Förstå värderingar av överspänningsskyddsanordningar

Hur man vet vilken kA-klassificering som ska användas

Att välja lämplig överspänningsskyddsenhet (SPD) kan verka som en skrämmande uppgift, särskilt med alla de olika typerna på marknaden idag. Överspänningen eller kA-betyget för en SPD är en av de mest missförstådda betygen. Kunder frågar ofta efter en SPD för att skydda sin 200A-panel. Det finns också en tendens att tro att ju större panel, desto större kA-enhetsklassificering måste vara för skydd. Som du kommer att se i den här artikeln är detta en vanlig missuppfattning.

När en våg kommer in i en panel bryr den sig inte eller vet storleken på panelen. Så hur vet du om du ska använda en 50kA, 100kA eller 200kA SPD? Som diskuteras i IEEE-standarden C62.41, lägger en byggnads ledningar till impedans som begränsar överspänningsströmmen. Standarden säger också att 10kA-enheter har begränsat överspänningsströmmar på ett adekvat sätt vid serviceingången i flera år. Därför är det rimligt att säga att den största vågen som kan komma in i en byggnads ledningssystem är 10kA; dock adirekt blixtnedslag skulle ge en mycket större våg. Den extremt höga spänningen i samband med ett direkt blixtnedslag skulle med största sannolikhet övertända, och därigenom “självbegränsa” överspänningen. Så varför skulle du någonsin behöva en SPD klassad för 200kA? Enkelt uttryckt - för lång livslängd.

Du kanske tänker: Om 200kA är bra, så måste 600kA vara tre gånger bättre, eller hur? Inte nödvändigtvis. Vid någon tidpunkt minskar betyget sin avkastning, vilket bara tillför extra kostnader och ingen betydande fördel.

Eftersom de flesta SPD:er på marknaden använder en metalloxidvaristor (MOV) som den huvudsakliga begränsande enheten, kan vi utforska hur/varför högre kA-värden uppnås. Om en MOV är klassad för 10kA och ser en ökning på 10kA, skulle den använda 100% av sin kapacitet. Detta kan ses ungefär som en bensintank, där ökningen kommer att försämra MOV lite (inte längre är den 100% full).

Om SPD har två 10kA MOVs parallellt, skulle den klassas för 20kA. Teoretiskt kommer MOV:erna jämnt att dela upp 10kA-ökningen, så var och en skulle ta 5kA. I det här fallet har varje MOV endast använt 50% av sin kapacitet, vilket försämrar MOV mycket mindre - vilket lämnar mer kvar i tanken för framtida överspänningar.

Översätts detta till överspännings-“stoppkraft”? Nej. Bara för att en SPD har två eller 20 MOV parallellt betyder det inte att den kommer att begränsa 10kA-ökningen bättre än en enda SPD med samma klassificering. Huvudsyftet med att ha MOVs parallellt är att öka SPD:s livslängd. Återigen, kom ihåg att detta är subjektivt - någon gång lägger du bara till kostnaden genom att införliva fler MOV:er och få liten nytta.

Som nämnts tidigare spelar panelstorleken inte riktigt någon roll vid valet av en kA-betyg. Platsen för panelen inom anläggningen är mycket viktigare. IEEE C62.41.2 definierar kategorierna av förväntade överspänningar inom en anläggning som:

Kategori C: Serviceingång, svårare miljö: 10kV, 10kA överspänning.
Kategori B: Nedströms, större än eller lika med 30 fot från kategori C, mindre svår miljö: 6kV, 3kA överspänning.
Kategori A: Längre nedströms, större än eller lika med 60 fot från kategori C, minst allvarlig miljö: 6 kV, 0,5 kA överspänning.

Kategori C-enheter kan användas i kategori B- eller A-platser; emellertid skulle en kategori C-enhet vara överdriven för en kategori B-plats. Vissa ingenjörer kan välja att specificera kategori C-enheter för att ha en konservativ design, men detta kommer också bara att öka kostnaden samtidigt som det ger liten eller ingen fördel.

Även om UL 1449 tredje upplagan inte använder den exakta kategoriterminologin som IEEE C62.41.2, definierar den tre huvudtyper. Typ 1 kan installeras på linjesidan av överströmsanordningen för serviceingången (ingen extra överströmsanordning behövs), vilket liknar kategori C. Typ 2 liknar kategori B och kan endast installeras på lastsidan av överströmsanordningen för serviceingången. Typ 3 och Kategori A är enheter för användningsställe som en överspänningsdosa som är ansluten tillett vägguttag. Även om UL-typer och IEEE-kategorier liknar varandra, är de inte 100% utbytbara. UL typ 1-enheter används ofta på typ 2-platser. Fördelen med att göra detta är att det inte behövs någon extra överströmsenhet.

Hur vet du vilket kA-betyg du ska använda? IEEE-kategorierna ger en bra bas för att välja kA-betyg. Det finns många “rätt” storlekar för varje kategori, men det måste finnas en balans mellan redundans och merkostnad. Kvalificerad bedömning bör alltid användas vid val av lämplig kA-betyg för en SPD.

Se originalartikeln på: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings