Evinizde çok sayıda pahalı ev aleti varsa, elektrik şebekesinin kapsamlı bir korumasını organize etmeye özen göstermek daha iyidir. Bu yazıda aşırı gerilim koruma cihazları, neden ihtiyaç duyuldukları, ne oldukları ve nasıl kurulduklarından bahsedeceğiz.
Aşırı gerilimlerin doğası ve teknoloji üzerindeki etkileri
Çocukluğundan beri, birçoğu yaklaşan bir fırtınanın ilk belirtisinde elektrikli ev aletlerinin şebekeden bağlantısını kesme telaşına aşinadır. Bugün, kentsel ağların elektrikli ekipmanı daha gelişmiş hale geldi, bu yüzden birçok insan temel koruma cihazlarını ihmal ediyor. Aynı zamanda, sorun tamamen ortadan kalkmadı, özellikle evlerde bulunan ev aletleri hala risk altında.
Darbe aşırı gerilimlerinin (IP) oluşumunun doğası doğal ve insan yapımı olabilir. İlk durumda, yıldırım çarpmaları, havai elektrik hatlarına yıldırım düşmesi nedeniyle meydana gelir ve çarpma noktası ile risk altındaki tüketiciler arasındaki mesafe birkaç kilometreye kadar çıkabilir. Ana topraklama döngüsüne bağlı radyo direklerine ve paratonerlere çarpmak da mümkündür, bu durumda ev ağında indüklenmiş bir aşırı voltaj ortaya çıkar.
1 - elektrik hatlarında uzaktan yıldırım çarpması; 2 - tüketiciler; 3 - topraklama döngüsü; 4 - elektrik hatlarında yakın yıldırım çarpması; 5 - yıldırım çubuğuna doğrudan yıldırım çarpması
İnsan yapımı IP tahmin edilemez, trafo ve dağıtım trafo merkezlerinde aşırı yüklerin değiştirilmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkarlar. Güçte asimetrik bir artışla (sadece bir fazda), keskin bir voltaj sıçraması mümkündür, bunu öngörmek neredeyse imkansızdır.
Darbe voltajları zamanla çok kısadır (0,006 s'den az), ağda sistematik olarak görünürler ve çoğu zaman gözlemci tarafından fark edilmeden geçerler. Ev aletleri 1000 V'a kadar olan dalgalanmalara dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bunlar en sık görülür. Daha yüksek bir voltajda, güç kaynaklarının arızalanması garanti edilir ve evin kablolarında yalıtımın bozulması da mümkündür, bu da birden fazla kısa devreye ve yangına neden olur.
SPD nasıl düzenlenir ve nasıl çalışır?
SPD, koruma sınıfına bağlı olarak varistörler üzerinde yarı iletken bir cihaza veya bir kontak tutucuya sahip olabilir. Normal modda, SPD baypas modunda çalışır, içindeki akım iletken bir şönt üzerinden akar. Şönt, koruyucu toprağa bir varistör veya kesinlikle standartlaştırılmış bir boşluğa sahip iki elektrot aracılığıyla bağlanır.
Bir voltaj dalgalanması sırasında, çok kısa olsa bile, akım bu elemanlardan geçer ve toprak boyunca yayılır veya faz-sıfır döngüsünde (kısa devre) dirençte keskin bir düşüşle telafi edilir. Voltaj stabilize olduktan sonra arestör kapasitesini kaybeder ve cihaz tekrar normal modda çalışır.
Böylece SPD devreyi bir süreliğine kapatır, böylece aşırı gerilim termal enerjiye dönüştürülebilir. Aynı zamanda, cihazdan onlarca ila yüzlerce kiloamper arasında önemli akımlar geçer.
Koruma sınıfları arasındaki fark nedir
IP oluşumunun nedenlerine bağlı olarak, artan voltaj dalgasının iki özelliği ayırt edilir: 8/20 ve 10/350 mikrosaniye. İlk hane IP'nin maksimum değerini kazandığı süre, ikincisi ise nominal değerlere düşmesi için geçen süredir. Gördüğünüz gibi, ikinci tip aşırı gerilim daha tehlikelidir.
Sınıf I cihazlar, çoğunlukla tüketiciye 1500 m'den daha yakın güç hatlarında yıldırım düştüğünde meydana gelen, 10/350 µs karakteristikli IP'ye karşı koruma sağlamak üzere tasarlanmıştır. Cihazlar, 25 ila 100 kA arasında bir akımı kısaca kendilerinden geçirme yeteneğine sahiptir, neredeyse tüm sınıf I cihazlar arestörlere dayanmaktadır.
Sınıf II'nin SPD'leri, 8/20 µs karakteristikli IP kompanzasyonuna odaklanır, içlerindeki tepe akım değerleri 10 ila 40 kA arasındadır.
Koruma sınıfı III, karakteristik IP 8/20 µs ile 10 kA'dan düşük akım değerlerine sahip dalgalanmaları telafi etmek için tasarlanmıştır. Koruma sınıfı II ve III cihazlar, yarı iletken elemanlara dayanmaktadır.
En güçlü cihazlar olarak sadece sınıf I cihazları kurmak yeterli gibi görünebilir, ancak bu öyle değil. Sorun, ileri akımın alt eşiği ne kadar yüksekse, SPD'nin o kadar az hassas olmasıdır. Başka bir deyişle: kısa ve nispeten düşük IP değerleriyle, güçlü bir SPD çalışmayabilir ve daha hassas olanı bu büyüklükteki akımlarla başa çıkamaz.
Koruma sınıfı III cihazlar, en düşük SI'yı ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır - yalnızca birkaç bin volt. Üreticiler tarafından ev aletleri için güç kaynaklarına takılan koruma cihazlarının özelliklerine tamamen benzerler. Yedekli kurulum durumunda, kaynağı 20-30 döngü ile sınırlı olan cihazlarda yükü ilk üstlenen ve SPD çalışmasını engelleyenler onlardır.
SPD'ye ihtiyaç var mı, risk değerlendirmesi
IP'ye karşı koruma organizasyonu için gereksinimlerin tam bir listesi IEC 61643-21'de belirtilmiştir, IEC 62305-2 standardına göre zorunlu kurulumu belirleyebilirsiniz, buna göre yıldırım risk derecesinin belirli bir değerlendirmesi grev ve bunun neden olduğu sonuçlar belirlenir.
Genel olarak, havai elektrik hatlarından güç sağlarken, güç kaynağı modunda fırtınaların etkisini azaltmak için bir dizi önlem alınmadıkça, Sınıf I SPD kurulumu hemen hemen her zaman tercih edilir: desteklerin yeniden topraklanması, PEN -iletken ve metal taşıyıcı elemanlar, ayrı topraklama döngüsüne sahip paratoner, potansiyel dengeleme sistemleri.
Riski değerlendirmenin daha kolay bir yolu, korumasız cihazların ve güvenlik cihazlarının maliyetini karşılaştırmaktır. 8/20 özelliği ile aşırı gerilimlerin çok düşük olduğu çok katlı binalarda bile yalıtımın bozulma veya cihazların arızalanma riski oldukça yüksektir.
Cihazların ana panoya montajı
Çoğu SPD modülerdir ve 35 mm DIN rayına monte edilebilir. Tek gereksinim, SPD'yi kurmak için blendajın, koruyucu iletkene zorunlu bağlantısı olan bir metal kasaya sahip olması gerektiğidir.
Bir SPD seçerken, ana performans özelliklerine ek olarak, bypass modundaki nominal çalışma akımını da dikkate almalısınız, şebekenizdeki yüke karşılık gelmelidir. Diğer bir parametre de maksimum sıkma gerilimidir, günlük dalgalanmalar içinde en yüksek değerden düşük olmamalıdır.
SPD'ler, iki kutuplu ve dört kutuplu bir devre kesici aracılığıyla sırasıyla tek fazlı veya üç fazlı bir besleme ağına seri olarak bağlanır. Kıvılcım aralığı elektrotlarının lehimlenmesi veya kalıcı bir kısa devreye neden olan varistörün arızalanması durumunda montajı gereklidir. Fazlar ve bir koruyucu iletken, SPD'nin üst terminallerine ve alt terminallere sıfır bağlanır.
SPD bağlantı örneği: 1 - giriş; 2 - otomatik geçiş; 3 - SPD; 4 - yer otobüsü; 5 - topraklama döngüsü; 6 - elektrik sayacı; 7 - diferansiyel makine; 8 - tüketicilerin otomatik makinelerine
Farklı koruma sınıflarına sahip birkaç koruma cihazı kurarken, bunlar SPD ile seri olarak bağlanmış özel bobinler kullanılarak koordine edilmelidir. Koruyucu cihazlar, artan sınıf sırasına göre devreye yerleştirilmiştir. Koordinasyon olmadan, daha hassas SPD'ler ana yükü alacak ve daha erken başarısız olacaktır.
Cihazlar arasındaki kablo hattının uzunluğu 10 metreyi aşarsa jikle takılmasından kaçınılabilir. Bu nedenle, I sınıfı SPD'ler, sayaçtan önce bile cepheye monte edilir, ölçüm ünitesini dalgalanmalardan korur ve ASU ve zemin / grup kalkanlarına sırasıyla ikinci ve üçüncü sınıflar kurulur.