A túlfeszültség egy adott hálózatra vonatkozó maximális névleges feszültség túllépése. A túlfeszültség a fázis és a föld közötti hirtelen feszültséglökésre utal, amely a másodperc töredékét vesz igénybe. Az ilyen feszültségesés nemcsak a vezetékre, hanem a hozzá csatlakoztatott elektromos készülékekre is veszélyes. Ennek elkerülésére túlfeszültség-védelmi berendezést használnak.
Tartalom
Mi az SPD és miért van rá szükség?
Az SPD egy túlfeszültség-védelmi berendezés, amely 1 kV-ig nyújt védelmet az elektromos berendezésekhez.A készülék az áramimpulzusok földre terelésével véd a hálózati túlfeszültségek ellen, valamint a villámhatások ellen.
Az SPD-ket csak kisfeszültségű áramelosztó rendszerekben használják. Ez a készülék ipari vállalkozások és lakóépületek számára egyaránt alkalmas.
Kétféle SPD létezik:
- OPS - hálózati túlfeszültség-levezető;
- SPE - túlfeszültség-korlátozó.
Működési elve és készülék
Az SPD működési elve a varisztorok használata - egy nemlineáris elem félvezető ellenállás-ellenállás formájában az alkalmazott feszültség ellen.
Az SPD kétféle védelemmel rendelkezik:
- Kiegyensúlyozatlan (közös üzemmód) - túlfeszültség esetén a készülék impulzusokat küld a földre (fázis - föld és nulla - föld);
- Szimmetrikus (differenciális) - túlfeszültség esetén az energiát egy másik aktív vezetőre irányítják (fázis - fázis vagy fázis - nulla).
Az SPD-k működési elvének jobb megértése érdekében bemutatunk egy kis példa.
Az áramkör normál feszültsége 220 V, és amikor ebben az áramkörben impulzus lép fel, a feszültség meredeken emelkedik, például villámcsapáskor. Egy éles Túlfeszültség, az SPD ellenállása csökken, ami rövidzárlathoz vezet, ami viszont a megszakító működéséhez, majd magának az áramkörnek a lekapcsolásához vezet. Így biztosított az elektromos berendezések védelme a hirtelen feszültségesések ellen, megakadályozva, hogy nagyfeszültségű impulzus áramoljon át rajta.
Az SPD fajtái
A túlfeszültség-védelmi eszközök egy és két bemenettel, ill felosztva:
- ingázás;
- korlátozó;
- Kombinált.
Védőberendezések kapcsolása
A kapcsolókészülékek jellemző tulajdonsága a nagy ellenállás, amely erős impulzus esetén a feszültségben azonnal nullára csökken. A kapcsolóberendezések működési elve a levezetőkön alapul.
Hálózati túlfeszültség-korlátozók (SPD)
A hálózati feszültséghatárolót is nagy ellenállás jellemzi. A kapcsolóberendezéstől csak annyi a különbsége, hogy az ellenállás csökkenése fokozatosan megy végbe. A túlfeszültség-levezető a varisztor (ellenállás) működésén alapul, amelyet a tervezésénél használnak. A varisztor ellenállása a rá ható feszültségtől nem lineárisan függ. A feszültség éles növekedésével az áramerősség is élesen megnő, amely közvetlenül áthalad varisztor és aztán Az elektromos impulzusok így kisimulnak, ami után a hálózati feszültségkorlátozó visszatér eredeti állapotába.
Kombinált SPD-k
A kombinált típusú SPD-k levezetőket és varisztorokat kombinálnak, és levezető és korlátozó funkciót is elláthatnak.
SPD osztályok
Az eszközöknek csak három osztálya van a védelmi fok szerint:
- I. osztályú készülék (IV. túlfeszültség kategória) - megvédi a rendszert a közvetlen villámcsapástól, és a főkapcsolótáblába vagy a bemeneti elosztó egységbe (ASU) szerelhető. Feltétlenül használja ezt a készüléket, ha az épület nyílt területen található, és sok magas fa veszi körül, ami növeli a villámlás veszélyét.
- II. osztályú készülék (III. túlfeszültség kategória) - I. osztályú készülék kiegészítéseként használják a hálózat kapcsolási hatások elleni védelmére, pl. a belső hálózati túlfeszültségtől. A kapcsolótáblába szerelve.
- III. osztályú készülék (II. túlfeszültség kategória) - a maradék légköri és kapcsolási túlfeszültségek elleni védelemre, valamint a II. osztályú készüléken áthaladó nagyfrekvenciás interferenciák kiküszöbölésére szolgál. A telepítést mind a közönséges aljzatokba vagy csatlakozódobozokba, mind pedig magukba az elektromos készülékekbe kell elvégezni, amelyeket rögzíteni kell.
Osztályozás az áramkisülés mértéke szerint:
- B osztály - levegő- vagy gázkisülések 45-60 kA kisülési árammal. Ezeket az épület bejáratánál a főpajzsba vagy a bemeneti kapcsolóberendezésbe szerelik fel.
- C osztály - varisztor modulok 40 kA nagyságrendű kisülési árammal. További táblákban vannak kialakítva.
- A C és D osztályokat párhuzamosan használják, ha földkábelbevezetésre van szükség.
FONTOS! Az SPD-k közötti távolságnak legalább 10 méternek kell lennie a vezetékek hossza mentén.
Hogyan válasszunk SPD-t?
Az SPD kiválasztásakor az első lépés az épületben használt földelési rendszer meghatározása.
Háromféle földelési rendszer létezik:
- TN-S egyfázisú;
- TN-S három fázissal;
- TN-C vagy TN-C-S három fázissal.
Ugyanilyen fontos, hogy a készülék megvásárlásakor ügyeljünk a fenntartott hőmérsékletre. A legtöbb SPD-t úgy tervezték, hogy akár -25 hőmérsékleten is működjön. Ha a környéken nagyon hideg az éghajlat és a tél kemény, akkor az elektromos panelt ne helyezze el a szabadban, különben a készülék meghibásodik.
Az SPD kiválasztásakor a következő tényezőket is figyelembe kell venni:
- A védett berendezések fontossága;
- Az objektum becsapódásának veszélye: terep (város vagy külváros, sík nyílt terület), különleges kockázatú zóna (fák, hegyek, víztározó), különleges hatások övezete (villámhárító az épülettől 50 méternél kisebb távolságra, amely veszélyes).
Azzal a helyzettel kapcsolatban, amikor szükségessé vált az SPD telepítése, kiválasztják a megfelelő osztályt (I, II, III).
Fontos figyelembe venni a készülék feszültségállóságát is. Az I. osztályú készülékeknél ez a mutató nem haladja meg a 4 kV-ot. A II. osztályú készülék 2,5 kV-ig, a III. osztályú készülék pedig 1,5 kV-ig képes ellenállni.
Egy másik fontos paraméter az SPD kiválasztásakor a maximális folyamatos üzemi feszültség - a váltakozó vagy egyenáram effektív értéke, amelyet folyamatosan alkalmaznak az SPD-re. Ennek a paraméternek meg kell egyeznie a hálózat névleges feszültségével. A részletek az IEC 61643 - 1 szabvány 1. függelékében található információkban találhatók.
Amikor SPD-t csatlakoztat a berendezés védelmére, fontos figyelembe venni a névleges egyen- vagy váltakozó áramát, amely terhelhető.
Hogyan lehet SPD-t csatlakoztatni egy magánházban?
Az SPD a feszültségjelzőtől függően kerül felszerelésre: 220 V (egy fázis) és 380 V (három fázis).
A kapcsolási rajz lehet a folytonosságra vagy a biztonságra irányul, fontossági sorrendet kell felállítani. Az első esetben a villámvédelem átmenetileg kikapcsolható a fogyasztók ellátásának megszakításának elkerülése érdekében. A második esetben elfogadhatatlan a villámvédelem kikapcsolása, akár néhány másodpercre is, de lehetséges az ellátás teljes leállítása.
Csatlakozási rajz a TN-S földelőrendszer egyfázisú hálózatában
Egyfázisú TN-S hálózat használatakor egy fázis-, nulla üzem- és nulla védővezetőt kell csatlakoztatni az SPD-hez. A fázis és a nulla először a megfelelő kapcsokhoz, majd hurokkal a berendezés vezetékéhez csatlakozik. A védővezetőhöz egy földelővezeték van csatlakoztatva. Az SPD közvetlenül a bevezető gép után kerül telepítésre. A csatlakozási folyamat megkönnyítése érdekében az eszköz összes érintkezője meg van jelölve, így nem lehet nehézség.
Magyarázat a sémához: A, B, C - az elektromos hálózat fázisai, N - működő nullavezető, PE - védő nullavezető.
REFERENCIA. Az SPD további védelme érdekében ajánlott biztosítékokat használni, amelyeket közvetlenül a készülékre szerelnek fel.
Bekötési rajz a TN-S földelőrendszer háromfázisú hálózatában
A háromfázisú TN-S hálózat megkülönböztető jellemzője az egyfázisútól, hogy öt vezeték jön az áramforrásból, három fázis, egy működő nulla és egy védő nullavezető. Három fázis és egy nulla vezeték csatlakozik a kapcsokhoz. Az ötödik védővezető az elektromos készülék testéhez és a földhöz csatlakozik, vagyis egyfajta jumperként szolgál.
Csatlakozási rajz a TN-C földelőrendszer háromfázisú hálózatában
A TN-C földelési csatlakozási rendszerben a munka- és védővezetőket egy vezetékben (PEN) egyesítik, ez a fő különbség a TN-S földeléstől.
A TN-C rendszer egyszerűbb és már meglehetősen elavult, és általános az elavult lakásállományban. A modern szabványok szerint a TN-C-S földelési rendszert használják, amelyben külön nulla működő és nulla védővezetők vannak.
Az újabb rendszerre való átállás azért szükséges, hogy elkerüljük a szervizszemélyzet áramütését és a tűzeseteket. És természetesen a TN-C-S rendszerben jobb a védelem a hirtelen túlfeszültség ellen.
Mindhárom csatlakozási lehetőségnél túlfeszültség esetén az áramot a földkábelen vagy egy közös védővezetőn keresztül vezetik a földre, ami megakadályozza, hogy az impulzus károsítsa a teljes vezetéket és berendezést.
Csatlakozási hibák
1. SPD beszerelése rossz földhurokkal rendelkező kapcsolótáblába.
Ha ilyen hibát követ el, nemcsak az összes elektromos készüléket, hanem magát a kapcsolótáblát is elveszítheti az első villámcsapáskor, mivel nincs értelme a rossz földhurok elleni védelemnek, és ennek megfelelően nincs védelem.
2. Helytelenül kiválasztott SPD, amely nem illeszkedik a használt földelőrendszerhez.
Készülékvásárlás előtt mindenképpen tájékozódjon otthonában, hogy melyik földelési rendszert alkalmazza, vásárláskor pedig figyelmesen olvassa el annak műszaki dokumentációját a hibák elkerülése érdekében.
3. Nem megfelelő osztályú SPD használata.
Mint fentebb már szó volt róla, a túlfeszültség-védelmi eszközöknek 3 osztálya van. Minden osztály egy adott kapcsolótáblának felel meg, és a szabályoknak és előírásoknak megfelelően kell felszerelni.
4. Csak egy osztályú SPD-k telepítése.
A megbízható védelem érdekében gyakran nem elegendő egy osztályba tartozó SPD telepítése.
5. Az eszköz osztálya és rendeltetési helye összekeveredett.
Előfordul az is, hogy a B osztályú készülékek a lakás kapcsolószekrényében, a C osztályú készülékek az épület ASU-jában, a D osztályú készülékek pedig az elektronikai berendezések előtt kerülnek elhelyezésre.
Az SPD minden bizonnyal jó és szükséges dolog, de az otthoni tápegységben való használata nem kötelező.Ennek az eszköznek a csatlakoztatása esetén érdemes megjegyezni, hogy minden egyes földelési rendszerhez egyedileg kell kiválasztani. Emiatt közvetlenül a vásárlás előtt tanácsos egy tapasztalt villanyszerelő szolgáltatásait igénybe venni a bajok elkerülése érdekében.
Hasonló cikkek:
