전기에서는 시스템에서 SPD는 일반적으로 분기기 구성(병렬)으로 설치됩니다. 활선 도체와 접지 사이. SPD의 작동 원리는 다음과 같습니다. 회로 차단기와 유사합니다.
일반적인 사용 시(아니요 과전압): SPD는 개방형 회로 차단기와 유사합니다.
있을 때 과전압: SPD가 활성화되어 낙뢰 전류를 방전합니다. 지구. 이는 회로 차단기가 닫히는 것과 유사할 수 있습니다. 등전위를 통해 전기 네트워크를 접지와 단락시키다 아주 짧은 순간 동안 접지 시스템과 노출된 전도성 부품, 과전압 지속 시간으로 제한됩니다.
사용자의 경우, SPD의 작동은 아주 짧은 시간 동안만 지속되므로 완전히 투명합니다. 잠깐.
때 과전압이 방전되면 SPD가 자동으로 정상으로 돌아갑니다. 상태(회로 차단기 개방).
1. 보호 원칙
1.1 보호 모드
두 가지가있다 낙뢰 과전압 모드: 공통 모드 및 잔류 전류 모드.
번개 과전압은 주로 공통 모드에서 나타나며 일반적으로 전기 설치. 잔류 전류 모드의 과전압은 일반적으로 나타납니다. TT 모드에서는 주로 민감한 장비(전자 장비, 컴퓨터 등).
위상/중성 및 접지 간 공통 모드 보호
위상/중성 TT 접지 시스템의 보호는 중성선이 타당할 때 정당화됩니다. 분배기 측은 낮은 값(몇 옴)의 연결에 연결되어 있지만 설비의 접지 전극은 수십 옴입니다.
잔류 전류 위상과 중립 사이의 모드 보호
현재 수익률 그러면 회로는 설치가 아닌 중립을 통해 이루어질 가능성이 높습니다. 지구.
잔차 위상과 중성 사이의 전류 모드 전압 U는 최대 값까지 증가할 수 있습니다. SPD의 각 요소의 잔류 전압의 합과 같습니다. 즉 공통 모드에서 보호 수준을 두 배로 늘립니다.
위상/중성 TT 접지 시스템의 보호
비슷한 N 및 PE 도체가 모두 있는 경우 TN-S 접지 시스템에서 현상이 발생할 수 있습니다. 분리되어 있거나 등전위가 적절하지 않습니다. 그러면 현재의 가능성은 다음과 같습니다. 보호 도체보다는 복귀 시 중성 도체를 따르십시오. 그리고 본딩 시스템.
이론적 모든 접지 시스템에 적용되는 최적의 보호 모델이 가능합니다. 실제로 SPD는 거의 항상 공통 모드 보호와 잔류 전류 모드 보호(IT 또는 TN-C 모델 제외)
그것은 필수적이다 사용된 SPD가 접지 시스템과 호환되는지 확인하십시오.
1.2 계단식 보호
그냥 과전류 보호는 다음에 적합한 정격을 갖춘 장치에 의해 제공되어야 합니다. 각 설치 수준(원본, 보조, 터미널)은 다음과 같이 조정됩니다. 일시적인 과전압에 대한 보호는 유사한 기반을 기반으로 합니다. 여러 SPD의 "계단식" 조합을 사용하여 접근합니다.
둘 또는 셋 SPD 수준은 일반적으로 에너지를 흡수하고 제한하는 데 필요합니다. 고주파 발진 현상으로 인한 커플링으로 인한 과전압.
아래의 예 에너지의 80%만이 지구로 전달된다는 가설에 기초 (80%: SPD 유형 및 전기적 유형에 따라 달라지는 경험적 값 설치되지만 항상 100% 미만).
원리 계단식 보호는 저전류 애플리케이션(전화 통신, 통신 및 데이터 네트워크), 처음 두 가지 보호 수준을 결합 일반적으로 설치 원본에 위치한 단일 장치에 있습니다.
스파크 갭 기반 대부분의 에너지를 지구로 방출하도록 설계된 구성 요소는 다음과 결합됩니다. 전압을 호환 가능한 수준으로 제한하는 배리스터 또는 다이오드 보호해야 할 장비.
단말기 보호는 일반적으로 이 원본 보호와 결합됩니다. 터미널 근접 SPD를 사용하여 장비에 가까운 보호 기능을 제공합니다.
1.2.1 여러 SPD의 조합
제한하기 위해서는 과전압을 최대한 방지하려면 SPD를 항상 가까운 곳에 설치해야 합니다. 보호해야 할 장비 3.
그러나 이 보호는 직접 연결된 장비만 보호하지만 그 이상은 모두, 낮은 에너지 용량으로 인해 모든 에너지가 방전되는 것을 허용하지 않습니다.
이를 위해서는 SPD 1. 설치 원점에서 필요하다.
마찬가지로 SPD 1 일정 금액을 허용한다는 사실로 인해 전체 설치를 보호할 수 없습니다. 잔류 에너지가 통과하고 번개는 고주파 현상입니다.
에 따라 설치 규모 및 위험 유형(환경의 노출 및 민감도) 장비, 서비스 연속성의 중요성), 회로 보호 2는 1과 3 외에 필요합니다.
계단식 보호
참고 SPD(1)의 첫 번째 레벨은 가능한 한 상류에 설치되어야 합니다. 유도되는 영향을 최대한 줄이기 위해 설치합니다. 전자기 결합에 의한 번개.
1.3 SPD의 위치
효과적인 SPD를 사용하여 보호하려면 여러 SPD를 결합해야 할 수도 있습니다.
1. 메인 SPD ➀
2. 회로 SPD ➁
3. 근접 SPD ➂
추가의 규모(라인 길이)와 범위에 따라 보호가 필요할 수 있습니다. 보호할 장비(컴퓨팅, 전자 등)의 민감도. 만약에 여러 개의 SPD가 설치되어 있으므로 매우 정확한 조정 규칙을 적용해야 합니다.
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유래 설치 |
분포 수준 |
애플리케이션 수준 |
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그만큼
설치 원점에서의 보호(1차 보호)가 가장 많이 분류됩니다.
입사 에너지의 (공통 |
회로 보호(2차 보호)는 원본 보호를 다음과 같이 보완합니다. 조정 및 제한 잔류 전류 모드 과전압 설치 구성. |
근접성 보호(단말 보호)는 최종 피크 제한을 수행합니다. 장비에 가장 위험한 과전압. |
다음이 중요합니다. 전체 설치 및 장비의 보호는 다음과 같습니다. 다음과 같은 경우에만 완전히 효과적입니다.
1. 여러 레벨 의 SPD가 설치되어(계단식) 위치에 있는 장비를 보호합니다. 설치 원점에서 어느 정도 거리: 장비에 필요 30m 이상 떨어진 곳에 위치하거나(IEC 61643-12) 보호 수준이 Up인 경우 필요 주 SPD의 장비 범주(IEC 60364-4-443 및 62305-4)
2. 모든 네트워크 보호됩니다:
2.1. 힘 본관과 모든 보조 건물, 외부에 전원을 공급하는 네트워크 주차장 등의 조명 시스템
2.2. 의사소통 네트워크: 들어오는 선과 서로 다른 건물 사이의 선
1.4 보호되는 길이
이건 필수 야 효과적인 전압 서지 보호 시스템의 설계에는 다음 사항이 고려됩니다. 보호할 수신기에 전원을 공급하는 라인의 길이(표 참조) 아래에).
사실, 위의 특정 길이, 수신기에 적용되는 전압은 공진 현상이 예상 제한 전압을 상당히 초과합니다. 그만큼 이 현상의 정도는 제품의 특성과 직접적으로 연관되어 있습니다. 설치(도체 및 본딩 시스템) 및 전류 값 조명 방전에 의해 유도됩니다.
SPD는 올바르게 다음과 같은 경우에 연결됩니다.
1. 보호받는 사람 장비는 SPD가 연결된 동일한 접지에 등전위로 결합되어 있습니다. 연결됨
2. 사민당과 그 소속 관련 백업 보호가 연결되었습니다:
2.1. 로 네트워크(활성 전선)와 보드의 주 보호 막대(PE/PEN)에 연결합니다. 도체 길이는 가능한 한 짧고 0.5m 미만입니다.
2.2. 와 함께 단면적이 SPD 요구 사항에 적합한 도체(참조 아래 표).
표 1 - 최대 SPDe와 보호 대상 장치 사이의 라인 길이
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SPD 위치 |
설치 원본에서 |
설치 원본이 아님 |
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지휘자 교차 구역 |
배선 |
대형 케이블 |
배선 |
대형 케이블 |
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구성 본딩 시스템의 |
에 지휘자 |
< 10m |
10m |
< 10m* |
20m* |
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메쉬형/등전위 |
10m |
20m |
20m* |
30m* |
|
* 보호 거리가 더 먼 경우 사용 지점에서 권장됩니다.
1.4.1 이중 전압의 영향
특정 이상 길이 d, SPD에 의해 보호되는 회로는 다음과 같은 경우 공진을 시작합니다. 인덕턴스와 커패시턴스는 동일합니다.
LΩ = -1 / CΩ
회로 그런 다음 임피던스는 저항으로 감소됩니다. 사민당이 흡수한 부분에도 불구하고, 회로의 잔류 낙뢰 전류 I는 여전히 임펄스 기반입니다. 그것은 공진으로 인해 증가하면 Ud, Uc가 크게 증가합니다. 및 Urm 전압.
이들 아래 조건에 따라 수신기에 적용되는 전압은 두 배가 될 수 있습니다.
이중 효과 전압
어디:
•C – 부하를 나타내는 용량
•Ld – 전원 공급 라인 인덕턴스
•Lrm – 본딩 시스템 인덕턴스
설치 SPD는 서비스 연속성에 부정적인 영향을 미쳐서는 안 됩니다. 원하는 목표와는 반대로. 특히 다음 위치에 설치해야 합니다. 국내 또는 유사한 설비(TT 접지 시스템)의 원산지 S형 지연잔류전류장치와 결합.
주의! 만약 거기에 심각한 낙뢰(> 5 kA)인 경우, 2차 잔류 전류 장치가 여전히 작동할 수 있습니다.
2. SPD 설치
2.1 SPD 연결
2.1.1 본딩 시스템 또는 접지 연결
표준 기관 본딩 개념을 모두 지정하기 위해 "접지 장치"라는 일반적인 용어를 사용합니다. 시스템과 접지 전극의 시스템을 구분하지 않습니다. 둘. 의견과는 달리, 두 요소 사이에는 직접적인 상관관계가 없습니다. 안전을 보장하기 위해 저주파에서 제공되는 접지 전극의 값 사람들의 수와 SPD가 제공하는 보호의 효율성.
아래에 설명된 바와 같이, 이러한 유형의 보호는 접지가 없는 경우에도 설정될 수 있습니다. 전극.
임피던스 SPD에 의해 션트된 전류의 방전 회로는 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 두 부분.
첫 번째, 접지 전극은 일반적으로 전선인 도체로 구성됩니다. 땅의 저항. 본질적으로 귀납적 특성은 다음을 의미합니다. 배선 주의사항에도 불구하고 주파수에 따라 효율성이 감소합니다. (길이 제한, 0.5m 규칙) 이 임피던스의 두 번째 부분은 더 작습니다. 눈에 보이지만 고주파에서는 필수적입니다. 왜냐하면 실제로는 다음과 같은 요소로 구성되어 있기 때문입니다. 설비와 접지 사이의 표류 용량.
물론 이러한 각 구성 요소의 상대적인 값은 유형 및 유형에 따라 다릅니다. 설치 규모, SPD 위치(기본 또는 근접 유형) 및 접지 전극 방식(접지 시스템)에 따라.
그러나 그것은 방전 전류에서 전압 서지 보호기가 차지하는 비중이 입증되었습니다. 등전위 시스템에서는 50~90%에 도달할 수 있지만 그 양은 직접적으로 접지극에서 방전되는 양은 약 10~50%입니다. 본딩 시스템은 거의 동일한 낮은 기준 전압을 유지하는 데 필수적입니다. 전체 설치에 걸쳐.
SPD는 다음과 같아야 합니다. 최대 효과를 위해 이 본딩 시스템에 연결됩니다.
최소 연결 도체에 권장되는 단면적은 다음 사항을 고려합니다. 최대 방전 전류 값 및 수명 말기 특성 보호 장치.
비현실적이다 그렇지 않은 연결 길이를 보상하기 위해 이 단면적을 늘리려면 0.5m 규칙을 준수합니다. 실제로 고주파수에서는 임피던스가 도체는 길이에 직접 연결됩니다.
전기 분야에서 배전반 및 대형 패널의 경우 전력 소비를 줄이는 것이 좋습니다. 노출된 금속 전도성 부분을 사용하여 링크의 임피던스 섀시, 플레이트 및 인클로저.
표 2 – 최소 SPD 연결 도체의 단면
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SPD 용량 |
단면적(mm2) |
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수업 II SPD |
에스표준: Imax < 15kA(x 3등급 II) |
6 |
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이자형증가: Imax < 40kA(x 3등급 II) |
10 |
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시간높음: Imax < 70kA(x 3등급 II) |
16 |
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수업 나는 SPD |
16 |
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의 사용 보호 도체로서 인클로저의 노출된 금속 전도성 부분은 다음과 같습니다. 표준 IEC 60439-1에 의해 인증된 경우에 한해 허용됩니다. 제조업체.
그것은 항상 보호 도체를 연결하기 위해 와이어 도체를 유지하는 것이 바람직합니다. 터미널 블록이나 컬렉터에 연결하면 다음을 통해 만들어진 링크가 두 배로 늘어납니다. 인클로저 섀시의 노출된 전도성 부분.
2.1.2 연결 길이
실제로는 SPD 회로의 총 길이는 50cm를 초과하지 않는 것이 좋습니다. 이 요구 사항을 구현하는 것이 항상 쉬운 것은 아니지만 사용 가능한 근처에 노출된 전도성 부품이 도움이 될 수 있습니다.
총 길이 SPD 회로
* 설치 가능 동일한 DIN 레일에 있습니다. 그러나 두 경우 모두 설치가 더 잘 보호됩니다. 장치는 2개의 서로 다른 DIN 레일에 설치됩니다(보호 아래 SPD).
개수 SPD가 흡수할 수 있는 낙뢰는 값에 따라 감소합니다. 방전 전류(In 값의 전류에 대한 15회 스트라이크에서 단일 스트라이크까지) Imax/Iimp에서).
0.5m 규칙 입력 이론에 따르면 번개가 칠 때 수신기에 걸리는 전압 Ut는 적용되는 전압 서지의 보호 전압 Up과 동일합니다. 프로텍터(In의 경우)이지만 실제로는 후자가 더 높습니다.
실제로, SPD 연결 도체의 임피던스로 인한 전압 강하 및 그 보호 장치가 여기에 추가됩니다:
Ut = UI1 + Ud + UI2 + 위로 + UI3
예를 들어, 10kA 임펄스 전류로 이동한 도체 1m의 전압 강하 10μs는 1000V에 도달합니다.
Δu = L × di / dt
• 디 – 전류변화 10,000A
• dt – 시간 변화 10μs
• L – 도체 1m의 인덕턴스 = 1μs
• 값 Δu는 전압 Up에 추가됩니다.
총 길이 그러므로 Lt는 가능한 한 짧아야 합니다. 실제로는 다음을 권장합니다. 0.5m를 초과하지 않습니다. 어려울 경우에는 넓고 평평하게 사용하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 도체(절연 브레이드, 유연한 절연 바).
0.5m SPD 연결 규칙
지구 링크 전압 서지 보호기의 도체는 녹색/노란색이어서는 안 됩니다. PE 도체의 정의에 대한 이해.
일반적인 관행은 그러나 이 표시는 자주 사용됩니다.
일부 배선 구성을 통해 업스트림과 다운스트림 간의 결합을 생성할 수 있습니다. 낙뢰파가 확산될 가능성이 있는 SPD의 도체 설치 전반에 걸쳐.
SPD 배선 구성 #1
업스트림 및 전압 서지 보호기 단자에 연결된 하류 도체 공통 경로.
SPD 배선 구성 1
SPD 배선 구성 #2
입력과 출력 도체는 물리적으로 잘 분리되어 동일한 터미널에 연결되어 있습니다.
SPD 배선 구성 2
SPD 배선 구성 #3
연결 도체가 너무 길고, 출력 도체가 물리적으로 분리되어 있습니다.
SPD 배선 구성 3
SPD 배선 구성 #4
연결 접지 단자의 복귀 도체와 가능한 한 짧은 도체 라이브 지휘자와 가깝습니다.
SPD 배선 구성 4
2.2 SPD의 수명 종료 보호
SPD는 수명이 다하면 특별한 고려가 필요한 장치. 구성 요소의 수명 번개가 칠 때마다.
인생의 마지막에 SPD의 내부 장치가 전원 공급 장치에서 연결을 끊습니다. 표시기(켜짐 보호기) 및 선택적 경보 피드백(상태 피드백 액세서리) 장착) 이 상태를 나타내며 모듈 교체가 필요합니다. 관심 있는.
SPD가 초과하는 경우 용량 제한으로 인해 자체 단락으로 인해 파손될 수 있습니다. ㅏ 따라서 단락 및 과부하 보호 장치를 설치해야 합니다. SPD의 업스트림 시리즈(일반적으로 SPD 분기라고 함).
그림 X – 설치 원리 관련 보호 기능이 있는 SPD
반대 특정 의견에 따르면 전압 서지 보호기는 항상 보호되어야 합니다. 가능한 단락 및 과부하 전류에 대비합니다. 그리고 이것은 모든 사람에게 적용됩니다 유형에 관계없이 클래스 II 및 클래스 I의 전압 서지 보호기 사용된 구성요소나 기술.
이 보호 일반적인 차별 규칙에 따라 제공되어야 합니다.
2.3 SPD 조정
여러 SPD 배열 캐스케이드에서는 각각이 에너지를 흡수할 수 있도록 조정이 필요합니다. 최적의 방식으로 에너지를 공급하고 낙뢰의 확산을 제한합니다. 최대한 설치를 통해
조정 SPD의 개념은 특정 연구의 주제를 형성해야 하는 복잡한 개념입니다. 그리고 테스트. SPD 간 최소 거리 또는 디커플링 초크 삽입 제조업체에서는 권장하지 않습니다.
기본 및 보조 SPD는 총 에너지가 소산되도록 조정되어야 합니다. (E1 + E2)는 방전 용량에 따라 공유됩니다. 그만큼 권장 거리 d1을 사용하면 전압 서지 보호기를 분리할 수 있습니다. 따라서 너무 많은 에너지가 보조 SPD로 직접 전달되는 것을 방지합니다. 그것을 파괴할 위험이 있습니다.
이것은 이는 실제로 각 SPD의 특성에 따라 달라집니다.
그림 X – SPD 조정
동일한 두 개 전압 서지 보호기. 예를 들어 Up: 2kV 및 Imax: 70kA)가 될 수 있습니다. 거리 d1이 필요하지 않고 설치되면 에너지가 공유됩니다. 두 SPD 간에는 거의 동일합니다. 그러나 두 개의 서로 다른 SPD(예: 위로: 2kV/Imax: 70kA 및 위로: 1.2kV/Imax: 15kA)는 최소 8m 이상 떨어져 있어야 합니다. 두 번째 전압 서지 보호기에 너무 많은 요구가 가해지지 않도록 하십시오.
표시되지 않은 경우, d1분(미터 단위)을 Up1과 Up2(단위: 미터) 차이의 1%로 간주합니다. 볼트). 예를 들어:
Up1 = 2.0kV(2000 V) 및 Up2 = 1.2kV(1200V)
⇒ d1 = 최소 8m (2000 – 1200 = 800 >> 800의 1% = 8m)
다른 예시, 만약에:
Up1 = 1.4kV 및 Up2 = 1.2kV ⇒ d1 = 최소 2m
