Auswiel vun Iwwerspannungsschutzgeräter Auswiel fir PV-Anlagen – Aarte vun Iwwerspannungsschutzgeräter
Photovoltaesch (PV) Stroumproduktioun ass eng Schlësselquell vun erneierbaren Energien a wirtschaftlech héich kompetitiv am Verglach mat der traditioneller Stroumproduktioun. Kleng verdeelt PV-Anlagen, wéi zum Beispill Solarpanneauen op Daach, ginn ëmmer méi populär. Daach-PV-Anlagen ëmfaassen souwuel Wiesselstroum- wéi och Gläichstroumverdeelung mat Spannungen bis zu 1500V. D'Gläichstroumsäit, besonnesch d'PV-Paneele, kënnen an Héichrisikogebidder direkt Blëtzschléi ausgesat sinn, wouduerch se ufälleg fir Blëtzschued sinn.
De Blëtzschutz fir Gebaier gëtt opgedeelt an externen Schutz (Blitzschutzsystem, LPS) an internen Schutz (Iwwerspannungsschutzmoossnamen, SPM), baséiert op dem Blëtzrisiko. Iwwerspannungsschutzgeräter (SPDs), als Deel vum internen Schutz, schützen géint transient Iwwerspannungen, déi duerch atmosphäresche Blëtz oder Schaltbetriber verursaacht ginn. SPDs ginn ausserhalb vun der geschützter Ausrüstung installéiert a funktionéieren haaptsächlech wéi follegt: Wann et keng Iwwerspannung am Stroumnetz gëtt, beaflosst den SPD net wesentlech den normale Betrib vum System, deen e schützt. Wann eng Iwwerspannung optrieden, bitt den SPD eng niddreg Impedanz, leet de Iwwerspannungsstroum duerch sech selwer of an limitéiert d'Spannung op e sécheren Niveau. Nodeems d'Iwwerspannung eriwwer ass an all Reschtstroum ausgestuerwen ass, geet den SPD an en héichimpedanten Zoustand zréck.
1. D'Installatiounsplaz vun Iwwerspannungsschutzgeräter (SPD)
D'Installatiounsplaz vun Iwwerspannungsleitungen (SPDs) gëtt jee no dem Grad vun der Blëtzgefor a baséiert op dem Konzept vun de Blitzschutzzonen (LPZ) an der IEC 62305 bestëmmt. Transient Iwwerspannungen ginn progressiv op e sécheren Niveau reduzéiert, deen ënner der Haltspannung vun der geschützter Ausrüstung muss leien. Wéi an der Figur illustréiert, ginn SPDs un de Grenze vun dëse Zonen installéiert, wat zum Konzept vum Méiniveau-Iwwerspannungsschutz féiert, deen an Nidderspannungssystemer benotzt gëtt. Fir PV-Anlagen läit de Fokus drop, ze verhënneren, datt Blëtzstéierungen iwwer d'AC- an d'DC-Säiten erakommen, wouduerch kritesch Komponenten wéi Inverter geschützt ginn.
2. Testklassen fir Iwwerlaaschtungsschutzgeräter (SPD)
Geméiss der IEC 61643-11 ginn SPDs an dräi Testkategorien agedeelt, baséiert op der Aart vum Blëtzstroumimpuls, fir deen se geduecht sinn, ze widderstoen. Typ I Tester (markéiert als T1) sinn geduecht fir partiell Blëtzstréim ze simuléieren, déi an e Gebai geleet kënne ginn. Dës benotzen eng 10/350 µs Welleform, wéi an der Figur blow gewisen, a ginn typescherweis op der Grenz tëscht LPZ0 an LPZ1 ugewannt - wéi z.B. un Haaptverdeeler oder Nidderspannungstransformator-Akommen. SPDs fir dëst Niveau sinn normalerweis vum Spannungsschalttyp, mat Komponenten wéi Gasentladungsröhren oder Zündlücken (z.B. Hornlücken oder Graphitlücken).
Typ II (T2) an Typ III (T3) Tester benotzen Impulser mat méi kuerzer Dauer. Typ II SPDs sinn normalerweis Spannungsbegrenzungsgeräter, déi Komponenten wéi Metalloxidvaristoren (MOVs) benotzen. Si gi mat engem Nennentladungsstroum mat enger Stroumwelleform vun 8/20 µs getest (kuckt d'Figur Bléi), a si verantwortlech fir d'Reschtspannungsüberspannung, déi vum Upstream-Schutzgerät kënnt, weider ze limitéieren. Typ III Tester benotzen e Kombinatiounswellengenerator mat enger Spannung vun 1,2/50 µs an engem Stroumimpuls vun 8/20 µs (kuckt d'Figur hei ënnendrënner), fir Spannungen méi no un den Endverbrauchgeräter ze simuléieren.
3. Uschlosstyp vum Iwwerspannungsschutzgerät (SPDs)
Et ginn zwou Haaptschutzmethoden géint transient Iwwerspannungen. Déi éischt ass de Common-Mode-Schutz (CT1), deen entwéckelt ass fir géint Iwwerspannungen tëscht spanningsféierende Leiter an der PE (Schutzäerd) ze schützen. Blëtzschléi kënnen zum Beispill héich Spannungen am Verhältnes zur Äerd an e System aféieren. De Common-Mode-Schutz hëlleft den Impakt vun esou externen Stéierungen, wéi zum Beispill Blëtz, ze reduzéieren, wéi hei ënnendrënner illustréiert.
Déi zweet ass den Differentialmodusschutz (CT2), deen géint Iwwerspannungen tëscht dem Leiter (L) an dem Nullleiter (N) schützt. Dës Zort vu Schutz ass besonnesch wichteg fir intern Stéierungen ze bekämpfen, wéi elektrescht Geräischer oder Interferenzen, déi am System selwer generéiert ginn, wéi am Diagramm hei ënnendrënner gewisen.
Duerch d'Ëmsetzung vun engem oder béide vun dëse Schutzmodi kënnen elektresch Systemer besser virun potenziellen Iwwerspannungsquellen ofgeschützt ginn, wat schlussendlech d'Längsdauer an d'Zouverlässegkeet vun der ugeschlossener Ausrüstung verbessert.
Et ass wichteg ze bemierken, datt d'Auswiel vun den SPD-Schutsmodi mam aktuelle Äerdungssystem ausgeriicht soll sinn. Fir TN-Systemer kënnen souwuel CT1- wéi och CT2-Schutsmodi benotzt ginn. An TT-Systemer kann CT1 awer nëmmen no engem RCD ugewannt ginn. An IT-Systemer - besonnesch deenen ouni Nullleiter - ass den CT2-Schutz net uwennbar. Dëst ass eng entscheedend Iwwerleeung an DC-Verdeelungssystemer, déi IT-Äerdungskonfiguratiounen benotzen. Detailer fannt Dir an der Tabell hei ënnendrënner.
4. Schlësselparameter vun Iwwerspannungsschutzgeräter (SPD)
Geméiss der internationaler Norm IEC 61643-11 sinn d'Charakteristiken an d'Tester vun SPDen, déi u Nidderspannungs-Stroumverdeelungssystemer ugeschloss sinn, definéiert, wéi an der Figur 7 gewisen.
(1) Spannungsschutzniveau (erop)
De wichtegsten Aspekt bei der Auswiel vun engem SPD ass säin Spannungsschutzniveau (Up), deen d'Leeschtung vum SPD bei der Begrenzung vun der Spannung tëscht den Terminaler charakteriséiert. Dëse Wäert soll méi héich sinn wéi déi maximal Klemmspannung. E gëtt erreecht wann de Stroum, deen duerch den SPD fléisst, dem Nennenentladungsstroum In gläich ass. De gewielte Spannungsschutzniveau muss méi niddreg sinn wéi d'Impulsbeständegkeetsspannung Uw vun der Laascht. Am Fall vu Blëtzschlag gëtt d'Spannung iwwer d'SPD-Terminer normalerweis ënner Up gehalen. Fir PV-DC-Systemer bezitt sech d'Laascht normalerweis op PV-Moduler an Inverter.
(2) Maximal kontinuéierlech Betribsspannung (Uc)
Uc ass déi maximal Gläichstroumspannung, déi kontinuéierlech um SPD-Schutzmodus ugewannt ka ginn. Si gëtt op Basis vun der Nennspannung an der Äerdungskonfiguratioun vum System ausgewielt a déngt als Aktivéierungsschwellwäert vum SPD. Fir d'Gläichstroumsäit vu PV-Systemer soll Uc méi grouss oder gläich wéi den Uoc Max vum PV-Array sinn. Uoc Max bezitt sech op déi héchst Open-Circuit-Spannung tëscht den Faseklemmen an tëscht dem Faseklemmen an der Äerd um designéierte Punkt vum PV-Array.
(3) Nennenentladungsstroum (In)
Dëst ass de Spëtzewäert vun engem 8/20 μs Welleformstroum, deen duerch den SPD fléisst, a fir Typ II Tester a fir Virkonditiounstester an Typ I a Typ IID'IEC verlaangt, datt den SPD mindestens 19 Entladunge mat engem Welleformstroum vun 8/20 μs standhält. Wat méi héich den In-Wäert ass, wat méi laang d'Liewensdauer vum SPD ass, awer d'Käschte klammen och.
(4) Impulsstroum (Iimp)
Definéiert duerch dräi Parameteren: Stroumpeak (Ipeak), Ladung (Q) a spezifesch Energie (W/R), gëtt dëse Stroum benotzt an Typ I Tester. Déi typesch Welleform ass 10/350 μs.