Het volgende onderzoekt enkele van de belangrijkste verschillen tussen de vereiste test van Underwriters Laboratory voor overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's); ANSI/UL 1449 Third Edition en de International Electrotechnical Commission (IEC) vereiste test voor SPD's, IEC 61643-1.

Short Circuit Current Rating (SCCR): De stroomcapaciteit waarmee de geteste SPD bestand is tegen de terminals waar deze is aangesloten, zonder de behuizing op enigerlei wijze te doorbreken.

UL: Test het volledige product op tweemaal de nominale spanning om te zien of het volledige product volledig offline is. Het gehele product (zoals verzonden) wordt getest; inclusief metaaloxidevaristoren (MOV's).

IEC: Test kijkt alleen naar de terminals en de fysieke verbindingen om te bepalen of ze robuust genoeg zijn om de fout aan te pakken. MOV's worden vervangen door een koperen blok en een door de fabrikant aanbevolen zekering wordt in de lijn geplaatst (buiten het apparaat).

Imax: Conform IEC 61643-1 – De topwaarde van een stroom door de SPD met een 8/20 golfvorm en grootte volgens de testreeks van de klasse II bedrijfstest.

UL: erkent de noodzaak van een Imax-test niet.

IEC: Een bedrijfscyclustest wordt gebruikt om op te lopen naar een Imax-punt (bepaald door de fabrikant). Dit is bedoeld om "blinde punten" in het ontwerp te vinden wanneer het wordt onderworpen aan een impuls van hoog niveau. Dit wordt uitgevoerd als een levensverwachting of robuustheidstest. De zekering moet bestand zijn tegen Imax en de test controleert de thermische stabiliteit van de SPD (na elke duty cycle-impuls die de SPD op zijn maximale continue bedrijfsspanning MCOV brengt) en zijn fysieke toestand.

I nominaal: de piekwaarde van de stroom door de SPD met een huidige golfvorm van 8/20.

UL: I nominale test is vergelijkbaar met de IEC's, maar de I nominale resultaten zijn niet gekoppeld aan een Up-waarde (een waarde die internationaal wordt gebruikt voor elektrische coördinatie). In plaats daarvan gebruikt UL I nominaal om de Voltage Protection Rating (VPR) van een product te bepalen. Niveaus zijn beperkt tot maximaal 20 kA. De SPD blijft functioneel na 15 spanningspieken.

IEC: Beperkt I nominaal testen niet tot 20kA, maar het door de fabrikant geselecteerde In-niveau wordt gebruikt om een ​​Up-waarde te krijgen, een waarde die wordt beschouwd als de beschermende prestatie van de SPD. Deze waarde wordt gebruikt voor elektrische coördinatie (specificaties van bouwdraad, apparatuur).

Daarom is het doel van de fabrikant om te proberen het hoogste Inominale niveau te bereiken met de laagste Up-resultaten. Veel fabrikanten kiezen ervoor om slechts 20 kA te testen, zodat het lijkt alsof ze een lage Up hebben.

Klasse versus categorie

UL: UL Type-aanduiding is een locatieaanduiding met een verschil met de manier waarop I nominaal wordt getest (voor apparaten die SCCR leveren, moet worden opgenomen en overleven bij het uitvoeren van I nominale tests).

IEC: Geeft bepaalde tests aan als klasse I, II of III. Klasse-aanduiding tussen I en II heeft te maken met de toegepaste impuls - Klasse I; een I imp test (10×350) en een klasse II – 8 x 20 μs.

De IEC duidt bepaalde tests aan als een klasse I, II of III en kan worden verward met UL's Type I, II, III of IV aanduidingen. Er is enige geldigheid voor zowel het identificeren van de goedgekeurde installatielocatie (UL) van het product als het toepassen van een robuustere impuls/golfvorm op die producten die op moeilijkere locaties zullen worden geïnstalleerd (IEC).

Golfvormen: Een grafiek van een impulsgolf die zijn vorm en veranderingen in amplitude in de loop van de tijd laat zien.

UL: Herkent de golfvorm van 8 x 20 μs.

IEC: De IEC neemt 2 golfvormen op in hun test, de 8 x 20 μs die wordt gebruikt voor klasse II-testen om spanningspieken weer te geven die op hoogspanningslijnen worden geïnduceerd. En de golfvorm van 10 x 350 μs die wordt gebruikt voor klasse I-testen die gedeeltelijke of directe bliksemstromen vertegenwoordigt (als gevolg van inslagen van gebouwen of elektriciteitsleidingen). De IEC gebruikt ook andere golfvormen van het ringgolftype voor gebruikstests (klasse III).

Het kiezen van de juiste overspanningsafleider(s) is een sleutelfactor om een ​​correcte beveiliging van de installatie te garanderen. Een slecht ontworpen bliksem- en overspanningsbeveiligingssysteem kan leiden tot vroegtijdige veroudering van de SPD en mogelijk falen van de beveiligingsapparaten in de installatie, waardoor schade aan de primaire systemen stroomopwaarts kan ontstaan, waardoor de grondgedachte achter de geïnstalleerde beveiliging teniet wordt gedaan

Prosurge biedt geen reeks regels en handleidingen om een ​​verkeerd ontwerp van het beveiligingssysteem volgens de toepassing te ondersteunen. We volgen echter de IEC- en UL-normen voor bliksem en overspanningsbeveiliging. Met dit in gedachten bieden we een gecascadeerd systeem zoals vastgelegd in de regels van de standaard, niet de regels van Prosurge.

Op het gebied van industriële toepassingen is een standaardpraktijk om een ​​gecascadeerd beveiligingssysteem te installeren op basis van verschillende gecoördineerde beschermingsapparaten die in verschillende stadia (LPZ's) zijn geïnstalleerd. Het voordeel van deze strategie is dat deze een hoge ontladingscapaciteit dicht bij de ingang van de installatie biedt, samen met een lage restspanning (beschermingsniveau) bij de belangrijkste income van de installatie van gevoelige apparatuur.

Het ontwerp van een dergelijk beveiligingssysteem is onder andere gebaseerd op de beoordeling van informatie zoals het bestaan ​​van een bliksemafleider (bliksemafleidingssysteem) en het type binnenkomende stroomtoevoerlijnen, secundaire primaire apparatuur en datasystemen.

De oplossingen bieden tegelijkertijd bescherming tegen transiënte of permanente (TOV) overspanningen of tegen beide (T + P).

De uiteindelijke productkeuze hangt af van parameters zoals: type installatie, type netwerkverbreking (werking op MCB of RCD), automatisch hersluiten, breekcapaciteit, etc.

Gewoonlijk kunt u verwijzen naar IEC61643 - Laagspannings-overspanningsbeveiligingsapparatuur - Deel 12: Overspanningsbeveiligingsapparatuur aangesloten op laagspanningsstroomdistributiesystemen - Selectie- en toepassingsprincipes

Fotovoltaïsche systemen zijn technologisch zeer gevoelig en een directe blikseminslag zou het zeker vernietigen. Er is nog een ander gevaar, omdat een blikseminslag bij de zonne-energiesystemen een piekspanning kan veroorzaken en deze overspanningen het systeem ook kunnen vernietigen. De omvormer is het primaire punt dat bescherming behoeft. Meestal zullen omvormers stootspanningbeschermers integreren in hun omvormers. Aangezien deze componenten echter alleen kleine spanningspieken ontladen, moet u overwegen om in individuele gevallen beschermingsbeveiligingen (SPD) te gebruiken.

In het verleden hebben sommige fabrikanten ule-classificaties gebruikt in hun specificaties. Ze worden niet beschouwd als een goede indicator voor SPD-prestaties en worden niet erkend door standaardorganisaties. Prosurge ondersteunt deze specificatie ook niet.

Responstijdspecificaties worden niet ondersteund door enige standaardenorganisatie die Surge Protective Devices beheert.IEEE C62.62 Standaard testspecificatie voor SPD's vermeldt specifiek dat het niet als een specificatie moet worden gebruikt.

Het Amerikaanse stroomdistributiesysteem is een TN-CS-systeem. Dit houdt in dat de geleiders Neutraal en Aard zijn verbonden aan de dienstingang van elk, en elk, faciliteit of apart afgeleid subsysteem. Dit betekent dat de neutraal-naar-aarde (NG) beveiligingsmodus binnen een SPD met meerdere modi die is geïnstalleerd bij het servicetoetredingspaneel in feite overbodig is. Verder uit dit NG-obligatiepunt, zoals in vertakkingsdistributiepanelen, is de noodzaak voor deze extra beschermingswijze meer gerechtvaardigd. Naast de NG-beveiligingsmodus kunnen sommige SPD's ook lijn-naar-neutrale (LN) en lijn-naar-lijn (LL) -bescherming bieden. Op een driefasen WYE-systeem is de behoefte aan LL-bescherming twijfelachtig, aangezien gebalanceerde LN-bescherming ook een mate van bescherming biedt voor de LL-geleiders.
Wijzigingen in de 2002-editie van de National Electrical Code® (NEC®) (www.nfpa.org) hebben het gebruik van SPD's op niet-geaarde delta stroomdistributiesystemen uitgesloten. Achter deze tamelijk brede verklaring ligt de intentie dat SPD's niet met LG verbonden moeten zijn, omdat door dit te doen deze vormen van bescherming pseudo-gronden creëren voor het zwevende systeem. Modi van beveiliging verbonden LL zijn echter acceptabel. Het hoogbenige deltasysteem is een geaard systeem en maakt het mogelijk om beschermingsmodi aan te sluiten op LL en LN of LG.

De installatie van SPD's is vaak slecht begrepen. Een goede SPD, onjuist geïnstalleerd, kan weinig baat hebben bij echte surge-omstandigheden. De zeer hoge veranderingssnelheid van de stroom, kenmerkend voor een overspanningstrek, zal significante spanningsdalingen ontwikkelen op de leidingen die de SPD verbinden met het paneel of de apparatuur die wordt beschermd. Dit kan betekenen dat de apparatuur hoger wordt dan de gewenste spanning tijdens een dergelijke piekconditie. Prosurge suggereert dat maatregelen om dit effect tegen te gaan ook het plaatsen van de SPD omvatten om de onderlinge verbindingslengten zo kort mogelijk te houden, door deze leads samen te draaien. Het gebruik van een zwaardere gauge AWG-kabel helpt enigszins, maar dit is slechts een tweede orde-effect. Het is ook belangrijk om beschermde en onbeveiligde circuits en leads gescheiden te houden om kruiskoppeling van energie van voorbijgaande aard te voorkomen.

Dit is een moeilijke vraag en hangt van vele aspecten af, waaronder: blootstelling van de site, regionaal is okeraunic-niveaus en nutsvoorzieningen. Een statistische studie van de waarschijnlijkheid van blikseminslag laat zien dat de gemiddelde bliksemontlading tussen 30 en 40kA ligt, terwijl slechts 10% van bliksemontladingen 100kA overschrijden. Gegeven dat een staking naar een transmissievoeder waarschijnlijk de totale stroom die wordt ontvangen deelt in een aantal distributiepaden, kan de realiteit van de stootstroom die een faciliteit binnendringt, veel minder zijn dan die van de blikseminslag die deze versnelt.

De ANSI/IEEE C62.41.1-2002-standaard probeert de elektrische omgeving op verschillende locaties in een faciliteit te karakteriseren. Het definieert de locatie van de service-ingang als tussen een B- en C-omgeving, wat betekent dat piekstromen tot 10 kA 8/20 kunnen worden ervaren op dergelijke locaties. Dit gezegd hebbende, hebben SPD's die zich in dergelijke omgevingen bevinden vaak een hogere classificatie dan dergelijke niveaus om een ​​geschikte levensduur te bieden, waarbij 100 kA/fase typisch is.

Hoewel ze in de golfindustrie vaak als afzonderlijke termen worden gebruikt, zijn transiënten en pieken hetzelfde fenomeen. Transiënten en pieken kunnen stroom, spanning of beide zijn en kunnen piekwaarden hebben van meer dan 10 kA of 10 kV. Ze zijn doorgaans van zeer korte duur (gewoonlijk> 10 µs & <1 ms), met een golfvorm die een zeer snelle stijging tot de piek heeft en vervolgens met een veel langzamere snelheid afneemt. Transiënten en pieken kunnen worden veroorzaakt door externe bronnen zoals blikseminslag of kortsluiting, of door interne bronnen zoals schakelaarschakeling, snelheidsregelaars, condensatorschakeling, enz.

Tijdelijke overspanningen (TOV's) zijn oscillerende fase-naar-aarde of fase-naar-fase overspanningen die slechts enkele seconden of zelfs enkele minuten kunnen duren. Bronnen van TOV's zijn onder andere het hersluiten van fouten, het wisselen van belasting, verschuivingen van de grondimpedantie, enkelfasige fouten en ferroresonantie-effecten, om er maar een paar te noemen. Vanwege hun potentieel hoge spanning en lange duur kunnen TOV's zeer schadelijk zijn voor MOV-gebaseerde SPD's. Een verlengde TOV kan permanente schade aan een SPD veroorzaken en het apparaat onbruikbaar maken. Houd er rekening mee dat hoewel UL 1449 (3e editie) ervoor zorgt dat de SPD onder deze omstandigheden geen veiligheidsrisico vormt, SPD's niet zijn ontworpen om te beschermen tegen TOV's.

Een directe blikseminslag is de krachtigste en moeilijkste stoot om tegen te beschermen. ProSurge adviseert dat een juiste aarding en verbinding van het elektrische systeem en het gebruik van de juiste overspanningsbeveiliging gevoelige apparatuur kan beschermen. Een SPD met een hogere nominale stroomsterkte zal het beste presteren tegen dit type gebeurtenis, als de unit correct is geïnstalleerd en het aardingssysteem voldoende is. De maximale single-bystand-piekstroomwaarde is gedefinieerd in IEEE SPD Standard C62.62.

SVR maakte deel uit van een eerdere versie van UL 1449 Edition en wordt niet langer gebruikt in de UL 1449-standaard. De SVR is vervangen door VPR.

VPR maakt deel uit van de UL 1449 3rd Edition en is de opspanprestatiegegevens voor SPD's. Elke SPD-modus wordt onderworpen aan een 6kV / 3kA combinatie-golfgolf en de gemeten klemwaarde ervan wordt afgerond naar de dichtstbijzijnde waarde op basis van tabel 63.1 van UL 1449 3rd Edition.

UL 96A is de standaard voor bliksembeveiligingssystemen. Een gebouw dat voldoet aan UL 96A moet een Type 1 SPD hebben met een nominaal ontladingstroomrating van 20kA geïnstalleerd bij de dienstingang.

Enkele belangrijke verschillen tussen Type 1 en Type 2 SPD's zijn:

• Externe overstroombeveiliging. Type 2 SPD's kunnen externe overstroom vereisen
  bescherming of het kan worden opgenomen in de SPD. Type 1 SPD's omvatten over het algemeen
  overstroombeveiliging binnen de SPD of andere middelen om aan de eisen te voldoen
  van de norm; dus Type 1 SPD's en Type 2 SPD's die geen externe nodig hebben
  apparaten voor overstroombeveiliging elimineren de mogelijkheid van een verkeerde installatie
  gewaardeerd (niet-overeenkomend) overstroombeveiligingsapparaat met de SPD.
• Nominale ontladingsstroomwaarden. Beschikbare nominale ontlaadstroom (In)
  classificaties van Type 1 SPD's zijn 10 kA of 20 kA; terwijl Type 2 SPD's er 3 kunnen hebben
  kA, 5 kA, 10 kA of 20 kA Nominale ontladingsstroomwaarden.
• UL 1283 EMI/RFI-filtering. Sommige UL 1449 vermelde SPD's bevatten filtercircuits
  die zijn geëvalueerd als een UL 1283 (standaard voor elektromagnetische interferentie
  filters) filteren. Dit zijn gratis UL-vermeld als een UL 1283-filter en een UL
  1449 SPD. Per definitie en de reikwijdte van UL 1283, UL 1283 vermelde filters zijn
  alleen geëvalueerd voor toepassingen aan de belastingzijde, niet aan toepassingen aan de lijnzijde.
  Bijgevolg zal UL een Type 1 SPD niet aanvullend vermelden als een UL 1283 Listed
  filter. Een SPD van type 1 kan echter een UL 1283-filter bevatten als een erkend
  Component binnen een op de lijst geplaatste Type 1 SPD, die volledig is geëvalueerd voor baanapparatuur
  gebruik. Fabrikanten van dergelijke producten bieden over het algemeen dezelfde SPD aan als een
  Type 2 UL 1449-vermelde SPD met aanvullende vermelding als een UL 1283-vermeld
  filter.
• condensatoren. Condensatoren die worden gebruikt in Type 1 SPD's kunnen worden beoordeeld op veiligheid
  anders dan bij Type 2 SPD's. Alle condensatoren in Type 1 SPD-toepassingen zijn
  geëvalueerd volgens UL 810 (standaard voor condensatoren). Dit omvat filtercondensatoren
  waarnaar hierboven wordt verwezen in UL 1283 (standaard voor elektromagnetische interferentiefilters)
  toepassingen. Condensatoren in Type 2 SPD's zijn geëvalueerd volgens UL 1414 (standaard voor
  condensatoren en onderdrukkers voor radio- en televisietoestellen) en/of
  UL 1283 (standaard voor elektromagnetische interferentiefilters).

Type 1 SPD's (vermeld) - Permanent aangesloten, bedrade SPD's bedoeld voor
installatie tussen de secundaire kant van de servicetransformator en de lijnzijde van de hoofdleiding
serviceapparatuur overstroombeveiliging, evenals de laadzijde van de hoofdleiding
serviceapparatuur (dwz Type 1's kunnen overal in de distributie worden geïnstalleerd
systeem). Type 1 SPD's omvatten SPD's van het type wattuurmeter met socketbehuizing. Op de zijn
lijnzijde van de serviceonderbreking waar geen overstroombeveiligingen zijn
om een ​​SPD te beschermen, moeten Type 1 SPD's worden vermeld zonder het gebruik van een externe overstroom
beschermend apparaat. De nominale ontlaadstroom voor Type 1 SPD's is ofwel
10kA of 20kA.

Type 2 SPD's (vermeld) - Permanent aangesloten, bedrade SPD's bedoeld voor
installatie aan de laadzijde van de overstroombeveiliging van de hoofdserviceapparatuur.
Deze SPD's kunnen ook op de hoofdserviceapparatuur worden geïnstalleerd, maar moeten op worden geïnstalleerd
de belastingszijde van het overstroombeveiligingsapparaat van de hoofdservice. Type 2 SPD's kunnen of mogen
geen overstroombeveiligingsapparaat nodig volgens hun NRTL-lijst. Als een specifieke
overstroombeveiliging is vereist, het NRTL-lijstbestand en de labels/instructies van de SPD
zijn vereist om de grootte en het type overstroombeveiligingsapparaat te noteren. Opmerking: in sommige
gevallen kan het gebruikte overstroombeveiligingsapparaat van invloed zijn op de nominale ontladingswaarde van
de SPD. De SPD kan bijvoorbeeld een nominale ontlaadstroom van 10 kA hebben
indien beschermd door een stroomonderbreker van 30 Amp en een nominale ontlaadstroom van 20 kA
rating wanneer beschermd door een ander maar specifiek merk en model van overstroom
bescherming apparaat. De nominale ontlaadstroom voor Type 2 SPD's is 3 kA, 5
kA, 10 kA of 20 kA.

Type 3 SPD's (vermeld) - Deze SPD's worden 'Point of Utilization SPD's' genoemd, die
worden geïnstalleerd op een minimale geleiderlengte van 10 meter (30 voet) van het elektriciteitsnet
servicepanel, tenzij ze worden beoordeeld op Type 2 SPD's (dat wil zeggen, ze krijgen een Nominal
Ontlaadstroom van minimaal 3 kA). Meestal zijn dit snoer-verbonden spanningspieken
strips, directe plug-in SPD's of SPD's van het contactdoostype geïnstalleerd op de gebruiksapparatuur
beschermd zijn (dwz computers, kopieermachines, enz.).

Type 1, 2, 3 Component Assembly SPD's (Component Recognized) - Deze SPD's zijn
bedoeld om in de fabriek te worden geïnstalleerd in elektrische distributieapparatuur of voor eindgebruik
apparatuur. Dit zijn erkende component-SPD's die zijn geëvalueerd voor gebruik in Type 1, 2 of 3
SPD-toepassingen. Dergelijke component-SPD's moeten allemaal dezelfde elektrische veiligheidsstoring doorstaan
tests zoals vermeld Type 1, 2 of 3 SPD's. Terwijl deze SPD's 100% compliant zijn vanuit een veiligheidsoogpunt
vanuit het oogpunt van faaltesten hebben deze SPD's voor assemblage van type 1, 2 en 3 componenten
aanvaardbaarheidsvoorwaarden zoals blootliggende terminals of andere mechanische constructies
dat vereist dat ze worden geïnstalleerd of gehuisvest in een op de lijst geplaatste assemblage om bescherming te bieden
van blootstelling aan onder spanning staande delen of andere vereisten. Deze Type 1, 2 of 3 Erkend
Component SPD's moeten niet worden verward met ANSI/UL 1449-2006 Type 4 Component
Assemblages en Type 5 discrete SPD-componenten die extra componenten vereisen
(eventueel veiligheidsscheiders), ontwerp en testen om te worden gebruikt als een volledige stroomstoot
beschermend apparaat.

Type 4 Component Assembly SPD (Component Recognized) –– Deze component
samenstellingen bestaan ​​uit een of meer Type 5 SPD-componenten samen met een scheider
(integraal of extern) of een middel om te voldoen aan de beperkte stroomtests in UL 1449,
Artikel 39.4. Dit zijn onvolledige SPD-assemblages, die doorgaans worden geïnstalleerd in
vermelde eindproducten, zolang aan alle voorwaarden voor aanvaardbaarheid is voldaan. Deze Type 4
Componentassemblages zijn onvolledig als een SPD, vereisen verdere evaluatie en zijn dat niet
toegestaan ​​om te worden geïnstalleerd in het veld als een zelfstandige SPD. Vaak hebben deze apparaten nodig
extra overstroombeveiliging.

Type 5 SPD (Component Recognized) - Discrete component-overspanningsbeveiligingsapparaten,
zoals MOV's die op een printplaat kunnen worden gemonteerd, verbonden door de kabels of
voorzien in een omhulling met montagemiddelen en bedradingsafsluitingen. Deze typen
5 SPD-componenten zijn onvolledig als een SPD, vereisen verdere evaluatie en zijn dat niet
toegestaan ​​om in het veld te worden geïnstalleerd als een stand-alone SPD. Type 5 SPD's zijn over het algemeen de
componenten die worden gebruikt bij het ontwerp en de constructie van complete SPD's of andere SPD's
assemblages.

SSCR-kortsluitstroom. De geschiktheid van een SPD voor gebruik op een wisselstroomcircuit dat niet meer dan een aangegeven rms symmetrische stroom kan leveren bij een aangegeven spanning tijdens kortsluiting. SCCR is niet hetzelfde als AIC (Amp Interrupting Capacity). SCCR is de hoeveelheid "beschikbare" stroom waaraan de SPD kan worden blootgesteld en veilig kan worden losgekoppeld van de stroombron bij kortsluiting. De hoeveelheid stroom die wordt "onderbroken" door de SPD is doorgaans aanzienlijk minder dan de "beschikbare" stroom.

UL 1449 en de National Electric Code (NEC) vereisen dat de SCCR (Short Circuit Current Rating) wordt gemarkeerd op alle SPD-eenheden. Het is geen piekwaarde, maar de maximaal toegestane stroom die een SPD kan onderbreken in geval van een storing. De NEC / UL heeft de eis dat de SPD moet worden getest en geëtiketteerd met een SCCR gelijk aan of groter dan de beschikbare foutstroom op dat punt in het systeem.

Geef bij het opgeven van SPD een duidelijke, beknopte specificatie met de vereiste prestaties en ontwerpfuncties. Een minimale specificatie moet het volgende bevatten:

• UL-piekwaarde

• Onderdrukkingsbeoordeling

• Kortsluitingswaarde

• Piekstootstroom per modus (LN, LG en NG)

• spanning en configuratie van elektrische service

SPD is een apparaat dat is ontworpen om piekenergie naar elektrische apparatuur te beperken. Het doet dit door de stootstroom om te leiden of te beperken. Een SPD is parallel aangesloten op de apparatuur die hij moet beschermen. Zodra de overspanning de nominale waarde overschrijdt, "begint het te klemmen" en begint het energie rechtstreeks naar het elektrische aardingssysteem te geleiden. Een SPD heeft gedurende deze tijd een zeer lage weerstand en "kortsluit" de energie naar aarde. Zodra de stroomstoot voorbij is, "opent" deze zich, zodat stroomopwaartse stroomonderbrekers niet worden geactiveerd.