SPD және оның рөліне кіріспе

Электрлікте жүйелерде SPD әдетте өшіру конфигурациясында орнатылады (параллельде) ток өткізгіштер мен жер арасындағы. SPD жұмыс принципі мүмкін ажыратқышқа ұқсас болуы керек.

Қалыпты пайдалануда (жоқ асқын кернеу): SPD ашық ажыратқышқа ұқсас.

болған кезде асқын кернеу: SPD белсенді болады және найзағай тогын разрядтайды жер. Оны автоматты ажыратқыштың жабылуымен салыстыруға болады эквипотенциал арқылы жермен электр желісін қысқа тұйықтау жерге тұйықтау жүйесі және ашық өткізгіш бөліктер өте қысқа уақытқа, асқын кернеу ұзақтығымен шектеледі.

Пайдаланушы үшін SPD жұмысы толығымен мөлдір, өйткені ол тек аз ғана бөлігіне жетеді секунд.

Қашан шамадан тыс кернеу разрядталған болса, SPD автоматты түрде қалыпты күйіне оралады күй (ажыратқыш ашық).

1. Қорғау принциптері

1.1 Қорғау режимдері

Олар екеу найзағайдың асқын кернеу режимдері: Жалпы режим және Қалдық ток режимі.

Найзағай асқын кернеулер негізінен жалпы режимде және әдетте пайда болған кезде пайда болады электр қондырғысы. Қалдық ток режиміндегі шамадан тыс кернеу әдетте пайда болады TT режимінде және негізінен сезімтал жабдыққа әсер етеді (электрондық жабдық, компьютерлер және т.б.).

Фаза/нейтрал және жер арасындағы жалпы режимді қорғау

Фаза/бейтарап ТТ жерге тұйықтау жүйесіндегі қорғаныс бейтарап болған кезде негізделген дистрибьютор жағы төмен мәні бар қосылыммен байланысты (бірнеше Ом, ал қондырғының жерге қосу электроды бірнеше ондаған Ом).

Қалдық ток фаза мен бейтарап арасындағы режимді қорғау

Ағымдағы қайтару схемасы емес, бейтарап орнату арқылы болуы мүмкін жер.

қалдық ток режимінің кернеуі U, фаза мен бейтарап арасындағы, мәнге дейін артуы мүмкін SPD әрбір элементінің қалдық кернеулерінің қосындысына тең, яғни. жалпы режимде қорғаныс деңгейін екі есе арттырыңыз.

Фаза/бейтарап ТТ жерге тұйықтау жүйесінде қорғаныс

Ұқсас N және PE өткізгіштері болса, TN-S жерге тұйықтау жүйесінде құбылыс болуы мүмкін бөлек немесе дұрыс эквипотенциал емес. Содан кейін ток болуы мүмкін қорғаныс өткізгішті емес, оның қайтару кезінде нөлдік өткізгішті орындаңыз және байланыс жүйесі.

Теориялық барлық жерге тұйықтау жүйелеріне қолданылатын оңтайлы қорғаныс моделі болуы мүмкін анықталған, бірақ шын мәнінде SPD әрқашан дерлік жалпы режимді қорғауды және біріктіреді қалдық ток режимін қорғау (IT немесе TN-C үлгілерінен басқа).

Ол үшін маңызды пайдаланылатын SPD-лердің жерге қосу жүйесімен үйлесімділігін тексеріңіз.

1.2 Каскадты қорғаныс

Дәл солай шамадан тыс ток қорғанысы сәйкес рейтингтері бар құрылғылармен қамтамасыз етілуі керек орнатудың әрбір деңгейі (бастапқы, қайталама, терминал) келісілген бір-біріне, өтпелі асқын кернеулерден қорғау ұқсас негізделеді бірнеше SPD-нің «каскадты» комбинациясын қолданатын тәсіл.

Екі-үш SPD деңгейлері әдетте энергияны сіңіру және шектеу үшін қажет жоғары жиілікті тербеліс құбылыстарына байланысты қосылыспен индукцияланған асқын кернеулер.

Төмендегі мысал энергияның тек 80%-ы жерге бағытталады деген гипотезаға негізделген (80%: эмпирикалық мән SPD түріне және электрлік орнату, бірақ әрқашан 100% -дан аз.

принципі каскадты қорғаныс аз ток қолданбалары үшін де қолданылады (телефония, байланыс және деректер желілері), қорғаныстың алғашқы екі деңгейін біріктіреді әдетте орнатудың басында орналасқан бір құрылғыда.

Ұшқын аралығы негізінде энергияның көп бөлігін жерге шығаруға арналған компоненттер біріктірілген кернеулермен үйлесімді деңгейге дейін шектейтін варисторлар немесе диодтар қорғалатын жабдық.

Терминал қорғау әдетте осы шығу тегі қорғанысымен біріктіріледі. Терминал қорғаныс жақын SPD көмегімен қамтамасыз етілген жабдыққа жақын.

1.2.1 Бірнеше SPD комбинациясы

Шектеу үшін шамадан тыс кернеулер кезінде SPD әрқашан жақын жерде орнатылуы керек қорғалатын жабдық 3.

Дегенмен, бұл қорғаныс тек оған тікелей қосылған жабдықты ғана қорғайды, бірақ жоғарыда барлығы, оның төмен энергетикалық сыйымдылығы барлық энергияны разрядтауға мүмкіндік бермейді.

Мұны істеу үшін SPD орнатудың басында қажет 1.

Сол сияқты, SPD 1 сомаға рұқсат беруіне байланысты бүкіл орнатуды қорғай алмайды қалдық энергияның өтуі және найзағайдың жоғары жиілікті құбылыс.

байланысты орнату масштабы және тәуекел түрлері (әсері және сезімталдығы жабдық, қызмет көрсету үздіксіздігінің сынилығы), тізбекті қорғау 2 болып табылады 1 және 3-ке қосымша қажет.

Каскадты қорғаныс

Назар аударыңыз, SPD бірінші деңгейін (1) мүмкіндігінше жоғары қарай орнату керек индукциялық әсерлерді мүмкіндігінше азайту үшін орнату электромагниттік байланыс арқылы найзағай.

1.3 SPD орналасқан жері

Тиімді болу үшін SPD көмегімен қорғау үшін бірнеше SPD біріктіру қажет болуы мүмкін:

1. Негізгі SPD ➀

2. SPD ➁ схемасы

3. Жақындық SPD ➂

Қосымша шкалаға (сызық ұзындықтары) байланысты қорғаныс қажет болуы мүмкін қорғалатын жабдықтың сезімталдығы (есептеу, электронды және т.б.). Егер бірнеше SPD орнатылған, өте дәл үйлестіру ережелерін қолдану керек.

 

Шығу тегі орнату	Тарату деңгейі	Қолдану деңгейі
The монтаждау (бастапқы қорғаныс) шунттардың шығу орнындағы қорғаныс түскен энергияның (жалпы қуат жүйесі арқылы жүзеге асырылатын режимнің асқын кернеуі) потенциалды теңестіруге жүйеге және жерге.	Схема қорғау (екінші реттік қорғау) шығу тегі қорғанысын толықтырады -дан туындайтын қалдық ток режимінің асқын кернеулерін үйлестіреді және шектейді орнату конфигурациясы.	Жақындық қорғаныс (терминалды қорғаныс) соңғы шыңын шектеуді орындайды жабдық үшін ең қауіпті асқын кернеулер.

үшін маңызды жалпы қондырғы мен жабдықты қорғау болып табылатынын есте сақтаңыз тек толық тиімді, егер:

1. Бірнеше деңгейлер Орналасатын жабдықты қорғауды қамтамасыз ету үшін SPDs орнатылған (каскадты). қондырғының шыққан жерінен біршама қашықтық: жабдық үшін қажет 30 м немесе одан да көп қашықтықта орналасқан (IEC 61643-12) немесе қорғаныс деңгейі жоғары болса қажет негізгі SPD жабдықтар санатынан жоғары (IEC 60364-4-443 және 62305-4)

2. Барлық желілер қорғалады:

2.1. Қуат негізгі ғимаратты, сондай-ақ барлық қосалқы ғимараттарды қамтамасыз ететін желілер, сыртқы автотұрақтардың жарықтандыру жүйелері және т.б.

2.2. Байланыс желілер: кіріс желілері және әртүрлі ғимараттар арасындағы сызықтар

1.4 Қорғалған ұзындықтар

Бұл өте маңызды кернеудің жоғарылауынан қорғаудың тиімді жүйесін жобалауда ескерілетіні қорғалатын қабылдағыштарды қамтамасыз ететін желілердің ұзындығы (кестені қараңыз төменде).

Шын мәнінде, жоғарыда а белгілі бір ұзындықта қабылдағышқа қолданылатын кернеу а көмегімен мүмкін резонанстық құбылыс, күтілетін шекті кернеуден айтарлықтай асып түседі. The Бұл құбылыстың ауқымы сипаттамалармен тікелей байланысты орнату (өткізгіштер мен байланыстыру жүйелері) және ток мәнімен жарықтандыру разрядынан туындайды.

SPD дұрыс сымды кезде:

1. Қорғалған Жабдық SPD болатын жерге эквипотенциалды түрде қосылған қосылған

2. SPD және оның байланысты сақтық көшірме қорғанысы қосылған:

2.1. -ға желіні (өткізетін сымдар) және тақтаның негізгі қорғаныс жолағына (PE/PEN) қосыңыз өткізгіштің ұзындығы мүмкіндігінше қысқа және 0,5 м-ден аз.

2.2. бірге қималары SPD талаптарына сәйкес келетін өткізгіштер (қараңыз төмендегі кесте).

1-кесте – Максималды SPDe және қорғалатын құрылғы арасындағы сызық ұзындығы

SPD позициясы		Орнату бастауында		Орнату орнында емес
Дирижер көлденең қима		сымдар (ішкі)	үлкен кабельдер (өнеркәсіп)	сымдар (ішкі)	үлкен кабельдер (өнеркәсіп)
Құрамы байланыстыру жүйесі	ҚОСУЛЫ дирижер	< 10 м	10 м	< 10 м*	20 м*
	торлы/эквипотенциал	10 м	20 м	20 м*	30 м*

* Қорғау қашықтық үлкенірек болса, пайдалану орнында ұсынылады

1.4.1 Қос кернеудің әсері

Белгілі бір деңгейден жоғары ұзындығы d болса, SPD арқылы қорғалған тізбек резонанс жасай бастайды индуктивтілік пен сыйымдылық тең:

Lω = -1 / Cω

Схема кейін кедергі оның кедергісіне дейін азаяды. SPD сіңірген бөлігіне қарамастан, тізбектегі қалдық найзағай тогының I әлі де импульсқа негізделген. Оның жоғарылауы, резонансқа байланысты, Ud, Uc айтарлықтай жоғарылауына әкеледі және Урм кернеулері.

Осылардың астында жағдайларда қабылдағышқа берілетін кернеу екі есе артуы мүмкін.

Қосарлы әсер Вольтаж

Қайда:

•C – жүктемені білдіретін сыйымдылық

•Ld – қоректендіру желісінің индуктивтілігі

•Lrm – байланыстыру жүйесінің индуктивтілігі

орнату SPD саны қызмет көрсетудің үздіксіздігіне теріс әсер етпеуі керек, бұл болады қалаған мақсатқа қайшы келеді. Оларды орнату керек, атап айтқанда тұрмыстық немесе ұқсас қондырғылардың (ТТ жерге тұйықтау жүйелері) шығу тегі), в S типті кешіктірілген қалдық ток құрылғысымен біріктіру.

Абайлаңыз! Бар болса маңызды найзағай соққылары (> 5 кА), қайталама қалдық ток құрылғылар әлі де істен шығуы мүмкін.

2. SPD орнату

2.1 SPD қосу

2.1.1 Байланыс жүйесі немесе жерге қосу

Стандарттар органдары байланыстыру ұғымының екеуін де белгілеу үшін «жерге қосу құрылғысы» жалпы терминін пайдаланыңыз жүйесі мен жерге тұйықтау электродының жүйесі арасында ешқандай айырмашылық жоқ екі. Алынған пікірге қарамастан, арасында тікелей байланыс жоқ қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін төмен жиілікте берілген жерге қосу электродының мәні адамдардың саны және SPD қамтамасыз ететін қорғаудың тиімділігі.

Төменде көрсетілгендей, қорғаныстың бұл түрін жерге тұйықтау болмаған жағдайда да орнатуға болады электрод.

кедергісі SPD арқылы шунтталатын токтың разрядтық тізбегі үзілуі мүмкін екі бөлік.

Біріншісі, жерге тұйықтау электроды, әдетте сымдар болып табылатын өткізгіштерден және арқылы қалыптасады жердің кедергісі. Оның мәні бойынша индуктивті табиғаты оның екенін білдіреді сымдарды қосу сақтық шараларына қарамастан тиімділік жиілікпен төмендейді (ұзындықты шектеу, 0,5 м ережесі). Бұл кедергінің екінші бөлігі азырақ көрінетін, бірақ жоғары жиілікте маңызды, себебі ол шын мәнінде мынадан тұрады орнату мен жер арасындағы сыйымдылық.

Әрине осы компоненттердің әрқайсысының салыстырмалы мәндері түріне және түріне қарай өзгереді орнату масштабы, SPD орналасуы (негізгі немесе жақындық түрі) және жерге тұйықтау электродының схемасы бойынша (жерге қосу жүйесі).

Дегенмен бар разрядтық токтағы кернеудің жоғарылауынан қорғағыштың үлесі болатыны дәлелденді эквипотенциалдық жүйеде 50-ден 90%-ға дейін жетуі мүмкін, ал сома тікелей жерге тұйықтау электродының разряды шамамен 10-50% құрайды. Байланыс жүйесі болып табылады азды-көпті бірдей төмен эталондық кернеуді сақтау үшін өте маңызды бүкіл орнату бойынша.

SPD болуы керек максималды тиімділік үшін осы байланыстыру жүйесіне қосылған.

Минимум жалғау өткізгіштері үшін ұсынылатын көлденең қиманы ескереді максималды разрядтық ток мәні және қызмет ету мерзімінің аяқталу сипаттамалары қорғаныс құрылғысы.

Бұл шындыққа жанаспайды қосылмайтын ұзындықтарды өтеу үшін осы көлденең қиманы ұлғайту 0,5 м ережесін сақтаңыз. Шын мәнінде, жоғары жиілікте кедергінің кедергісі өткізгіштер олардың ұзындығына тікелей байланысты.

Электрлікте коммутаторлар мен үлкен өлшемді панельдер үшін азайту жақсы идея болуы мүмкін ашық металл өткізгіш бөліктерін пайдалану арқылы буынның кедергісі шасси, пластиналар және қоршаулар.

2-кесте – Минималды SPD қосу өткізгіштерінің көлденең қимасы

SPD сыйымдылығы		Көлденең қима (мм2)
Сынып II SPD	ССтандартты: Imax < 15 кА (x 3-сынып II)	6
	ЕАртты: Imax < 40 кА (x 3-сынып II)	10
	ХЖоғары: Imax < 70 кА (x 3-сынып II)	16
Сынып Мен SPD		16

пайдалану қорғаныш өткізгіштер ретінде қоршаулардың ашық металл өткізгіш бөліктері IEC 60439-1 стандартымен рұқсат етілген, егер ол сертификатталған болса өндіруші.

Ол әрқашан қорғаныш өткізгіштерді қосу үшін сым өткізгішін ұстаған жөн терминал блогына немесе коллекторға, содан кейін ол арқылы жасалған сілтеме екі еселенеді қоршау шассиінің ашық өткізгіш бөліктері.

2.1.2 Қосылым ұзындығы

Іс жүзінде солай SPD тізбегінің жалпы ұзындығы 50 см-ден аспауы ұсынылады. Бұл талапты жүзеге асыру әрқашан оңай емес, бірақ қол жетімді пайдалану жақын жердегі ашық өткізгіш бөліктер көмектесуі мүмкін.

Жалпы ұзындығы SPD тізбегі

* орнатылуы мүмкін бірдей DIN рельсінде. Дегенмен, егер екеуі де болса, орнату жақсырақ қорғалған болады құрылғылар 2 түрлі DIN рельстеріне орнатылады (қорғаныстың астындағы SPD)

саны SPD сіңіре алатын найзағай соғуы мәнімен бірге азаяды разрядтық ток (In мәні бойынша ток үшін 15 соққыдан бір соққыға дейін). Imax/Iimp бойынша).

0,5 м ережесі In теория, найзағай соққанда, қабылдағыш болатын кернеу Ut ұшыраған қорғаныс кернеуі кернеудің жоғарылауымен бірдей қорғаушы (оның In үшін), бірақ іс жүзінде соңғысы жоғары.

Шын мәнінде, SPD қосылу өткізгіштерінің кедергілерінен туындаған кернеудің төмендеуі және оның оған қорғаныс құрылғысы қосылады:

Ut = UI1 + Ud + UI2 + Жоғары + UI3

Мысалы, үшін 10 кА импульсті ток өткен 1 м өткізгіштегі кернеудің төмендеуі 10 мкс 1000 В жетеді.

Δu = L × di / dt

•     ди – Ағымдағы вариация 10 000 А

•     дт – Уақыттың өзгеруі 10 мкс

•     Л – 1 м өткізгіштің индуктивтілігі = 1 мкс

•     Мән Δu жоғары кернеуге қосылады

Жалпы ұзындығы Сондықтан ол мүмкіндігінше қысқа болуы керек. Іс жүзінде бұл ұсынылады 0,5 м аспайды. Қиындық туындаған жағдайда кең, тегіс пайдалану пайдалы болуы мүмкін өткізгіштер (оқшауланған шілтер, иілгіш оқшауланған штангалар).

0,5 м SPD қосылу ережесі

Жер сілтемесі Кернеу кернеуінен қорғағыштың өткізгіші жасыл/сары болмауы керек PE өткізгішінің анықтамасының мағынасы.

Жалпы тәжірибе сондықтан бұл таңбалау жиі қолданылады.

Кейбір сымдар конфигурациялар жоғары және төменгі ағын арасында муфталар жасай алады найзағай толқынының таралуына әкелуі мүмкін SPD өткізгіштері орнату барысында.

SPD сымдары конфигурация №1

Жоғары ағын және а арқылы кернеудің жоғарылауынан қорғайтын терминалға қосылған төменгі ағын өткізгіштер ортақ жол.

SPD сымдары конфигурация 1

SPD сымдары конфигурация №2

Енгізу және шығару өткізгіштер физикалық түрде жақсы бөлінген және бір терминалға қосылған.

SPD сымдары конфигурация 2

SPD сымдары конфигурация №3

Байланыс өткізгіштер тым ұзын, шығыс өткізгіштер физикалық түрде бөлінген.

SPD сымдары конфигурация 3

SPD сымдары №4 конфигурация

Байланыс өткізгіштер мүмкіндігінше қысқа, жерге қайтару өткізгішімен ток өткізгіштерге жақын.

SPD сымдары конфигурация 4

2.2 SPD пайдалану мерзімінің аяқталуын қорғау

SPD - бұл а қызмет мерзімінің соңы ерекше назар аударуды қажет ететін құрылғы. Оның құрамдас бөліктерінің жасы сайын найзағай ойнайды.

Өмірінің соңында SPD ішіндегі ішкі құрылғы оны қуат көзінен ажыратады. Көрсеткіш (қосу қорғаушы) және қосымша дабыл кері байланысы (күй туралы кері байланыс жабдығы орнатылған) модульді ауыстыруды қажет ететін осы күйді көрсетіңіз алаңдаушылық.

SPD асып кетсе оның шектеу мүмкіндіктеріне байланысты ол қысқа тұйықталу арқылы жойылуы мүмкін. А сондықтан қысқа тұйықталудан және шамадан тыс жүктемеден қорғау құрылғысы орнатылуы керек сериясы SPD жоғары ағыны (бұл әдетте SPD тармағына жатады).

X сурет – Қатысты қорғанысы бар SPD орнату принциптері

Керісінше белгілі бір пікірге сәйкес, кернеудің жоғарылауынан қорғағыш әрқашан қорғалуы керек ықтимал қысқа тұйықталу және шамадан тыс жүктеме токтарына қарсы. Және бұл бәріне қатысты түріне қарамастан, II және I класс сияқты кернеудің жоғарылауынан қорғағыштар қолданылатын компоненттер немесе технологиялар.

Бұл қорғаныс кәдімгі кемсітушілік ережелеріне сәйкес қамтамасыз етілуге ​​тиіс.

2.3 SPD үйлестіру

Бірнеше SPD ұйымдастыру каскадта олардың әрқайсысы сіңіретіндей үйлестіруді талап етеді энергияны оңтайлы түрде береді және найзағай соғуының таралуын шектейді мүмкіндігінше орнату арқылы.

Үйлестіру SPDs - бұл нақты зерттеулердің пәнін құрайтын күрделі ұғым және сынақтар. SPD арасындағы ең аз қашықтық немесе ажыратқыш дроссельдерді кірістіру өндірушілер ұсынбайды.

Бастапқы және қайталама SPD жалпы энергияны бөлетіндей етіп үйлестірілуі керек (E1 + E2) разряд сыйымдылығына сәйкес олардың арасында бөлінеді. The Ұсынылған қашықтық d1 кернеудің жоғарылауынан қорғағыштарды ажыратуға мүмкіндік береді және осылайша екіншілік SPD-ге энергияның тым көп түсуіне жол бермейді оны жою қаупі бар.

Бұл іс жүзінде SPD әрқайсысының сипаттамаларына байланысты жағдай.

X сурет – SPD үйлестіру

Екі бірдей кернеудің жоғарылауынан қорғағыштар. Мысалы, Жоғары: 2 кВ және Imax: 70 кА) болуы мүмкін d1 қашықтығы қажет болмай орнатылады: энергия ортақ болады екі SPD арасында көп немесе аз тең. Бірақ екі түрлі SPD (мысалы Жоғары: 2 кВ/Имакс: 70 кА және жоғары: 1,2 кВ/Имакс: 15 кА) бір-бірінен кемінде 8 м қашықтықта болуы керек. кернеудің жоғарылауынан қорғайтын екінші қорғаныс құралына тым көп талап қоюдан аулақ болыңыз.

Көрсетілмеген болса, d1 мин (метрмен) Up1 және Up2 арасындағы айырмашылықтың 1% (д вольт). Мысалы:

Жоғары1 = 2,0 кВ (2000 V) және Жоғары2 = 1,2 кВ (1200 В)

⇒ d1 = 8 м мин. (2000 – 1200 = 800 >> 1% 800 = 8 м)

Тағы бір мысал, егер:

Жоғары1 = 1,4 кВ және Жоғары2 = 1,2 кВ ⇒ d1 = 2 м мин