Analizo de la Tera-Faŭlto-Protektado en Malalt-Voltaj Distribuaj Sistemoj por Dateno-Centroj
Malvoltaj distribuaj linioj estas larĝe uzataj en diversaj industrioj, kaj la distribuaj ĉirkaŭaĵoj estas kompleksaj kaj diversaj. Ĉi tiuj linioj ne nur estas alireblaj de profesiaj personoj, sed ankaŭ ofte de neespecialistoj, kio signife pligrandigas la riskon de defektoj. Malĝusta dizajno aŭ instalado povas facile konduki al elektra ŝoko (partikulare indirekta kontakto), damaĝo al la kablaro, aŭ eĉ elektra incendio.
La terkondukada sistemo estas grava komponanto de malvoltageca distribua reto — teknike kompleksa kaj sekurec-kritika inĝenieriga elemento. La tipo de terkondukada sistemo estas proksime ligita al la efektiveco de protektado kontraŭ terdefektoj.
Ĉe la hodiaŭa tempo, la malvoltagecaj distribuaj sistemoj en dateno-centroj tra Ĉinio ĉefe adoptas la TN-S-terkondukadan konfiguron. Ĉi tiuj sistemoj implicas multajn malvoltagecajn distribuajn aparatojn kaj vastan kablaron, reprezentante grandan kapitalan investadon. Iu ajn defekto, se ne pritraktota tempe, povus rezulti en severaj personecaj blesigoj kaj signifa posedeca damaĝo, do postulas tre altan fidindecan demandon de la distribua sistemo.
Por provizi pli kompletan kaj sisteman klarigon pri protektado kontraŭ terdefektoj en malvoltagecaj distribuaj sistemoj, la jena sekcio prezentas komparan analizon de diversaj terkondukaj konfiguroj kaj iliaj respektivaj metodoj de defektprotekto.
Ĝenerala Postuloj por Protektado Kontraŭ Terdefektoj
- La sistemo de protektado kontraŭ terdefektoj devas esti disegnita por efektive eviti indirektan elektran ŝokon al personoj, same kiel akcidentojn kiel elektrajn incendiojn kaj damaĝon al la kablaro.
- Eksponitaj konduktantaj partoj de elektraj aparatoj devas esti fidinde konektitaj al la protektkonduktoro (PE-konduktoro) laŭ specifaj kondiĉoj de la sistemo. Eksternacceseblaj konduktantaj partoj, kiuj povas esti samtempe tuŝitaj, devas esti konektitaj al la sama terkondukada sistemo por certigi egalecon de potencialo.
- Se la protektado kontraŭ terdefektoj de elektra instalado ne povas kontentigi la postulon por aŭtomata disligo de la defekta cirkvito en la specifita tempo, suplementa egaleco de potencialo devas esti realigita en la loka areo por redukti la tuŝvicon kaj plibonigi la sekurecon.
Protektado Kontraŭ Terdefektoj en TN-Sistemoj
En TN-sistemoj, la funkcio karakterizoj de protektado kontraŭ terdefektoj por distribuaj cirkvitoj devas kontentigi la jenan kondiĉon:
Zs × Ia ≤ Uo
Kie:
- Zs — Tuta impedanco de la terdefekta cirkvito (Ω);
- Ia — Kurento necesata por kaŭzi la protektan aparaton aŭtomate disligi la defektan cirkviton en la specifita tempo (A);
- Uo — Nominata voltajo inter fazo kaj tero (V).
Kiel montrite en la suba figuro, kiam okazas terdefekto sur fazo L3, la defekta kurento (Id) fluas tra la fazkonduktoro L3, la metala kuŝaĵo de la aparato, kaj la PE-protektkonduktoro, formanta fermitan cirkvitan. Zs reprezentas la tutan impedancon de la fazo-al-protektkonduktora cirkvito, kaj Uo estas 220V.
Postuloj por Disligtempo de Protektado Kontraŭ Terdefektoj en TN-Sistemoj
Por distribuaj cirkvitoj de TN-sistemo kun nominata fazo-al-tero-voltajo de 220V, la tempo necesa por protektado kontraŭ terdefektoj disligi la defektan cirkviton devas kontentigi la jenajn postulojn:
- Por distribuaj cirkvitoj aŭ finaj cirkvitoj, kiuj forgesas fiksajn elektrajn aparatojn, la disligtempo ne devas superi 5 sekundojn;
- Por cirkvitoj, kiuj forgesas manportajn aŭ mobilajn aparatojn, aŭ kontakt-boks-cirkvitoj, la disligtempo ne devas superi 0,4 sekundojn.
Selektado de Metodoj de Protektado Kontraŭ Terdefektoj en TN-Sistemoj:
a. Kiam la supra disligtempa postulo povas esti kontentigita, superkurenta protektado povas esti uzata ankaŭ kiel protektado kontraŭ terdefektoj;
b. Kiam superkurenta protektado ne povas kontentigi la postulojn, sed nul-sekvenco kurenta protektado povas, tiam nul-sekvenco kurenta protektado devas esti uzata. La protektseta valoro devas esti pli granda ol la maksimuma neegala kurento sub normalaj funkciigaj kondiĉoj;
c. Kiam neniu el la supraj metodoj povas kontentigi la postulojn, restkurentoperata protektado (RCD, aŭ "fluktoprotektado") devas esti aplikata.
Protektado Kontraŭ Terdefektoj en TT-Sistemoj
La funkcio karakterizoj de protektado kontraŭ terdefektoj en TT-sistemoj devas kontentigi la jenan kondiĉon:
RA × Ia ≤ 50 V
Kie:
- RA — La sumo de la terelektroda rezisto de eksponitaj konduktantaj partoj kaj la neutra (N) konduktora terrezisto (Ω);
- Ia — La kurento necesata por certigi, ke la protektaparato fidinde disligas la defektan cirkviton (A).
Kiel montrite en la suba figuro, kiam okazas terdefekto sur fazo L3, la defekta kurento (Id) fluas tra la fazkonduktoro L3, la metala kuŝaĵo de la aparato, la aparata terrezisto, la tero, kaj revenas al la fonto tra la neutra punkto-terrezisto, formanta la defektan cirkviton. La valoro de 50 V reprezentas la sekurecan limon por tuŝvico, certigante, ke la voltajo, al kiu persono povas esti espostata dum defekto, ne prezentiĝas danĝera.
Selektado de Protektado Kontraŭ Terdefektoj por TT-Sistemoj:
- Kiam superkurentaj protektaj aparatoj estas uzataj, la kurento Ia devas esti la valoro, kiu certigas la disligon de la defektan cirkviton ene de 5 sekundoj;
- Kiam instanta-tripo superkurentaj protektaj aparatoj estas uzataj, Ia devas esti la minimuma kurento necesata por certigi instantan funkcion;
- Kiam restkurentoperataj protektaj aparatoj (RCD, aŭ "fluktoprotektado") estas uzataj, Ia devas esti prenitaj kiel ilia nomita restoperada kurento In.
Protektado Kontraŭ Terdefektoj en IT-Sistemoj
Sub normala operacio, la fluktuko en ĉiu fazo de IT-sistemo konsistas el kapacitiva kurento al tero — notitaj kiel Iac, Ibc, Ica — kaj la vektora sumo de ĉi tiuj tri-faza terkapacitiva kurento estas nul. Do, la neutra punkto-voltajo povas esti konsiderata kiel 0V.
Kiam la unua terdefekto okazas, la voltajo al tero de la sanaj (ne-defektaj) fazoj pligrandiĝas per faktoro de √3. Ĉi tio indikas, ke IT-sistemoj postulas pli altajn izol-nivela postulojn por elektraj aparatoj kompare al TN kaj TT-sistemoj. Tamen, ĉar la kurento dum la unua terdefekto estas tre malgranda (primare kapacitiva kurento), la sistemo povas daŭrigi operacion. Tamen, izolmonitorila aparato devas esti instalita por doni alarmon je detekto de la unua defekto, permesante operaciajn kaj mantenan personaron lokigi kaj korektigi la defekton tempe.
- Kiam eksponitaj konduktantaj partoj estas individue teritaj, la disligo de la defektan cirkviton dum dua defekto en alia fazo devas kontentigi la postulojn de protektado kontraŭ terdefektoj de TT-sistemo;
- Kiam eksponitaj konduktantaj partoj estas konektitaj al komuna terkondukada sistemo, la disligo de la defektan cirkviton dum dua defekto en alia fazo devas kontentigi la postulojn de protektado kontraŭ terdefektoj de TN-sistemo;
- La IT-sistemo ne devas havi neutran konduktoron (N-linio).
Por resumo, malsamaj energiserviloj-terkondukaj sistemoj montras distingajn karakterizojn de terdefekto. Nur per plena kompreno de la defekt-komportado de ĉiu sistemo, oni povas disegni taŭgan kaj kompatan sistemon de protektado kontraŭ terdefektoj, garantianta sekuran kaj fidindan operacion de energiserviloj kaj utiligaj sistemoj.
