Odvodnici prenapona

UREĐAJI PRENAPONSKE
ZAŠTITE NISKOG NAPONA
Priredili : Josip Zdenković & Vedran Bezmalinović
SADRŽAJ
ODVODNICI PRENAPONA, FIZIKALNA SLIKA
IZVORI PRENAPONA
KLASIFIKACIJA UREĐAJA PRENAPONSKE
ZAŠTITE
SMJERNICE U PRAKSI, SCHRACK OPREMA
KORIŠTENI IZVORI ZNANJA
IZVORI PRENAPONA
- direktni, bliski i udaljeni udari groma
(LEMP - Lightning electromagnetic impulse),
- sklopne manipulacije u elektroenergetskim
mrežama i instalacijama
(SEMP - Switching electromagnetic impulse),
- smetnje u elektroenergetskim mrežama i
instalacijama
- elektrostatska pražnjenja (ESD - Electrostatic discharge)
- nisko i visoko frekvencijski odašiljaci
- nuklearne eksplozije
(NEMP – Nuclear electromagnetic impulse)
ATMOSFERSKA PRAŽNJENJA
1. Direktni udar groma
2. Udar groma u fazni ili dozemni vodič dalekovoda
3. Atm. izbijanje oblak-oblak
4. Inducirani prenapon u sekciji niskog napona
ATMOSFERSKA PRAŽNJENJA
Udar groma u dalekovod
Direktni udar groma u:
- stup dalekovoda
- zaštitno (dozemno) uže
- fazni vodič
UDAR GROMA U DALEKOVOD
GROMOBRANSKA INSTALACIJA
RAZINE ZAŠTITE OD MUNJE
Odnos između zaštitne razine i
efikasnosti zaštite (IEC 61312-1)
zaštitna razina
efikasnost
I
0,98
II
0,95
III
0,90
IV
0,80
Klasa I su zgrade tipa škole, muzeji, javne zgrade
90-95% stanova i ureda spadaju u klasu III i IV
KARAKTERISTČNI PARAMETRI
I - tjemena vrijednost
T1 - vrijeme porasta
T2 - vrijeme do pada na 50%
vrijednosti
Trajanje 10% do 10%
QI Naboj dugog udara
Quelle: EN62305-1:2006
RAZINE ZAŠTITE OD MUNJE
IZBOR UREĐAJA PRENAPONSKE
ZAŠTITE
Razina zaštite LPL … lightning protection level
LPL. I:
 50% / 200 kA  100 kA/4 vodiča
 25 kA / vodiču
LPL. II:
 50% / 150 kA  75 kA/4 vodiča
 19 kA / vodiču
LPL. III +IV:
 50% / 100 kA  50 kA/4 vodiča
 12,5 kA / vodiču
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
SPD (Surge Protective Device)
To su uređaji koji ograničavaju prenapone na slijednoj opremi.
Odvodnici prenapona se ponašaju kao nelinearni otpori, čiji se
iznos mijenja u zavisnosti od veličine narinutog napona.
Idealni odvodnik prenapona i uz vrlo velike struje održava
uvijek konstantan napon na sebi.
Odvodnik prenapona osim amplitude nailazećeg naponskog
vala smanjuje i njegovu strminu.
Prvi odvodnici prenapona bili izvedeni od čestica silicij karbida
(SiC) sa iskrištima. Suvremeni metal-oksidni odvodnici
prenapona –varistori- se sastoje od cink-oksidnih (ZnO) pločica.
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
UPZ prema kapacitetu odvodenja:
Odvodnici struje munje - za zaštitu instalacija i
opreme od direktnog ili bliskog udara munje
Odvodnici prenapona - za zaštitu instalacija, opreme i
uredaja od udaljenih udara munje, sklopnih prenapona kao i
elektrostatskih pražnjenja
Kombinirani UPZ - za zaštitu instalacija, opreme i
uredaja od direktnog ili udaljenog udara munje
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
KATEGORIJE UREĐAJA I ELEKTRO
OPREME (IEC 60664-1/DIN VDE 0110 Part 1)
Uređaji prenaponske kategorije I
(Posebno štićeni uredaji).
Uređaji prenaponske kategorije II
(npr. mali kućanski aparati, ručni električni alati..).
Uređaji prenaponske kategorije III
(npr. razvodna ploča, glavni prekidač, razvod uključujući
kabele, razvodne kutije, prekidači, utičnice, a u industriji
sabirnice, razni motori koji su trajno priključeni itd.)
Uređaji prenaponske kategorije IV
(To su svi uređaji od glavnog razvoda i napajanja objekta u
smjeru mreže kao: brojilo, glavni osigurači itd).
PRENAPOSNKE KATEGORIJE OPREME I
KLASE UPZ-a
Prenaponska kategorija elektro opreme
6kV
KPO
,I
4kV
2,5kV
kWh
,II
Klasa UPZa
,III
1,5kV
POJMOVI
Impulsna struja munje Iimp:
Struje munje oblika 10/350 koju odvodnik može podnijeti
karakterizirana je tjemenom(kA), brzinom porasta di/dt (A/s),
specifičnom energijom i²/t(J/Ω) i nabojem i*dt (As). Važno za
UPZ klase T1
Maksimalna struja odvođenja Imax:
Tjeme strujnog impulsa 8/20 u ispitivanju prema IEC/EN
61643 pri kojem odvodnik pouzdano odvodi i još nije
mehanički ili električki oštećen. Imax > In
POJMOVI
Nazivna struja odvođenja In
Nazivna struja odvođenja je vršna vrijednost strujnog impulsa,
valnog oblika 8/20 μs, za koji je uređaj prenaponske zaštite
predviđen prema određenoj normi
Zaštitna naponska razina Up:
Ovo je maksimalna trenuntna vrijednost napopna na
priključnicama uređaja prenaponske zaštite izmjerenog pri:
- nazivnoj struji odvođenja, odnosno uz
- 100% ispitnog napona vala 1,2/50
POJMOVI
Najviši radni napon Uc
Najviša efektivna vrijednost napona koja smije trajno biti
prisutna na odvodniku, to je napon pri kojemu odvodnik “još
ne provodi”
Kombinirani test impuls Uoc:
Kombinirani naponsko strujni impulsi se generiraju hibridnim
generatorom (1,2/50 μs, 8/20 μs). Napon otvorenog kruga
ovog generatora označava se Uoc za naponski impuls
1,2/50. Struja kratkog spoja ovog izvora za strujni impuls 8/20
označava se sa Isc. Koristi se za testiranje uređaja
prenaponske zaštite klase III prema IEC61643.
POJMOVI
Kapacitet prekidanja, gašenja popratne struje If
Kapacitet prekidanja je očekivana efektivna vrijednost popratne
struje pogonske frekvencije, koja može biti automatski ugašena
uređajem prenaponske zaštite uz narinut maksimalni trajni radni
napon Uc.
Podnosiva struja kratkog spoja
Podnosiva struja kratkog spoja je veličina struje kratkog spoja
pogonske frekvencija na mjestu postavljanja uređaja
prenaponske zaštite koja se mora ograničiti osiguračima ispred
uređaja prenaponske zaštite.
PRIMJERI TESTNIH VALNIH OBLIKA ZA
UREĐAJE PRENAPONSKE ZAŠTITE
Testclass I
Testclass II
Površina ispod linija je indikator energije pojedinog valnog oblika !
PRIMJER DJELOVANJA IMPULSA
40 kA 8/20 µs (lijevo) i 10/350 µs (desno)
Izvor: Dr. ing. Peter Hasse Dehn + Soehne
PEG 2001 meeting Las Vegas, March 27-29 2001
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
international (IEC)
T1
Odvodnici struje munje
I
B
european (EN)
-
B / I / T1
Testirano standardnim impulsom struje 10/350µs
Odvođenje dijela struje munje
Izjednačavanje potencijala
Prenaponska zaštita uređaja
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
Odvodnik prenapona
T2
II
- C / II / T2
- Testirano sa strujnim impulsom 8/20µs
- Sniženje preostalog napona UPZ-a klase I
- Ograničenje induciranih prenapona
- Prenaponska zaštita uređaja
C
UREĐAJI PRENAPONSKE ZAŠTITE
Odvodnici prenapona za
zaštitu krajnjih uređaja
T3
III
D
- D / III / T3
- testirano s naponskim valom 1,2/50µs i strujnim
impulsom 8/20µs
- Ograničenje sklopnih prenapona
- Sniženje preostalog napona prethodnih UPZ
- Prenaponska zaštita uređaja
METALOKSIDNI ODVODNICI
PRENAPONA, FIZIKALNA SLIKA
Pri nailasku prenapona, stvara se među česticama cinkoksidnih pločica jako električno polje, pri čemu se prostor oko
njih ionizira i postaje vodljiv.
Što je veći napon koji djeluje na odvodniku (promjenjivom
otporu), to je jače polje i ionizacija koja omogućuje stvaranje
vodljivih kanala, pa se otpor odvodnika smanjuje i tako se odvodi
jaka struja u zemlju.
Kada naponski val prestane djelovati, smanjuje se napon na
odvodniku, slabi i električno polje i ionizacija oko ZnO čestica, pa
se smanjuju i vodljivi kanali, a odvodnik će povećavajući svoj
otpor prekinuti struju, koja bi inače dalje tekla kroz zemlju, zbog
djelovanja pogonskog napona (popratna – slijedna struja).
METALOKSIDNI ODVODNICI
PRENAPONA, FIZIKALNA SLIKA
PODRUČJE 1
PODRUČJE 2
PODRUČJE 3
u normalnom pogonu teče kroz varistor mala kapacitivna struja (između
područja 1 i 2)
pri povećanju struje kroz odvodnik od gotovo milijun puta preostali napon
na odvodniku se praktično ne mijenja, područje 2
pri daljenjem povećanju struje, područje 3, preostali napon počinje rasti
METALOKSIDNI ODVODNICI
PRENAPONA, FIZIKALNA SLIKA
meka aktivacija, nema prenaposnkog impulsa
niska razina preostalog napona, moguće paralelno spajanje u sklopu
bez slijednih struja; struje koje nastaju zbog pogonskog napona
koristi se za klase I+II+III (B+C+D)
male dimenzije 1/2/3/4 TE
sadrže termički sklop za isključenje pri preopterećenju
ISKRIŠTA, PLINSKI ODVODNICI
PRENAPONA, FIZIKALNA SLIKA
i za visoke struje, brzi odziv, mali kapcitet
bez struje curenja (prisutna kod varistora)
ima slijedne, popratne struje
tvrda aktivacija, impuls prenapona
u pravilu viša cijena
TNC , TNS, TT SUSTAV
IZBOR SCHRACK UREĐAJA
+
PROTEC 25kA
VARTEC
COMBTEC 12.5kA
IZBOR SCHRACK UREĐAJA
VARTEC
POWERTEC kl. B+C
Iimp = 25 kA, 60kA (10/350μs), IN = 40, 70kA
(8/20μs)
Klasa B+C
Zaštitni nivo Up<2,5kV
Vrijeme odziva <50ns
Izvedba s iskrištem
POWERTEC kl. B+C
Iimp = 25 kA (10/350μs), IN = 40 kA (8/20μs),
IS010111
IS010112 (sa pom.kontaktom)
Iimp = 60 kA (10/350μs), IN = 70 kA (8/20μs)
IS010113
IS010114 (sa pom.kontaktom)
N/PE odvodnik
Samo za TT/IT sistem !!!
Iimp = 50 kA (10/350μs) IS010084
Iimp = 100 kA (10/350μs) IS010094
PROTEC kl. B+C
PROTEC (odvodnik munje + odvodnik prenapona)
T1 + T2 (B+C) odvodnik (25kA [10/350]+25kA [8/20])
Kombinrani odvodnik klase I + II
Iimp = 25 kA (10/350)
prema normi IEC/EN61643*
Varistorska izvedba
nema preostale struje
blaga prorada
T1
I
B
T2
II
C
COMBTEC kl. B+C
COMBTEC (odvodnik munje + odvodnik prenapona)
T1 + T2 (B+C) Ableiter(12,5kA [10/350]+20kA [8/20])
kombinirani odvodnik klase I + II
Iimp = 12,5 kA (10/350)
prema normi IEC/EN61643*
Varistorska tehnologija
nema preostale struje
blaga proradaI
T1
I
B
T2
II
C
VARTEC kl. C
VARTEC (odvodnik prenapona)
NIJE odvodnik struje munje
T2
II
za indirektne (inducirane) udare = prenapone
T2 (C) odvodnik utične izvedbe
In ... 15 kA i 20 kA
prema normi EN/IEC 61643*
Varistorska tehnologija
nema preostale struje
blaga prorada
C
ODVODNICI PRENAPONA KLASE D
Serija VMG
Varistor+iskrište
Šírina 1TE
Utična izvedba
UP ≤ 0,9 kV
In = 3 kA (8/20), 6kA (1.25/50)
IS010200 odvodnik
IS010201 podnožje
IS010202 podnožje + pom.kontakt
ODVODNICI PRENAPONA KLASE D
Serija AD2
Varistor+iskrište
Širina 2TE
Utična izvedba
UP≤ 0,9 - 1,2 kV
In = 2,5/2,5/5 kA (8/20)
(L-N/L-PE/N-PE)
IS050022 L/N (varistor)
IS050021 N/PE (iskrište)
IS050023 podnožje 2P
PREDOSIGURAČI I UREĐAJI
PRENAPONSKE ZAŠTITE
OSIGURAČI PRI STRUJNOM IMPULSU
10/350µs
Nema logike selektivnosti (1:1,6)! Za F4-F6 treba postaviti najveći
propisani! Ako se postavi manji, tada prenapon koji se javlja pri
izgaranju osigurača F4-F6 može preopteretiti slijedeće odvodnike!
Ako se postave veći od propisanih F4-F6 može doći do eksplozije
odvodnika
OSIGURAČI PRI STRUJNOM IMPULSU
8/20µs
UREĐAJ PRENAPONSKE
ZAŠTITE I RCD SKLOPKA
nepotrebni isklopi,
smanjena pouzdanost
napajanja
prema IEC 61008-1
standardne RCD sklopke su
otporne na strujne impulse
250A 8/20us, a selektivne
RCD sklopke na 3kA
8/20us
to znači da T1 i T2
odvodnici prenapona
moraju biti smješteni ispred
RCD sklopke, tj u smjeru
izvora
UREĐAJ PRENAPONSKE
ZAŠTITE I RCD SKLOPKA
U slučaju neispravnog
trošila i neispravnog
odvodnika može doći do
neprorade RCD sklopke
Stoga se uređaji
prenaponske zaštite tipa T1
i T2 moraju staviti prije
RCD sklopke
UGRADNJA UREĐAJA
L= L1+L2+L3 manje od 0,5m
ODVODNIK ZA FOTONAPONSKE
UREĐAJE
Odvodnik za fotonaponske uređaje - PHOTEC
550, 1000Vdc – 12,5kA (10/350), 20kA (8/0)
Klasa I/II Kombi. odvodnik & II-odvodnik do 1000Vdc
(100)
ODVODNIK ZA FOTONAPONSKE
SUSTAVE
Odvodnik za fotonaponske uređaje - PHOTEC
Ugradnja između panela i izmjenjivača na DC-strani
HVALA NA PAŽNJI

Download Report