Įvadas į BPD ir jos vaidmenį

Elektrinėje sistemose, SPD paprastai įrengiami atjungimo konfigūracija (lygiagrečiai) tarp įtampingųjų laidų ir žemės. SPD veikimo principas gali būti panašus į grandinės pertraukiklį.

Įprastai naudojant (nr viršįtampis): SPD yra panašus į atvirą grandinės pertraukiklį.

Kai yra an viršįtampis: SPD suaktyvėja ir išleidžia žaibo srovę į žemė. Tai galima palyginti su grandinės pertraukiklio uždarymu, kuris būtų per ekvipotencialą trumpai sujunkite elektros tinklą su įžeminimu įžeminimo sistema ir atviros laidžios dalys labai trumpam, apribotas viršįtampio trukme.

Vartotojui, BPD veikimas yra visiškai skaidrus, nes trunka tik nedidelę dalį sekundė.

Kai viršįtampis išsikrovė, SPD automatiškai grįžta į normalią būseną būsena (atjungtas grandinės pertraukiklis).

1. Apsaugos principai

1.1 Apsaugos režimai

Yra du žaibo viršįtampio režimai: Bendrasis režimas ir Liekamosios srovės režimas.

Žaibas viršįtampiai dažniausiai atsiranda bendruoju režimu ir dažniausiai jo pradžioje elektros instaliacija. Paprastai atsiranda viršįtampių liekamosios srovės režimu TT režimu ir daugiausia veikia jautrią įrangą (elektroninę įrangą, kompiuteriai ir kt.).

Bendro režimo apsauga tarp fazės / nulinės ir žemės

Fazė / neutrali apsauga TT įžeminimo sistemoje yra pateisinama, kai nulinė ant skirstytuvo pusė yra susieta su mažos vertės jungtimi (keli omai, tuo tarpu įrenginio įžeminimo elektrodas yra kelių dešimčių omų).

Liekamoji srovė režimo apsauga tarp fazės ir neutralios

Dabartinė grąža grandinė greičiausiai bus per įrenginio neutralią, o ne per žemė.

Likutis srovės režimo įtampa U tarp fazės ir nulio gali padidėti iki vertės lygi kiekvieno SPD elemento liekamųjų įtampų sumai, t.y. dvigubai didesnis apsaugos lygis įprastu režimu.

Fazė / neutrali apsauga TT įžeminimo sistemoje

Panašus reiškinys gali atsirasti TN-S įžeminimo sistemoje, jei tiek N, tiek PE laidininkai yra atskiri arba netinkamai išlyginti potencialą. Tikėtina, kad srovė grįždami vadovaukitės nuliniu laidininku, o ne apsauginiu laidininku ir sujungimo sistema.

Teorinis gali būti optimalus apsaugos modelis, taikomas visoms įžeminimo sistemoms apibrėžta, nors iš tikrųjų SPD beveik visada derina bendrojo režimo apsaugą ir liekamosios srovės režimo apsauga (išskyrus IT arba TN-C modelius).

Būtina, kad patikrinkite, ar naudojami SPD yra suderinami su įžeminimo sistema.

1.2 Kaskadinė apsauga

Tiesiog kaip Apsaugą nuo viršsrovių turi užtikrinti įrenginiai, kurių nominalioji vertė atitinka kiekvienas instaliacijos lygis (kilmės, antrinis, terminalas) suderintas su vienas kitą, apsauga nuo pereinamųjų viršįtampių yra pagrįsta panašiu metodas, naudojant „pakopinį“ kelių BPD derinį.

Du ar trys BPD lygiai paprastai yra būtini norint sugerti energiją ir apriboti viršįtampių, kuriuos sukelia sujungimas dėl aukšto dažnio virpesių reiškinių.

Žemiau pateiktas pavyzdys remiasi hipoteze, kad tik 80 % energijos nukreipiama į žemę (80 %: empirinė vertė priklauso nuo SPD tipo ir elektros montavimas, bet visada mažiau nei 100%).

Principas, kaskadinė apsauga taip pat naudojama silpnos srovės programoms (telefonijai, ryšių ir duomenų tinklai), derinant pirmuosius du apsaugos lygius viename įrenginyje, kuris paprastai yra įrengimo vietoje.

Kibirkštinio tarpo pagrindu sujungiami komponentai, skirti didžiajai daliai energijos išleisti į žemę varistorių arba diodų, kurie riboja įtampą iki lygių, suderinamų su saugotina įranga.

Terminalas apsauga paprastai derinama su šia kilmės apsauga. Terminalas apsauga yra arti įrangos, užtikrinama naudojant artumo SPD.

1.2.1 Kelių BPD derinys

Siekiant apriboti viršįtampių kiek įmanoma, SPD visada turi būti įrengtas arti saugotina įranga 3.

Tačiau šis apsauga apsaugo tik įrangą, kuri yra tiesiogiai prijungta prie jos, bet aukščiau visa, jo maža energijos talpa neleidžia iškrauti visos energijos.

Norėdami tai padaryti, BPD būtinas įrengimo pradžioje 1.

Taip pat BPD 1 negali apsaugoti viso įrenginio dėl to, kad leidžia tam tikrą kiekį likutinės energijos, kuri turi praeiti, ir kad žaibas yra aukšto dažnio reiškinys.

Priklausomai nuo įrenginio mastas ir rizikos rūšys (poveikis ir jautrumas įranga, paslaugų tęstinumo kritiškumas), grandinės apsauga 2 yra būtinas be 1 ir 3.

Kaskadinė apsauga

Atkreipkite dėmesį, kad pirmasis SPD lygis (1) turi būti įrengtas kuo toliau prieš srovę įrengimas, siekiant kiek įmanoma sumažinti sukeltą poveikį žaibas elektromagnetine jungtimi.

1.3 BPD vieta

Kad būtų veiksmingas apsauga naudojant BPD, gali prireikti sujungti kelis BPD:

1. Pagrindinis BPD ➀

2. Grandinė SPD ➁

3. Artumo BPD ➂

Papildomas apsauga gali būti reikalinga, atsižvelgiant į mastelį (linijos ilgius) ir saugotinos įrangos (kompiuterinės, elektroninės ir kt.) jautrumas. Jeigu įrengti keli BPD, turi būti taikomos labai tikslios derinimo taisyklės.

 

Kilmė įrengimas	Paskirstymas lygiu	Taikymas lygiu
The apsauga įrengimo pradžioje (pirminė apsauga) šuntai labiausiai kritimo energijos (dažnai režimo viršįtampa, kurią perduoda maitinimo sistema) iki potencialo išlyginimo sistemą ir žemę.	Grandinė apsauga (antrinė apsauga) papildo kilmės apsaugą koordinavimo ir riboja liekamosios srovės režimo viršįtampius, kylančius dėl diegimo konfigūracija.	Artumas apsauga (terminalo apsauga) atlieka galutinį piko ribojimą viršįtampių, kurie yra pavojingiausi įrangai.

Svarbu, kad nepamirškite, kad bendros instaliacijos ir įrangos apsauga yra visiškai veiksmingas tik tuo atveju, jei:

1. Keli lygiai SPD įrengti (pakopiniai), kad būtų užtikrinta esančios įrangos apsauga tam tikras atstumas nuo įrengimo vietos: reikalinga įrangai esantis 30 m ar daugiau atstumu (IEC 61643-12) arba reikalingas, jei apsaugos lygis Aukštesnis pagrindinio BPD yra aukštesnė nei įrangos kategorija (IEC 60364-4-443 ir 62305-4)

2. Visi tinklai yra saugomi:

2.1. Galia tinklai, aprūpinantys pagrindinį pastatą ir visus antrinius pastatus, išorinius automobilių stovėjimo aikštelių apšvietimo sistemos ir kt.

2.2. Bendravimas tinklai: įeinančios linijos ir linijos tarp skirtingų pastatų

1.4 Apsaugoti ilgiai

Tai būtina kad projektuojant efektyvią apsaugos nuo viršįtampių sistemą būtų atsižvelgta linijų, tiekiančių apsaugotinus imtuvus, ilgio (žr. lentelę žemiau).

Tiesą sakant, aukščiau a Tam tikro ilgio įtampa, tiekiama į imtuvą, gali, naudojant a rezonanso reiškinys, gerokai viršija numatomą ribinę įtampą. The Šio reiškinio mastas yra tiesiogiai susijęs su jo savybėmis instaliacija (laidininkai ir sujungimo sistemos) ir su srovės verte sukeltas apšvietimo išlydžio.

BPD yra teisingas laidinis, kai:

1. Apsaugotas įranga yra ekvipotencialiai prijungta prie tos pačios žemės, prie kurios yra SPD prijungtas

2. BPD ir jo prijungta susijusi atsarginė apsauga:

2.1. Į tinklo (įtampos laidai) ir prie pagrindinės plokštės apsauginės juostos (PE/PEN) su laidininkų ilgiai kuo trumpesni ir mažesni nei 0,5 m.

2.2. Su laidininkai, kurių skerspjūviai atitinka BPD reikalavimus (žr lentelę žemiau).

1 lentelė – Maksimalus linijos ilgis tarp SPDe ir saugomo įrenginio

SPD pozicija		Montavimo pradžioje		Ne montavimo vietoje
Dirigentas skerspjūvis		laidai (buitinis)	dideli kabeliai (industrija)	laidai (buitinis)	dideli kabeliai (industrija)
Sudėtis surišimo sistemos	ĮJUNGTA dirigentas	< 10 m	10 m	< 10 m*	20 m*
	tinklelis/ekvipotencialas	10 m	20 m	20 m*	30 m*

* Apsauga rekomenduojama naudojimo vietoje, jei atstumas didesnis

1.4.1 Dvigubos įtampos poveikis

Virš tam tikro ilgio d, SPD apsaugota grandinė pradės rezonuoti, kai induktyvumas ir talpa yra vienodi:

Lω = -1 / Cω

Grandinė tada varža sumažinama iki jos varžos. Nepaisant BPD absorbuotos dalies, liekamoji žaibo srovė I grandinėje vis dar yra impulsinė. Jo padidėjimas, dėl rezonanso, žymiai padidins Ud, Uc ir Urm įtampos.

Pagal šiuos sąlygomis, imtuvo įtampa gali padvigubėti.

Dvigubo efektas Įtampa

Kur:

•C – apkrovą reprezentuojanti talpa

•Ld – maitinimo linijos induktyvumas

•Lrm – sujungimo sistemos induktyvumas

Instaliacija BPD neturi neigiamai paveikti paslaugų tęstinumo, o tai būtų prieštarauja norimam tikslui. Jie turi būti įrengti, ypač prie buitinių ar panašių įrenginių kilmė (TT įžeminimo sistemos), in kartu su S tipo atidėtos liekamosios srovės įtaisu.

Atsargiai! Jeigu ten yra reikšmingi žaibo smūgiai (> 5 kA), antrinė liekamoji srovė įrenginiai vis tiek gali suveikti.

2. BPD diegimas

2.1 SPD prijungimas

2.1.1 Sujungimo sistema arba įžeminimo jungtis

Standartų įstaigos naudokite bendrinį terminą „įžeminimo įrenginys“, kad apibūdintumėte tiek sujungimo sąvoką sistema ir įžeminimo elektrodas, nedarant skirtumo tarp du. Priešingai nei gauta nuomonė, nėra tiesioginio ryšio tarp įžeminimo elektrodo vertė, tiekiama žemu dažniu, siekiant užtikrinti saugumą žmonių, ir BPD teikiamos apsaugos efektyvumą.

Kaip parodyta žemiau, tokio tipo apsauga gali būti sukurta net nesant įžeminimo elektrodas.

Varža SPD šuntuojamos srovės išlydžio grandinę galima išskaidyti į dvi dalys.

Pirmasis, įžeminimo elektrodą sudaro laidininkai, kurie dažniausiai yra laidai, ir žemės atsparumas. Jo iš esmės indukcinė prigimtis reiškia, kad jos efektyvumas mažėja didėjant dažniui, nepaisant atsargumo priemonių sujungimui (ilgio apribojimas, 0,5 m taisyklė). Antroji šios varžos dalis yra mažesnė matomas, bet būtinas aukštu dažniu, nes iš tikrųjų jį sudaro klaidos talpa tarp įrenginio ir žemės.

Žinoma, kiekvieno iš šių komponentų santykinės vertės skiriasi priklausomai nuo tipo ir įrengimo mastas, BPD vieta (pagrindinio arba artimojo tipo) ir pagal įžeminimo elektrodų schemą (įžeminimo sistemą).

Tačiau turi Įrodyta, kad įtampos viršįtampių apsaugai tenka dalis iškrovos srovės gali siekti 50–90 % potencialo išlyginimo sistemoje, o suma tiesiogiai iškraunamas įžeminimo elektrodu yra apie 10–50%. Sujungimo sistema yra būtina išlaikyti žemą atskaitos įtampą, kuri yra daugiau ar mažiau tokia pati per visą instaliaciją.

BPD turėtų būti prijungtas prie šios sujungimo sistemos, kad būtų užtikrintas maksimalus efektyvumas.

Minimalus Rekomenduojamas jungiamųjų laidų skerspjūvis atsižvelgia į maksimali iškrovos srovės vertė ir eksploatavimo pabaigos charakteristikos apsaugos įtaisas.

Tai nerealu Norėdami padidinti šį skerspjūvį, kad būtų kompensuojami jungčių ilgiai, kurių nėra laikytis 0,5 m taisyklės. Tiesą sakant, esant aukštam dažniui, varža laidininkai yra tiesiogiai prijungti prie jų ilgio.

Elektrinėje skirstomieji skydai ir didelių dydžių skydai, gali būti gera idėja sumažinti jungties varža naudojant atviras metalines laidžias dalis važiuoklė, plokštės ir gaubtai.

2 lentelė – Minimalus SPD sujungimo laidų skerspjūvis

BPD talpa		Skerspjūvis (mm2)
Klasė II BPD	SStandartas: Imax < 15 kA (x 3-II klasė)	6
	EPadidinta: Imax < 40 kA (x 3-II klasė)	10
	HAukšta: Imax < 70 kA (x 3-II klasė)	16
Klasė Aš BPD		16

Naudojimas atidengtos metalinės laidžios gaubtų dalys kaip apsauginiai laidininkai leidžiama pagal standartą IEC 60439-1, jei tai yra sertifikuota gamintojas.

Taip yra visada Apsauginiams laidininkams prijungti geriau palikti laido laidą prie gnybtų bloko arba kolektoriaus, kuris padvigubina per sukurtą ryšį atviros laidžios gaubto važiuoklės dalys.

2.1.2 Jungties ilgis

Praktikoje taip yra rekomenduojama, kad bendras SPD grandinės ilgis neviršytų 50 cm. Šį reikalavimą ne visada lengva įgyvendinti, tačiau naudojant turimas gali padėti netoliese esančios atviros laidžios dalys.

Bendras ilgis SPD grandinė

* gali būti įdiegta ant to paties DIN bėgio. Tačiau įrenginys bus geriau apsaugotas, jei abu įrenginiai montuojami ant 2 skirtingų DIN bėgių (SPD po apsauga)

Skaičius žaibo smūgiai, kuriuos gali sugerti SPD, mažės didėjant reikšmei iškrovos srovė (nuo 15 smūgių srovės vertei In iki vieno smūgio Imax/Iimp).

0,5 m taisyklė In teorija, kai žaibas trenkia, įtampa Ut, į kurią patenka imtuvas yra tokia pati kaip apsaugos įtampa Up nuo įtampos šuolių protektorius (jo In), tačiau praktiškai pastarasis yra didesnis.

Tiesą sakant, įtampos kritimai, kuriuos sukelia SPD jungties laidų varžos ir jos Prie to pridedami apsaugos įtaisai:

Ut = UI1 + Ud + UI2 + aukštyn + UI3

Pavyzdžiui, įtampos kritimas 1 m laidininko, kurį perkelia 10 kA impulsinė srovė 10 μs pasieks 1000 V.

Δu = L × di / dt

•     di – Srovės pokytis 10 000 A

•     dt – Laiko kitimas 10 μs

•     L – 1 m laidininko induktyvumas = 1 μs

•     Vertė Δu reikia pridėti prie įtampos Up

Visas ilgis Lt todėl turi būti kuo trumpesnis. Praktikoje rekomenduojama 0,5 m neviršijamas. Esant sunkumams, gali būti naudinga naudoti platų, plokščią laidininkai (izoliuotos pynės, lanksčios izoliuotos strypai).

0,5 m BPD ryšio taisyklė

Žemės jungtis Apsaugos nuo viršįtampių laidas neturi būti žalias/geltonas PE laidininko apibrėžimo prasmė.

Įprasta praktika yra tačiau šis ženklas naudojamas dažnai.

Kai kurie laidai konfigūracijos gali sukurti jungtis tarp prieš srovę ir pasroviui SPD laidininkų, dėl kurių gali išplisti žaibo banga viso įrengimo metu.

SPD laidai konfigūracija #1

Prieš srovę ir pasroviui esantys laidininkai, prijungti prie įtampos viršįtampių apsaugos gnybto su a bendras kelias.

SPD laidai konfigūracija 1

SPD laidai konfigūracija Nr. 2

Įvestis ir išvestis laidininkai fiziškai gerai atskirti ir prijungti prie to paties gnybto.

SPD laidai 2 konfigūracija

SPD laidai konfigūracija #3

Ryšys laidininkai per ilgi, išvesties laidai fiziškai atskirti.

SPD laidai 3 konfigūracija

SPD laidai Konfigūracija Nr. 4

Ryšys kuo trumpesni laidininkai su grįžtamuoju laidu iš įžeminimo gnybto arti gyvų laidininkų.

SPD laidai 4 konfigūracija

2.2 SPD apsauga nuo galiojimo pabaigos

BPD yra a prietaisas, kurio eksploatavimo pabaiga reikalauja ypatingo dėmesio. Jo sudedamosios dalys sensta kiekvieną kartą, kai trenkia žaibas.

Gyvenimo pabaigoje SPD vidinis įrenginys atjungia jį nuo maitinimo. Indikatorius (įjungtas apsauga) ir pasirenkamas aliarmo grįžtamasis ryšys (būsenos grįžtamojo ryšio priedas). įrengtas) nurodykite šią būseną, dėl kurios reikia pakeisti modulį susirūpinęs.

Jei BPD viršija jo ribotumas, jis gali būti sugadintas dėl paties trumpojo jungimo. A Todėl turi būti įrengtas trumpojo jungimo ir perkrovos apsaugos įtaisas serija prieš BPD (tai paprastai vadinama BPD šaka).

X pav. Montavimo principai SPD su susijusia apsauga

Priešingai Tam tikra nuomone, apsauga nuo viršįtampių visada turi būti apsaugota nuo galimų trumpojo jungimo ir perkrovos srovių. Ir tai galioja visiems II ir I klasės apsaugos nuo viršįtampių, nepriklausomai nuo tipų naudojamų komponentų ar technologijų.

Ši apsauga turi būti teikiamos pagal įprastas diskriminacijos taisykles.

2.3 BPD derinimas

Rengiant kelis BPD kaskadoje reikalauja, kad jie būtų suderinti taip, kad kiekvienas iš jų absorbuotų energijos tiekimą optimaliu būdu ir riboja žaibo smūgio plitimą per instaliaciją kiek įmanoma.

Koordinavimas BPD yra sudėtinga sąvoka, kuri turi būti konkrečių tyrimų objektas ir bandymai. Minimalūs atstumai tarp SPD arba atjungimo droselių įdėjimo gamintojų nerekomenduoja.

Pirminės ir antriniai BPD turi būti suderinti taip, kad visa energija būtų išsklaidyta (E1 + E2) pasiskirsto pagal jų iškrovimo pajėgumus. The Rekomenduojamas atstumas d1 leidžia atjungti įtampos viršįtampio apsaugą ir taip neleidžia per daug energijos patekti tiesiai į antrinį SPD su rizika jį sunaikinti.

Tai yra kuri iš tikrųjų priklauso nuo kiekvieno BPD ypatybių.

X pav. BPD derinimas

Du vienodi apsaugos nuo viršįtampių. Pavyzdžiui Up: 2 ​​kV ir Imax: 70 kA) gali būti Įrengtas nebūtinas atstumas d1: energija bus dalijama daugiau ar mažiau vienodai tarp dviejų BPD. Tačiau du skirtingi BPD (pavyzdžiui Aukštyn: 2 kV/Imax: 70 kA ir aukštyn: 1,2 kV/Imax: 15 kA) turi būti bent 8 m atstumu vienas nuo kito Venkite per daug reikalauti antrosios įtampos viršįtampio apsaugos.

Jei nenurodyta, d1 min (metrais) yra 1 % skirtumo tarp Up1 ir Up2 (in voltai). Pavyzdžiui:

Up1 = 2,0 kV (2000 m V) ir Up2 = 1,2 kV (1200 V)

⇒ d1 = 8 m min. (2000 – 1200 = 800 >> 1 % iš 800 = 8 m)

Kitas pavyzdys, jei:

Up1 = 1,4 kV ir Up2 = 1,2 kV ⇒ d1 = 2 m min