Понимание номинальных характеристик устройств защиты от перенапряжений

Как узнать, какой номинал кА использовать

Выбор подходящего устройства защиты от перенапряжения (SPD) может показаться сложной задачей, особенно учитывая все его типы, представленные сегодня на рынке. Номинал перенапряжения или рейтинг кА УЗИП является одним из наиболее неправильно понимаемых рейтингов. Клиенты обычно просят использовать УЗИП для защиты своей панели на 200 А. Существует также тенденция думать, что чем больше панель, тем выше должен быть рейтинг устройства kA для защиты. Как вы увидите в этой статье, это распространенное заблуждение.

Когда волна попадает в панель, ее размер не заботится и не знает. Итак, как узнать, следует ли вам использовать УЗИП на 50 кА, 100 кА или 200 кА? Как обсуждается в стандарте IEEE C62.41, проводка здания добавляет импеданс, который ограничивает импульсный ток. В стандарте также указано, что устройства на 10 кА в течение нескольких лет адекватно ограничивают импульсные токи на служебном входе. Поэтому разумно сказать, что самый большой скачок напряжения, который может попасть в электропроводку здания, составляет 10 кА; однако,прямой удар молнии вызовет гораздо больший всплеск. Чрезвычайно высокое напряжение, связанное с прямым ударом молнии, скорее всего, приведет к вспышке, тем самым “самоограничивая” скачок напряжения. Так зачем же вам вообще нужен УЗИП, рассчитанный на ток 200 кА? Проще говоря — для долголетия.

Вы можете подумать: если 200 кА — это хорошо, то 600 кА должно быть в три раза лучше, верно? Не обязательно. В какой-то момент рейтинг снижает свою доходность, добавляя лишь дополнительные затраты и не принося существенной выгоды.

Поскольку в большинстве УЗИП, представленных на рынке, в качестве основного ограничительного устройства используется металлооксидный варистор (MOV), мы можем изучить, как и почему достигаются более высокие номиналы кА. Если MOV рассчитан на ток 10 кА и видит скачок тока 10 кА, он будет использовать 100% своей мощности. Это можно рассматривать как бензобак, в котором скачок напряжения немного ухудшит работу MOV (100% он больше не полон).

Если УЗИП имеет два параллельных варистора на 10 кА, он будет рассчитан на ток 20 кА. Теоретически, варисторы будут равномерно распределять импульс тока 10 кА, поэтому каждый из них будет потреблять 5 кА. В этом случае каждый MOV использовал только 50% своей мощности, что ухудшает работу MOV гораздо меньше, оставляя больше в резервуаре для будущих скачков напряжения.

Означает ли это всплеск “останавливающей силы”? Нет. Тот факт, что УЗИП имеет два или 20 параллельно включенных варисторов, не означает, что он будет ограничивать скачок тока 10 кА лучше, чем один УЗИП того же номинала. Основная цель параллельного подключения MOV — увеличить срок службы УЗИП. Опять же, имейте в виду, что это субъективно — в какой-то момент вы только увеличиваете затраты, добавляя больше MOV и получая небольшую выгоду.

Как упоминалось ранее, размер панели на самом деле не играет роли при выборе номинала кА. Гораздо важнее расположение панели внутри объекта. IEEE C62.41.2 определяет категории ожидаемых скачков напряжения на объекте как:

Категория C: Служебный вход, более суровые условия: 10 кВ, скачок тока 10 кА.
Категория B: Ниже по течению, на расстоянии не менее 30 футов от категории C, менее суровая среда: скачок напряжения 6 кВ, 3 кА.
Категория A: Дальше по течению, на расстоянии не менее 60 футов от категории C, наименее суровая среда: 6 кВ, скачок тока 0,5 кА.

Устройства категории C можно использовать в местах категории B или A; однако устройство категории C было бы излишним для местоположения категории B. Некоторые инженеры могут решить выбрать устройства категории C с консервативной конструкцией, но это также только увеличит стоимость, но практически не принесет никакой пользы.

Хотя третье издание UL 1449 не использует точную терминологию категорий, как IEEE C62.41.2, оно определяет три основных типа. Тип 1 может быть установлен на стороне линии устройства максимального тока служебного входа (дополнительное устройство максимального тока не требуется), что аналогично категории C. Тип 2 аналогичен категории B и может быть установлен только на стороне нагрузки устройства максимального тока служебного входа. Тип 3 и категория A — это точечные устройства использования, такие как удлинитель импульсного напряжения, который подключается к сети.розетка. Хотя типы UL и категории IEEE схожи, они не являются взаимозаменяемыми по стандарту 100%. Устройства UL типа 1 часто используются в местах типа 2. Преимущество этого заключается в том, что не требуется дополнительное устройство максимального тока.

Как узнать, какой номинал кА использовать? Категории IEEE обеспечивают хорошую основу для выбора рейтингов kA. Для каждой категории существует множество “правильных” размеров, но должен быть баланс между избыточностью и добавленной стоимостью. При выборе соответствующего номинала кА для УЗИП всегда следует использовать квалифицированное суждение.

Смотрите оригинальную статью по адресу: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings