Túlfeszültség-védő készülék: alkalmazás és telepítési rajz

A cikk tartalma

• A túlfeszültség jellege és azok technológiára gyakorolt ​​hatása
• Hogyan működik az SPD és hogyan működik?
• Mi a különbség a védelmi osztályok között?
• Szükség van egy SPD-re, kockázatértékelésre
• Eszközök beszerelése a fő kapcsolótáblába

Ha házában sok drága háztartási készülék van, akkor jobb az elektromos hálózat átfogó védelmének megszervezése. Ebben a cikkben elmondjuk a túlfeszültség-védő készülékekről, miért van szükségük ezekre, mi ezek és hogyan vannak telepítve.

A túlfeszültség jellege és azok technológiára gyakorolt ​​hatása

Gyerekkora óta sokan jól ismerik a háztartási elektromos készülékek hálózatról való lekapcsolódásának zavarát a közelgő zivatar első jeleként. Manapság a városi hálózatok elektromos berendezései kifinomultabbá váltak, ezért sokan figyelmen kívül hagyják az alapvető védőberendezéseket. Ugyanakkor a probléma nem tűnt el teljesen, a háztartási készülékeket, különösen a házakban, továbbra is veszélyezteti..

Az impulzus-túlfeszültségek (IP) előfordulásának természete természetes és ember okozta. Az első esetben az IP az áramvezetékeket villámló vonalak miatt merül fel, és az ütközés pontja és a veszélyeztetett fogyasztók közötti távolság akár több kilométer is lehet. Sztrájk szintén lehetséges a fő földelő áramkörhöz csatlakoztatott rádióoszlopokon és villámhárítókon, ebben az esetben indukált túlfeszültség jelenik meg a háztartási hálózatban.

1 – távoli villámcsapás az elektromos vezetékekben; 2 – fogyasztók; 3 – földhurok; 4 – közeli villámcsapás az elektromos vezetékekben; 5 – közvetlen villámcsapás egy villámrúdhoz

Az ember által létrehozott IP-k kiszámíthatatlanok, ezek a transzformátor és az elosztó alállomások túlterhelésének váltása miatt merülnek fel. A teljesítmény aszimmetrikus növekedésével (csak egy fázison) éles feszültség-túlfeszültség lehetséges, ezt szinte lehetetlen előre látni.

Az impulzusfeszültségek nagyon rövidek (kevesebb, mint 0,006 s), szisztematikusan megjelennek a hálózatban, és a megfigyelő által gyakran észrevétlenül mennek keresztül. A háztartási készülékeket úgy tervezték, hogy elviselje a leggyakrabban megjelenő 1000 V-os túlfeszültségeket. Magasabb feszültségnél garantálva van az áramellátás meghibásodása, a házvezetékek szigetelése is megszakadhat, ami többszörös rövidzárlathoz és tüzet okozhat.

Hogyan működik az SPD és hogyan működik?

Az SPD – a védettségi osztálytól függően – varisztorokon félvezető eszközzel vagy érintkező levezetővel rendelkezik. Normál üzemmódban az SPD bypass módban működik, és az abban lévő áram átvezet a vezető shunton. A sönt a varisztoron vagy két elektródán keresztül csatlakozik a védőföldhöz egy szigorúan szabályozott rés mellett.

Feszültség-ugrással, akár egy nagyon rövid feszültséggel is, az áram áthalad ezen elemekön és elterjed a földön, vagy a fázis-nullhurok ellenállásának hirtelen csökkenése kompenzálja (rövidzárlat). Miután a feszültség stabilizálódott, a levezető elveszíti kapacitását, és a készülék ismét normál üzemmódban működik..

Így az SPD egy ideig lezárja az áramkört, hogy a túlfeszültség hőenergiává váljon. Ugyanakkor jelentős áramok haladnak át a készüléken – tíztől több száz kilométerig.

Mi a különbség a védelmi osztályok között?

Az IP okától függően a túlfeszültség hullámának két jellemzőjét meg lehet különböztetni: 8/20 és 10/350 mikrosekundum. Az első számjegy az az idő, amely alatt az MT eléri a maximális értéket, a második az az idő, amely alatt az MT csökken névleges értékre. Mint láthatja, a második típusú túlfeszültség veszélyesebb..

Az I. osztályú készülékeket a 10/350 μs karakterisztikájú áramforrás elleni védelemre fejlesztették ki, ami leggyakrabban akkor fordul elő, amikor villámcsapást hajtanak végre a fogyasztótól 1500 méternél közelebb eső vezetékeken. Az eszközök rövid időre képesek 25 – 100 kA-es áramot átvinni magukon, szinte az I. osztályú készülékek levezetőkön alapulnak.

A II. Osztályú SPD-k célja a 8/20 μs karakterisztikájú tápegységek kompenzálása, a csúcsáram-értékek 10 és 40 kA között változnak.

A III védettségi osztályt úgy fejlesztették ki, hogy a túlfeszültségeket 10 kA-nál kisebb áramértékekkel kompenzálják, 8/20 μs-os tápegység-jellemzővel. A II és III védettségi osztályú készülékek félvezető elemekre épülnek.

Úgy tűnik, hogy elegendő csak az I. osztályú eszközök telepítése, mivel ezek a legerősebbek, de ez nem így van. A probléma az, hogy minél magasabb az áteresztőképesség alsó küszöbértéke, annál kevésbé érzékeny az SPD. Más szavakkal: rövid és viszonylag alacsony tápfeszültség-értékek esetén a nagy teljesítményű SPD nem működik, és egy érzékenyebb nem fog megbirkózni ilyen nagyságrendű áramokkal..

A III védettségű készülékeket úgy tervezték, hogy kiküszöböljék a legkisebb tápegységeket – csak néhány ezer voltot. Tulajdonságaikban teljesen hasonlóak a háztartási készülékek tápegységeiben gyártók által beépített védőberendezésekhez. Redundáns telepítés esetén ők vállalják először a terhelést és megakadályozzák az SPD működését olyan eszközökön, amelyek erőforrása 20-30 ciklusra korlátozódik.

Szükség van egy SPD-re, kockázatértékelésre

Az áramellátás elleni védelem megszervezésére vonatkozó követelmények teljes listáját az IEC 61643-21 tartalmazza, meghatározható az IEC 62305-2 szabvány szerinti kötelező beszerelés, amely szerint a villámcsapás kockázatának fokát és az annak következményeit konkrétan fel kell mérni..

Általában a felsővezetékekből történő energiaellátás esetén az I. osztályú SPD-k telepítése szinte mindig előnyösebb, kivéve ha intézkedéseket hoztak a zivatarok energiaellátási módra gyakorolt ​​hatásának csökkentése érdekében: a támaszok, a PEN-vezető és a fémtartó elemek újraföldelése, egy villámrúd külön földelő hurokkal, telepítés potenciális kiegyenlítő rendszerek.

A kockázat felmérésének egyszerűbb módja a nem védett készülékek és a biztonsági eszközök költségeinek összehasonlítása. Még a többszintes épületekben is, ahol a túlfeszültségek nagyon alacsonyak a 8/20 jellemzővel, a készülékek szigetelésének meghibásodásának vagy meghibásodásának kockázata meglehetõsen magas..

Eszközök beszerelése a fő kapcsolótáblába

A legtöbb SPD moduláris és 35 mm-es DIN sínre szerelhető. Az egyetlen követelmény az, hogy az SPD telepítésére szolgáló pajzsnak fém tokkal kell rendelkeznie, amely kötelezően csatlakozik a védővezetőhöz..

Az SPD megválasztásakor az alapvető teljesítményjellemzők mellett figyelembe kell venni a névleges üzemi áramot is bypass üzemmódban, ennek meg kell felelnie a hálózati terhelésnek. Egy másik paraméter a maximális korlátozó feszültség, nem lehet alacsonyabb a napi ingadozásokon belüli legnagyobb értéknél.

Az SPD-k sorosan egyfázisú vagy háromfázisú tápfeszültség-hálózathoz vannak kötve egy kétpólusú és négypólusú megszakítón keresztül. Telepítése akkor szükséges, ha a szikraköz elektródákat felforrasztják, vagy a varisztor meghibásodik, ami állandó rövidzárlatot okoz. A fázisok és a védővezető az SPD felső kivezetéseivel, az alsó kivezetéseivel – nulla.

Példa SPD-kapcsolatra: 1 – bemenet; 2 – automatikus kapcsoló; 3 – SPD; 4 – földelő busz; 5 – földhurok; 6 – villamos fogyasztásmérő; 7 – differenciálgép; 8 – fogyasztói gépekhez

Ha több, különböző védettségű védőberendezést telepít, akkor ezeket össze kell hangolni az SPD-vel sorba kötött speciális fojtókkal. A védőberendezések növekvő osztályban vannak beépítve az áramkörbe. Koordináció nélkül az érzékenyebb SPD-k vállalják a fő terhet, és korábban kudarcot vallnak..

A fojtók beszerelése elkerülhető, ha az eszközök közötti kábelvezeték hossza meghaladja a 10 métert. Ezért az I. osztályú SPD-ket még a mérőműszer elõtt a homlokzatra szerelik, hogy megvédjék a mérõegységet a túlfeszültségektõl, a második és a harmadik osztályt pedig az ASU és a padló / csoportvédõkre telepítik..