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#Neues aus der Industrie
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Verstehen der Nennwerte von Überspannungsschutzgeräten
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Wie Sie wissen, welchen kA-Wert Sie verwenden müssen
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Die Auswahl eines geeigneten Überspannungsschutzgerätes (SPD) kann wie eine gewaltige Aufgabe erscheinen, besonders bei all den verschiedenen Typen, die heute auf dem Markt sind. Die Überspannungsleistung oder kA-Bewertung eines SPDs ist eine der am meisten missverstandenen Bewertungen. Kunden fragen häufig nach einem SPD zum Schutz ihrer 200-A-Schalttafel. Es besteht auch die Tendenz zu denken, dass je größer die Schalttafel ist, desto größer muss die kA-Bewertung des Geräts für den Schutz sein. Wie Sie in diesem Artikel sehen werden, ist dies ein weit verbreiteter Irrglaube.
Wenn eine Überspannung in einen Schaltschrank eindringt, ist ihr die Größe des Schaltschranks egal und sie kennt sie nicht. Woher wissen Sie also, ob Sie einen 50kA-, 100kA- oder 200kA-SPD verwenden sollten? Wie in der IEEE-Norm C62.41 beschrieben, fügt die Verkabelung eines Gebäudes eine Impedanz hinzu, die den Stoßstrom begrenzt. Die Norm besagt auch, dass 10-kA-Geräte den Stoßstrom am Serviceeingang schon seit mehreren Jahren angemessen begrenzen. Daher ist es vernünftig zu sagen, dass die größte Überspannung, die in das Leitungssystem eines Gebäudes eindringen kann, 10 kA beträgt; ein direkter Blitzeinschlag würde jedoch eine viel größere Überspannung erzeugen. Die extrem hohe Spannung, die mit einem direkten Blitzeinschlag verbunden ist, würde höchstwahrscheinlich zu einem Überschlag führen, wodurch die Überspannung "selbstbegrenzend" wäre. Warum sollten Sie also einen SPD benötigen, der für 200 kA ausgelegt ist? Ganz einfach - aus Gründen der Langlebigkeit.
Sie denken vielleicht: Wenn 200kA gut sind, dann müssen 600kA dreimal besser sein, richtig? Nicht unbedingt. Ab einem gewissen Punkt verringert die Nennleistung ihren Nutzen und bringt nur zusätzliche Kosten, aber keinen wesentlichen Vorteil.
Da die meisten SPDs auf dem Markt einen Metalloxidvaristor (MOV) als Hauptbegrenzer verwenden, können wir untersuchen, wie/warum höhere kA-Werte erreicht werden. Wenn ein MOV für 10 kA ausgelegt ist und einen Stromstoß von 10 kA erfährt, würde er 100 % seiner Kapazität nutzen. Dies kann wie ein Benzintank betrachtet werden, bei dem die Überspannung das MOV ein wenig degradiert (es ist nicht mehr zu 100 % voll).
Wenn der SPD zwei 10-kA-MOVs parallel geschaltet hat, wäre er für 20 kA ausgelegt. Theoretisch teilen sich die MOVs den 10-kA-Stoßstrom gleichmäßig auf, d. h. jedes MOV würde 5 kA aufnehmen. In diesem Fall hat jedes MOV nur 50 % seiner Kapazität verbraucht, wodurch das MOV viel weniger geschädigt wird - es bleibt mehr im Tank für zukünftige Überspannungen.
Bedeutet dies eine "Stoppleistung" für Überspannungen? Nein. Nur weil ein SPD zwei oder 20 MOVs parallel geschaltet hat, bedeutet das nicht, dass er den 10-kA-Stoß besser begrenzt als ein einzelner SPD mit der gleichen Leistung. Der Hauptzweck von parallel geschalteten MOVs ist es, die Langlebigkeit des SPDs zu erhöhen. Beachten Sie auch hier, dass dies subjektiv ist - ab einem gewissen Punkt verursachen Sie nur zusätzliche Kosten, indem Sie mehr MOVs einbauen, und erhalten nur einen geringen Nutzen.
Wie bereits erwähnt, spielt die Größe des Schaltschranks bei der Auswahl der kA-Bewertung keine Rolle. Der Standort des Schaltschranks innerhalb der Anlage ist viel wichtiger. IEEE C62.41.2 definiert die Kategorien der zu erwartenden Überspannungen innerhalb einer Anlage wie folgt:
Kategorie C: Service-Eingang, schwerere Umgebung: 10kV, 10kA Überspannung.
Kategorie B: Nachgeschaltet, größer oder gleich 30 Fuß von Kategorie C, weniger schwere Umgebung: 6 kV, 3 kA Überspannung.
Kategorie A: Weiter stromabwärts, größer oder gleich 60 Fuß von Kategorie C entfernt, weniger schwere Umgebung: 6 kV, 0,5 kA Stoßstrom.
Geräte der Kategorie C können an Orten der Kategorie B oder A eingesetzt werden; ein Gerät der Kategorie C wäre jedoch für einen Ort der Kategorie B überdimensioniert. Manche Ingenieure entscheiden sich für Geräte der Kategorie C, um ein konservatives Design zu haben, aber auch dies wird nur zusätzliche Kosten verursachen, während es wenig bis keinen Nutzen bringt.
Obwohl die UL 1449, dritte Ausgabe, nicht die exakte Kategorie-Terminologie wie IEEE C62.41.2 verwendet, definiert sie drei Haupttypen. Typ 1 kann auf der Leitungsseite der Überstromschutzeinrichtung installiert werden (keine zusätzliche Überstromschutzeinrichtung erforderlich), was der Kategorie C ähnelt. Typ 2 ähnelt der Kategorie B und kann nur auf der Lastseite der Überstromschutzeinrichtung installiert werden. Typ 3 und Kategorie A sind Point-of-Use-Geräte wie eine Überspannungsschutzleiste, die in eine Wandsteckdose eingesteckt wird. Obwohl UL-Typen und IEEE-Kategorien ähnlich sind, sind sie nicht zu 100 % austauschbar. UL-Typ-1-Geräte werden oft in Typ-2-Standorten eingesetzt. Der Vorteil dabei ist, dass kein zusätzliches Überstromgerät benötigt wird.
Woher wissen Sie, welchen kA-Wert Sie verwenden sollen? Die IEEE-Kategorien bieten eine gute Grundlage für die Auswahl von kA-Nennwerten. Es gibt viele "richtige" Größen für jede Kategorie, aber es muss ein Gleichgewicht zwischen Redundanz und zusätzlichen Kosten gefunden werden. Es sollte immer ein qualifiziertes Urteilsvermögen bei der Auswahl des geeigneten kA-Ratings für ein SPD verwendet werden.
Siehe den ursprünglichen Artikel unter: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings