Ochrana FVE před účinky bleskových proudů a přepětím

Ochrana FVE svodiči přepětí CITEL

Ochrana FVE před účinky bleskových proudů a přepětím

CITEL Electronics Praha 8 www.citel.cz; [email protected]

15.4.2010 Praha

AMPER 2010 - Přepěťové ochrany CITEL pro FVE

1

Proč svodiče přepětí pro FVE

• • • • • • •

15.4.2010 Praha

Životnost FVE 20 let a více Požadavek na bezporuchový provoz Exponovaná místa – střechy Velká plocha – větší rizika úderu blesků V průmyslové oblasti přepětí vyvolaná spínacími jevy Místa s častými údery blesků (bouřkové oblasti) Varistory v některých střídačích - nejsou přepěťovou ochranou typu 1 či 2


2

Následky přepětí Integrované obvody

15.4.2010 Praha


3

Následky přepětí

Televizor

15.4.2010 Praha

Domácí spotřebiče


4

Následky přepětí Fotovoltaický panel – přední a zadní strana

15.4.2010 Praha


5

Následky přepětí Elektronika střídače

15.4.2010 Praha


6

Následky přepětí Deska počítače

15.4.2010 Praha


7

Statistiky pojišťoven v Německu

•

Podle údajů pojišťoven v Německu je asi 30 % z celkové hodnoty náhrady škod způsobeno přepětími.

•

Německé pojišťovny se brání nárůstu těchto náhrad tím, že pokud není instalována přepěťová ochrana, buď nevyplácejí náhradu škody nebo výrazně zvyšují pojistné.

•

Žádná pojišťovna Vám nezaručí, že se v budoucnu nezmění pojistné podmínky

15.4.2010 Praha


8

ČSN EN 62305-3 - Vnitřní a vnější ochrana proti účinkům bleskových proudů

Vnější ochrana proti blesku má za úkol bezpečně svést bleskový proud do země a zabránit škodám na stavebních objektech. Vnitřní ochrana proti účinkům bleskových proudů má za úkol vytvořit veškerá opatření proti nebezpečných účinkům bleskového proudu a proti účinkům jeho elektromagnetického pole

15.4.2010 Praha


9

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.2 Vnější ochrana proti blesku •

V souladu s normou na vnější ochranu proti blesku je třeba chránit FVE podle možnosti oddělenými jímacími soustavami proti přímým úderům blesku. – Metoda valící se koule – Metoda mřížové soustavy – Metoda ochranného úhlu

15.4.2010 Praha


10

Vnější ochrana proti blesku podle normy ČSN EN 62305 Metoda ochranného úhlu

Metoda valící se koule

Metoda mřížové soustavy

15.4.2010 Praha


11

Vnější ochrana proti blesku podle ČSN EN 62305 kombinace metody ochran. úhlu a valící se koule

15.4.2010 Praha


12

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.2 Vnější ochrana proti blesku: dostatečná vzdálenost

Dostatečná (přeskoková) vzdálenost s leží většinou v rozmezí 0,5 m bis 1m (přesný výpočet podle ČSN EN 623053)

15.4.2010 Praha


13

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.2 Vnitřní ochrana proti blesku

•

Přepětí v důsledku přímých a blízkých atmosférických výbojů se omezují svodiči přepětí (SPD) typu 1 podle ČSN EN 61643-11.

•

Přepětí v důsledku vzdálených úderů blesku a v důsledku spínacích dějů se omezují svodiči přepětí (SPD) typu 2 a 3 podle ČSN EN 61643-11.

15.4.2010 Praha


14

Svodiče bleskových proudů a přepětí

Rozdíl mezi svodiči typu 1 a 2

kA

• Impulsní (bleskový) proud 10/350μs : Zkušební proud pro svodiče typu 1 (svodiče bleskových proudů) • 8/20μs jmenovitý svodový proud: Zkušební proud pro svodiče typu 2 a 3 (svodiče přepětí)

8/20

Überspannung

10/350

µs

Svodiče typu 1 (bleskových proudů - vlna 10/350μs) musí být schopny svést podstatně větší energii než svodiče přepětí (vlna 8/20 μs). 15.4.2010 Praha


15

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.2 Dostatečná (přeskoková) vzdálenost s Je zapotřebí dodržet dostatečnou (přeskokovou) vzdálenost s, aby se zabránilo přeskokům mezi kovovými částmi. Pokud není možno dodržet dostatečnou (přeskokovou) vzdálenost, je zapotřebí zajistit přímé spojení mezi vnější ochranou proti blesku a konstrukcí fotovoltaických panelů. V tomto případě mohou dílčí bleskové proudy ovlivňovat i jiné systémy.

15.4.2010 Praha


16

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.6 Volba typu svodiče přepětí Pokud není na střeše hromosvod – postačuje přepěťová ochrana typu 2 ? Blesk přece neví, že na střeše není hromosvod. Rozhodně je lepší použít na DC straně svodič typu 1+2.

X Podle normy by měl být i na AC straně svodič přepětí.

Podle způsobu přívodního vedení se volí buď typ 2 nebo raději typ 1. 15.4.2010 Praha


17

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.6 Volba typu svodiče přepětí Pokud je na střeše hromosvod a je dodržena dostatečná (přeskoková) vzdálenost s, stačí svodič přepětí typu 2. Dostatečná vzdálenost je dodržena -> svodič typu typu 2

Na AC straně musí být použit svodič přepětí typu 1. 15.4.2010 Praha


18

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.6 Volba typu svodiče přepětí Pokud je na střeše hromosvod a dostatečná (přeskoková) vzdálenost není dodržena, musí být použit svodič přepětí typu 1. Dostatečná vzdálenost není dodržena -> DC svodič přepětí typu 1

Typ 1

Na AC straně musí být použit svodič přepětí typu 1. 15.4.2010 Praha


19

Svodiče přepětí CITEL pro FVE

15.4.2010 Praha

• • • •

Svodiče přepětí na DC straně DS60PV – typ 1+2 DS50PV – typ 2 DS50PV/ xx G – typ 2

• • • •

Svodiče přepětí na AC straně DS250VG-300, DUT 250VG – typ 1+2+3 DS125VG-125 – typ 1+2 DS40 – typ 2


20

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.6.2 Svodič přepětí typu 1, Impulsní (bleskový) svodový proud Iimp

Použití svodičů přepětí typu 1 na DC straně u FVE se doporučuje tehdy, jestli: • existuje vnější ochrana proti blesku (hromosvod) • a současně není dodržena dostatečná (přeskoková) vzdálenost. Impulsní (bleskový) svodový proud Iimp svodiče přepětí typu 1 by měl činit nejméně 12,5 kA pro vlnu 10/350 μs pro každý aktivní vodič. • Navíc by měla hodnota impulsního bleskového proudu odpovídat požadavkům v místě instalace.

15.4.2010 Praha


21

ČSN EN 62305-3 příloha 5 5.6.3 Svodič přepětí typu 2, jmenovitý svodový proud In

• • • •

•

Jmenovitý svodový proud In svodiče přepětí typu 2 by měl činit nejméně 5 kA pro vlnu 8/20 μs pro každý aktivní vodič. Navíc by měla hodnota jmenovitého svodového proudu odpovídat požadavkům v místě instalace. Nezaměňovat jmenovitý a maximální svodový proud svodiče – In a Imax! Nezaměňovat impulsní bleskový proud svodičů typu 1 a jmenovitý a svodový proud svodiče In. Svodič přepětí se umisťuje co nejblíže k chráněnému zařízení.

15.4.2010 Praha


22

ČSN EN 62305-3 příloha 5 pravidla pro položení kabelů Nutno snížit indukované napětí

Vodiče v ocelových žlabech – stínění

Pokud se pokládají vodiče v oddělených kabelových žlabech, doporučuje se, aby byly umístěny paralelně a co nejtěsněji u sebe – snížení plochy mezi vodiči.

15.4.2010 Praha


23

ČSN EN 62305-3 příloha 5 Max. vzdálenost k chráněnému zařízení

Přechodová skříňka

Minimalizujte velikost smyčky

L > 10 m DC AC

Instalace svodičů přepětí na DC straně při dlouhých kabelových trasách mezi FV panely a střídačem.

SPD

SPD

Quelle: TC37A Cenelec Normausschuss ,Draft Photovoltaic

Citát EN 62305-4:2006; D2.3: „Když je délka obvodu menší než 10m, není nutné ochrannou vzdálenost uvažovat.“

15.4.2010 Praha


24

Svodiče přepětí na rodinném domku bez vnější ochrany proti blesku Před a za střídačem je nutno instalovat přepěťovou ochranu. Jsou-li dlouhé kabelové trasy, musí být instalována druhá přepěťová ochrana. Doporučuje se, aby moduly a nosné konstrukce byly připojeny na přípojnici pro vyrovnání potenciálů spolu s uzemněním. Průřezy vodičů by neměly být menší než 6 mm2.

15.4.2010 Praha


25

Případ A) Budova s vnější ochranou proti blesku, je dodržena dostatečná vzdálenost s Případ A) Je dodržena dostatečná vzdálenost a fotovoltaické panely se nachází v ochranném pásmu jímací soustavy: Na DC straně stačí instalovat svodiče typu 2 (DS50PV). Pokud použijete svodiče typu 1+2 (DS60PV), zvýšíte si bezpečnost Vaší FVE. Jsou-li dlouhé kabelové trasy, je zapotřebí instalovat i druhý svodič přepětí. Na AC straně je nutno instalovat svodič typu 1- lepší však je instalovat kombinovaný svodič typu 1+2+3

15.4.2010 Praha


26

Případ B) Budova s vnější ochranou proti blesku, není dodržena dostatečná vzdálenost s Příklad B) Pokud není možno dodržet dostatečnou vzdálenost s nebo pokud FVE se nenachází v ochranném pásmu jímací soustavy, je nutno použít svodiče přepětí třídy 1 (ochrana proti bleskovým proudům na DC straně) a to: svodič typu 1 v přechodové skříňce u panelů a svodič typu 2 před střídačem : Lépe: kombinovaný svodič typu 1+2 (např. DS60) v přechodové skříňce. Tím může odpadnout svodič typu 2 u střídače (pro krátkou kabelovou trasu). Uzemnění musí být schopné svést bleskový proud, tzn. 16mm2 měď nebo 25mm2 hliník. Stíněné vodiče jsou výhodnější. Na AC straně musí být svodič typu 1nejlepší volba je kombinovaný svodič 1+2+3.

15.4.2010 Praha


27

Chyby při instalaci - nedostatečná (přeskoková) vzdálenost s

15.4.2010 Praha


28

Nedostatečná (přeskoková) vzdálenost s

Kde je dostatečná (přeskoková) vzdálenost s?

Zdroj: Feuerwehr München

15.4.2010 Praha


29


Snímky z praxe

Zdroj: Feuerwehr München

15.4.2010 Praha


30


15.4.2010 Praha


31

Dostatečná (přeskoková) vzdálenost s

Je to možné udělat správně i takto …….

Quelle: Wagner & Co

15.4.2010 Praha


32



Quelle: Wagner & Co

15.4.2010 Praha


33



Zdroj: Wagner & Co

15.4.2010 Praha


34

Připojení svodičů přepětí

Pravidlo 50 cm: Aby přepěťová ochrana správně pracovala, musí být připojovací vodiče ke svodiči přepětí a vodiče pro připojení na přípojnici pro vyrovnání potenciálů být co nejkratší. Norma IEC 60364-5-553 doporučuje maximální délku 50cm pro součet připojovacích vodičů.

15.4.2010 Praha


35

Připojení svodičů přepětí

Úbytek Úbyteknapětí napětína na vedení vedenídélky délky2m 2m ssproudem proudem10 10kA kA aavlnou vlnou8/20µs 8/20µs :: UR UR~~20 20VV UL UL~~2500 2500VV

15.4.2010 Praha


36

Nejdůležitější normy

Příčina vzniku přepětí

IEC 62305-1 až 4 Ochrana proti blesku staveb

Přímý úder blesku

X

Vzdálený úder blesku

X

Spínací děje

15.4.2010 Praha

IEC 60364-4-443

IEC 60364-5-534

Ochrana proti přepětí v důsledku atmosférických vlivů nebo spínacích dějů

Volba a instalace svodičů přepětí

X X

X

X

X


37

CITEL Technologie VG

Nový směr v technologii přepěťových ochran CITEL - výhody technologie VG

t°

Spouštěné jiskřiště

Varistor

Plynem plněné jiskřiště + varistor

38

Porovnání technologií pro svodiče přepětí typu 1(+2+3) Citel DS 250VG Patentovaná technologie

Svodiče na bázi jiskřiště

Plynem plněné jiskřiště Jiskřiště

Spouštění

Vysokovýkonný varistor Vnitřní tepelný odpojovač

15.4.2010 Praha

tº

F


39

Princip funkce „kombinovaného svodiče přepětí CITEL technologie VG“ Sériové zapojení uzavřeného plynem plněného jiskřiště a varistoru 1: V normálním provozu zajišťuje plynem plněné jiskřiště díky svému vysokému odporu v porovnání s varistorem napěťovou ochrannou hladinu Up, neboť na něm je prakticky celé napětí. 2:Jakmile dojde k přepětí, klesá napětí na plynem plněném jiskřišti a napětí na celém svodiči přepětí se prakticky rovná napětí na varistoru. Zbytkové napětí je rovno napěťovému úbytku na varistoru. 3:Jakmile poklesne přepětí, zajistí varistor bezpečné zhasnutí plynem plněného jiskřiště. Nevznikají žádné následné proudy, které je nutno zhášet!

15.4.2010 Praha


40

CITEL Technologie VG Výhody technologie VG

ŘEŠENÍ

t°

Technologie VG

Jiskřiště

Varistory

žádný následný proud

ANO

NE

ANO

žádný provozní proud

ANO

ANO

NE

konstantní a nízká napěťová ochranná hladina

ANO

???

NE

bezpečné odpojení

ANO

NE

NE

pouze zapalování

kvůli TOV

splňuje požadavky krátkodobého provozního přepětí TOV

ANO

ANO

???

indikace poruchy

ANO

NE

ANO

pouze zapalování

vysoká životnost

ANO

NE

NE

citlivé zapalování

pasivní stárnutí

41

CITEL VG-Technologie ŘEŠENÍ

Výhody technologie VG u svodičů přepětí

Vysokovýkonné varistory

Plynem plněné jiskřiště Výhody - vysoká zatížitelnost - zapaluje při nízké hodnotě napětí - v trvalém provozu má dobré izolační vlastnosti -> žádné propustné proudy

Nevýhody

Výhody

Obtížné zhášení a nežádoucí následné proudy a deformace napěťové křivky

-

-

žádný následný proud, žádný zkrat v obvodu Krátká doba odezvy (ns)

Nevýhody Propustný proud Stárnutí

DS250VG

✚ •

první kombinovaný svodič přepětí certifikovaný VDE typu 1+2+3

•

žádný propustný ani následný proud

•

Splňuje požadavky na instalaci před elektroměr

CITEL VG-Technologie 42

Konec přednášky

Děkujeme za Vaši pozornost www.citel.cz [email protected]

15.4.2010 Praha

43

Ochrana FVE před účinky bleskových proudů a přepětím

Recommend Documents