A túlfeszültség-védelmi eszközök minősítésének megértése

Hogyan lehet tudni, hogy milyen kA besorolást kell használni

A megfelelő túlfeszültség-védő eszköz (SPD) kiválasztása ijesztő feladatnak tűnhet, különösen a piacon jelenleg kapható összes típus esetében. Az SPD túlfeszültség-besorolása vagy kA besorolása az egyik leginkább félreértett minősítés. Az ügyfelek általában SPD-t kérnek a 200A-es panel védelmére. Szintén hajlamosak azt gondolni, hogy minél nagyobb a panel, annál nagyobb kA-értékkel kell rendelkeznie a védelem érdekében. Amint ebből a cikkből látni fogja, ez egy általános tévhit.

Amikor túlfeszültség lép be egy panelbe, nem érdekli, és nem ismeri a panel méretét. Tehát honnan tudja, hogy 50 kA, 100 kA vagy 200 kA SPD-t kell-e használnia? Amint azt az IEEE C62.41 szabvány tárgyalja, az épület vezetékei impedanciát adnak, ami korlátozza a túlfeszültséget. A szabvány azt is kimondja, hogy a 10 kA-es készülékek már több éve megfelelően korlátozzák a túlfeszültséget a szervizbejáratnál. Ezért ésszerű azt mondani, hogy a legnagyobb túlfeszültség, amely beléphet az épület vezetékrendszerébe, 10 kA; azonban aa közvetlen villámcsapás sokkal nagyobb túlfeszültséget produkálna. A közvetlen villámcsapással járó rendkívül magas feszültség nagy valószínűséggel átvillan, ezáltal “önkorlátozza” a túlfeszültséget. Akkor miért van szüksége valaha egy 200 kA névleges SPD-re? Egyszerűen fogalmazva – a hosszú élettartamért.

Azt gondolhatja: Ha a 200 kA jó, akkor a 600 kA háromszor jobb, nem? Nem feltétlenül. Egy ponton a minősítés csökkenti a megtérülést, csak plusz költséget és jelentős előnyt nem jelent.

Mivel a legtöbb piacon lévő SPD fém-oxid varisztort (MOV) használ fő korlátozó eszközként, megvizsgálhatjuk, hogyan/miért érhető el magasabb kA besorolás. Ha egy MOV 10 kA névleges, és 10 kA-es túlfeszültséget lát, akkor 100% kapacitást használ fel. Ez egy kicsit úgy nézhető, mint egy gáztartály, ahol a túlfeszültség egy kicsit lerontja a MOV-t (már nincs tele 100%).

Ha az SPD-ben két 10 kA-es MOV van párhuzamosan, akkor 20 kA névleges lenne. Elméletileg a MOV-ok egyenletesen osztják el a 10 kA-es túlfeszültséget, így mindegyik 5 kA-t venne igénybe. Ebben az esetben minden MOV csak 50%-t használt fel kapacitásából, ami sokkal kevésbé rontja a MOV-t – több marad a tartályban a jövőbeli túlfeszültségek számára.

Ez a túlfeszültség “megállító erő”-nek számít? Nem. Csak azért, mert egy SPD-nek két vagy 20 MOV-ja van párhuzamosan, még nem jelenti azt, hogy jobban korlátozza a 10 kA-es túlfeszültséget, mint egyetlen azonos besorolású SPD. A MOV-k párhuzamos használatának fő célja az SPD élettartamának növelése. Ismét ne feledje, hogy ez szubjektív – egy ponton csak növeli a költségeket azáltal, hogy több MOV-t épít be, és kevés haszonnal jár.

Mint korábban említettük, a panel mérete nem igazán játszik szerepet a kA besorolás kiválasztásában. Sokkal fontosabb a panel elhelyezése a létesítményen belül. Az IEEE C62.41.2 a létesítményen belüli várható túlfeszültségek kategóriáit a következőképpen határozza meg:

C kategória: Szervizbejárat, súlyosabb környezet: 10kV, 10kA túlfeszültség.
B kategória: Downstream, legalább 30 láb a C kategóriától, kevésbé súlyos környezet: 6 kV, 3 kA túlfeszültség.
A kategória: lejjebb, legalább 60 láb a C kategóriától, legkevésbé súlyos környezet: 6 kV, 0,5 kA túlfeszültség.

A C kategóriás eszközök B vagy A kategóriás helyeken használhatók; a C kategóriás eszköz azonban túlzó lenne egy B kategóriás helyre. Egyes mérnökök dönthetnek úgy, hogy a C kategóriás eszközöket konzervatív kialakításúakként határozzák meg, de ez is csak növeli a költségeket, miközben csak kis előnyt jelent.

Bár az UL 1449 harmadik kiadása nem használja az IEEE C62.41.2 pontos kategóriaterminológiáját, három fő típust határoz meg. Az 1-es típus a szervizbejárati túláram-készülék vezetékoldalára szerelhető (nincs szükség extra túláram-berendezésre), amely hasonló a C-kategóriához. A 2-es típus hasonló a B-kategóriához, és csak a szervizbejárati túláram-készülék terhelési oldalára szerelhető fel. A 3-as típus és az A kategória olyan felhasználási pontok, mint a túlfeszültség-elosztó, amely csatlakoztatva vanegy fali konnektor. Bár az UL típusok és az IEEE kategóriák hasonlóak, az 100% nem cserélhető fel. Az UL Type 1 eszközöket gyakran használják a 2-es típusú helyeken. Ennek az az előnye, hogy nincs szükség extra túláram-eszközre.

Honnan tudja, hogy milyen kA besorolást kell használni? Az IEEE kategóriák jó alapot adnak a kA besorolás kiválasztásához. Minden kategóriában sok “megfelelő” méret létezik, de egyensúlyt kell teremteni a redundancia és a többletköltség között. Mindig minősített megítélést kell alkalmazni az SPD megfelelő kA besorolásának kiválasztásakor.

Lásd az eredeti cikket itt: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings