Welche Unterschiede gibt es zwischen einem Überspannungsschutzgerät und einem Überspannungsschutz für 3-Phasen-Systeme?

Der Hauptunterschied besteht in der Anwendungsbereich und Installation: SPDs schützen das elektrische System auf Panel-Ebene (einschließlich der wichtigsten 3-Phasen-Überspannungsmodi wie L – L und L – G), während Überspannungsschutz ein Gerät am Endpunkt schützen.

In 3-Phasen-Systemen ist eine Überspannungsschutzvorrichtung (SPD) typischerweise ein festverdrahtetes, am Serviceeingang oder Verteilerpaneel installiertes Gerät, um eine 3-Phasen-Verteilungszone zu schützen, indem transiente Überspannungen und Stoßstrom umgeleitet werden.

Ein „Überspannungsschutz“ bezieht sich normalerweise auf den Schutz am Gebrauchspunkt in der Nähe einer einzelnen Last (häufig steckbar), was Überspannungen am Geräteterminal reduzieren kann, aber keine stromaufwärtige Verkabelung oder das gesamte 3-Phasen-Verteilnetz schützt.

In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen einer Überspannungsschutzvorrichtung (SPD) in der 3-Phasen-Elektroverteilung und einem Überspannungsschutz für den Schutz der Point-of-Use-Geräte erläutert.

Was „Überspannungsschutz“ in 3-Phasen-Elektrik bedeutet

in der Ingenieur- und Elektroverteilungspraxis a Überspannungsschutzgerät ist normalerweise a Fest angeschlossenes Schutzelement installiert am Diensteingang, Hauptverteilung, oder Downstream-Panelboards Begrenzung der vorübergehenden Überspannungen am Netz.

In einem 3-Phasen-Kontext ist eine SPD-Platte Teil der elektrischen Infrastruktur der Anlage. Es ist nicht die Aufgabe, „ein Gerät zu schützen“, sondern den Überspannungsstress über a zu reduzieren Zone des elektrischen Systems, um mehrere nachgeschaltete Stromkreise und Lasten zu schützen.

Panel-Mounted / Distribution-Ebene Schutzkonzept

Eine Verteilungs-SPD wird an einem Punkt installiert, an dem sie die Stoßenergie abfangen kann, bevor sie sich tief in die Verkabelung der Einrichtung ausbreitet. Die SPD bietet während eines vorübergehenden Ereignisses einen niedrigen Umleitungspfad, der die Spannung an angeschlossenen Lasten begrenzt.

In einer typischen 3-Phasen-Verteilung werden SPDs ausgewählt und verdrahtet, um die relevanten Überspannungsmodi zu adressieren, wie z.

• LG (Linie-zu-Boden): Ein Phasenleiter, der relativ zur Masse steigt
  
• L – L (Zeilen-zu-Linie): Ein Spannungsspitze zwischen zwei Phasenleitern
  
• (falls zutreffend) n–g (neutral zu Boden): Besonders relevant bei Systemen mit Neutralleiter und empfindlichen Lasten
  

Die praktische Wirksamkeit einer SPD hängt stark von wo es installiert ist, nicht nur wie es heißt. Zwei Geräte mit ähnlichen internen Komponenten können sich je nach Plattenposition, Leiterlänge, Bondqualität und Impedanz des Rückweges sehr unterschiedlich verhalten.

Warum der Installationsort wichtiger ist als der Name

In realen Installationen ist die Verteilungsverdrahtung zwischen einer SPD und der geschützten Ausrüstung nicht „ideal“. Es hat Widerstand und Induktivität. Überspannungen sind schnelle Ereignisse, daher wird die Verdrahtungsinduktivität zu einem wichtigen Faktor dafür, welche Spannung tatsächlich die Geräteklemmen erreicht.

Eine Panel-SPD, die in der Nähe des Panel-Bus installiert und korrekt verbunden ist, kann die Überspannungsspannung viel effektiver reduzieren als ein weiter entferntes Gerät mit langen Leitungen, selbst wenn ihre Nennwerte auf dem Papier ähnlich erscheinen.

Kurze Anmerkung: 3-Phasen-Überspannungsverhalten (warum es anders ist)

In 3-Phasen-Systemen kann das Überspannungsverhalten Folgendes umfassen:

Phase-zu-Phase-Stöße:
Schaltereignisse, Fehler oder Kopplungseffekte können zu Spitzen zwischen Phasen führen (L1–L2, L2–L3, L1–L3). Dies ist wichtig, da einige Geräte (wie Antriebe und Netzteile) durch L-L-Transienten belastet werden können, selbst wenn L-G akzeptabel aussieht.

Erdungssystemauswirkung:
Das Erdungs- und Bonding-Netzwerk bestimmt, wie effektiv Überspannungsstrom umgeleitet werden kann. Ein hochohmiger Masseweg, ein schlechter Bonding oder mehrere parallele Wege können die Restspannungen bei Überspannungen erhöhen.

Impedanz + Lead-Längen-Effekt:
Schnelle Stoßströme durch die Verdrahtungsinduktivität erzeugen einen zusätzlichen Spannungsabfall. Auch eine hochwertige SPD kann „schwach“ erscheinen, wenn sie mit langen Leitern verlegt oder schlecht geführt wird.

Was Menschen normalerweise mit "Überspannungsschutz" verstehen 

der Begriff Überspannungsschutz Wird weit verbreitet als allgemeines Etikett für viele verschiedene Produkte und Installationsstile verwendet. In der Alltagssprache bezieht es sich oft auf:

• Steckdosenleisten mit Überspannungsunterdrückung
  
• Point-of-Use-Geräte in der Nähe einer bestimmten Last
  
• Kleine Schutzmodule in Gerätenetzkabel integriert
  

Diese breite Verwendung sorgt für Verwirrung im kommerziellen und industriellen 3-Phasen-Design, da der Begriff nicht klar kommuniziert:

• ob das Gerät fest angeschlossen oder steckbar ist,
  
• Welche Überspannungsmodi schützt es tatsächlich (L – L vs L – G),
  
• Ob es für 3-Phasen-Topologien ausgelegt ist,
  
• wie es mit dem vorgelagerten Schutz koordiniert.
  

Mit anderen Worten, „Überspannungsschutz“ ist oft ein Verbraucher- oder ungezwungen Begriff, während SPD (Überspannungsschutzgerät) wird typischerweise als Engineering-Term auf Systemebene An die elektrische Verteilungspraxis, Normen und Installationszonen gebunden.

Das bedeutet nicht, dass Point-of-Use-Geräte „schlecht“ oder „nutzlos“ sind. Es bedeutet, dass der Name allein nicht genug über die Eignung für ein 3-Phasen-System aussagt.

Kernunterschiede: SPD vs Überspannungsschutz in 3-Phasen-Systemen 

Vergleichstabelle: Überspannungsschutzgerät gegen Überspannungsschutz 

1) Installationsort & Systemrolle

Am Serviceeingang, Hauptschalttafel oder Verteilertafeln ist eine SPD auf Verteilungsebene installiert, um die Überspannungsenergie abzufangen, bevor sie sich tiefer in die Verkabelung der Einrichtung einfügt. In einem 3-Phasen-Kontext unterstützt es den Schutz über eine Zone des elektrischen Systems und nicht nur über ein Gerät.

Ein Überspannungsschutz (im allgemeinen Gebrauch) wird typischerweise in der Nähe des Geräts oder der Behälter platziert. Dies kann hilfreich sein für den lokalen Schutz, schützt jedoch nicht automatisch Upstream-Feeder, Panels oder andere Lasten, die an dasselbe 3-Phasen-Netzwerk angeschlossen sind.

2) Hauptrolle (Zonenschutz vs. Geräteschutz)

Eine SPD ist Teil der elektrischen Infrastruktur der Anlage. Sein Zweck ist es, die vorübergehende Belastung über mehrere nachgeschaltete Schaltkreise und Lasten zu reduzieren.

Ein Überspannungsschutz wird normalerweise ausgewählt, um ein bestimmtes Gerät oder eine bestimmte Steckdose zu schützen. Es handelt sich um eine lokalisierte Lösung und adressiert möglicherweise nicht die vollständige Überspannungsumgebung eines kommerziellen / industriellen 3-Phasen-Verteilungssystems.

3) Topologie-Fit- und Überspannungsmodi in 3-Phasen-Systemen

3-Phasen-Systeme können in mehreren Modi steigen, darunter:

• LG (Linie-zu-Boden)
  
• L – L (Zeilen-zu-Linie)
  
• NG (neutral zu Boden) gegebenenfalls
  

Ein 3-Phasen-SPD wird typischerweise ausgewählt und verdrahtet, um die relevanten Modi für die Systemkonfiguration (3-Draht gegen 4-Draht, Delta vs Wye) zu adressieren. Viele Produkte, die als „Überspannungsschutz“ bezeichnet werden, sind einphasig orientiert, sofern sie nicht ausdrücklich für 3-Phasen ausgelegt sind, was zu einem unvollständigen Schutz führen kann (insbesondere für L-L-Ereignisse).

4) Überspannungsenergie-Exposition und Arbeitszyklus

SPDs mit Schalttafeln sind im Allgemeinen höher, da sie auf Infrastrukturebene arbeiten und möglicherweise wiederholte Schalttransienten sowie eingehende Störungen über lange Betriebszeiten bewältigen.

Point-of-Use-Geräte sind normalerweise für kleinere, lokalisierte Transienten gedacht. Wenn ein großer Stoß ohne vorgeschaltete Stadien das Lastende erreicht, können Point-of-Use-Geräte gezwungen werden, mehr Energie als vorgesehen aufzunehmen.

5) Spannungsbegrenzung an den Geräteklemmen

Der Point-of-Use-Schutz kann näher an das Gerät klemmen, was dazu beitragen kann, die Restspannung an den Geräteanschlüssen zu reduzieren.

SPDs auf Verteilungsebene reduzieren jedoch früher im System die Überspannungsenergie, wodurch die Belastung über Panels, Feeder und mehrere nachgeschaltete Schaltkreise verringert werden kann. In 3-Phasen-Anlagen kommt die beste Leistung in der Regel eher vom inszenierten Schutz als sich nur auf einen Schutzplatz zu verlassen.

6) Überwachung, Wartung und Ersetzbarkeit

Gewerbe- und Industrieanlagen erfordern häufig Wartbarkeit und Sichtbarkeit. SPDs auf Verteilungsebene umfassen häufig Statusanzeigen und optionale Fernmeldekontakte zur Unterstützung der Wartungsplanung.

Point-of-use-Geräte bieten häufig grundlegende Indikatoren und werden als austauschbares Zubehör und nicht als Infrastrukturkomponenten behandelt.

SPD-Typen in 3-Phasen-Systemen

der Begriff SPD-Typen Bezieht sich in der Regel auf Installationskategorien, die angeben, wo und wie eine SPD innerhalb des Netzteils angewendet wird. In 3-Phasen-Systemen beeinflusst der Typ das Expositionsniveau und die Koordination.

Überspannungsschutzgerät Typ 1

A Überspannungsschutzgerät Typ 1 Wird allgemein auf der Service-Eingangsseite verwendet und ist für die Abwicklung von Ereignissen mit höherer Energie an oder in der Nähe der Quelle eingehender Stromstörungen bestimmt. Es hilft, die Überspannungsenergie in die Anlage zu reduzieren.

Was es Ersetzt nicht:
Es macht nicht den Bedarf an nachgeschaltetem Schutz in großen Anlagen überflüssig, da Verdrahtungsabstände und interne Schaltung immer noch schädliche Transienten tiefer im System erzeugen können.

Überspannungsschutzgerät Typ 2

A Überspannungsschutzgerät Typ 2 Wird üblicherweise in Verteilerpaneelen und Unterfeldern installiert. In vielen 3-Phasen-Gebäuden ist dies die häufigste „Arbeitspferd“ -Schicht, da sie in der Nähe von Zweigkreisen und Lasten liegt.

Warum es in Panels üblich ist:
Es bietet praktischen Schutz an Verteilungspunkten, an denen interne Schaltüberspannungen und nachgelagerte Geräteinteraktionen häufig auftreten.

Überspannungsschutzgerät Typ 3

A Überspannungsschutzgerät Typ 3 Wird normalerweise auf Geräteebene oder Verwendungspunkt verwendet. Es ist normalerweise am effektivsten, wenn es ist Abgestimmt mit vorgelagerter Schutzart 1 und/oder Typ 2.

Abhängigkeit vom Upstream-Schutz:
In 3-Phasen-Systemen kann ein Gerät vom Typ 3 allein mehr Energie als vorgesehen ausgesetzt werden, wenn es kein stromaufwärtiges SPD gibt, um zuerst die Stoßgröße zu verringern.

Auswahlhilfe für ein 3-Phasen-Überspannungsschutzgerät 

• FDS20C/4-275 Klasse II
• Bezeichnung: Typ2
• Klassifizierung: Klasse II
• Schutzmodus: L→PE, N→PE
• Nennspannung Un: 230 VAC/50(60)Hz
• max. Dauerbetriebsspannung UC (L-N): 275 VAC/50(60)Hz
• Kurzschlussfestigkeit: 20 ka
• Dauerbetriebsstrom IC: <20 µA
• Standby-Stromverbrauch PC: ≤25 MVA
• Max. Entladestrom (8/20μs) IMAX: 40 ka
• Nenn-Entladestrom (8/20μs) in: 20 ka
• Spannungsschutzniveau UP: ≤1,3 kV
• Isolationswiderstand: ＞1000 MΩ
• Gehäusematerial: UL94V-0
• Schutzart: IP20

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Ingenieure wählen normalerweise eine 3-Phase aus Überspannungsschutzgerät Basierend auf der elektrischen Konfiguration des Systems, der erwarteten Überspannungsumgebung und der Koordinierung des Schutzes über die Zonen hinweg.

Schlüssel-Engineering-Eingänge

Systemspannung und Konfiguration:
Die Auswahl muss mit dem tatsächlichen System übereinstimmen (3-Draht gegen 4-Draht, Delta vs Wye). Eine Nichtübereinstimmung kann zu unwirksamen Schutzarten oder unsachgemäßem Betrieb führen.

Installationszone:
Der Service-Eingangsschutz zielt auf eingehende Überspannungen ab. Der Verteilungsschutz zielt auf die interne und nachgelagerte Exposition ab. Der Schutz auf Ausrüstungsebene zielt auf empfindliche Lasten.

Erdungsanordnung Kompatibilität:
Die Erdungsmethode beeinflusst, welche Modi am wichtigsten sind und wie die Überspannungsstrom zurückkehrt. Schlechte Bindung kann die Restspannung unabhängig von der Geräteleistung erhöhen.

Koordinationsstrategie (inszenierter Schutz):
Anstatt zu erwarten, dass ein Gerät alles abdeckt, wenden die Ingenieure häufig einen inszenierten Schutz an, damit jede Schicht das tut, wofür sie am besten geeignet ist.

Auswahlprüfungen (max. 6 Aufzählungszeichen):

• Bestätigen Sie die Systemtopologie (3-Draht/4-Draht, Delta/Wye) und erforderliche Schutzmodi
  
• Wählen Sie Installationszone (Serviceeingang, Verteiler, Ausstattungsebene)
  
• Überprüfen Sie die Kompatibilität mit dem Nennwert und dem Toleranzbereich des Systems
  
• Überwachungsanforderungen prüfen (lokale Anzeige gegenüber Fernkontakten für Alarme)
  
• Planen Sie eine kurze, direkte Leiterführung, um die Leitungsinduktivität zu minimieren
  
• Koordinieren Sie vor- / nachgelagerte Geräte, damit die Energie angemessen geteilt wird

Häufige Fehler im 3-Phasen-Überspannungsschutz 

Auch gute Hardware kann bei falscher Anwendung zu wenig Leistung erbringen. Häufige Fehler in 3-Phasen-Installationen sind:

• Falsche Platzierung oder lange Leads: Die Installation der SPD weit entfernt vom Bus oder der Leiterbahn mit unnötiger Länge erhöht die Restspannung.
  
• Angenommen, ein Gerät schützt die gesamte Anlage: Große Standorte benötigen häufig einen inszenierten Schutz an mehreren Verteilungspunkten.
  
• Verwendung von Point-of-Use-Schutz ohne Upstream-Koordination: Geräte auf Geräteebene können überlastet werden, wenn die Überspannungsenergie nicht reduziert wird.
  
• Verkleben/Erdungsqualität ignorieren: Schlechte Bindung erhöht die Impedanz und erhöht die Spannung, die von der Ausrüstung während eines Überspannungs gesehen wird.
  
• Auswahl ohne passende Systemtopologie: Die Schutzmodi müssen zur tatsächlichen 3-Phasen-Konfiguration passen (3-Draht gegen 4-Draht, Delta vs Wye).
  

Warum dieser Unterschied für OEM-3-Phasen-Projekte wichtig ist

In OEM-3-Phasen-Panel-Projekten wird die SPD-Wahl häufig eher von praktischen Integrationsbeschränkungen als von generischen Produkt-Etiketten bestimmt. Ingenieure können bestimmte Montageformate, Verdrahtungsmodi (L – L, L – G und gegebenenfalls Neutralbehandlung), Überwachungskontakte für Steuerungssysteme und Gehäuse oder thermische Einschränkungen benötigen. In solchen Fällen können die Fabrikherstellung und die Unterstützung der OEM-Anpassung in China relevant sein, um projektspezifische elektrische und mechanische Anforderungen zu erfüllen, ohne die beabsichtigte Schutzstrategie zu ändern.

Abschluss 

In 3-Phasen-Systemen ist eine Überspannungsschutzvorrichtung (SPD) typischerweise eine Komponente auf Verteilungsebene, die in Schalttafeln oder Schalttafeln installiert ist, um die vorübergehende Belastung über Abschnitte des elektrischen Systems zu reduzieren. Der Begriff Überspannungsschutz ist breiter und bezieht sich häufig auf den Schutz am Verwendungsort, der an bestimmten Geräteterminals helfen kann, jedoch möglicherweise nicht auf die Exposition auf Systemebene eingreift.

Für 3-Phasen-Umgebungen sind die korrekte Platzierung, die Topologieanpassung und der koordinierte gestufte Schutz in der Regel wichtiger als das Etikett. Eine gut konzipierte Überspannungsstrategie behandelt Schutz als System-Engineering-Aufgabe, nicht als Entscheidung über einen Einzelgeräte.

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