I leictreach córais, is gnách go gcuirtear SPDanna isteach i gcumraíocht sconna (go comhthreomhar) idir na seoltóirí beo agus an domhan. Is féidir le prionsabal oibríochta SPD bheith cosúil le scoradán ciorcaid.
I ngnáthúsáid (uimh overvoltage): tá an SPD cosúil le scoradán ciorcad oscailte.
Nuair a bhíonn an overvoltage: éiríonn an SPD gníomhach agus scaoileann sé an sruth tintreach go talamh. Is féidir é a chur i gcomparáid le scoradán ciorcad a dhúnadh a dhéanfadh gearrchiorcad an líonra leictreach leis an domhan tríd an equipotential córas talmhaithe agus na páirteanna seoltacha nochta ar feadh toirt an-ghairid, teoranta do fhad an róvoltais.
Don úsáideoir, an Tá feidhmiú an SPD iomlán trédhearcach mar ní mhaireann sé ach cuid bheag de soicind.
Nuair a bheidh an tá overvoltage urscaoilte, filleann an SPD go huathoibríoch ar a gnáth luaigh (scor ciorcad oscailte).
1. Prionsabail chosanta
1.1 Modhanna Cosanta
Tá dhá modhanna overvoltage tintreach: Modh coitianta agus modh srutha iarmharach.
Tintreach overvoltages feiceáil go príomha i mód coitianta agus de ghnáth ag an tionscnamh na suiteáil leictreach. Is gnách go bhfeictear róvoltais i mód srutha iarmharach i mód TT agus cuireann sé isteach go príomha ar threalamh íogair (trealamh leictreonach, ríomhairí, etc.).
Cosaint modh coitianta idir céim/neodrach agus talamh
Céim/neodrach tá cosaint i gcóras talmhaithe TT údar nuair a bhíonn an neodrach ar an tá taobh an dáileora nasctha le nasc le luach íseal (cúpla óm ach leictreoid thalmhaithe na suiteála ná roinnt deicheanna ohm).
Sruth iarmharach cosaint modh idir céim agus neodrach
An tuairisceán reatha ansin is dócha go mbeidh an ciorcad tríd an suiteáil neodrach seachas an talamh.
An iarmharach Is féidir le voltas mód reatha U, idir chéim agus neodrach, méadú suas le luach comhionann le suim na voltas iarmharach de gach eilimint den SPD, i.e. dúbailt an leibhéal cosanta sa mhodh coitianta.
Céim/neodrach cosaint i gcóras talmhaithe TT
A samhail d'fhéadfadh feiniméan tarlú i gcóras talmhaithe TN-S má tá na seoltóirí N agus PE araon atá ar leithligh nó nach bhfuil siad comhionann i gceart. Is dócha go mbeidh an sruth ansin lean an seoltóir neodrach ar fhilleadh dó seachas an seoltóir cosanta agus an córas nasctha.
A teoiriciúil samhail cosanta is fearr is féidir, a bhaineann le gach córas talmhaithe, a bheith sainithe, cé gur i ndáiríre is beagnach i gcónaí a chomhcheanglaíonn SPDanna cosaint modha coitianta agus cosaint mód reatha iarmharach (seachas samhlacha TF nó TN-C).
Tá sé riachtanach go seiceáil go bhfuil na SPDanna a úsáidtear ag luí leis an gcóras talmhaithe.
1.2 Cosaint Chascáideach
Díreach mar ní mór cosaint forshrutha a sholáthar trí fheistí a bhfuil na rátálacha cuí acu gach leibhéal den suiteáil (bunús, tánaisteach, críochfort) comhordaithe le chéile, tá cosaint i gcoinne róvoltais neamhbhuan bunaithe ar a mhacasamhail cur chuige ag baint úsáide as meascán “cascáideach” de roinnt SPDanna.
Dó nó trí tá leibhéil SPDs riachtanach go ginearálta chun an fuinneamh a ionsú agus teorainn a chur leis róvoltais a tharlódh trí chúpláil de bharr feiniméin ascalaithe ardmhinicíochta.
An sampla thíos bunaithe ar an hipitéis ina atreoraítear ach 80% den fhuinneamh go talamh (80%: luach eimpíreach ag brath ar an gcineál SPD agus an leictreach suiteáil, ach i gcónaí níos lú ná 100%).
Tá prionsabal na úsáidtear cosaint cascáideach freisin d'fheidhmchláir íseal-srutha (teileafónaíocht, líonraí cumarsáide agus sonraí), lena gcomhcheanglaítear an chéad dá leibhéal cosanta i bhfeiste amháin atá suite de ghnáth ag tionscnamh na suiteála.
Spark bearna bunaithe comhcheanglaítear comhpháirteanna atá deartha chun an chuid is mó den fhuinneamh a scaoileadh go talamh éagsúlachtaí nó dé-óid a theorannaíonn na voltais go leibhéil atá ag luí leis an trealamh a chosaint.
Teirminéal tá cosaint comhcheangailte go ginearálta leis an gcosaint tionscnaimh seo. An teirminéal tá cosaint gar don trealamh, arna soláthar ag baint úsáide as SPDanna gaireachta.
1.2.1 Teaglaim roinnt SPDanna
D'fhonn teorainn overvoltages oiread agus is féidir, ní mór SPD a shuiteáil i gcónaí in aice leis an trealamh le cosaint 3 .
Mar sin féin, seo ní chosnaíonn cosaint ach trealamh atá ceangailte go díreach leis, ach thuas go léir, ní cheadaíonn a chumas ísealfhuinnimh an fuinneamh go léir a urscaoileadh.
Chun seo a dhéanamh, SPD is gá ag bunús na suiteála 1.
Mar an gcéanna, SPD 1 ní féidir leis an suiteáil iomlán a chosaint mar gheall ar an bhfíric go gceadaíonn sé méid den fhuinneamh iarmharach chun pas a fháil agus gur feiniméan ardmhinicíochta é an tintreach.
Ag brath ar an scála na suiteála agus na cineálacha riosca (nochtadh agus íogaireacht trealamh, criticiúlacht leanúnachas seirbhíse), tá cosaint ciorcad 2 riachtanach sa bhreis ar 1 agus 3.
Cosaint cascáideach
Tabhair faoi deara go bhfuil an ní mór an chéad leibhéal SPD (1) a shuiteáil chomh fada suas an sruth agus is féidir ón suiteáil d'fhonn a oiread agus is féidir éifeachtaí spreagtha an tintreach trí chúpláil leictreamaighnéadach.
1.3 Suíomh SPDs
Le haghaidh éifeachtach cosaint ag baint úsáide as SPDanna, d’fhéadfadh go mbeadh gá le roinnt SPDanna a chomhcheangal:
1. Príomh SPD ➀
2. Ciorcad SPD ➁
3. Cóngaracht SPD ➂
Breise d’fhéadfadh go mbeadh gá le cosaint ag brath ar an scála (fad líne) agus an íogaireacht an trealaimh atá le cosaint (ríomhaireacht, leictreonach, etc.). Dá tá roinnt SPDanna suiteáilte, ní mór rialacha comhordaithe an-bheachta a chur i bhfeidhm.
|
Bunús Suiteáil |
Dáileadh leibhéal |
Iarratas leibhéal |
|
Tá an
is mó a shuntaíonn cosaint ar thionscnamh na suiteála (cosaint phríomhúil).
den fhuinneamh teagmhais (coitianta |
Cuaird cosaint (cosaint thánaisteach) forlíontar an chosaint tionscnaimh trí comhordú agus teorainn a chur le overvoltages mód srutha iarmharaigh a eascraíonn as an cumraíocht na suiteála. |
Cóngaracht cosaint (terminal protection) feidhmíonn teorainn bhuaic deiridh an overvoltages, a bhfuil na cinn is contúirtí do threalamh. |
Tá sé tábhachtach go a choinneáil i gcuimhne go bhfuil cosaint na suiteála agus an trealaimh iomlán éifeachtach go hiomlán ach amháin má:
1. Leibhéil iolracha de SPDs a shuiteáil (cascáideacha) chun cosaint an trealaimh atá suite a chinntiú achar éigin ó bhunús na suiteála: ag teastáil le haghaidh trealaimh suite 30 m nó níos mó uaidh (IEC 61643-12) nó ag teastáil má tá an leibhéal cosanta Suas den phríomh SPD níos airde ná an chatagóir trealaimh (IEC 60364-4-443 agus 62305-4)
2. Gach líonraí cosanta:
2.1. Cumhacht líonraí a sholáthraíonn an príomhfhoirgneamh agus freisin gach foirgneamh tánaisteach, seachtrach córais soilsithe na gcarrchlós, etc.
2.2. Cumarsáid líonraí: línte isteach agus línte idir foirgnimh éagsúla
1.4 Faid chosanta
Tá sé riachtanach go gcuirfí san áireamh dearadh córas cosanta borrtha voltais éifeachtach de fhad na línte a sholáthraíonn na glacadóirí atá le cosaint (féach tábla thíos).
Go deimhin, thuas a fad áirithe, féadfaidh an voltas a chuirtear i bhfeidhm ar an nglacadóir, trí a feiniméan athshondas, go mór níos mó ná an voltas teorannaithe ionchais. Tá an Tá baint dhíreach ag méid an fheiniméan seo le saintréithe an suiteáil (seoltóirí agus córais nascáil) agus le luach an tsrutha de bharr an urscaoilte soilsithe.
Tá SPD i gceart sreangaithe nuair:
1. An cosanta tá trealamh nasctha go cothrom leis an domhan céanna a bhfuil an SPD aige ceangailte
2. An SPD agus a tá cosaint chúltaca gaolmhar ceangailte:
2.1. Go dtí an líonra (sreanga beo) agus chuig an bpríomhbharra cosanta (PE/PEN) den chlár le faid seoltóir chomh gearr agus is féidir agus níos lú ná 0.5 m.
2.2. Le seoltóirí a bhfuil a gcuid trasghearrtha oiriúnach do na ceanglais SPD (féach tábla thíos).
Tábla 1 – Uasmhéid fad líne idir SPDe agus gléas a chosaint
|
Seasamh SPD |
Ag bunús na suiteála |
Ní de bhunadh na suiteála |
|||
|
Seoltóir trasghearradh |
sreangú |
cáblaí móra |
sreangú |
cáblaí móra |
|
|
Comhdhéanamh den chóras nasctha |
AR AGHAIDH seoltóir |
< 10 m |
10 m |
< 10m* |
20 m* |
|
mogaill/trealamh |
10 m |
20 m |
20 m* |
30m* |
|
* Cosaint molta ag an bpointe úsáide má tá an t-achar níos mó
1.4.1 Éifeacht voltas dúbailte
Os cionn áirithe fad d, tosóidh an ciorcad cosanta ag an SPD ag athshondas nuair a bheidh an is ionann ionduchtacht agus toilleas:
Lω = -1 / Cω
An chuaird laghdaítear impedance ansin go dtí a fhriotaíocht. In ainneoin na coda a ghlacann an SPD, tá an sruth tintreach iarmharach I ar an gciorcad fós bunaithe ar ríogacht. A méadú, mar gheall ar athshondas, beidh méaduithe suntasacha mar thoradh ar an Ud, Uc agus Voltais Urm.
Faoi na coinníollacha, is féidir leis an voltas a chuirtear i bhfeidhm ar an nglacadóir dúbailte.
Éifeacht dúbailte voltas
Cá háit:
•C – toilleadh a léiríonn an t-ualach
•Ld – ionduchtú líne soláthair cumhachta
• Lrm – ionduchtú córais nascáil
An tsuiteáil níor cheart go mbeadh drochthionchar ag SPDanna ar leanúnachas seirbhíse, mar a bheadh contrártha leis an aidhm inmhianaithe. Ní mór iad a shuiteáil, go háirithe ag an tionscnamh suiteálacha baile nó suiteálacha comhchosúla (córais thalmhaithe TT), i i gcomhar le gléas srutha iarmharach moillithe de chineál S.
Rabhadh! Má tá stailceanna suntasacha lightning (> 5 kA), an sruth iarmharach tánaisteach féadfaidh feistí fós turas.
2. Suiteáil SPDs
2.1 SPDanna a nascadh
2.1.1 Córas nasctha nó nasc talún
Comhlachtaí caighdeán úsáid a bhaint as an téarma cineálach “gléas talmhaithe” chun coincheap an nascáil a ainmniú córas agus córas leictreoid thalmhaithe, gan aon idirdhealú a dhéanamh idir an dhá. Murab ionann agus an tuairim a fuarthas, níl aon chomhghaolú díreach idir an luach an leictreoid talmhaithe, a sholáthraítear ag minicíocht íseal chun sábháilteacht a chinntiú daoine, agus éifeachtacht na cosanta a sholáthraíonn SPDanna.
Mar a léirítear thíos, is féidir an cineál cosanta seo a bhunú fiú in éagmais talmhaithe leictreoid.
An impedance de is féidir ciorcad urscaoilte an tsrutha shunted ag an SPD a bhriseadh síos ina dhá chuid.
An chéad, an leictreoid thalmhaithe, déanta ag seoltóirí, a bhfuil de ghnáth sreanga, agus trí friotaíocht na talún. Ciallaíonn a nádúr ionduchtach go bunúsach go bhfuil a laghdaítear éifeachtacht leis an minicíocht, in ainneoin réamhchúraimí sreangaithe (teorannú fad, riail 0,5 m). Is lú an dara cuid den impedance seo infheicthe ach riachtanach ag minicíocht ard toisc go bhfuil sé comhdhéanta i ndáiríre de na acmhainn strae idir an tsuiteáil agus an talamh.
Ar ndóigh tá an athraíonn luachanna coibhneasta gach ceann de na comhpháirteanna seo de réir an chineáil agus scála na suiteála, suíomh an SPD (príomhchineál nó cineál cóngarachta) agus de réir na scéime leictreoidí talmhaithe (córas talmhaithe).
Mar sin féin tá sé cruthaithe go bhfuil sciar an chosantóra borrtha voltais den sruth urscaoilte Is féidir teacht ar 50 go 90% ar an gcóras equipotential ach an méid go díreach Tá thart ar 10 go 50% urscaoilte ag an leictreoid talmhaithe. Tá an córas nascáil riachtanach chun voltas tagartha íseal a choinneáil, atá níos mó nó níos lú mar an gcéanna ar fud na suiteála ar fad.
Ba cheart go mbeadh na SPDanna ceangailte leis an gcóras nasctha seo chun an éifeachtacht uasta.
An t-íosmhéid cuireann trasghearradh molta do na seoltóirí naisc san áireamh an urscaoileadh uasta luach reatha agus na saintréithe an deireadh saoil gléas cosanta.
Tá sé neamhréadúil an trasghearradh seo a mhéadú chun faid nasc nach ndéanann cloí leis an riail 0.5 m. Go deimhin, ag minicíocht ard, an impedance an seoltóirí ceangailte go díreach lena fad.
I leictreach lasc-chláir agus painéil mhóra, b'fhéidir gur smaoineamh maith é an impedance an nasc trí úsáid a bhaint as na codanna seoltaí miotail nochta den fonnadh, plátaí agus imfháluithe.
Tábla 2 – Íosmhéid trasghearradh de na seoltóirí naisc SPD
|
Cumas SPD |
Trasghearradh (mm2) |
|
|
Aicme II SPD |
SCaighdeán: Imax < 15 kA (x 3-aicme II) |
6 |
|
EMéadaithe: Imax < 40 kA (x 3-aicme II) |
10 |
|
|
HArd: Imax < 70 kA (x 3-aicme II) |
16 |
|
|
Aicme I SPD |
16 |
|
Tá úsáid an páirteanna seoltacha miotail nochta de imfháluithe mar sheoltóirí cosanta ceadaithe ag caighdeán IEC 60439-1 chomh fada agus a bheidh sé seo deimhnithe ag an monaróir.
Tá sé i gcónaí b'fhearr seoltóir sreinge a choinneáil chun na seoltóirí cosanta a nascadh chuig an mbloc teirminéil nó chuig an mbailitheoir, a dhúblaíonn ansin an nasc a rinneadh trí na codanna seoltacha nochta den chassis imfhálú.
2.1.2 Fad ceangail
Go praiticiúil tá sé molta nach mó ná 50 cm fad iomlán an chuaird SPD. Níl an riachtanas seo éasca i gcónaí a chur i bhfeidhm, ach ag baint úsáide as an fáil féadfaidh páirteanna seoltacha nochta in aice láimhe cabhrú.
Fad iomlán an Ciorcad SPD
* Is féidir a shuiteáil ar an iarnród DIN céanna. Mar sin féin beidh an tsuiteáil a chosaint níos fearr má tá an dá tá feistí suiteáilte ar 2 ráillí DIN éagsúla (SPD faoin gcosaint)
Líon na laghdóidh stailceanna tintreach is féidir leis an SPD a ionsú le luach an sruth a urscaoileadh (ó 15 bhuille do shruth ar luach In go dtí stailc amháin ag Imax/Iimp).
Riail 0.5 m In teoiric, nuair a bhuaileann tintreach, an voltas Ut a bhfuil an glacadóir faoi réir mar an gcéanna leis an voltas cosanta Suas an borradh voltas protector (dá In), ach i gcleachtas is é an dara ceann níos airde.
Go deimhin, tá an laghduithe voltais de bharr bacainní na seoltóirí nasc SPD agus a cuirtear gléas cosanta leis seo:
Ut = UI1 + Ud + UI2 + Suas + UI3
Mar shampla, an tumadh voltais i 1 m seoltóra arna taisteal anonn le sruth ríogach 10 kA do Sroichfidh 10 μs 1000 V.
Δu = L × di / dt
• di – Athrú reatha 10,000 A
• dt – Athrú ama 10 μs
• L – ionduchtacht 1 m seoltóir = 1 μs
• Luach Δu a chur leis an voltas Suas
An fad iomlán Caithfidh Lt a bheith chomh gearr agus is féidir mar sin. Go praiticiúil moltar go Ní sháraítear 0.5 m. I gcás deacrachta, d'fhéadfadh sé a bheith cabhrach úsáid leathan, árasán seoltóirí (bréid inslithe, barraí solúbtha inslithe).
0.5 m SPD riail ceangail
An nasc domhain níor chóir go mbeadh seoltóir an chosantóra borrtha voltais glas/buí sa tuiscint ar an sainmhíniú ar sheoltóir Corpoideachais.
Tá cleachtas coiteann sa chaoi is go n-úsáidtear an mharcáil seo go minic, áfach.
Roinnt sreangú is féidir le cumraíochtaí cúpláin a chruthú idir an sruth agus an sruth seoltóirí an SPD, ar dócha go scaipeann an tonn tintreach ar fud na suiteála.
SPD sreangú cumraíocht #1
In aghaidh srutha agus seoltóirí le sruth atá nasctha ar an teirminéal cosantóir borrtha voltais le a cosán coitianta.
SPD sreangú cumraíocht 1
SPD sreangú cumraíocht #2
Ionchur agus aschur seoltóirí atá scartha go fisiciúil go maith agus nasctha ar an teirminéal céanna.
SPD sreangú cumraíocht 2
SPD sreangú cumraíocht #3
Ceangal seoltóirí ró-fhada, seoltóirí aschuir scartha go fisiciúil.
SPD sreangú cumraíocht 3
SPD sreangú cumraíocht #4
Ceangal seoltóirí chomh gearr agus is féidir le seoltóir fillte ón teirminéal cré gar do na seoltóirí beo.
SPD sreangú cumraíocht 4
2.2 Cosaint deireadh ré SPDanna
Tá an SPD a gléas ar gá aird ar leith a thabhairt ar deireadh a saoil. A chomhpháirteanna aois gach uair a bhíonn stailc lightning.
Ag deireadh an tsaoil déanann feiste inmheánach sa SPD é a dhícheangal ón soláthar. Táscaire (ar an cosantóir) agus aiseolas aláraim roghnach (aiseolas stádas cúlpháirtí feistithe) cuir in iúl an stádas seo, a éilíonn athsholáthar an mhodúil i gceist.
Má sháraíonn an SPD a chumais teorann, féadfar é a scrios trí chiorcadú féin. A dá bhrí sin ní mór gléas cosanta gearrchiorcaid agus ró-ualaithe a shuiteáil i sraith in aghaidh an tsrutha den SPD (tugtar é seo go coitianta don bhrainse SPD).
Fíor X - Prionsabail suiteála SPDanna le cosaint ghaolmhar
Contrártha le tuairim faighte áirithe, ní mór cosantóir borrtha voltais a chosaint i gcónaí i gcoinne sruthanna gearrchiorcaid agus ró-ualaithe. Agus baineann sé seo le gach cosantóirí borrtha voltais, idir rang II agus rang I, beag beann ar na cineálacha comhpháirteanna nó teicneolaíochtaí a úsáidtear.
An chosaint seo a sholáthar de réir na ngnáthrialacha idirdhealaithe.
2.3 Comhordú SPDs
Roinnt SPDanna a shocrú i gcascáid éilíonn siad iad a chomhordú ionas go absorbs gach ceann acu an fuinneamh ar an mbealach is fearr agus cuireann sé teorainn le scaipeadh an tintreach tríd an suiteáil oiread agus is féidir.
An comhordú Is coincheap casta é na SPDanna nach mór a bheith ina ábhar do shainstaidéir agus tástálacha. Achair íosta idir SPDs nó cur isteach chokes díchúplála nach bhfuil molta ag monaróirí.
Bunscoile agus ní mór SPDanna tánaisteacha a chomhordú ionas go mbeidh an fuinneamh iomlán le scaipeadh (E1 + E2) a roinnt eatarthu de réir a gcumas urscaoilte. Tá an cuireann an t-achar molta d1 ar chumas na gcosantóirí borrtha voltais a dhíchúpláil agus mar sin cuireann sé cosc ar an iomarca fuinnimh a bheith ag dul go díreach isteach sa SPD tánaisteach leis an mbaol é a mhilleadh.
Seo é staid atá ag brath go deimhin ar shaintréithe gach ceann de na SPDanna.
Fíor X - Comhordú SPDs
Dhá comhionann cosantóirí borrtha voltais. Mar shampla Suas: 2 kV agus Imax: 70 kA) is féidir a bheith suiteáilte gan an t-achar d1 a bheith riachtanach: déanfar an fuinneamh a roinnt a bheag nó a mhór go cothrom idir an dá SPD. Ach dhá SPD éagsúla (mar shampla Suas: 2 kV/Imax: 70 kA agus Suas: 1.2 kV/Imax: 15 kA) ar a laghad 8 m óna chéile seachain an iomarca éilimh a chur ar an dara cosantóir borrtha voltais.
Mura gcuirtear in iúl é, glac d1 nóim (i méadair) mar 1% den difríocht idir Up1 agus Up2 (i volta). Mar shampla:
Up1 = 2.0 kV (2000 V) agus Up2 = 1.2 kV (1200 V)
⇒ d1 = 8 m nóim. (2000 – 1200 = 800 >> 1% de 800 = 8 m)
Sampla eile, dá:
Suas1 = 1.4 kV agus Suas2 = 1.2 kV ⇒ d1 = 2 m min
