Alat Perlindungan Lonjakan digunakeun pikeun jaringan suplai listrik, jaringan telepon, sareng komunikasi sareng beus kontrol otomatis.

2.4 Alat Perlindungan Lonjakan (SPD)

Alat Surge Protection (SPD) mangrupikeun komponén tina sistem panyalindungan pamasangan listrik.

Alat ieu sambung sajajar dina sirkuit catu daya tina beban anu kedah dijagaan (tingali Gbr. J17). Éta ogé tiasa dianggo dina sadaya tingkatan jaringan catu daya.

Ieu mangrupikeun jinis panyalindungan overvoltage anu paling sering dianggo sareng éfisiénna.

dasar

SPD didesain pikeun ngawatesan overvoltages samentawis asal usul atmosfir sareng ngalihkeun gelombang ayeuna ka bumi, sahingga ngawatesan amplitudo tina overvoltage ieu kana nilai anu henteu bahaya pikeun pamasangan listrik sareng switchgear listrik sareng alat kontrol.

SPD ngaleungitkeun overvoltages:

• dina modeu umum, antara fase sareng nétral atanapi bumi;
• dina modeu diferensial, antara fase sareng nétral. Upami lumangsungna overvoltage ngalangkungan ambang operasi, SPD
• ngalaksanakeun énergi ka bumi, dina modeu umum;
• nyebarkeun énergi ka konduktor hirup sanés, dina modeu diferensial.

Tilu jinis SPD:

• Ketik 1 SPD

Tipe 1 SPD disarankeun dina kasus khusus séktor jasa sareng gedong industri, dijagaan ku sistem panyalindungan kilat atanapi kandang anu meshed. Éta ngajagaan pamasangan listrik ngalawan serangan kilat langsung. Éta tiasa ngaleupaskeun arus balik tina kilat anu sumebar ti konduktor bumi ka konduktor jaringan.

Tipe 1 SPD dicirikeun ku gelombang 10/350 μs ayeuna.

• Ketik 2 SPD

Tipe 2 SPD mangrupikeun sistem panyalindungan utama pikeun sadaya pamasangan listrik voltase rendah. Dipasang dina unggal switchboard listrik, éta nyegah panyebaran overvoltages dina pamasangan listrik sareng ngajagi beban.

Tipe 2 SPD dicirikeun ku gelombang 8/20 μs ayeuna.

• Ketik 3 SPD

SPD ieu ngagaduhan kapasitas low debit. Aranjeunna kedah mandatory dipasang salaku suplemén Tipe 2 SPD sareng di sakitar beban sénsitip. Tipe 3 SPD dicirikeun ku gabungan gelombang tegangan (1.2 / 50 μs) sareng gelombang ayeuna (8/20 μs).

Harti normatif SPD

2.4.1 Karakteristik SPD

Standar internasional IEC 61643-11 Edition 1.0 (03/2011) ngahartikeun ciri sareng tés pikeun SPD anu nyambung kana sistem distribusi tegangan rendah (tingali Gambar J19).

• Karakteristik umum

- ATAWA_c: Tegangan operasi kontinyu maksimum

Ieu tegangan AC atanapi DC di luhur anu SPD janten aktip. Nilai ieu dipilih dumasar kana tegangan anu dipeunteun sareng susunan sistem pembumian.

- ATAWA_p: Tingkat panyalindungan tegangan (dina I_n)

Ieu mangrupikeun voltase maksimum dina terminal SPD nalika aktip. Tegangan ieu dihontal nalika arus anu ngalir dina SPD sami sareng I_n. Tingkat panyalindungan voltase anu dipilih kedah aya handapeun kakuatan tahan tahan kamampuan beban (tingali bagian 3.2). Upami aya serangan kilat, tegangan dina terminal SPD umumna tetep kirang ti U_p.

- ABDI_n: Nomer debit ayeuna

Ieu mangrupikeun nilai puncak arus gelombang 8/20 μs yén SPD sanggup ngaleupaskeun 15 kali.

• Ketik 1 SPD

- ABDI_imp: Impuls ayeuna

Ieu mangrupikeun nilai puncak arus gelombang 10/350 μs yén SPD sanggup ngaleupaskeun 5 kali.

- ABDI_fi: Autoextinguish nuturkeun arus

Ngan ukur lumaku pikeun téknologi gap spark.

Ieu mangrupikeun arus (50 Hz) yén SPD sanggup ngaganggu nyalira saatos flashover. Arus ieu kedah teras-terasan langkung ageung tibatan calon arus pondok dina titik pamasangan.

• Ketik 2 SPD

- ABDI_max: Arus debit maksimum

Ieu mangrupikeun nilai puncak arus gelombang 8/20 μs yén SPD sanggup ngaleupaskeun sakali.

• Ketik 3 SPD

- ATAWA_oc: Voltase Open-circuit diterapkeun nalika tés kelas III (Type 3).

2.4.2 Aplikasi utama

• Tegangan Rendah SPD

Alat anu béda pisan, tina sudut pandang téknologi sareng panggunaan, ditunjuk ku istilah ieu. SPD tegangan rendah modular pikeun gampang dipasang dina saklar LV. Aya ogé SPD anu adaptasi kana stop kontak listrik, tapi alat-alat ieu ngagaduhan kapasitas low debit.

• SPD pikeun jaringan komunikasi

Alat-alat ieu ngajaga jaringan telepon, jaringan anu ngalih sareng jaringan kontrol otomatis (beus) ngalawan overvoltages anu sumping ti luar (kilat) sareng anu internal kana jaringan catu daya (alat-alat pencemar, operasi saklar, jst.).

SPD sapertos kitu ogé dipasang dina RJ11, RJ45,… panyambungna atanapi dilebetkeun kana beban.

3 Desain sistem panyalindungan pamasangan listrik

Pikeun mayungan pamasangan listrik di gedong, aturan saderhana dilarapkeun pikeun pilihan

• SPD (s);
• éta sistem panyalindungan.

3.1 Aturan desain

Pikeun sistem distribusi listrik, ciri utama anu dianggo pikeun ngahartikeun sistem panyalindungan kilat sareng milih SPD pikeun ngajagi pamasangan listrik di gedong nyaéta:

• SPD

- jumlah SPD;

- jenis;

- tingkat paparan pikeun ngartikeun arus debit maksimum SPD I_max.

• Alat panyalindungan circuit pondok

- arus debit maksimum I_max;

- arus pondok-circuit I_sc dina titik pamasangan.

Diagram logika dina Gambar J20 di handap ngagambarkeun aturan desain ieu.

Karakteristik sanés kanggo pamilihan SPD parantos ditangtoskeun pikeun pamasangan listrik.

• jumlah kutub di SPD;
• tingkat panyalindungan tegangan U_p;
• tegangan operasi U_c.

Sub-bagian J3 ieu ngajelaskeun langkung jéntré ngeunaan kriteria pamilihan sistem panyalindungan numutkeun ciri pamasangan, alat-alat anu kedah dijagaan sareng lingkungan.

3.2 Unsur sistem panyalindungan

SPD kedah teras dipasang dina asal pamasangan listrik.

3.2.1 Lokasi sareng jinis SPD

Jinis SPD pikeun dipasang dina awal pamasangan gumantung kana naha atanapi henteu sistem panyalindungan kilat aya. Upami gedongna dipasang ku sistem panyalindungan kilat (sakumaha dina IEC 62305), SPD Tipe 1 kedah dipasang.

Pikeun SPD dipasang di tungtung instalasi, standar instalasi IEC 60364 nempatkeun nilai minimum pikeun 2 ciri ieu:

• Nominal debit ayeuna mah_n = 5 kA (8/20) μs;
• Tingkat panyalindungan tegangan U_p (dina kuring_n) <2.5 kV.

Jumlah SPD tambahan anu bakal dipasang ditangtukeun ku:

• ukuran situs sareng kasusah masang konduktor beungkeutan. Dina situs ageung, penting pisan pikeun masang SPD dina tungtung anu datang unggal kandang distribusi.
• jarak anu misahkeun beban sénsitip pikeun dijaga tina alat panyalindungan anu datang. Nalika beban perenahna langkung ti 30 méter ti alat panyalindungan anu datang, perlu pikeun nyayogikeun panyalindungan tambahan tambahan sacaket mungkin pikeun beban sénsitip. Fénoména gelombang réfléksi ningkat tina 10 méter (tingali bab 6.5)
• résiko kakeunaan. Dina kasus situs anu kakeunaan pisan, SPD asup-tungtung moal tiasa mastikeun aliran arus kilat anu luhur sareng tingkat panyalindungan tegangan anu cekap rendah. Khususna, Tipe 1 SPD umumna dibarengan ku Tipe 2 SPD.

Tabel dina Gambar J21 di handap nunjukkeun kuantitas sareng jinis SPD pikeun disiapkeun dumasar kana dua faktor anu ditetepkeun di luhur.

3.4 Pamilihan Tipe 1 SPD

3.4.1 Impulse ayeuna mah_imp

• Dimana teu aya peraturan nasional atanapi peraturan khusus pikeun jinis gedong anu dijaga, Dukun arus I_imp sahenteuna 12.5 kA (gelombang 10/350 μs) per cabang saluyu sareng IEC 60364-5-534.

• Dimana peraturan aya: standar 62305-2 ngahartikeun 4 tingkatan: I, II, III sareng IV, Tabel dina Gambar J31 nunjukkeun tingkat I anu bénten-bénten_imp dina kasus pangaturan.

3.4.2 Autoextinguish nuturkeun arus I_fi

Karakteristik ieu ngan ukur dianggo pikeun SPD kalayan téknologi gap spark. Otomatis-pareum nuturkeun I ayeuna_fi kedahna langkung ageung tibatan calon arus pendek circuit I_sc dina titik pamasangan.

3.5 Pamilihan Tipe 2 SPD

3.5.1 arus debit maksimum I_max

Imax arus debit maksimum dihartikeun numutkeun perkiraan tingkat paparan relatif ka lokasi gedong.

Nilai arus debit maksimum (I_max) ditangtukeun ku analisis résiko (tingali tabel dina Gambar J32).

3.6 Pilihan Alat Protéksi Sirkuit Short éksternal (SCPD)

Alat panyalindungan (sirkuit termal sareng pondok) kedah dikoordinirkeun sareng SPD pikeun mastikeun operasi anu tiasa dipercaya, nyaéta

• mastikeun kontinuitas jasa:

- tahan ombak arus kilat;

- henteu ngahasilkeun tegangan résidu anu kaleuleuwihi.

• mastikeun panyalindungan épéktip ngalawan sagala jinis arus overcurrent:

- overload saatos pelarian termal tina varistor;

- sirkuit pondok tina inténsitas low (impedant);

- sirkuit pondok tina intensitas tinggi.

3.6.1 Résiko tiasa dicegah dina akhir umur SPD

• Kusabab sepuh

Dina kasus akhir kahirupan alami kusabab sepuh, panyalindungan mangrupikeun jinis termal. SPD kalayan varistors kedah ngagaduhan panyambung internal anu nganonaktifkeun SPD.

Catetan: Ahir hirup liwat pelarian termal henteu paduli SPD kalayan tabung debit gas atanapi gap bunderan anu dikurung.

• Kusabab salah

Anu nyababkeun akhir kahirupan kusabab kasalahan pondok-pondok nyaéta:

- Kapasitas debit maksimum ngaleuwihan.

Kasalahan ieu ngahasilkeun sirkuit pondok anu kuat.

- Kasalahan kusabab sistem distribusi (nétral / fase switchover, nétral

pegatkeun sambungan).

- buruk sacara bertahap tina varistor.

Dua kasalahan anu terakhir ngahasilkeun sirkuit pondok anu impedan.

Pamasanganna kedah dijagaan tina karusakan akibat tina jenis kasalahan ieu: internal (termal) disconnector anu ditetepkeun di luhur henteu ngagaduhan waktos pikeun haneut, maka pikeun beroperasi.

Alat khusus anu disebat "external Short Circuit Protection Device (external SCPD)", anu tiasa ngaleungitkeun sirkuit pondok kedah dipasang. Éta tiasa dilaksanakeun ku alat pemutus sirkuit atanapi sekering.

3.6.2 Karakteristik SCPD éksternal (Alat Perlindungan Sirkuit Pondok)

SCPD éksternal kedah dikoordinirkeun sareng SPD. Éta dirarancang pikeun minuhan dua halangan ieu:

Kilat ayeuna tahan

Tahan arus listrik mangrupikeun ciri penting tina Alat Protéksi Sirkuit Pondok éksternal SPD.

SCPD éksternal henteu kedah nganggo 15 arus dorongan anu berturut-turut di I_n.

Arus pondok-circuit tahan

• Kapasitas pegatna ditangtukeun ku aturan pamasangan (standar IEC 60364):

SCPD éksternal kedah gaduh kapasitas pegatna anu sami atanapi langkung ageung tibatan prospektif arus pondok Isc ayeuna dina titik pamasangan (saluyu sareng standar IEC 60364).

• Perlindungan pamasangan ngalawan sirkuit pondok

Khususna, sirkuit pondok anu impedan ngaleungitkeun seueur énergi sareng kedah dileungitkeun kalayan gancang pisan pikeun nyegah karusakan pamasangan sareng ka SPD.

Hubungan anu leres antara SPD sareng SCPD éksternal na kedah dipasihkeun ku pabrikan.

3.6.3 Modeu pamasangan pikeun SCPD éksternal

• Alat "siri"

SCPD didadarkeun salaku "dina séri" (tingali Gambar J33) nalika panyalindungan dilakukeun ku alat panyalindungan umum jaringan pikeun dijagaan (contona, breaker sirkuit sambungan hulu instalasi).

• Alat "sajajar"

SCPD didadarkeun salaku "sajajar" (tingali Gambar J34) nalika panangtayungan dilakukeun sacara khusus ku alat panyalindungan anu pakait sareng SPD.

• SCPD éksternal disebut "megatkeun sirkuit breaker" upami fungsina dilakukeun ku circuit breaker.
• Pemutus sirkuit anu nyambungkeun tiasa atanapi henteu dilebetkeun kana SPD.

Catetan: Dina kasus SPD anu nganggo tabung debit gas atanapi gap gap anu dikurung, SCPD ngamungkinkeun arus dipotong langsung saatos dianggo.

Catetan: S tipe alat sésa ayeuna saluyu sareng standar IEC 61008 atanapi IEC 61009-1 saluyu sareng sarat ieu.

3.7.1 Koordinasi sareng alat panyalindungan hulu

Koordinasi sareng alat panyalindungan anu ayeuna-ayeuna

Dina pamasangan listrik, SCPD éksternal mangrupikeun aparat anu sami sareng aparat panyalindungan: ieu ngamungkinkeun nerapkeun diskriminasi sareng teknik cascading pikeun optimasi téknis sareng ékonomi tina rencana panyalindungan.

Koordinasi sareng résidu alat ayeuna

Upami SPD dipasang di hilir alat panyalindungan kabocoran bumi, anu terakhir kedahna tina "si" atanapi jinis selektif anu kawedukan kana arus pulsa sahenteuna 3 kA (gelombang 8/20 μs ayeuna).

4 Pamasangan SPDs

Sambungan SPD kana beban kedah sakedik mungkin pikeun ngirangan nilai tingkat panyalindungan tegangan (dipasang Kana) dina terminal alat-alat anu dijagaan. Panjang total sambungan SPD kana jaringan sareng blok terminal bumi henteu kedah ngaleuwihan 50 cm.

4.1 Sambungan

Salah sahiji ciri penting pikeun panangtayungan alat nyaéta tingkat panyalindungan tegangan maksimum (dipasang U_p) éta pakakas tiasa tahan di terminal na. Sasuai, SPD kedah dipilih kalayan tingkat panyalindungan tegangan U_p diadaptasi pikeun panangtayungan alat-alat (tingali Gambar. J38). Panjang total konduktor konéksi nyaéta

L = L1 + L2 + L3.

Pikeun arus frékuénsi luhur, impedansi per unit panjang sambungan ieu sakitar 1 μH / m.

Maka, nerapkeun hukum Lenz kana hubungan ieu: ∆U = L di / dt

Gelombang ayeuna 8/20 μs anu normal, kalayan amplitudo ayeuna 8 kA, saluyu nyiptakeun naékna tegangan 1000 V per méter kabel.

∆U = 1 x 10^-6 x8 x10³ / 8x10^-6 = 1000 V

Hasilna voltase ngalangkungan terminal alat-alat, dipasang Ningkat, nyaéta:

dipasang U_p =U_p + U1 + U2

Upami L1 + L2 + L3 = 50 cm, sareng gelombangna 8/20 μs kalayan amplitudo 8 kA, tegangan ngalangkungan terminal alat-alatna bakal U_p + 500 V.

4.1.1 Sambungan dina kandang palastik

Gambar J39a di handap nunjukkeun kumaha nyambungkeun SPD dina kandang palastik.

4.1.2 Sambungan dina kandang logam

Dina kasus perakitan switchgear dina kandang logam, tiasa janten bijaksana pikeun nyambungkeun SPD langsung ka kandang logam, sareng kandang dianggo salaku konduktor pelindung (tingali Gambar. J39b).

Susunan ieu saluyu sareng standar IEC 61439-2 sareng pabrikan ASSEMBLY kedah pastikeun yén ciri-ciri kandang ngamungkinkeun panggunaan ieu dimungkinkeun.

4.1.3 Palang konduktor

Bagian silang konduktor minimum anu disarankeun tumut kana:

• Ladenan normal anu badé disayogikeun: Aliran gelombang arus kilat dina turunna tegangan maksimum (aturan 50 cm).

Catetan: Beda sareng aplikasi dina 50 Hz, fenomena kilat mangrupikeun frékuénsi luhur, paningkatan dina konduktor cross section henteu pisan ngirangan impedansi frékuénsi luhur na.

• Konduktorna tahan ka arus sirkuit pondok: Kondéktor kedah nolak arus sirkuit pondok salami waktos perlindungan sistem perlindungan maksimum.

IEC 60364 nyarankeun dina pamasangan anu caket tungtung silang minimum:

- 4 mm² (Cu) pikeun sambungan Tipe 2 SPD;

- 16 mm² (Cu) pikeun sambungan Tipe 1 SPD (ayana sistem panyalindungan kilat).

4.2 Aturan cabling

• Aturan 1: Aturan anu mimitina pikeun matuh nyaéta panjang sambungan SPD antara jaringan (ngalangkungan SCPD éksternal) sareng blok terminal bumi kedahna henteu langkung ti 50 cm.

Gambar J40 nunjukkeun dua kamungkinan pikeun sambungan SPD.

• Aturan 2: Konduktor feeder kaluar anu dijaga:

- kedah disambungkeun kana terminal SCPD éksternal atanapi SPD;

- kedah dipisahkeun sacara fisik tina konduktor anu datang anu tercemar.

Éta ayana di belah katuhu terminal SPD sareng SCPD (tingali Gambar J41).

• Aturan 3: Fase feeder anu sumping, nétral sareng perlindungan (PE) konduktor kedah ngajalankeun hiji-hiji di gigir anu sanés pikeun ngirangan permukaan gelung (tingali Gambar J42).
• Aturan 4: Konduktor anu asup kana SPD kedahna jauh tina konduktor kaluar anu dijagaan pikeun ngindarkeun rereged ku gandeng (tingali Gambar J42)
• Aturan 5: Kabel kedah dipasang dina bagian logam tina kandang (upami aya) dina urutan ngaleutikan permukaan gelung pigura sahingga kauntungan tina pangaruh tameng ngalawan gangguan EM.

Dina sadaya kasus, éta kedah dipariksa yén pigura tina papan saklar sareng kandelna dibumian ngalangkungan sambungan anu pondok pisan.

Tungtungna, upami kabel anu dijagaan dianggo, panjang ageung kedah dihindari, sabab éta ngirangan épisiénsi taméng (tingali Gambar J42).

Aplikasi 5

5.1 Conto pamasangan

Solusi sareng diagram skéma

• Pitunjuk Pilihan arrester surge parantos ngamungkinkeun pikeun nangtoskeun nilai anu tepat tina arrester surge dina tungtung anu pas tina pamasangan sareng anu ngagaduhan pemutus sirkuit anu nyambung.
• Salaku alat sénsitip (U_p <1.5 kV) tempatna langkung ti 30 m ti alat panyalindungan anu lebet, anu néwak panyalindungan panyalindungan anu hadé kedah dipasang sacaket mungkin sareng beban.
• Pikeun mastikeun kontinuitas jasa anu hadé pikeun daérah rohangan tiis:

- Breakers circuit residual tipe "si" bakal dianggo pikeun nyingkahan gangguan anu disababkeun ku naékna poténsi bumi nalika gelombang kilat nembus.

• Pikeun panangtayungan ngalawan overvoltages atmosfir:

- masang arrester surge dina switchboard utama

- masang arrester surge panyalindungan anu hadé dina unggal switchboard (1 sareng 2) nyayogikeun alat sénsitip anu langkung ti 30 m ti arrester surge anu datang

- masang arrester surge dina jaringan télékomunikasi pikeun ngajagi alat-alat anu disayogikeun, contona, alarm seuneu, modem, telepon, fax.

Saran cabling

- Pastikeun equipotentiality tina penghentian bumi gedong.

- Ngurangan daérah kabel catu daya anu looped.

Saran instalasi

• Pasang arrester surge, Imax = 40 kA (8/20 μs) sareng pemutus sirkuit iC60 disconnection dipeunteun dina 20 A.
• Pasang panyawat lonjakan panyalindungan, Imax = 8 kA (8/20 μs) sareng pemutus sirkuit iC60 sambungan anu dipeunteun dina 20.