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

2.4 Pajisja për Mbrojtjen e Surge (SPD)

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.

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 pajisjet elektrike dhe ingranazhet 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 mbrojtës nga rrufeja ose një kafaz i ndezur. Mbron instalimet elektrike nga goditjet e drejtpërdrejta të rrufesë. Mund të shkarkojë rrymën e prapme nga përhapja e rrufesë 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

2.4.1 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).

• Karakteristikat e përbashkëta

- OSE_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.

- OSE_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 I_n. Niveli i mbrojtjes së tensionit të zgjedhur duhet të jetë nën aftësinë e rezistencës ndaj mbitensionit të ngarkesave (shih pjesën 3.2). Në rast goditje nga rrufeja, voltazhi nëpër terminalet e SPD përgjithësisht mbetet më pak se U_p.

- Unë_n: Rryma nominale e shkarkimit

Kjo është vlera kulmore e një rryme prej 8/20 μs formë vale që SPD është në gjendje të shkarkojë 15 herë.

• Lloji 1 SPD

- Unë_dreq: Impuls aktualisht

Kjo është vlera kulmore e një rryme prej 10/350 μs formë vale që SPD është në gjendje të shkarkojë 5 herë.

- Unë_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

- Unë_max: 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.

• Lloji 3 SPD

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

2.4.2 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) kundër 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.

3 Projektimi i sistemit të mbrojtjes së instalimit elektrik

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

• SPD (s);
• është sistemi i mbrojtjes.

3.1 Rregullat e dizajnit

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;

- lloji;

- niveli i ekspozimit për të përcaktuar rrymën maksimale të shkarkimit të SPD I_max.

• Pajisja për mbrojtjen e qarkut të shkurtër

- rryma maksimale e shkarkimit I_max;

- rryma e qarkut të shkurtër I_sc në pikën e instalimit.

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

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

• numri i shtyllave në SPD;
• niveli i mbrojtjes së tensionit U_p;
• voltazhi i funksionimit U_c.

Kjo nën-seksion J3 përshkruan më hollësisht kriteret për zgjedhjen e sistemit të mbrojtjes sipas karakteristikave të instalimit, pajisjeve që do të mbrohen dhe mjedisit.

3.2 Elementet e sistemit të mbrojtjes

Një SPD duhet të instalohet gjithmonë në origjinë të instalimit elektrik.

3.2.1 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 tu mbrojtur nga pajisja mbrojtëse e mbarimit në hyrje. Kur ngarkesat janë të vendosura më shumë se 30 metra larg pajisjes mbrojtëse nga mbërritja në hyrje, është e nevojshme të parashikoni mbrojtje shtesë të imët sa më afër ngarkesave të ndjeshme. Fenomenet e reflektimit të valëve po rriten nga 10 metra (shih kapitullin 6.5)
• 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.

3.4 Përzgjedhja e një SPD të Tipit 1

3.4.1 Rryma impulsive I_dreq

• Kur nuk ka rregullore kombëtare ose rregullore specifike për llojin e ndërtesës që do të mbrohet, rryma impulsive I_dreq 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 62305-2 përcakton 4 nivele: I, II, III dhe IV, Tabela në Figurën J31 tregon nivelet e ndryshme të I_dreq në çështjen rregullatore.

3.4.2 Shuarja automatike ndjek rrymën I_fi

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

3.5 Përzgjedhja e një SPD të Tipit 2

3.5.1 Rryma maksimale e shkarkimit I_max

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 (I_max) përcaktohet nga një analizë e rrezikut (shih tabelën në Figurën J32).

3.6 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:

- të përballojë valët e rrymës së rrufesë;

- të mos gjenerojë një tension të tepërt të mbetur.

• 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.

3.6.1 Rreziqet që duhen shmangur në fund të jetës së SPDs

• 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 / fazor, neutral

shkyçja).

- 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.

3.6.2 Karakteristikat e SCPD të jashtme (Pajisja për Mbrojtjen e Qarqeve të Shkurtra)

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 I_n.

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 tij të jashtme duhet të jepet nga prodhuesi.

3.6.3 Modaliteti i instalimit për SCPD të jashtme

• 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).

• 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.

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

Shënim: Pajisjet e rrymës së mbetur të tipit S në përputhje me standardet IEC 61008 ose IEC 61009-1 përputhen me këtë kërkesë.

3.7.1 Koordinimi me pajisjet e mbrojtjes në rrjedhën e sipërme

Koordinimi me pajisjet mbrojtëse të mbingarkesës

Në një instalim elektrik, SCPD i jashtëm është një aparat identik me aparatin mbrojtës: kjo bën të mundur zbatimin e teknikave të diskriminimit 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).

4 Instalimi i SPD-ve

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.

4.1 Lidhja

Një nga karakteristikat thelbësore për mbrojtjen e pajisjeve është niveli maksimal i mbrojtjes së tensionit (U i instaluar_p) që pajisjet mund të përballojnë në terminalet e saj. Prandaj, një SPD duhet të zgjidhet me një nivel të mbrojtjes së tensionit U_p 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 njësinë e gjatësisë së kësaj lidhje është afërsisht 1 μH / m.

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

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

=U = 1 x 10^-6 x8x10³ / 8 x 10^-6 = 1000 V

Si rezultat, voltazhi nëpër terminalet e pajisjeve, i instaluar Lart, është:

instaluar U_p = U_p + 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 U_p + 500 V.

4.1.1 Lidhja në mbylljen plastike

Figura J39a më poshtë tregon se si të lidhni një SPD në mbylljen plastike.

4.1.2 Lidhja në mbylljen 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. J39b).

Kjo rregullim është në përputhje me standardin IEC 61439-2 dhe prodhuesi i KUVENDIT duhet të sigurohet që karakteristikat e mbylljes e bëjnë të mundur këtë përdorim.

4.1.3 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).

4.2 Rregullat e kabllove

• 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 J40 tregon dy mundësitë për lidhjen e një SPD.

• 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 Fig. J41).

• Rregulla 3: Faza e ardhshme e furnizuesit, përçuesit neutralë dhe mbrojtës (PE) duhet të drejtohen njëri pranë tjetrit në mënyrë që të zvogëlojnë sipërfaqen e lakut (shih Fig. J42).
• Rregulla 4: Përçuesit e ardhshëm të SPD duhet të jenë larg nga përcjellësit e mbrojtur dalës për të shmangur ndotjen e tyre me bashkim (shih Fig. J42).
• Rregulla 5: Kabllot duhet të mbërthehen 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. J42).

Aplikimi 5

5.1 Shembuj instalimi

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_p <1.5 kV) ndodhen më shumë se 30 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 mbetur të tipit "si" do të përdoren për të shmangur ndërprerjen e shqetësimeve të shkaktuara nga rritja e potencialit të tokës ndërsa vala e rrufesë kalon përmes.

• Për mbrojtje nga mbitensionet atmosferike:

- instaloni një bllokues të rrymës në centralin kryesor

- instaloni një ndalues ​​të rrymës mbrojtëse të imët në secilën central (1 dhe 2) që furnizon pajisjet e ndjeshme që ndodhen më shumë se 30 m nga mbikaluesi i ardhshëm i rrymës

- 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 në ndërtesë.

- Zvogëloni zonat e kabllove të furnizimit me rrymë.

Rekomandimet e instalimit

• Instaloni një ndalues ​​të mbitensionit, Imax = 40 kA (8/20 μs) dhe një ndërprerës i shkyçjes iC60 të vlerësuar me 20 A.
• Instaloni mbrojtës të rrymës së mbrojtjes së imët, Imax = 8 kA (8/20 μs) dhe ndërprerësit shoqërues të shkyçjes iC60 të vlerësuar me 20.