Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Prepäťové ochranné zariadenie (SPD) je zariadenie určené na obmedzovanie prechodných prepätí a výbojových rázových prúdov.
SPD je kompletné zariadenie s vlastnými prostriedkami pripojenia a toto zariadenie obsahuje aspoň jeden nelineárny prvok.
Informácie v tomto článku sú plne v súlade s normatívnou dokumentáciou [1] a [2].
Príklad SPD
Klasifikácia
Výrobcovia musia klasifikovať SPD podľa nasledujúcich parametrov:
1. Podľa počtu záznamov:
- Jednosmerka;
- Dva vstupy.
Jednoportové SPD: SPD bez sériovej impedancie medzi terminálmi.
Dvojportové SPD: SPD so špeciálnou impedanciou zapojenou do série medzi jednotlivými vstupnými a výstupnými svorkami.
2. Podľa typu prevedenia SPD:
- Spínacie napätie;
- Obmedzujúce napätie.
3. Podľa testovacej triedy I, II a III.
4. Podľa miesta:
4.1. SPD pre vnútornú inštaláciu.
- SPD určené na inštaláciu v krytoch a/alebo vnútri budov alebo pod prístreškami;
- SPD inštalované vo vonkajších krytoch alebo pod prístreškami sa považujú za určené na vnútornú inštaláciu.
4.2. SPD pre vonkajšiu inštaláciu.
SPD určené na použitie bez krytov, mimo budov a nie pod prístrešky (napríklad v nadzemných elektrických vedeniach nízkeho napätia).
5. Dostupnosť:
5.1. K dispozícii sú SPD.
SPD, ktoré môžu byť úplne alebo čiastočne prístupné na dotyk nekvalifikovaným personálom pri otváraní krytov alebo krytov už nainštalovaných SPD bez náradia.
5.2. Nedostupné SPD.
SPD, ktorých sa nemôže dotknúť nekvalifikovaný personál z dôvodu ich inštalácie mimo dosahu (napríklad na nadzemnom elektrickom vedení) alebo umiestnenia v krytoch, ktoré je možné otvoriť iba pomocou nástroja.
6. Podľa spôsobu inštalácie:
- Stacionárne.
- Prenosné.
7. Odpojovače (vrátane nadprúdovej ochrany):
7.1. Podľa miesta:
- interné;
- external;
- vnútorné a vonkajšie.
7.2. Podľa ochranných funkcií:
- s tepelnou ochranou;
- s ochranou proti zvodovému prúdu;
- s nadprúdovou ochranou.
8. Stupne ochrany poskytované krytmi podľa IP kódov špecifikovaných v IEC 60529.
9. Podľa rozsahu teploty a vlhkosti:
- s normálnym rozsahom;
- s rozšíreným dosahom.
10. Podľa potravinového systému:
- AC 48 až 63 Hz;
- AC mimo rozsahu 48 až 63 Hz, čo si môže vyžadovať dodatočné alebo upravené skúšobné postupy.
11. Viacpólové SPD.
12. So správaním SPD v prípade poškodenia:
- otvorený okruh (štandardný typ SPD);
- skrat (skrat typu SPD).
Preferované hodnoty pre SPD
Preferované hodnoty sú hodnoty, ktoré sa v praxi najčastejšie používajú. Môžu byť vyššie alebo nižšie v závislosti od skutočných podmienok.
Preferovaný impulzný prúd Iimp pre testy triedy I:
- Iimp - 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 12,5; 20,0 a 25,0 kA;
- Q (nabíjanie) - 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 6,25; 10,0 a 12,5 A s;
- W/R - 0,25; 1,0; 6,25; 25,0; 39,0; 100,0 a 156,0 kJ/ohm.
Špecifická energia W/R pre test triedy I: Energia rozptýlená nárazovým prúdom Iimp na jednotku odporu 1 Ohm.
Preferované hodnotenia vybíjacieho prúdu (In) pre testy triedy II: 0,05; 0,10; 0,25; 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 3,00; 5,00; 10,00; 15,00 a 20,00 kA.
Preferované napätie naprázdno Uoc pre testy triedy III: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 10,0 a 20,0 kV.
Preferované úrovne ochranného napätia Up : 0,08; 0,09; 0,10; 0,12; 0,15; 0,22; 0,33; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90; 1,00; 1,20; 1,50; 1,80; 2,00; 2,50; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 8,00 a 10 kV.
Preferované hodnoty maximálneho trvalého prevádzkového napätia Uc hodnota efektívneho prúdu: 45; 52; 63; 75; 85; 95; 110; 130; 150; 175; 220; 230; 240; 255; 260; 275; 280; 320; 335; 350; 385; 400; 420; 440; 460; 510; 530; 600; 635; 660; 690; 800; 900; 1000; 1500; 1800 a 2000 B.
Požiadavky
Identifikácia.
Výrobca musí poskytnúť minimálne nasledujúce informácie vrátane:
а) označenie povinné pre aplikáciu na telo alebo na platne trvalého pripevnenia k telu SPD:
1) Názov výrobcu alebo značka a číslo modelu;
2) maximálne trvalé prevádzkové napätie Uc (jedna hodnota pre každý typ ochrany);
3) druh prúdu: a.s. alebo "~" a/alebo frekvencia;
4) klasifikácia testu a parametre vybíjania pre každý typ ochrany deklarovaný výrobcom, označené a označené jeden po druhom takto:
- pre testovanie SPD triedy I: „test I. triedy“, „Iimp“ a aktuálna hodnota v kA, a/alebo (T1 v obdĺžniku), „Iimp” a aktuálna hodnota v kA;
- pre testovanie SPD triedy II: "testovacia trieda II" , "In" a aktuálna hodnota v kA, a/alebo (T2 v obdĺžniku), "In” a aktuálna hodnota v kA;
- pre testovanie SPD triedy III: „test triedy III“, „Uoc“ a hodnota napätia v kV a/alebo (T3 v obdĺžniku), „Uos" a hodnota napätia v kV;
5) úroveň ochranného napätia Up (jedna hodnota pre každý typ ochrany);
6) stupeň ochrany poskytovaný plášťom podľa IP kódu, ak St. IP20;
7) identifikácia kolíkov alebo vodičov (pokiaľ nie je na zariadeniach uvedené inak);
8) menovitý zaťažovací prúd IL pre dvojvstupové SPD alebo jednovstupové SPD so samostatnými vstupnými a výstupnými svorkami.
Ak nie je dostatok miesta na umiestnenie všetkých vyššie uvedených označení, postačí uviesť názov výrobcu alebo obchodnú značku a číslo modelu na SPD a zvyšné označenia sa prenesú do návodu na inštaláciu.
Ak je SPD klasifikovaný vo viac ako jednej testovacej triede (napr. test triedy I (T1) a test triedy II (T2), testujú sa všetky deklarované triedy.Ak v tomto prípade výrobca nastavil jeden stupeň ochrany, označte najvyšší stupeň ochrany;
b) informácie poskytnuté s dodaným produktom:
1) miesto;
2) počet príspevkov;
3) spôsob inštalácie;
4) menovitý skratový prúd ISCCR (okrem špecifikácií v 7.2.5.3 GOST IEC 61643-11-2013);
5) parametre a charakteristiky externých odpojovačov (ak sú požadované);
6) indikátor činnosti odpojovača (ak je prítomný);
7) normálny smer inštalácie, ak je to relevantné;
8) návod na inštaláciu:
- typy nízkonapäťových sústav (TN, TT, IT);
- zabezpečené spojenie (medzi fázou a nulou, fázou a zemou, nulou a zemou, medzi fázami);
- štítkové napätie AC sústavy a maximálna povolená úroveň regulácie napätia, pre ktorú je SPD navrhnutý, mechanické rozmery, dĺžka vodičov atď.;
9) rozsah teploty a vlhkosti;
10) menovitá prúdová vypínacia kapacita Ifi (okrem obmedzujúcich SPD);
11) zvyškový prúd Ipe;
12) menovitý rázový prúd Itrans pre SPD v klietke pre veveričku;
13) minimálna vzdialenosť od akéhokoľvek uzemneného vodivého povrchu k umiestneniu SPD;
14) Imax (voliteľné);
c) informácie uvedené v špecifikácii produktu:
1) dočasné prepätie UT a/alebo typy napájacích systémov SPD (podľa Prílohy B) a príslušné schémy zapojenia;
2) celkový vybíjací prúd ITotal pre viacpólové SPD (ak sú inštalované výrobcom) a zodpovedajúcu skúšobnú triedu;
3) pokles napätia pre dvojvstupové SPD;
4) odolnosť proti prepätiu na strane záťaže pre dvojvstupové SPD (ak sú inštalované výrobcom);
5) informácie o prvkoch, ktoré sa majú vymeniť (indikátory, poistky atď., ak existujú);
6) rýchlosť nárastu napätia v priebehu času du/dt, ak je továrenské nastavenie;
7) aktuálny faktor k, ak je iný ako v tabuľke 20 GOST IEC 61643-11-2013;
8) typy ochrany (pre SPD s viac ako jedným typom ochrany);
d) informácie poskytnuté výrobcom na testovanie typu:
1) prítomnosť spínacích komponentov (pozri prílohu C GOST IEC 61643-11-2013);
2) dodržujte očakávaný prúd počas predbežnej úpravy (500 A alebo>500 A, pozri prílohu C IEC 61643-11-2013);
3) ak sú v obvode indikátora stavu použité necertifikované komponenty s individuálnymi parametrami, výrobca musí poskytnúť príslušné normy, aby sa tieto komponenty mohli zúčastniť testov;
4) izolácia a dielektrická pevnosť izolácie samostatných obvodov;
5) potenciálny skratový prúd na predúpravu podľa 8.3.5.3.2 IEC 61643-11-2013.
Súlad sa kontroluje inšpekciou.
Značenie.
Značenie musí byť nezmazateľné a čitateľné a nesmie byť na skrutkách alebo odnímateľných častiach.
Poznámka - Plug-in SPD sa nepovažuje za vymeniteľnú časť.
Súlad sa kontroluje testom 8.2 IEC 61643-11-2013.
Elektrické požiadavky.
Ochrana pred priamym kontaktom.
Tieto požiadavky platia pre dostupné SPD, ak maximálne trvalé prevádzkové napätie Uc presahuje 50 Vrms.
Na ochranu pred priamym dotykom (neprístupnosť častí pod napätím) musí byť SPD navrhnutý tak, aby sa živých častí nebolo možné dotknúť, keď je SPD nainštalovaný na zamýšľané použitie.
SPD, iné ako tie, ktoré sú klasifikované výhradne pre neprístupnú montáž, musia byť konštruované tak, aby po montáži a pripojení ako pri bežnom použití neboli diely pod prúdom prístupné ani po odstránení dielov, ktoré možno odstrániť bez použitia nástroja .
Spojenie medzi uzemňovacími svorkami a všetkými dostupnými časťami, ktoré sú k nim pripojené, musí mať nízky odpor.
Zhoda sa kontroluje skúškami podľa IEC 60529 a 8.3.1 GOST IEC 61643-11-2013.
Zostatkový prúd Ipe.
Pre všetky SPD vybavené svorkou ochranného vodiča sa musí zmerať zvyškový prúd Ipe, keď sú svorky SPD pripojené k napájaciemu zdroju pri testovacom napätí UREFšpecifikované výrobcom.
Zhoda sa kontroluje testom 8.3.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Úroveň ochranného napätia Up.
Nameraná hranica napätia SPD nesmie prekročiť úroveň ochranného napätia nastavenú výrobcom.
Zhoda sa kontroluje testom 8.3.3 IEC 61643-11-2013.
Prevádzkový režim.
SPD musí byť schopné odolať, bez neprijateľnej zmeny charakteristík, špecifikovaným vybíjacím prúdom pri použití maximálneho trvalého prevádzkového napätia Uc.
Zhoda sa kontroluje testom 8.3.4 IEC 61643-11-2013.
Odpojovače a indikátory stavu.
- Odpojovače SPD.
SPD musia mať odpojovače (externé alebo interné alebo ich kombinácie), okrem SPD určených na pripojenie N-PE v sústavách TN a/alebo TT. Ich činnosť musí byť monitorovaná príslušnými indikátormi stavu.
Použitie indikátorov počas a po niektorých typových skúškach je uvedené v tabuľke 3 GOST IEC 61643-11-2013.
Tabuľka 3 poskytuje informácie o zahrnutí odpojovačov do niektorých typových skúšok.Požadované správanie odpojovačov počas a po niektorých typových skúškach je dané podľa kritérií F, G, H, J v tabuľke 4 a overené skúškami podľa 8.3.5 GOST IEC 61643-11-2013.
- Tepelná ochrana.
SPD musia byť chránené pred prehriatím v prípade poruchy alebo prepätia. Takéto testy sa nevykonávajú na SPD, ktoré obsahujú iba spínacie komponenty a/alebo HCP.
Zhoda sa kontroluje testom 8.3.5.2 GOST IEC 61643-11-2013.
- Skratové správanie.
SPD musí buď zlyhať bez vytvorenia nebezpečného stavu, alebo odolať očakávaným skratovým prúdom, ktoré sa môžu vyskytnúť v napájacom systéme, ak je SPD poškodený.
Súlad sa kontroluje testom podľa 8.3.5.3, 8.3.5.3.1 a 8.3.5.3.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Skúška podľa 8.3.5.3.1 IEC 61643-11-2013 sa vykonáva len vtedy, ak je špecifikovaná menovitá vypínacia schopnosť následného prúdu Ifi menšia ako skúšobný prúd
Tieto testy sa nevykonávajú na SPD klasifikovaných pre vonkajšiu inštaláciu a neprístupnú inštaláciu, ako aj na SPD určených na pripojenie N-PE v systémoch TN a/alebo TT.
- Indikátory stavu.
Výrobca musí poskytnúť informácie o tom, ako indikátor funguje a čo robiť, keď sa zmení indikácia stavu.
Ukazovateľ stavu môže pozostávať z dvoch častí (jedna z nich je nevymeniteľná) spojených spojovacím prvkom, ktorý môže byť mechanický, optický, zvukový, elektromagnetický atď. Nevymeniteľná časť indikátora stavu musí byť schopná vystreliť aspoň 50-krát.
Poznámka - Činnosť spojovacieho prvku, ktorý ovláda nevymeniteľnú časť indikátora stavu, je možné simulovať nie činnosťou spojky vymieňanej časti SPD, ale iným spôsobom, napr. autonómnym elektromagnetom alebo pružinou.
Ak existuje špecifická norma pre označenie použitého typu, potom nevymeniteľná časť indikátora stavu musí spĺňať požiadavky tejto normy, pričom indikátor stavu musí byť odskúšaný na 50 operácií.
Odpor izolácie.
Izolačný odpor SPD musí byť dostatočný z hľadiska ochrany pred zvodovými prúdmi a priamym kontaktom.
Zhoda sa kontroluje testom 8.3.6 GOST IEC 61643-11-2013.
Dielektrická pevnosť izolácie.
Dielektrická pevnosť izolácie musí byť dostatočná z hľadiska odolnosti proti preskoku a ochrany pred priamym dotykom.
Test sa vykonáva v súlade s 8.3.7 IEC 61643-11-2013.
Správanie sa SPD v podmienkach VPN.
SPD musí prejsť všetkými testami na HPV podľa 8.3.8.1 a 8.3.8.2 GOST IEC 61643-11-2013 a spĺňať určité kritérium podľa tabuliek Prílohy B a 8.3.8.1 a 8.3. 8.2.
Poznámka 1 - Skúšky podľa 8.3.8.1 a 8.3.8.2 GOST IEC 61643-11-2013 neberú do úvahy prípad výskytu impulzu súčasne s STD.
SPD musí byť schopné odolať prepätiu spôsobenému poruchami alebo poruchami vo vysokonapäťovom systéme, alebo nesmie v prípade poruchy vytvárať nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom.
SPD, pre ktoré výrobca vo svojich pokynoch stanovil možnosť ich použitia v systémoch TT medzi neutrálom a PE nad hlavným prúdovým chráničom, musia spĺňať kritérium zhody pre typ stanovené v 8.3.8.2 GOST IEC 61643- 11-2013.
Poznámka 2 – Vyššie uvedené zahŕňa priradenie podľa článku 534.2.3.3 IEC 60364-5-53.
Mechanické požiadavky.
Inštalácia.
SPD musia byť vybavené montážnymi prostriedkami na zabezpečenie mechanickej spoľahlivosti.
Musí byť zabezpečené mechanické kódovanie/uzamykanie, aby sa predišlo chybnému spárovaniu zásuvných modulov so zásuvkami.
Súlad sa kontroluje inšpekciou.
Skrutky, vodivé časti a spoje.
Kontrolou a skúšobnou inštaláciou sa kontroluje súlad s 8.4.1 GOST IEC 61643-11-2013.
Vonkajšie spojenia.
Elektrické pripojenie je možné jedným z nasledujúcich spôsobov:
- skrutkové svorky a skrutkové spoje;
- bezskrutkové koncovky;
- izolačné prepichovacie spoje;
- ploché klipy na rýchle pripojenie;
- koniec oloveného drôtu;
- iné rovnako účinné prostriedky;
- alebo štandardizované zástrčky a/alebo zásuvky.
Svorky musia byť navrhnuté tak, aby umožňovali pripojenie vodičov najmenších a najväčších prierezov podľa 8.4.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Svorky musia byť pripevnené k SPD tak, aby sa pri uťahovaní alebo uvoľňovaní upevňovacích skrutiek alebo blokovacích matíc neuvoľnili. Na uvoľnenie skrutiek stroja alebo poistných matíc môže byť potrebný nástroj.
a) Svorky pre vonkajšie vodiče musia byť také, aby pri pripojených vodičoch bol vždy zaručený požadovaný prítlačný tlak. Terminály musia byť ľahko dostupné za predpokladaných prevádzkových podmienok;
b) upínacie zariadenia na upínanie vodičov do svoriek by sa nemali používať na zaistenie iných komponentov, hoci môžu zablokovať svorky a zabrániť ich otáčaniu;
c) koncovky musia mať primeranú mechanickú pevnosť;
d) svorky musia byť navrhnuté tak, aby pri upnutí vodiča nedošlo k poškodeniu;
e) svorky musia byť navrhnuté tak, aby bol vodič bezpečne upnutý medzi kovovými plochami;
f) Svorky musia byť navrhnuté a umiestnené tak, aby ani pevné pevné, ani lankové vodiče nemohli vykĺznuť pri uťahovaní upevňovacích skrutiek a matíc.
Skrutkové svorky.
a) Skrutky a matice na upínanie vodičov musia mať metrický závit ISO alebo iný závit podobného stúpania a mechanickej pevnosti
Poznámka - Je možné použiť závity SI, BA, UN, pretože sú prakticky identické v stúpaní a mechanickej pevnosti so závitmi ISO;
b) Svorky musia byť upevnené alebo umiestnené tak, aby pri uťahovaní a uvoľňovaní upevňovacích skrutiek alebo matíc nemohli vypadnúť zo svojich upevňovacích bodov k SPD.
Tieto požiadavky neznamenajú, že konštrukcia koncoviek musí brániť ich otáčaniu alebo posunutiu, ale akýkoľvek ich pohyb musí byť dostatočne obmedzený, aby sa predišlo nesúladu s požiadavkami tejto normy.
Použitie izolačnej zmesi alebo živice sa považuje za dostatočné na zabránenie uvoľnenia svorky za predpokladu, že:
- toto náradie nie je pri bežnom používaní namáhané;
- ich výkon nie je ovplyvnený teplotami vyskytujúcimi sa za najnepriaznivejších podmienok špecifikovaných v tejto norme.
c) skrutky alebo matice svoriek určené na pripojenie ochranných vodičov musia byť odolné proti samovoľnému uvoľneniu;
d) skrutky nesmú byť vyrobené z mäkkého alebo tvárneho kovu, ako je zinok alebo hliník.
Zhoda sa kontroluje inšpekciou a testom podľa 8.4.2.1 [1].
Bezskrutkové koncovky.
Závery by mali byť konštruované takým spôsobom, že:
a) každý vodič bol upnutý samostatne. Vodiče sa pripájajú alebo odpájajú buď všetky naraz alebo jednotlivo;
b) bolo možné bezpečne upnúť ľubovoľný počet vodičov až do poskytnutého maxima.
Zhoda sa kontroluje inšpekciou a skúškou podľa 8.4.2.2. [1]Vzduchové výšky a povrchové vzdialenosti.
SPD musia mať primerané vôle a povrchové vzdialenosti.
Súlad sa kontroluje testom podľa 8.4.3 [1].
Mechanická sila.
Všetky časti SPD týkajúce sa ochrany pred priamym kontaktom musia mať dostatočnú mechanickú pevnosť.
Súlad sa kontroluje inšpekciou a testom podľa 8.4.4 [1].
Požiadavky na životné prostredie a materiál.
SPD musia uspokojivo fungovať za prevádzkových podmienok špecifikovaných v časti 4 [1].
Ochrana poskytovaná shellom (IP kód).
SPD musia byť vybavené krytom na ochranu proti vniknutiu pevných cudzích predmetov a vniknutiu vody, označený IP kódom špecifikovaným výrobcom.
Súlad sa kontroluje inšpekciou a testom podľa 8.5.1 [1].
Tepelne odolný.
SPD musia mať dostatočnú tepelnú odolnosť.
Súlad sa kontroluje testom podľa 8.3.5.1-8.3.5.3 [1].
Ohňovzdorné.
Izolačné časti krytu musia byť nehorľavé alebo samozhášavé.
Súlad sa kontroluje testom 8.5.4 [1].
Odpor pri sledovaní.
Index sledovania izolačných materiálov, ktoré môžu vytvoriť vodivú cestu medzi elektrickými spojmi, sa kontroluje testom 8.5.5 [1].
Skúška nie je potrebná, ak je povrchová vzdialenosť rovná alebo väčšia ako dvojnásobok hodnoty špecifikovanej v 8.4.3 [1] alebo ak je izolačným materiálom keramika, sľuda alebo podobné.
Elektromagnetická kompatibilita (EMC).
Imunita proti EMI.
SPD, či už obsahujúce alebo neobsahujúce elektronické obvody, v ktorých sú všetky komponenty pasívne (napr. diódy, odpory, kondenzátory, induktory, varistory a iné impulzne odolné komponenty), nie sú citlivé na elektromagnetické rušenie očakávané za normálnych podmienok prevádzky , takže testovanie imunity nie je potrebné. SPD obsahujúce citlivé elektronické obvody vyhovujú normám série IEC 61000.
Emisia hluku.
SPD, či už obsahujú alebo obsahujú elektronické obvody, ktoré počas normálnej prevádzky negenerujú základné frekvencie nad 9 kHz, môžu generovať elektromagnetické rušenie iba počas ochranných operácií. Trvanie takéhoto rušenia sa pohybuje od niekoľkých mikrosekúnd do niekoľkých milisekúnd.
Frekvencia, úroveň a účinky takýchto emisií sa považujú za normálne elektromagnetické prostredie nízkonapäťových inštalácií. Preto sú požiadavky na emisiu hluku splnené a nevyžaduje sa žiadne overovanie.
SPD obsahujúce elektronické obvody, ktoré vykonávajú spínaciu funkciu pri frekvencii 9 kHz alebo vyššej, vyhovujú normám série IEC 61000.
Zoznam referencií
- GOST IEC 61643-11-2013
- GOST R IEC 61643-12-2011