SPD və onun roluna giriş

Elektrikdə sistemlərdə SPD-lər adətən söndürmə konfiqurasiyasında quraşdırılır (paralel olaraq) canlı keçiricilər və yer arasında. SPD-nin iş prinsipi ola bilər elektrik açarına bənzəyir.

Normal istifadədə (no həddindən artıq gərginlik): SPD açıq elektrik açarına bənzəyir.

olduqda həddindən artıq gərginlik: SPD aktivləşir və ildırım cərəyanını boşaldır torpaq. Bunu elektrik açarının bağlanmasına bənzətmək olar ekvipotensial vasitəsilə yerlə elektrik şəbəkəsini qısaqapanmaq çox qısa bir an üçün torpaqlama sistemi və açıq keçirici hissələr, həddindən artıq gərginliyin müddəti ilə məhdudlaşır.

İstifadəçi üçün SPD-nin fəaliyyəti tamamilə şəffafdır, çünki o, yalnız kiçik bir hissəsini davam etdirir saniyə.

Zaman həddindən artıq gərginlik boşaldıldı, SPD avtomatik olaraq normal vəziyyətinə qayıdır vəziyyəti (açıq dövrə açarı).

1. Mühafizə prinsipləri

1.1 Qoruma rejimləri

İki var ildırım həddindən artıq gərginlik rejimləri: Ümumi rejim və Qalıq cərəyan rejimi.

İldırım həddindən artıq gərginliklər əsasən ümumi rejimdə və adətən mənşəyində görünür elektrik quraşdırma. Qalıq cərəyan rejimində həddindən artıq gərginliklər adətən görünür TT rejimində və əsasən həssas avadanlıqlara (elektron avadanlıq, kompüterlər və s.).

Faza/neytral və torpaq arasında ümumi rejim qorunması

Faza/neytral TT torpaqlama sistemində mühafizə neytral olduqda əsaslandırılır distribyutor tərəfi aşağı dəyəri olan bir əlaqə ilə əlaqələndirilir (bir neçə ohm, halbuki quraşdırmanın topraklama elektrodu bir neçə on ohmdur).

Qalıq cərəyan faza və neytral arasında rejim qorunması

Cari qayıdış Daha sonra dövrə quraşdırmadan çox neytral vasitəsilə ola bilər torpaq.

qalıq cari rejim gərginliyi U, faza və neytral arasında, bir dəyərə qədər arta bilər SPD-nin hər bir elementinin qalıq gərginliklərinin cəminə bərabərdir, yəni. ümumi rejimdə qorunma səviyyəsini iki dəfə artırın.

Faza/neytral TT torpaqlama sistemində mühafizə

Oxşar TN-S torpaqlama sistemində həm N, həm də PE keçiriciləri olduqda bu fenomen baş verə bilər ayrı və ya düzgün ekvipotensial deyil. O zaman cərəyan çox güman ki qoruyucu keçiricidən çox, geri dönərkən neytral keçiriciyə əməl edin və bağlama sistemi.

Bir nəzəri bütün torpaqlama sistemlərinə aid olan optimal mühafizə modeli ola bilər müəyyən edilmişdir, baxmayaraq ki, əslində SPD-lər demək olar ki, həmişə ümumi rejim qorunmasını və birləşdirir qalıq cərəyan rejiminin qorunması (IT və ya TN-C modelləri istisna olmaqla).

üçün vacibdir istifadə olunan SPD-lərin torpaqlama sisteminə uyğun olub olmadığını yoxlayın.

1.2 Kaskadlı Mühafizə

Elə bunun kimi həddindən artıq cərəyandan qorunma müvafiq reytinqləri olan cihazlar tərəfindən təmin edilməlidir quraşdırmanın hər səviyyəsi (mənşə, ikincil, terminal) ilə əlaqələndirilir bir-birinə, keçici aşırı gerilimlərə qarşı qorunma bənzərinə əsaslanır bir neçə SPD-nin “kaskadlı” birləşməsindən istifadə etməklə yanaşma.

İki və ya üç SPD səviyyələri ümumiyyətlə enerjini udmaq və məhdudlaşdırmaq üçün lazımdır yüksək tezlikli salınım hadisələri səbəbindən birləşmə nəticəsində yaranan həddindən artıq gərginliklər.

Aşağıdakı nümunə enerjinin yalnız 80%-nin yerə yönəldildiyi fərziyyəsinə əsaslanır (80%: empirik dəyər SPD növündən və elektrikdən asılıdır quraşdırma, lakin həmişə 100% -dən azdır.

prinsipi kaskad qoruma aşağı cərəyan tətbiqləri üçün də istifadə olunur (telefoniya, rabitə və məlumat şəbəkələri), qorunmanın ilk iki səviyyəsini birləşdirən adətən quraşdırmanın başlanğıcında yerləşən bir cihazda.

Qığılcım boşluğuna əsaslanır enerjinin böyük hissəsini yerə boşaltmaq üçün nəzərdə tutulmuş komponentlər ilə birləşdirilir gərginlikləri uyğun səviyyələrə məhdudlaşdıran varistorlar və ya diodlar mühafizə olunan avadanlıq.

Terminal mühafizə ümumiyyətlə bu mənşə mühafizəsi ilə birləşdirilir. Terminal mühafizə avadanlığa yaxındır, yaxınlıq SPD-lərindən istifadə etməklə təmin edilir.

1.2.1 Bir neçə SPD-nin birləşməsi

Məhdudlaşdırmaq üçün Mümkün olduğu qədər həddindən artıq gərginlik, bir SPD həmişə yaxın quraşdırılmalıdır qorunacaq avadanlıq 3.

Bununla belə, bu mühafizə yalnız ona birbaşa bağlı olan, lakin yuxarıda olan avadanlığı qoruyur bütün, onun aşağı enerji tutumu bütün enerjinin boşaldılmasına imkan vermir.

Bunu etmək üçün bir SPD quraşdırmanın başlanğıcında zəruridir 1.

Eynilə, SPD 1 bir məbləğə icazə verdiyi üçün bütün quraşdırmanı qoruya bilməz qalıq enerjinin keçməsi və ildırımın yüksək tezlikli bir hadisə olduğunu.

-dən asılı olaraq quraşdırmanın miqyası və risk növləri (məruz qalma və həssaslıq avadanlıq, xidmətin davamlılığının kritikliyi), dövrə mühafizəsi 2-dir 1 və 3-ə əlavə olaraq zəruridir.

Kaskadlı qorunma

Qeyd edək ki, birinci səviyyəli SPD (1) mümkün qədər yuxarı axın istiqamətində quraşdırılmalıdır induksiya təsirlərini mümkün qədər azaltmaq üçün quraşdırma elektromaqnit birləşmə ilə ildırım.

1.3 SPD-lərin yeri

Effektiv üçün SPD-lərdən istifadə edərək qorunmaq üçün bir neçə SPD-ni birləşdirmək lazım ola bilər:

1. Əsas SPD ➀

2. Dövrə SPD ➁

3. Yaxınlıq SPD ➂

Əlavə miqyasdan (xətt uzunluqlarından) asılı olaraq qorunma tələb oluna bilər qorunacaq avadanlığın həssaslığı (hesablama, elektron və s.). Əgər bir neçə SPD quraşdırılıb, çox dəqiq koordinasiya qaydaları tətbiq edilməlidir.

 

Mənşəyi quraşdırma	Paylanma səviyyə	Ərizə səviyyə
The quraşdırmanın mənşəyində qorunma (ilkin mühafizə) ən çox şuntlar hadisə enerjisinin (ümumi enerji sistemi tərəfindən aparılan rejim həddindən artıq gərginlik) potensial bərabərləşdirməyə sistem və yerə.	Dövrə mühafizə (ikinci dərəcəli mühafizə) mənşə mühafizəsini əlavə edir koordinasiya və qalıq cərəyan rejimindən yaranan həddindən artıq gərginlikləri məhdudlaşdırır quraşdırmanın konfiqurasiyası.	Yaxınlıq mühafizə (terminal mühafizəsi) son pik limitini həyata keçirir avadanlıq üçün ən təhlükəli olan həddindən artıq gərginliklər.

etmək vacibdir ümumi quraşdırma və avadanlıqların qorunması olduğunu unutmayın yalnız tam təsirli olarsa:

1. Çox səviyyəli Avadanlıqların mühafizəsini təmin etmək üçün SPD-lər quraşdırılır (kaskad). quraşdırmanın mənşəyindən müəyyən məsafə: avadanlıq üçün tələb olunur 30 m və ya daha çox məsafədə yerləşir (IEC 61643-12) və ya qorunma səviyyəsi yuxarı olduqda tələb olunur əsas SPD avadanlıq kateqoriyasından daha yüksəkdir (IEC 60364-4-443 və 62305-4)

2. Bütün şəbəkələr qorunur:

2.1. Güc əsas binanı və həmçinin bütün ikinci dərəcəli binaları təchiz edən şəbəkələr, xarici avtodayanacaqların işıqlandırma sistemləri və s.

2.2. Ünsiyyət şəbəkələr: müxtəlif binalar arasında daxil olan xətlər və xətlər

1.4 Qorunan uzunluqlar

Bu vacibdir effektiv gərginlik artımından qorunma sisteminin dizaynı nəzərə alınır qorunacaq qəbulediciləri təmin edən xətlərin uzunluğu (cədvəl aşağıda).

Əslində, yuxarıda a müəyyən uzunluqda, qəbulediciyə tətbiq olunan gərginlik a rezonans fenomeni, gözlənilən məhdudlaşdırıcı gərginliyi xeyli üstələyir. The Bu fenomenin miqyası birbaşa xüsusiyyətləri ilə bağlıdır quraşdırma (keçiricilər və bağlama sistemləri) və cərəyanın dəyəri ilə işıqlandırma boşalması ilə induksiya olunur.

SPD düzgündür simli olduqda:

1. Qorunan avadanlıq SPD-nin yerləşdiyi eyni yerə ekvipotensial olaraq bağlıdır əlaqədar

2. SPD və onun əlaqəli ehtiyat mühafizəsi bağlıdır:

2.1. üçün şəbəkə (canlı naqillər) və lövhənin əsas qoruyucu çubuğuna (PE/PEN) ilə dirijor uzunluqları mümkün qədər qısa və 0,5 m-dən azdır.

2.2. ilə kəsikləri SPD tələblərinə uyğun olan keçiricilər (bax aşağıdakı cədvəl).

Cədvəl 1 – Maksimum SPDe və qorunacaq cihaz arasındakı xətt uzunluğu

SPD mövqeyi		Quraşdırmanın mənşəyində		Quraşdırma mənşəli deyil
Dirijor en kəsiyi		məftillər (yerli)	böyük kabellər (sənaye)	məftillər (yerli)	böyük kabellər (sənaye)
Tərkibi bağlama sisteminin	ON dirijor	< 10 m	10 m	< 10 m*	20 m*
	şəbəkəli/ekvipotensial	10 m	20 m	20 m*	30 m*

* Mühafizə məsafə daha böyük olduqda istifadə nöqtəsində tövsiyə olunur

1.4.1 İkiqat gərginliyin təsiri

Müəyyəndən yuxarı d uzunluğunda, SPD tərəfindən qorunan dövrə rezonansa başlayacaq endüktans və tutum bərabərdir:

Lω = -1 / Cω

Dövrə empedans sonra müqavimətinə endirilir. SPD tərəfindən udulmuş hissəyə baxmayaraq, dövrə üzrə qalıq ildırım cərəyanı I hələ də impuls əsaslıdır. Onun artım, rezonansa görə, Ud, Uc-də əhəmiyyətli artımlarla nəticələnəcək və Urm gərginlikləri.

Bunların altında şəraitdə qəbulediciyə tətbiq olunan gərginlik ikiqat arta bilər.

İkiqat effekt gərginlik

Harada:

•C – yükü təmsil edən tutum

•Ld – enerji təchizatı xəttinin endüktansı

•Lrm – bağlama sisteminin endüktansı

Quraşdırma SPD-lərin sayı xidmətin davamlılığına mənfi təsir göstərməməlidir arzu olunan məqsədə zidd. Onlar, xüsusən də quraşdırılmalıdır məişət və ya oxşar qurğuların (TT torpaqlama sistemlərinin) mənşəyi S tipli gecikmiş qalıq cərəyan cihazı ilə birlikdə.

Diqqət! Varsa əhəmiyyətli ildırım zərbələri (> 5 kA), ikincili qalıq cərəyandır cihazlar hələ də işə düşə bilər.

2. SPD-lərin quraşdırılması

2.1 SPD-lərin qoşulması

2.1.1 Bağlama sistemi və ya torpaq bağlantısı

Standartlar orqanları hər iki bağlama anlayışını təyin etmək üçün ümumi “torpaqlama cihazı” terminindən istifadə edin sistemi ilə topraklama elektrodunun sistemi arasında heç bir fərq qoymur iki. Alınan rəyin əksinə olaraq, arasında birbaşa əlaqə yoxdur təhlükəsizliyi təmin etmək üçün aşağı tezlikdə verilən torpaqlama elektrodunun dəyəri insanların sayı və SPD-lərin təmin etdiyi mühafizənin effektivliyi.

Aşağıda göstərildiyi kimi, bu tip mühafizə hətta torpaqlama olmadıqda da qurula bilər elektrod.

-nin empedansı SPD tərəfindən manevr edilən cərəyanın boşalma dövrəsi parçalana bilər iki hissə.

Birincisi, topraklama elektrodu, adətən tellər olan keçiricilər və tərəfindən formalaşır yerin müqaviməti. Onun mahiyyətcə induktiv təbiəti o deməkdir ki, onun naqillərin çəkilməsi ilə bağlı ehtiyat tədbirlərinə baxmayaraq, effektivlik tezliklə azalır (uzunluğun məhdudlaşdırılması, 0,5 m qayda). Bu empedansın ikinci hissəsi daha azdır görünən, lakin yüksək tezlikdə vacibdir, çünki əslində ondan ibarətdir quraşdırma ilə torpaq arasında boş tutum.

Əlbəttə ki bu komponentlərin hər birinin nisbi qiymətləri növünə görə dəyişir və quraşdırmanın miqyası, SPD-nin yeri (əsas və ya yaxınlıq növü) və torpaqlama elektrodunun sxeminə (torpaqlama sistemi) uyğun olaraq.

Halbuki var gərginlik artımının qoruyucusunun boşalma cərəyanında payının olduğu sübut edilmişdir ekvipotensial sistemdə 50-90%-ə çata bilər, miqdar isə birbaşa torpaqlama elektrodu tərəfindən boşaldılması təxminən 10-50% təşkil edir. Bağlama sistemidir az-çox eyni olan aşağı istinad gərginliyini saxlamaq üçün vacibdir bütün quraşdırma üzrə.

SPD-lər olmalıdır maksimum effektivlik üçün bu bağlama sisteminə qoşulur.

Minimum birləşdirici keçiricilər üçün tövsiyə olunan kəsiyi nəzərə alır maksimum axıdılması cari dəyəri və ömrünün sonuna xüsusiyyətləri qoruyucu cihaz.

Bu qeyri-realdır olmayan əlaqə uzunluqlarını kompensasiya etmək üçün bu en kəsiyi artırmaq 0,5 m qaydasına əməl edin. Əslində, yüksək tezlikdə, empedansın keçiricilər birbaşa onların uzunluğu ilə bağlıdır.

Elektrikdə panoları və böyük ölçülü panelləri azaltmaq yaxşı bir fikir ola bilər Açıq metal keçirici hissələrdən istifadə edərək keçidin empedansı şassi, lövhələr və korpuslar.

Cədvəl 2 – Minimum SPD əlaqə keçiricilərinin kəsişməsi

SPD tutumu		Kesiti (mm2)
Sinif II SPD	SStandart: Imax < 15 kA (x 3-sinif II)	6
	EArtırılmış: Imax < 40 kA (x 3-sinif II)	10
	HYüksək: Imax < 70 kA (x 3-sinif II)	16
Sinif Mən SPD		16

-nin istifadəsi qoruyucu keçiricilər kimi qoruyucuların açıq metal keçirici hissələridir tərəfindən sertifikatlaşdırıldığı müddətcə IEC 60439-1 standartı ilə icazə verilir istehsalçı.

Həmişə belədir qoruyucu keçiriciləri birləşdirmək üçün məftil keçiricisini saxlamaq üstünlük təşkil edir terminal blokuna və ya kollektora, sonra vasitəsilə edilən əlaqəni ikiqat artırır qoruyucu şassinin açıq keçirici hissələri.

2.1.2 Qoşulma uzunluğu

Praktikada belədir SPD dövrəsinin ümumi uzunluğunun 50 sm-dən çox olmaması tövsiyə olunur. Bu tələbi həyata keçirmək həmişə asan deyil, mövcud olanlardan istifadə etməklə yaxınlıqdakı açıq keçirici hissələr kömək edə bilər.

Ümumi uzunluğu SPD dövrəsi

* quraşdırıla bilər eyni DIN relsində. Ancaq hər ikisi varsa, quraşdırma daha yaxşı qorunacaq cihazlar 2 müxtəlif DIN relsləri üzərində quraşdırılır (mühafizə altında SPD)

Sayı SPD'nin udabileceği ildırımların dəyəri ilə birlikdə azalacaq boşalma cərəyanı (in dəyərində cərəyan üçün 15 zərbədən bir vuruşa qədər). Imax/Iimp-də).

0,5 m qayda In nəzəriyyə, ildırım vurduqda, qəbuledicinin olduğu gərginlik Ut məruz qalan gərginlik artımının mühafizə gərginliyi ilə eynidir qoruyucu (onun In üçün), lakin praktikada sonuncu daha yüksəkdir.

Əslində, SPD qoşulma keçiricilərinin və onun empedanslarından yaranan gərginlik enmələri buna mühafizə cihazı əlavə olunur:

Ut = UI1 + Ud + UI2 + Yuxarı + UI3

Məsələn, üçün 10 kA impuls cərəyanının keçdiyi 1 m keçiricidə gərginliyin düşməsi 10 μs 1000 V-a çatacaq.

Δu = L × di / dt

•     di – Cari dəyişiklik 10,000 A

•     dt – Zaman dəyişikliyi 10 μs

•     L – 1 m keçiricinin endüktansı = 1 μs

•     Dəyər Δu yuxarı gərginliyə əlavə olunacaq

Ümumi uzunluq Buna görə də, mümkün qədər qısa olmalıdır. Praktikada tövsiyə olunur 0,5 m-dən çox deyil. Çətinlik halında, geniş, düz istifadə etmək faydalı ola bilər keçiricilər (izolyasiya edilmiş örgülər, çevik izolyasiya edilmiş çubuqlar).

0,5 m SPD əlaqə qaydası

Torpaq bağlantısı gərginlik artım qoruyucu keçirici yaşıl/sarı olmamalıdır PE keçiricisinin tərifinin mənası.

Ümumi praktikadır belə ki, bu işarələmə tez-tez istifadə olunur.

Bəzi naqillər konfiqurasiyalar yuxarı və aşağı axın arasında muftalar yarada bilər ildırım dalğasının yayılmasına səbəb ola biləcək SPD-nin keçiriciləri quraşdırma boyu.

SPD naqilləri konfiqurasiya №1

Yuxarı və a ilə gərginlik artımı qoruyucu terminalına qoşulmuş aşağı axın keçiriciləri ümumi yol.

SPD naqilləri konfiqurasiya 1

SPD naqilləri konfiqurasiya №2

Giriş və çıxış keçiricilər fiziki cəhətdən yaxşı ayrılmış və eyni terminalda birləşdirilmişdir.

SPD naqilləri konfiqurasiya 2

SPD naqilləri konfiqurasiya №3

Əlaqə keçiricilər çox uzun, çıxış keçiriciləri fiziki olaraq ayrılmışdır.

SPD naqilləri konfiqurasiya 3

SPD naqilləri konfiqurasiya №4

Əlaqə dirijorlar mümkün qədər qısa, torpaq terminalından qaytarma keçiricisi ilə canlı keçiricilərə yaxındır.

SPD naqilləri konfiqurasiya 4

2.2 SPD-lərin ömrünün sonuna qədər mühafizəsi

SPD a ömrünün sonu xüsusi diqqət tələb edən cihaz. Onun komponentləri yaşlanır hər dəfə ildırım çaxır.

Ömrünün sonunda SPD-dəki daxili cihaz onu təchizatından ayırır. Göstərici (yandır qoruyucu) və əlavə siqnal rəyi (status rəyi aksesuarı quraşdırılıb) modulun dəyişdirilməsini tələb edən bu vəziyyəti göstərin narahat.

SPD aşarsa onun məhdudiyyət imkanları, o, özünü qısaqapanmaqla məhv edilə bilər. A qısaqapanmadan və həddindən artıq yüklənmədən qorunma cihazı quraşdırılmalıdır SPD-nin yuxarı axını (bu ümumiyyətlə SPD filialına istinad edilir).

Şəkil X - Müvafiq qoruma ilə SPD-lərin quraşdırılması prinsipləri

Əksinə Müəyyən bir rəy alındıqda, bir gərginlik artımı qoruyucusu həmişə qorunmalıdır mümkün qısaqapanma və həddindən artıq yük cərəyanlarına qarşı. Və bu hamıya aiddir növlərindən asılı olmayaraq həm II, həm də I sinif gərginlik artımından qoruyucular istifadə olunan komponentlər və ya texnologiyalar.

Bu qoruma adi ayrı-seçkilik qaydalarına uyğun olaraq təmin edilməlidir.

2.3 SPD-lərin əlaqələndirilməsi

Bir neçə SPD-nin təşkili kaskadda onların koordinasiya edilməsini tələb edir ki, onların hər biri udsun enerjini optimal şəkildə yığır və ildırım vurmasının yayılmasını məhdudlaşdırır mümkün qədər quraşdırma vasitəsilə.

Koordinasiya SPDs xüsusi tədqiqatların mövzusunu təşkil etməli olan mürəkkəb bir anlayışdır və testlər. SPD-lər arasında minimum məsafələr və ya ayırıcı bobinlərin daxil edilməsi istehsalçılar tərəfindən tövsiyə edilmir.

İbtidai və ikincil SPD-lər koordinasiya edilməlidir ki, ümumi enerji yayılsın (E1 + E2) boşalma qabiliyyətinə görə onlar arasında bölüşdürülür. The tövsiyə olunan məsafə d1 gərginlik artımı qoruyucularını ayırmağa imkan verir və beləliklə, enerjinin çox hissəsinin birbaşa ikincil SPD-yə keçməsinin qarşısını alır məhv etmək riski ilə.

Bu faktiki olaraq SPD-lərin hər birinin xüsusiyyətlərindən asılı olan vəziyyət.

Şəkil X - SPD-lərin əlaqələndirilməsi

İki eyni gərginlik artımı qoruyucuları. Məsələn Up: 2 ​​kV və Imax: 70 kA) ola bilər d1 məsafəsi lazım olmadan quraşdırılır: enerji paylaşılacaq iki SPD arasında az və ya çox bərabərdir. Ancaq iki fərqli SPD (məsələn yuxarı: 2 kV/Imax: 70 kA və yuxarı: 1,2 kV/Imax: 15 kA) arasında ən azı 8 m məsafə olmalıdır. ikinci gərginlik artımı qoruyucusuna çox tələbatın qoyulmasından çəkinin.

Göstərilməyibsə, Yuxarı1 və Yuxarı2 arasındakı fərqin 1%-i kimi d1 dəq (metrlə) götürün volt). Misal üçün:

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

⇒ d1 = 8 m dəq. (2000 – 1200 = 800 >> 800-dən 1% = 8 m)

Başqa bir misal, əgər:

Up1 = 1,4 kV və Up2 = 1,2 kV ⇒ d1 = 2 m dəq