

Mbrojtja nivelet e shpërndara

Disa nivele të mbrojtjes së SPD lejojnë që energjia të shpërndahet në disa SPD, siç tregohet në Figurën J22 në të cilën janë siguruar tre llojet e SPD:

• Lloji 1: kur ndërtesa është e pajisur me një sistem mbrojtje nga rrufeja dhe ndodhet në fundin e ardhshëm të instalimit, ajo thith një sasi shumë të madhe energjie;
• Lloji 2: thith mbitensionet e mbetjeve;
• Lloji 3: siguron mbrojtje "të imët" nëse është e nevojshme për pajisjet më të ndjeshme të vendosura shumë afër ngarkesave.

Shënim: Lloji 1 dhe 2 SPD mund të kombinohen në një SPD të vetëm
Fig. J22 - Arkitektura e mbrojtjes së imët

Karakteristikat e përbashkëta të SPD sipas karakteristikave të instalimit
Tensioni maksimal i funksionimit të vazhdueshëm Uc

Në varësi të rregullimit të tokëzimit të sistemit, voltazhi maksimal i funksionimit të vazhdueshëm U_C e SPD duhet të jetë e barabartë ose më e madhe se vlerat e treguara në tabelën në Figurën J23.

Fig. J23 - Vlera minimale e përcaktuar e U_C për SPD në varësi të rregullimit të tokëzimit të sistemit (bazuar në Tabelën 534.2 të standardit IEC 60364-5-53)

N / A: nuk zbatohet
U: voltazh linje ne linje i sistemit te tensionit te ulet
a këto vlera janë të lidhura me kushtet e defektit në rastin më të keq, prandaj toleranca prej 10% nuk ​​merret parasysh.

Vlerat më të zakonshme të UC-së të zgjedhura sipas rregullimit të tokëzimit të sistemit.
TT, TN: 260, 320, 340, 350 V
IT: 440, 460 V

Niveli i mbrojtjes së tensionit U_P (tek unë_n)

Standardi IEC 60364-4-44 ndihmon në zgjedhjen e nivelit të mbrojtjes Up për SPD në funksion të ngarkesave që duhet të mbrohen. Tabela e figurës J24 tregon aftësinë rezistuese ndaj impulsit për secilën lloj pajisje.

Fig. J24 - Tensioni i kërkuar impuls i vlerësuar i pajisjeve Uw (tabela 443.2 e IEC 60364-4-44)

a Sipas IEC 60038: 2009.
b Ky tension i vlerësuar i impulsit zbatohet midis përçuesve të gjallë dhe PE.
c Në Kanada dhe SHBA, për tensione në tokë më të larta se 300 V, zbatohet voltazhi i vlerësuar i impulsit që korrespondon me tensionin tjetër më të lartë në këtë kolonë.
d Për funksionimin e sistemeve IT në 220-240 V, do të përdoret rreshti 230/400, për shkak të tensionit në tokë në prishjen e tokës në një linjë.

Fig. J25 - Kategoria e pajisjeve të mbitensionit

	Pajisjet e kategorisë së mbitensionit Unë jam i përshtatshëm vetëm për përdorim në instalimin fiks të ndërtesave ku mjetet mbrojtëse zbatohen jashtë pajisjes - për të kufizuar mbitensionet kalimtare në nivelin e specifikuar. Shembuj të pajisjeve të tilla janë ato që përmbajnë qarqe elektronike si kompjutera, pajisje me programe elektronike, etj.
	Pajisjet e kategorisë II të mbitensionit janë të përshtatshme për t'u lidhur me instalimin elektrik fiks, duke siguruar një shkallë normale të disponueshmërisë që normalisht kërkohet për pajisjet që përdorin rrymën. Shembuj të pajisjeve të tilla janë pajisjet shtëpiake dhe ngarkesa të ngjashme.
	Pajisjet e kategorisë III të mbitensionit janë për përdorim në instalimin fiks në rrjedhën e poshtme, dhe duke përfshirë tabelën kryesore të shpërndarjes, duke siguruar një shkallë të lartë të disponueshmërisë. Shembuj të pajisjeve të tilla janë bordet e shpërndarjes, ndërprerësit, sistemet e instalimeve elektrike duke përfshirë kabllot, shiritat e autobusëve, kutitë e bashkimit, çelsat, prizat e prizave) në instalimin fiks, dhe pajisjet për përdorim industrial dhe disa pajisje të tjera, p.sh. motorë të palëvizshëm me një lidhje e përhershme me instalimin fiks.
	Pajisjet e kategorisë IV të mbitensionit janë të përshtatshme për përdorim në, ose në afërsi të origjinës së instalimit, për shembull në rrjedhën e sipërme të bordit kryesor të shpërndarjes. Shembuj të pajisjeve të tilla janë njehsorët e energjisë elektrike, pajisjet primare të mbrojtjes nga mbitensioni dhe njësitë e kontrollit të valëzimeve.

U-ja e "instaluar"_P performanca duhet të krahasohet me aftësinë rezistente ndaj impulsit të ngarkesave.

SPD ka një nivel të mbrojtjes së tensionit U_P që është i brendshëm, d.m.th. përcaktohet dhe testohet në mënyrë të pavarur nga instalimi i tij. Në praktikë, për zgjedhjen e U_P performanca e një SPD, duhet të merret një diferencë sigurie për të lejuar mbitensionet e natyrshme në instalimin e SPD (shih Figurën J26 dhe Lidhjen e Pajisjes së Mbrojtjes së Valës).

Fig. J26 - U instaluar_P

Niveli i mbrojtjes së tensionit "i instaluar" U_P përgjithësisht i adaptuar për të mbrojtur pajisjet e ndjeshme në instalimet elektrike 230/400 V është 2.5 kV (kategoria II e mbitensionit, shih Fig. J27).

Shënim:
Nëse niveli i përcaktuar i mbrojtjes së tensionit nuk mund të arrihet nga SPD-ja e mbërritjes në hyrje ose nëse sendet e ndjeshme të pajisjeve janë të largëta (shih Elementet e sistemit të mbrojtjes # Vendndodhja dhe lloji i SPD Vendndodhja dhe lloji i SPD, duhet të instalohet një SPD i koordinuar shtesë për të arritur nivelin e kërkuar të mbrojtjes.

Numri i poleve

• Në varësi të rregullimit të tokëzimit të sistemit, është e nevojshme të parashikohet një arkitekturë SPD që siguron mbrojtje në modalitetin e zakonshëm (CM) dhe modalitetin diferencial (DM).

Fig. J27 - Nevojat e mbrojtjes sipas rregullimit të tokëzimit të sistemit

a Mbrojtja midis fazës dhe neutralit mund të përfshihet në SPD të vendosur në origjinë të instalimit ose të largohet nga pajisja që do të mbrohet
b Nëse shpërndahet neutral

Shënim:

Mbingarkesa në modën e zakonshme
Një formë themelore e mbrojtjes është instalimi i një SPD në modalitetin e përbashkët midis fazave dhe përcjellësit PE (ose PEN), pavarësisht llojit të rregullimit të tokëzimit të sistemit të përdorur.

Mbingarkesa në modalitetin diferencial
Në sistemet TT dhe TN-S, tokëzimi i neutralit rezulton në një asimetri për shkak të impedancave të tokës që çon në shfaqjen e tensioneve të modës diferenciale, edhe pse mbitensioni i shkaktuar nga një goditje rrufeje është i zakonshëm.

SPD 2P, 3P dhe 4P
(shih Fig. J28)
Këto janë përshtatur në sistemet IT, TN-C, TN-CS.
Ato sigurojnë mbrojtje thjesht ndaj mbitensioneve të mënyrës së zakonshme

Fig. J28 - 1P, 2P, 3P, 4P SPD

SPP-të 1P + N, 3P + N
(shih Fig. J29)
Këto janë përshtatur për sistemet TT dhe TN-S.
Ato sigurojnë mbrojtje ndaj mbitensioneve të modalitetit të zakonshëm dhe asaj të diferencës

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

Përzgjedhja e një SPD të Tipit 1
Impulsi aktual Iimp

• Kur nuk ka rregullore kombëtare ose rregullore specifike për llojin e ndërtesës që do të mbrohet: rryma impulsive Iimp duhet të jetë së paku 12.5 kA (valë 10/350 μs) për degë në përputhje me IEC 60364-5-534.
• Aty ku ekzistojnë rregulloret: standardi IEC 62305-2 përcakton 4 nivele: I, II, III dhe IV

Tabela në figurën J31 tregon nivelet e ndryshme të I_dreq në çështjen rregullatore.

Fig. J30 - Shembulli themelor i I ekuilibruar_dreq shpërndarja e rrymës në sistemin 3 fazor

Fig. J31 - Tabela e I_dreq vlerat sipas nivelit të mbrojtjes së tensionit të ndërtesës (bazuar në IEC / EN 62305-2)

Shuarja automatike ndjek rrymën I_fi

Kjo karakteristikë është e zbatueshme vetëm për SPD me teknologji të boshllëkut të shkëndijëve. Autoextinguish ndjek rrymën I_fi duhet të jetë gjithmonë më e madhe se rryma e ardhshme e qarkut të shkurtër I_sc në pikën e instalimit.

Përzgjedhja e një SPD të Tipit 2
Rryma maksimale e shkarkimit Imax

Rryma maksimale e shkarkimit Imax përcaktohet në përputhje me nivelin e vlerësuar të ekspozimit në raport me vendndodhjen e ndërtesës.
Vlera e rrymës maksimale të shkarkimit (Imax) përcaktohet nga analiza e rrezikut (shih tabelën në Figurën J32).

Fig. J32 - Rryma maksimale e rekomanduar e shkarkimit Imax sipas nivelit të ekspozimit

Përzgjedhja e pajisjes së jashtme për mbrojtjen e qarkut të shkurtër (SCPD)

Pajisjet e mbrojtjes (termike dhe qark i shkurtër) duhet të koordinohen me SPD për të siguruar funksionim të besueshëm, dmth
sigurojnë vazhdimësinë e shërbimit:

• i rezistojnë valëve të rrymës së rrufesë
• nuk gjenerojnë tension të tepërt të mbetjeve.

sigurojnë mbrojtje efektive ndaj të gjitha llojeve të mbirrymës:

• mbingarkesa pas ikjes termike të varistorit;
• qark i shkurtër me intensitet të ulët (i papengueshëm);
• qark i shkurtër me intensitet të lartë.

Rreziqet që duhen shmangur në fund të jetës së SPD-ve
Për shkak të plakjes

Në rastin e fundit natyror të jetës për shkak të plakjes, mbrojtja është e llojit termik. SPD me varistorë duhet të ketë një shkyçës të brendshëm i cili pamundëson SPD.
Shënim: Fundi i jetës përmes ikjes termike nuk ka të bëjë me SPD me tubin e shkarkimit të gazit ose boshllëkun e shkëndijës së kapsuluar.

Për shkak të një defekti

Shkaqet e fundit të jetës për shkak të një defekti të qarkut të shkurtër janë:

• Kapaciteti maksimal i shkarkimit është tejkaluar. Ky defekt rezulton në një qark të shkurtër të fortë.
• Një defekt për shkak të sistemit të shpërndarjes (kalimi neutral / faza, shkyçja neutrale).
• Përkeqësimi gradual i varistorit.
  Dy gabimet e fundit rezultojnë në një qark të shkurtër të ngurtë.
  Instalimi duhet të mbrohet nga dëmtimi që rezulton nga këto lloje defektesh: shkyçësi i brendshëm (termik) i përcaktuar më sipër nuk ka kohë për t’u ngrohur, pra për të funksionuar.
  Duhet të instalohet një pajisje e veçantë e quajtur "Pajisja e jashtme e Mbrojtjes së Qarqeve të Shkurtra (SCPD e jashtme)", e aftë të eleminojë qarkun e shkurtër. Mund të zbatohet nga një ndërprerës ose pajisje siguresash.

Karakteristikat e SCPD të jashtme

SCPD e jashtme duhet të koordinohet me SPD. Designedshtë krijuar për të përmbushur dy kufizimet e mëposhtme:

Rryma e rrufesë reziston

Qëndrueshmëria e rrymës së rrufesë është një karakteristikë thelbësore e Pajisjes së jashtme të Mbrojtjes së Qarqeve të Shkurtra të SPD-së.
SCPD-ja e jashtme nuk duhet të lëvizë mbi 15 rryma impulsive të njëpasnjëshme në In.

Rezistoni i rrymës në qark të shkurtër

• Kapaciteti i thyerjes përcaktohet nga rregullat e instalimit (standardi IEC 60364):
  SCPD i jashtëm duhet të ketë një kapacitet thyerje të barabartë ose më të madh se rryma e ardhshme e qarkut të shkurtër të ardhshëm në pikën e instalimit (në përputhje me standardin IEC 60364).
• Mbrojtja e instalimit nga qarqet e shkurtra
  Në veçanti, qarku i shkurtër i ngurtë shpërndan shumë energji dhe duhet të eliminohet shumë shpejt për të parandaluar dëmtimin e instalimit dhe të SPD.
  Shoqata e duhur midis një SPD dhe SCPD të saj të jashtme duhet të jepet nga prodhuesi.

Modaliteti i instalimit për SCPD të jashtëm
Pajisja "në seri"

SCPD përshkruhet si "në seri" (shih Fig. J33) kur mbrojtja kryhet nga pajisja e përgjithshme e mbrojtjes së rrjetit që do të mbrohet (për shembull, ndërprerësi i lidhjes në rrjedhën e sipërme të një instalimi).

Fig. J33 - SCPD "në seri"

Pajisja "paralelisht"

SCPD përshkruhet si "paralelisht" (shih Fig. J34) kur mbrojtja kryhet posaçërisht nga një pajisje mbrojtëse e lidhur me SPD.

• SCPD i jashtëm quhet "ndërprerës shkyçës" nëse funksioni kryhet nga një ndërprerës.
• Ndërprerësi shkyçës mund të integrohet ose jo në SPD.

Fig. J34 - SCPD "paralelisht"

Shënim:
Në rastin e një SPD me një tub shkarkimi gazi ose hapësire shkëndijash të kapsuluar, SCPD lejon që rryma të pritet menjëherë pas përdorimit.

Garancia e mbrojtjes

SCPD e jashtme duhet të koordinohet me SPD dhe të testohet dhe garantohet nga prodhuesi i SPD në përputhje me rekomandimet e standardit IEC 61643-11. Duhet gjithashtu të instalohet në përputhje me rekomandimet e prodhuesit. Si shembull, shihni tabelat elektrike të koordinimit SCPD + SPD.

Kur kjo pajisje është e integruar, konformiteti me standardin e produktit IEC 61643-11 siguron natyrshëm mbrojtje.

Fig. J35 - SPD me SCPD të jashtme, jo të integruar (iC60N + iPRD 40r) dhe të integruar (iQuick PRD 40r)

Përmbledhje e karakteristikave të SCPD-ve të jashtme

Një analizë e hollësishme e karakteristikave është dhënë në seksionin Karakteristikat e hollësishme të SCPD-së së jashtme.
Tabela në Figurën J36 tregon, në një shembull, një përmbledhje të karakteristikave sipas llojeve të ndryshme të SCPD të jashtme.

Fig. J36 - Karakteristikat e mbrojtjes në fund të jetës së një SPD të Tipit 2 sipas SCPD-ve të jashtme

Modaliteti i instalimit për SCPD të jashtëm	Në seri	Paralelisht
		Lidhur me mbrojtjen e siguresave	Lidhur me mbrojtjen e ndërprerësit	Integruar mbrojtja e ndërprerësit
Mbrojtja nga mbingarkesa e pajisjeve	=	=	=	=
	SPD mbrojnë pajisjet në mënyrë të kënaqshme, pavarësisht nga lloji i SCPD-së së jashtme të lidhur
Mbrojtja e instalimit në fund të jetës	-	=	+	+ +
	Nuk është e mundur asnjë garanci për mbrojtje	Garancia e prodhuesit		Garanci e plotë
		Mbrojtja nga qarqet e shkurtra të rezistencës nuk është siguruar mirë	Mbrojtja nga qarqet e shkurtra sigurohet në mënyrë të përsosur
Vazhdimësia e shërbimit në fund të jetës	- -	+	+	+
	Instalimi i plotë është mbyllur	Vetëm qarku SPD mbyllet
Mirëmbajtja në fund të jetës	- -	=	+	+
	Kërkohet mbyllja e instalimit	Ndryshimi i siguresave	Rivendosja e menjëhershme

SPD dhe tabela e koordinimit të pajisjeve mbrojtëse

Tabela në Figurën J37 më poshtë tregon koordinimin e ndërprerësve shkyçës (SCPD të jashtëm) për SPD-të e Tipit 1 dhe 2 të markës XXX Electric për të gjitha nivelet e rrymave të qarkut të shkurtër.

Koordinimi midis SPD dhe ndërprerësve të tij shkyçës, të treguar dhe të garantuar nga Electric, siguron mbrojtje të besueshme (rezistenca e valës së rrufesë, mbrojtja e përforcuar e rrymave të qarkut të shkurtër të rezistencës, etj.)

Fig. J37 - Shembull i një tabele koordinimi midis SPD-ve dhe ndërprerësve të tyre shkyçës. Gjithmonë referojuni tabelave të fundit të dhëna nga prodhuesit.

Koordinimi me pajisjet e mbrojtjes në rrjedhën e sipërme

Koordinimi me pajisjet e mbrojtjes nga mbitensioni
Në një instalim elektrik, SCPD i jashtëm është një aparat identik me aparatin mbrojtës: kjo bën të mundur aplikimin e teknikave të selektivitetit dhe kaskadës për optimizimin teknik dhe ekonomik të planit të mbrojtjes.

Koordinimi me pajisjet e rrymës së mbetur
Nëse SPD është instaluar në rrjedhën e poshtme të një pajisje mbrojtëse për rrjedhjet e tokës, kjo e fundit duhet të jetë e tipit "si" ose selektive me imunitet ndaj rrymave impulsive të paktën 3 kA (vala aktuale 8/20 μs).

Instalimi i Pajisjes për Mbrojtjen e Surge
Lidhja e Pajisjes për Mbrojtjen e Surge

Lidhjet e një SPD me ngarkesat duhet të jenë sa më të shkurtra që të jetë e mundur në mënyrë që të zvogëlohet vlera e nivelit të mbrojtjes së tensionit (instaluar lart) në terminalet e pajisjeve të mbrojtura.

Gjatësia totale e lidhjeve SPD me rrjetin dhe bllokun e terminalit të tokës nuk duhet të kalojë 50 cm.

Një nga karakteristikat thelbësore për mbrojtjen e pajisjeve është niveli maksimal i mbrojtjes së tensionit (i instaluar lart) që pajisja mund të përballojë në terminalet e saj. Prandaj, një SPD duhet të zgjidhet me një nivel të mbrojtjes së tensionit Lart përshtatur për mbrojtjen e pajisjeve (shih Fig. J38). Gjatësia totale e përçuesve të lidhjes është

L = L1 + L2 + L3.

Për rrymat me frekuencë të lartë, rezistenca e plotë për njësi të gjatësisë së kësaj lidhje është afërsisht 1 μH / m.

Prandaj, duke zbatuar ligjin e Lenz për këtë lidhje: ΔU = L di / dt

Vala e normalizuar 8/20 µs e rrymës, me një amplitudë rryme prej 8 kA, krijon në përputhje me rrethanat një rritje të tensionit prej 1000 V për metër kabllo.

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

Fig. J38 - Lidhjet e një SPD L <50 cm

Si rezultat, voltazhi nëpër terminalet e pajisjeve, pajisjet U, është:
Pajisjet U = Lart + U1 + U2
Nëse L1 + L2 + L3 = 50 cm, dhe vala është 8/20 µs me një amplitudë prej 8 kA, voltazhi nëpër terminalet e pajisjeve do të jetë Up + 500 V.

Lidhja në mbyllje plastike

Figura J39 më poshtë tregon se si të lidhni një SPD në mbyllje plastike.

Fig. J39 - Shembull i lidhjes në mbyllje plastike

Lidhja në mbyllje metalike

Në rastin e një montimi të pajisjeve të ndërprerjes në një mbyllje metalike, mund të jetë e mençur të lidhni SPD direkt me mbylljen metalike, me mbyllësin që përdoret si një përcjellës mbrojtës (shih Fig. J40).
Kjo rregullim është në përputhje me standardin IEC 61439-2 dhe prodhuesi i Asamblesë duhet të sigurohet që karakteristikat e mbylljes e bëjnë të mundur këtë përdorim.

Fig. J40 - Shembull i lidhjes në mbylljen metalike

Seksioni kryq i përcjellësit

Seksioni kryq minimal i rekomanduar i përcjellësit merr parasysh:

• Shërbimi normal që do të ofrohet: Rrjedha e valës së rrymës së rrufesë nën një rënie maksimale të tensionit (rregulli 50 cm).
  Shënim: Ndryshe nga aplikimet në 50 Hz, fenomeni i rrufesë me frekuencë të lartë, rritja e prerjes tërthore të përcjellësit nuk ul shumë rezistencën e saj me frekuencë të lartë.
• Përçuesit i rezistojnë rrymave të qarkut të shkurtër: Përçuesi duhet t'i rezistojë një rryme të qarkut të shkurtër gjatë kohës së ndërprerjes së sistemit maksimal të mbrojtjes.
  IEC 60364 rekomandon në mbarimin e instalimit një seksion kryq minimal të:
• 4 mm2 (Cu) për lidhjen e SPD të Tipit 2;
• 16 mm2 (Cu) për lidhjen e SPD të Tipit 1 (prania e sistemit të mbrojtjes nga rrufeja).

Shembuj të instalimeve të mira dhe të këqija të SPD

Fig. J41 - Shembuj të instalimeve të mira dhe të këqija të SPD

Projektimi i instalimit të pajisjeve duhet të bëhet në përputhje me rregullat e instalimit: gjatësia e kabllove duhet të jetë më pak se 50 cm.

Rregullat e kabllove të Pajisjes së Mbrojtjes nga Valët
Rregulla 1

Rregulli i parë që duhet të respektohet është që gjatësia e lidhjeve SPD midis rrjetit (përmes SCPD të jashtme) dhe bllokut të terminalit të tokëzimit nuk duhet të kalojë 50 cm.
Figura J42 tregon dy mundësitë për lidhjen e një SPD.
Fig. J42 - SPD me SCPD të jashtme të ndara ose të integruara

Rregulla 2

Përçuesit e furnizuesve të mbrojtur dalës:

• duhet të jetë i lidhur me terminalet e SCPD-së së jashtme ose SPD-së;
• duhet të ndahen fizikisht nga përcjellësit e ndotur që vijnë.

Ato janë të vendosura në të djathtë të terminaleve të SPD dhe SCPD (shih Figurën J43).

Fig. J43 - Lidhjet e furnizuesve të mbrojtur dalës janë në të djathtë të terminaleve SPD

Rregulla 3

Përçuesit e fazës së furnizuesit, neutral dhe mbrojtës (PE) duhet të drejtohen njëri pranë tjetrit në mënyrë që të zvogëlojnë sipërfaqen e lakut (shih Fig. J44).

Rregulla 4

Përçuesit e ardhshëm të SPD duhet të jenë larg nga përçuesit e mbrojtur dalës për të shmangur ndotjen e tyre me bashkim (shih Fig. J44).

Rregulla 5

Kabllot duhet të mbështeten në pjesët metalike të mbylljes (nëse ka) në mënyrë që të minimizohet sipërfaqja e lakut të kornizës dhe kështu të përfitojnë nga një efekt mbrojtës kundër shqetësimeve të EM.

Në të gjitha rastet, duhet të kontrollohet që kornizat e tabelave dhe mbylljeve të tokëzohen përmes lidhjeve shumë të shkurtra.

Më në fund, nëse përdoren kabllo të mbrojtur, duhet të shmangen gjatësitë e mëdha, sepse ato zvogëlojnë efikasitetin e mbrojtjes (shih Fig. J44).

Fig. J44 - Shembull i përmirësimit të EMC nga zvogëlimi i sipërfaqeve të lakut dhe rezistenca e plotë e rezistencës në një mbyllje elektrike

Mbrojtja nga mbitensioni Shembuj të zbatimit

Shembull i aplikimit SPD në Supermarket

Fig. J46 - Rrjeti telekomunikues

Zgjidhjet dhe diagrami skematik

• Udhëzuesi për përzgjedhjen e kapësit të valës ka bërë të mundur përcaktimin e vlerës së saktë të bllokuesit të mbingarkesës në fundin e ardhshëm të instalimit dhe atë të ndërprerësit shoqërues të shkyçjes.
• Ndërsa pajisjet e ndjeshme (U_dreq <1.5 kV) ndodhen më shumë se 10 m nga pajisja mbrojtëse hyrëse, mbajtësit e rrymës së mbrojtjes së imët duhet të instalohen sa më afër ngarkesave.
• Për të siguruar vazhdimësi më të mirë të shërbimit për zonat e dhomave të ftohta: Ndërprerësit e rrymës së mbetjeve të tipit "si" do të përdoren për të shmangur ndërprerjen e shqetësimit të shkaktuar nga rritja e potencialit të tokës ndërsa vala e rrufesë kalon përmes.
• Për mbrojtje nga mbitensionet atmosferike: 1, instaloni një bllokues të rrymës në panelin kryesor. 2, instaloni një mbrojtës të rrymës mbrojtëse të imët në secilën panel (1 dhe 2) që furnizon pajisjet e ndjeshme që ndodhen më shumë se 10 metra nga mbikaluesi hyrës. 3, instaloni një ndalues ​​të mbitensionit në rrjetin telekomunikues për të mbrojtur pajisjet e furnizuara, për shembull, alarme zjarri, modem, telefona, fakse.

Rekomandimet e kabllove

• Siguroni barazinë e potencialit të përfundimeve të tokës të ndërtesës.
• Zvogëloni zonat e kabllove të furnizimit me rrymë.

Rekomandimet e instalimit

• Instaloni një arrestues të tensionit, unë_max = 40 kA (8/20 µs), dhe një ndërprerës i shkëputjes iC60 i vlerësuar në 40 A.
• Instaloni mbrojtës të imët të mbitensionit, I_max = 8 kA (8/20 µs) dhe ndërprerësit shoqërues të shkyçjes iC60 të vlerësuar me 10 A

Fig. J46 - Rrjeti telekomunikues

SPD për aplikime fotovoltaike

Mbingarkesa mund të ndodhë në instalimet elektrike për arsye të ndryshme. Mund të shkaktohet nga:

• Rrjeti i shpërndarjes si rezultat i rrufesë ose i çdo pune të kryer.
• Goditjet e rrufesë (afër ose në ndërtesa dhe instalime PV, ose në përçues rrufe).
• Ndryshimet në fushën elektrike për shkak të rrufesë.

Si të gjitha strukturat e jashtme, instalimet PV janë të ekspozuara ndaj rrezikut të rrufesë që ndryshon nga rajoni në rajon. Sistemet dhe pajisjet parandaluese dhe arrestuese duhet të jenë në vend.

Mbrojtja nga lidhja ekuipotenciale

Masa e parë mbrojtëse për tu vendosur është një medium (përcjellës) që siguron lidhjen ekuipotenciale midis të gjitha pjesëve përçuese të një instalimi PV.

Qëllimi është të lidhni të gjithë përçuesit e tokëzuar dhe pjesët metalike dhe kështu të krijoni potencial të barabartë në të gjitha pikat në sistemin e instaluar.

Mbrojtja nga pajisjet e mbrojtjes nga mbitensioni (SPD)

SPD-të janë veçanërisht të rëndësishme për të mbrojtur pajisjet elektrike të ndjeshme si Invertori AC / DC, pajisjet e monitorimit dhe modulet PV, por edhe pajisje të tjera të ndjeshme që mundësohen nga rrjeti i shpërndarjes elektrike 230 VAC. Metoda e mëposhtme e vlerësimit të rrezikut bazohet në vlerësimin e gjatësisë kritike Lcrit dhe krahasimin e tij me L gjatësinë kumulative të linjave DC.
Mbrojtja SPD kërkohet nëse L ≥ Lcrit.
Lcrit varet nga lloji i instalimit PV dhe llogaritet siç përcakton tabela e mëposhtme (Fig. J47):

Fig. J47 - Zgjedhja e SPD DC

L është shuma e:

• shuma e distancave ndërmjet invertorit (eve) dhe kutisë së kryqëzimit, duke marrë parasysh që gjatësitë e kabllit të vendosur në të njëjtin tub llogariten vetëm një herë, dhe
• shuma e distancave ndërmjet kutisë së bashkimit dhe pikave të lidhjes së moduleve fotovoltaike që formojnë vargun, duke marrë parasysh që gjatësitë e kabllit të vendosur në të njëjtin tub llogariten vetëm një herë.

Ng është dendësia e rrufesë së harkut (numri i goditjeve / km2 / vit).

Fig. J48 - Përzgjedhja e SPD

Mbrojtja SPD
Lokacioni	Modulet PV ose kuti Array		Ana inverter DC	Ana inverter AC		bordi kryesor
	LDC			LAC		Shufra rrufe
kriteret	<10 m	> 10 m		<10 m	> 10 m	Po	jo
Lloji i SPD	Nuk ka nevojë	"SPD 1" Lloji 2 [a]	"SPD 2" Lloji 2 [a]	Nuk ka nevojë	"SPD 3" Lloji 2 [a]	"SPD 4" Lloji 1 [a]	"SPD 4" Shkruaj 2 nëse Ng> 2.5 & linja ajrore

[a] 1 2 3 4 Distanca e ndarjes së tipit 1 sipas EN 62305 nuk respektohet.

Instalimi i një SPD

Numri dhe vendndodhja e SPD në anën DC varet nga gjatësia e kabllove midis paneleve diellore dhe inverterit. SPD duhet të instalohet në afërsi të inverterit nëse gjatësia është më pak se 10 metra. Nëse është më e madhe se 10 metra, një SPD i dytë është i nevojshëm dhe duhet të vendoset në kutinë afër panelit diellor, i pari është i vendosur në zonën e inverterit.

Për të qenë efikas, kabllot e lidhjes SPD me rrjetin L + / L- dhe midis bllokut të terminalit të tokës SPD dhe shiritit të tokës duhet të jenë sa më të shkurtër të jetë e mundur - më pak se 2.5 metra (d1 + d2 <50 cm).

Gjenerim i sigurt dhe i besueshëm i energjisë fotovoltaike

Në varësi të distancës ndërmjet pjesës së "gjeneratorit" dhe pjesës "konvertimit", mund të jetë e nevojshme të instaloni dy aksione shtesë ose më shumë, për të siguruar mbrojtjen e secilës prej dy pjesëve.

Fig. J49 - vendndodhja SPD

Shtesa teknike për mbrojtje nga mbitensioni

Standardet e mbrojtjes nga rrufeja

Pjesët standarde IEC 62305 1 deri 4 (pjesët 62305 deri 1 NF EN 4) riorganizojnë dhe azhurnojnë botimet standarde IEC 61024 (seri), IEC 61312 (seri) dhe IEC 61663 (seri) mbi sistemet e mbrojtjes nga rrufeja.

Pjesa 1 - Parimet e përgjithshme

Kjo pjesë paraqet informacion të përgjithshëm mbi vetëtimën dhe karakteristikat e tij dhe të dhëna të përgjithshme dhe prezanton dokumentet e tjera.

Pjesa 2 - Menaxhimi i rrezikut

Kjo pjesë paraqet analizën duke bërë të mundur llogaritjen e rrezikut për një strukturë dhe përcaktimin e skenarëve të ndryshëm të mbrojtjes në mënyrë që të lejohet optimizimi teknik dhe ekonomik.

Pjesa 3 - Dëmtimi fizik i strukturave dhe rreziku për jetën

Kjo pjesë përshkruan mbrojtjen nga goditjet e drejtpërdrejta të rrufesë, duke përfshirë sistemin e mbrojtjes nga rrufeja, përçuesin poshtë, plumbi i tokës, potenciali i barabartë dhe kështu SPD me lidhjen ekuipotenciale (Type 1 SPD).

Pjesa 4 - Sistemet elektrike dhe elektronike brenda strukturave

Kjo pjesë përshkruan mbrojtjen nga efektet e shkaktuara nga rrufeja, duke përfshirë sistemin e mbrojtjes nga SPD (Llojet 2 dhe 3), mbrojtjen e kabllove, rregullat për instalimin e SPD, etj.

Kjo seri standardesh plotësohet nga:

• seria e standardeve IEC 61643 për përcaktimin e produkteve të mbrojtjes nga mbitensioni (shih përbërësit e një SPD);
• seritë e standardeve IEC 60364-4 dhe -5 për zbatimin e produkteve në instalimet elektrike LV (shih treguesin e fundit të jetës së një SPD).

Komponentët e një SPD

SPD kryesisht përbëhet nga (shih Fig. J50):

1. një ose më shumë përbërës jolinearë: pjesa e gjallë (varistori, tubi i shkarkimit të gazit [GDT], etj.);
2. një pajisje mbrojtëse termike (shkyçës i brendshëm) që e mbron atë nga ikja termike në fund të jetës (SPD me varistor);
3. një tregues që tregon fundin e jetës së SPD; Disa SPD lejojnë raportimin në distancë të këtij indikacioni;
4. një SCPD i jashtëm i cili siguron mbrojtje nga qarqet e shkurtra (kjo pajisje mund të integrohet në SPD).

Fig. J50 - Diagrami i një SPD

Teknologjia e pjesës live

Disa teknologji janë në dispozicion për të zbatuar pjesën live. Secili ka avantazhe dhe disavantazhe:

• Diodat Zener;
• Tubi i shkarkimit të gazit (i kontrolluar ose jo i kontrolluar);
• Varistori (varistori i oksidit të zinkut [ZOV]).

Tabela më poshtë tregon karakteristikat dhe rregullimet e 3 teknologjive të përdorura zakonisht.

Fig. J51 - Tabela përmbledhëse e performancës

Komponent	Tub shkarkues me gaz (GDT)	Boshllëku i shkëndijës së kapsuluar	Varistor i oksidit të zinkut	GDT dhe varistori në seri	Boshllëku i shkëndijës së kapsuluar dhe varistori paralelisht
Karakteristikat
Mënyra e përdorimit	Ndërrimi i tensionit	Ndërrimi i tensionit	Kufizimi i tensionit	Ndërrimi i tensionit dhe kufizimi në seri	Ndërrimi i tensionit dhe - kufizimi paralel
Lakoret e funksionimit
Aplikacion	Rrjeti i telekomit Rrjeti LV (shoqëruar me varistor)	Rrjeti LV	Rrjeti LV	Rrjeti LV	Rrjeti LV
Lloji SPD	Lloji 2	Lloji 1	Lloji 1 ose Lloji 2	Lloji 1+ Lloji 2	Lloji 1+ Lloji 2

Treguesi i fundit të jetës së një SPD

Treguesit e fundit të jetës shoqërohen me shkyçësin e brendshëm dhe SCPD-në e jashtme të SPD për të informuar përdoruesin se pajisjet nuk mbrohen më nga mbitensionet me origjinë atmosferike.

Tregues lokal

Ky funksion zakonisht kërkohet nga kodet e instalimit. Treguesi i fundit të jetës i jepet nga një tregues (ndriçues ose mekanik) shkëputësit të brendshëm dhe / ose SCPD të jashtëm.

Kur SCPD i jashtëm zbatohet nga një pajisje siguresash, është e nevojshme të sigurohet një siguresë me një goditës dhe një bazë të pajisur me një sistem fikës për të siguruar këtë funksion.

Ndërprerësi i integruar i shkyçjes

Treguesi mekanik dhe pozicioni i dorezës së kontrollit lejojnë tregues natyror të fundit të jetës.

Tregimi lokal dhe raportimi në distancë

iQuick PRD SPD e markës XXX Electric është i tipit "gati në tel" me një ndërprerës të integruar shkyçës.

Tregues lokal

iQuick PRD SPD (shih Fig. J53) është i pajisur me tregues lokalë të statusit mekanik:

• treguesi mekanik (i kuq) dhe pozicioni i dorezës së ndërprerësit shkyçës tregojnë mbylljen e SPD;
• treguesi mekanik (i kuq) në secilën fishek tregon fundin e jetës së fishekut.

Fig. J53 - iQuick PRD 3P + N SPD e markës XXX Electric

Raportimi në distancë

(shih Fig. J54)

iQuick PRD SPD është i pajisur me një kontakt tregues i cili lejon raportimin në distancë të:

• fisheku fund i jetës;
• një fishek që mungon dhe kur të jetë vendosur përsëri në vend;
• një defekt në rrjet (qark i shkurtër, shkyçja e kthimit neutral, faza / neutral);
• komutimi manual lokal.

Si rezultat, monitorimi në distancë i gjendjes së funksionimit të SPD-ve të instaluara bën të mundur sigurimin që këto pajisje mbrojtëse në gjendje gatishmërie të jenë gjithmonë të gatshme për të funksionuar.

Fig. J54 - Instalimi i dritës treguese me një iQuick PRD SPD

Fig. J55 - Tregimi në distancë i statusit SPD duke përdorur Smartlink

Mirëmbajtja në fund të jetës

Kur treguesi i përfundimit të jetës tregon mbyllje, SPD (ose fisheku në fjalë) duhet të zëvendësohet.

Në rastin e iQuick PRD SPD, mirëmbajtja lehtësohet:

• Fisheku në fund të jetës (që do të zëvendësohet) identifikohet lehtësisht nga Departamenti i Mirëmbajtjes.
• Fisheku në fund të jetës mund të zëvendësohet në siguri të plotë sepse një pajisje sigurie ndalon mbylljen e ndërprerësit që shkyçet nëse një fishek mungon.

Karakteristikat e hollësishme të SCPD të jashtme

Vala aktuale reziston

Vala aktuale i reziston provave në SCPD të jashtme tregojnë si më poshtë:

• Për një vlerësim dhe teknologji të caktuar (NH ose siguresë cilindrike), aftësia e rezistencës së valës aktuale është më e mirë me një siguresë të tipit aM (mbrojtje motorike) sesa me një siguresë të tipit gG (përdorim i përgjithshëm).
• Për një vlerësim të caktuar, vala aktuale i reziston aftësisë është më e mirë me një ndërprerës sesa me një pajisje të siguresave. Figura J56 më poshtë tregon rezultatet e testeve të rezistencës së valës së tensionit:
• për të mbrojtur një SPD të përcaktuar për Imax = 20 kA, SCPD i jashtëm që do të zgjidhet është ose një MCB 16 A ose një siguresë aM 63 A, Shënim: në këtë rast, një siguresë gG 63 A nuk është e përshtatshme.
• për të mbrojtur një SPD të përcaktuar për Imax = 40 kA, SCPD i jashtëm që do të zgjidhet është ose një MCB 40 A ose një siguresë aM 125 A,

Fig. J56 - Krahasimi i aftësive të rezistencës së valës së tensionit SCPD për I_max = 20 kA dhe unë_max = 40 kA

Niveli i mbrojtjes së tensionit të instaluar lart

Në përgjithësi:

• Rënia e tensionit nëpër terminalet e një ndërprerësi është më e lartë se ajo nëpër terminalet e një pajisjeje siguresash. Kjo sepse rezistenca e plotë e përbërësve të ndërprerësit (pajisjet termike dhe magnetike të fikjes) është më e lartë se ajo e një sigurese.

Megjithatë:

• Diferenca midis rënies së tensionit mbetet e vogël për valët aktuale që nuk i kalojnë 10 kA (95% të rasteve);
• Niveli i instaluar i mbrojtjes së tensionit të lartë gjithashtu merr parasysh rezistencën e kabllove. Kjo mund të jetë e lartë në rastin e një teknologjie siguresash (pajisje mbrojtëse e largët nga SPD) dhe e ulët në rastin e një teknologjie të ndërprerësit (ndërprerës afër, dhe madje i integruar në SPD).

Shënim: Niveli i instaluar i mbrojtjes së tensionit të lartë është shuma e rënies së tensionit:

• në SPD;
• në SCPD të jashtme;
• në kabllot e pajisjeve

Mbrojtja nga qarqet e shkurtra të rezistencës nga rezistenca

Një qark i shkurtër i rezistencës së plotë shpërndan shumë energji dhe duhet të eliminohet shumë shpejt për të parandaluar dëmtimin e instalimit dhe SPD.

Figura J57 krahason kohën e përgjigjes dhe kufizimin e energjisë së një sistemi mbrojtës nga një siguresë 63 A aM dhe një ndërprerës 25 A.

Këto dy sisteme mbrojtëse kanë të njëjtën aftësi rezistuese të valës aktuale 8/20 µs (përkatësisht 27 kA dhe 30 kA).

Fig. J57 - Krahasimi i kurbave të kufizimeve të kohës / rrymës dhe energjisë për një ndërprerës dhe një siguresë që ka të njëjtën aftësi të rezistencës së valës aktuale 8/20 µs

Përhapja e një vale rrufe

Rrjetet elektrike janë me frekuencë të ulët dhe, si rezultat, përhapja e valës së tensionit është e çastit në krahasim me frekuencën e fenomenit: në çdo pikë të një përcjellësi, voltazhi i çastit është i njëjtë.

Vala e rrufesë është një fenomen me frekuencë të lartë (disa qindra kHz në një MHz):

• Vala e rrufesë përhapet përgjatë një përcjellësi me një shpejtësi të caktuar në raport me frekuencën e fenomenit. Si rezultat, në çdo kohë të dhënë, voltazhi nuk ka të njëjtën vlerë në të gjitha pikat në medium (shih Fig. J58).

Fig. J58 - Përhapja e një vale rrufe në një përcjellës

• Një ndryshim i mediumit krijon një fenomen të përhapjes dhe / ose reflektimit të valës në varësi të:

1. ndryshimi i rezistencës midis dy mediave;
2. frekuenca e valës progresive (pjerrësia e kohës së ngritjes në rastin e një impulsi);
3. gjatësia e mediumit.

Në rastin e pasqyrimit total, në veçanti, vlera e tensionit mund të dyfishohet.

Shembull: rasti i mbrojtjes nga një SPD

Modelimi i fenomenit i aplikuar në një valë rrufeje dhe testet në laborator treguan se një ngarkesë e mundësuar nga 30 m kabllo e mbrojtur në rrjedhën e sipërme nga një SPD në tension Up mban, për shkak të fenomeneve të reflektimit, një tension maksimal prej 2 x U_P (shih Fig. J59). Kjo valë tensioni nuk është energjike.

Fig. J59 - Pasqyrimi i një vale rrufe në përfundimin e një kablli

Veprim korrigjues

Nga tre faktorët (ndryshimi i rezistencës, frekuencës, distancës), i vetmi që mund të kontrollohet me të vërtetë është gjatësia e kabllit midis SPD dhe ngarkesës që duhet të mbrohet. Sa më e madhe kjo gjatësi, aq më e madhe është reflektimi.

Në përgjithësi, për fronte të mbitensionit të ballafaquar në një ndërtesë, fenomenet e reflektimit janë domethënëse nga 10 m dhe mund të dyfishojnë tensionin nga 30 m (shih Fig. J60).

Shtë e nevojshme të instaloni një SPD të dytë në mbrojtje të imët nëse gjatësia e kabllit tejkalon 10 m midis SPD-së së mbërritjes hyrëse dhe pajisjeve që do të mbrohen.

Fig. J60 - Tensioni maksimal në ekstremitetin e kabllit sipas gjatësisë së tij deri në pjesën e përparme të tensionit të incidentit = 4kV / ne

Shembull i rrymës së rrufesë në sistemin TT

Modeli i zakonshëm SPD midis fazës dhe PE ose fazës dhe PEN është i instaluar, çfarëdo lloji i rregullimit të tokëzimit të sistemit (shih Fig. J61).

Rezistenca neutrale e tokëzimit R1 e përdorur për shtyllat ka një rezistencë më të ulët se rezistenca e tokëzimit R2 e përdorur për instalim.

Rryma e rrufesë do të rrjedhë përmes qarkut ABCD në tokë përmes rrugës më të lehtë. Do të kalojë nëpër varistorë V1 dhe V2 në seri, duke shkaktuar një tension diferencial të barabartë me dyfishin e tensionit Up të SPD (U_P1 + U_P2) të paraqitet në terminalet e A dhe C në hyrje të instalimit në raste ekstreme.

Fig. J61 - Vetëm mbrojtje e zakonshme

Për të mbrojtur në mënyrë efektive ngarkesat ndërmjet Ph dhe N, voltazhi i modalitetit diferencial (midis A dhe C) duhet të zvogëlohet.

Prandaj përdoret një arkitekturë tjetër SPD (shih Fig. J62)

Rryma e rrufesë rrjedh përmes qarkut ABH i cili ka një rezistencë të ulët më të ulët se qarku ABCD, pasi rezistenca e përbërësit të përdorur midis B dhe H është nul (boshllëku i shkëndijës i mbushur me gaz). Në këtë rast, voltazhi diferencial është i barabartë me tensionin e mbetur të SPD (U_P2).

Fig. J62 - Mbrojtje e zakonshme dhe diferenciale