A túlfeszültség az elektromos berendezések meghibásodásának egyik leggyakoribb oka. Míg a villámcsapások bizonyos túlfeszültségeket okoznak, a legtöbbet kapcsolási műveletek, motorok vagy magán a hálózaton belüli zavarok okozzák. Itt jön be a 2-es típusú túlfeszültség-védő.
A 2-es típusú SPD-ket (túlfeszültségvédő eszközök) a fő elosztótáblába vagy az UPS-rendszerek elé szerelik. Feladatuk a tranziens túlfeszültségek visszaszorítása és a túlfeszültség biztonságos földelésre irányítása, így az érzékeny eszközök biztonságban vannak.
Ebben az útmutatóban lépésről lépésre lebontjuk a 2-es típusú túlfeszültségvédő felszerelését. Megtanulja a szükséges eszközöket, biztonsági ellenőrzéseket, kapcsolási rajzokat és vizsgálati módszereket. És mélyebbre fogunk menni, mint a legtöbb kezdő blog – hivatkozunk az IEC 61643 szabványokra, a legjobb vezetékezési gyakorlatokra és gyakorlati mérnöki tippekre, amelyek megóvják Önt a költséges hibáktól.
A 2. típusú SPD A közvetett villámcsapásból és kapcsolási műveletekből származó túlfeszültség kezelésére tervezték.
Hova kerül: A fő elosztó táblába (fogyasztói egység) vagy az UPS rendszerek bemeneti oldalára szerelve.
Ami ellen véd: Indukált villámlökések, kapcsolási tranziensek, hálózati zavarok.
Hogyan működik: A túlfeszültség (Up) leszorításával és az energia földre (PE) irányításával.
Az IEC 61643 által meghatározott legfontosabb paraméterek:
Uc (max. folyamatos üzemi feszültség): Az SPD által folyamatosan kezelhető maximális RMS feszültség.
Fel (feszültségvédelmi szint): Az a szorítási szint, amely a védett oldalon marad.
In (névleges kisülési áram): túlfeszültség, amelyet az SPD többször is elvisel (8/20 μs hullámforma).
Imax (maximális kisülési áram): A legnagyobb túlfeszültség, amelyet az SPD képes túlélni.
Például a cégünké SLP40-275/3S+1 2. típusú SPD besorolása:
Uc = 275 V AC
In = 20 kA
Imax = 40 kA
Fel ≤ 1,5 kV
Ez ideálissá teszi lakossági, kereskedelmi és ipari elosztótáblákhoz, valamint UPS-védelemhez.
Az SPD telepítése egy éles elosztópanelen belüli munkát jelent. A biztonság nem alku tárgya.
Kapcsolja le teljesen a tápfeszültséget a fő megszakítóról.
Ellenőrizze egy teszterrel, hogy minden vezeték feszültségmentes-e.
Lockout/Tagout (LOTO) alkalmazása: Használjon kizáró eszközöket és címkéket a véletlen újrafeszültség megelőzése érdekében.
Viseljen PPE: Hőszigetelt kesztyűt, védőszemüveget, védőcipőt.
Ellenőrizze a földelési rendszert: Győződjön meg arról, hogy a PE-rúd megfelelően van rögzítve, és az ellenállás megfelel a szabványoknak (≤10 Ω a legtöbb joghatóságban).
Fontos: A helyi előírások (IEC 60364, BS 7671, NEC vagy az Ön nemzeti kódja) megkövetelhetik a telepítést engedéllyel rendelkező villanyszerelővel. Mindig tartsa be a helyi szabványokat.
2. típusú SPD-modul (pl. SLP40-275/3S+1)
DIN-sínre szerelhető hely a panelen belül
Rézvezető: ≥6 mm² 2-es típusú SPD-k esetén (IEC ajánlás)
Megfelelő nyomatékcsavarhúzó vagy szigetelt csavarkulcs
Tartalék védelmi eszköz: MCB/biztosíték, vagy válasszon SPD-t beépített tartalék biztosítékkal (pl. BR-30FU sorozat)
Szigetelésvizsgáló és multiméter
Földkötő heveder
Ahol: A 2-es típusú SPD-t a fő elosztótáblába vagy az UPS rendszer bemeneti oldalára kell telepíteni. Ez a hely lehetővé teszi, hogy felfogja a kapcsolási túlfeszültségeket és az indukált villámtranzienseket, mielőtt azok elérnék az érzékeny terhelést.
Miért: Az SPD túl messzire történő felszerelése megnöveli a berendezés által észlelt maradék túlfeszültséget (Up).
Bevált gyakorlat:
A vezeték teljes hossza (fázis → SPD → föld) legyen ≤ 0,5 m.
Helyezze az SPD modulokat a lehető legközelebb a gyűjtősínekhez (L, N, PE).
Ha a távolság az 1-es típusú és a 2-es típusú SPD között <10 m, adjon hozzá egy leválasztó induktort (per IEC 60364) a megfelelő energiakoordináció biztosítása érdekében.
Győződjön meg arról, hogy az elosztótábla teljesen áramtalanítva van. Ellenőrizze multiméterrel vagy feszültségérzékelővel az összes bejövő fázist és a nullát.
Ellenőrizze, hogy a DIN-sín megfelelően van-e rögzítve, tiszta és korróziómentes.
Hagyjon elegendő helyet az SPD körül a szellőzéshez és a jövőbeni karbantartáshoz.
Tipp a terepgyakorlatból: A moduláris SPD-ket lehetőleg függőlegesen szerelje fel. Ez támogatja a természetes hőelvezetést, és megkönnyíti a jelzőablak ellenőrzését.
A megfelelő vezetékezés kritikus fontosságú, mivel a rossz csatlakozások teljesen veszélyeztethetik a túlfeszültség elleni védelmet.
Vezető mérete:
2-es típusú SPD (lakásos/kereskedelmi): ≥ 6 mm² réz.
1-es típusú SPD (szervizbejáratnál): ≥ 16 mm² réz.
Csatlakozási sorrend:
Csatlakoztassa a fázisvezetőket (L1, L2, L3) az SPD bemeneti kapcsokhoz.
Csatlakoztassa a nullapontot (N), ha az SPD típusa megköveteli (4P vagy 3+1).
Csatlakoztassa a földelést (PE) közvetlenül a földelőléchez a lehető legrövidebb vezetékkel.
Nyomaték: Húzza meg a kapcsokat a gyártó adatlapja szerint (általában 2,5–3,5 Nm 6 mm² Cu esetén). A meglazult kapcsok fűtési és ívkiütési kockázatot jelentenek.
Miért fontosak a rövid vezetékek: Minden 10 cm vezetékhossz hozzávetőleg 1 kV maradék túlfeszültséget ad. Ez azt jelenti, hogy a hosszú vagy tekercses vezetékek túlléphetik a berendezés tűrését.
Gyakori hiba: A PE vezeték párhuzamos vezetése a fázisvezetékekkel nagy távolságokon. Ez növeli az induktív csatolást és gyengíti a védelmet.
Miért van szükség: Egy SPD párhuzamosan van csatlakoztatva a rendszerhez. Ha az erős túlfeszültség miatt meghibásodik, rövidzárlatot okozhat. A dedikált tartalék védőberendezés biztosítja a biztonságos leválasztást a fő megszakító kioldása nélkül.
Opciók:
Szabványos SPD: Csatlakoztatás MCB-n (20–32 A tipikus lakossági) vagy biztosítékon keresztül, az SPD In és Imax szerint besorolva.
Integrált megoldás: Használjon beépített biztonsági biztosítékokkal rendelkező SPD-ket (pl. BR-30FU sorozatunk), ami szükségtelenné teszi a külső védőeszköz használatát.
Szabványok: Az IEC 61643 és a BS 7671 egyaránt szelektív koordinációt javasol az SPD és az upstream megszakítók között a kellemetlen kioldások elkerülése érdekében.
Közvetlen út a Földre: Az SPD földelő csatlakozóját közvetlenül a PE rúdhoz kell kötni. Ne láncoljon más eszközökön keresztül.
Földellenállás: Az IEC 60364 szerint a földelési ellenállásnak általában ≤10 Ω-nak kell lennie, adatközpontokban és távközlési létesítményekben pedig ≤1 Ω-nak kell lennie.
Potenciálkiegyenlítés: Győződjön meg arról, hogy minden fém burkolat és kábelárnyékolás azonos potenciálra van kötve, hogy elkerülje a veszélyes potenciálkülönbségeket a túlfeszültségek során.
Tipp: Ha lehetséges, használjon lapos vezetékeket vagy fonott rezet a PE-hez, mivel ezek alacsonyabb induktivitásúak a kerek vezetékekhez képest.
Mielőtt újra bekapcsolná a rendszert, alaposan ellenőrizze a telepítést:
Szemrevételezés:
Ellenőrizze, hogy minden csatlakozás helyes-e (L/N/PE).
Ellenőrizze, hogy a vezetékek a lehető legrövidebbek-e.
Ellenőrizze a nyomatékot minden kapocsnál.
Szigetelési teszt:
Végezzen szigetelési ellenállás vizsgálatokat az L–N, L–PE, N–PE között a vezetékek integritásának biztosítása érdekében.
Bekapcsolási ellenőrzés:
Kapcsolja be, és figyelje az SPD állapotjelző ablakát:
Zöld = működőképes
Piros = a modul meghibásodott, és ki kell cserélni
Távjelzési teszt (ha elérhető):
Távoli érintkezőkkel rendelkező SPD-k esetén ellenőrizze a riasztási integrációt a BMS/SCADA rendszerekkel.
Dokumentáció:
Jegyezze fel az SPD típusát, modellszámát, névleges paramétereit (Uc, In, Imax, Up), a telepítés dátumát és az áramkör helyét a jövőbeni karbantartáshoz.
Kiemelt kivonat jelölt (összefoglaló stílus):
A 2-es típusú túlfeszültség-védő felszereléséhez válassza le a tápfeszültséget, és szerelje fel az elosztótáblán belüli DIN-sínre. Csatlakoztassa az L/N/PE vezetékeket ≥6 mm²-es, ≤0,5 m teljes hosszúságú rézzel, adjon hozzá egy tartalék biztosítékot vagy MCB-t, és biztosítson közvetlen földelést a PE-rúdhoz. A megfelelő nyomatékra történő meghúzás után végezzen szigetelési teszteket, ellenőrizze az állapotjelzőt, és dokumentálja a telepítést.
Konfiguráció:
Csatlakoztassa az SPD-t L és N, valamint N és PE közé.
TT rendszerek esetén ügyeljen arra, hogy az N-PE védelmi út szikraközt vagy MOV+GDT kombinációt használjon a folyamatos szivárgási áramok elkerülése érdekében.
Biztonsági mentés védelem:
Az SPD ágat tápláló fázisvezetőre (L) külön biztosítékot vagy MCB-t kell felszerelni.
Tipikus lakóépület: 20–32 A MCB az SPD In/Imax szerint.
Miért számít: Megfelelő tartalék védelem nélkül az SPD meghibásodása tartós rövidzárlatot okozhat, ami kioldja a fő megszakítót és megszakítja az áramellátást a teljes rendszerben.
Konfiguráció:
SPD csatlakoztatva L1-PE, L2-PE, L3-PE, N-PE.
Javasolt 3+1 konfiguráció: MOV-ok minden fázison át a nulla felé (L1-N, L2-N, L3-N), plusz szikraköz az N és a PE között.
A 3+1 konfiguráció előnyei:
Csökkenti a maradék feszültséget a nulla és a föld között.
Jobb koordinációt biztosít TT és TN-S rendszerekben, ahol semleges elmozdulás fordulhat elő.
Biztonsági mentés védelem:
Általában 32–63 A-es MCB-re van szükség minden SPD-ághoz az ipari/kereskedelmi rendszerekben.
Szakmai tipp: A háromfázisú szünetmentes tápegység vagy a motorterhelés védelme során mindig ellenőrizze, hogy az SPD névleges rövidzárlati árama (Isc) megegyezik-e az elosztási pont hibaszintjével (IEC 61643-11 követelmény).
Elhelyezés: Telepítse a 2-es típusú SPD-t az UPS egyenirányítója elé. Ez biztosítja, hogy a közüzemi hálózatból származó túlfeszültségek rögzítve legyenek, mielőtt elérnék az UPS elektronikáját.
Miért felfelé, nem lefelé:
A későbbi telepítés zavaró kioldást okozhat, mivel az UPS inverterek harmonikusokat és gyors kapcsolási tranzienseket generálhatnak.
Az upstream elhelyezés védi az egyenirányítókat, az egyenáramú kondenzátorokat és az inverter modulokat, meghosszabbítva az UPS élettartamát.
Példa termékeinkre:
Az SLP40-275/3S+1 a kettős konverziós szünetmentes tápegység előtt biztosítja a 40 kA-ig terjedő túlfeszültség biztonságos elvezetését, megelőzve az inverteres IGBT-k és akkumulátorok feszültségét.
Mérnöki megjegyzés: Kritikus informatikai vagy egészségügyi létesítményekben fontolja meg az 1. típusú + 2. típusú kaszkád kombinálását az UPS bemenetén a villám- és kapcsolási túlfeszültség-védelem érdekében.
Hiba: SPD >0,5 m teljes vezetékhosszal csatlakoztatva.
Miért rossz: Minden 10 cm ~1 kV-ot ad a maradék feszültséghez (Fel). Az érzékeny elektronika (névleges 1,5 kV-os ellenállás) továbbra is megsérülhet.
A legjobb gyakorlat: Tartsa az SPD-t a lehető legközelebb a gyűjtősínekhez; használjon egyenes futást, kerülje a hurkokat és az éles kanyarokat.
Hiba: <6 mm² Cu vezetékek használata a 2-es típusú SPD-ekhez.
Következmény: Túlmelegedés, nagy túlfeszültség esetén a szigetelés meghibásodásának veszélye.
A legjobb gyakorlat:
2. típusú SPD → ≥6 mm² Cu (IEC 60364).
1. típus SPD → ≥16 mm² Cu.
Használjon alacsony induktivitású vezetékeket (lehetőség szerint fonott vagy lapos rézvezetéket).
Hiba: Közvetlenül csatlakoztatható SPD MCB/biztosíték nélkül.
Következmény: Ha az SPD meghibásodik rövidzárlati módban, kioldhatja a főmegszakítót, és leállíthatja az egész létesítményt.
A legjobb gyakorlat:
Mindig szereljen be egy speciális megszakítót/biztosítékot.
Használja a beépített biztosítékokkal rendelkező SPD modelleket (például a BR-30FU sorozatunkat) az egyszerűbb telepítés érdekében.
Hiba: Nagy ellenállású test (>30 Ω) vagy hosszú párhuzamos vezetés fázisvezetőkkel.
Következmény: A túlfeszültséget nem lehet biztonságosan levezetni, ami megnöveli az érintési feszültséget és veszélyezteti a berendezéseket/embereket.
A legjobb gyakorlat:
Győződjön meg arról, hogy a földelési ellenállás ≤10 Ω (IEC 60364).
Adatközpontokban/kórházakban törekedjen ≤1 Ω értékre.
Csatlakoztassa az SPD földelési kapcsot közvetlenül a legrövidebb vezetővel rendelkező PE-rúdhoz.
Hiba: Csak 2-es típusú SPD-k telepítése 1-es típusú (közvetlen villámláshoz) vagy 3-as típusú (végberendezéshez) nélkül.
Következmény: A 2-es típus önmagában nem képes elnyelni a nagy energiájú villámáramot, és nem védi meg a kényes végberendezéseket.
A legjobb gyakorlat: Kövesse a kaszkád elvet (1. típus + 2. típus + 3. típus), biztosítva a ≥10 m koordinációs távolságot, vagy használjon leválasztó induktivitást, ha <10 m.
A túlfeszültség-védő nem “telepítés és elfelejtés”. A folyamatos ellenőrzés biztosítja a megbízhatóságot.
A legtöbb SPD állapotablakkal rendelkezik (zöld = működőképes, piros = sikertelen).
Vizsgálja meg havonta vagy ismert villámcsapások után.
A távoli jelzőérintkezőkkel (NO/NC) rendelkező SPD-ket be lehet kötni egy épületfelügyeleti rendszerbe (BMS).
Ez lehetővé teszi a létesítmény vezetői számára, hogy riasztást kapjanak, ha az SPD meghibásodott, még akkor is, ha a panelt nem vizsgálják meg fizikailag.
Használjon túlfeszültség-számlálókat, például a BRSC-01-et az egyes túlfeszültség-események naplózásához.
A rekordok segítenek az előrejelző karbantartásban – ha egy SPD több nagy energiájú eseményt kezelt, tervezze meg a cserét a meghibásodás előtt.
A moduláris SPD-k (mint az SLP és BR sorozatunk) plug-in/plug-out kivitelek.
Cserélje ki a kazettát az alap újrahuzalozása nélkül – ezzel minimalizálva az állásidőt.
Végezzen szigetelési ellenállás vizsgálatot a vezetékek között.
Évente mérje meg a földelési ellenállást (cél ≤10 Ω vagy helyi kód szerint).
Dokumentálja a teszteredményeket a megfelelőségi ellenőrzésekhez és a garanciális feljegyzésekhez.
A 2-es típusú túlfeszültségvédő felszerelése nem bonyolult, de helyesen kell elvégezni. A megfelelő telepítési szabályok betartásával – rövid vezetékezés, megfelelő vezetékméret, megbízható földelés és tartalék védelem – biztosíthatja, hogy az SPD pontosan a tervezettnek megfelelően működjön.
Az UPS önmagában nem elegendő az érzékeny rendszerek védelméhez. A megfelelően telepített 2-es típusú SPD-vel való párosítás biztosítja a modern létesítmények által igényelt rugalmasságot.
Cégünk SLP40-275/3S+1 és BR-30FU sorozatú SPD-jeit egyszerű DIN-sínre szereléshez, beépített biztonsági funkciókhoz és az IEC 61643 szabványoknak való megfeleléshez tervezték. Legyen szó lakossági tábláról, kereskedelmi irodáról vagy ipari UPS-rendszerről, ezek a megoldások hosszú távú megbízhatóságot és nyugalmat biztosítanak.