5kA vs. Ograniczniki przepięć 10 kA: jak wybrać odpowiednią wartość znamionową?

Wybierając ogranicznik przepięć z tlenku metalu do projektu sieci dystrybucyjnej lub podstacji, jednym z pytań często spotykanych przez inżynierów jest to, czy wybrać model 5 kA czy 10 kA.

Na pierwszy rzut oka różnica wydaje się oczywista. Ogranicznik przepięć 10 kA ma wyższy nominalny prąd wyładowczy niż model 5 kA. Czy to automatycznie oznacza, że ​​jest to lepszy wybór?

Nie koniecznie.

Odpowiednia ocena zależy od oczekiwanych warunków wyładowań atmosferycznych, konfiguracji sieci, wymagań w zakresie obsługi energii i poziomu ochrony wymaganego przez sprzęt.

W przypadku nabywców sprzętu elektrycznego, wykonawców EPC i przedsiębiorstw energetycznych zrozumienie tych różnic jest niezbędne przed złożeniem zapytania o wycenę lub zatwierdzeniem propozycji technicznej.

Co oznacza nominalny prąd rozładowania?

Nominalny prąd wyładowczy, zwykle reprezentowany przez In , jest ważnym parametrem klasyfikacyjnym ograniczników przepięć z tlenku metalu.

Reprezentuje wartość szczytową standardowego impulsu prądu piorunowego 8/20 μs stosowanego do klasyfikacji ogranicznika.

W praktyce:

• Ogranicznik przepięć 5 kA ma nominalny prąd wyładowczy 5000 A.

• Ogranicznik przepięć 10 kA ma nominalny prąd wyładowczy 10 000 A.

Wartości tych nie należy jednak interpretować jako maksymalnego prądu piorunowego, jaki może wytrzymać ogranicznik.

Rzeczywista wydajność ogranicznika zależy również od konstrukcji wewnętrznego rezystora z tlenku metalu, charakterystyki napięcia szczątkowego, zdolności przenoszenia ładunku i wydajności absorpcji energii.

Wartość znamionowa 10 kA wskazuje zatem na inną klasyfikację i związane z nią wymagania eksploatacyjne, a nie po prostu oznacza, że ​​produkt jest dwukrotnie mocniejszy niż model 5 kA.

Ograniczniki przepięć 5kA i 10kA: jakie są główne różnice?

Obie wartości znamionowe są stosowane w ochronie systemu elektroenergetycznego, ale są powiązane z różnymi wymaganiami aplikacji.

W sieciach dystrybucyjnych średniego napięcia modele 5 kA są powszechnie rozważane do zastosowań, w których oczekiwane naprężenia elektryczne i określone wymagania eksploatacyjne mieszczą się w możliwościach projektowych wybranego ogranicznika.

Model 10 kA można wybrać tam, gdzie obowiązują wyższe wymagania dotyczące prądu wyładowczego lub obsługi energii, lub gdy specyfikacja techniczna zakładu wymaga wyższej klasyfikacji.

System klasyfikacji IEC zapewnia również użyteczny kontekst.

Zgodnie z normą IEC 60099-5:2018 następujące znamionowe wartości prądu wyładowczego są powiązane z różnymi klasami ograniczników:

To ilustruje ważną kwestię: sam znamionowy prąd wyładowczy nie definiuje pełnej klasyfikacji działania ogranicznika przepięć. Należy również wziąć pod uwagę inne parametry, w tym przenoszenie ładunku i parametry energii cieplnej.

Kiedy odpowiedni jest ogranicznik przepięć 5 kA?

Ogranicznik przepięć 5 kA jest często rozważany w zastosowaniach dystrybucyjnych średniego napięcia, gdzie oczekiwane warunki wyładowań atmosferycznych i wymagania energetyczne są zgodne z jego konstrukcją.

Typowe rozważania obejmują:

• Konwencjonalne sieci dystrybucyjne średniego napięcia.

• Ochrona transformatora rozdzielczego.

• Napowietrzne linie dystrybucyjne z odpowiednią konfiguracją sieci.

• Projekty, których parametry użytkowe dopuszczają zastosowanie ograniczników 5kA.

W wielu zastosowaniach dystrybucyjnych prawidłowo dobrany ogranicznik 5 kA może zapewnić wymaganą ochronę bez niepotrzebnego określania wyższego znamionowego prądu wyładowczego.

Kluczem jest potwierdzenie rzeczywistych warunków elektrycznych i danych dotyczących wydajności producenta, a nie wybór modelu wyłącznie na podstawie jego prądu znamionowego.

Kiedy należy rozważyć zastosowanie ogranicznika przepięć 10 kA?

Ogranicznik przepięć 10 kA warto rozważyć, gdy projekt wymaga wyższej klasyfikacji znamionowego prądu wyładowczego lub bardziej wymagających parametrów elektrycznych.

Na przykład inżynierowie mogą określić modele 10 kA dla:

• Aplikacje zabezpieczające podstacje.

• Sieci dystrybucyjne o wyższych oczekiwanych naprężeniach wyładowczych.

• Instalacje wymagające wysokich wymagań w zakresie energii udarowej.

• Projekty z określonymi specyfikacjami technicznymi użytkowymi lub EPC.

Dłuższe podłączone systemy linii, instalacje baterii kondensatorów i inne cechy sieci mogą również wpływać na wymaganą pracę ogranicznika.

Ważne jest, aby ocenić te warunki łącznie. Wyższa ekspozycja na wyładowania atmosferyczne nie określa automatycznie prawidłowej wartości znamionowej bez uwzględnienia całego projektu sieci.

Czy ogranicznik przepięć 10 kA zawsze zapewnia lepszą ochronę?

Jest to szczególnie ważne pytanie dla inżynierów zakupów.

Wyższy znamionowy prąd wyładowczy nie oznacza automatycznie niższego napięcia szczątkowego lub lepszej ochrony w każdym zastosowaniu.

Rzeczywistą skuteczność ochronną należy ocenić na podstawie charakterystyki napięciowo-prądowej ogranicznika i jej związku z wytrzymałością izolacji chronionego sprzętu.

Na przykład, porównując dwa produkty, kupujący nie powinni po prostu porównywać napięcia szczątkowego zmierzonego przy 5 kA w jednym modelu z napięciem szczątkowym zmierzonym przy 10 kA w innym. Wartości te są mierzone w różnych warunkach prądowych.

Bardziej miarodajne porównanie powinno uwzględniać napięcie resztkowe przy tym samym określonym prądzie wyładowczym, wraz z odpowiednim poziomem ochrony przed impulsem piorunowym.

Należy również wziąć pod uwagę napięcie wytrzymywane udaru piorunowego (LIWV) urządzenia.

Jeżeli stopień ochrony ogranicznika jest zbyt wysoki w stosunku do możliwości izolacji transformatora lub rozdzielnicy, może nie zostać osiągnięta wymagana koordynacja zabezpieczeń.

Dodatkowo długość przewodów łączących ogranicznik z chronionym sprzętem może mieć wpływ na napięcie pojawiające się na zaciskach urządzenia.

Dlatego wybór ogranicznika przepięć nie polega po prostu na wyborze większej liczby.

Pięć czynników, które należy sprawdzić przed wyborem 5 kA lub 10 kA

Przed podjęciem decyzji o zakupie inżynierowie powinni spojrzeć poza nominalny prąd rozładowania.

1. Napięcie systemowe i ciągłe napięcie robocze

Napięcie znamionowe (Ur) i maksymalne ciągłe napięcie robocze (Uc) należy dobrać w zależności od najwyższego napięcia w systemie, warunków uziemienia i przewidywanych chwilowych przepięć.

Nieprawidłowo dobrany Uc lub Ur może skutkować nadmiernym naprężeniem elektrycznym podczas normalnej pracy lub w warunkach zwarcia doziemnego.

2. Ekspozycja na pioruny i konfiguracja sieci

Częstotliwość wyładowań atmosferycznych, konfiguracja linii napowietrznej, ekranowanie, warunki uziemienia, długość podłączonych linii i liczba podłączonych linii mogą mieć wpływ na oczekiwany prąd wyładowczy przez ogranicznik.

Czynniki te pomagają inżynierom określić, czy odpowiednia jest klasyfikacja 5 kA czy 10 kA.

3. Możliwość przenoszenia energii i ładunku

Nominalny prąd rozładowania jest tylko częścią oceny wydajności.

W zależności od obowiązującej klasyfikacji i wymagań projektu inżynierowie powinni również sprawdzić współczynnik powtarzalnego przenoszenia ładunku (Qrs), współczynnik przenoszenia ładunku cieplnego (Qth) i współczynnik energii cieplnej (Wth).

Parametry te są szczególnie istotne, gdy instalacja narażona jest na duże obciążenia elektryczne.

4. Koordynacja napięć różnicowych i izolacji

Poziom ochrony ogranicznika przed impulsami piorunowymi musi być skoordynowany z poziomem wytrzymałości izolacji chronionego transformatora, rozdzielnicy lub innego sprzętu elektrycznego.

Należy zachować odpowiedni margines ochronny zgodnie z obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi koordynacji izolacji.

5. Obowiązujące normy i specyfikacje użytkowe

Norma IEC 60099-4 dotyczy wymagań i testowania bezprzerwowych ograniczników przepięć z tlenku metalu, natomiast norma IEC 60099-5 zawiera zalecenia dotyczące wyboru i zastosowania.

Specyfikacja projektu może również określać wymaganą klasę ogranicznika, nominalny prąd wyładowczy, zdolność energetyczną, konstrukcję obudowy i dodatkowe wymagania badawcze.

Przed zatwierdzeniem ostatecznego modelu zawsze sprawdź odpowiednią wersję standardową i specyfikację techniczną klienta.

Co należy uwzględnić, prosząc o wycenę ogranicznika przepięć?

Częstą przyczyną opóźnień w trakcie wyjaśniania technicznego jest to, że wstępne zapytanie określa jedynie napięcie systemu i nominalny prąd rozładowania.

Aby uzyskać dokładniejszą rekomendację produktu, pomocne jest podanie następujących informacji:

Jeśli jakieś parametry elektryczne nie są jeszcze dostępne, nadal możesz przesłać napięcie systemowe, projekt instalacji i specyfikację projektu. Producent może następnie przejrzeć informacje i zidentyfikować dodatkowe parametry wymagane do wyboru.

DGG Power: rozwiązania w zakresie ograniczników przepięć z tlenkiem metalu 5 kA i 10 kA

DGG Power dostarcza ograniczniki przepięć z tlenku metalu do zastosowań związanych z dystrybucją i przesyłem energii elektrycznej średniego i wysokiego napięcia.

Nasz asortyment produktów obejmuje różne wartości znamionowe ograniczników, konstrukcje i konfiguracje instalacji, aby sprostać różnym wymaganiom projektu.

Dokumentacja dotycząca wyboru produktów DGG obejmuje modele o nominalnym prądzie wyładowczym 5 kA i 10 kA dla różnych poziomów napięcia i kategorii zastosowań.

W zależności od wybranego modelu klienci mogą omówić:

• Ograniczniki przepięć rozdzielczych i stacyjnych.

• Różne kombinacje napięcia znamionowego i ciągłego napięcia roboczego.

• Konfiguracje w obudowie polimerowej i porcelanowej.

• Różne konstrukcje instalacyjne i akcesoria.

• Dostępne dokumenty techniczne i raporty z badań typu dotyczące konkretnego modelu.

Dostępność konkretnych raportów technicznych i konfiguracji należy potwierdzić w odniesieniu do rzeczywistego oferowanego modelu.

Zamiast polecać model 10 kA tylko dlatego, że ma wyższą wartość znamionową, DGG Power ma na celu zrozumienie wymagań elektrycznych klienta i określenie odpowiedniej konfiguracji produktu.

Poznaj nasze Asortyment ograniczników przepięć tlenków metali, aby dowiedzieć się więcej o dostępnych produktach.

Często zadawane pytania

Czy ogranicznik przepięć 10 kA jest dwa razy silniejszy niż ogranicznik przepięć 5 kA?

Nie. Wartości reprezentują różne klasyfikacje znamionowego prądu wyładowczego w oparciu o szczyt impulsu 8/20 μs. Ogólna wydajność zależy również od konstrukcji ogranicznika, możliwości przenoszenia energii i ładunku oraz innych właściwości elektrycznych.

Czy mogę zastąpić ogranicznik przepięć 5kA modelem 10kA?

Nie automatycznie. Zamiennik musi spełniać wymagane Ur, Uc, napięcie resztkowe, koordynację izolacji, wymagania dotyczące obsługi energii i obowiązujące specyfikacje projektu.

Czy ograniczniki przepięć 5kA nadają się do sieci dystrybucyjnych 11kV i 33kV?

Mogą być odpowiednie do niektórych zastosowań, ale prawidłowa wartość znamionowa zależy od warunków sieciowych, klasyfikacji ograniczników i wymagań użytkowych. Samo napięcie systemu nie określa, czy odpowiednie jest 5 kA czy 10 kA.

Co jest lepsze do ochrony podstacji, 5 kA czy 10 kA?

Do zastosowań w podstacjach powszechnie rozważa się model 10 kA, ale ostateczny wybór powinien być zgodny z odpowiednią klasyfikacją ograniczników stacji, wymaganiami energetycznymi i badaniem koordynacji izolacji. Zastosowania w stacjach wyższego napięcia mogą wymagać dodatkowych klasyfikacji i wartości znamionowych przekraczających 10 kA.

Czy DGG Power może dostarczać ograniczniki przepięć 5kA i 10kA?

Tak. Oferta produktów DGG obejmuje modele z obydwoma znamionowymi wartościami prądu rozładowania. Proszę podać wymagany poziom napięcia, zastosowanie i specyfikacje techniczne, aby można było potwierdzić odpowiedni model i dostępną dokumentację.

Wniosek: wybierz właściwą ocenę, a nie tylko wyższą ocenę

Wybór pomiędzy ogranicznikami przepięć 5kA i 10kA wymaga czegoś więcej niż porównania dwóch liczb.

Prawidłowa decyzja powinna opierać się na oczekiwanych warunkach wyładowań atmosferycznych, konfiguracji sieci, wymaganiach dotyczących obsługi energii, koordynacji izolacji i obowiązujących specyfikacjach mediów.

Odpowiednio dobrany ogranicznik 5kA może być odpowiedni dla jednego projektu dystrybucyjnego, natomiast inna instalacja może wymagać modelu 10kA lub wyższej klasy ogranicznika.

W przypadku przedsiębiorstw energetycznych, wykonawców EPC i dystrybutorów sprzętu elektrycznego współpraca z producentem, który rozumie te wymagania techniczne, może uprościć ocenę produktu i proces zakupu.

Szukasz ogranicznika przepięć z tlenku metalu 5kA lub 10kA?

Skontaktuj się z DGG Power w sprawie napięcia systemu, zastosowania, wymaganych parametrów elektrycznych i specyfikacji projektu.

Nasz zespół może pomóc w przeglądzie wymagań i potwierdzeniu odpowiednich opcji produktu, arkuszy danych technicznych i dostępnej dokumentacji badania typu.

Referencje techniczne

• IEC 60099-4:2014 — Ograniczniki przepięć z tlenkami metali bez przerw dla systemów prądu przemiennego.

• IEC 60099-5:2018 — Zalecenia dotyczące wyboru i stosowania ograniczników przepięć.

• Siemens, Ograniczniki przepięć z tlenkiem metalu w systemach elektroenergetycznych wysokiego napięcia: Podstawy.