Jika rumah Anda memiliki banyak peralatan rumah tangga yang mahal, lebih baik berhati-hati dalam mengatur perlindungan jaringan listrik secara menyeluruh. Pada artikel ini, kita akan membahas tentang perangkat pelindung lonjakan arus, mengapa diperlukan, apa itu, dan bagaimana cara memasangnya.

Sifat tegangan lonjakan dan dampaknya terhadap teknologi

Sejak masa kanak-kanak, banyak orang yang akrab dengan hiruk pikuk mematikan peralatan listrik rumah tangga dari jaringan saat tanda pertama akan datangnya badai petir. Saat ini, peralatan listrik jaringan perkotaan sudah lebih maju, itulah sebabnya banyak orang mengabaikan perangkat proteksi dasar. Pada saat yang sama, permasalahan ini belum sepenuhnya hilang; peralatan rumah tangga, terutama di rumah-rumah pribadi, masih berisiko.

Sifat terjadinya tegangan lebih impuls (IP) dapat bersifat alamiah dan buatan manusia. Dalam kasus pertama, SP terjadi karena sambaran petir ke saluran listrik di atas kepala, dan jarak antara titik sambaran dan konsumen yang berisiko bisa mencapai beberapa kilometer. Dimungkinkan juga untuk mengenai tiang radio dan penangkal petir yang terhubung ke loop tanah utama, dalam hal ini tegangan lebih yang diinduksi akan muncul di jaringan rumah tangga.

1 - sambaran petir jarak jauh di saluran listrik; 2 - konsumen; 3 - lingkaran tanah; 4 - tutup sambaran petir di saluran listrik; 5 - sambaran petir langsung ke penangkal petir

IP buatan manusia tidak dapat diprediksi, hal ini timbul sebagai akibat dari kelebihan beban switching pada trafo dan gardu distribusi. Dengan peningkatan daya yang asimetris (hanya dalam satu fase), lonjakan tegangan yang tajam mungkin terjadi, hampir tidak mungkin untuk meramalkan hal ini.

Tegangan impuls mempunyai waktu yang sangat singkat (kurang dari 0,006 detik), muncul secara sistematis dalam jaringan dan paling sering luput dari perhatian pengamat. Peralatan rumah tangga dirancang untuk menahan lonjakan hingga 1000 V, ini paling sering muncul. Pada tegangan yang lebih tinggi, kegagalan pasokan listrik dijamin, dan kerusakan isolasi pada kabel rumah juga mungkin terjadi, yang menyebabkan beberapa korsleting dan kebakaran.

Bagaimana SPD diatur dan cara kerjanya

SPD, tergantung pada kelas proteksinya, mungkin memiliki perangkat semikonduktor pada varistor, atau memiliki arester kontak. Dalam mode normal, SPD beroperasi dalam mode bypass, arus di dalamnya mengalir melalui shunt konduktif. Shunt dihubungkan ke ground pelindung melalui varistor atau dua elektroda dengan celah yang distandarisasi secara ketat.

Selama lonjakan tegangan, bahkan yang sangat pendek, arus melewati elemen-elemen ini dan menyebar di sepanjang tanah atau dikompensasi oleh penurunan tajam resistansi pada loop fase-ke-nol (korsleting). Setelah tegangan stabil, arester kehilangan kapasitasnya, dan perangkat kembali beroperasi dalam mode normal.

Dengan demikian, SPD menutup rangkaian untuk sementara waktu sehingga kelebihan tegangan dapat diubah menjadi energi panas. Pada saat yang sama, arus yang signifikan melewati perangkat - dari puluhan hingga ratusan kiloamper.

Apa perbedaan antara kelas proteksi

Tergantung pada penyebab IP, dua karakteristik gelombang tegangan tinggi dibedakan: 8/20 dan 10/350 mikrodetik. Digit pertama adalah waktu di mana IP memperoleh nilai maksimumnya, digit kedua adalah waktu yang diperlukan untuk turun ke nilai nominal. Seperti yang Anda lihat, tegangan lebih jenis kedua lebih berbahaya.

Perangkat Kelas I dirancang untuk melindungi terhadap IP dengan karakteristik 10/350 µs, yang paling sering terjadi ketika petir menyambar saluran listrik yang jaraknya lebih dekat dari 1500 m ke konsumen. Perangkat ini mampu mengalirkan arus 25 hingga 100 kA secara singkat, hampir semua perangkat kelas I didasarkan pada arester.

SPD kelas II difokuskan pada kompensasi IP dengan karakteristik 8/20 µs, nilai arus puncak di dalamnya berkisar antara 10 hingga 40 kA.

Proteksi kelas III dirancang untuk mengkompensasi tegangan lebih dengan nilai arus kurang dari 10 kA dengan karakteristik IP 8/20 s. Perangkat proteksi kelas II dan III didasarkan pada elemen semikonduktor.

Tampaknya cukup menginstal perangkat kelas I saja, sebagai yang paling kuat, tetapi sebenarnya tidak demikian. Masalahnya adalah semakin tinggi ambang batas bawah arus maju, semakin kurang sensitif SPD-nya. Dengan kata lain: dengan nilai IP yang pendek dan relatif rendah, SPD yang kuat mungkin tidak berfungsi, dan SPD yang lebih sensitif tidak akan mampu mengatasi arus sebesar ini.

Perangkat perlindungan kelas III dirancang untuk menghilangkan SI terendah - hanya beberapa ribu volt. Karakteristiknya sangat mirip dengan perangkat perlindungan yang dipasang oleh produsen pada catu daya untuk peralatan rumah tangga. Jika terjadi instalasi berlebihan, merekalah yang pertama mengambil beban dan mencegah pengoperasian SPD pada perangkat yang sumber dayanya dibatasi hingga 20-30 siklus.

Apakah perlu adanya SPD, penilaian risiko

Daftar lengkap persyaratan untuk organisasi perlindungan terhadap IP diatur dalam IEC 61643-21, Anda dapat menentukan instalasi wajib sesuai dengan standar IEC 62305-2, yang menurutnya penilaian khusus terhadap tingkat risiko sambaran petir pemogokan dan akibat yang ditimbulkannya ditetapkan.

Secara umum, ketika memasok listrik dari saluran listrik overhead, pemasangan SPD kelas I hampir selalu lebih disukai, kecuali jika serangkaian tindakan telah diambil untuk mengurangi dampak badai petir pada mode pasokan listrik: pengardean kembali penyangga, PEN -elemen konduktor dan bantalan logam, perangkat penangkal petir dengan sistem pemerataan potensial terpisah.

Cara yang lebih mudah untuk menilai risiko adalah dengan membandingkan biaya peralatan yang tidak terlindungi dan perangkat keamanan. Bahkan pada gedung bertingkat yang tegangan lebihnya sangat rendah dengan karakteristik 8/20, risiko kerusakan insulasi atau kegagalan perangkat cukup tinggi.

Pemasangan perangkat pada switchboard utama

Kebanyakan SPD bersifat modular dan dapat dipasang pada rel DIN 35 mm. Satu-satunya persyaratan adalah bahwa pelindung untuk memasang SPD harus memiliki wadah logam dengan sambungan wajib ke konduktor pelindung.

Saat memilih SPD, selain karakteristik kinerja utama, Anda juga harus mempertimbangkan arus operasi terukur dalam mode bypass, itu harus sesuai dengan beban listrik Anda. Parameter lainnya adalah tegangan penjepitan maksimum, tidak boleh lebih rendah dari nilai tertinggi dalam fluktuasi harian.

SPD dihubungkan secara seri ke jaringan suplai satu fasa atau tiga fasa, masing-masing, melalui pemutus arus dua kutub dan empat kutub. Pemasangannya diperlukan jika terjadi penyolderan elektroda celah percikan atau kerusakan varistor, yang menyebabkan korsleting permanen. Fase dan konduktor pelindung dihubungkan ke terminal atas SPD, dan nol ke terminal bawah.

Contoh koneksi SPD: 1 - masukan; 2 - saklar otomatis; 3 - SPD; 4 - bus darat; 5 - lingkaran tanah; 6 - meteran listrik; 7 - mesin diferensial; 8 - ke mesin otomatis konsumen

Saat memasang beberapa perangkat proteksi dengan kelas proteksi berbeda, harus dikoordinasikan menggunakan choke khusus yang dihubungkan secara seri dengan SPD. Perangkat pelindung dibangun ke dalam sirkuit dalam urutan kelasnya. Tanpa koordinasi, SPD yang lebih sensitif akan menanggung beban utama dan gagal lebih awal.

Pemasangan choke dapat dihindari jika panjang jalur kabel antar perangkat melebihi 10 meter. Oleh karena itu, SPD kelas I dipasang pada fasad bahkan sebelum meteran, melindungi unit meteran dari lonjakan arus, dan kelas kedua dan ketiga dipasang masing-masing pada ASU dan pelindung lantai/grup.