Zależność między napięciem zerowym ogranicznika a napięciowym poziomem ochrony

SPD napięcie szczątkowe i poziom ochrony napięcia — terminologia
Napięcie szczątkowe Ures to napięcie szczytowe na ograniczniku lub ochronniku przepięciowym, gdy płynie prąd wyładowczy.
Napięciowy poziom ochrony (napięciowy poziom ochrony Up) charakteryzuje parametr działania ogranicznika przepięć do ograniczenia napięcia między zaciskami, a jego wartość można wybrać z listy wartości priorytetowych.Wartość napięciowego poziomu ochrony powinna być większa niż maksymalna wartość napięcia granicznego.

Poniższy rysunek przedstawia krzywą napięciowo-prądową odgromnika typu warystorowego (MOV).Zgodnie z charakterystyką MOV, różne prądy rozładowania odpowiadają różnym napięciem szczątkowym.Dla ograniczników przepięć testowanych dla klasy II, napięciowy poziom ochrony jest maksymalną wartością napięcia resztkowego poniżej znamionowego prądu wyładowczego In.
Napięciowy poziom ochrony Up może ograniczyć przepięcie do dopuszczalnego zakresu.W celu skutecznej ochrony chronionego sprzętu należy uwzględnić spadek napięcia indukcyjności ΔU górnego i dolnego przewodu odgromnika, a efektywny napięciowy poziom ochrony Up/f nie powinien być większy niż Dopuszczalne napięcie wytrzymywane Uw chronionego sprzęt, a mianowicie:
Up/f = Up + ΔU ≤ Uw (1)
gdzie:

Up/f — — efektywny poziom ochrony napięciowej ogranicznika przepięć, kV;

Up - poziom ochrony napięciowej ogranicznika przepięć, kV;

Uw —— urządzenie wytrzymujące napięcie udarowe, kV.

Analiza spraw
W literaturze omówiono przypadek: SPD1 z In 20 kA i Up = 1,8 kV, jego skuteczny napięciowy poziom ochrony wynosi: Up/f = Up + ΔU = Up + L × (di/dt) = 1,8 + 0,5 × 20 /8 = 1,8 + 1,25 = 3,05 kV.

Przy wymianie SPD1 na SPD2 z In 80 kA i Up = 2,5 kV pojawiają się następujące problemy:

a.Pytanie 1: Dla SPD2, Up/f = Up + ΔU ≤ Up + L × (di/dt) = 2,5 + 5 = 7,5 kV, co jest znacznie większe niż Uw (4 kV) wymagane przez chronione urządzenie, dlatego SPD2 Urządzenie nie będzie chronione, a formuła (1) jest nieuzasadniona.

b.Pytanie 2: SPD2 z In 80 kA faktycznie wykorzystuje 4 warystory równolegle.Gdy wystąpi prąd udarowy 20 kA, każdy warystor będzie bocznikował około 5 kA, a napięcie szczątkowe na SPD2 jest wyższe niż na SPD1.Mały, rzeczywisty efekt ochrony jest również lepszy, co jest sprzeczne z problemem 1.

Tak naprawdę wybór listwy przeciwprzepięciowej SPD zależy od dwóch ważnych parametrów:

a.Wartość graniczna napięcia wytrzymywanego Uw chronionego sprzętu w miejscu instalacji jest wykorzystywana do wyboru napięciowego poziomu ochrony Up SPD.

b.In SPD należy dobrać zgodnie z oczekiwanym prądem rozładowania w miejscu instalacji, a nominalny prąd rozładowania SPD deklarowany przez producenta powinien odpowiadać 15-krotności dodatniej polaryzacji In 8/20 μs.

Przede wszystkim SPD1 z In wynosi 20 kA, a do projektu wybrano Up = 1,8 kV.Konserwacja i wymiana również powinny być zgodne z tą specyfikacją.SPD2 z In 80 kA i Up = 2,5 kV nie może być wybrany.koordynacja energetyczna.

Po drugie, spadku napięcia indukcyjności ΔU na SPD2 w pytaniu 1 nie można obliczyć biorąc do wzoru L × (di/dt) nominalny prąd rozładowania SPD (In = 80 kA), ale oczekiwany prąd rozładowania w miejscu instalacji (In = 80 kA) 20 kA), więc „ΔU = L × (di/dt) = 5 kV” jest błędne.

Po trzecie, dla SPD ograniczającego napięcie, zgodnie z art. 6.4.6 GB 50057 - 2010, ΔU w punkcie, w którym linia zewnętrzna wchodzi do budynku, jest obliczane jako 1 kV/m, a następnie można je obliczyć jako ΔU = 0,2 UP.Pozycja 8 art. 5.4.3 GB 50343 - 2012 wymaga, aby „całkowita długość przewodów na obu końcach SPD nie była większa niż 0,5 m”, to znaczy ΔU w miejscu, w którym linia zewnętrzna wchodzi do budynku, nie powinna być większa niż 0,5 kV;Artykuł 4.3.8 GB 50057 - 2010 4 „Wartość poziomu ochrony napięcia ogranicznika przepięć powinna być mniejsza lub równa 2,5 kV”, a następnie obliczana jest wartość ΔU SPD = 0,2UP≤ 0,5 kV.Metoda obliczeniowa „ΔU = L × (di/dt) = 1,8 + 0,5 × 20/8 = 1,8 + 1,25” nie jest przewidziana przez normę.

Po czwarte, w celu poprawy obciążalności prądowej ogranicznika przepięć typu SPD z szyną modułową, konieczne jest zwiększenie powierzchni i liczby połączeń równoległych warystora;aby poprawić żywotność, grubość warystora zostanie również zwiększona, aby poradzić sobie z różnymi gatunkami i różnymi miejscami.Potrzeba chronionego sprzętu.Nie zaleca się zamiany SPD1 na In 20 kA i Up = 1,8 kV na SPD2 na In 80 kA i Up = 2,5 kV.