Ylijännitesuojalaitteiden luokitusten ymmärtäminen

Kuinka tietää, mitä kA-luokitusta käytetään

Sopivan ylijännitesuojalaitteen (SPD) valitseminen voi tuntua pelottavalta tehtävältä, varsinkin kaikilla markkinoilla olevilla eri tyypeillä. SPD:n ylijänniteluokitus tai kA-luokitus on yksi väärinymmärretyimpiä luokituksia. Asiakkaat pyytävät yleensä SPD:tä suojaamaan 200A paneeliaan. On myös taipumus ajatella, että mitä suurempi paneeli, sitä suurempi kA-laitteen luokitus on oltava suojausta varten. Kuten näet tästä artikkelista, tämä on yleinen väärinkäsitys.

Kun ylijännite tulee paneeliin, se ei välitä tai tiedä paneelin kokoa. Joten mistä tiedät, pitäisikö sinun käyttää 50 kA, 100 kA vai 200 kA SPD:tä? Kuten IEEE-standardissa C62.41 mainitaan, rakennuksen johdotus lisää impedanssia, joka rajoittaa ylijännitevirtaa. Standardissa todetaan myös, että 10 kA:n laitteet ovat rajoittaneet riittävästi aaltovirtoja palvelun sisäänkäynnissä useiden vuosien ajan. Siksi on järkevää sanoa, että suurin rakennuksen johdotusjärjestelmään voi tulla 10 kA; kuitenkin asuora salaman isku aiheuttaisi paljon suuremman jännitteen. Suoraan salamaniskuun liittyvä äärimmäisen korkea jännite todennäköisimmin välähtäisi, mikä “rajoittaisi” jännitteen. Joten miksi tarvitset SPD:tä, jonka teho on 200 kA? Yksinkertaisesti sanottuna – pitkäikäisyys.

Saatat ajatella: Jos 200kA on hyvä, niin 600kA on oltava kolme kertaa parempi, eikö niin? Ei välttämättä. Jossain vaiheessa luokitus vähentää sen tuottoa, lisää vain ylimääräisiä kustannuksia eikä ole merkittävää hyötyä.

Koska useimmat markkinoilla olevat SPD:t käyttävät metallioksidivaristoria (MOV) päärajoituslaitteena, voimme tutkia, kuinka/miksi korkeammat kA-arvot saavutetaan. Jos MOV on mitoitettu 10 kA:lle ja se näkee 10 kA:n ylikuormituksen, se käyttäisi 100% kapasiteetistaan. Tätä voidaan katsoa hieman kaasusäiliöksi, jossa aalto heikentää MOV:ta hieman (se ei ole enää 100% täynnä).

Jos SPD:ssä on kaksi 10 kA:n MOV:ta rinnakkain, sen teho on 20 kA. Teoreettisesti MOV:t jakavat tasaisesti 10 kA:n aaltopiikin, joten kukin kestäisi 5 kA. Tässä tapauksessa kukin MOV on käyttänyt vain 50% kapasiteetistaan, mikä heikentää MOV:ta paljon vähemmän – säiliöön jää enemmän jäljellä tulevia jännitteitä varten.

Muuttuuko tämä “pysäytysvoimaksi”? Ei. Se, että SPD:ssä on kaksi tai 20 MOV:ta rinnakkain, ei tarkoita, että se rajoittaa 10 kA:n ylivirtausta paremmin kuin yksittäinen samanarvoinen SPD. MOV-laitteiden rinnakkaisen käytön päätavoite on pidentää SPD:n käyttöikää. Muista jälleen, että tämä on subjektiivista - jossain vaiheessa vain lisäät kustannuksia sisällyttämällä enemmän MOV-laitteita ja saat vain vähän hyötyä.

Kuten aiemmin mainittiin, paneelin koolla ei varsinaisesti ole merkitystä kA-luokituksen valinnassa. Paneelin sijainti laitoksessa on paljon tärkeämpi. IEEE C62.41.2 määrittelee laitoksen odotettavissa olevat ylijänniteluokat seuraavasti:

Luokka C: Palvelun sisäänkäynti, ankarampi ympäristö: 10kV, 10kA ylijännite.
Luokka B: Alavirtaan, vähintään 30 jalkaa luokasta C, vähemmän vakava ympäristö: 6 kV, 3 kA ylijännite.
Luokka A: Kauempana alavirtaan, vähintään 60 jalkaa luokasta C, vähiten ankara ympäristö: 6 kV, 0,5 kA ylijännite.

C-luokan laitteita voidaan käyttää B- tai A-luokan paikoissa; Luokan C laite olisi kuitenkin liian suuri B-luokan sijaintiin. Jotkut insinöörit saattavat päättää määrittää C-luokan laitteille konservatiivisen suunnittelun, mutta tämä myös vain lisää kustannuksia ja lisää vain vähän tai ei ollenkaan hyötyä.

Vaikka UL 1449:n kolmas painos ei käytä tarkkaa luokkaterminologiaa kuin IEEE C62.41.2, se määrittelee kolme päätyyppiä. Tyyppi 1 voidaan asentaa huoltotulon ylivirtalaitteen linjan puolelle (ei tarvita ylimääräistä ylivirtalaitetta), joka on samanlainen kuin luokka C. Tyyppi 2 on samanlainen kuin luokka B ja se voidaan asentaa vain huoltotulon ylivirtalaitteen kuormapuolelle. Tyyppi 3 ja luokka A ovat käyttöpisteitä, kuten pistorasiaan liitetty ylijännitejohtoseinäpistorasia. Vaikka UL-tyypit ja IEEE-luokat ovat samankaltaisia, ne eivät ole 100% vaihdettavissa. UL Type 1 -laitteita käytetään usein tyypin 2 paikoissa. Tämän tekemisen etuna on, että ylimääräistä ylivirtalaitetta ei tarvita.

Mistä tiedät mitä kA-luokitusta käytetään? IEEE-luokat tarjoavat hyvän pohjan kA-luokituksen valinnassa. Jokaiselle luokalle on monia “oikeita” kokoja, mutta redundanssin ja lisäkustannusten välillä on oltava tasapaino. Asianmukaista kA-luokitusta SPD:lle valittaessa tulee aina käyttää pätevää harkintaa.

Katso alkuperäinen artikkeli osoitteessa: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings