Κατανόηση των χαρακτηριστικών συσκευών προστασίας από υπερτάσεις

Πώς να μάθετε τι βαθμολογία kA να χρησιμοποιήσετε

Η επιλογή της κατάλληλης συσκευής προστασίας από υπερτάσεις (SPD) μπορεί να φαίνεται τρομακτική εργασία, ειδικά με όλους τους διαφορετικούς τύπους που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά. Η βαθμολογία αύξησης ή η βαθμολογία kA ενός SPD είναι μια από τις πιο παρεξηγημένες αξιολογήσεις. Οι πελάτες συνήθως ζητούν ένα SPD για την προστασία του πίνακα 200A τους. Υπάρχει επίσης μια τάση να πιστεύουμε ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο πίνακας, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η βαθμολογία της συσκευής kA για προστασία. Όπως θα δείτε σε αυτό το άρθρο, αυτή είναι μια κοινή παρανόηση.

Όταν ένα κύμα εισέρχεται σε έναν πίνακα, δεν τον ενδιαφέρει ούτε γνωρίζει το μέγεθος του πίνακα. Πώς ξέρετε αν πρέπει να χρησιμοποιήσετε SPD 50kA, 100kA ή 200kA; Όπως συζητείται στο πρότυπο IEEE C62.41, η καλωδίωση ενός κτιρίου προσθέτει σύνθετη αντίσταση που θα περιορίσει το ρεύμα υπέρτασης. Το πρότυπο αναφέρει επίσης ότι οι συσκευές 10 kA περιορίζουν επαρκώς τα ρεύματα υπέρτασης στην είσοδο της υπηρεσίας εδώ και αρκετά χρόνια. Επομένως, είναι λογικό να πούμε ότι το μεγαλύτερο κύμα που μπορεί να εισέλθει στο σύστημα καλωδίωσης ενός κτιρίου είναι 10 kA. ωστόσο, αάμεσο χτύπημα κεραυνού θα προκαλούσε πολύ μεγαλύτερο κύμα. Η εξαιρετικά υψηλή τάση που σχετίζεται με ένα άμεσο χτύπημα κεραυνού πιθανότατα θα αναβοσβήνει, “αυτοπεριορίζοντας” έτσι το κύμα. Γιατί λοιπόν θα χρειαστείτε ποτέ ένα SPD με ονομαστική ισχύ 200 kA; Με απλά λόγια — για μακροζωία.

Ίσως σκεφτείτε: Εάν τα 200 kA είναι καλά, τότε τα 600 kA πρέπει να είναι τρεις φορές καλύτερα, σωστά; Όχι απαραίτητα. Σε κάποιο σημείο, η βαθμολογία μειώνει την απόδοση της, προσθέτοντας μόνο επιπλέον κόστος και κανένα ουσιαστικό όφελος.

Επειδή τα περισσότερα SPD στην αγορά χρησιμοποιούν ένα βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου (MOV) ως την κύρια περιοριστική συσκευή, μπορούμε να διερευνήσουμε πώς/γιατί επιτυγχάνονται υψηλότερες βαθμολογίες kA. Εάν ένα MOV είναι βαθμολογημένο για 10kA και δει κύμα 10kA, θα χρησιμοποιούσε 100% της χωρητικότητάς του. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί κάπως σαν μια δεξαμενή αερίου, όπου το κύμα θα υποβαθμίσει λίγο το MOV (δεν είναι πλέον γεμάτο 100%).

Εάν το SPD έχει δύο MOV 10kA παράλληλα, θα βαθμολογηθεί για 20kA. Θεωρητικά, τα MOV θα διαχωρίσουν ομοιόμορφα το κύμα των 10 kA, οπότε το καθένα θα χρειαζόταν 5 kA. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε MOV έχει χρησιμοποιήσει μόνο 50% της χωρητικότητάς του, γεγονός που υποβαθμίζει το MOV πολύ λιγότερο — αφήνοντας περισσότερα στη δεξαμενή για μελλοντικές υπερτάσεις.

Αυτό μεταφράζεται σε κύμα “στάσιμο ισχύος”; Όχι. Ακριβώς επειδή ένα SPD έχει δύο ή 20 MOV παράλληλα, δεν σημαίνει ότι θα περιορίσει το κύμα των 10 kA καλύτερα από ένα μόνο SPD της ίδιας βαθμολογίας. Ο κύριος στόχος της παράλληλης ύπαρξης MOV είναι η αύξηση της μακροζωίας του SPD. Και πάλι, να έχετε κατά νου ότι αυτό είναι υποκειμενικό — κάποια στιγμή προσθέτετε μόνο κόστος ενσωματώνοντας περισσότερα MOV και λαμβάνετε μικρό όφελος.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το μέγεθος του πίνακα δεν παίζει πραγματικά ρόλο στην επιλογή μιας βαθμολογίας kA. Η θέση του πίνακα εντός της εγκατάστασης είναι πολύ πιο σημαντική. Το IEEE C62.41.2 ορίζει τις κατηγορίες των αναμενόμενων υπερτάσεων σε μια εγκατάσταση ως:

Κατηγορία Γ: Είσοδος υπηρεσίας, πιο σοβαρό περιβάλλον: 10kV, κύμα 10kA.
Κατηγορία Β: Κατάντη, μεγαλύτερη ή ίση με 30 πόδια από την κατηγορία C, λιγότερο σοβαρό περιβάλλον: 6 kV, κύμα 3 kA.
Κατηγορία Α: Πιο κάτω, μεγαλύτερη ή ίση με 60 πόδια από την κατηγορία C, λιγότερο σοβαρό περιβάλλον: 6 kV, κύμα 0,5 kA.

Οι συσκευές κατηγορίας Γ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θέσεις κατηγορίας Β ή Α. Ωστόσο, μια συσκευή Κατηγορίας Γ θα ήταν υπερβολική για μια θέση Κατηγορίας Β. Ορισμένοι μηχανικοί μπορεί να αποφασίσουν να καθορίσουν συσκευές Κατηγορίας Γ ώστε να έχουν συντηρητικό σχεδιασμό, αλλά αυτό θα προσθέσει μόνο κόστος ενώ θα προσθέσει ελάχιστα έως καθόλου οφέλη.

Αν και η τρίτη έκδοση του UL 1449 δεν χρησιμοποιεί την ακριβή ορολογία κατηγορίας ως IEEE C62.41.2, ορίζει τρεις κύριους τύπους. Ο τύπος 1 μπορεί να εγκατασταθεί στην πλευρά γραμμής της συσκευής υπερέντασης εισόδου υπηρεσίας (δεν απαιτείται επιπλέον συσκευή υπερέντασης), η οποία είναι παρόμοια με την κατηγορία C. Ο τύπος 2 είναι παρόμοιος με την κατηγορία Β και μπορεί να εγκατασταθεί μόνο στην πλευρά φορτίου της συσκευής υπερέντασης εισόδου υπηρεσίας. Ο τύπος 3 και η κατηγορία Α είναι συσκευές σημείου χρήσης όπως ένα πολύπριζο που είναι συνδεδεμένο σεμια πρίζα τοίχου. Ενώ οι τύποι UL και οι κατηγορίες IEEE είναι παρόμοιες, δεν είναι εναλλάξιμα με το 100%. Οι συσκευές UL Type 1 χρησιμοποιούνται συχνά σε τοποθεσίες Τύπου 2. Το πλεονέκτημα από αυτό είναι ότι δεν χρειάζεται επιπλέον συσκευή υπερέντασης.

Πώς ξέρετε τι βαθμολογία kA να χρησιμοποιήσετε; Οι κατηγορίες IEEE παρέχουν μια καλή βάση για την επιλογή βαθμολογιών kA. Υπάρχουν πολλά “σωστά” μεγέθη για κάθε κατηγορία, αλλά πρέπει να υπάρχει ισορροπία μεταξύ πλεονασμού και πρόσθετου κόστους. Κατά την επιλογή της κατάλληλης βαθμολογίας kA για ένα SPD θα πρέπει πάντα να χρησιμοποιείται ειδική κρίση.

Δείτε το αρχικό άρθρο στο: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings