Τριπολικό έναντι τετραπολικού SPD: Επεξήγηση των συνδεσμολογιών 3+0, 4+0 και 3+1

Η διαφορά μεταξύ ενός τριπολικού και ενός τετραπολικού αντικεραυνικού προστασίας (SPD) δεν έγκειται απλώς στο ότι το ένα είναι μικρότερο και το άλλο προστατεύει περισσότερους αγωγούς. Σε μια τριφασική εγκατάσταση AC, η σωστή διαμόρφωση εξαρτάται από το αν το σύστημα διαθέτει διανεμημένο ουδέτερο, αν ο ουδέτερος και η γείωση προστασίας είναι συνδυασμένοι ή διαχωρισμένοι, πού συμβαίνει αυτός ο διαχωρισμός, και αν απαιτείται προστασία κοινού τρόπου (common-mode) και διαφορικού τρόπου (differential-mode).

Ως πρακτικό σημείο εκκίνησης:

• Το σύστημα TN-C χρησιμοποιεί συνήθως διαμόρφωση 3+0 μεταξύ των L1, L2, L3 και PEN.
• Το σύστημα TN-S μπορεί να χρησιμοποιήσει 4+0 ή 3+1, ανάλογα με τους ισχύοντες εθνικούς κανονισμούς, τους στόχους προστασίας και τον σχεδιασμό του προϊόντος.
• Το σύστημα TT χρησιμοποιεί συνήθως 3+1, με τρεις διαδρομές προστασίας φάσης-ουδετέρου και μία ξεχωριστή διαδρομή ουδετέρου-γείωσης (PE).
• Το σύστημα TN-C-S πρέπει να αξιολογείται στο σημείο εγκατάστασης.: πριν από τον διαχωρισμό του αγωγού PEN συμπεριφέρεται ως TN-C· μετά τον διαχωρισμό συμπεριφέρεται ως TN-S.

Επομένως, ένα τετραπολικό SPD δεν είναι αυτόματα ασφαλέστερο ή καλύτερο από ένα τριπολικό SPD. Η συσκευή πρέπει να αντιστοιχεί στην τοπολογία του συστήματος.

Πεδίο εφαρμογής: Αυτό το άρθρο αφορά τριφασικές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης AC βάσει προτύπων IEC. Δεν παρέχει καθολικό κανόνα επιλογής για φωτοβολταϊκά DC, μπαταρίες DC, συστήματα delta/high-leg της Βόρειας Αμερικής ή εξειδικευμένα δίκτυα IT.

Βασικά συμπεράσματα

• Ο “αριθμός πόλων” ενός SPD δεν είναι ισοδύναμος με τον αριθμό πόλων ενός αυτόματου διακόπτη. Ένα SPD συνδέεται παράλληλα και κανονικά δεν διακόπτει τους αγωγούς φορτίου.
• 3+0, 4+0, και 3+1 περιγράφουν διαδρομές προστασίας ή διατάξεις σύνδεσης, όχι απλώς το πλάτος του περιβλήματος.
• Ένα SPD τύπου 3+1 και ένα SPD τύπου 4+0 μπορεί να καταλαμβάνουν και τα δύο τέσσερις μονάδες DIN, παρέχοντας όμως διαφορετικούς εσωτερικούς τρόπους προστασίας.
• Το σύστημα TN-C διαθέτει αγωγό PEN, επομένως δεν υπάρχει ξεχωριστή διαδρομή N-PE σε αυτό το σημείο· η διάταξη 3+0 αποτελεί το σύνηθες σημείο εκκίνησης.
• Μετά τον διαχωρισμό των N και PE, ο σχεδιασμός πρέπει να λαμβάνει υπόψη τον ουδέτερο και την απαιτούμενη προστασία κοινού και διαφορικού τρόπου.
• Η ταξινόμηση Τύπου 1, Τύπου 2 ή Τύπου 1+2 είναι ανεξάρτητη από τη διαμόρφωση των πόλων.
• Η τελική επιλογή απαιτεί ακόμα Uc, Επάνω, Στο, Imax ή Iimp, συμπεριφορά βραχυκύκλωσης, εφεδρική προστασία και επαλήθευση του μήκους εγκατάστασης.

Γρήγορη σύγκριση: 3-πολικά, 4-πολικά, 3+0, 4+0 και 3+1

Όρος καταλόγου	Τυπική διάταξη προστασίας	Κοινό σημείο εκκίνησης εφαρμογής	Σημαντικός περιορισμός
Τριπολικό SPD	Συχνά τρεις διαδρομές προστασίας που σχετίζονται με τις φάσεις L1, L2 και L3	Τριφασικά συστήματα χωρίς ξεχωριστή διαδρομή προστασίας ουδετέρου στο συγκεκριμένο σημείο	“Ο όρος ”τριπολικό» από μόνος του δεν προσδιορίζει τον αγωγό αναφοράς ή το εσωτερικό κύκλωμα
Τετραπολικό SPD	Συχνά τέσσερις διαδρομές προστασίας μεταξύ ενεργού αγωγού και γείωσης	Τριφασικά συστήματα με διανεμημένο ουδέτερο όπου επιτρέπεται σχεδιασμός 4+0	Δεν παρέχει αυτόματα την ίδια συμπεριφορά διαφορικού τρόπου λειτουργίας όπως το 3+1
3+0	L1-PEN, L2-PEN, L3-PEN σε μια τυπική εφαρμογή TN-C	TN-C ή το τμήμα TN-C ενός συστήματος TN-C-S	Δεν αποτελεί την προεπιλογή μετά τον διαχωρισμό του PEN σε N και PE
4+0	Τυπικά L1-PE, L2-PE, L3-PE και N-PE	Ορισμένες εφαρμογές TN-S	Τα ακριβή στοιχεία και οι τρόποι προστασίας πρέπει να επιβεβαιώνονται από το ηλεκτρολογικό σχέδιο
3+1	L1-N, L2-N, L3-N συν N-PE	Εφαρμογές TT και πολλές εφαρμογές TN-S	Το στοιχείο N-PE και η ικανότητα διακοπής ρεύματος συνέχειας πρέπει να είναι σύμφωνα με το σύστημα και το πρότυπο του προϊόντος

Οι κατασκευαστές δεν χρησιμοποιούν πάντα τους όρους “πόλος” ή “μονάδα” 3P+N, 3+1, και 4P με συνέπεια. Το ηλεκτρολογικό διάγραμμα που αναγράφεται στο προϊόν ή στο δελτίο τεχνικών δεδομένων είναι πιο αξιόπιστο από τη σύντομη ονομασία του καταλόγου.

Αρχικά διευκρινίστε τι σημαίνει “πόλος” σε ένα SPD

Σε έναν αυτόματο διακόπτη, ο αριθμός των πόλων υποδεικνύει συνήθως πόσοι αγωγοί μεταφοράς ρεύματος διακόπτονται ή προστατεύονται από τον μηχανισμό του διακόπτη. Ένα SPD λειτουργεί διαφορετικά. Συνδέεται παράλληλα με την παροχή και παρέχει μια προσωρινή διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης κατά τη διάρκεια μιας μεταβατικής υπέρτασης.

Για τα SPD, οι κατασκευαστές ενδέχεται να χρησιμοποιούν τον όρο “πόλος” για να περιγράψουν:

• τον αριθμό των προστατευόμενων ενεργών αγωγών·;
• ο αριθμός των αντικαταστάσιμων φυσιγγίων·;
• ο αριθμός των εσωτερικών διαδρομών προστασίας·;
• ο αριθμός των μονάδων DIN·;
• ή μια εμπορική ονομασία οικογένειας προϊόντων.

Αυτές οι περιγραφές μπορεί να συμπίπτουν, αλλά δεν είναι εγγυημένο ότι θα συμβαίνει πάντα. Μια συμπαγής διάταξη 3+1 μπορεί να ενσωματώνει πολλά στοιχεία προστασίας σε λιγότερα ορατά φυσίγγια, ενώ ένας άλλος σχεδιασμός μπορεί να χρησιμοποιεί ένα φυσίγγιο ανά τρόπο λειτουργίας.

Πριν επιλέξετε βάσει του αριθμού των πόλων, ελέγξτε το σχηματικό διάγραμμα για τις πραγματικές συνδέσεις μεταξύ L1, L2, L3, N, PE και PEN.

Τι σημαίνουν τα 3+0, 4+0 και 3+1;

Διαμόρφωση SPD 3+0

Μια τυπική 3+0 διάταξη παρέχει τρεις διαδρομές προστασίας:

• L1 προς PEN;
• L2 προς PEN;
• L3 προς PEN.

Αυτό αντιστοιχεί σε ένα σύστημα TN-C, όπου οι λειτουργίες του ουδετέρου και της προστασίας συνδυάζονται στον αγωγό PEN. Επειδή ο N και ο PE δεν έχουν διαχωριστεί σε εκείνο το σημείο, δεν υπάρχει ανεξάρτητη διαδρομή προστασίας N-PE.

Το “+0” δεν σημαίνει ότι το σύστημα δεν έχει γείωση. Σημαίνει ότι δεν υπάρχει ξεχωριστό πρόσθετο στοιχείο προστασίας ουδετέρου-γείωσης στη διάταξη.

Διαμόρφωση SPD 4+0

Μια τυπική 4+0 η διάταξη παρέχει τέσσερις διαδρομές κοινού τρόπου (common-mode):

• L1 προς PE·;
• L2 προς PE·;
• L3 προς PE·;
• N προς PE.

Αυτή η διάταξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατάλληλες τριφασικές εφαρμογές τεσσάρων αγωγών TN-S, υπό την προϋπόθεση του σχεδιασμού του προϊόντος και των ισχυόντων κανόνων εγκατάστασης. Οι τέσσερις διαδρομές βασίζονται συνήθως σε εξαρτήματα περιορισμού τάσης, αλλά η ακριβής εσωτερική τεχνολογία πρέπει να επαληθεύεται και όχι να θεωρείται δεδομένη.

Η αρχιτεκτονική 4+0 είναι ισχυρή στην προστασία κοινού τρόπου απευθείας από τον ενεργό αγωγό προς τη γείωση. Η τάση διαφορικού τρόπου (differential-mode) μεταξύ φάσης και ουδετέρου μπορεί να περιοριστεί έμμεσα μέσω δύο στοιχείων προστασίας σε σειρά, ανάλογα με τον σχεδιασμό. Αυτό δεν είναι ταυτόσημο με την ύπαρξη ειδικών στοιχείων προστασίας L-N.

Διαμόρφωση SPD 3+1

Μια τυπική 3+1 η διάταξη χρησιμοποιεί:

• τρεις διαδρομές περιορισμού τάσης από τις φάσεις L1, L2 και L3 προς τον ουδέτερο N.;
• μία διαδρομή προστασίας τύπου μεταγωγής από τον ουδέτερο N προς τη γείωση PE, η οποία υλοποιείται συνήθως με τεχνολογία διακένου σπινθηρισμού ή εκκενωτή αερίου.

Αυτό δημιουργεί άμεση προστασία διαφορικού τρόπου (differential-mode) μεταξύ φάσης και ουδετέρου, καθώς και μια συντονισμένη διαδρομή εκφόρτισης κοινού τρόπου (common-mode) μεταξύ ουδετέρου και γείωσης. Το στοιχείο N-PE αποτρέπει επίσης τη συνεχή αγώγιμη διαδρομή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης υπό κανονικές συνθήκες.

Η ακριβής τεχνολογία των εξαρτημάτων, η συμπεριφορά έναντι προσωρινών υπερτάσεων, η ικανότητα διακοπής ρεύματος συνέχειας συχνότητας ισχύος και ο συντονισμός εντός της διάταξης παραμένουν θέματα που εξαρτώνται από τον κατασκευαστή. Ο όρος “3+1” προσδιορίζει την τοπολογία, αλλά από μόνος του δεν αποδεικνύει κάθε χαρακτηριστικό απόδοσης.

Κοινός τρόπος (Common Mode) έναντι Διαφορικού τρόπου (Differential Mode): Η πραγματική τεχνική διαφορά.

Ο αριθμός των πόλων αποτελεί μόνο μια ένδειξη. Ο πραγματικός στόχος είναι ο έλεγχος της τάσης που εμφανίζεται στη μόνωση και στους ακροδέκτες του εξοπλισμού.

Τάση υπέρτασης κοινού τρόπου (Common-mode surge voltage)

Η τάση κοινού τρόπου εμφανίζεται μεταξύ των ενεργών αγωγών και της γείωσης:

• L1-PE;
• L2-PE;
• L3-PE;
• και, όπου διανέμεται ο ουδέτερος, N-PE.

Οι μεταβατικές υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς κυριαρχούνται συχνά από φαινόμενα κοινού τρόπου. Επομένως, μια βασική διάταξη SPD απαιτεί μια αξιόπιστη διαδρομή εκκένωσης από τους ενεργούς αγωγούς προς τη γείωση (PE) ή τον αγωγό προστασίας και ουδετέρου (PEN).

Τάση υπέρτασης διαφορικού τρόπου

Η τάση διαφορικού τρόπου εμφανίζεται μεταξύ των ενεργών αγωγών, ειδικότερα:

• L1-N, L2-N και L3-N;
• ή μεταξύ των αγωγών φάσης.

Στα συστήματα TN-S και TT, η γείωση του ουδετέρου και η ασυμμετρία σύνθετης αντίστασης μπορούν να μετατρέψουν μέρος ενός συμβάντος κοινού τρόπου (common-mode) σε διαφορική τάση. Επομένως, τα ευαίσθητα φορτία που είναι συνδεδεμένα μεταξύ φάσης και ουδετέρου ενδέχεται να απαιτούν κάτι περισσότερο από την απλή παραδοχή ότι κάθε μεταβατικό φαινόμενο θα παραμένει αναφερόμενο μόνο στη γείωση.

Μια διάταξη 3+1 παρέχει άμεσες διαδρομές L-N. Μια διάταξη 4+0 παρέχει κυρίως διαδρομές από ενεργό αγωγό προς PE, αν και η πλήρης προστασία του εξοπλισμού εξαρτάται από το εσωτερικό του κύκλωμα και την προκύπτουσα τάση σε κάθε ακροδέκτη φορτίου.

Επιλογή βάσει συστήματος γείωσης

Ο παρακάτω πίνακας αποτελεί ένα αρχικό πλαίσιο και δεν υποκαθιστά την ισχύουσα εθνική υιοθέτηση του προτύπου IEC 60364, το διάγραμμα του κατασκευαστή του SPD ή τη μελέτη προστασίας του έργου.

Σύστημα γείωσης και θέση SPD	Υπάρχοντες αγωγοί	Τυπική διαμόρφωση εκκίνησης	Τεχνικός λόγος
TN-C	L1, L2, L3, PEN	3+0	Ο αγωγός PEN συνδυάζει τις λειτουργίες ουδετέρου και προστασίας· δεν υπάρχει ξεχωριστή διαδρομή N-PE
TN-C-S πριν από τον διαχωρισμό του PEN	L1, L2, L3, PEN	3+0	Αυτό το τμήμα ακολουθεί ηλεκτρολογικά τις αρχές TN-C
TN-C-S μετά τον διαχωρισμό του PEN	L1, L2, L3, N, PE	Αντιμετώπιση ως TN-S: αξιολόγηση 4+0 ή 3+1	Ο ουδέτερος (N) και ο αγωγός προστασίας (PE) είναι πλέον ξεχωριστοί αγωγοί
TN-S	L1, L2, L3, N, PE	4+0 ή 3+1, ανάλογα με τους τοπικούς κανονισμούς	Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η προστασία τόσο κοινού τρόπου (common-mode) όσο και, όπου απαιτείται, διαφορικού τρόπου (differential-mode)
TT	L1, L2, L3, N, PE με τοπική γείωση εγκατάστασης	Συνήθως 3+1	Η απευθείας προστασία L-N συνδυαστικά με μια διαδρομή μεταγωγής N-PE είναι κατάλληλη για τη διάταξη διαχωρισμένης γείωσης
IT	Διαφέρει ανάλογα με τη διανομή του ουδετέρου και την εμπέδηση της πηγής	Ειδικό για το έργο	Η συμπεριφορά της τάσης ως προς τη γη αλλάζει κατά το πρώτο σφάλμα· ένας γενικός κανόνας 3P/4P δεν είναι ασφαλής

Για μια ευρύτερη επεξήγηση αυτών των δικτύων, δείτε Συστήματα γείωσης TN έναντι TT έναντι IT.

TN-C: Γιατί χρησιμοποιείται συνήθως η διάταξη 3+0

Στο σύστημα TN-C, ο αγωγός PEN επιτελεί τόσο τη λειτουργία της προστατευτικής γείωσης όσο και του ουδετέρου. Το SPD συνδέεται κανονικά από κάθε αγωγό φάσης προς τον PEN.

Η προσθήκη ενός ξεχωριστού “πόλου ουδετέρου” είναι εννοιολογικά λανθασμένη εάν δεν υπάρχει ανεξάρτητος αγωγός ουδετέρου στο συγκεκριμένο σημείο. Το σημαντικότερο είναι ότι ο αγωγός PEN δεν πρέπει ποτέ να αντιμετωπίζεται ως ένας κοινός διακοπτόμενος ουδέτερος. Η προστατευτική του λειτουργία έχει προτεραιότητα.

Το σωστό ερώτημα δεν είναι “Θα παρείχαν οι τέσσερις πόλοι επιπλέον προστασία;”, αλλά “Ποιοι αγωγοί και διαδρομές μόνωσης υπάρχουν σε αυτό το ακριβές σημείο του δικτύου;”. Για το TN-C, η συνήθης απάντηση οδηγεί σε τρεις τρόπους σύνδεσης φάσης προς PEN.

TN-S: 4+0 ή 3+1;

Το σύστημα TN-S διαθέτει ξεχωριστούς αγωγούς ουδετέρου και προστατευτικής γείωσης σε όλο το σχετικό τμήμα της εγκατάστασης. Αυτό σημαίνει ότι ο σχεδιασμός του SPD πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις καταπονήσεις L-PE, N-PE και ενδεχομένως L-N.

Τόσο οι διατάξεις 4+0 όσο και οι 3+1 συναντώνται σε συστήματα TN-S:

• Επιλέξτε μια κατάλληλη σχεδίαση 4+0 όπου οι ισχύοντες κανόνες το επιτρέπουν και η προτεραιότητα είναι η άμεση προστασία κοινού τρόπου (common-mode) από κάθε ενεργό αγωγό προς τη γείωση (PE).
• Επιλέξτε μια κατάλληλη σχεδίαση 3+1 όπου απαιτείται ή προτιμάται η άμεση προστασία διαφορικού τρόπου (differential-mode) μεταξύ φάσης και ουδετέρου και μια ξεχωριστή διαδρομή μεταγωγής N-PE.

Η απόφαση πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τη διάταξη του διακόπτη διαρροής (RCD) της εγκατάστασης, τις προσωρινές υπερτάσεις, τον συντονισμό μόνωσης και τον εξοπλισμό που προστατεύεται. Μην ερμηνεύετε το “4P” ως μια καθολική αναβάθμιση έναντι του “3+1”. Επιλύουν τη διαδρομή των μεταβατικών φαινομένων με διαφορετικό τρόπο.

TT: Γιατί το 3+1 αποτελεί την τυπική επιλογή

Στα συστήματα TT, ο ουδέτερος της πηγής είναι γειωμένος και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη είναι συνδεδεμένα σε τοπικό ηλεκτρόδιο γείωσης. Επομένως, η γείωση της πηγής και η γείωση της εγκατάστασης δεν αποτελούν την ίδια διαδρομή προστατευτικού αγωγού όπως στο σύστημα TN.

Ένα SPD τύπου 3+1 τοποθετεί τα στοιχεία περιορισμού τάσης μεταξύ κάθε φάσης και ουδετέρου, με ένα ξεχωριστό στοιχείο τύπου διακόπτη μεταξύ ουδετέρου και γείωσης (PE). Αυτή η διάταξη:

• παρέχει άμεση προστασία L-N για εξοπλισμό που συνδέεται μεταξύ φάσης και ουδετέρου,;
• παρέχει διαδρομή εκφόρτισης N-PE κατά τη διάρκεια της υπέρτασης,;
• αποφεύγει το κανονικό ρεύμα διαρροής μέσω της διαδρομής N-PE όταν χρησιμοποιείται κατάλληλο στοιχείο μεταγωγής,;
• και υποστηρίζει τον συντονισμό με τη διάταξη προστασίας TT όταν επιλέγεται και εγκαθίσταται σωστά.

Η θέση του SPD σε σχέση με έναν RCD, ο τρόπος αστοχίας του SPD και η εφεδρική προστασία πρέπει να ακολουθούν τους ισχύοντες κανόνες εγκατάστασης. Το “Use 3+1” είναι η αρχική αρχιτεκτονική και όχι η πλήρης προδιαγραφή.

TN-C-S: Πάντα να προσδιορίζετε σε ποια πλευρά του διαχωρισμού του αγωγού PEN βρίσκεστε.

Το σύστημα TN-C-S προκαλεί πολλά σφάλματα επιλογής μεταξύ 3-πολικών και 4-πολικών διακοπτών, επειδή η ίδια εγκατάσταση περιέχει δύο διαφορετικές διατάξεις αγωγών.

Πριν από το σημείο διαχωρισμού:

• το σύστημα είναι TN-C;
• ο ουδέτερος και η γείωση προστασίας συνδυάζονται ως PEN;
• μια διάταξη 3+0 αποτελεί το σύνηθες σημείο εκκίνησης.

Μετά το σημείο διαχωρισμού:

• το σύστημα είναι TN-S;
• ο ουδέτερος (N) και ο αγωγός προστασίας (PE) πρέπει να παραμένουν διαχωρισμένοι;
• αξιολογήστε τη διάταξη 4+0 ή 3+1 σύμφωνα με τους απαιτούμενους τρόπους προστασίας και τους τοπικούς κανονισμούς.

Ποτέ μην βασίζεστε μόνο στην περιγραφή του δικτύου για την επιλογή του σωστού SPD. Επαληθεύστε το πραγματικό σημείο εγκατάστασης στο μονογραμμικό διάγραμμα και επιθεωρήστε το σημείο όπου ο αγωγός PEN διαχωρίζεται σε αγωγούς N και PE.

Ένα πλαίσιο επιλογής τριών βημάτων

Βήμα 1: Προσδιορισμός της διάταξης των αγωγών και της γείωσης στη θέση του SPD

Καταγραφή:

• εάν ο ουδέτερος διανέμεται·;
• εάν ο αγωγός προστασίας είναι PE ή PEN·;
• εάν το SPD βρίσκεται πριν ή μετά τον διαχωρισμό του PEN·;
• εάν η εγκατάσταση είναι TN-C, TN-S, TT, TN-C-S ή IT στο συγκεκριμένο σημείο.

Αυτό το βήμα καθορίζει εάν 3+0, 4+0, ή 3+1 είναι ακόμη και ηλεκτρολογικά σημαντικό.

Βήμα 2: Καθορίστε τους απαιτούμενους τρόπους προστασίας

Προσδιορίστε τις διαδρομές μόνωσης του εξοπλισμού που πρέπει να προστατευθούν:

• φάση προς PE/PEN·;
• ουδέτερος προς PE·;
• φάση προς ουδέτερο·;
• φάση προς φάση όπου είναι σχετικό.

Στη συνέχεια, συγκρίνετε αυτές τις απαιτήσεις με το διάγραμμα κυκλώματος του SPD που παρέχεται από τον κατασκευαστή. Μην εξάγετε συμπεράσματα για τους τρόπους προστασίας μόνο από τον αριθμό των πόλων.

Βήμα 3: Επαληθεύστε την πλήρη προδιαγραφή του SPD

Μετά την επιλογή της τοπολογίας, ελέγξτε:

• Τύπος 1, Τύπος 2 ή συνδυασμένος Τύπος 1+2, με βάση την έκθεση σε κεραυνούς, την εξωτερική αντικεραυνική προστασία, τη θέση εγκατάστασης και την εφαρμοστέα μέθοδο σχεδιασμού·;
• Uc, κατάλληλο για τη μέγιστη συνεχή τάση σε κάθε τρόπο προστασίας και τη διάταξη γείωσης·;
• Επάνω, συντονισμένο με την αντοχή σε κρουστική τάση του προστατευόμενου εξοπλισμού·;
• Στο, Imax, και όπου εφαρμόζεται Iimp;
• το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης και τη συμπεριφορά του SPD σε περίπτωση βραχυκύκλωσης·;
• απαιτούμενη εφεδρική ασφάλεια ή αυτόματος διακόπτης ισχύος·;
• ικανότητα διακοπής ρεύματος ακολουθίας συχνότητας ισχύος όπου χρησιμοποιούνται στοιχεία μεταγωγής·;
• απαιτήσεις ένδειξης κατάστασης και απομακρυσμένου συναγερμού·;
• διατομή αγωγού, ροπή σύσφιξης ακροδεκτών και βαθμός προστασίας περιβάλλοντος.

Για τις διαφοροποιήσεις των παραμέτρων, χρησιμοποιήστε τους οδηγούς VIOX για Uc έναντι Up σε SPD και Imax έναντι In στα SPD.

Ο αριθμός των πόλων δεν καθορίζει τον τύπο του SPD

Ένα συνηθισμένο σφάλμα προδιαγραφών είναι η υπόθεση ότι:

• τριπολικό σημαίνει Τύπος 1;
• τετραπολικό σημαίνει Τύπος 2;
• ή μεγαλύτερος αριθμός μονάδων σημαίνει υψηλότερη ονομαστική τιμή ρεύματος υπέρτασης.

Αυτά είναι ξεχωριστά χαρακτηριστικά.

Διάσταση επιλογής	Τι περιγράφει	Παραδείγματα
Πόλος/διαμόρφωση	Αγωγοί και τρόποι σύνδεσης από το SPD	3+0, 4+0, 3+1
Τύπος SPD/κλάση δοκιμής	Φορτίο κρούσης και ρόλος εγκατάστασης	Τύπος 1, Τύπος 2, Τύπος 3, Τύπος 1+2
Ονομαστική τάση	Συνεχής τάση και επίπεδο προστασίας	Uc, Επάνω
Τρέχουσα βαθμολογία	Ικανότητα εκφόρτισης ή ρεύματος κρούσης	Στο, Imax, Iimp
Μηχανική μορφή	Αποτύπωμα εγκατάστασης και μέθοδος συντήρησης	Συμπαγές, πολυ-μονάδων, συνδεόμενο (pluggable), σταθερό

Μια διάταξη 3+1 μπορεί να είναι Τύπου 1, Τύπου 2 ή συνδυασμένου Τύπου 1+2. Το ίδιο ισχύει για τις διατάξεις 3+0 και 4+0, εάν ο κατασκευαστής προσφέρει και επαληθεύει αυτούς τους σχεδιασμούς. Βλέπε SPD Τύπου 1 έναντι Τύπου 2 έναντι Τύπου 3 για την απόφαση ξεχωριστής ταξινόμησης.

Οι λεπτομέρειες εγκατάστασης μπορούν να ακυρώσουν το πλεονέκτημα της σωστής τοπολογίας

Ακόμη και η σωστή διαμόρφωση 3+0, 4+0 ή 3+1 μπορεί να παρέχει ανεπαρκή προστασία εάν η εγκατάσταση είναι κακή.

Διατηρήστε τους αγωγούς σύνδεσης σύντομους

Το ρεύμα υπέρτασης μεταβάλλεται ταχύτατα. Η επαγωγική τάση αναπτύσσεται κατά μήκος των αγωγών σύνδεσης του SPD και προστίθεται στην υπολειπόμενη τάση του SPD. Μακριά, με βρόχους ή κακώς δρομολογημένα καλώδια μπορούν επομένως να αυξήσουν την πραγματική τάση που δέχεται ο εξοπλισμός.

Συνδέστε στα σωστά σημεία PE, PEN και ουδετέρου

Μην δημιουργείτε μη εξουσιοδοτημένη σύνδεση N-PE για να διευκολύνετε την καλωδίωση του SPD. Στο σύστημα TN-C-S, η θέση διαχωρισμού του PEN είναι ένα σημείο καθορισμού του συστήματος και όχι προτίμηση καλωδίωσης.

Εγκαταστήστε την καθορισμένη εφεδρική προστασία

Μια διάταξη προστασίας από υπερτάσεις (SPD) δεν αποτελεί διάταξη προστασίας από υπερένταση. Ο κατασκευαστής ενδέχεται να απαιτεί μια συγκεκριμένη ασφάλεια ή αυτόματο διακόπτη στην ανάντη πλευρά, ανάλογα με το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης του συστήματος και την υπάρχουσα ανάντη προστασία.

Συντονισμός με διατάξεις διαφορικού ρεύματος (RCD) και τον κατάντη εξοπλισμό.

Η τοποθέτηση του SPD σε σχέση με την προστασία διαφορικού ρεύματος επηρεάζει τις ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις και τη συμπεριφορά σε περίπτωση αστοχίας. Ακολουθήστε τους ισχύοντες κανόνες εγκατάστασης και τις οδηγίες συντονισμού του κατασκευαστή του SPD/RCD.

Για τους πρακτικούς κινδύνους εγκατάστασης, δείτε Σφάλματα εγκατάστασης SPD: Μήκος αγωγών, γείωση, διάταξη καλωδίωσης και ενδείξεις κατάστασης.

Συνηθισμένα λάθη επιλογής

Λάθος 1: Η υπόθεση ότι οι τέσσερις πόλοι παρέχουν πάντα μεγαλύτερη προστασία.

Τέσσερις φυσικές μονάδες δεν είναι αυτόματα ανώτερες. Εάν η διαμόρφωση δεν αντιστοιχεί στο σύστημα γείωσης, η επιπλέον μονάδα μπορεί να είναι άσχετη ή οι διαδρομές προστασίας να είναι λανθασμένες για το φορτίο.

Λάθος 2: Η αντιμετώπιση των διαμορφώσεων 4+0 και 3+1 ως εναλλάξιμων.

Και οι δύο μπορεί να περιλαμβάνουν τέσσερα στοιχεία προστασίας, αλλά οι διαδρομές σύνδεσής τους διαφέρουν. Συγκρίνετε το σχηματικό διάγραμμα και όχι μόνο το πλάτος του προϊόντος.

Λάθος 3: Αγνοώντας τον διαχωρισμό του αγωγού PEN σε σύστημα TN-C-S

Ένα προϊόν που είναι κατάλληλο πριν από τον διαχωρισμό δεν είναι αυτόματα η σωστή τοπολογία μετά τον διαχωρισμό των αγωγών N και PE.

Λάθος 4: Επιλογή βάσει του αριθμού των πόλων πριν από τον έλεγχο Uc

Μια σωστή τοπολογία με ακατάλληλη τάση συνεχούς λειτουργίας μπορεί να προκαλέσει πρόωρη γήρανση ή ανεπαρκή προστασία. Uc πρέπει να ελέγχεται για κάθε τρόπο προστασίας και κατάσταση δικτύου.

Λάθος 5: Χρήση κανόνα τοπολογίας AC για συστήματα DC ή IT

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα (PV strings), τα συστήματα μπαταριών, τα μη γειωμένα δίκτυα DC και τα συστήματα IT με γείωση μέσω σύνθετης αντίστασης έχουν διαφορετική συμπεριφορά σφαλμάτων και προσωρινών υπερτάσεων. Απαιτούν ξεχωριστά πρότυπα προϊόντων και ανάλυση επιλογής.

Λάθος 6: Παράλειψη του ηλεκτρολογικού σχεδίου του κατασκευαστή

Η ορολογία των καταλόγων ποικίλλει. Το διάγραμμα συνδεσμολογίας και οι δηλωμένοι τρόποι προστασίας αποτελούν την τελική απόδειξη για το τι πραγματικά κάνει η συσκευή.

Λίστα ελέγχου προδιαγραφών

Πριν εγκρίνετε ένα τριφασικό SPD, καταγράψτε όλα τα παρακάτω:

• Τάση και συχνότητα του συστήματος
• Σύστημα γείωσης στο ακριβές σημείο εγκατάστασης
• Διάταξη αγωγών L1/L2/L3/N/PE/PEN
• Απαιτούμενη διαμόρφωση: 3+0, 4+0 ή 3+1
• Απαιτούμενες διαδρομές κοινού τρόπου (common-mode) και διαφορικού τρόπου (differential-mode)
• Τύπος SPD και ισχύον πρότυπο προϊόντος
• Uc για κάθε τρόπο προστασίας
• Επάνω, Στο, Imax, και Iimp όπου εφαρμόζεται
• Αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης
• Απαιτούμενη εφεδρική προστασία
• Ικανότητα διακοπής ρεύματος συνέχειας όπου είναι σχετικό
• Συντονισμός RCD
• Δρομολόγηση και μήκος αγωγών σύνδεσης
• Ένδειξη κατάστασης και απομακρυσμένη σηματοδότηση
• Σχηματικό διάγραμμα κατασκευαστή και αποδεικτικά πιστοποίησης

Εάν ο προμηθευτής δεν μπορεί να παρέχει σαφές διάγραμμα εσωτερικής σύνδεσης, μην εγκρίνετε το SPD βασιζόμενοι μόνο σε τίτλο προϊόντος “3P” ή “4P”.

Τελική Απάντηση

Χρησιμοποιήστε ένα SPD 3 πόλων ή 3+0 όταν το σημείο εγκατάστασης διαθέτει τρεις αγωγούς φάσης και έναν συνδυασμένο αγωγό PEN, όπως στα συστήματα TN-C ή στο τμήμα TN-C των συστημάτων TN-C-S. Όπου ο ουδέτερος και ο αγωγός προστασίας (PE) είναι διαχωρισμένοι, όπως στα συστήματα TN-S, αξιολογήστε τις διατάξεις 4+0 και 3+1 με βάση την απαιτούμενη προστασία κοινού και διαφορικού τρόπου, καθώς και τους ισχύοντες εθνικούς κανονισμούς. Για συστήματα TT, η διάταξη 3+1 αποτελεί την τυπική αρχική διαμόρφωση.

Η σειρά επιλογής είναι:

1. Προσδιορίστε το σύστημα γείωσης και τη διάταξη των αγωγών στο σημείο εγκατάστασης.
2. Καθορίστε τους απαιτούμενους τρόπους προστασίας.
3. Επιλέξτε μεταξύ 3+0, 4+0 ή 3+1.
4. Επαληθεύστε όλες τις απαιτήσεις σχετικά με την τάση, το ρεύμα εκφόρτισης, το βραχυκύκλωμα, την εφεδρική προστασία και τις προδιαγραφές εγκατάστασης.

Το σωστό SPD δεν είναι αυτό με τον μεγαλύτερο αριθμό πόλων. Είναι αυτό του οποίου οι εσωτερικές διαδρομές προστασίας αντιστοιχούν στις τάσεις που μπορούν να εμφανιστούν στο πραγματικό δίκτυο.

Για την αξιολόγηση του προϊόντος, εξετάστε το σειρά συσκευών προστασίας από υπερτάσεις VIOX και παρέχετε το μονογραμμικό διάγραμμα, τη διάταξη γείωσης, την τάση συστήματος, τη θέση εγκατάστασης, το πλαίσιο αντικεραυνικής προστασίας και το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι ένα τετραπολικό (4-pole) SPD καλύτερο από ένα τριπολικό (3-pole) SPD;

Όχι. Ένα τετραπολικό SPD αφορά διαφορετική διάταξη αγωγών. Ένα SPD τύπου 3+0 είναι συνήθως κατάλληλο σε ένα σημείο TN-C με αγωγό PEN, ενώ μια διάταξη τεσσάρων διαδρομών μπορεί να απαιτείται όπου ο ουδέτερος (N) και ο αγωγός προστασίας (PE) είναι διαχωρισμένοι. Η καταλληλότητα είναι πιο σημαντική από τον αριθμό των πόλων.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός SPD 4+0 και ενός 3+1;

Ένα τυπικό SPD 4+0 παρέχει διαδρομές προστασίας L1-PE, L2-PE, L3-PE και N-PE. Ένα τυπικό SPD 3+1 παρέχει διαδρομές περιορισμού τάσης L1-N, L2-N και L3-N καθώς και μια ξεχωριστή διαδρομή μεταγωγής N-PE. Επιβεβαιώστε το ακριβές κύκλωμα από τον κατασκευαστή.

Ποιο SPD χρησιμοποιείται συνήθως για συστήματα TN-C;

Μια διάταξη 3+0 συνδεδεμένη από τις φάσεις L1, L2 και L3 προς τον αγωγό PEN αποτελεί τη συνήθη αφετηρία, επειδή το σύστημα TN-C δεν διαθέτει ξεχωριστούς αγωγούς N και PE στο συγκεκριμένο σημείο.

Ποιο SPD χρησιμοποιείται συνήθως για συστήματα TN-S;

Το σύστημα TN-S μπορεί να χρησιμοποιήσει διάταξη 4+0 ή 3+1, ανάλογα με τους απαιτούμενους τρόπους προστασίας, τους τοπικούς κανονισμούς, την ευαισθησία του εξοπλισμού, τη διάταξη του RCD και τον σχεδιασμό του προϊόντος από τον κατασκευαστή.

Ποιο SPD χρησιμοποιείται συνήθως για συστήματα TT;

Ένα SPD τύπου 3+1 αποτελεί την τυπική λύση για τριφασικά συστήματα TT: τρεις διαδρομές προστασίας φάσης προς ουδέτερο συν μία συντονισμένη διαδρομή μεταγωγής ουδετέρου προς γείωση (PE).

Τι πρέπει να χρησιμοποιείται σε συστήματα TN-C-S;

Προσδιορίστε τη θέση του SPD σε σχέση με το σημείο διαχωρισμού του αγωγού PEN. Πριν από τον διαχωρισμό, χρησιμοποιήστε τη λογική TN-C και αξιολογήστε συνήθως τη διάταξη 3+0. Μετά τον διαχωρισμό, αντιμετωπίστε το τμήμα ως TN-S και αξιολογήστε τη διάταξη 4+0 ή 3+1.

Είναι το 3P+N το ίδιο με ένα τετραπολικό (4-pole) SPD;

Όχι απαραίτητα. Ορισμένοι κατάλογοι χρησιμοποιούν και τις δύο περιγραφές με χαλαρό τρόπο, αλλά 3P+N το 3+1 μπορεί να αναφέρεται σε εσωτερική τοπολογία 3+1, ενώ το “4P” μπορεί να αναφέρεται σε 4+0. Πάντα να συγκρίνετε το διάγραμμα συνδεσμολογίας και τους τρόπους προστασίας.

Προστατεύει ένα τετραπολικό SPD από υπερτάσεις μεταξύ φάσεων (phase-to-phase);

Όχι αυτόματα μέσω ενός ειδικού εξαρτήματος L-L. Η προστασία μπορεί να επιτευχθεί έμμεσα μέσω πολλαπλών εσωτερικών διαδρομών, αλλά το προκύπτον επίπεδο προστασίας εξαρτάται από το κύκλωμα του SPD. Επαληθεύστε τους δηλωμένους τρόπους και Επάνω τις τιμές αντί να υποθέτετε άμεση προστασία L-L.

Μπορώ να χρησιμοποιήσω τον ίδιο κανόνα επιλογής πόλων για ένα ηλιακό DC SPD;

Όχι. Τα PV DC SPD επιλέγονται με βάση την τάση DC, τη γείωση της συστοιχίας, τις συνθήκες σφάλματος και πρότυπα όπως το IEC 61643-31. Όροι AC όπως το TN-C 3+0 δεν μπορούν να μεταφερθούν απευθείας σε μια φωτοβολταϊκή σειρά.

Τεχνικές Αναφορές

1. IEC 60364-5-53:2019 – Επιλογή και εγκατάσταση ηλεκτρολογικού εξοπλισμού
2. IEC 61643-11:2025 – Αντικεραυνικά προστασίας συνδεδεμένα σε συστήματα ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) χαμηλής τάσης
3. Οδηγός Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων – Χαρακτηριστικά SPD σύμφωνα με τη διάταξη εγκατάστασης και γείωσης
4. Eaton – Οδηγός Επιλογής Αντικεραυνικής Προστασίας