Wie dimensioniert man Überspannungsschutzgeräte richtig?
Wie man die richtige Größe ermittelt Überspannungsschutzgeräte?
Ich habe ein 20.000 Dollar teures SPS-Rack zerstört, weil ich das falsche ausgewählt hatte. SPDDie
Ich dimensioniere jedes Überspannungsschutzgerät, indem ich seinen Uc-Wert an die Systemspannung, seinen Imax-Wert an den maximalen Überspannungsstrom und seinen Up-Wert an die Belastbarkeit des Geräts anpasse; dann überprüfe ich die drei Werte in einer Tabelle.
Lesen Sie weiter, und ich zeige Ihnen die Tabelle, damit Sie meinen Fehler nicht wiederholen.
Warum richtig SPD Die Größe ist entscheidend?
Ich habe einen ganzen Produktionstag verloren, als ein 40 kA Überspannungsschutzgerät in einem 100 kA Gewitter explodierte.
Ist die SPD zu klein, brennt es; ist sie zu groß, zahlt man zu viel; die richtige Größe sorgt für einen reibungslosen Ablauf und einen ruhigen Buchhalter.
Die wahren Kosten zu kleiner SPDs
Unterdimensionierte SPDs versagen nicht einfach nur; sie versagen katastrophal.
Ich sah, wie eines explodierte und geschmolzenes Plastik auf die Stromschiene schleuderte.
Die Anlage stand 14 Stunden still, während wir das gesamte Bedienfeld austauschten.
Der tatsächliche Schaden belief sich auf 18.000 US-Dollar an Produktionsausfällen, nicht auf die 200 US-Dollar SPD.
Die versteckten Kosten überdimensionierter SPDs
Überdimensionierte Überspannungsschutzventile sehen zwar sicher aus, sind aber in der Anschaffung teurer und lassen mehr Energie durch.
Eine 200-kA-Einheit an einem 20-kA-Anschluss hat eine höhere Ausgangsspannung.
Diese zusätzlichen 200 V können einen 1200-V-SPS-Eingang zerstören.
Man zahlt doppelt: einmal für die große Box, einmal für die frittierte Karte.
Wie ich in drei Fragen die „richtige Größe“ beurteile
- Was ist die stärkste Wellenbewegung, die hier ankommen kann?
- Welche Spannung verträgt meine Last?
- Welche SPD-Datenblattnummern decken beides ab?
Wenn ich diese drei Fragen beantworten kann, stimmt die Größe.
Erläuterung der wichtigsten SPD-Kennzahlen: Uc, Imax, Iimp und Up
Früher habe ich Imax und Iimp verwechselt; eines Tages fiel meine Anlage beim Prüfer durch.
Ich wähle Uc ≥ Systemspannung, Imax ≥ lokaler Überspannungsstrom, Iimp ≥ Blitzschutzklasse und Up ≤ 80 % der Gerätefestigkeit; ich schreibe die vier Zahlen in eine Zeile, bevor ich kaufe.
Uc – Die Spannung, auf der der Überspannungsschutz dauerhaft laufen kann
Uc ist die Wurzelzahl.
Wählt man den Wert zu niedrig, wird der SPD-Wert zu einem Kurzschluss.
Wählt man den Wert zu hoch, steigt auch das Schutzniveau.
Ich verwende Tabelle 1, um die Systemspannung an den minimalen Uc-Wert anzupassen.
| Systemspannung (LL) | MinimumUc |
| 120/240 V Split-Phase | 150 V |
| 208 Y/120 V | 150 V |
| 240 V Delta | 255 V |
| 380 Y/220 V | 255 V |
| 480 Y/277 V | 320 V |
Imax – Die größte Belastungsspitze, die die SPD einmalig verkraften kann
Imax ist eine einmalige Nummer.
Ich schaue mir die lokale Blitzdichtekarte an.
Wenn die Karte 8 Blitze pro km² anzeigt, rechne ich mit 100 kA.
Wenn die Karte 4 Blitze anzeigt, rechne ich mit 60 kA.
Ich gehe selbst in einer Zone mit niedrigem Risiko nie unter 40 kA.
Iimp – Die Lightning-Klasse-Briefmarke
Iimp wird mit einer 10/350 µs-Welle getestet.
Klasse I benötigt 25 kA pro Pol.
Klasse II benötigt 12,5 kA.
Wenn der Anschluss über einen Blitzableiter verfügt, füge ich am Zähler eine Klasse I hinzu.
Oben – Die verbleibende Spannung für die Last
Oben ist das, was meine SPS sieht.
Ich nehme die kleinstmögliche Aufladung, die das Budget zulässt, halte sie aber unter 80 % des Impulsleistungsniveaus der Ausrüstung.
Eine 2000-V-SPS erhält einen Überspannungsschutz mit Up ≤ 1600 V.
Wenn das Kabel lang ist, reduziere ich die Spannung auf 1200 V, da der Draht selbst 200 V hinzufügt.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Dimensionierung Ihres Überspannungsschutzgeräts
Ich passe jedes SPD auf ein A4-Blatt an.
Ich fülle fünf Felder aus: Systemspannung, Blitzleistung, Kabellänge, Belastbarkeit und Budget; dann lese ich den Modellcode aus der letzten Spalte meiner Nachschlagetabelle ab.
Schritt 1 – Systemspannung und Konfiguration notieren
Ich beginne mit dem Typenschild am Hauptschalter.
Ich schreibe: 480 Y/277 V, 3-phasig, 4-adrig.
Das ergibt laut Tabelle 1 einen Wert von Uc ≥ 320 V.
Schritt 2 – Ermitteln Sie die Blitzdichte
Ich öffne die kostenlose NASA-Karte und klicke auf meine Pflanze.
Auf der Karte steht 6 Blitze pro km².
Ich gehe zu Tabelle 2.
| Blitzdichte | Min. Imax. pro Modus | Klasse |
| 0–2 | 40 kA | II |
| 3–5 | 60 kA | II |
| 6–10 | 100 kA | ICH |
| >10 | 160 n. Chr. | ICH |
Ich wähle 100 kA und Klasse I.
Schritt 3 – Kabellänge von der Zuleitung zur Last messen
Ich gehe die Strecke mit einem Klebeband ab.
Bei einer Leitungslänge von mehr als 30 m füge ich am Unterverteiler einen zweiten Überspannungsschutz (SPD) hinzu.
Lange Kabel verursachen zusätzliche Spannungsspitzen von 10 V pro Meter.
Schritt 4 – Prüfen Sie die Belastbarkeit der Ausrüstung
Ich öffne das Handbuch zur SPS.
Es heißt „Impulsfestigkeit 1.500 V“.
Ich multipliziere mit 0,8 und setze Up ≤ 1.200 V.
Schritt 5 – Modell und Preis auswählen
Ich öffne mein internes Datenblatt, das in Tabelle 3 dargestellt ist.
| Teilenummer | Uc | Imax | Iimp | Hoch | Preis 1000 Stück |
| LKX-480-40 | 320 V | 40 kA | 12,5 kA | 1400 V | 18 US-Dollar |
| LKX-480-100 | 320 V | 100 kA | 25 kA | 1.100 V | 28 $ |
| LKX-480-160 | 320 V | 160 kA | 50 kA | 900 V | 42 US-Dollar |
Die mittlere Reihe passt zu jeder Box, daher wähle ich LKX-480-100.
Schritt 6 – Bestellung aufgeben und Datum markieren
Ich trage den Liefertermin in meinen Kalender ein.
Ich habe außerdem einen Fünfjahres-Wechselalarm eingestellt, denn auch gute SPDs altern.
Auswahl von Überspannungsschutzgeräten für verschiedene Anwendungsbereiche: Wohngebäude, Gewerbegebäude und Industrie
Ich wohne in einem Haus mit 120-V-Stromversorgung, besitze ein Geschäft mit 480-V-Stromversorgung und betreibe ein Kraftwerk mit 22 kV.
Ich wähle 20 kA Typ 3 für meinen Kühlschrank, 100 kA Typ 1+2 für mein Geschäft und 160 kA Typ 1+2+3 für das Werk; gleiche Marke, gleiche Nachschlagetabelle, andere Zeile.
Wohnen – Einfach und günstig gestalten
In Privathaushalten treten Stromspitzen von maximal 40 kA auf.
Ich verwende einen Typ 2 am Panel und einen Typ 3 am Fernseher.
Gesamtkosten unter 60 Dollar.
Ich schlafe immer noch, wenn der Sturm aufzieht.
Gewerblich – Abdeckung der gemischten Ladung
Einzelhandelsgeschäfte verfügen über Beleuchtung, Klimaanlage und Kartenlesegeräte.
Ich habe Typ 1 am Service, Typ 2 an jedem Unterpanel und Typ 3 am POS installiert.
Ich halte die gleiche Up-Familie, damit sich die Wellenformen addieren und nicht gegenseitig bekämpfen.
Industrie – Zählen Sie die Schleifen und Motoren
Motoren speisen beim Abschalten 1500 V zurück in das Stromnetz ein.
Ich füge einen RC-Snubber und einen SPD mit 200 V Reserve auf der Aufwärtsseite hinzu.
Ich verwende auch DIN-Schienen-Einheiten, damit ich sie im laufenden Betrieb austauschen kann; Ausfallzeiten kosten mehr als das Ersatzteil selbst.
Sonderzonen – Gefahren- und medizinische Bereiche
In explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 wähle ich funkenfreie, gekapselte Überspannungsschutzgeräte.
In Krankenhäusern verwende ich Filter in medizinischer Qualität mit einem Leckstrom gegen Erde von
Die Tabelle ist dieselbe; nur das Suffix ändert sich.
Abschluss
Ich messe SPDs mit vier Zahlen: Uc, Imax, Iimp, Up.
Öffnen Sie die Tabellen, füllen Sie die Kästchen, wählen Sie die Zeile, und Sie werden nie wieder die falsche Schachtel kaufen.
Schicken Sie mir Ihr Typenschild und ich sende Ihnen morgen das passende Ersatzteil zu.