Bästa praxis för att använda överspänningsskyddsenheter (SPD) och RCD tillsammans
Överspänningsskydd (SPD) och RCD
Om kraftfördelningssystemet innehåller jordfelsbrytare kan övergående aktivitet leda till att jordfelsbrytare fungerar och därmed förlust av leverans. Överspänningsskydd (SPD) bör så långt det är möjligt installeras uppströms om RCD för att förhindra oönskad utlösning orsakad av övergående överspänningar.
Om överspänningsskyddsanordningar är installerade i enlighet med BS 7671 534.2.1 och är på lastsidan av en jordfelsbrytare, RCD med en immunitet mot kraftiga strömningar minst 3 kA 8/20, ska användas.
VIKTIGA ANTECKNINGAR // S-typ RCD uppfyller detta krav. Vid överspänningsströmmar högre än 3 kA 8/20 kan jordfelsbrytaren lösa ut och orsaka avbrott i strömförsörjningen.
Om SPD installeras nedströms om RCD: n, ska RCD vara av den tidsfördröjda typen med en immunitet mot överspänningsströmmar på minst 3kA 8/20. Avsnitt 534.2.2 i BS 7671 beskriver minimikraven för SPD-anslutning (baserat på SPD-skyddslägen) vid installationens ursprung (vanligtvis en typ 1 SPD).
Om du inte känner till överspänningsskyddsanordningarnas funktion och typer, bör du först läsa grunderna för överspänningsskydd.
SPD-anslutningstyp 1 (CT1)
En SPD-konfiguration baserad på anslutningstyp 1 (CT1) är för TN-CS eller TN-S jordningsarrangemang liksom TT-jordningsarrangemanget där SPD är monterad nedströms om RCD.
Figur 1 - Överspänningsskydd (SPD) installerade på belastningssidan av RCD
I allmänhet kräver TT-system särskild uppmärksamhet eftersom de normalt har högre jordimpedanser som minskar jordfelsströmmarna och ökar frånkopplingstiden för Överströmsskyddsenheter - OCPD.
För att uppfylla kraven för säkra frånkopplingstider används därför jordfelsbrytare för jordfelsskydd.
SPD-anslutningstyp 2 (CT2)
En SPD-konfiguration baserad på anslutningstyp 2 (CT2) krävs på en TT jordarrangemang om SPD är uppströms om RCD. RCD som är nedströms om SPD skulle inte fungera om SPD skulle bli defekt.
Figur 2 - Överspänningsskydd (SPD) installerade på försörjningssidan av RCD
SPD-arrangemanget här är konfigurerat så att SPD: erna appliceras mellan de levande ledarna (levande till neutrala) snarare än mellan levande ledare och skyddsledaren.
Om SPD skulle bli defekt skulle det därför skapa en kortslutningsström snarare än en jordfelsström och som sådan säkerställa att överströmsskyddsanordningarna (OCPD) i linje med SPD fungerar säkert inom den nödvändiga frånkopplingstiden.
En SPD med högre energi används mellan neutral och skyddsledare. Denna högre energi SPD (vanligtvis ett gnistgap för en typ 1 SPD) krävs eftersom blixtströmmar uppstår mot skyddsledaren och som sådan ser denna högre energi SPD upp till fyra gånger överspänningsströmmen för SPD: erna som är anslutna mellan de levande ledarna.
Klausul 534.2.3.4.3 rekommenderar därför att SPD mellan neutralläge och skyddsledare klassas till 4 gånger storleken på SPD mellan de levande ledarna.
Därför, bara om impulsströmmen Iimp inte kan beräknas, 534.2.3.4.3 rekommenderar att minimivärdet Iimp för en SPD mellan neutral och skyddsledaren är 50 kA 10/350 för en 3-fas CT2-installation, fyra gånger 4 kA 12.5/10 av SPD: erna mellan de levande ledarna.
CT2 SPD-konfigurationen kallas ofta '3 + 1' -arrangemanget för en 3-fasmatning.
SPD och TN-CS jordkonfigurationer
Lägsta SPD-anslutningskrav vid eller nära installationens ursprung för ett TN-CS-system kräver ytterligare förtydligande, eftersom avsnitt 534 i BS 7671 illustrerar (se figur 3 nedan) en typ 1 SPD krävs mellan spännings- och PE-ledare - samma som krävs för ett TN-S-system.
Figur 3 - Installation av typ 1, 2 och 3 SPD, till exempel i TN-CS-system
Uttrycket "vid eller nära installationens ursprung" skapar tvetydighet med tanke på att ordet "nära" inte definieras. Ur teknisk synvinkel, om SPD används inom 0.5 m avstånd från PEN-uppdelningen för att separera N och PE, finns det inget behov av att ha ett SPD-skyddsläge mellan N och PE som visas i figuren.
Om BS 7671 tillåter tillämpning av SPD på TN-C-sidan (verktygssidan) av TN-CS-systemet (observerad i vissa delar av Europa), kan det vara möjligt att installera SPD inom 0.5 m från PEN-uppdelningen för att N och PE och utelämna N till PE SPD-skyddsläget.
Men eftersom SPD endast kan tillämpas TN-S-sidan (konsumentsidan) av TN-CS-systemet, och givna SPD är vanligtvis installerade på huvudfördelningskortet kommer avståndet mellan SPD-installationspunkten och PEN-uppdelningen nästan alltid att vara större än 0.5 m, så det finns ett behov av att ha en SPD mellan N och PE som krävs för ett TN-S-system.
Eftersom typ 1 SPD är specifikt installerade för att förhindra risken för förlust av människoliv (enligt BS EN62305) genom farlig gnistbildning som kan utgöra en brandrisk till exempel, av säkerhetsskäl, är det tekniska bedömningen att en SPD ska monteras mellan N och PE för ett TN-CS-system som i ett TN-S-system.
Sammanfattningsvis, när det gäller avsnitt 534, TN-CS-system behandlas på samma sätt som TN-S-system för val och installation av SPD.
Grunderna i överspänningsskydd
En överspänningsskyddsenhet (SPD) är en del av det elektriska installationsskyddssystemet. Enheten är ansluten till strömförsörjningen parallellt med belastningarna (kretsarna) att den är avsedd att skydda (se figur 4). Den kan också användas på alla nivåer i nätet.
Detta är den vanligaste och mest praktiska typen av överspänningsskydd.
Principen för överspänningsskydd
SPD är designade för att begränsa övergående överspänningar på grund av blixt eller växling och avled tillhörande överspänningsströmmar till jorden för att begränsa dessa överspänningar till nivåer som sannolikt inte skadar den elektriska installationen eller utrustningen.
Typer av överspänningsskydd
Det finns tre typer av SPD enligt internationella standarder:
Skriv 1 SPD
Skydd mot övergående överspänningar på grund av direkta blixtnedslag. Typ 1 SPD rekommenderas för att skydda elektriska installationer mot partiella blixtströmmar orsakade av direkta blixtnedslag. Det kan ladda ut spänningen från blixt som sprider sig från jordledaren till nätverksledarna.
Typ 1 SPD kännetecknas av a 10/350 µs strömvåg.
Figur 5 - Tre typer av SPD enligt internationella standarder
Skriv 2 SPD
Skydd mot övergående överspänningar på grund av växling och indirekta blixtnedslag. Typ 2 SPD är huvudskyddssystemet för alla elektriska lågspänningsinstallationer. Den är installerad i varje elcentral och förhindrar spridning av överspänningar i de elektriska installationerna och skyddar belastningarna.
Typ 2 SPD kännetecknas av en 8/20 µs strömvåg.
Skriv 3 SPD
Typ 3 SPD används för lokalt skydd för känsliga belastningar. Dessa SPD har låg urladdningskapacitet. De får därför endast installeras som ett komplement till SPD typ 2 och i närheten av känsliga belastningar. De finns allmänt tillgängliga som trådbundna enheter (ofta kombinerade med typ 2 SPD för användning i fasta installationer).
De är dock också införlivade i:
- Överspänningsskyddade uttag
- Överspänningsskyddade bärbara uttag
- Telekom och dataskydd
