- Prečo by mali byť SPD chránené pred nadprúdmi?
- Požiadavky na nadprúdovú ochranu SPD
- Poistky v obvodoch s SPD
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
SPD, ktorých úlohou v elektrických obvodoch je prenášať cez seba impulzné prúdy na vyrovnávanie potenciálov medzi niekoľkými vodičmi napájacieho vedenia, musia byť chránené proti nadprúdom.
Prečo by mali byť SPD chránené pred nadprúdmi?
SPD, ako každý iný prvok elektrických obvodov, sa môže poškodiť pri prevádzke v režimoch, ktoré neumožňujú jeho technické vlastnosti. Stáva sa to napríklad vtedy, ak skutočný výbojový prúd cez SPD prekročí svoju maximálnu menovitú hodnotu alebo keď napätie v elektrických obvodoch dlhodobo prekračuje maximálne prípustné prevádzkové napätie Uc SPD.Ak SPD v tomto obvode nie je dimenzované na takéto napätie, potom sa otvorí a bude v režime skratu (skrat).
Pri prvom aj druhom variante je možnosť zničenia SPD, poškodenia izolácie vodičov naň pripojených a ďalších prvkov elektroinštalácie nachádzajúcich sa v blízkosti SPD, ako aj požiaru. v tom.
Prax ukazuje, že v takýchto situáciách vnútorné uvoľnenia SPD nemajú vždy čas zareagovať v dôsledku tepelnej zotrvačnosti konštrukcie. Varistor sa spravidla zničí v priebehu niekoľkých sekúnd, po ktorom sa môže udržiavať režim skratu cez oblúk (podľa produktov deštrukcie a spaľovania). Pri konštrukcii zvodičov sa tepelné spúšte zvyčajne vôbec neposkytujú kvôli nízkej účinnosti. Zároveň, ak má iskrisko systém na indikovanie jeho poruchy, potom informuje len o poškodení riadiaceho obvodu zapaľovacej elektródy, nie o stave hlavného iskriska.
Tento obvod sa spravidla skladá z malých prvkov: varistora, dvojelektródového iskriska a impulzného transformátora. Tieto prvky umožňujú zväčšiť vzdialenosť medzi elektródami hlavného iskriska a tým zvýšiť maximálne prevádzkové napätie zvodiča Uc, ktoré je výrobcom deklarované ako významné zvýšenie spotrebiteľských kvalít produktu. Hovorí tiež o skrátení doby odozvy tao menej ako 100 ns, čo umožňuje dosiahnuť hodnotu úrovne ochranného napätia Up menej ako 2,5 kV s množstvom impulzných nárazov a klasifikovať zvodič ako SPD podmienenej triedy I+II. Avšak s nepochybnými výhodami sú tieto prvky najslabším miestom konštrukcie: zvyšujú zložitosť a cenu zvodiča a zároveň znižujú jeho spoľahlivosť.
V podmienkach tvrdej konkurencie sa opakovane ozývajú ubezpečenia rôznych výrobcov SPD, že ich výrobky sú plne chránené pred následkami vyššie popísaných mimoriadnych situácií. To ale prax nepotvrdzuje.
Požiadavky na nadprúdovú ochranu SPD
Pozrime sa na požiadavky na nadprúdovú ochranu zariadení na ochranu proti prepätiu (SPD), ktoré stanovuje IEC 60364-5-53:2020.
IEC 60364-5-53 uvádza:
534.4.5 SPD nadprúdová ochrana
534.4.5.1 Všeobecné požiadavky
Nainštalované SPD musia byť chránené proti nadprúdom (skratovým prúdom). Táto ochrana môže byť interná a/alebo externá k SPD podľa pokynov výrobcu.
Hodnoty a charakteristiky externých nadprúdových ochranných zariadení (OSD) na ochranu zostavy SPD musia byť zvolené:
v súlade s požiadavkami časti 434 IEC 60364-4-43:2008 (poznámka autora: máme národnú normu GOST R 50571.4.43-2012); a
tak vysoký, ako je to len možné, aby bola zaistená schopnosť vysokého rázového prúdu pre celú zostavu, ale neprekračujúce menovité hodnoty a špecifikácie požadované v inštalačných pokynoch výrobcu SPD pre maximálnu nadprúdovú ochranu.
534.4.5.2 Umiestnenie SPD vo vzťahu k nadprúdovým ochranným zariadeniam
Jeden z našich čitateľov zanechal tento komentár: "Pri vchode do súkromného domu špecialisti organizácie zásobovania energiou nainštalovali SPD až po úvodný stroj." „Špecialisti“ organizácie rozvodnej siete teda urobili hrubú chybu. SPD by malo byť chránené nadprúdovým ochranným zariadením inštalovaným pred ním a nie ističom alebo poistkou inštalovanou v trafostanici a určenou na ochranu nadzemného alebo káblového elektrického vedenia.
Umiestnenie nadprúdových ochranných zariadení používaných na ochranu SPD môže ovplyvniť kontinuitu napájania inštalácie a efektívnu úroveň ochranného napätia v rámci inštalácie.
Poznámka 1 - Národné výbory môžu rozhodnúť, ktorá z nasledujúcich možností je vhodnejšia v závislosti od typu inštalácie.
a) Ak je vo vetve obvodu SPD umiestnené nadprúdové ochranné zariadenie pre SPD, potom v prípade poruchy SPD nie je ovplyvnená kontinuita napájania, ale nie je chránená ani elektroinštalácia, ani elektrické zariadenie. pred možnými ďalšími prepätiami (pozri obrázok 6) po prevádzke takéhoto ochranného zariadenia. Pri tomto usporiadaní sa účinná úroveň ochranného napätia v rámci inštalácie zvýši o pokles napätia na externom nadprúdovom ochrannom zariadení zapojenom do série s SPD.
Poznámka 2 - Ak je nadprúdová ochrana interná v SPD, potom je úbytok napätia nadprúdovej ochrany už zahrnutý v napäťovej úrovni SPD Up.
Obrázok 6 - Príklad nadprúdovej ochrany vo vetve obvodu SPD s použitím vyhradeného externého nadprúdového ochranného zariadenia
Na obrázku 6 je uvedené:
- OSD - nadprúdová ochrana (odpojovač SPD) požadovaná výrobcom SPD;
- SPD - prepäťová ochrana;
- A a B - spojovacie body montáže SPD;
- О/У - elektrické zariadenie alebo elektrická inštalácia, ktorá sa má chrániť.
b) Ak je nadprúdové ochranné zariadenie pre SPD inštalované pred odbočným obvodom SPD, je nepravdepodobné, že by bola zabezpečená kontinuita napájania v prípade poruchy SPD (pozri obrázok 7). Avšak s týmto usporiadaním je úroveň efektívneho ochranného napätia vo vnútri inštalácie udržiavaná na minime.
Ochrana podľa obrázku 6 by sa však mala použiť aj vtedy, keď hodnota predradeného nadprúdového ochranného zariadenia (OSD) prekročí maximálnu nadprúdovú ochranu odporúčanú výrobcom SPD.
Obrázok 7 - Ochranné zariadenie zahrnuté v elektroinštalácii sa používa aj na ochranu SPD
Na obrázku 7 je označené:
- USS - inštalačné nadprúdové ochranné zariadenie používané na ochranu SPD;
- SPD - prepäťová ochrana;
- A a B - spojovacie body montáže SPD;
- О/У - elektrické zariadenie alebo elektrická inštalácia, ktorá sa má chrániť.
534.4.5.3 Selektivita medzi nadprúdovými ochrannými zariadeniami
V prípade potreby je potrebné zvážiť potrebu selektivity medzi nadprúdovými ochrannými zariadeniami podľa konkrétnej inštalácie na mieste inštalácie SPD a informácií poskytnutých výrobcom (pozri oddiel 535 normy IEC 60364-5- 53:2020).
534.4.5.4 Schopnosť rázového prúdu nadradených zariadení
Väčšina inštalačných zariadení (napr. merače, svorky, ochranné zariadenia, spínače atď.), ktoré sú inštalované pred SPD, nemá schopnosť rázového prúdu požadovanú príslušnými normami pre výrobky.
Pri inštalácii SPD čo najbližšie k vstupu elektroinštalácie sa v súlade s 534.4.1 znížia hodnoty impulzných prúdov pretekajúcich cez inštalačné zariadenia umiestnené za SPD.
Ďalšie informácie nájdete v IEC 61643-12 a informácie o výrobcovi.
Poistky v obvodoch s SPD
Použitie poistiek v spojení s SPD rôznych tried s rôznymi impulznými odozvami je uvedené v prílohe "P" k IEC 61643-12 (2008-11). Aktuálny normatívny dokument GOST R IEC 61643-12-2011 je identický s predchádzajúcou verziou normy IEC (IEC 61643-12(2002)), ktorá túto prílohu nemala.
Príloha „R“ uvažuje o použití poistiek v spojení s SPD na základe charakteristiky tepelného účinku prúdu, ktorý spôsobí vypnutie poistky. Táto charakteristika sa nazýva integrál Joule - I2t, je integrál druhej mocniny aktuálnej sily za daný časový interval (t0, t1) a vypočíta sa pomocou vzorca:
Výsledky štúdií boli zhrnuté v IEC 61643-12 (2008-11) v tabuľke P.1 prílohy "P" (tabuľka 1), ktorá porovnáva hlavné typy konštrukcie a menovité hodnoty poistiek s hodnoty impulzných prúdov vĺn 8/20 a 10/350 µs. Keď teda vieme, aká je schopnosť SPD prechádzať impulzným prúdom bez poškodenia alebo zničenia, je možné vybrať poistky s vypínacími charakteristikami gG, ktoré prepustia rovnaké impulzné prúdy bez vypnutia.
Tabuľka 1. Typické hodnoty poistiek
Je potrebné poznamenať, že stĺpec „vypočítaná hodnota“ označuje hodnoty prúdov pri jednej expozícii a stĺpec „experimentálna hodnota“ označuje prúdy získané v prevádzkovom skúšobnom cykle SPD podľa GOST IEC 61643-11-2013, kde sa uvádza, že SPD by sa mali skúšať v kombinácii s nadprúdovými ochrannými zariadeniami poskytovanými výrobcom. Údaje získané z takýchto testov viedli k potrebe znížiť pôvodné konštrukčné hodnoty poistiek. V skúšobnom laboratóriu CJSC "Hackel Ros" boli selektívne vykonané experimenty, ktoré potvrdili údaje tabuľky P.1 z prílohy "R" .
Hodnoty poistiek a typ ich časovo-prúdových charakteristík určuje výrobca SPD a sú zohľadnené v technickej dokumentácii. Zvyčajne sa používajú poistky s charakteristickým gG. Ich prevádzkový čas je oveľa kratší ako u ističov s rovnakými menovitými hodnotami.Poistky sú zároveň odolnejšie voči výrazným nárazovým prúdom, majú jednoduchšiu a spoľahlivejšiu konštrukciu.
Záver Yu.V. Kharechka: pri príprave národnej normy založenej na norme IEC 60364-5-53 (poznámka autora článku: V súčasnosti platí GOST R 50571.5.53-2013), jeho požiadavky by mali byť správne reprodukované, chyby opravené, nedostatky opravované.