Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Пристрій для захисту від імпульсних перенапруг (УЗІП) (Surge Protective Device (SPD) - це пристрій, призначений для обмеження перехідних перенапруг та відведення імпульсних струмів.

УЗІП є укомплектованим пристроєм із власними засобами приєднання і цей пристрій містить принаймні один нелінійний елемент.

Інформація у цій статті повністю відповідає нормативній документації [1] та [2].

Приклад УЗІП

Класифікація

Виробники повинні класифікувати УЗІП за такими параметрами:

1. За кількістю вводів:

  • Одноводні;
  • Двоводні.

Одноводне УЗІП (one-port SPD): УЗІП без послідовно включеного повного опору між висновками.

Двоввідне УЗІП (two-port SPD): УЗІП з включеним послідовно між окремими вступним і вивідним висновками спеціальним повним опором.

2. На вигляд конструкції УЗІП:

  • Комутируюча напруга;
  • Обмежуюча напруга.

3. За класом випробувань I, II та III.

4. За місцем розташування:

4.1. УЗІП для внутрішньої установки.

  • УЗІП, призначені для встановлення в оболонці та/або всередині будівель або під навісами;
  • УЗІП, встановлені у зовнішніх оболонках або під навісами, вважають призначеними для внутрішньої установки.

4.2. УЗІП для зовнішньої установки.

УЗІП, призначені для застосування без оболонок, поза будівлями та не під навісами (наприклад, в низьковольтних повітряних лініях електропередач).

5. За доступністю:

5.1. Доступні УЗІП.

УЗІП, які можуть бути повністю або частково доступні для дотику некваліфікованому персоналу при відкритті без допомоги інструмента кришок або оболонок вже змонтованих УЗІП.

5.2. Недоступні УЗДП.

УЗІП, які не можуть бути доступні для дотику некваліфікованому персоналу через їх встановлення поза доступом (наприклад, на повітряних лініях електропередач) або розміщення в оболонках, які можна відкрити тільки за допомогою інструмента.

6. За способом встановлення:

  • Стаціонарні.
  • Переносні.

7. Роз'єднувачі (включаючи захист від надструму):

7.1. За місцем розташування:

  • внутрішні;
  • зовнішні;
  • внутрішні та зовнішні.

7.2. За захисними функціями:

  • з тепловим захистом;
  • з захистом від струмів витоку;
  • з захистом від надструму.

8. За ступенями захисту, що забезпечується оболонками згідно з кодами IP, зазначеними в IEC 60529.

9. По діапазону температури та вологості:

  • з нормальним діапазоном;
  • з розширеним діапазоном.

10. За системою харчування:

  • змінного струму частотою від 48 до 63 Гц;
  • змінного струму частотою поза діапазоном від 48 до 63 Гц, що може вимагати додаткових або змінених методик випробувань.

11. Багатополюсні УЗІП.

12. При поведінці УЗІП при пошкодженні:

  • розмикання ланцюга (УЗІП стандартного типу);
  • коротке замикання (УЗІП короткозамкнутого типу).

Переважні значення для УЗІП

Переважні значення - це значення, що найчастіше застосовуються на практиці. Залежно від реальних умов вони можуть бути вищими або нижчими.

Переважні значення імпульсного струму Iimp для випробувань класу I:

  • Iimp - 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 12,5; 20,0 та 25,0 кА;
  • Q (заряд) – 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 6,25; 10,0 та 12,5 А·с;
  • W/R - 0,25; 1,0; 6,25; 25,0; 39,0; 100,0 та 156,0 кДж/Ом.

Питома енергія W/R для випробування класу I (specific energy W/R for class I test): Енергія, що виділяється імпульсним струмом Iimp на одиницю опору 1 Ом.

Переважні значення номінального розрядного струму (In) для випробувань класу 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 та 20,00 кА.

Переважні значення напруги розімкнутого ланцюга Uос для випробувань класу III: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 10,0 та 20,0 кВ.

Переважні значення рівня напруги захисту 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 та 10 кВ.

Переважні значення максимальної тривалої робочої напруги Uc діючого значення струму: 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 та 2000 В.

Вимоги

Ідентифікація.

Виробник повинен передбачити мінімум наступної інформації, в тому числі:

а) маркування, обов'язкове для нанесення на корпус або на таблички постійного кріплення до корпусу УЗІП:

1) найменування виробника або торгова марка та номер моделі;

2) максимальна тривала робоча напруга Uc (за одним значенням для кожного виду захисту);

3) рід струму: а.с. або «~» та/або частота;

4) класифікація випробувань та параметри розряду для кожного виду захисту, заявлені виробником, що позначаються та маркуються одне за одним наступним чином:

- для випробування УЗІП класу I: «випробування класу I», «Iimp» та значення струму в кА, та/або (Т1 у прямокутнику), «Iimp» і значення струму в кА;

- для випробування УЗІП класу II: «випробування класу II», «In» та значення струму в кА, та/або (Т2 у прямокутнику), «In» і значення струму в кА;

- для випробування УЗІП класу III: «випробування класу III», «Uос» та значення напруги в кВ, та/або (Т3 у прямокутнику), » Uос» і значення напруги в кВ;

5) рівень напруги захисту Up (за одним значенням для кожного виду захисту);

6) ступінь захисту, що забезпечується оболонкою за кодом IP, якщо св. IP20;

7) ідентифікація висновків чи проводів (якщо не ідентифіковані інакше на пристроях);

8) номінальний струм навантаження IL для двоввідних УЗІП або одноввідних УЗІП з роздільними вступними та вивідними висновками.

Якщо недостатньо місця для розміщення всього вищезгаданого маркування, достатньо буде нанести на УЗІП найменування виробника або торгову марку і номер моделі, а маркування, що залишилося, переноситься в інструкцію з монтажу.

Якщо УЗІП класифіковано більш ніж за одним класом випробувань (наприклад, випробування класу I (Т1) та випробування класу II (Т2)), то проводять випробування за всіма заявленими класами.Якщо в цьому випадку виробник встановив один рівень захисту, то маркують найвищий рівень захисту;

b) інформація, що надається з виробом, що постачається:

1) місце;

2) число вводів;

3) спосіб встановлення;

4) номінальний струм короткого замикання ISCCR (за винятком випадків, зазначених у 7.2.5.3 ГОСТ IЕС 61643-11-2013);

5) параметри та характеристики зовнішніх роз'єднувачів (якщо потрібно);

6) покажчик дії роз'єднувача (за наявності);

7) напрямок нормальної установки, якщо має значення;

8) інструкції з монтажу:

- типи систем низької напруги (TN, ТТ, IT);

- передбачене з'єднання (між фазою та нейтраллю, фазою та землею, нейтраллю та землею, між фазами);

- паспортна напруга системи змінного струму та максимальний допустимий рівень регулювання напруги, на яке розраховано УЗІП, механічні розміри, довжина провідників тощо;

9) діапазон температури та вологості;

10) номінальна відключаюча здатність супроводжуючого струму Ifi (крім випадку, що обмежують УЗІП);

11) залишковий струм Ipe;

12) номінальний імпульсний струм переходу Itrans для УЗІП короткозамкнутого типу;

13) мінімальна відстань від будь-якої заземленої провідної поверхні до місця розташування УЗІП;

14) Imax (не обов'язково);

c) інформація, що міститься у специфікації на виріб:

1) номінал тимчасового перенапруги UT, та/або типи систем живлення УЗІП (згідно з додатком В) та відповідні схеми з'єднань;

2) сумарний розрядний струм ITotal для багатополюсних УЗІП (якщо встановлений виробником) та відповідний клас випробувань;

3) падіння напруги для двоввідних УЗІП;

4) стійкість до імпульсних перенапруг з боку навантаження для двоввідних УЗІП (якщо встановлена виробником);

5) відомості про елементи, що замінюються (індикатори, запобіжники і т.д., якщо є);

6) швидкість зростання напруги за часом du/dt, якщо встановлена виробником;

7) коефіцієнт струму k, якщо інший, ніж у таблиці 20 ГОСТ IЕС 61643-11-2013;

8) види захисту (для УЗІП, що мають більше одного виду захисту);

d) інформація, що надається виробником для типових випробувань:

1) наявність комутуючих складових (див. додаток З ГОСТ IЕС 61643-11-2013);

2) супроводжуючий струм, що очікується під час попередньої обробки (500 А або>500 А, див. додаток З ГОСТ IЕС 61643-11-2013);

3) якщо в ланцюзі індикатора стану використовуються не сертифіковані компоненти, що мають індивідуальні параметри, виробник повинен надати відповідні стандарти, що дозволяють цим компонентам брати участь у випробуваннях;

4) ізоляція та електрична міцність ізоляції роздільних ланцюгів;

5) очікуваний струм короткого замикання для попередньої обробки згідно з 8.3.5.3.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Відповідність перевіряють оглядом.

Маркування.

Маркування має бути нестираним і чітким і не повинно наноситися на гвинти та знімні деталі.

Примітка - Витисний модуль УЗІП не вважають знімною деталлю.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Вимоги до електричної частини.

Захист від прямого дотику.

Ці вимоги застосовні до доступних УЗІП, якщо максимальна тривала робоча напруга Uc перевищує 50 В (діюче значення).

Для захисту від прямого дотику (недоступність струмопровідних частин) УЗІП повинен мати таку конструкцію, щоб його струмопровідних частин не можна було торкнутися, коли УЗІП встановлено для призначеної експлуатації.

УЗІП, крім класифікованих виключно для недоступного монтажу, повинні мати таку конструкцію, щоб після монтажу та приєднання як для нормальної експлуатації струмопровідні частини не були доступні навіть після зняття деталей, що знімаються без допомоги інструменту.

З'єднання між заземлюючими висновками і всіма доступними частинами, що до них приєднуються, повинен мати низький опір.

Відповідність перевіряють випробуваннями з IEC 60529 та 8.3.1 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Залишковий струм Ipe.

Для всіх УЗІП, забезпечених висновком для захисного провідника, залишковий струм Ipeповинен вимірюватися, коли висновки УЗІП з'єднані з джерелом живлення при контрольній випробувальній напрузі U, вказаному виробником.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Рівень напруги захисту Up.

Виміряна гранична напруга УЗІП не повинна перевищувати рівня напруги захисту, встановленого виробником.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.3 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Робочий режим.

УЗІП має бути здатним витримувати без неприпустимої зміни характеристик задані розрядні струми при подачі максимальної тривалої робочої напруги Uc.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.4 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Роз'єднувачі та індикатори стану.

- Роз'єднувачі УЗІП.

УЗІП повинні мати роз'єднувачі (зовнішні, або внутрішні або їх комбінації), крім УЗІП, призначених для приєднання N-PE у системах TN та/або ТТ. Їхнє функціонування має контролюватись відповідними індикаторами стану.

Застосування індикаторів у ході та після деяких типових випробувань відображено у таблиці 3 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

У таблиці 3 наведено інформацію про включення роз'єднувачів до деяких типових випробувань.Необхідна поведінка роз'єднувачів у ході та після деяких типових випробувань наведена за відповідністю критеріям F, G, Н, J за таблицею 4 та перевіряється випробуваннями за 8.3.5 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

- Тепловий захист.

УЗІП повинні бути захищені від перегріву при виході з ладу або перенапрузі. Такі випробування не проводять на УЗІП, що містять тільки комутуючі компоненти та/або ЛПЗ.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.5.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

- Поведінка при короткому замиканні.

УЗІП має або відмовити, не створивши небезпечних умов, або витримати очікувані струми короткого замикання, які можуть виникнути в системі живлення при пошкодженні УЗІП.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.5.3, 8.3.5.3.1 та 8.3.5.3.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Випробування за 8.3.5.3.1 ГОСТ IЕС 61643-11-2013 проводять тільки в тому випадку, якщо встановлена номінальна відключаюча здатність супроводжуючого струму Ifi менш, ніж випробувальний струм.

Ці випробування не проводять на УЗІП, що класифікуються для зовнішньої установки та недоступного монтажу, а також для УЗІП, призначених для приєднання N-PE у системах TN та/або ТТ.

- Індикатори стану.

Виробник повинен надати інформацію про порядок функціонування індикатора та дії, що робляться при зміні індикації стану.

Індикатор стану може складатися з двох частин (одна з яких є незамінною), з'єднаних елементом зв'язку, який може бути механічним, оптичним, звуковим, електромагнітним і т.д. Незамінна частина індикатора стану повинна бути здатна до спрацьовування не менше 50 разів.

Примітка - Дія елемента зв'язку, який керує незамінною частиною індикатора стану, може бути імітована не дією ланки частини УЗІП, що замінюється, а іншим способом, наприклад автономним електромагнітом або пружиною.

Якщо на індикацію типу, що застосовується, є конкретний стандарт, то незамінна частина індикатора стану повинна відповідати вимогам цього стандарту, при цьому індикатор стану повинен бути випробуваний на 50 операцій спрацьовування.

Опір ізоляції.

Опір ізоляції УЗІП має бути достатнім з точки зору захисту від струмів витоку та прямого дотику.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.6 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Електрична міцність ізоляції.

Електрична міцність ізоляції повинна бути достатньою з точки зору стійкості до пробою та захисту від прямого контакту.

Випробування проводять відповідно до 8.3.7 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Поведінка УЗІП в умовах ВПН.

УЗІП має витримати всі випробування на ВПН за 8.3.8.1 та 8.3.8.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013 та відповідати певному критерію за таблицями додатка В та 8.3.8.1 та 8.3.8.2.

Примітка 1 - Випробування з 8.3.8.1 та 8.3.8.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013 не враховують випадку виникнення імпульсу одночасно з ВПН.

УЗІП має витримувати перенапруги, спричинені пошкодженнями чи перешкодами у високовольтній системі, або не створювати небезпеки удару у разі відмови.

УЗІП, для яких виробник у своїй інструкції встановив можливість їх застосування в системах ТТ між нейтраллю та РЕ вище головного УДТ, повинні відповідати критерію відповідності за видом, встановленим 8.3.8.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Примітка 2 - Вказане вище охоплює призначення згідно з пунктом 534.2.3.3 IEC 60364-5-53.

Вимоги до механічної частини.

Монтаж.

УЗІП повинні бути забезпечені засобами для монтажу, що забезпечують механічну надійність.

Для уникнення помилкового зчленування втичних модулів з розетками має бути передбачене механічне кодування/блокування.

Відповідність перевіряють оглядом.

Гвинти, струмопровідні частини та з'єднання.

Відповідність 8.4.1 ГОСТ IЕС 61643-11-2013 перевіряють оглядом та пробним монтажем.

Зовнішні з'єднання.

Електричні з'єднання можливі із застосуванням одного з наступних засобів:

  • гвинтових затискачів та болтових з'єднань;
  • безгвинтових затискачів;
  • з'єднань, що проколюють ізоляцію;
  • плоських затискачів швидкого з'єднання;
  • кінцем дротяного висновку;
  • інших рівноефективних засобів;
  • або стандартизованих виделок та/або штепсельних розеток.

Висновки повинні мати конструкцію, що забезпечує можливість приєднання провідників найменшого та найбільшого поперечного перерізу за 8.4.2 ГОСТ IЕС 61643-11-2013.

Висновки повинні прикріплюватися до УЗІП таким чином, щоб вони не розбовтувалися при затягуванні або відпусканні гвинтів або блокуючих гайок. Для ослаблення гвинтів або блокуючих гайок може знадобитися інструмент.

а) Висновки для зовнішніх провідників повинні бути такими, щоб при приєднаних провідниках гарантувати необхідний контактний тиск постійно. Висновки мають бути легкодоступними у передбачених умовах експлуатації;

b) засоби для затискання провідників у висновках не повинні використовуватися для фіксації інших компонентів, хоча вони можуть фіксувати висновки та перешкоджати їх обертанню;

с) висновки повинні мати відповідну механічну міцність;

d) висновки повинні мати таку конструкцію, щоб при затиску провідника не викликати його пошкоджень;

e) висновки повинні мати таку конструкцію, щоб провідник був надійно затиснутий між металевими поверхнями;

f) висновки повинні мати таку конструкцію та розташування, щоб ні жорсткий суцільний, ні скручений багатодротяний провідники не могли вислизнути при затягуванні гвинтів і гайок.

Гвинтові висновки.

а) Гвинти та гайки для затиску провідників повинні мати метричне різьблення ISO або інше, аналогічне по кроці та механічній міцності

Примітка - Можна використовувати різьблення SI, ВА, UN, оскільки вони фактично аналогічні по кроці та механічній міцності різьблення ISO;

b) Висновки повинні бути закріплені або розташовані таким чином, щоб при затягуванні та ослабленні кріпильних гвинтів або гайок вони не могли випасти з місць їх кріплення до УЗДП.

Ці вимоги не означають, що конструкція висновків повинна виключати їх обертання або зміщення, проте будь-яке їхнє переміщення має бути достатньо обмежене, щоб виключити невідповідність вимогам цього стандарту.

Для попередження ослаблення затиску достатнім вважають застосування ізолюючого компаунду або смоли за умови, що:

  • ці засоби не піддаються навантаженням при нормальній експлуатації;
  • на їх ефективність не впливають температури, що мають місце в найнесприятливіших умовах, зазначених у цьому стандарті.

с) гвинти або гайки висновків, призначених для приєднання захисних провідників, повинні бути стійкими до самовідгвинчування;

d) гвинти не повинні бути виготовлені з м'якого або схильного до плинності металу, такого як цинк або алюміній.

Відповідність перевіряють оглядом та випробуванням за 8.4.2.1 [1].

Безгвинтові висновки.

Висновки повинні мати таку конструкцію, щоб:

а) кожен провідник був затиснутий окремо. Провідники приєднують або від'єднують або всі одночасно, або кожен окремо;

b) була можливість надійно затиснути будь-яку кількість провідників аж до максимально передбаченого.

Відповідність перевіряють оглядом та випробуванням згідно з 8.4.2.2. [1]Повітряні зазори та відстані витоку.

УЗІП повинні мати достатні повітряні зазори та відстані витоку.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.4.3 [1].

Механічна міцність.

Всі деталі УЗІП, що стосуються захисту від прямого дотику, повинні мати достатню механічну міцність.

Відповідність перевіряють оглядом та випробуванням по 8.4.4 [1].

Вимоги до умов навколишнього середовища та матеріалів.

УЗІП повинні функціонувати задовільно в умовах експлуатації, зазначених у розділі 4 [1].

Захист, що забезпечується оболонкою (код IP).

УЗІП повинні бути забезпечені оболонкою для захисту від попадання твердих сторонніх предметів та проникнення води, позначеної кодом IP, встановленим виробником.

Відповідність перевіряють оглядом та випробуванням по 8.5.1 [1].

Теплостійкість.

УЗІП повинні мати достатню теплостійкість.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.3.5.1-8.3.5.3 [1].

Вогнестійкість.

Ізоляційні частини корпусу повинні бути незаймистими або самозагасаючими.

Відповідність перевіряють випробуванням за 8.5.4 [1].

Трекінгостійкість.

Індекс трекінгостійкості ізоляційних матеріалів, які можуть створити провідний шлях між електричними з'єднаннями, перевіряють випробуванням за 8.5.5 [1].

У випробуванні немає необхідності, якщо відстань витоку дорівнює подвійному значенню, вказаному в 8.4.3 [1] або більше, або у випадку, якщо ізоляційним матеріалом є кераміка, слюда або аналогічний матеріал.

Електромагнітна сумісність (ЕМС).

Стійкість до електромагнітних перешкод.

УЗІП, що не містять, так і містять електронні ланцюги, в яких всі компоненти пасивні (наприклад, діоди, резистори, конденсатори, індуктори, варистори та інші імпульсостійкі компоненти), не чутливі до електромагнітних перешкод, очікуваних експлуатації, тому випробувань на стійкість до перешкод не потрібно. УЗІП, що містять чутливі електронні ланцюги, відповідають стандартам серії IEC 61000.

Перешкода.

УЗІП, що не містять, так і містять електронні ланцюги, які не генерують при нормальній експлуатації основні частоти понад 9 кГц, можуть генерувати електромагнітні перешкоди тільки в ході захисних операцій. Тривалість таких перешкод становить від кількох мікросекунд до кількох мілісекунд.

Частоту, рівень і наслідки таких випромінювань вважають нормальним електромагнітним середовищем низьковольтних установок. Тому вимог до перешкоди дотримано і перевірки не вимагають.

УЗІП, що містять електронні ланцюги, що виконують функцію комутації на частоті 9 кГц і вище, відповідають стандартам серії IEC 61000.

Список використаної літератури

    ГОСТ IЕС 61643-11-2013
  1. ГОСТ Р МЕК 61643-12-2011

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик