5 kA versus. 10kA-overspanningsafleiders: hoe kiest u de juiste beoordeling?

Bij het selecteren van een metaaloxide-overspanningsafleider voor een stroomdistributienetwerk of onderstationproject is een van de vragen die ingenieurs vaak tegenkomen de vraag of ze een 5kA- of 10kA-model moeten kiezen.

Op het eerste gezicht lijkt het verschil eenvoudig. Een overspanningsafleider van 10 kA heeft een hogere nominale ontlaadstroom dan een model van 5 kA. Maakt dat het automatisch de betere keuze?

Niet noodzakelijkerwijs.

De juiste classificatie hangt af van de verwachte bliksemontladingsomstandigheden, netwerkconfiguratie, energieverwerkingsvereisten en het door de apparatuur vereiste beschermingsniveau.

Voor kopers van elektrische apparatuur, EPC-aannemers en energiebedrijven is het begrijpen van deze verschillen essentieel voordat ze offertes aanvragen of een technisch voorstel goedkeuren.

Wat betekent de nominale ontlaadstroom?

De nominale ontlaadstroom, gewoonlijk weergegeven door In , is een belangrijke classificatieparameter voor overspanningsafleiders van metaaloxide.

Het vertegenwoordigt de piekwaarde van een standaard bliksemstroomimpuls van 8/20 μs die wordt gebruikt om de afleider te classificeren.

In praktische termen:

• Een overspanningsafleider van 5 kA heeft een nominale ontlaadstroom van 5.000 A.

• Een overspanningsafleider van 10 kA heeft een nominale ontlaadstroom van 10.000 A.

Deze waarden mogen echter niet worden geïnterpreteerd als de maximale bliksemstroom die de afleider kan weerstaan.

De werkelijke prestaties van een afleider hangen ook af van het ontwerp van de interne metaaloxideweerstand, de restspanningskarakteristieken, het vermogen tot ladingsoverdracht en de energieabsorptieprestaties.

Een 10kA-classificatie duidt dus op een andere classificatie en bijbehorende prestatie-eisen, in plaats van eenvoudigweg te betekenen dat het product twee keer zo krachtig is als een 5kA-model.

5kA versus 10kA overspanningsafleiders: wat zijn de belangrijkste verschillen?

Beide classificaties worden gebruikt bij de bescherming van energiesystemen, maar houden verband met verschillende toepassingsvereisten.

In middenspanningsdistributienetwerken worden 5kA-modellen doorgaans overwogen voor toepassingen waarbij de verwachte elektrische spanning en gespecificeerde prestatie-eisen binnen de ontwerpmogelijkheden van de geselecteerde afleider vallen.

Een 10kA-model kan worden gespecificeerd als er hogere ontlaadstroom- of energieverwerkingseisen van toepassing zijn, of als de technische specificatie van het nutsbedrijf een hogere classificatie vereist.

Het IEC-classificatiesysteem biedt ook nuttige context.

Volgens IEC 60099-5:2018 zijn de volgende nominale ontlaadstroomwaarden geassocieerd met verschillende afleiderklassen:

Dit illustreert een belangrijk punt: de nominale ontlaadstroom alleen definieert niet de volledige prestatieclassificatie van een overspanningsafleider. Andere parameters, waaronder ladingsoverdracht en thermische energieclassificaties, moeten ook in overweging worden genomen.

Wanneer is een overspanningsafleider van 5 kA geschikt?

Een overspanningsafleider van 5 kA wordt vaak overwogen voor middenspanningsdistributietoepassingen waarbij de verwachte bliksemontladingsomstandigheden en energievereisten compatibel zijn met het ontwerp ervan.

Typische overwegingen zijn onder meer:

• Conventionele middenspanningsdistributienetwerken.

• Bescherming van distributietransformatoren.

• Bovengrondse distributielijnen met geschikte netwerkconfiguraties.

• Projecten waarvan de nutsspecificaties 5kA-afleiders toestaan.

Voor veel distributietoepassingen kan een correct geselecteerde 5kA-afleider de vereiste bescherming bieden zonder onnodig een hogere nominale ontlaadstroom te specificeren.

De sleutel is om de werkelijke elektrische omstandigheden en de prestatiegegevens van de fabrikant te bevestigen, in plaats van een model te selecteren dat alleen gebaseerd is op de nominale stroomsterkte.

Wanneer moet u een overspanningsafleider van 10 kA overwegen?

Een overspanningsafleider van 10 kA is het overwegen waard als het project een hogere nominale ontlaadstroomclassificatie of veeleisendere elektrische prestaties vereist.

Ingenieurs kunnen bijvoorbeeld 10kA-modellen specificeren voor:

• Toepassingen voor onderstationbeveiliging.

• Distributienetwerken met hogere verwachte bliksemontladingsspanningen.

• Installaties met veeleisende piekenergievereisten.

• Projecten met specifieke nuts- of EPC-technische specificaties.

Langere aangesloten lijnsystemen, condensatorbankinstallaties en andere netwerkkenmerken kunnen ook de vereiste afleidertaak beïnvloeden.

Het is belangrijk om deze voorwaarden samen te evalueren. Een hogere blootstelling aan bliksem bepaalt niet automatisch de juiste beoordeling zonder rekening te houden met het volledige netwerkontwerp.

Biedt een overspanningsafleider van 10 kA altijd betere bescherming?

Dit is een bijzonder belangrijke vraag voor inkoopingenieurs.

Een hogere nominale ontlaadstroom betekent niet automatisch een lagere restspanning of een betere bescherming voor elke toepassing.

De daadwerkelijke beschermende prestaties moeten worden geëvalueerd aan de hand van de spannings-stroomkarakteristieken van de afleider en de relatie ervan met de isolatieweerstand van de beschermde apparatuur.

Als kopers bijvoorbeeld twee producten vergelijken, mogen ze niet eenvoudigweg de restspanning van 5 kA op het ene model vergelijken met de restspanning van 10 kA op een ander model. Deze waarden worden gemeten onder verschillende huidige omstandigheden.

Een zinvollere vergelijking zou de restspanning bij dezelfde gespecificeerde ontlaadstroom moeten overwegen, samen met het relevante beschermingsniveau tegen blikseminslag.

Er moet ook rekening worden gehouden met de blikseminslagweerstandsspanning (LIWV) van de apparatuur.

Als het beveiligingsniveau van de afleider te hoog is in verhouding tot het isolatievermogen van de transformator of het schakelapparaat, wordt de vereiste beveiligingscoördinatie mogelijk niet bereikt.

Bovendien kan de lengte van de verbindingsgeleiders tussen de afleider en de beschermde apparatuur de spanning beïnvloeden die op de klemmen van de apparatuur verschijnt.

Daarom gaat het bij het kiezen van een overspanningsafleider niet alleen om het selecteren van het grotere aantal.

Vijf factoren die u moet controleren voordat u 5kA of 10kA selecteert

Voordat ingenieurs een aankoopbeslissing nemen, moeten ze verder kijken dan de nominale ontlaadstroom.

1. Systeemspanning en continue bedrijfsspanning

De nominale spanning (Ur) en de maximale continue bedrijfsspanning (Uc) moeten worden geselecteerd op basis van de hoogste systeemspanning, aardingsomstandigheden en verwachte tijdelijke overspanningen.

Een onjuist geselecteerde Uc of Ur kan leiden tot overmatige elektrische spanning tijdens normaal bedrijf of tot aardfoutomstandigheden.

2. Blikseminslag en netwerkconfiguratie

Blikseminslag, bovenleidingconfiguratie, afscherming, aardingsomstandigheden, aangesloten leidinglengtes en het aantal aangesloten leidingen kunnen de verwachte ontlaadstroom door een afleider beïnvloeden.

Deze factoren helpen ingenieurs te bepalen of een classificatie van 5 kA of 10 kA geschikt is.

3. Mogelijkheid tot energie- en ladingoverdracht

Nominale ontlaadstroom is slechts een deel van de prestatie-evaluatie.

Afhankelijk van de toepasselijke classificatie en projectvereisten moeten ingenieurs ook de repetitieve ladingsoverdrachtswaarde (Qrs), de thermische ladingsoverdrachtswaarde (Qth) en de thermische energiewaarde (Wth) beoordelen.

Deze parameters zijn vooral belangrijk wanneer de installatie wordt blootgesteld aan veeleisende elektrische spanningen.

4. Restspanning en isolatiecoördinatie

Het beveiligingsniveau tegen blikseminslag van de afleider moet worden gecoördineerd met het isolatieweerstandsniveau van de beschermde transformator, schakelapparatuur of andere elektrische apparatuur.

Er moet een geschikte beschermende marge worden aangehouden in overeenstemming met de toepasselijke isolatiecoördinatievereisten.

5. Toepasselijke normen en nutsspecificaties

IEC 60099-4 gaat in op de eisen en testen van overspanningsafleiders zonder onderbrekingen door metaaloxide, terwijl IEC 60099-5 selectie- en toepassingsaanbevelingen geeft.

De projectspecificatie kan ook de vereiste afleiderklasse, nominale ontlaadstroom, energiecapaciteit, woningbouw en aanvullende testvereisten definiëren.

Controleer altijd de toepasselijke standaarduitvoering en de technische specificatie van de klant voordat u het definitieve model bevestigt.

Wat moet u vermelden bij het aanvragen van een offerte voor een overspanningsafleider?

Een veel voorkomende reden voor vertragingen tijdens de technische verduidelijking is dat bij de eerste aanvraag alleen de systeemspanning en de nominale ontlaadstroom worden gespecificeerd.

Voor een nauwkeuriger productaanbeveling is het nuttig om de volgende informatie te verstrekken:

Indien sommige elektrische parameters nog niet beschikbaar zijn, kunt u toch de systeemspanning, installatietoepassing en projectspecificatie meesturen. De fabrikant kan vervolgens de informatie bekijken en de aanvullende parameters identificeren die nodig zijn voor de selectie.

DGG Power: 5kA en 10kA metaaloxide-overspanningsafleideroplossingen

DGG Power levert metaaloxide-overspanningsafleiders voor midden- en hoogspanningsstroomdistributie- en transmissietoepassingen.

Onze productselectie omvat verschillende afleiderwaarden, structuren en installatieconfiguraties om aan verschillende projectvereisten te voldoen.

De DGG-productselectiedocumentatie omvat zowel 5kA als 10kA nominale ontlaadstroommodellen voor verschillende spanningsniveaus en toepassingscategorieën.

Afhankelijk van het geselecteerde model kunnen klanten het volgende bespreken:

• Overspanningsafleiders van het verdeel- en stationtype.

• Verschillende combinaties van nominale spanning en continue bedrijfsspanning.

• Configuraties met polymeerhuis en porselein.

• Verschillende installatiestructuren en accessoires.

• Beschikbare modelspecifieke technische documenten en typetestrapporten.

De beschikbaarheid van specifieke technische rapporten en configuraties moet worden bevestigd aan de hand van het daadwerkelijke model dat wordt geciteerd.

In plaats van een 10kA-model aan te bevelen simpelweg omdat de classificatie hoger is, streeft DGG Power ernaar de elektrische vereisten van de klant te begrijpen en een geschikte productconfiguratie te identificeren.

Ontdek onze Productassortiment metaaloxide-overspanningsafleiders voor meer informatie over de beschikbare producten.

Veelgestelde vragen

Is een overspanningsafleider van 10 kA twee keer zo krachtig als een overspanningsafleider van 5 kA?

Nee. De waarden vertegenwoordigen verschillende nominale ontlaadstroomclassificaties, gebaseerd op de piek van een impuls van 8/20 μs. De algehele prestaties zijn ook afhankelijk van het ontwerp van de afleider, de energie- en ladingsoverdrachtsmogelijkheden en andere elektrische kenmerken.

Kan ik een 5kA-overspanningsafleider vervangen door een 10kA-model?

Niet automatisch. De vervanging moet voldoen aan de vereiste Ur, Uc, restspanning, isolatiecoördinatie, energieverwerkingseisen en toepasselijke projectspecificaties.

Zijn 5kA-overspanningsafleiders geschikt voor 11kV- en 33kV-distributienetwerken?

Ze kunnen geschikt zijn voor bepaalde toepassingen, maar de juiste classificatie hangt af van de netwerkomstandigheden, de classificatie van de afleider en de nutsvoorzieningen. De systeemspanning alleen bepaalt niet of 5kA of 10kA geschikt is.

Wat is beter voor onderstationbeveiliging, 5kA of 10kA?

Voor onderstationtoepassingen wordt doorgaans een 10kA-model overwogen, maar de uiteindelijke selectie moet de toepasselijke classificatie van de stationafleider, de energievereisten en het isolatiecoördinatieonderzoek volgen. Voor toepassingen op hogerspanningsstations kunnen aanvullende classificaties en classificaties van meer dan 10 kA nodig zijn.

Kan DGG Power zowel 5kA als 10kA overspanningsafleiders leveren?

Ja. De productselectie van DGG omvat modellen met beide nominale ontlaadstroomwaarden. Geef het vereiste spanningsniveau, de toepassing en de technische specificaties op, zodat het geschikte model en de beschikbare documentatie kunnen worden bevestigd.

Conclusie: Selecteer de juiste beoordeling, niet alleen de hogere beoordeling

Kiezen tussen overspanningsafleiders van 5 kA en 10 kA vereist meer dan het vergelijken van twee getallen.

De juiste beslissing moet gebaseerd zijn op de verwachte bliksemontladingsomstandigheden, netwerkconfiguratie, energieverwerkingsvereisten, isolatiecoördinatie en toepasselijke nutsspecificaties.

Een goed geselecteerde 5kA-afleider kan geschikt zijn voor het ene distributieproject, terwijl een andere installatie mogelijk een 10kA-model of een hogere afleiderclassificatie vereist.

Voor energiebedrijven, EPC-aannemers en distributeurs van elektrische apparatuur kan het werken met een fabrikant die deze technische vereisten begrijpt, het productevaluatie- en inkoopproces eenvoudiger maken.

Op zoek naar een 5kA of 10kA metaaloxide-overspanningsafleider?

Neem contact op met DGG Power met uw systeemspanning, toepassing, benodigde elektrische parameters en projectspecificaties.

Ons team kan u helpen de vereisten te beoordelen en geschikte productopties, technische gegevensbladen en beschikbare typetestdocumentatie te bevestigen.

Technische referenties

• IEC 60099-4:2014 — Metaaloxide-overspanningsafleiders zonder openingen voor AC-systemen.

• IEC 60099-5:2018 — Selectie van overspanningsafleiders en toepassingsaanbevelingen.

• Siemens, metaaloxide-overspanningsafleiders in hoogspanningssystemen: grondbeginselen.