Препоръки по EN IEC 60099 за мълниезащитни устройства

Стандартът „EN IEC 60099 Препоръки за мълниеотводители“, разработен от Международната електротехническа комисия (IEC) и по-късно публикуван като европейски стандарт като част от усилията за хармонизация, се състои от следните подраздели, публикувани под едно и също заглавие:

• Стандартът „EN IEC 60099-1 Част 1: Нелинейни резистивни интервални предпазители от пренапрежение за системи с променлив ток“ описва изискванията и методите за изпитване на специфичен тип предпазител от пренапрежение (мълниезащита), използван в системи с променлив ток (AC). По същество този стандарт се прилага за предпазители от пренапрежение, състоящи се от един или повече нелинейни резистори (обикновено на базата на силициев карбид в по-стари конструкции), свързани последователно с единични или множество искрови междини (интервална конструкция). Тези устройства защитават електрическото оборудване от пренапрежения, причинени от мълнии или пренапрежения при превключване.

Този стандарт е преустановен. Той е до голяма степен заменен от съвременни стандарти за металооксидни предпазители от пренапрежение без искрова междина (основно разгледани в EN IEC 60099-4, който използва варистори от цинков оксид без искрова междина и сега е активният и доминиращ стандарт за повечето високоволтови предпазители от пренапрежение).

Съвременните предпазители от пренапрежение (особено средно и високо напрежение) са почти изцяло от металооксиден тип без междина и са тествани съгласно стандарта EN IEC 60099-4. Стандартът EN IEC 60099-1 остава валиден само за по-стари предпазители без междина или за справочни цели.

• Стандартът „EN IEC 60099-2 Част 2: Мълниеотводи от спрей тип“ се прилага за мълниеотводи от спрей тип (спрей отводи). Това е специфичен клас устройства за защита от пренапрежение, състоящи се от единични или множество искрови междини, свързани последователно с дъгова камера (обикновено съдържаща влакна или газообразуващи материали). При възникване на пренапрежение искровите междини прескачат и получената дъга изхвърля горещи газове, за да погаси тока и да прекъсне последващия ток в разпределителните системи. Те са били използвани предимно за защита на въздушни линии и оборудване със средно напрежение от удари на мълнии.

Тип резистор: Вентилиран (вентилиран, газов вентилиран) дизайн. Различава се от типовете резистори с периодично действие (стандарт EN IEC 60099-1) или съвременните типове с непрекъснато действие на метален оксид (стандарт EN IEC 60099-4).

Този стандарт е оттеглен и вече не се използва активно за нови конструкции. Дренажните отводители са до голяма степен остарели и са заменени от по-надеждни, неизискващи поддръжка, металооксидни отводители за непрекъснато пренапрежение.

• Стандартът „EN IEC 60099-4 Част 4: Безискрови металоксидни предпазители от пренапрежение за системи с променлив ток“ се прилага за нелинейни металоксидни резистивни предпазители от пренапрежение без искров промеждутък, проектирани да ограничават колебанията на напрежението в силови вериги с променлив ток (AC) с максимално системно напрежение най-малко 1 kV. Този стандарт обхваща изискванията, класификацията, стойностите, изпитванията (тип/проектиране, рутинни, приемане) и критериите за ефективност на тези съвременни предпазители от пренапрежение, използвани за защита на оборудване от мълнии и комутационни пренапрежения в разпределителни, преносни и подстанцийни приложения.

В последната актуализация на този стандарт, старата система за класификация на линейния разряд е заменена с нова класификация за обработка на енергия/заряд, базирана на:

• Скорост на многократно прехвърляне на заряд
• Ниво на топлинна енергия
• Степен на пренос на термичен заряд

Това по-добре отразява реалните натоварвания върху металооксидните варистори.

Този стандарт е хармонизиран в рамките на съответните директиви на ЕС (напр. директивата за ниско напрежение за нейните приложими аспекти) и е основният референтен документ в Европа за металооксидни предпазители от пренапрежение без междинни отвори.

Почти всички нови предпазители от пренапрежение, произведени и инсталирани по целия свят (особено тези с напрежение поне 1 kV), отговарят на стандарта EN IEC 60099-4.

• Стандартът „EN IEC 60099-5 Част 5: Препоръки за избор и приложение“ предоставя информативни насоки, препоръки и обща информация (не задължителни изисквания) за избора, приложението, монтажа и координацията на предпазители от пренапрежение в трифазни променливотокови системи с номинално напрежение над 1 kV. Този стандарт обхваща:
• Металоксидни предпазители от пренапрежение без междини съгласно стандарт EN IEC 60099-4.
• Защити от пренапрежение с конфигурации за последователно и паралелно свързване, с максимално номинално напрежение 52 kV, съгласно стандарт EN IEC 60099-6.
• Външни металооксидни предпазители от пренапрежение с последователна междина за въздушни линии съгласно стандарт EN IEC 60099-8.

Основните области на съдържанието са следните:

• Пренапрежения в системата (мълнии, превключване, преходно пренапрежение)
• Избор на защитно напрежение: непрекъснато работно напрежение, номинално напрежение, MCOV, нива на защита
• Управление на енергията и топлинни съображения (включително формули за изискванията за пренос на енергия/заряд, съответстващи на класификацията по стандарт EN IEC 60099-4)
• Капацитет на преходно пренапрежение
• Координация с изолация на оборудването
• Аспекти на монтажа (монтаж, замърсяване, височина, механични натоварвания)
• Примери за приложение за разпределение, пренос и подстанции, както и за линейни отводители от пренапрежение.
• Оценка на риска за запазване на режими на повреда и защитни зони.

Този стандарт е чисто консултативен, но е широко цитиран в спецификации, търгове и инженерни практики в цяла Европа и света.

• Стандартът „EN IEC 60099-6 Част 6: Устройства за защита от пренапрежение със серийни и паралелни конфигурации на разстояние - Системно напрежение до 52 kV“ описва изискванията и процедурите за изпитване на нелинейни металооксидни резисторни устройства за защита от пренапрежение с искрово разстояние (както серийни, така и паралелни конфигурации на разстояние), предназначени да ограничат колебанията на напрежението в променливотокови (AC) силови вериги с максимално системно напрежение от най-малко 1 kV до 52 kV.

Този стандарт обхваща предимно металооксидни предпазители от пренапрежение с кухинен тип, разположени в порцеланови или полимерни корпуси. Тези конструкции се използват за защита на оборудване от мълнии и превключващи пренапрежения в разпределителни мрежи със средно напрежение и предлагат предимства в определени приложения, като например подобрена устойчивост на пренапрежения при преходни процеси или обработка на енергия, в сравнение с изцяло безкухинови типове.

Класификацията се основава на следното:

• Скорост на многократно прехвърляне на заряд
• Ниво на топлинна енергия
• Степен на пренос на термичен заряд
• Стандартът „EN IEC 60099-8 Част 8: Външни последователни интервални металоксидни предпазители от пренапрежение (EGLA) за въздушни линии“ описва изискванията и процедурите за изпитване на външни интервални линейни отводители (EGLA). Това са металоксидни предпазители от пренапрежение, състоящи се от следните компоненти:
• Серийно свързан варисторен блок, изработен от нелинейни металооксидни резистори, поместени в полимерен или порцеланов корпус.
• При нормални условия, външна последователна въздушна междина (искрова междина) изолира серийния варисторен блок от линията.

Външните дистанционни разрядници се монтират паралелно на изолационните решетки на въздушни преносни и разпределителни линии (AC системи над 1 kV), за да предпазят изолационния възел само от индуцирани от мълнии пренапрежения. Външното разстояние е проектирано да издържа на комутационни пренапрежения и преходни пренапрежения и гарантира, че предпазителят се задейства предимно при мълниеносни пренапрежения (висока стръмност, кратка продължителност). Той не е предназначен за комутационна защита от пренапрежение или за задачи, свързани с клас подстанции.

Основните характеристики и разлики от други защитни продукти са следните:

• За разлика от защитите за станции/разпределителни устройства без междина (EN IEC 60099-4), външната междина удължава експлоатационния живот и намалява тока на утечка, като предотвратява непрекъснатото напрежение върху MO резисторите.
• Дизайнът се фокусира върху способността за разряд на мълния чрез повтаряща се скорост на прехвърляне на натоварване, обработка на енергия и тестове за координация на искровото разреждане в кухината.
• Стандартът „EN IEC 60099-9 Част 9: Защитни от пренапрежения за HVDC конверторни станции“ се прилага за нелинейни металооксидни резисторни защитни от пренапрежение без искрова междина, специално проектирани за ограничаване на пренапреженията във високоволтови DC конверторни станции. Този стандарт обхваща:
• Двуполюсни, многополюсни и последователно свързани високоволтови постояннотокови системи с работни напрежения до плюс/минус 1100 kV.
• Държачи с порцеланово, полимерно и газоизолирано метално покритие, използвани в DC шини, държачи за DC линии/кабели или AC филтриращи вериги.
• Притежатели, изложени на постоянно напрежение (DC), включително обръщане на полюсите (дори и рядко).

Държачите за преобразуватели, захранвани с напрежение, са изключени от този обхват. Държачите от страната на променливотоковото напрежение на преобразувателната станция се тестват съгласно стандарта EN IEC 60099-4. Държачите в променливотокови филтри отговарят на този стандарт поради хармонични напрежения.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги за тестване на предприятия в съответствие със стандарта „EN IEC 60099 Препоръки за мълниеотводни устройства“.