Moduláris túlfeszültség-levezetôk
Egyszerû és hatékony megoldások A siker egyértelmû!
A legtöbbet tesszük a villamosságért.
A villámmal kapcsolatos
A villám a talajjal kondenzátort képezô zivatarfelhôkben felgyülemlett elektromosság kisülésébôl keletkezik. Ez a viharok idején elôforduló jelenség jelentôs károkat okozhat. A villám egy magas frekvenciájú villamos jelenség, amely bármely vezetôben, de különösen a kábelekben és a villamos terhelés alatt lévô helyeken túlfeszültséget okozhat.
kockázatok
A városok növekedésével az ember kevésbé van kitéve a villámlásnak, mint régen. Ugyanakkor egyre inkább hatással vannak ránk az elektromos és elektronikus eszközök, melyek pontos mûködését azonban befolyásolhatja a villámlás. Európában a villámlás sok kárt okoz: n a tûzesetek 10%-át villámcsapás okozza, melyek közül 40% mezôgazdasági jellegû, n a villámlás az elektronikus és elektromos berendezések meghibásodásának legfôbb oka: o mérôeszközök, o érzékeny terhelések, n a feszültségellátásban bekövetkezett kimaradások utáni jelentôs mûködtetési veszteségek, n a villámcsapás által okozott károk javítási költségei jelentôsek. Ma már rendelkezésre áll megfelelô védelem a villamos berendezések, építmények számára egyaránt: n az épületek külsô részén, összekötnek minden fém elemet a földelési rendszerrel és végül beiktatnak egy villámhárítót, n az épületek belsejében, egymáshoz kötik a veszélyeztetett vezetô részeket és beiktatnak egy túlfeszültség-levezetôt a villamos- és telefonhálózatokba. A védelem hatékonysága számos tényezôtôl függ: n a villámhárítók és szekrények természetes ellenállóképessége, n a választott villámhárítók és túlfeszültség-levezetôk, n ezen védelmi eszközök megfelelô beszerelése.
A megújult
túlfeszültség-levezetô kínálat
Olyan eszközök állnak rendelkezésre, melyek az elektronikus készülékek és berendezések számára védelmet nyújtanak a villámlás közvetlen és közvetett hatásai ellen. A felhasználói igények egyre jobb kielégítése és a szabványok utóbbi idôben történt fejlesztése arra ösztönözte a Schneider Electric Rt.-t, hogy egy új túlfeszültség-levezetô családot fejlesszen ki. Ez a moduláris kínálat egyedileg alkalmazkodik minden ország háztartási, tercier és ipari szektorainak szükségleteihez. Az új készülékek megfelelnek az IEC 61643-11/ 2. nemzetközi szabvány elôírásainak. A cserélhetô betétes és fix típusok egy és több pólusú változatban kaphatóak. Létezik külön a kommunikációs hálózatokhoz kialakított túlfeszültség-levezetô termékcsalád is. A kockázatfelmérés minden beszerelésnél egyedi, hiszen alapvetô követelmény az elektromos szerelvények hatékony védelme és a feszültségellátás optimális folyamatossága szempontjából. Éppen ezért a túlfeszültség-levezetôket egyrészt a védendô terhelést, másrészt a beépítés helyének jellegzetességeit figyelembe véve, jól kell megválasztani.
Általános moduláris kínálat
Hogyan válasszunk túlfeszültséglevezetôt a kisfeszültségû hálózatokhoz:
1
A védendô terhelés tulajdonságainak alapján A terhelések légköri túlfeszültség elleni védelme szempontjából a következôket kell figyelembe venni: n a védendô berendezés villamos szilárdsága (Uchoc), n a villamos hálózat és a földelési rendszer maximális feszültsége (Uc), (ld. 3. táblázat). A túlfeszültség-levezetô védelmi szintjének (Up) tehát mindenképp a következônek kell lennie:
Uc (hálózat) < Up (túlfeszültség-levezetô) < Uchoc (terhelés) A háromfázisú 230/440V feszültség alatt lévô berendezések villamos-szilárdság (8/20µs) táblázata – az MSZ 2364-4 (IEC 60364-4) szabvány szerint Villamos szilárdság kategória Terhelés típusa
Uchoc Villamos szilárdság Példák:
3
I. kategória csökkentett elektronikus készülékek: televízió, vészjelzô, HI-FI, videófelvevô, komputer és telekommunikációs berendezés
II. kategória normál háztartási készülékek: mosogatógép, tûzhely, hûtôszekrény, kéziszerszámok
III. kategória magas ipari eszközök: motor, elosztó-szekréy konnektor, transzformátor
IV. kategória nagyon magas ipari eszközök: elektromos mérômûszerek, távadók.
1,5kV
2,5kV
4kV
6kV
A földelési rendszer típusa
TT
A földelési rendszertôl függôen
A közös módú (MC) védelem a fázis-föld és a nulla-föld terhelésekre vonatkozik. A differenciál módú (MD) védelem a TT és TN-S rendszerek esetében fontos, így biztosított a fázis-nulla terhelések védelme.
TN-S
TN-C
IT IT kivezetett nulla nullával nélkül Uc (hálózat) max. feszültség 345/360V 253/264V 253/264V 398/415V 398/415V Cserélhetô betétes túlfeszültség-levezetôk PRD MC Uc = 275V 1P MC Uc = 440V 3P 3P MC/MD 1P+N 1P+N 1P+N Uc = 440/275V 3P+N 3P+N 3P+N Fix túlfeszültség-levezetôk STH-STM MC 1P+N 1P Uc = 275V 3P+N 3P STD MC/MD 1P nem megengedett Uc = 275V 3P MC/MD 1P+N Uc = 275V 3P+N
Hogyan válasszunk
túlfeszültséglevezetôt a kommunikációs hálózat számára: n PRC túlfeszültség-levezetô az analóg telefonhálózatokhoz, n PRI 12/48V túlfeszültség-levezetô az automatizált rendszerek és
a digitális telefonhálózatok számára, n PRI 6V túlfeszültség-levezetô a számítógép-hálózatokhoz.
A villámcsapások eloszlása (Ng), 2 az évente egy km -re esô villámcsapások száma.
Ng ≤ 0,5 0,5 < Ng < 1,6 Ng ≥ 1,6
A villámcsapások területi eloszlása Magyarországon, 1999. Az Országos Meteorológiai Szolgálat adatai alapján a teljes (felhô+föld) villámcsapásokból leképezve.
2
A beépítés helyének tulajdonságaitól függôen A villámhárítóval együtt történô beszerelés Amennyiben az épületre villámhárítót terveznek elhelyezni vagy már fel is szerelték rá (vagy 50m-es sugarú körben van ilyen): n egy Imax (8/20µs) = 65kA áteresztôképességû hálózatoldali túlfeszültség-levezetôt szükséges beszerelni (1. lépcsô), n lépcsôzetesen elrendezett Imax (8/20µs) = 8kA-s másodlagos túlfeszültség-levezetôket is be kell szerelni, és ezeket a lehetô legközelebb kell elhelyezni a védendô terheléshez (2. lépcsô). A villámhárító nélküli beszerelés Lakóépületekben földrajzi elhelyezkedés városi villámcsapás gyakorisága (Ng) Imax (kA) 1. lépcsô 10-15* 2. lépcsô
vidéki 10-15
10-15
10-15
40 8
65 8
ha az Up túl magas és/vagy d ≥ 30m
(*) ajánlott d= az 1. lépcsô és a védendô terhelés közötti távolság (ld. a több, lépcsôzetes elrendezésû túlfeszültség-levezetô elhelyezését bemutató táblázatot) Tercier/Ipari épületekben a hálózati feszültségellátás nem szükséges folyamatossága a védendô berendezést alacsony érô villámcsapás (pénzügyi) következményei (1) villámcsapás gyakorisága (Ng) Imax (kA) 1. lépcsô 10-15 10-15 40 2. lépcsô 8
részleges
kötelezô
magas
nagyon magas
10-15 40 8
65 8
40 8
65 8
65 8
ha az Up túl magas és/vagy d ≥ 30m
(1) meghibásodás esetén a tercier/ipari szektorban a villámcsapás okozta kár jelentôsebb, mivel a védendô berendezés költsége magasabb.
kisfeszültségû
Túlfeszültség-levezetôk (240/415V) számára
hálózatok Cserélhetô betétes túlfeszültséglevezetôk
védelem pólusok 1. 2. száma lépcsô lépcsô PRD65r 1P 1P 1P+N 3P 3P+N
szélesség (9mm-es modul) 2 2 4 6 8
Up (V)
In (kA) Imax (kA) (8/20µs) (8/20µs)
UC (V) MC MD
2000 1500 1200 2000 1200
20 20 20 20 20
65 65 65 65 65
440 275 440 440 440
PRD40r
1P 1P 1P+N 3P 3P+N
2 2 4 6 8
1800 1200 1200 1800 1200
15 15 15 15 15
40 40 40 40 40
440 275 440 440 440
1P 1P 1P+N 3P 3P+N
2 2 4 6 8
1800 1200 1200 1800 1200
15 15 15 15 15
40 40 40 40 40
440 275 440 440 440
1P 1P 1P+N 3P 3P+N
2 2 4 6 8
1800 1200 1200 1800 1200
5 5 5 5 5
15 15 15 15 15
440 275 440 440 440
PRD8 1P 1P 1P+N 3P 3P+N
2 2 4 6 8
1800 1200 1200 1800 1200
2 2 2 2 2
8 8 8 8 8
440 275 440 440 440
Up (V)
In (kA) Imax (kA) (8/20µs) (8/20µs)
1500 1500 1500 1500
20 20 20 20
PRD40
PRD15
Fix túlfeszültséglevezetôk
védelem
275
275 275
16555 16556 16557 16558 16559
n n n n n
16560 16561 16562 16563 16564
n n n n n
rend. szám
16565 16566 16567 16568 16569
275 275
16570 16571 16572 16573 16574
275 275
275
16575 16576 16577 16578 16579
mód
Uc (V)
rend. szám
65 65 65 65
MC MC MC MC
275 275 275 275
16608 16609 16610 16611
275
STH
1P 1P+N 3P 3P+N
szélesség (9mm-es modul) 2 4 8 8
STM
1P 1P+N 3P 3P+N
2 4 8 8
1200 1200 1200 1200
15 15 15 15
40 40 40 40
MC MC MC MC
275 275 275 275
16604 16605 16606 16607
1P 1P+N
2 4 8 8
5 5 3 5 5 3
10 10 10 10 10 10
MC MC MD MC MC MD
275 275 275 275 275 275
16600 16601
3P 3P+N
1200 1200 1000 1200 1200 1000
1. lépcsô
STD
pólusok
275
tartalék „életartam feszültség vége” kijelzés n n n n n n n n n n
2. száma lépcsô
STD
16602 16603
Szabvány: IEC 67643-11 osztály 2. teszt
A leválasztó kismegszakító kiválasztása Miután kiválasztotta a berendezés védelméhez szükséges túlfeszültség-levezetôt, a mellékelt táblázat alapján ki kell választani a megfelelô leválasztó kismegszakítót is:
A túlfeszültség-levezetôk maximális lökôárama
leválasztó kismegszakító névl. érték karakterisztika
típus
8-15-30-40kA 65kA
20A 50A
C60 C60
C C
Az installáció adott pontján kalkulált rövidzárlati áram alapján válassza ki a megfelelô megszakítóképességû kismegszakító típust. n Minden élô vezetôt védeni kell. Például: egy 1P+N túlfeszültség-levezetôt együtt kell alkalmazni egy 2P leválasztó kismegszakítóval (2 védett pólus). n
1 3 5 1 3 5
Távjelzés Ha ezeket a kiegészítôket együtt alkalmazzuk a túlfeszültség-levezetôvel, akkor az „élettartam vége” kijelzésre is van lehetôség.
5
típus
szélesség feszültség (9 mm-es modul)
érintkezô típusa
terhelhetôség
rend. szám
EM/RM
2+2
NO/NF
6V CC/10mA 250V CA/5A
16592
230V CA 50-60Hz
Túlfeszültség-levezetô kínálat a
telekommunikációs hálózatokhoz típus PRC párhuzamos PRC soros PRI 6V PRI 12...48V PRC
PRI
szélesség (9mm-es modul) 2 2 2 2
feszültség Un (V) 200 200 6 12...48
Up (V) 700 300 15 70
In (kA) (8/20µs) 5 5 5 5
Imax (kA) (8/20µs) 10 10 10 10
rend. szám 15462 16593 16594 16595
Példa túlfeszültséglevezetôk kisfeszültségû hálózatra való bekötésére különféle földelési rendszerek esetén:
TT - Egyfázisú bekötés
TN-S - Háromfázis + nulla bekötés 7
2
2
4 4
3
3
1
1
Túlfeszültség-levezetô STD (3P+N)
Túlfeszültség-levezetô PRD (1P+N)
5
6
5
6
IT - Háromfázisú bekötés
TN-C - Háromfázisú bekötés 2
2 4
1 a táptranszformátor üzemi földelése 2 villamos elosztótábla 3 leválasztó kismegszakító 4 védendô terhelés vagy berendezés 5 földelô (PE) csatlakozóblokk 6 a villamos berendezések föld (PE) bekötési pontja 7 áram-védôkapcsoló 8 túlfeszültség-korlátozó
4 8
3 1
1 Túlfeszültség-levezetô STD (3P)
Túlfeszültség-levezetô PRD (3P)
5
Több, lépcsôzetes elrendezésû túlfeszültség-levezetô elhelyezése: A hálózatoldali túlfeszültség-levezetô (P1, 1. lépcsô) úgy van méretezve, hogy a berendezés bemeneti részén megjelenô villámáramot levezeti a talajba. Két eset lehetséges: n ha a védelem szintje (Up) túl magas a védendô készülék villamos szilárdságához (Uchoc) képest (1. ábra), n ha az érzékeny készülék túl messze helyezkedik el a hálózatoldali túlfeszültséglevezetôtôl, d≥30m.
3
6
5
6
Példa a TN-S háromfázisú + nulla bekötésre 1. ábra
2. ábra E
P1 Up : 2kV
E
Uchoc : 1,5kV
P1
< d ≥ 30 m >
és/vagy
1. lépcsô
2. lépcsô E
A második esetben, a 2. lépcsô céljából, a feszültség csökkentése érdekében egy másik túlfeszültség-levezetôt (P2) lehet bekötni a terhelés közelébe, hogy csökkentse a feszültséget, valamint, hogy a védendô készülék villamos szilárdságához hangolja azt (3. ábra).
P1 Up : 2kV
P2 Up :1,5kV
Uchoc : 1,5kV
3. ábra
A kommunikációs hálózatok bekötési ábrái telefonhálózat
PRC párhuzamos
telefonhálózat
PRC soros
ELV hálózat
PRI
feszültség ellátás
ipari
1/ A helyszín. Az ipari helyszínek a következôk lehetnek: n ôrház, n irodaépület, n három gyártási csarnok. A helyszín egy völgyben elhelyezkedô, fákkal körülvett 10 hektáros terület.
A villamos berendezések védelme folyamatos energiaellátás mellett GE
transzformátor
fôelosztó
C120
50 cm-es szabály
PF65r
az épülethez
2/ Védendô terhelések. n az ôrházban: mûszaki riasztók, behatolást jelzô riasztók, tûzvédelem, belépést ellenôrzô és videó figyelô, n a gyártási csarnokokban: számítógépek, fûtôberendezés és elektromos gépek, n az irodákban: számítógépek, inverterek, világítás- és fûtésvezérlési berendezések.
2. alelosztó kapcsolótábla
1. alelosztó kapcsolótábla kisfogyasztók számára
C60
PF8
50 cm-es szabály
3/ Kockázatfelmérés. A terhelés kockázatának vizsgálata: n a terhelések nagy érzékenysége, n a terhelések magas költsége, n a feszültségellátás kötelezô folyamatossága. A helyszín kockázatának vizsgálata: n földalatti kisfeszültségû vezeték, n földalatti középfeszültségû vezeték, n villámhárítóval felszerelt és építményekkel körülvett épületek, n villámcsapás elôfordulási sûrûsége: Ng=2,3.
Irodaépület
C60
PF8
50 cm-es szabály
tercier
Felhasználási példa és szektorban
bekötési példa: irodaépület (TN-S rendszer)
4/ Földelési rendszerek. A berendezések bejöveteli oldalán és a gyártási csarnokokban lévô földelési rendszer TN-C rendszer, az ôrházakban és irodákban lévôk pedig TN-S rendszer. 5/ A túlfeszültség-levezetôk kiválasztása. A különbözô táblázatok tanulmányozása után (a védendô terhelésektôl, a helyszín jellemzôitôl és a föld-rendszertôl függôen) nyilvánvaló, hogy a beszerelendô túlfeszültséglevezetônek Imax = 65kA áteresztô képességgel kell rendelkeznie minden épület kapcsolótáblájának bemeneti pontján (1. lépcsô). Valamint ezekhez egy vagy több, Imax = 8kA vagy 10kA-es, a védendô terheléshez a lehetô legközelebb elhelyezett másodlagos védelmû túlfeszültség-levezetôt (2. lépcsô) kell kapcsolni (ld. a több túlfeszültség-levezetô lépcsôzetes elrendezését mutató ábrát). 6/ A feszültségellátás folyamatossága. Használjon: n 300 vagy 500mA érzékenységû, szelektív S áram-védôkapcsolót a hálózatoldalra telepítve, n „si” típusú, 30mA érzékenységû áram-védôkapcsolót minden fontos leágazásban.
n a gyártási csarnokokban (TN-C rendszer), a beszerelendô túlfeszültség-levezetôk hárompólusúak (3P): Cserélhetô betétes túlfeszültség-levezetôk Fix túlfeszültség-levezetôk Leválasztó kismegszakító*
1. lépcsô
2. lépcsô
PRD65r
PRD8
STH (65kA) C60 névl. áram 50 A / C karakt.
STD (10kA) C60 névl. áram 20 A / C karakt.
n az ôrházban és az irodaépületben (TN-S rendszer), a beszerelendô túlfeszültség-levezetôknek többpólusúnak kell lenniük (1P+N vagy 3P+N): Cserélhetô betétes túlfeszültség-levezetôk Fix túlfeszültség-levezetôk Leválasztó kismegszakító*
1. lépcsô
2. lépcsô
PRD65r
PRD8
STH (65kA) C60 névl. áram 50 A / C karakt.
STD (10kA) C60 névl. áram 20 A / C karakt.
*Az installáció adott pontján kalkulált rövidzárlati áram alapján válassza ki a megfelô megszakítóképességû kismegszakító típust.
Mûszaki adatok PRD túlfeszültség-levezetôk Valamennyi készüléktípusra egyaránt vonatkozó adatok n mûködési hômérséklet: -25˚C - +60˚C n raktározási hômérséklet: -40˚C - +70˚C n védettség: o burkolat: IP40 o csatlakozók: IP20
Villamos adatok n névleges feszültség: 230/400V AC n frekvencia: 50…60Hz n folyamatosan megengedett üzemi áram (lc): o 1P, 3P: < 800µA o 1P+N, 3P+N: 0µA n megengedett max. rövidzárlati áram: o 1P+N, 3P+N: - PRD65/40: 25kA - PRD15/8: 10kA, o 1P (230V): 10kA o 1P (400V): 3kA n NO/NC kontaktus: o 12V DC, > 10mA o 250V AC, < 1A
Mechanikai adatok n csatlakozás kengyeles
szorítókapcsokkal: o sodrott vezeték
2.5…16mm2, o tömör vezeték 2.5…25mm2, n legalább 10mm2 keresztmetszetû vezeték javasolt villámhárítóval ellátott berendezések esetén n NO/NC kontaktus: o 0.5…1.5mm2 vezetékkeresztmetszet n tömeg (g): o 1P: 90, o 1P+N: 180, o 3P: 395, o 3P+N: 460
STD, STM, STH túlfeszültséglevezetôk Villamos adatok n névleges feszültség: 230/400V AC n frekvencia: 50…60Hz n max. megengedett üzemi feszültség: Uc: 275V AC n max. rövidzárlati áram: o STD: 10kA o STM, STH: -1P+N, 3P, 3P+N: 25kA -1P: 10kA
Mechanikai adatok n csatlakozás kengyeles szorítókapcsokkal: o sodort vezeték 2,5…16mm2 o tömör vezeték 2,5…25mm2 o legalább 10mm2 keresztmetszetû vezeték javasolt, villámhárítóval ellátott berendezések esetén n tömeg (g): o 1P: 60 o 1P+N: 106 o 3P: 220 o 3P+N: 250
PRC, PRI túlfeszültség-levezetôk hálózat típusa telefon analóg 300Hz RTC nyomógombos T0 speciális vonal 24V speciális modemvonal 64 kbit/s sávszél. MIC vonal és T2 hozzáférés számítógép áramhurok 200V áramhurok 12…48V RS 232 (12V) RS 485 (12V) áramhurok 6V RS422 (6V) RS423 (6V) 12/48V feszültségellátás tûzvédelmi rendszerek ELV fogyasztó beléptetô rendszerek
PRC párh.
PRC PRI PRI soros 12…48V 6V
Villamos adatok n a továbbított jel max. feszültsége: o PRC: 220V AC, o PRI 12…48V: 53V, o PRI 6V: 7V. n védelmi szint (UP): o PRC párhuzamos: 700V AC, o PRC soros: 300V AC, o PRI 12…48V: 70V, o PRI 6V: 15V. n áteresztô képesség (8/20µs): o Imax: 5kA-es impulzus o In: 10kA-es impulzus n névleges áram: o PRI soros: 20mA, o PRI: - 20mA
- max.: 100mA n mûködési sávszélesség: o PRC párhuzamos: 100MHz, o PRC soros: 3MHz, o PRI 12…48V: 6MHz, o PRI 6V: 80MHz. n tartós (max. 15 perc) zárlati
áram 50Hz-en: 25A n védett érpárok száma: 1.
Mechanikai adatok n csatlakozás kengyeles
szorítókapcsokkal: 0.5…2.5mm2 vezetékkeresztmetszet n tömeg (g): 65.
EM, RM kiegészítôk Villamos és mechanikai adatok n névleges feszültség: 230V AC, 50…60Hz n állapotjelzés feszültséglevezetôkhöz: zöld és piros jelzôlámpa a homloklapon n kimeneti kontaktus: o teljesítmény: -min.: 6 VDC 10mA -max.: 250V AC 5mA o szigetelés a kontaktusok között: 1kV AC
o szigetelés a kontaktusok
és a tekercs között: 2,5kV AC n csatlakozás sodort vagy tömör vezetékkel: 2,5mm2 keresztmetszetig n méretek: 2x2 db 9mm-es modul n tömeg (g): 20
Méretek PRD
157-0100
STD - STH - STM
159-0100
Párhuzamos PRC
Soros PRC - PRI
073-0100
158-0100
EM/RM kijelzô modul
RM
EM
RM, EM 160-0100
Termékeinket folyamatosan fejlesztjük, a katalógusban közölt információk érvényességérôl kérjük érdeklôdjön.
Schneider Electric Hungária Villamossági Rt.
1116 Budapest, Fehérvári út 108–112. http://www.schneider-electric.hu
telefon: 382-2800, fax: 206-1440 e-mail:
[email protected]
MG091/2000 2000/09
