Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

SPD, чиято роля в електрическите вериги е да пропускат импулсни токове през себе си, за да изравнят потенциалите между няколко проводника на захранващата линия, трябва да бъдат защитени срещу свръхток.

Защо SPD трябва да бъдат защитени от свръхток?

SPD, както всеки друг елемент на електрически вериги, може да се повреди, когато работи в режими, които не са предвидени от техническите му характеристики. Това се случва, например, ако действителният ток на разреждане през SPD надвишава максималната си номинална стойност или когато напрежението в електрическите вериги за дълго време надвишава максимално допустимото работно напрежение Uc SPD.Ако SPD в тази верига не е проектиран за такова напрежение, тогава той ще се отвори и ще бъде в режим на късо съединение (късо съединение).

И при първия, и при втория вариант има възможност за унищожаване на УЗП, увреждане на изолацията на свързаните с него проводници и други елементи на електрическата инсталация, разположени в близост до УЗП, както и пожар в него.

Практиката показва, че в такива ситуации вътрешните изпускатели на SPD не винаги имат време да реагират поради термичната инерция на конструкцията. Варисторът, като правило, се разрушава в рамките на няколко секунди, след което режимът на късо съединение може да се поддържа чрез дъгата (според продуктите на разрушаване и изгаряне). При проектирането на отводители термичните освобождавания обикновено изобщо не се предвиждат поради ниска ефективност. В същото време, ако искровата междина има система за индикация на нейната повреда, тогава тя предоставя информация само за повреда в управляващата верига на електрода за запалване, а не за състоянието на основната искрова междина.

По правило тази схема се състои от малки по размер елементи: варистор, двуелектродна искрова междина и импулсен трансформатор. Тези елементи позволяват да се увеличи разстоянието между електродите на главния искров междинник и съответно да се увеличи максималното работно напрежение Ucна разрядника, което е декларирано от производителя като значително повишаване на потребителските качества на продукта. Той също така говори за намаляване на времето за реакция taс по-малко от 100 ns, което прави възможно постигането на стойността на нивото на защитното напрежение Up по-малко от 2,5 kV с редица импулсни въздействия и класифицира разрядника като УЗИП от условен клас I+II. Въпреки това, с несъмнени предимства, тези елементи са най-слабото място на дизайна: те увеличават сложността и цената на разрядника, като същевременно намаляват неговата надеждност.

В условията на ожесточена конкуренция многократно се чуват уверения на различни производители на SPD, че техните продукти са напълно защитени от последствията от гореописаните извънредни ситуации. Но това не се потвърждава от практиката.

Изисквания за защита от свръхток на SPD

Нека разгледаме изискванията за защита от свръхток на устройствата за защита от пренапрежение (SPD), които са установени от IEC 60364-5-53:2020.

IEC 60364-5-53 гласи:

534.4.5 SPD защита от свръхток

534.4.5.1 Общи изисквания

Инсталираните SPD трябва да бъдат защитени срещу свръхток (ток на късо съединение). Тази защита може да бъде вътрешна и/или външна за SPD според инструкциите на производителя.

Трябва да се изберат номиналните стойности и характеристиките на външните защитни устройства за свръхток (OSD) за защита на модула SPD:

в съответствие с изискванията на раздел 434 от IEC 60364-4-43:2008 (бележка на автора: имаме национален стандарт GOST R 50571.4.43-2012); и

колкото е възможно, за да се осигури висок капацитет на ударен ток за целия модул, но не надвишаващ номиналните стойности и спецификации, изисквани от инструкциите за монтаж на производителя на SPD за максимална защита от свръхток.

534.4.5.2 Разположение на SPD по отношение на устройствата за защита от свръхток

Един от нашите читатели остави следния коментар: „На входа на частна къща специалистите от организацията за доставка на енергия инсталираха SPD до входящата машина.“ Така "специалистите" на електропреносната организация допуснаха груба грешка. SPD трябва да бъде защитен от свръхтоково защитно устройство, монтирано преди него, а не от прекъсвач или предпазител, инсталирани в трансформаторна подстанция и предназначени да предпазват въздушна или кабелна електропроводна линия.

Местоположението на устройствата за защита от свръхток, използвани за защита на SPD, може да повлияе на непрекъснатостта на захранването на инсталацията и на ефективното ниво на защитно напрежение в инсталацията.

Бележка 1 - Националните комитети могат да решат коя от следните опции е за предпочитане в зависимост от типа инсталация.

a) Ако устройство за защита от свръхток за SPD е разположено в разклонителната верига на SPD, тогава непрекъснатостта на захранването не се засяга в случай на повреда на SPD, но нито електрическата инсталация, нито електрическото оборудване са защитени от възможни допълнителни пренапрежения (вижте фигура 6) след работа на такова защитно устройство. При тази подредба ефективното ниво на защитно напрежение в инсталацията се повишава от спада на напрежението през външното устройство за защита от свръхток, свързано последователно с SPD.

Бележка 2 - Ако защитата от свръхток е вътрешна за SPD, тогава спадът на напрежението на устройството за защита от свръхток вече е включен в нивото на напрежение на SPD Up.

Фигура 6 - Пример за защита от свръхток в разклонена верига на SPD с използване на специално външно устройство за защита от свръхток

На фигура 6 е посочено:

  • OSD - устройство за защита от свръхток (SPD разединител), изисквано от производителя на SPD;
  • SPD - устройство за защита от пренапрежение;
  • A и B - точки за свързване на SPD;
  • О/У - електрическо оборудване или електрическа инсталация, които трябва да бъдат защитени

b) Ако устройство за защита от свръхток за SPD е монтирано преди разклонена верига на SPD, е малко вероятно да бъде осигурена непрекъснатост на захранването в случай на повреда на SPD (вижте фигура 7). Въпреки това, с тази подредба, нивото на ефективно защитно напрежение вътре в инсталацията се поддържа до минимум.

Въпреки това, защитата съгласно фигура 6 трябва също да се приложи, когато номиналът на устройството за защита срещу свръхток (OSD) надвишава максималната защита срещу свръхток, препоръчана от производителя на SPD.

Фигура 7 - Защитното устройство, включено в електрическата инсталация, също се използва за защита на SPD

На фигура 7 е отбелязано:

  • USS - инсталационно устройство за защита от свръхток, използвано за защита на SPD;
  • SPD - устройство за защита от пренапрежение;
  • A и B - точки за свързване на SPD;
  • О/У - електрическо оборудване или електрическа инсталация, които трябва да бъдат защитени

534.4.5.3 Селективност между защитни устройства за свръхток

Когато е необходимо, трябва да се вземе предвид необходимостта от селективност между устройствата за защита от свръхток според конкретната инсталация на мястото на инсталиране на SPD и информацията, предоставена от производителя (вижте раздел 535 от IEC 60364-5- 53:2020).

534.4.5.4 Възможност за ударен ток на устройства нагоре по веригата

Повечето инсталационни устройства (напр. измервателни уреди, скоби, защитни устройства, превключватели и т.н.), които са инсталирани преди SPD, нямат капацитета за ударен ток, изискван от съответните продуктови стандарти.

При инсталиране на SPD възможно най-близо до входа на електрическата инсталация, в съответствие с 534.4.1, стойностите на импулсните токове, протичащи през инсталационните устройства, разположени след SPD, се намаляват.

За повече информация вижте IEC 61643-12 и информацията за производителя.

Предпазители във вериги с SPDs

Използването на предпазители във връзка с SPD от различни класове с различна импулсна характеристика се обсъжда в приложение "P" на IEC 61643-12 (2008-11). Настоящият нормативен документ GOST R IEC 61643-12-2011 е идентичен с предишната версия на стандарта IEC (IEC 61643-12(2002)), който не е имал това приложение.

Приложение "R" разглежда използването на предпазители във връзка с SPD, въз основа на характеристиката на топлинния ефект на тока, който причинява задействане на предпазителя. Тази характеристика се нарича интеграл на Джаул - I2t, е интегралът на квадрата на силата на тока за даден интервал от време (t0, t1) и се изчислява по формулата:

Резултатите от проучванията са обобщени в IEC 61643-12 (2008-11) в Таблица P.1 на Приложение "P" (Таблица 1), която сравнява основните типове конструкция и номинални стойности на предпазителите с стойности на импулсни токове на вълни 8 /20 и 10/350 µs. По този начин, знаейки каква е способността на SPD да пропускат импулсни токове без повреда или разрушаване, е възможно да изберете предпазители с gG характеристики на изключване, които ще пропускат същите импулсни токове без изключване.

Таблица 1. Типични стойности на предпазители

Трябва да се отбележи, че колоната "изчислена стойност" показва стойностите на токовете при едно излагане, а колоната "експериментална стойност" показва токовете, получени в работния цикъл на изпитване на SPD съгласно GOST IEC 61643-11-2013, където се посочва, че SPDs трябва да бъдат тествани в комбинация с устройства за защита от свръхток, предоставени от производителя. Данните, получени от такива тестове, доведоха до необходимостта от намаляване на първоначалните проектни номинални стойности на предпазителите. В лабораторията за изпитване на CJSC "Hackel Ros" бяха проведени селективни експерименти, които потвърдиха данните от Таблица P.1 от Приложение "R" .

Номиналните стойности на предпазителите и вида на техните време-токови характеристики се определят от производителя на SPD и са отразени в техническата документация. Обикновено се използват предпазители с характеристика gG. Времето им на работа е много по-малко от това на прекъсвачите със същите номинални стойности.В същото време предпазителите са по-устойчиви на значителни ударни токове, имат по-опростен и по-надежден дизайн.

Заключение от Ю. В. Харечко: при изготвянето на национален стандарт, базиран на стандарта IEC 60364-5-53 (бележка от автора на статията: в момента е в сила GOST R 50571.5.53-2013), неговите изисквания трябва да бъдат правилно възпроизведени, грешките коригирани, поправени недостатъци.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник