Vifaa vya Ulinzi wa kuongezeka hutumiwa kwa mitandao ya usambazaji wa umeme, mitandao ya simu, na mawasiliano na mabasi ya kudhibiti moja kwa moja.

2.4 Kifaa cha Ulinzi wa Kuongezeka (SPD)

Kifaa cha Ulinzi wa Kuongezeka (SPD) ni sehemu ya mfumo wa ulinzi wa ufungaji wa umeme.

Kifaa hiki kimeunganishwa kwa usawa kwenye mzunguko wa usambazaji wa umeme wa mizigo ambayo inapaswa kulinda (angalia Mtini. J17). Inaweza pia kutumika katika viwango vyote vya mtandao wa usambazaji wa umeme.

Hii ndio aina inayotumika zaidi na bora zaidi ya kinga ya overvoltage.

Kanuni

SPD imeundwa kuzuia upitishaji wa muda mfupi wa asili ya anga na kugeuza mawimbi ya sasa kwenda ardhini, ili kupunguza ukubwa wa upepo huu kwa thamani ambayo sio hatari kwa usanikishaji wa umeme na switchgear ya umeme na gia ya kudhibiti.

SPD huondoa malipo ya ziada:

• kwa hali ya kawaida, kati ya awamu na upande wowote au dunia;
• katika hali ya kutofautisha, kati ya awamu na upande wowote. Katika tukio la ushuru kupita kiasi unaozidi kizingiti cha uendeshaji, SPD
• hufanya nishati duniani, kwa hali ya kawaida;
• inasambaza nishati kwa makondakta wengine wa moja kwa moja, katika hali tofauti.

Aina tatu za SPD:

• Weka 1 SPD

Aina ya 1 SPD inapendekezwa katika kesi maalum ya sekta ya huduma na majengo ya viwanda, yanayolindwa na mfumo wa kinga ya umeme au ngome ya meshed. Inalinda mitambo ya umeme dhidi ya viboko vya moja kwa moja vya umeme. Inaweza kutekeleza umeme wa nyuma kutoka kwa umeme unaoenea kutoka kwa kondakta wa dunia hadi kwa waendeshaji wa mtandao.

Aina ya 1 SPD inaonyeshwa na wimbi la sasa la 10/350 μs.

• Weka 2 SPD

Aina ya 2 SPD ndio mfumo kuu wa ulinzi kwa mitambo yote ya umeme wa chini. Imewekwa katika kila switchboard ya umeme, inazuia kuenea kwa overvoltages kwenye mitambo ya umeme na inalinda mizigo.

Aina ya 2 SPD inaonyeshwa na wimbi la sasa la 8/20 μs.

• Weka 3 SPD

Hizi SPD zina uwezo mdogo wa kutokwa. Lazima kwa hivyo lazima ziwekwe kama nyongeza kwa Aina ya 2 SPD na karibu na mizigo nyeti. Aina 3 SPD inaonyeshwa na mchanganyiko wa mawimbi ya voltage (1.2 / 50 μs) na mawimbi ya sasa (8/20 μs).

Ufafanuzi wa kawaida wa SPD

Tabia za 2.4.1 za SPD

Kiwango cha kimataifa cha IEC 61643-11 Toleo 1.0 (03/2011) hufafanua sifa na vipimo vya SPD iliyounganishwa na mifumo ya usambazaji wa voltage ndogo (tazama Mtini. J19).

• Tabia za kawaida

- AU_c: Upeo wa kuendelea na voltage ya kufanya kazi

Hii ni voltage ya AC au DC hapo juu ambayo SPD inakuwa inafanya kazi. Thamani hii imechaguliwa kulingana na voltage iliyokadiriwa na mpangilio wa mfumo wa kutuliza.

- AU_pKiwango cha ulinzi wa Voltage (kwa mimi_n)

Huu ni upeo wa voltage kwenye vituo vya SPD wakati inafanya kazi. Voltage hii inafikiwa wakati mtiririko wa sasa katika SPD ni sawa na mimi_n. Ngazi ya ulinzi wa voltage iliyochaguliwa lazima iwe chini ya uwezo wa kuvumilia wa kuhimili mizigo (angalia sehemu ya 3.2). Katika tukio la kupigwa kwa umeme, voltage kwenye vituo vya SPD kwa ujumla hubaki chini ya U_p.

- I_n: Utoaji wa majina ya sasa

Hii ndio dhamana ya juu ya sasa ya umbo la mawimbi la 8/20 μs ambayo SPD ina uwezo wa kutoa mara 15.

• Weka 1 SPD

- I_imp: Msukumo kwa sasa

Hii ndio dhamana ya juu ya sasa ya umbo la mawimbi la 10/350 μs ambayo SPD ina uwezo wa kutoa mara 5.

- I_fi: Kufafanua kiotomatiki fuata ya sasa

Inatumika tu kwa teknolojia ya pengo la cheche.

Hii ndio ya sasa (50 Hz) ambayo SPD inauwezo wa kujisumbua yenyewe baada ya kupiga kura. Sasa hii lazima iwe kubwa zaidi kuliko ile inayotarajiwa ya mzunguko mfupi wakati wa ufungaji.

• Weka 2 SPD

- I_max: Upeo wa sasa wa kutokwa

Hii ndio dhamana ya juu ya sasa ya umbo la mawimbi la 8/20 μs ambayo SPD ina uwezo wa kutoa mara moja.

• Weka 3 SPD

- AU_oc: Voltage wazi ya mzunguko inayotumika wakati wa vipimo vya darasa la III (Aina ya 3).

2.4.2 Matumizi makuu

• Voltage ya chini SPD

Vifaa tofauti sana, kutoka kwa maoni ya kiteknolojia na matumizi, vinateuliwa na neno hili. Vipimo vya chini vya voltage ni za kawaida kusanikishwa kwa urahisi ndani ya ubadilishaji wa LV. Pia kuna SPD zinazoweza kubadilika kwa soketi za umeme, lakini vifaa hivi vina uwezo mdogo wa kutokwa.

• SPD kwa mitandao ya mawasiliano

Vifaa hivi hulinda mitandao ya simu, mitandao iliyobadilishwa na mitandao ya kudhibiti kiatomati (basi) dhidi ya nguvu nyingi zinazotoka nje (umeme) na zile za ndani kwa mtandao wa usambazaji wa umeme (vifaa vya kuchafua mazingira, operesheni ya switchgear, nk).

SPD kama hizo pia zimewekwa katika RJ11, RJ45,… viunganishi au kuunganishwa katika mizigo.

3 Ubunifu wa mfumo wa ulinzi wa ufungaji wa umeme

Ili kulinda ufungaji wa umeme kwenye jengo, sheria rahisi zinatumika kwa uchaguzi wa

• SPD (s);
• ni mfumo wa ulinzi.

3.1 Sheria za kubuni

Kwa mfumo wa usambazaji wa umeme, sifa kuu zinazotumiwa kufafanua mfumo wa kinga ya umeme na kuchagua SPD kulinda usanikishaji wa umeme kwenye jengo ni:

• SPD

- idadi ya SPD;

- aina;

- kiwango cha mfiduo kufafanua kiwango cha juu cha kutokwa kwa SPD sasa I_max.

• Kifaa kifupi cha ulinzi wa mzunguko

- upeo wa sasa wa kutokwa_max;

- mzunguko mfupi wa sasa I_sc wakati wa ufungaji.

Mchoro wa mantiki kwenye Kielelezo J20 hapa chini unaonyesha kanuni hii ya muundo.

Tabia zingine za uteuzi wa SPD zimefafanuliwa kwa usanikishaji wa umeme.

• idadi ya miti katika SPD;
• kiwango cha ulinzi wa voltage U_p;
• uendeshaji voltage U_c.

Sehemu ndogo ya J3 inaelezea kwa undani zaidi vigezo vya uteuzi wa mfumo wa ulinzi kulingana na sifa za usanikishaji, vifaa vya kulindwa na mazingira.

3.2 Vipengele vya mfumo wa ulinzi

SPD lazima iwekwe kila wakati kwenye asili ya usanikishaji wa umeme.

3.2.1 Mahali na aina ya SPD

Aina ya SPD kusanikishwa kwenye asili ya usanikishaji inategemea ikiwa mfumo wa kinga ya umeme upo au la. Ikiwa jengo hilo limewekwa na mfumo wa kinga ya umeme (kama kwa IEC 62305), Aina ya 1 SPD inapaswa kuwekwa.

Kwa SPD iliyosanikishwa mwishoni mwa usanikishaji, viwango vya ufungaji vya IEC 60364 viliweka viwango vya chini kwa sifa 2 zifuatazo:

• Kutokwa kwa majina ya sasa I_n = 5 kA (8/20) μs;
• Kiwango cha ulinzi wa Voltage U_p (kwa mimi_n<2.5 kV.

Idadi ya SPD za ziada kusanikishwa imedhamiriwa na:

• saizi ya tovuti na ugumu wa kusanikisha makondakta wa kushikamana. Kwenye tovuti kubwa, ni muhimu kusanikisha SPD katika mwisho unaoingia wa kila eneo la ugawaji.
• umbali unaotenganisha mizigo nyeti ili kulindwa kutoka kwa kifaa cha ulinzi kinachoingia. Wakati mizigo iko zaidi ya mita 30 kutoka kwa kifaa cha ulinzi kinachoingia, ni muhimu kutoa ulinzi mzuri zaidi karibu na mizigo nyeti. Matukio ya tafakari ya mawimbi yanaongezeka kutoka mita 10 (tazama sura ya 6.5)
• hatari ya kufichuliwa. Katika kesi ya tovuti iliyo wazi sana, SPD inayoingia haiwezi kuhakikisha mtiririko mkubwa wa umeme wa sasa na kiwango cha chini cha ulinzi wa voltage. Hasa, Aina ya 1 SPD kwa ujumla hufuatana na Aina 2 SPD.

Jedwali kwenye Kielelezo J21 hapa chini linaonyesha idadi na aina ya SPD itakayowekwa kwa msingi wa sababu mbili zilizoelezwa hapo juu.

3.4 Uteuzi wa Aina 1 SPD

3.4.1 Msukumo wa sasa I_imp

• Ambapo hakuna kanuni za kitaifa au kanuni maalum za aina ya jengo linalolindwa, Msukumo wa sasa I_imp itakuwa angalau 12.5 kA (10/350 μs wimbi) kwa kila tawi kulingana na IEC 60364-5-534.

• Ambapo kanuni zipo: kiwango cha 62305-2 hufafanua viwango 4: I, II, III na IV, Jedwali kwenye Kielelezo J31 linaonyesha viwango tofauti vya I_imp katika kesi ya udhibiti.

3.4.2 Kuzima kiotomatiki fuata ya sasa I_fi

Tabia hii inatumika tu kwa SPD zilizo na teknolojia ya pengo la cheche. Kuzima kiotomatiki kufuata I ya sasa_fi lazima iwe kubwa kila wakati kuliko mtarajiwa wa mzunguko mfupi wa sasa mimi_sc wakati wa ufungaji.

3.5 Uteuzi wa Aina 2 SPD

3.5.1 Upeo wa kutokwa kwa sasa I_max

Upeo wa sasa wa kutolewa kwa Imax hufafanuliwa kulingana na kiwango cha mfiduo kinachokadiriwa kulingana na eneo la jengo.

Thamani ya kiwango cha juu cha kutokwa kwa sasa (I_max) imedhamiriwa na uchambuzi wa hatari (angalia jedwali kwenye Kielelezo J32).

3.6 Uteuzi wa Kifaa cha nje cha Ulinzi wa Mzunguko mfupi (SCPD)

Vifaa vya ulinzi (joto na mzunguko mfupi) lazima kuratibiwa na SPD ili kuhakikisha operesheni ya kuaminika, yaani

• hakikisha kuendelea kwa huduma:

- kuhimili mawimbi ya sasa ya umeme;

- usizalishe voltage iliyobaki nyingi.

• hakikisha kinga inayofaa dhidi ya kila aina ya overcurrent:

- kupakia zaidi kufuatia kukimbia kwa mafuta kwa varistor;

- mzunguko mfupi wa kiwango cha chini (impedant);

- mzunguko mfupi wa kiwango cha juu.

3.6.1 Hatari za kuepukwa mwishoni mwa maisha ya SPDs

• Kwa sababu ya kuzeeka

Katika kesi ya mwisho wa asili wa maisha kwa sababu ya kuzeeka, ulinzi ni wa aina ya joto. SPD na varistors lazima iwe na kiunganishi cha ndani ambacho kinazima SPD.

Kumbuka: Mwisho wa maisha kupitia kukimbia kwa joto hakujali SPD na bomba la kutokwa na gesi au pengo la cheche iliyofunikwa.

• Kwa sababu ya kosa

Sababu za mwisho wa maisha kwa sababu ya kosa la mzunguko mfupi ni:

- Uwezo mkubwa wa kutokwa umezidi.

Kosa hili husababisha mzunguko mfupi wenye nguvu.

- Kosa kwa sababu ya mfumo wa usambazaji (switchover ya upande wowote / awamu, upande wowote

kukatwa).

- Kuzorota kwa taratibu kwa varistor.

Makosa mawili ya mwisho husababisha mzunguko mfupi mfupi.

Ufungaji lazima ulindwe kutokana na uharibifu unaotokana na aina hizi za makosa: kontakt ya ndani (ya joto) iliyofafanuliwa hapo juu haina wakati wa joto, kwa hivyo inafanya kazi.

Kifaa maalum kinachoitwa "Kifaa cha Ulinzi wa Mzunguko Mfupi wa nje (SCPD ya nje)", chenye uwezo wa kuondoa mzunguko mfupi inapaswa kusanikishwa. Inaweza kutekelezwa na kifaa cha kuvunja mzunguko au kifaa cha fuse.

3.6.2 Tabia za SCPD ya nje (Kifaa Kifupi cha Ulinzi wa Mzunguko)

SCPD ya nje inapaswa kuratibiwa na SPD. Imeundwa kukidhi vizuizi viwili vifuatavyo:

Umeme wa sasa unahimili

Kuhimili kwa umeme sasa ni tabia muhimu ya Kifaa cha nje cha Ulinzi wa Mzunguko mfupi wa SPD.

SCPD ya nje haipaswi kusafiri juu ya mikondo 15 ya msukumo mfululizo huko I_n.

Mzunguko mfupi wa sasa unahimili

• Uwezo wa kuvunja imedhamiriwa na sheria za ufungaji (kiwango cha IEC 60364):

SCPD ya nje inapaswa kuwa na uwezo wa kuvunja sawa na au kubwa kuliko Isc inayotarajiwa ya mzunguko mfupi wa sasa kwenye hatua ya ufungaji (kulingana na kiwango cha IEC 60364).

• Ulinzi wa ufungaji dhidi ya nyaya fupi

Hasa, mzunguko mfupi usioharibika hupoteza nguvu nyingi na inapaswa kuondolewa haraka sana kuzuia uharibifu wa usanikishaji na kwa SPD.

Ushirika sahihi kati ya SPD na SCPD yake ya nje lazima ipewe na mtengenezaji.

3.6.3 Njia ya usakinishaji wa SCPD ya nje

• Kifaa "mfululizo"

SCPD inaelezewa kama "katika mfululizo" (angalia Mtini. J33) wakati ulinzi unafanywa na kifaa cha jumla cha ulinzi cha mtandao kitakacholindwa (kwa mfano, kiunganisho cha mzunguko wa mto mto wa ufungaji).

• Kifaa "sambamba"

SCPD inaelezewa kama "sambamba" (angalia Mtini. J34) wakati ulinzi unafanywa haswa na kifaa cha ulinzi kinachohusiana na SPD.

• SCPD ya nje inaitwa "kukatika kwa mzunguko wa mzunguko" ikiwa kazi inafanywa na mvunjaji wa mzunguko.
• Mvunjaji wa mzunguko anayeweza kukatwa anaweza au asingeweza kuunganishwa katika SPD.

Kumbuka: Katika kesi ya SPD na bomba la kutokwa na gesi au pengo la cheche iliyofungwa, SCPD inaruhusu sasa kukatwa mara baada ya matumizi.

Kumbuka: S aina ya vifaa vya sasa vya mabaki kulingana na viwango vya IEC 61008 au IEC 61009-1 vinatii mahitaji haya.

3.7.1 Uratibu na vifaa vya ulinzi vya mto

Uratibu na vifaa vya sasa vya ulinzi

Katika usanikishaji wa umeme, SCPD ya nje ni vifaa vinavyofanana na vifaa vya ulinzi: hii inafanya uwezekano wa kutumia ubaguzi na mbinu za kuachana kwa uboreshaji wa kiufundi na kiuchumi wa mpango wa ulinzi.

Uratibu na vifaa vya sasa vya mabaki

Ikiwa SPD imewekwa chini ya mto wa kifaa cha kinga ya kuvuja kwa ardhi, mwisho huo unapaswa kuwa wa "si" au aina ya kuchagua na kinga ya kupiga mikondo ya angalau 3 kA (8/20 μs wave current).

4 Ufungaji wa SPDs

Uunganisho wa SPD kwa mizigo inapaswa kuwa fupi iwezekanavyo ili kupunguza thamani ya kiwango cha ulinzi wa voltage (iliyowekwa Juu) kwenye vituo vya vifaa vya ulinzi. Urefu wa jumla wa unganisho la SPD kwenye mtandao na kizuizi cha terminal ya dunia haipaswi kuzidi 50 cm.

4.1 Uunganisho

Moja ya sifa muhimu kwa ulinzi wa vifaa ni kiwango cha juu cha ulinzi wa voltage (imewekwa U_p) kwamba vifaa vinaweza kuhimili kwenye vituo vyake. Ipasavyo, SPD inapaswa kuchaguliwa na kiwango cha ulinzi wa voltage U_p ilichukuliwa na ulinzi wa vifaa (angalia Mtini. J38). Urefu wa jumla wa waendeshaji wa unganisho ni

L = L1 + L2 + L3.

Kwa mikondo ya masafa ya juu, impedance kwa urefu wa kitengo cha unganisho huu ni takriban 1 μH / m.

Kwa hivyo, kutumia sheria ya Lenz kwa unganisho hili: =U = L di / dt

Wimbi la sasa la kawaida la 8/20 μs, na kiwango cha sasa cha 8 kA, ipasavyo huunda kuongezeka kwa voltage ya 1000 V kwa kila mita ya kebo.

= U = 1 x 10^-6 x8x10³ / 8x10^-6 = 1000V

Kama matokeo voltage kwenye vituo vya vifaa, iliyowekwa Juu, ni:

imewekwa U_p =U_p + U1 + U2

Ikiwa L1 + L2 + L3 = 50 cm, na wimbi ni 8/20 μs na amplitude ya 8 kA, voltage kwenye vituo vya vifaa itakuwa U_p + 500 V.

4.1.1 Uunganisho katika eneo la plastiki

Kielelezo J39a hapa chini kinaonyesha jinsi ya kuunganisha SPD kwenye zizi la plastiki.

Uunganisho wa 4.1.2 kwenye kizuizi cha metali

Katika kesi ya mkutano wa switchgear kwenye eneo la metali, inaweza kuwa busara kuunganisha SPD moja kwa moja na boma, na kiambatisho kinatumiwa kama kondaktaji wa kinga (angalia Mtini. J39b).

Mpangilio huu unafuata kiwango cha kawaida cha IEC 61439-2 na mtengenezaji wa ASSEMBLY lazima ahakikishe kuwa sifa za kiambatisho hufanya matumizi haya yawezekane.

4.1.3 Sehemu ya msalaba wa kondakta

Sehemu inayopendekezwa ya msalaba wa kondakta inazingatia:

• Huduma ya kawaida itolewayo: Mtiririko wa wimbi la umeme sasa chini ya kiwango cha juu cha kushuka kwa voltage (sheria ya cm 50).

Kumbuka: Tofauti na matumizi ya saa 50 Hz, hali ya umeme kuwa masafa ya juu, kuongezeka kwa sehemu ya msalaba wa kondakta hakupunguzi sana impedance ya masafa-juu.

• Makondakta wanahimili mikondo ya mzunguko mfupi: Kondakta lazima apinge mkondo wa mzunguko mfupi wakati wa muda wa juu wa mfumo wa ulinzi.

IEC 60364 inapendekeza katika usakinishaji ujao sehemu ndogo ya:

- 4 mm² (Cu) kwa unganisho la Aina ya 2 SPD;

- 16 mm² (Cu) kwa unganisho la Aina 1 SPD (uwepo wa mfumo wa kinga ya umeme).

4.2 Kanuni za kufunga

• Kanuni ya 1: Sheria ya kwanza kuzingatia ni kwamba urefu wa unganisho la SPD kati ya mtandao (kupitia SCPD ya nje) na kizuizi cha kituo cha kutuliza haipaswi kuzidi 50 cm.

Kielelezo J40 inaonyesha uwezekano mbili wa unganisho la SPD.

• Kanuni ya 2: Makondakta wa walishaji wanaolinda wanaotoka:

- inapaswa kushikamana na vituo vya SCPD ya nje au SPD;

- inapaswa kutengwa kimwili kutoka kwa makondakta wanaoingia waliochafuliwa.

Ziko upande wa kulia wa vituo vya SPD na SCPD (angalia Mtini. J41).

• Kanuni ya 3: Kondakta anayekuja wa awamu ya kulisha, upande wowote na ulinzi (PE) anapaswa kukimbia kando na mwingine ili kupunguza uso wa kitanzi (ona Mtini. J42).
• Kanuni ya 4: Makondakta wanaoingia wa SPD wanapaswa kuwa mbali na makondakta wanaotoka wanaolindwa ili kuepuka kuwachafua kwa kuunganisha (ona Mtini J42).
• Kanuni ya 5: nyaya zinapaswa kubandikwa dhidi ya sehemu za metali za kiambatisho (ikiwa ipo) ili kupunguza uso wa kitanzi cha fremu na hivyo kufaidika na athari ya kukinga dhidi ya usumbufu wa EM.

Katika hali zote, ni lazima ichunguzwe kuwa muafaka wa switchboards na vifungo vimechomwa kupitia unganisho fupi sana.

Mwishowe, ikiwa nyaya zilizosimamiwa zinatumiwa, urefu mkubwa unapaswa kuepukwa, kwa sababu hupunguza ufanisi wa kukinga (tazama Mtini. J42).

Maombi ya 5

Mifano ya usakinishaji wa 5.1

Suluhisho na mchoro wa skimu

• Mwongozo wa uteuzi wa kukamata mshtuko umewezesha kuamua dhamana sahihi ya mshikaji anayekuja mwishoni mwa usanikishaji na ile ya mhalifu wa mzunguko wa kuunganishwa.
• Kama vifaa nyeti (U_p <1.5 kV) ziko zaidi ya m 30 kutoka kwa kifaa kinachoingia cha ulinzi, vizuizi vyema vya kukamata lazima viwekwe karibu iwezekanavyo kwa mizigo.
• Kuhakikisha mwendelezo bora wa huduma kwa maeneo ya chumba baridi:

- aina ya "si" ya mabaki ya mzunguko wa sasa yatatumika kuepusha usumbufu wa kero unaosababishwa na kuongezeka kwa uwezo wa dunia wakati wimbi la umeme linapita.

• Kwa ulinzi dhidi ya kuongezeka kwa anga:

- weka kizuizi cha kuongezeka kwenye ubao kuu wa kubadili

- weka kizuizi kizuri cha kukamata kinga kwenye kila ubao wa kubadili (1 na 2) ikisambaza vifaa nyeti vilivyo zaidi ya mita 30 kutoka kwa mshikaji anayeingia.

- weka mshtuko wa kukamata kwenye mtandao wa mawasiliano ili kulinda vifaa vilivyotolewa, kwa mfano, kengele za moto, modem, simu, faksi.

Mapendekezo ya mazungumzo

- Hakikisha uwezo wa kukomesha ardhi kwa jengo hilo.

- Punguza maeneo ya nyaya za usambazaji wa umeme.

Mapendekezo ya ufungaji

• Sakinisha kizuizi cha kukamata, Imax = 40 kA (8/20 μs) na kifaa cha kuvunja umeme cha iC60 kilichopimwa saa 20 A.
• Sakinisha wakamataji wazuiaji wazuri wa kinga, Imax = 8 kA (8/20 μs) na vizuizi vya mzunguko wa kukatwa kwa iC60 vilivyohesabiwa saa 20