5kA vs. 10kA overspenningsavledere: Hvordan velge riktig vurdering?

Når du velger en metalloksidoverspenningsavleder for et kraftdistribusjonsnettverk eller nettstasjonsprosjekt, er et av spørsmålene ingeniører ofte møter om de skal velge en 5kA eller 10kA modell.

Ved første øyekast virker forskjellen grei. En 10kA overspenningsavleder har en høyere nominell utladningsstrøm enn en 5kA modell. Gjør det automatisk det bedre valget?

Ikke nødvendigvis.

Den riktige vurderingen avhenger av de forventede lynutladningsforholdene, nettverkskonfigurasjonen, krav til energihåndtering og beskyttelsesnivået som kreves av utstyret.

For kjøpere av elektrisk utstyr, EPC-entreprenører og kraftverk er det viktig å forstå disse forskjellene før du ber om tilbud eller godkjenner et teknisk forslag.

Hva betyr den nominelle utslippsstrømmen?

Den nominelle utladningsstrømmen, vanligvis representert av In , er en viktig klassifiseringsparameter for metalloksidoverspenningsavledere.

Den representerer toppverdien til en standard 8/20μs lynstrømimpuls som brukes til å klassifisere avlederen.

Rent praktisk:

• En 5kA overspenningsavleder har en nominell utladningsstrøm på 5000A.

• En 10kA overspenningsavleder har en nominell utladningsstrøm på 10 000A.

Disse verdiene skal imidlertid ikke tolkes som den maksimale lynstrømmen som avlederen tåler.

Den faktiske ytelsen til en avleder avhenger også av dens interne metalloksidmotstandsdesign, gjenværende spenningsegenskaper, ladningsoverføringsevne og energiabsorpsjonsytelse.

En 10kA-vurdering indikerer derfor en annen klassifisering og tilhørende ytelseskrav, snarere enn bare å bety at produktet er dobbelt så kraftig som en 5kA-modell.

5kA vs. 10kA overspenningsstoppere: Hva er hovedforskjellene?

Begge klassifiseringene brukes i kraftsystembeskyttelse, men de er forbundet med forskjellige applikasjonskrav.

I mellomspenningsdistribusjonsnettverk vurderes 5kA-modeller vanligvis for applikasjoner der forventet elektrisk spenning og spesifiserte ytelseskrav er innenfor designkapasiteten til den valgte avlederen.

En 10kA-modell kan spesifiseres der høyere utslippsstrøm eller energihåndteringskrav gjelder, eller der verkets tekniske spesifikasjon krever høyere klassifisering.

IEC-klassifiseringssystemet gir også nyttig kontekst.

I henhold til IEC 60099-5:2018 er følgende nominelle utladningsstrømverdier knyttet til forskjellige avlederklasser:

Dette illustrerer et viktig poeng: nominell utladningsstrøm alene definerer ikke den fullstendige ytelsesklassifiseringen til en overspenningsavleder. Andre parametere, inkludert ladningsoverføring og termisk energiklassifisering, må også vurderes.

Når er en 5kA overspenningsavleder egnet?

En 5kA overspenningsavleder vurderes ofte for mellomspenningsdistribusjonsapplikasjoner der de forventede lynutladningsforholdene og energikravene er kompatible med utformingen.

Typiske hensyn inkluderer:

• Konvensjonelle mellomspent distribusjonsnett.

• Distribusjonstransformator beskyttelse.

• Overhead distribusjonslinjer med passende nettverkskonfigurasjoner.

• Prosjekter hvis bruksspesifikasjoner tillater 5kA avledere.

For mange distribusjonsapplikasjoner kan en riktig valgt 5kA avleder gi den nødvendige beskyttelsen uten å unødvendig spesifisere en høyere nominell utladningsstrøm.

Nøkkelen er å bekrefte de faktiske elektriske forholdene og produsentens ytelsesdata i stedet for å velge en modell basert bare på dens nominelle strømklassifisering.

Når bør du vurdere en 10kA overspenningsavleder?

En 10kA overspenningsavleder er verdt å vurdere når prosjektet krever en høyere nominell utladningsstrømklassifisering eller mer krevende elektrisk ytelse.

For eksempel kan ingeniører spesifisere 10kA-modeller for:

• Nettstasjonsbeskyttelsesapplikasjoner.

• Distribusjonsnett med høyere forventede lynutladningsspenninger.

• Installasjoner med krevende overspenningsenergikrav.

• Prosjekter med spesifikke verktøy eller EPC tekniske spesifikasjoner.

Lengre tilkoblede ledningssystemer, kondensatorbankinstallasjoner og andre nettverksegenskaper kan også påvirke den nødvendige avlederen.

Det er viktig å vurdere disse forholdene sammen. En høyere lyneksponering bestemmer ikke automatisk den riktige vurderingen uten å vurdere hele nettverksdesignet.

Gir en 10kA overspenningsavleder alltid bedre beskyttelse?

Dette er et spesielt viktig spørsmål for innkjøpsingeniører.

En høyere nominell utladningsstrøm betyr ikke automatisk lavere restspenning eller bedre beskyttelse for alle bruksområder.

Den faktiske beskyttelsesytelsen må evalueres ved å bruke avlederens spennings-strømkarakteristikk og dens forhold til isolasjonsmotstandsevnen til det beskyttede utstyret.

For eksempel, når man sammenligner to produkter, bør kjøpere ikke bare sammenligne restspenningen målt til 5kA på en modell med restspenningen målt til 10kA på en annen. Disse verdiene måles under forskjellige strømforhold.

En mer meningsfull sammenligning bør vurdere restspenning ved samme spesifiserte utladningsstrøm, sammen med det relevante beskyttelsesnivået for lynimpulser.

Utstyrets lynimpulsmotstandsspenning (LIWV) må også vurderes.

Hvis avlederens beskyttelsesnivå er for høyt i forhold til isolasjonsevnen til transformatoren eller koblingsanlegget, kan nødvendig beskyttelseskoordinering ikke oppnås.

I tillegg kan lengden på forbindelseslederne mellom avlederen og beskyttet utstyr påvirke spenningen som vises på utstyrsklemmene.

Derfor handler det å velge en overspenningsavleder ikke bare om å velge det større antallet.

Fem faktorer å sjekke før du velger 5kA eller 10kA

Før du tar en kjøpsbeslutning, bør ingeniører se forbi den nominelle utladningsstrømmen.

1. Systemspenning og kontinuerlig driftsspenning

Nominell spenning (Ur) og maksimal kontinuerlig driftsspenning (Uc) må velges i henhold til høyeste systemspenning, jordingsforhold og forventede midlertidige overspenninger.

En feil valgt Uc eller Ur kan føre til overdreven elektrisk spenning under normal drift eller jordfeil.

2. Lyneksponering og nettverkskonfigurasjon

Lyninnfall, luftledningskonfigurasjon, skjerming, jordingsforhold, tilkoblede ledningslengder og antall tilkoblede ledninger kan påvirke forventet utladningsstrøm gjennom en avleder.

Disse faktorene hjelper ingeniører med å avgjøre om en 5kA- eller 10kA-klassifisering er passende.

3. Energi- og ladningsoverføringsevne

Nominell utladningsstrøm er bare en del av ytelsesevalueringen.

Avhengig av gjeldende klassifisering og prosjektkrav, bør ingeniører også gjennomgå rating for repeterende ladningsoverføring (Qrs), termisk ladningsoverføringsvurdering (Qth) og termisk energivurdering (Wth).

Disse parameterne er spesielt viktige når installasjonen utsettes for krevende elektriske påkjenninger.

4. Restspenning og isolasjonskoordinering

Avlederens lynimpulsbeskyttelsesnivå må være koordinert med isolasjonsmotstandsnivået til den beskyttede transformatoren, koblingsanlegget eller annet elektrisk utstyr.

En passende beskyttelsesmargin bør opprettholdes i henhold til gjeldende isolasjonskoordineringskrav.

5. Gjeldende standarder og verktøyspesifikasjoner

IEC 60099-4 tar for seg krav til og testing av metalloksidoverspenningsavledere uten gap, mens IEC 60099-5 gir anbefalinger om valg og bruk.

Prosjektspesifikasjonen kan også definere nødvendig avlederklasse, nominell utladningsstrøm, energikapasitet, boligkonstruksjon og ytterligere testkrav.

Sjekk alltid gjeldende standardutgave og kundens tekniske spesifikasjoner før du bekrefter den endelige modellen.

Hva bør du inkludere når du ber om et tilbud om overspenningsstopper?

En vanlig årsak til forsinkelser under teknisk avklaring er at den første forespørselen kun spesifiserer systemspenning og nominell utladningsstrøm.

For en mer nøyaktig produktanbefaling er det nyttig å oppgi følgende informasjon:

Hvis noen elektriske parametere ennå ikke er tilgjengelige, kan du fortsatt sende systemspenning, installasjonsapplikasjon og prosjektspesifikasjon. Produsenten kan deretter gjennomgå informasjonen og identifisere tilleggsparametrene som kreves for valg.

DGG Power: 5kA og 10kA Metal Oxide Surge Arrester Solutions

DGG Power leverer metalloksidoverspenningsavledere for mellom- og høyspent kraftdistribusjon og overføringsapplikasjoner.

Vårt produktutvalg inkluderer forskjellige avlederklassifiseringer, strukturer og installasjonskonfigurasjoner for å møte ulike prosjektkrav.

DGG-produktutvalgsdokumentasjonen inkluderer både 5kA og 10kA nominelle utladningsstrømmodeller på tvers av forskjellige spenningsnivåer og brukskategorier.

Avhengig av valgt modell kan kundene diskutere:

• Overspenningsavledere av distribusjonstype og stasjonstype.

• Ulike merkespennings- og kontinuerlige driftsspenningskombinasjoner.

• Konfigurasjoner med polymer og porselen.

• Ulike installasjonsstrukturer og tilbehør.

• Tilgjengelige modellspesifikke tekniske dokumenter og typetestrapporter.

Tilgjengeligheten av spesifikke tekniske rapporter og konfigurasjoner bør bekreftes mot den faktiske modellen som er oppgitt.

I stedet for å anbefale en 10kA-modell bare fordi dens vurdering er høyere, har DGG Power som mål å forstå kundens elektriske krav og identifisere en passende produktkonfigurasjon.

Utforsk vår Metal Oxide Surge Arrester produktserie for å lære mer om tilgjengelige produkter.

Ofte stilte spørsmål

Er en 10kA overspenningsavleder dobbelt så kraftig som en 5kA overspenningsavleder?

Nei. Verdiene representerer forskjellige nominelle utladningsstrømklassifiseringer basert på toppen av en 8/20μs impuls. Den generelle ytelsen avhenger også av avlederens design, energi- og ladningsoverføringsevne og andre elektriske egenskaper.

Kan jeg erstatte en 5kA overspenningsavleder med en 10kA modell?

Ikke automatisk. Erstatningen må oppfylle de nødvendige Ur, Uc, restspenning, isolasjonskoordinering, energihåndteringskrav og gjeldende prosjektspesifikasjoner.

Er 5kA overspenningsavledere egnet for 11kV og 33kV distribusjonsnettverk?

De kan være egnet for visse bruksområder, men riktig vurdering avhenger av nettverksforholdene, avlederklassifiseringen og brukskravene. Systemspenningen alene avgjør ikke om 5kA eller 10kA er passende.

Hva er bedre for nettstasjonsbeskyttelse, 5kA eller 10kA?

En 10kA-modell vurderes vanligvis for nettstasjonsapplikasjoner, men det endelige valget bør følge gjeldende stasjonsavlederklassifisering, energikrav og isolasjonskoordineringsstudie. Stasjonsapplikasjoner med høyere spenning kan kreve ytterligere klassifiseringer og klassifiseringer utover 10kA.

Kan DGG Power levere både 5kA og 10kA overspenningsavledere?

Ja. DGGs produktutvalg inkluderer modeller med både nominell utladningsstrøm. Vennligst oppgi ønsket spenningsnivå, bruksområde og tekniske spesifikasjoner slik at den passende modellen og tilgjengelig dokumentasjon kan bekreftes.

Konklusjon: Velg riktig vurdering, ikke bare høyere vurdering

Å velge mellom 5kA og 10kA overspenningsavledere krever mer enn å sammenligne to tall.

Den riktige avgjørelsen bør være basert på de forventede lynutladningsforholdene, nettverkskonfigurasjonen, krav til energihåndtering, isolasjonskoordinering og gjeldende verktøyspesifikasjoner.

En riktig valgt 5kA-avleder kan være egnet for ett distribusjonsprosjekt, mens en annen installasjon kan kreve en 10kA-modell eller en høyere avlederklassifisering.

For kraftverk, EPC-entreprenører og distributører av elektrisk utstyr kan samarbeid med en produsent som forstår disse tekniske kravene gjøre produktevalueringen og anskaffelsesprosessen enklere.

Ser du etter en 5kA eller 10kA metalloksidoverspenningsavleder?

Kontakt DGG Power med systemspenning, applikasjon, nødvendige elektriske parametere og prosjektspesifikasjoner.

Teamet vårt kan hjelpe til med å gjennomgå kravene og bekrefte passende produktalternativer, tekniske datablad og tilgjengelig typetestdokumentasjon.

Tekniske referanser

• IEC 60099-4:2014 — Metal-Oxide Surge Arresters Without Gaps for AC Systems.

• IEC 60099-5:2018 — Valg av overspenningsavleder og applikasjonsanbefalinger.

• Siemens, metalloksidoverspenningsavledere i høyspenningssystemer: grunnleggende.