Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Surge Protective Device (SPD) to urządzenie przeznaczone do ograniczania przejściowych przepięć i prądów udarowych rozładowania.
SPD jest kompletnym urządzeniem z własnym sposobem podłączenia i zawiera co najmniej jeden element nieliniowy.
Informacje w tym artykule są w pełni zgodne z dokumentacją normatywną [1] i [2].
przykład SPD
Klasyfikacja
Producenci muszą klasyfikować SPD według następujących parametrów:
1. Według liczby wpisów:
- W jedną stronę;
- Dwa wejścia.
Jednoportowy SPD: SPD bez impedancji szeregowej między zaciskami.
Dwuportowy SPD: SPD ze specjalną impedancją włączoną szeregowo między poszczególne zaciski wejściowe i wyjściowe.
2. Według typu konstrukcji SPD:
- Przełączanie napięcia;
- Ograniczenie napięcia.
3. Według testu klasy I, II i III.
4. Według lokalizacji:
4.1. SPD do instalacji wewnętrznej.
- SPD przeznaczone do montażu w obudowach i/lub wewnątrz budynków lub pod wiatami;
- Ograniczniki SPD montowane w obudowach zewnętrznych lub pod zadaszeniami uważa się za przeznaczone do montażu wewnątrz pomieszczeń.
4.2. SPD do montażu na zewnątrz.
SPD przeznaczone do stosowania bez obudów, na zewnątrz budynków, a nie pod wiatami (np. w napowietrznych liniach niskiego napięcia).
5. Dostępność:
5.1. Dostępne SPD.
SPD, które mogą być w pełni lub częściowo dostępne dotykowo przez niewykwalifikowany personel podczas otwierania pokryw lub obudów już zainstalowanych SPD bez użycia narzędzi.
5.2. Niedostępne SPD.
SPD, których nie może dotknąć niewykwalifikowany personel ze względu na ich montaż poza zasięgiem (na przykład na napowietrznych liniach energetycznych) lub umieszczenie w obudowach, które można otworzyć tylko za pomocą narzędzia.
6. Według metody instalacji:
- Stacjonarny.
- Przenośny.
7. Odłączniki (wraz z zabezpieczeniem nadprądowym):
7.1. Według lokalizacji:
- wewnętrzny;
- zewnętrzny;
- wewnętrzne i zewnętrzne.
7.2. Według funkcji ochronnych:
- z zabezpieczeniem termicznym;
- z zabezpieczeniem przed prądem upływowym;
- z zabezpieczeniem nadprądowym.
8. Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy zgodnie z kodami IP określonymi w normie IEC 60529.
9. Według zakresu temperatury i wilgotności:
- z normalnym zakresem;
- z rozszerzonym zasięgiem.
10. Według systemu żywnościowego:
- AC 48 do 63Hz;
- AC poza zakresem 48 do 63 Hz, co może wymagać dodatkowych lub zmodyfikowanych procedur testowych.
11. SPD wielobiegunowe.
12. Z zachowaniem SPD w przypadku uszkodzenia:
- obwód otwarty (SPD typu standard);
- zwarcie (typ zwarciowy SPD).
Preferowane wartości dla SPD
Preferowane wartości to wartości najczęściej stosowane w praktyce. Mogą być wyższe lub niższe w zależności od rzeczywistych warunków.
Preferowany prąd udarowy Iimp dla testów klasy I:
- Iimp - 1.0; 2.0; 5,0; 10,0; 12,5; 20,0 i 25,0 kA;
- Q (ładunek) - 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 6,25; 10,0 i 12,5 A s;
- W/R - 0,25; 1,0; 6,25; 25,0; 39,0; 100,0 i 156,0 kJ/om.
Energia właściwa W/R dla testu klasy I: Energia rozproszona przez prąd udarowy Iimp na jednostkę rezystancji 1 Ohm.
Preferowane wartości znamionowe prądu rozładowania (In) dla testów klasy II: 0,05; 0,10; 0,25; 0,50; 1,00; 1,50; 2.00; 2,50; 3.00; 5.00; 10.00; 15,00 i 20,00 kA.
Preferowane napięcie biegu jałowego Uoc dla badań klasy III: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2.0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 10,0 i 20,0 kV.
Preferowane poziomy napięć ochronnych Up : 0,08; 0,09; 0,10; 0,12; 0,15; 0,22; 0,33; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90; 1,00; 1,20; 1,50; 1,80; 2.00; 2,50; 3.00; 4.00; 5.00; 6.00; 8,00 i 10 kV.
Preferowane wartości maksymalnego napięcia pracy ciągłej Uc wartość skuteczna prądu: 45; 52; 63; 75; 85; 95; 110; 130; 150; 175; 220; 230; 240; 255; 260; 275; 280; 320; 335; 350; 385; 400; 420; 440; 460; 510; 530; 600; 635; 660; 690; 800; 900; 1000; 1500; 1800 i 2000 p.n.e.
Wymagania
Identyfikacja.
Producent musi podać co najmniej następujące informacje, w tym:
а) oznaczenie obowiązkowe do nanoszenia na korpusie lub na tabliczkach stałego mocowania do korpusu SPD:
1) Nazwa producenta lub marka i numer modelu;
2) maksymalne napięcie pracy ciągłej Uc (jedna wartość dla każdego rodzaju zabezpieczenia);
3) rodzaj prądu: a.s. lub "~" i/lub częstotliwość;
4) klasyfikacja testu i parametry rozładowania dla każdego deklarowanego przez producenta rodzaju ochrony, oznaczone i oznaczone kolejno:
- dla testów SPD klasy I: „test klasy I”, „Iimp” oraz wartość prądu w kA i/lub (T1 w prostokącie), „Iimp” i wartość prądu w kA;
- do testowania SPD klasy II: "test class II" , "In" i wartość prądu w kA, i/lub (T2 w prostokącie), "In” i wartość prądu w kA;
- dla badań SPD klasy III: „test klasy III”, „Uoc” oraz wartość napięcia w kV i/lub (T3 w prostokącie), „Uos” i wartość napięcia w kV;
5) poziom napięcia zabezpieczenia Up (jedna wartość dla każdego rodzaju zabezpieczenia);
6) stopień ochrony zapewnianej przez powłokę zgodnie z kodem IP, jeżeli St. IP20;
7) identyfikacja pinów lub przewodów (chyba że na urządzeniach podano inaczej);
8) znamionowy prąd obciążenia IL dla SPD dwuwejściowych lub SPD jednowejściowych z oddzielnymi zaciskami wejściowymi i wyjściowymi.
Jeżeli nie ma miejsca na wszystkie powyższe oznaczenia, wystarczy umieścić na SPD nazwę producenta lub znak towarowy i numer modelu, a pozostałe oznaczenia przenosimy do instrukcji montażu.
Jeżeli SPD jest sklasyfikowany w więcej niż jednej klasie testowej (np. test klasy I (T1) i test klasy II (T2), testowane są wszystkie zadeklarowane klasy.Jeżeli w tym przypadku producent ustalił jeden poziom ochrony, to należy zaznaczyć najwyższy poziom ochrony;
b) informacje dołączone do dostarczonego produktu:
1) lokalizacja;
2) liczba wpisów;
3) metoda instalacji;
4) znamionowy prąd zwarciowy ISCCR (z wyjątkiem przypadków określonych w 7.2.5.3 GOST IEC 61643-11-2013);
5) parametry i charakterystyki odłączników zewnętrznych (jeżeli są wymagane);
6) wskaźnik zadziałania odłącznika (jeśli występuje);
7) normalny kierunek instalacji, jeśli dotyczy;
8) instrukcje instalacji:
- rodzaje sieci niskonapięciowych (TN, TT, IT);
- zapewnione połączenie (między fazą a przewodem neutralnym, fazą a ziemią, przewodem neutralnym a ziemią, między fazami);
- napięcie znamionowe sieci AC oraz maksymalny dopuszczalny poziom regulacji napięcia, dla którego przeznaczony jest SPD, wymiary mechaniczne, długość przewodów itp.;
9) zakres temperatury i wilgotności;
10) znamionowa zdolność wyłączania prądu następczego Ifi (z wyjątkiem ograniczających SPD);
11) prąd różnicowy Ipe;
12) znamionowy prąd udarowy Itrans dla SPD klatkowego;
13) minimalna odległość od uziemionej powierzchni przewodzącej do lokalizacji SPD;
14) Imax (opcjonalnie);
c) informacje zawarte w specyfikacji produktu:
1) odporność na przepięcia doraźne UT i/lub rodzaje układów zasilania SPD (wg Załącznika B) i odpowiadające im schematy połączeń;
2) całkowity prąd rozładowania ICałkowity dla wielobiegunowych SPD (jeśli są instalowane przez producenta) i odpowiednia klasa testu;
3) spadek napięcia dla SPD dwuwejściowych;
4) odporność na przepięcia po stronie obciążenia dla SPD dwuwejściowych (jeżeli jest zainstalowany przez producenta);
5) informacje o elementach do wymiany (wskaźniki, bezpieczniki itp. jeśli występują);
6) szybkość narastania napięcia w czasie du/dt jeżeli jest ustawiona fabrycznie;
7) współczynnik prądu k, jeżeli inny niż w tabeli 20 GOST IEC 61643-11-2013;
8) rodzaje zabezpieczeń (dla SPD z więcej niż jednym typem zabezpieczenia);
d) informacje dostarczone przez producenta do badania typu:
1) obecność elementów przełączających (patrz Załącznik C do GOST IEC 61643-11-2013);
2) prąd następczy spodziewany podczas obróbki wstępnej (500 A lub>500 A, patrz Załącznik C do IEC 61643-11-2013);
3) w przypadku zastosowania w obwodzie wskaźnika stanu elementów niecertyfikowanych o indywidualnych parametrach, producent musi zapewnić odpowiednie standardy dopuszczające te elementy do udziału w badaniach;
4) izolacyjność i wytrzymałość dielektryczna izolacji poszczególnych obwodów;
5) spodziewany prąd zwarciowy do obróbki wstępnej zgodnie z 8.3.5.3.2 IEC 61643-11-2013.
Zgodność jest sprawdzana przez inspekcję.
Oznaczenie.
Oznakowanie musi być nieusuwalne i czytelne i nie może znajdować się na śrubach ani odłączalnych częściach.
Uwaga - wtyczka SPD nie jest uważana za część wymienną.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.2 normy IEC 61643-11-2013.
Wymagania elektryczne.
Ochrona przed kontaktem bezpośrednim.
Wymagania te dotyczą dostępnych SPD, jeśli maksymalne ciągłe napięcie robocze Uc przekracza 50 Vrms.
W celu ochrony przed bezpośrednim kontaktem (niedostępność części pod napięciem), SPD musi być tak zaprojektowane, aby nie można było dotknąć części pod napięciem, gdy SPD jest instalowane zgodnie z przeznaczeniem.
SPD, inne niż sklasyfikowane wyłącznie do montażu w miejscach niedostępnych, muszą być tak zaprojektowane, aby po zamontowaniu i podłączeniu jak w przypadku normalnego użytkowania części przewodzące prąd były niedostępne nawet po usunięciu części, które można usunąć bez użycia narzędzia .
Połączenie między zaciskami uziemiającymi a wszystkimi dostępnymi częściami do nich przymocowanymi musi mieć niską rezystancję.
Zgodność jest sprawdzana przez testy zgodnie z IEC 60529 i 8.3.1 GOST IEC 61643-11-2013.
Prąd różnicowy Ipe.
Dla wszystkich SPD wyposażonych w zacisk przewodu ochronnego prąd różnicowy Ipemusi być mierzony, gdy zaciski SPD są podłączone do zasilania przy testowym napięciu testowym UREFokreślony przez producenta.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Poziom napięcia ochronnego Up.
Mierzona granica napięcia SPD nie może przekraczać poziomu napięcia ochronnego ustawionego przez producenta.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.3 IEC 61643-11-2013.
Tryb pracy.
SPD musi być w stanie wytrzymać, bez niedopuszczalnych zmian w charakterystyce, określone prądy rozładowania po przyłożeniu maksymalnego ciągłego napięcia roboczego Uc.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.4 normy IEC 61643-11-2013.
Odłączniki i wskaźniki stanu.
- Rozłączniki SPD.
SPD muszą mieć rozłączniki (zewnętrzne lub wewnętrzne lub ich kombinacje), z wyjątkiem SPD przeznaczonych do połączenia N-PE w sieciach TN i/lub TT. Ich działanie musi być monitorowane przez odpowiednie wskaźniki stanu.
Wykorzystanie wskaźników podczas i po niektórych badaniach typu jest odzwierciedlone w tabeli 3 normy GOST IEC 61643-11-2013.
Tabela 3 zawiera informacje dotyczące uwzględniania rozłączników w niektórych badaniach typu.Wymagane zachowanie odłączników podczas i po niektórych badaniach typu podano zgodnie z kryteriami F, G, H, J w tabeli 4 i zweryfikowano badaniami zgodnie z 8.3.5 GOST IEC 61643-11-2013.
- Ochrona termiczna.
SPD należy chronić przed przegrzaniem w przypadku awarii lub przepięcia. Takie testy nie są przeprowadzane na SPD zawierających tylko elementy przełączające i/lub HCP.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.5.2 GOST IEC 61643-11-2013.
- Zachowanie podczas zwarcia.
SPD musi albo ulec awarii bez tworzenia niebezpiecznych warunków, albo wytrzymać spodziewane prądy zwarciowe, które mogą wystąpić w systemie zasilania, jeśli SPD jest uszkodzony.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.5.3, 8.3.5.3.1 i 8.3.5.3.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Test zgodnie z 8.3.5.3.1 normy IEC 61643-11-2013 jest przeprowadzany tylko wtedy, gdy określona znamionowa zdolność wyłączania prądu następczego Ifi jest mniejsza niż prąd testowy
Próby te nie są przeprowadzane na SPD sklasyfikowanych do montażu na zewnątrz iw miejscach niedostępnych oraz SPD przeznaczonych do połączenia N-PE w sieciach TN i/lub TT.
- Wskaźniki stanu.
Producent musi podać informacje o tym, jak działa wskaźnik i co zrobić, gdy zmieni się wskazanie stanu.
Wskaźnik stanu może składać się z dwóch części (z których jedna jest niewymienialna) połączonych elementem sprzęgającym, który może być mechaniczny, optyczny, dźwiękowy, elektromagnetyczny itp. Niewymienialna część wskaźnika stanu musi być w stanie wystrzelić co najmniej 50 razy.
Uwaga - Działanie elementu sprzęgającego sterującego niewymienialną częścią wskaźnika stanu można symulować nie poprzez działanie ogniwa wymienianej części SPD, ale w inny sposób, np. przez autonomiczny elektromagnes lub sprężynę.
Jeżeli istnieje określona norma dotycząca wskazania zastosowanego typu, to niewymienna część wskaźnika stanu musi spełniać wymagania tej normy, natomiast wskaźnik stanu musi być przetestowany na 50 operacji.
Rezystancja izolacji.
Rezystancja izolacji SPD musi być wystarczająca pod względem ochrony przed prądami upływowymi i kontaktem bezpośrednim.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.6 GOST IEC 61643-11-2013.
Wytrzymałość dielektryczna izolacji.
Wytrzymałość dielektryczna izolacji musi być wystarczająca pod względem odporności na przeskoki i ochrony przed dotykiem bezpośrednim.
Test przeprowadzany zgodnie z 8.3.7 normy IEC 61643-11-2013.
Zachowanie SPD w warunkach VPN.
SPD musi przejść wszystkie testy na HPV zgodnie z 8.3.8.1 i 8.3.8.2 normy GOST IEC 61643-11-2013 oraz spełnić określone kryterium zgodnie z tabelami w Załączniku B oraz 8.3.8.1 i 8.3. 8.2.
Uwaga 1 - Badania zgodnie z 8.3.8.1 i 8.3.8.2 GOST IEC 61643-11-2013 nie uwzględniają przypadku wystąpienia impulsu jednocześnie z STD.
SPD musi być w stanie wytrzymać przepięcia spowodowane awariami lub zakłóceniami w systemie wysokiego napięcia lub nie stwarzać zagrożenia porażeniem w przypadku awarii.
SPD, dla których producent w swoich instrukcjach ustalił możliwość ich zastosowania w systemach TT między przewodem neutralnym a PE powyżej głównego wyłącznika różnicowoprądowego, muszą spełniać kryterium zgodności dla typu ustalonego przez 8.3.8.2 GOST IEC 61643- 11-2013.
Uwaga 2 - Powyższe dotyczy przypisania zgodnie z punktem 534.2.3.3 normy IEC 60364-5-53.
Wymagania mechaniczne.
Instalacja.
SPD muszą być wyposażone w środki montażowe w celu zapewnienia niezawodności mechanicznej.
Mechaniczne kodowanie/blokowanie musi być zapewnione, aby uniknąć błędnego łączenia modułów wtykowych z gniazdami.
Zgodność jest sprawdzana przez inspekcję.
Śruby, części przewodzące i połączenia.
Zgodność z 8.4.1 GOST IEC 61643-11-2013 jest sprawdzana poprzez kontrolę i instalację próbną.
Połączenia zewnętrzne.
Połączenia elektryczne są możliwe przy użyciu jednego z poniższych sposobów:
- zaciski śrubowe i połączenia śrubowe;
- zaciski bezśrubowe;
- złącza przekłuwające izolację;
- płaskie szybkozłączki;
- koniec przewodu;
- inne równie skuteczne środki;
- lub znormalizowane wtyczki i/lub gniazda.
Zaciski muszą być zaprojektowane tak, aby umożliwić podłączenie przewodów o najmniejszych i największych przekrojach zgodnie z 8.4.2 GOST IEC 61643-11-2013.
Zaciski muszą być przymocowane do SPD w taki sposób, aby nie poluzowały się podczas dokręcania lub odkręcania śrub mocujących lub nakrętek blokujących. Do poluzowania śrub maszynowych lub nakrętek zabezpieczających może być potrzebne narzędzie.
a) Zaciski przewodów zewnętrznych muszą być takie, aby przy podłączonych przewodach zawsze gwarantowany był wymagany nacisk styku. Zaciski muszą być łatwo dostępne w przewidzianych warunkach eksploatacji;
b) zaciski do zaciskania przewodów w zaciskach nie powinny być stosowane do mocowania innych elementów, chociaż mogą zablokować zaciski i uniemożliwić ich obrót;
c) zaciski muszą mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną;
d) zaciski muszą być tak zaprojektowane, aby zaciśnięcie przewodu nie spowodowało jego uszkodzenia;
e) zaciski muszą być tak zaprojektowane, aby przewód był pewnie zaciśnięty pomiędzy powierzchniami metalowymi;
f) Zaciski muszą być tak zaprojektowane i rozmieszczone, aby podczas dokręcania śrub mocujących i nakrętek nie wyślizgiwały się sztywne przewody jednodrutowe lub wielożyłowe.
Zaciski śrubowe.
a) Śruby i nakrętki do mocowania przewodów muszą mieć gwint metryczny ISO lub inny o zbliżonym skoku i wytrzymałości mechanicznej
Uwaga - można stosować gwinty SI, BA, UN, ponieważ są one praktycznie identyczne pod względem skoku i wytrzymałości mechanicznej jak gwinty ISO;
b) Zaciski muszą być zamocowane lub umieszczone w taki sposób, aby podczas dokręcania i odkręcania śrub lub nakrętek mocujących nie mogły wypaść z punktów mocowania do SPD.
Wymagania te nie oznaczają, że konstrukcja zacisków musi zapobiegać ich obracaniu się lub przemieszczaniu, ale każdy ich ruch musi być wystarczająco ograniczony, aby zapobiec niezgodności z wymaganiami niniejszej normy.
Użycie masy izolacyjnej lub żywicy uważa się za wystarczające, aby zapobiec poluzowaniu się zacisku, pod warunkiem, że:
- te narzędzia nie są obciążone podczas normalnego użytkowania;
- na ich działanie nie mają wpływu temperatury występujące w najbardziej niekorzystnych warunkach określonych w niniejszej normie.
c) śruby lub nakrętki zacisków przeznaczonych do podłączenia przewodów ochronnych muszą być odporne na samoodkręcenie;
d) śruby nie mogą być wykonane z miękkiego lub ciągliwego metalu, takiego jak cynk lub aluminium.
Zgodność jest sprawdzana przez kontrolę i test 8.4.2.1 [1].
Zaciski bezśrubowe.
Wnioski powinny być skonstruowane w taki sposób, że:
a) każdy przewód zaciśnięto oddzielnie. Przewody łączą się lub rozłączają jednocześnie lub pojedynczo;
b) można było pewnie zacisnąć dowolną ilość przewodów do przewidzianej maksymalnej ilości.
Zgodność jest sprawdzana przez inspekcję i test 8.4.2.2. [1]Prześwity powietrzne i drogi upływu.
SPD muszą mieć odpowiednie odstępy i drogi upływu.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.4.3 [1].
Wytrzymałość mechaniczna.
Wszystkie części SPD związane z ochroną przed dotykiem bezpośrednim muszą mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną.
Zgodność jest sprawdzana przez inspekcję i test 8.4.4 [1].
Wymagania środowiskowe i materiałowe.
SPD działają zadowalająco w warunkach eksploatacji określonych w sekcji 4 [1].
Ochrona zapewniana przez powłokę (kod IP).
SPD muszą być wyposażone w obudowę chroniącą przed wnikaniem stałych ciał obcych i wnikaniem wody, oznaczoną kodem IP określonym przez producenta.
Zgodność jest sprawdzana przez kontrolę i test 8.5.1 [1].
Odporność na ciepło.
SPD muszą mieć wystarczającą odporność na ciepło.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.3.5.1-8.3.5.3 [1].
Odporny na ogień.
Części izolacyjne obudowy muszą być niepalne lub samogasnące.
Zgodność jest sprawdzana przez test 8.5.4 [1].
Opór śledzenia.
Wskaźnik śledzenia materiałów izolacyjnych, które mogą tworzyć ścieżkę przewodzącą między połączeniami elektrycznymi, jest sprawdzany za pomocą testu 8.5.5 [1].
Badanie nie jest konieczne, jeżeli droga upływu jest równa lub większa niż dwukrotna wartość określona w 8.4.3 [1] lub jeśli materiałem izolacyjnym jest ceramika, mika lub podobny materiał.
Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC).
Odporność na EMI.
SPD, zawierające lub niezawierające obwodów elektronicznych, w których wszystkie elementy są pasywne (np. diody, rezystory, kondensatory, cewki indukcyjne, warystory i inne elementy odporne na impulsy) nie są wrażliwe na zaburzenia elektromagnetyczne spodziewane w normalnych warunkach eksploatacji , więc testy odporności nie są wymagane. SPD zawierające czułe obwody elektroniczne są zgodne z normami serii IEC 61000.
Emisja hałasu.
Ograniczniki przepięć, niezależnie od tego, czy zawierają obwody elektroniczne, które nie generują częstotliwości podstawowych powyżej 9 kHz podczas normalnej pracy, mogą generować zakłócenia elektromagnetyczne tylko podczas operacji ochronnych. Czas trwania takich zakłóceń wynosi od kilku mikrosekund do kilku milisekund.
Częstotliwość, poziom i skutki takich emisji są uważane za normalne środowisko elektromagnetyczne instalacji niskiego napięcia. W związku z tym wymagania dotyczące emisji hałasu są spełnione i nie jest wymagana weryfikacja.
SPD zawierające obwody elektroniczne realizujące funkcję przełączania przy częstotliwości 9 kHz lub wyższej są zgodne z normami serii IEC 61000.
Lista referencji
- GOST IEC 61643-11-2013
- GOST R IEC 61643-12-2011