Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) AC thường được đấu nối song song với mạch điện mà nó bảo vệ. Đấu nối đúng cách không chỉ đơn thuần là đưa mỗi dây dẫn vào một đầu nối tương ứng: người lắp đặt phải xác nhận hệ thống cấp nguồn và hệ thống tiếp địa, sử dụng sơ đồ đấu nối chính xác của nhà sản xuất, cung cấp khả năng bảo vệ ngắn mạch theo yêu cầu, giảm thiểu tối đa đường đi của dòng xung sét và kiểm tra cụm thiết bị đã hoàn thiện trước khi cấp điện.
Không có sơ đồ đấu nối SPD vạn năng an toàn. Một tủ điện TN-S một pha, tủ điện TT bốn dây ba pha và phần TN-C với dây dẫn PEN không sử dụng cùng các chế độ bảo vệ. Quy trình làm việc dưới đây dành cho nhân viên có chuyên môn, làm việc theo các quy tắc lắp đặt hiện hành và hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị và tủ bảng điện.
Giới hạn an toàn: Cách ly hệ thống điện, bảo đảm an toàn chống cấp điện trở lại và xác minh tình trạng mất điện bằng quy trình tại chỗ được phê duyệt trước khi mở hoặc sửa đổi tủ điện. Hướng dẫn này không cho phép thực hiện công việc khi đang có điện. Tiết diện dây dẫn, giá trị lực siết và định mức của thiết bị bảo vệ phải tuân theo tài liệu dự án và hướng dẫn cụ thể của sản phẩm.
Tổng quan về đấu nối SPD
Trước khi cắt bất kỳ dây dẫn nào, hãy ghi lại sáu thông tin đầu vào sau:
| Thông tin đầu vào bắt buộc | Cần xác minh điều gì | Tại sao nó làm thay đổi cách đấu nối |
|---|---|---|
| Điện áp hệ thống | Điện áp dây-dây và dây-trung tính, tần số và điều kiện vận hành bình thường tối đa | Xác định xem định mức điện áp của SPD có phù hợp trong từng chế độ đấu nối hay không |
| Các dây dẫn hiện hữu | L, L1/L2/L3, N, PE hoặc PEN | Xác định số lượng đầu nối và các đường dẫn bảo vệ khả dụng |
| Hệ thống nối đất | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT hoặc hệ thống khác được xác định tại chính điểm này | Thay đổi các kết nối pha, trung tính và đất cho phép |
| Sơ đồ SPD | Nhãn đầu nối, cách bố trí và hướng 3+0/4+0/3+1 | Nhãn sản phẩm không hoàn toàn đồng nhất giữa các nhà sản xuất |
| Mức sự cố và bảo vệ phía nguồn | Dòng điện ngắn mạch dự kiến, cầu chì/máy cắt điện phía thượng nguồn và bảng dữ liệu bảo vệ dự phòng của nhà sản xuất | Xác định xem có cần thiết bị bảo vệ dự phòng riêng biệt hay không và cụm thiết bị có được định mức chịu lỗi hay không |
| Bố trí lắp đặt | Kết nối thanh cái, thiết bị dự phòng, vị trí SPD và điểm PE/tiếp đất | Xác định chiều dài kết nối hiệu dụng và cấp bảo vệ đã lắp đặt |
Nếu bất kỳ yếu tố nào trong số này chưa rõ, hãy dừng lại ở giai đoạn thiết kế. Việc chọn cấu hình trước từ hình ảnh sản phẩm không thể thay thế cho việc xác định hệ thống.
1. Xác nhận SPD và Điểm lắp đặt
Trước tiên, hãy xác minh thiết bị là loại SPD nguồn AC phù hợp với vị trí lắp đặt. Loại (Type) của thiết bị phải khớp với kế hoạch phối hợp và mức độ tiếp xúc với xung điện: Type 1, Type 2, Type 3 hoặc ký hiệu kết hợp Type 1+2 mô tả nhiệm vụ kiểm thử, không phải số cực. Sử dụng loại riêng biệt Hướng dẫn về Loại 1, Loại 2 và Loại 3 để đưa ra quyết định đó.
Sau đó, so sánh ký hiệu mạch điện của nhà sản xuất với các dây dẫn tại điểm dự định lắp đặt. Các ký hiệu như 1+1, 3+1, 1+NPE và 3+NPE thường mô tả các đường dẫn bảo vệ bên trong thay vì chỉ các cực vật lý. Sơ đồ chính xác là cơ sở để đối chiếu; Hướng dẫn cấu trúc liên kết SPD giải thích các thuật ngữ này.
2. Hiểu về Nhánh song song
Một SPD lắp bảng điện thường được kết nối như một nhánh song song từ dây dẫn có điện hoặc thanh cái đến các dây dẫn liên quan khác. Trong quá trình vận hành bình thường, nó không được mang dòng tải. Trong thời điểm quá áp đột biến, một hoặc nhiều chế độ bảo vệ sẽ dẫn dòng điện xung và giới hạn chênh lệch điện áp giữa các dây dẫn.
Điều này dẫn đến hai hệ quả thực tế:
- Cường độ dòng điện tải của tủ điện không quyết định trực tiếp đến định mức dòng xung của SPD.
- Kết nối nhánh, thiết bị bảo vệ dự phòng và mọi dây dẫn trên đường truyền xung sét hoạt động đều ảnh hưởng đến hiệu suất thực tế.
Không dẫn dòng tải thông thường qua SPD trừ khi sản phẩm đó được thiết kế chuyên biệt như một thiết bị kết nối nối tiếp.
3. Đấu nối đúng Pha, Trung tính và PE
Dây dẫn pha
Chỉ kết nối từng pha được bảo vệ vào đầu nối đã được xác định cho pha hoặc dây dẫn mang điện đó. Trong cụm lắp ráp ba pha, hãy xác nhận xem tất cả ba mô-đun pha và bất kỳ mô-đun trung tính-đất nào có tạo thành một cụm đã được phê duyệt hay không. Không để trống chế độ bắt buộc hoặc cầu các đầu nối để mô phỏng một cấu hình khác.
Trung tính
Trung tính là dây dẫn mang dòng điện và không thể thay thế cho PE. Trường hợp cấu hình đã chọn bao gồm bảo vệ L-N và N-PE, hãy kết nối N vào đầu nối trung tính được chỉ định và đấu nối theo sơ đồ sản phẩm. Hệ thống ba dây không có trung tính yêu cầu cấu hình được thiết kế cho hệ thống đó; việc thêm kết nối “trung tính” cục bộ không phải là giải pháp.
PE hoặc PEN
Kết nối đầu nối bảo vệ/liên kết của SPD với PE, PEN hoặc kết nối đẳng thế được chỉ định tại điểm lắp đặt đó. Các đoạn TN-C yêu cầu sự cẩn trọng đặc biệt vì việc phân tách PEN và xử lý N/PE phía sau là vấn đề thiết kế hệ thống. Không bao giờ tạo lại liên kết N-PE chỉ để làm cho sơ đồ SPD trông có vẻ khớp.
Mỗi dây dẫn trong vòng lặp dòng xung sét đều góp phần gây ra điện áp cảm ứng, vì vậy mục tiêu thiết kế là một đường dẫn tổng thể nhỏ gọn—không chỉ đơn thuần là một dây tiếp địa màu xanh/vàng ngắn.
4. Đọc các bố trí một pha và ba pha phổ biến
Các mô tả này là những kiểm tra khái niệm, không phải là hướng dẫn chi tiết cho từng đầu nối.
| Bối cảnh hệ thống | Bố trí khái niệm phổ biến | Xác minh bắt buộc |
|---|---|---|
| Một pha với L, N và PE | Bảo vệ giữa L-N cộng với đường dẫn N-PE, hoặc các chế độ bảo vệ được xác định bởi tổ hợp đã chọn | Sơ đồ 1+1/1+NPE chính xác, Uc theo chế độ và sự phù hợp với hệ thống tiếp địa |
| Ba pha, bốn dây với L1/L2/L3/N/PE | Các đường dẫn pha-trung tính cộng với N-PE trong cấu hình 3+1, hoặc cấu trúc liên kết bốn dây dẫn đã được phê duyệt khác | Cho dù 3+1, 4+0 hay sơ đồ khác được chỉ định cho hệ thống tiếp địa |
| Ba pha, ba dây | Các chế độ pha-pha và/hoặc pha-PE như được xác định bởi thiết kế | Cấu hình tam giác/sao, sự vắng mặt của dây trung tính và điện áp thực tế trên mỗi chế độ |
| Phần TN-C | Sơ đồ được thiết kế cho các dây dẫn L và PEN | Vị trí phân tách PEN và tính tương thích giữa sản phẩm/hệ thống |
Để quyết định cấu trúc liên kết đầy đủ, hãy sử dụng hướng dẫn 1P, 1+NPE, 3P và 3+NPE. Đừng chỉ suy diễn các chế độ bảo vệ từ số lượng mô-đun.
5. Xác định xem có cần thiết phải có cầu chì hoặc máy cắt điện dự phòng hay không
Các SPD thường chứa các chức năng ngắt nhiệt giúp loại bỏ linh kiện bảo vệ bị hỏng ra khỏi hệ thống. Chức năng đó không tự động chứng minh rằng nhánh SPD có thể ngắt an toàn dòng điện ngắn mạch khả dụng.
Sử dụng trình tự sau:
- Ghi lại dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm kết nối SPD.
- Xác định thiết bị bảo vệ ở phía nguồn, định mức và đặc tính của thiết bị đó.
- Đọc bảng phối hợp cầu chì/máy cắt điện dự phòng và bảo vệ phía nguồn tối đa của nhà sản xuất SPD.
- Xác nhận SCCR của SPD hoặc tuyên bố về khả năng chịu đựng/dòng điện ngắn mạch áp dụng như Isccr.
- Nếu vượt quá mức bảo vệ cho phép ở phía nguồn, hãy lắp đặt thiết bị bảo vệ ngắn mạch bên ngoài theo chỉ định của nhà sản xuất.
- Xác nhận toàn bộ nhánh và cụm bảng điện vẫn được phối hợp và tuân thủ các quy định.
Thiết bị bảo vệ dự phòng không được lựa chọn từ bảng tra cứu chung trực tuyến. Đặc tính của cầu chì và máy cắt điện là khác nhau, và một thiết bị đóng cắt nhỏ hơn một cách tùy tiện có thể gây tác động nhầm trong quá trình làm việc với xung điện, trong khi thiết bị có kích thước quá lớn có thể không bảo vệ được nhánh bị lỗi. Xem Tôi có thể kết nối bộ chống sét lan truyền với cầu dao điện hiện có không? để biết về vấn đề phối hợp hẹp hơn.
6. Giữ cho đường dẫn xung điện hoàn chỉnh được ngắn gọn
Mức bảo vệ điện áp đã kiểm nghiệm Hướng lên được đo tại SPD trong các điều kiện quy định. Trong một tủ điện, dòng xung nhanh chạy qua điện cảm kết nối làm tăng điện áp động so với điện áp mà thiết bị được bảo vệ phải chịu. Do đó, các dây dẫn dài hơn, các vòng lặp lớn và các chỗ uốn cong không cần thiết sẽ làm tăng mức bảo vệ lắp đặt.
IEC 60364-5-53 hướng dẫn lắp đặt thường được áp dụng bằng cách nhắm tới việc giữ cho tổng đường dẫn kết nối có liên quan của cụm SPD không quá 0.5 m. Hãy hiểu điều đó một cách chính xác:
điểm kết nối → thiết bị bảo vệ dự phòng bên ngoài (nếu có) → SPD → điểm kết nối PE/PEN/N phù hợp
Đây không phải là mức cho phép 0,5 m cho mỗi dây dẫn, và đường đi liên quan phải được đánh giá cho từng chế độ bảo vệ. Hãy tuân theo lộ trình dây dẫn thực tế, không phải khoảng cách đường thẳng giữa các vỏ thiết bị.
Các quy tắc bố trí giúp cải thiện hiệu suất
- Đặt SPD và bất kỳ thiết bị dự phòng chuyên dụng nào gần thanh cái và điểm liên kết đẳng thế.
- Sử dụng các dây dẫn trực tiếp, ngắn nhất có thể theo thiết kế của sản phẩm và bảng điều khiển.
- Tránh tạo các vòng cuộn, vòng lặp dư thừa và các khúc uốn cong gấp hoặc lặp đi lặp lại.
- Giữ các dây dẫn đầu ra được bảo vệ tách biệt khỏi các dây dẫn đầu vào chưa được bảo vệ nếu thiết kế bảng điều khiển yêu cầu.
- Chỉ sử dụng kết nối chữ V hoặc cách bố trí đầu nối kiểu tiếp điện (feed-through) khi nhà sản xuất và thiết kế lắp ráp cho phép.
- Đừng cho rằng việc tăng tiết diện dây dẫn sẽ triệt tiêu được hiệu ứng cảm ứng của một lộ trình dài không cần thiết.
Schneider Electric cũng lưu ý rằng chiều dài dây dẫn làm tăng điện áp dư và khuyến cáo nên đi dây ngắn nhất có thể trong hướng dẫn về chiều dài dây dẫn SPD.
7. Thực hiện lắp đặt theo trình tự được kiểm soát
Sau khi tủ điện đã được cách ly an toàn:
- Xác nhận model SPD, các mô-đun, phụ kiện và cách bố trí trạng thái/tiếp điểm từ xa so với các tài liệu đã được phê duyệt.
- Kiểm tra thanh DIN, không gian tủ điện, sự phân cách và các điều kiện môi trường.
- Đặt SPD và thiết bị dự phòng để tối thiểu hóa toàn bộ đường dẫn kết nối.
- Chuẩn bị các dây dẫn đúng loại và tiết diện được quy định; không để thừa dây dẫn không cần thiết.
- Kết nối dây pha, dây trung tính và PE/PEN chính xác như sơ đồ cụ thể của model.
- Siết chặt mọi đầu nối theo lực siết quy định của nhà sản xuất bằng phương pháp yêu cầu và ghi lại kết quả nếu kế hoạch chất lượng yêu cầu.
- Chỉ kết nối tín hiệu từ xa vào mạch phụ tách biệt và đầu nối phù hợp với định mức; đây không phải là dây dẫn dòng xung đột biến.
- Kiểm tra lại cực tính, ký hiệu đầu nối và hướng đi dây trước khi lắp nắp đậy.
8. Danh mục kiểm tra nghiệm thu và vận hành SPD
Trước khi cấp điện
- Sơ đồ đơn tuyến, nhận dạng hệ thống tiếp địa và danh mục SPD đã được phê duyệt đều thống nhất.
- Loại SPD, Uc/MCOV, các chế độ bảo vệ và cách bố trí cực phải phù hợp với ứng dụng.
- Dòng sự cố khả dụng không vượt quá công bố về ngắn mạch áp dụng.
- Thiết bị bảo vệ phía nguồn và thiết bị bảo vệ dự phòng chuyên dụng phải phù hợp với dữ liệu phối hợp của nhà sản xuất.
- Các dây dẫn pha, trung tính, PE/PEN và tiếp điểm từ xa nằm đúng các đầu nối.
- Dây dẫn có tiết diện, cách điện, nhận dạng và bán kính uốn cong đúng quy định.
- Đường dẫn kết nối liên quan đã được đo và ghi lại; bất kỳ sai lệch nào so với mục tiêu đường dẫn ngắn đều được xem xét lại.
- Lực siết đầu nối, vị trí lắp đặt mô-đun và khả năng cố định cơ học đã được xác minh.
- Việc kiểm tra tính liên tục của dây dẫn bảo vệ (PE)/liên kết đẳng thế được hoàn thành bằng quy trình kiểm tra trạng thái không mang điện được ủy quyền.
- Không được áp dụng kiểm tra điện trở cách điện hoặc kiểm tra điện môi qua SPD đang kết nối trừ khi nhà sản xuất cho phép phương pháp này một cách rõ ràng.
Sau khi cấp điện
- Cấp điện theo quy trình vận hành thử nghiệm đã được phê duyệt.
- Xác nhận các điều kiện pha/điện áp bình thường và chỉ báo trạng thái trực quan của SPD.
- Xác minh logic tiếp điểm báo động từ xa tại hệ thống giám sát nếu được lắp đặt.
- Kiểm tra các dấu hiệu bất thường, âm thanh, mùi hoặc nhiệt độ và cắt điện nếu nghi ngờ có sự cố.
- Ghi lại kiểu máy, thông tin nhận dạng lô/số sê-ri, ngày lắp đặt, thiết bị dự phòng, đường dẫn dây dẫn đo được và trạng thái ban đầu.
- Dán nhãn các mô-đun thay thế và trách nhiệm kiểm tra.
Việc kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng không thể chứng minh hiệu suất kẹp xung của SPD. Việc nghiệm thu tại hiện trường xác nhận việc lựa chọn, kết nối và trạng thái chính xác; hiệu suất chống xung của sản phẩm đến từ các thử nghiệm tiêu chuẩn đã công bố.
Bàn giao và Bảo trì
Cung cấp sơ đồ đơn tuyến cuối cùng, bảng dữ liệu sản phẩm, hướng dẫn lắp đặt, hồ sơ bảo vệ dự phòng và danh mục kiểm tra vận hành. Đảm bảo cửa sổ trạng thái có thể nhìn thấy để kiểm tra và giải thích ý nghĩa khi có chỉ báo màu đỏ hoặc chỉ báo lỗi. Tần suất kiểm tra cần tuân thủ kế hoạch bảo trì, mức độ phơi nhiễm tại công trường và hướng dẫn của nhà sản xuất, kèm theo các bước kiểm tra bổ sung sau khi xảy ra sự kiện sét đánh hoặc nhiễu loạn điện năng đã biết.
Nếu thiết bị đã lắp đặt liên tục ngắt, hiển thị chỉ báo lỗi hoặc làm cho thiết bị bảo vệ hoạt động, không được chỉ đơn thuần thay thế bằng máy cắt điện lớn hơn. Hãy cách ly mạch điện và điều tra điện áp hệ thống, mức phơi nhiễm TOV, hệ thống tiếp địa, mức sự cố, sự phối hợp và chất lượng lắp đặt bằng cách sử dụng Hướng dẫn về các sai lầm khi lắp đặt SPD.
Hồ sơ đấu nối cuối cùng
Trước khi đặt hàng hoặc phê duyệt việc lắp đặt SPD, hồ sơ dự án cần giải đáp được:
- Điện áp dây-dây và dây-trung tính là bao nhiêu?
- Hệ thống tiếp địa nào hiện có tại bảng điện này?
- Những chế độ bảo vệ và cấu hình liên kết nào là bắt buộc?
- Loại SPD và các thông số định mức nào đã được quy định?
- Dòng điện ngắn mạch dự kiến là bao nhiêu?
- Thiết bị dự phòng chuyên dụng hoặc thiết bị phía nguồn nào được nhà sản xuất phê duyệt?
- Đường dẫn kết nối liên quan dài nhất là bao nhiêu?
- PE/PEN được kết nối ở đâu?
- Trạng thái và tín hiệu báo từ xa sẽ được xác minh như thế nào?
Để được hỗ trợ cấp kiểu máy, hãy gửi bản ghi này và sơ đồ đơn tuyến cùng với yêu cầu của bạn đến nhóm sản phẩm SPD VIOX.