Hướng dẫn phối hợp & phân cấp SPD: 4 Cổng xác minh

Trình tự Type 1–Type 2–Type 3 không tự động tạo thành một hệ thống chống sét lan truyền phối hợp. Các nhãn này xác định nhiệm vụ thử nghiệm và vai trò ứng dụng dự kiến; chúng không chứng minh rằng thiết bị phía trên sẽ giảm tải cho thiết bị phía dưới, rằng điện áp lắp đặt sẽ duy trì dưới mức chịu đựng mục tiêu của thiết bị, hoặc các thiết bị có thể được đặt cùng nhau mà không cần thêm bộ tách rời.

Hãy coi việc phối hợp như bốn cổng xác minh riêng biệt:

1. Phối hợp điện áp: điện áp hiệu dụng tại mỗi nút được bảo vệ phải duy trì trong phạm vi mục tiêu phối hợp cách điện của thiết bị.
2. Phối hợp năng lượng: thiết bị chống sét lan truyền (SPD) phía dưới không được phép bị quá tải trước khi tầng phía trên chịu tải như dự kiến.
3. Khoảng cách và tách rời: các dây dẫn giữa các tầng phải được đánh giá vừa là trở kháng tách rời tiềm năng, vừa là đường dẫn có thể tạo ra nguy cơ phơi nhiễm xung điện mới.
4. Phối hợp bảo vệ dự phòng và sự cố: mỗi SPD phải tương thích với điều kiện ngắn mạch dự kiến và cách bố trí cầu chì, máy cắt điện hoặc thiết bị ngắt kết nối bên trong cần thiết của nó.

Nếu bất kỳ cổng nào thiếu bằng chứng về các thiết bị và cách lắp đặt chính xác, thì việc phân cấp vẫn chưa được xác minh.

Phân cấp là một cách bố trí; Phối hợp là một tuyên bố về hiệu suất

“Phân cấp” thường mô tả một vài giai đoạn bảo vệ được đặt từ nguồn cấp điện đến các thiết bị nhạy cảm. Một khái niệm phổ biến là giai đoạn thượng nguồn có khả năng chịu dòng sét, giai đoạn trung gian ở cấp phân phối và bảo vệ bổ sung gần tải.

“Phối hợp” đặt ra một câu hỏi khó hơn: các giai đoạn đó sẽ tương tác như thế nào dưới tác động của xung điện liên quan?

SPD thượng nguồn nên quản lý ứng suất cao được gán cho ranh giới của nó. SPD hạ nguồn nên giới hạn nhiễu dư mà không nhận nhiều dòng điện hoặc năng lượng hơn mức thiết kế cho phép. Thiết bị được bảo vệ phải thấy được điện áp tương thích với khả năng chịu xung của nó. Tất cả những điều này phải diễn ra thông qua các dây dẫn thực tế có điện trở, điện cảm, ghép nối và khoảng cách hữu hạn.

IEC 61643-12:2020 bao gồm các nguyên tắc lựa chọn, vận hành, vị trí và phối hợp cho SPD được kết nối với hệ thống điện AC hạ thế. IEC 62305-4:2024 đề cập đến các biện pháp chống sét cấp hệ thống cho các hệ thống điện và điện tử bên trong công trình, bao gồm các khái niệm về vùng chống sét và đặc tính điện áp cảm ứng.

Hướng dẫn chuyên dụng về SPD loại 1, loại 2 và loại 3 giải thích những gì mỗi phân loại thiết lập. Bài viết này bắt đầu sau khi các phân loại đó đã được chọn và đặt câu hỏi liệu tổ hợp được đề xuất có hoạt động như một hệ thống hay không.

Xác định hệ thống là các nút được bảo vệ

Đừng bắt đầu bằng một danh sách mua sắm. Hãy vẽ sơ đồ lắp đặt như một chuỗi các nút điện và ranh giới bảo vệ.

Nút	Ranh giới điển hình	Những điều cần biết	Câu hỏi về phối hợp bảo vệ
Một	Dịch vụ đầu vào hoặc phân phối chính	Môi trường xung, bối cảnh chống sét, cách bố trí nguồn và tiếp địa, nhiệm vụ của SPD thượng nguồn	Giai đoạn này có thể chịu được ứng suất được chỉ định cho ranh giới đầu vào không?
B	Phân phối phụ, trung tâm điều khiển động cơ hoặc nguồn cấp bảng điều khiển	Tuyến cáp từ A, các xung được tạo ra tại chỗ hoặc ghép nối, định mức SPD hạ nguồn	Giai đoạn B có được giảm tải bởi Giai đoạn A không, và Giai đoạn B có còn cần thiết cho mục tiêu điện áp không?
C	Đầu vào thiết bị hoặc vùng bảo vệ cuối cùng	Khả năng chịu xung của thiết bị, tuyến cáp từ B, các đường dẫn nguồn/dữ liệu khác, đặc tính SPD cuối cùng	Liệu thiết bị bảo vệ được lắp đặt có giữ cho ứng suất tại đầu nối thiết bị thực tế nằm trong mục tiêu thiết kế không?

Mô hình nút này ngăn ngừa hai sai lầm phổ biến. Thứ nhất, hai thiết bị được lắp đặt trong các tủ điện khác nhau không tự động trở thành các cấp bảo vệ khác nhau nếu chúng không kiểm soát các ranh giới điện khác nhau. Thứ hai, thiết bị không phải lúc nào cũng nằm tại cùng một nút điện áp quá độ với SPD gần nhất. Các dây dẫn kết nối, thanh cái, khoảng cách cáp, đường tín hiệu và đường đẳng thế có thể tạo ra điện áp bổ sung giữa chúng.

Để quyết định vị trí một cấp thuộc về đâu, hãy sử dụng hướng dẫn lắp đặt SPD. Nghiên cứu phối hợp bắt đầu sau khi các nút ứng viên được xác định.

Các đầu vào cần thiết trước khi kiểm tra phân cấp

Thu thập các thông tin sau trước khi so sánh sản phẩm:

• các tiêu chuẩn hệ thống và lắp đặt hiện hành;
• phạm vi ứng dụng AC, DC, quang điện hoặc đường tín hiệu;
• sơ đồ đơn tuyến và bố trí tiếp địa;
• hệ thống chống sét và ranh giới vùng chống sét, nếu có;
• điện áp danh định và điện áp làm việc liên tục tối đa trên mọi chế độ bảo vệ được đề xuất;
• mục tiêu chịu xung hoặc phối hợp cách điện của thiết bị tại mỗi nút được bảo vệ;
• Loại SPD hoặc cấp thử nghiệm và các đại lượng thử nghiệm được công bố cho từng giai đoạn;
• mức bảo vệ điện áp Hướng lên, điện áp giới hạn đo được, hoặc áp dụng VPR dữ liệu theo khuôn khổ liên quan;
• Iimp, TRONG, Imax, hoặc các công bố về dòng điện xả khác áp dụng cho giai đoạn đó;
• chiều dài cáp, cách đi dây dẫn, hình học vòng lặp, và khoảng cách giữa SPD và thiết bị;
• dòng điện ngắn mạch dự kiến tại mỗi điểm kết nối SPD;
• cầu chì dự phòng hoặc máy cắt điện bắt buộc và các quy định áp dụng SCCR, Isccr, hoặc tuyên bố ngắn mạch khác;
• bảng phối hợp của nhà sản xuất, các tổ hợp đã được kiểm nghiệm, hoặc hướng dẫn ứng dụng cho cặp thiết bị thượng nguồn/hạ nguồn chính xác.

Các đầu vào này không thể thay thế cho nhau. Một thiết bị lớn Imax không chứng minh được điện áp bảo vệ lắp đặt thấp. Một bảng dữ liệu thấp Hướng lên không chứng minh được rằng SPD giai đoạn cuối có thể chịu được năng lượng mà nó nhận được. Một đoạn cáp ngắn không chứng minh được sự phối hợp năng lượng. Mỗi hạng mục sẽ đóng một cổng khác nhau.

Cổng 1: Xác minh sự phối hợp điện áp tại mỗi nút

Mục đích của việc đấu nối tầng không phải là để tạo ra các con số ngày càng nhỏ hơn trên ba bảng dữ liệu. Mục đích là để giữ cho điện áp xuất hiện tại thiết bị được bảo vệ nằm trong mục tiêu phối hợp cách điện đã xác định.

Một kiểm tra khái niệm hữu ích là:

điện áp bảo vệ được lắp đặt tại thiết bị < mục tiêu chịu xung của thiết bị

Phía bên trái không phải lúc nào cũng bằng với giá trị được in trên SPD Hướng lên. Nó có thể bao gồm:

• điện áp dư hoặc điện áp giới hạn của SPD cho chế độ bảo vệ và xung liên quan;
• điện áp cảm ứng trong các dây dẫn mang dòng điện xung đến và đi từ SPD;
• sự chênh lệch điện áp giữa điểm kết nối SPD và các đầu nối thiết bị;
• sự ghép nối từ các dây dẫn lân cận hoặc các dịch vụ khác;
• hiệu ứng dao động hoặc lan truyền sóng trên các đường dây dài hơn;
• ứng suất xâm nhập thông qua đường tín hiệu, dữ liệu, ăng-ten, điều khiển hoặc đường liên kết không được phối hợp.

Mối quan hệ này phụ thuộc vào việc lắp đặt. Không được thêm các tỷ lệ phần trăm tùy ý hoặc sử dụng một hệ số “vôn trên mét” chung cho mọi trường hợp. Hãy sử dụng phương pháp lắp đặt, hướng dẫn của nhà sản xuất và mô hình kỹ thuật áp dụng cho dự án.

Tương tự, không được cộng các Hướng lên giá trị của các SPD ở phía nguồn và phía tải. Chúng không phải là các sụt áp nối tiếp. Mỗi giá trị mô tả một thiết bị hoặc chế độ bảo vệ trong các điều kiện thử nghiệm đã nêu. Việc đấu nối tầng phải được đánh giá tại nút nơi thiết bị được kết nối.

Để biết sự khác biệt giữa định mức điện áp liên tục và mức bảo vệ, hãy xem hướng dẫn về Uc và Up của SPD. Việc lựa chọn cuối cùng nên sử dụng các giá trị cụ thể theo chế độ chính xác từ bảng dữ liệu SPD.

Bằng chứng về cổng điện áp

Chỉ đánh dấu Cổng 1 là đạt khi hồ sơ thiết kế xác định được:

• mục tiêu chịu đựng của thiết bị;
• các chế độ xung điện liên quan tại các đầu nối thiết bị;
• tuyên bố về mức bảo vệ SPD áp dụng;
• các hiệu ứng kết nối và phân tách đã lắp đặt;
• biên độ hoặc phương pháp phối hợp cần thiết từ tiêu chuẩn hoặc quy tắc thiết kế áp dụng.

Nếu khả năng chịu đựng của thiết bị chưa được biết, một mức thấp hơn Hướng lên có ích về mặt định hướng nhưng không thể hoàn tất việc xác minh.

Cổng 2: Xác minh sự phối hợp năng lượng giữa các cấp

SPD hạ nguồn thường được thiết kế để chịu ứng suất ít nghiêm trọng hơn so với cấp đầu vào. Nó không được phản ứng theo cách khiến nó phải chịu một phần dòng xung sét mang tính phá hủy trước khi cấp thượng nguồn thực hiện nhiệm vụ dự kiến của mình.

Sự phối hợp năng lượng phụ thuộc vào đặc tính điện áp-dòng điện-thời gian hoàn chỉnh của các thiết bị và mạng lưới giữa chúng. Các yếu tố liên quan bao gồm:

• đặc tính đóng cắt điện áp hoặc giới hạn điện áp;
• điện áp dư động dưới tác động của xung áp dụng;
• đặc tính phản ứng và chuyển mạch;
• dạng sóng dòng điện và điện tích;
• khả năng chịu đựng năng lượng của cấp hạ nguồn;
• trở kháng dây dẫn giữa các cấp;
• đặc tính nguồn và phân chia dòng điện;
• phối hợp nội bộ trong các thiết bị kết hợp.

Đây là lý do tại sao “Loại 1 ở thượng nguồn, Loại 2 ở hạ nguồn” không phải là bằng chứng đầy đủ. Các công nghệ được sử dụng trong thiết bị Loại 1 có thể hoạt động khác nhau, và các thiết bị hạ nguồn có nhãn tương tự có thể có các đặc tính khác nhau.

Hướng dẫn kỹ thuật về chống sét lan truyền của Phoenix Contact nêu rõ rằng SPD Loại 2 phải được phối hợp với SPD Loại 1 ở thượng nguồn và không có điều kiện phối hợp chung nào áp dụng cho tất cả các công nghệ Loại 1. DEHN định nghĩa phối hợp năng lượng là sự tương tác chọn lọc giữa các phần tử bảo vệ mắc nối tiếp và cảnh báo rằng một SPD hạ nguồn có thể bị phá hủy nếu cấp thượng nguồn giải phóng nó quá muộn hoặc không đủ.

Các hình thức bằng chứng mạnh mẽ nhất

Sử dụng hệ thống phân cấp sau đây:

1. bảng phối hợp của nhà sản xuất nêu tên chính xác các kiểu máy ở thượng nguồn và hạ nguồn;
2. một báo cáo hệ thống hoặc ứng dụng đã được kiểm nghiệm bao gồm tổ hợp đề xuất và các điều kiện lắp đặt liên quan;
3. một tổ hợp Type 1+2 hoặc Type 2+3 kết hợp đã được nhà sản xuất phê duyệt với sự phối hợp nội bộ được công bố;
4. một nghiên cứu kỹ thuật hoặc thử nghiệm cấp hệ thống sử dụng các mô hình thiết bị và điều kiện xung phù hợp.

“Chỉ riêng ”cùng thương hiệu" không phải là bằng chứng. Bảng phối hợp có thể chỉ bao gồm các dòng sản phẩm, định mức, chế độ bảo vệ, cách bố trí dây dẫn hoặc khoảng cách tối thiểu cụ thể. Ngược lại, một tổ hợp kết hợp nhiều thương hiệu không mặc nhiên là không thể thực hiện được, nhưng nó đòi hỏi bằng chứng không thể suy ra bằng cách so sánh nhãn Type và giá trị kA trong catalogue.

Quy tắc dừng cổng năng lượng

Nếu cặp thiết bị chính xác không nằm trong dữ liệu phối hợp đã được kiểm nghiệm và không có xác minh kỹ thuật đủ năng lực nào, hãy ghi lại Cổng 2 là thiếu bằng chứng. Không ước tính sự phân chia năng lượng từ Imax các tỷ lệ hoặc giả định rằng thiết bị có chỉ số kA lớn hơn sẽ luôn dẫn điện trước.

Cổng 3: Hiểu hai vai trò của khoảng cách

Khoảng cách xuất hiện trong hướng dẫn bảo vệ chống sét lan truyền vì hai lý do khác nhau. Việc trộn lẫn chúng tạo ra các quy tắc mâu thuẫn.

Vai trò A: trở kháng giữa các tầng có thể cung cấp khả năng tách biệt

Các dây dẫn giữa một SPD thượng nguồn và hạ nguồn có trở kháng trong quá trình xung nhanh. Trong một số cách bố trí phối hợp, trở kháng đó giúp tạo ra sự chênh lệch điện áp cần thiết để các tầng thượng nguồn và hạ nguồn chuyển mạch hoặc phản hồi một cách chọn lọc.

Do đó, các hướng dẫn cũ hoặc hướng dẫn dành riêng cho sản phẩm có thể quy định chiều dài dây dẫn tối thiểu giữa các thiết bị cụ thể. Thay vào đó, nhà sản xuất có thể chỉ định một phần tử tách biệt khi đường dây dẫn khả dụng quá ngắn.

Yêu cầu này thuộc về cặp SPD chính xác. Ví dụ, ABB đã công bố các bảng phối hợp dòng sản phẩm với các khoảng cách tối thiểu khác nhau cho các tổ hợp Loại 1/Loại 2 và Loại 2/Loại 2 khác nhau. Những khoảng cách đó là bằng chứng cho các tổ hợp ABB được liệt kê—chứ không phải là quy tắc khoảng cách phổ quát cho tất cả các SPD.

Các sản phẩm phối hợp hiện đại có thể được lắp đặt liền kề nhau khi đặc tính bên trong và tổ hợp đã thử nghiệm của chúng không yêu cầu đoạn dây tách rời. “Không yêu cầu khoảng cách tối thiểu” cũng là tuyên bố cho từng cặp kiểu máy, không phải là đặc tính chung của tất cả các cách bố trí Loại 1+Loại 2.

Vai trò B: một đoạn dây dẫn dài ở phía hạ nguồn có thể tạo ra nhu cầu bảo vệ mới

Một đoạn cáp dài giữa SPD phân phối và thiết bị có thể khiến nút từ xa tiếp xúc với điện áp cảm ứng, dao động, ghép nối hoặc một đường xâm nhập xung điện khác. Do đó, các quy tắc lắp đặt và hướng dẫn ứng dụng của nhà sản xuất có thể yêu cầu một SPD khác gần thiết bị hoặc tại ranh giới vùng mới khi khoảng cách vượt quá điều kiện quy định.

Giá trị 10 m thường được trích dẫn xuất hiện trong các ngữ cảnh ứng dụng và tiêu chuẩn cụ thể, nhưng nó không được chuyển đổi thành bất kỳ quy tắc sai lệch nào sau đây:

• “Hai SPD được phối hợp bất cứ khi nào chúng cách nhau 10 m.”
• “Bất kỳ thiết bị nào cách xa hơn 10 m đều luôn yêu cầu thêm SPD bổ sung tương tự.”

Một quy tắc liên quan đến sự tương tác giữa các cấp bảo vệ; vấn đề còn lại liên quan đến mức điện áp tiếp xúc tại một nút được bảo vệ từ xa. Áp dụng chính xác tiêu chuẩn, quy định quốc gia, sơ đồ hệ thống và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Bảng tính khoảng cách-cổng

Đối với mỗi cặp nút, hãy ghi lại:

Kiểm Tra	Bằng chứng yêu cầu	Điều kiện đạt
Khoảng cách giữa các cấp	Chiều dài và hình học thực tế của dây dẫn đã đi dây	Phù hợp với các hướng dẫn phối hợp của cặp thiết bị chính xác hoặc thiết kế tách rời đã được phê duyệt
Mức độ phơi nhiễm của nút từ xa	Tuyến cáp, môi trường ghép nối, ranh giới vùng và vị trí thiết bị	Bảo vệ bổ sung được cung cấp khi phương pháp thiết kế áp dụng yêu cầu điều đó
Đường dẫn kết nối SPD	Vòng lặp dòng điện xung hoàn chỉnh đến từng SPD	Việc đi dây nhất quán với các hướng dẫn về bố trí và chiều dài tối đa của nhà sản xuất
Các dịch vụ khác	Các đường dẫn nguồn, dữ liệu, điều khiển, ăng-ten và liên kết đẳng thế	Mọi đường dẫn dẫn điện đi vào đều được phối hợp tại cùng một ranh giới bảo vệ

Thiết bị chuyên dụng Hướng dẫn đi dây SPD bao gồm việc triển khai đường dẫn kết nối. Trang này chỉ sử dụng các đường dẫn đó làm đầu vào phối hợp.

Cổng 4: Giữ sự phối hợp năng lượng xung tách biệt với phối hợp sự cố

Một SPD có thể dẫn dòng điện xung trong vài micro giây và vẫn có thể trở thành sự cố tần số công nghiệp nếu một linh kiện bên trong hoặc thiết bị ngắt kết nối bị hỏng. Do đó, hệ thống phải phối hợp SPD với điều kiện ngắn mạch dự kiến và thiết bị bảo vệ dự phòng cần thiết của nó.

Kiểm tra này có liên quan đến—nhưng không giống với—sự phối hợp năng lượng giữa SPD với SPD.

Vấn đề phối hợp	Nhiễu được xem xét	Bằng chứng
Phối hợp năng lượng giữa các SPD	Xung sét hoặc xung đóng cắt	Bảng phân cấp chính xác, cặp thiết bị đã thử nghiệm, báo cáo ứng dụng hoặc nghiên cứu hệ thống
Phối hợp mức bảo vệ SPD	Điện áp quá độ tại nút được bảo vệ	Hướng lên hoặc dữ liệu điện áp giới hạn, khả năng chịu đựng của thiết bị, các ảnh hưởng khi lắp đặt
Phối hợp bảo vệ dự phòng cho SPD	Điều kiện ngắn mạch tần số công nghiệp hoặc dòng điện tiếp theo sau khi SPD vận hành/hỏng hóc	Bảng cầu chì/máy cắt điện dự phòng của nhà sản xuất, SCCR, Isccr, Ifi, nghiên cứu dòng sự cố nếu có áp dụng
Tính chọn lọc của thiết bị bảo vệ phía nguồn	Tính liên tục của dịch vụ trong quá trình xảy ra sự cố	Nghiên cứu phối hợp thiết bị bảo vệ theo khuôn khổ áp dụng

Không được sử dụng bảng phối hợp năng lượng SPD làm căn cứ để chọn bất kỳ máy cắt điện dự phòng nào. Không được sử dụng bảng phân cấp hoặc tính chọn lọc của máy cắt điện làm bằng chứng cho thấy hai SPD chia sẻ năng lượng xung một cách chính xác.

Cổng 4 chỉ cho phép đi qua khi mỗi SPD được lắp đặt có bố trí ngắt mạch và ngắn mạch được chấp nhận tại điểm kết nối của chính nó. Nếu yêu cầu cầu chì dự phòng hoặc máy cắt điện bên ngoài, hãy sử dụng thiết bị và phạm vi định mức chính xác theo nhà sản xuất thay vì quy tắc kích thước dòng điện chung.

Bảng phối hợp bốn cổng

Hoàn thành một hàng cho mỗi giai đoạn SPD và thiết bị mà nó bảo vệ.

Lĩnh vực	Giai đoạn A: đầu vào	Giai đoạn B: phân phối	Giai đoạn C: thiết bị
Nhà sản xuất và model SPD chính xác
Tiêu chuẩn sản phẩm và Loại/cấp thử nghiệm
Chế độ bảo vệ
Uc/Ranh giới MCOV và TOV
Hướng lên/Công bố điện áp giới hạn theo chế độ
Có thể áp dụng Iimp, TRONG, Imax, hoặc Uoc
Thiết bị được bảo vệ và mục tiêu chịu đựng
Đường dẫn kết nối đã lắp đặt
Khoảng cách đến cấp phía trên/phía dưới
Bằng chứng phối hợp cụ thể theo cặp
Điều kiện ngắn mạch dự kiến
Bảo vệ dự phòng bắt buộc
Kết quả cổng và bằng chứng chưa được giải quyết

Sau đó đưa ra một kết quả cho toàn bộ chuỗi:

• Đạt: tất cả bốn cổng đều được hỗ trợ cho mọi giai đoạn và chế độ bảo vệ.
• Có điều kiện: kiến trúc này hợp lý, nhưng bằng chứng được nêu tên hoặc tính toán kỹ thuật vẫn còn thiếu.
• Không đạt: một giai đoạn có thể vượt quá mục tiêu điện áp, gây quá tải cho SPD phía hạ nguồn, vi phạm các hướng dẫn về khoảng cách/tách biệt, hoặc thiếu khả năng bảo vệ sự cố chấp nhận được.

Trường phối hợp nhà sản xuất bị bỏ trống không phải là một chi tiết hành chính. Đó là một đầu vào kỹ thuật chưa được giải quyết.

Ví dụ khái niệm đã thực hiện: Từ tủ điện chính đến tủ PLC

Xem xét một hệ thống điện công nghiệp với:

• một SPD đầu vào tại tủ phân phối chính;
• một SPD thứ hai tại tủ phân phối hạ nguồn;
• một SPD cuối cùng tại tủ điều khiển logic lập trình được (PLC);
• cáp nguồn và cáp dữ liệu đi vào tủ.

Việc đánh giá đúng không bắt đầu bằng cách gán các giá trị kA tùy ý cho ba giai đoạn.

1. Xác định Nút C trước. Ghi lại khả năng chịu xung điện áp đầu vào của PLC và khả năng chịu đựng của các cổng truyền thông được kết nối. Xác định mọi đường dẫn dẫn điện.
2. Kiểm tra SPD cuối cùng. Xác nhận các chế độ bảo vệ, định mức điện áp, dữ liệu điện áp giới hạn, khả năng xả và điện áp tăng thêm do đường dẫn kết nối của nó.
3. Xem xét đường truyền từ B đến C. Quyết định xem chiều dài và cách đi dây có tạo ra ranh giới bảo vệ mới hoặc rủi ro điện áp cảm ứng hay không. Xác nhận xem SPD cuối cùng có bắt buộc theo phương pháp thiết kế áp dụng hay không.
4. Xác minh sự phối hợp năng lượng giữa Giai đoạn B và Giai đoạn C. Lấy bảng hoặc hồ sơ kiểm tra bao gồm cặp thiết bị chính xác và khoảng cách lắp đặt. Nếu các thiết bị đến từ các nhà sản xuất khác nhau, hãy yêu cầu bằng chứng tương thích rõ ràng hoặc thực hiện nghiên cứu phù hợp.
5. Lặp lại cho Giai đoạn A đến Giai đoạn B. Giai đoạn đầu vào có thể sử dụng công nghệ bảo vệ khác, vì vậy sự tương tác của nó với SPD phân phối đòi hỏi bằng chứng riêng biệt.
6. Đóng Cổng 4 tại mỗi bảng điện. Dòng điện ngắn mạch dự kiến và yêu cầu bảo vệ dự phòng có thể khác nhau tại A, B và C.
7. Phối hợp các đường truyền dữ liệu. Chỉ riêng việc bảo vệ đường dây điện không thể kiểm soát điện áp xuất hiện giữa cổng nguồn PLC và cổng truyền thông không được bảo vệ.

Ví dụ này chỉ hoàn thiện khi khả năng chịu đựng của thiết bị, đường dẫn điện áp đã lắp đặt, tính tương thích của cặp dây và bằng chứng bảo vệ sự cố được ghi lại. Chỉ riêng nhãn Loại thiết bị vẫn để ngỏ cả bốn câu hỏi này.

SPD kết hợp và các hệ thống phân tầng hỗn hợp thương hiệu

Thiết bị loại 1+2 có loại bỏ nhu cầu sử dụng SPD loại 2 ở phía hạ nguồn không?

Không phải tự động. Một thiết bị kết hợp chứng minh rằng tổ hợp này đáp ứng các nhiệm vụ thử nghiệm Loại 1 và Loại 2 đã công bố. Việc có cần thêm một cấp bảo vệ nữa hay không phụ thuộc vào mục tiêu điện áp tại nút được bảo vệ, đường đi của cáp, vị trí thiết bị, các đường dẫn xung điện khác và hướng dẫn ứng dụng của thiết bị kết hợp.

SPD loại 1 và loại 2 có thể được lắp đặt cạnh nhau không?

Có, khi sự kết hợp chính xác được thiết kế và lập tài liệu cho việc lắp đặt liền kề. Nếu các hướng dẫn phối hợp quy định việc tách biệt dây dẫn hoặc một phần tử tách rời, thì việc đặt cạnh nhau mà không có quy định đó sẽ không được xác minh.

Có thể mắc nối tiếp các SPD từ các nhà sản xuất khác nhau không?

Chỉ khi có bằng chứng tương thích đầy đủ. Việc khớp Uc, Hướng lên, Loại, và các giá trị kA không thể hiện được sự tương tác động của các thiết bị. Hãy yêu cầu một tổ hợp đã được kiểm nghiệm, dữ liệu ứng dụng được chấp thuận lẫn nhau, hoặc một nghiên cứu kỹ thuật.

Danh mục kiểm tra RFQ cho bộ SPD phối hợp

Khi yêu cầu một giải pháp phối hợp, hãy cung cấp:

• sơ đồ đơn tuyến hoàn chỉnh và bố trí tiếp địa;
• điện áp hệ thống và dung sai vận hành;
• thông tin về chống sét và ranh giới vùng;
• chiều dài cáp và đường đi giữa các cấp bảo vệ;
• các mục tiêu chịu xung của thiết bị;
• các chế độ bảo vệ yêu cầu tại mỗi nút;
• dòng điện ngắn mạch dự kiến tại mỗi điểm kết nối;
• các mã hiệu model thượng nguồn và hạ nguồn được đề xuất;
• phương pháp cách ly và bảo vệ dự phòng bắt buộc;
• tất cả các giao diện nguồn, tín hiệu, dữ liệu và điều khiển đi qua mỗi ranh giới.

Yêu cầu phản hồi:

• bảng dữ liệu sản phẩm và hướng dẫn lắp đặt chính xác;
• bảng phối hợp năng lượng hoặc bằng chứng thử nghiệm cụ thể cho từng cặp;
• các yêu cầu về tách biệt hoặc khử ghép nối được cho phép;
• dữ liệu bảo vệ điện áp theo chế độ cụ thể;
• các tuyên bố về ngắn mạch và bảo vệ dự phòng;
• phạm vi thiết bị kết hợp trong đó Type 1+2 hoặc Type 2+3 được đề xuất;
• xác nhận bằng văn bản cho các tổ hợp hỗn hợp dòng sản phẩm hoặc hỗn hợp thương hiệu.

Sau khi các yêu cầu hệ thống được xác định, hãy so sánh Dòng sản phẩm SPD của VIOX và gửi bảng tính nút cho [email protected] để có tài liệu cấp độ model. Sự tương đồng giữa các dòng sản phẩm không thể thay thế cho bằng chứng phối hợp chính xác.

Quy tắc phối hợp cuối cùng

Một hệ thống SPD phân tầng có thể bảo vệ được không phải là “kA lớn ở tủ điện chính, kA nhỏ hơn ở phía hạ nguồn.” Đó là một hệ thống đã được lập tài liệu trong đó:

• mỗi giai đoạn có một ranh giới bảo vệ được xác định;
• điện áp lắp đặt vẫn tương thích với mục tiêu chịu đựng của thiết bị;
• các thiết bị phía thượng nguồn và hạ nguồn được phối hợp năng lượng cho các xung liên quan;
• khoảng cách, đường đi của dây dẫn và các lối vào dịch vụ khác đều được tính đến;
• mọi SPD đều có khả năng bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ dự phòng chấp nhận được;
• bằng chứng tương thích áp dụng cho chính xác các thiết bị và cách bố trí đó.

Nếu một trong những tuyên bố đó không thể được chứng minh, hãy coi việc đấu nối tầng là có điều kiện—không phải là phối hợp.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

• IEC 61643-12:2020 — Nguyên tắc lựa chọn và ứng dụng cho SPD AC hạ thế
• IEC 62305-4:2024 — Các hệ thống điện và điện tử trong công trình
• IEC 61643-01:2024 — Các yêu cầu chung và phương pháp thử nghiệm cho SPD hạ thế
• IEC 61643-11:2025 — SPD kết nối với hệ thống điện hạ thế AC
• Phoenix Contact — Những kiến thức cơ bản về chống sét và chống xung đột biến
• DEHN — Thuật ngữ phối hợp năng lượng và hướng dẫn ứng dụng
• ABB — Nguyên lý phối hợp cho các thiết bị chống xung đột biến
• Schneider Electric — Phối hợp các thiết bị chống xung đột biến

Bài viết này cung cấp một khung lựa chọn hệ thống và bằng chứng, không thay thế cho nghiên cứu bảo vệ dự án, hướng dẫn sản phẩm hoặc các quy tắc lắp đặt hiện hành. Việc lắp đặt và công việc trên thiết bị đang mang điện phải được thực hiện theo quy trình an toàn điện đã được phê duyệt tại công trường bởi nhân viên có chuyên môn.