Zrozumienie parametrów znamionowych urządzeń przeciwprzepięciowych

Jak sprawdzić, jakiej wartości znamionowej kA użyć

Wybór odpowiedniego urządzenia przeciwprzepięciowego (SPD) może wydawać się trudnym zadaniem, szczególnie w przypadku wielu różnych typów urządzeń dostępnych obecnie na rynku. Wartość udarowa lub ocena kA SPD jest jedną z najbardziej źle rozumianych ocen. Klienci często proszą o SPD w celu ochrony panelu 200A. Istnieje również tendencja do myślenia, że ​​im większy panel, tym większa wartość znamionowa urządzenia kA musi być dla ochrony. Jak zobaczysz w tym artykule, jest to powszechne błędne przekonanie.

Kiedy przepięcie dostaje się do panelu, nie obchodzi go ani nie zna rozmiaru panelu. Skąd więc wiesz, czy powinieneś użyć SPD 50 kA, 100 kA czy 200 kA? Jak omówiono w normie IEEE C62.41, okablowanie budynku zwiększa impedancję, która ogranicza prąd udarowy. Norma podaje również, że urządzenia 10kA od kilku lat odpowiednio ograniczają prądy udarowe na wejściu serwisowym. Dlatego rozsądne jest stwierdzenie, że największy udar, jaki może dostać się do instalacji elektrycznej budynku, wynosi 10 kA; jednakże, Abezpośrednie uderzenie pioruna spowodowałoby znacznie większy skok. Ekstremalnie wysokie napięcie związane z bezpośrednim uderzeniem pioruna najprawdopodobniej spowodowałoby przeskok, “samoograniczając” w ten sposób przepięcie. Dlaczego więc miałbyś kiedykolwiek potrzebować SPD o wartości znamionowej 200 kA? Krótko mówiąc – na długowieczność.

Możesz pomyśleć: jeśli 200 kA jest dobre, to 600 kA musi być trzy razy lepsze, prawda? Nie koniecznie. W pewnym momencie rating zmniejsza stopę zwrotu, powodując jedynie dodatkowe koszty i bez znaczących korzyści.

Ponieważ większość SPD dostępnych na rynku wykorzystuje warystor z tlenku metalu (MOV) jako główne urządzenie ograniczające, możemy zbadać, w jaki sposób/dlaczego osiągane są wyższe wartości znamionowe kA. Jeśli MOV ma wartość znamionową 10 kA i zauważy skok o wartości 10 kA, zużyje 100% swojej pojemności. Można to postrzegać trochę jak zbiornik gazu, gdzie wzrost spowoduje nieco degradację MOV (nie jest to już pełny 100%).

Jeśli SPD ma równolegle dwa MOV 10 kA, będzie miał wartość znamionową 20 kA. Teoretycznie MOV równomiernie podzielą udar 10 kA, więc każdy będzie pobierał 5 kA. W tym przypadku każdy MOV wykorzystał jedynie 50% swojej pojemności, co powoduje znacznie mniejszą degradację MOV – pozostawiając więcej w zbiorniku na przyszłe przepięcia.

Czy przekłada się to na “moc hamowania” przepięć? Nie. To, że SPD ma dwa lub 20 MOV równolegle, nie oznacza, że ​​ograniczy przepięcie 10 kA lepiej niż pojedynczy SPD o tej samej wartości znamionowej. Głównym celem równoległego stosowania MOV jest zwiększenie trwałości SPD. Ponownie pamiętaj, że jest to subiektywne — w pewnym momencie tylko zwiększasz koszty, włączając więcej MOV i uzyskując niewielkie korzyści.

Jak wspomniano wcześniej, rozmiar panelu tak naprawdę nie odgrywa roli przy wyborze wartości znamionowej kA. Znacznie ważniejsze jest umiejscowienie panelu w obiekcie. IEEE C62.41.2 definiuje kategorie oczekiwanych przepięć w obiekcie jako:

Kategoria C: Wejście serwisowe, trudniejsze warunki: 10 kV, udar 10 kA.
Kategoria B: Poniżej, w odległości większej lub równej 30 stóp od kategorii C, środowisko mniej surowe: 6 kV, udar 3 kA.
Kategoria A: Dalej w dół rzeki, w odległości większej lub równej 60 stóp od kategorii C, najmniej surowe środowisko: 6 kV, udar 0,5 kA.

Urządzenia kategorii C mogą być używane w lokalizacjach kategorii B lub A; jednakże urządzenie kategorii C byłoby zbyteczne w przypadku lokalizacji kategorii B. Niektórzy inżynierowie mogą zdecydować się na określenie urządzeń kategorii C o konserwatywnej konstrukcji, ale spowoduje to tylko zwiększenie kosztów, a korzyści będą niewielkie lub żadne.

Chociaż trzecie wydanie normy UL 1449 nie używa dokładnej terminologii kategorii jak IEEE C62.41.2, definiuje trzy główne typy. Typ 1 można zainstalować po stronie przewodu urządzenia nadprądowego na wejściu serwisowym (nie jest potrzebne dodatkowe urządzenie nadprądowe), co jest podobne do kategorii C. Typ 2 jest podobny do kategorii B i można go zainstalować tylko po stronie obciążenia urządzenia nadprądowego na wejściu serwisowym. Typ 3 i kategoria A to urządzenia punktowe, takie jak podłączana listwa przeciwprzepięciowagniazdko ścienne. Chociaż typy UL i kategorie IEEE są podobne, 100% nie są wymienne. Urządzenia UL typu 1 są często używane w lokalizacjach typu 2. Zaletą takiego rozwiązania jest to, że nie jest potrzebne dodatkowe urządzenie nadprądowe.

Skąd wiesz, jakiej wartości znamionowej kA użyć? Kategorie IEEE stanowią dobrą podstawę do wyboru wartości znamionowych kA. Dla każdej kategorii istnieje wiele “właściwych” rozmiarów, ale musi istnieć równowaga pomiędzy redundancją a dodatkowymi kosztami. Wybierając odpowiednią wartość znamionową kA dla SPD, należy zawsze kierować się oceną z zastrzeżeniem.

Zobacz oryginał artykułu pod adresem: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings