Proteção contra surtos com fotocélulas: escolha entre 6 kV, 10 kV e 20 kV

A classificação de pico pode ajudá-lo a avaliar fotocontroles, Mas o kV conta apenas parte da história. Dois fotocontroladores com classificações de kV idênticas terão desempenhos totalmente diferentes vários anos após a tempestade.

Este artigo fornece informações sobre a importância da classificação, outros recursos a serem observados em uma ficha técnica e como selecionar a proteção contra surtos com fotocélulas.

O que causa danos por sobretensão nas fotocélulas?

O sensor de luz está localizado no final da linha, muito provavelmente no topo de um poste. Esse posicionamento expõe o controlador de iluminação pública a todas as interferências presentes na linha.

As fontes comuns de sobrecarga incluem:

• Raios diretos em linhas aéreas

Uma descarga em um condutor desencapado envia uma grande onda transitória pela linha.

• Greves próximas

Não é necessário que a descarga ocorra na linha. Forças eletromagnéticas muito elevadas podem causar picos de tensão em cabos a quilômetros de distância do ponto de impacto.

• Mudança de eventos

A comutação da rede elétrica e as grandes cargas de motores criam transientes menores, porém repetidos.

As fotocélulas instaladas em linhas aéreas expostas sofrem uma sobrecarga muito maior do que as instaladas em cabos protegidos ou enterrados. Um aterramento inadequado agrava ainda mais a situação. Portanto, a proteção contra surtos para iluminação pública deve começar pela avaliação do local, e não apenas pela indicação no rótulo do produto.

O que significam as classificações de 6kV, 10kV e 20kV?

Esses três níveis não são categorias de marketing. Eles provêm de configurações de teste de combinação padrão. Eles correspondem a IEEE C62.41.2 categorias de localização.

Um fato mantém a comparação entre fotocélulas de 6kV, 10kV e 20kV justa. Esses testes utilizam uma impedância de fonte de 2 Ω, portanto, a tensão e a corrente estão relacionadas por I = V/Z. Uma classificação de 20kV e uma classificação de 10kA correspondem ao mesmo teste, não a duas especificações independentes.

Isso leva a duas conclusões práticas:

• Compare os níveis pela classe de ambiente que representam. Um nível mais alto significa um ambiente de teste mais rigoroso.
• O único número independente que resta é a classificação em joules do MOV. Isso será abordado na próxima seção.

Um limite honesto

A classificação de teste não garante proteção contra todas as sobretensões de campo. Ela descreve as condições sob as quais a unidade foi testada, nada mais.

O que verificar na ficha técnica além da classificação em kV?

Quando você compara um sensor de iluminação pública Para obter informações sobre a capacidade de resposta a surtos de diferentes fornecedores, consulte as fichas técnicas. As condições do local serão abordadas na próxima seção.

Capacidade em Joule (Energia MOV)

O fotocélula de controle de luz MOV O valor em joules é o que realmente prevê a vida útil em áreas de alta tensão de descarga. O varistor absorve a energia da sobretensão, e cada sobretensão consome uma pequena parte de sua capacidade. Duas unidades com a mesma classificação em kV podem ter uma vida útil três vezes maior se suas classificações em joules forem diferentes.

Condições de teste

Um valor em joules ou kV significa pouco sem as condições de teste. Verifique:

• Forma de onda (de 1,2/50 µs a 8/20 µs)
• Impedância da fonte
• Número de pulsos aplicados
• Se o valor em joules se refere a cada MOV ou ao conjunto completo.
• Modo de falha e desconexão térmica

Todo MOV (variável de óxido metálico) acaba se desgastando. A folha de dados deve indicar o que acontece ao final de sua vida útil:

Pergunte se há um dispositivo de desconexão térmica instalado, pois ele limita o superaquecimento quando o MOV se degrada.

Redução de temperatura

A capacidade energética diminui com o aumento da temperatura ambiente. Uma estrutura no topo de um poste no verão não é um laboratório a 25 °C. Verifique se os valores indicados são válidos para a temperatura real de operação do seu local.

Como escolher um Controle de raios Classificação de pico de demanda?

Os fatores do local determinam o nível correto. Analise estes quatro fatores:

• Exposição a raios

Confira o número de dias com tempestades por ano na região.

• Construção de linha

Cabos aéreos sem revestimento apresentam mais riscos do que cabos blindados ou subterrâneos.

• Qualidade de aterramento

Uma má ligação à terra resulta em maior energia de sobretensão na fotocélula.

• Histórico de fracassos

Isso anula o mapa. Se as fotocélulas continuarem falhando em um local, esse local é considerado de alta exposição, independentemente do que as estatísticas indiquem.

Regra prática

Em termos de joules, uma rede com baixa tensão de descarga disruptiva e boa aterramento funciona bem com 200 a 475 J. Cabos aéreos sem condutores em áreas propensas a raios requerem pelo menos 950 J.

Em casos de muita dúvida, o melhor é consultar o fornecedor sobre os requisitos do teste. A decisão não deve se basear apenas na classificação em kV.

Recomendação de produto

Trava giratória fotocontroles, como LT134 e LT154 Da Lead-Top, pode ser usado em projetos de iluminação externa. O fotocontrolador apropriado deve ser compatível com:

• Aplicativo
• Onda atual
• Especificações MOV

A Lead-Top também oferece controles com fio e bases relacionadas para iluminação de ruas, estradas, estacionamentos e paisagens.

Perguntas frequentes

O que significa 20kV em um [dispositivo/sistema/sistema]? interruptor de fotocélula?

Trata-se da tensão de circuito aberto definida em um teste de onda combinada padrão com impedância de fonte de 2 Ω. O mesmo teste define uma corrente de curto-circuito de 10 kA e corresponde à categoria C alta da norma IEEE C62.41.2. Essa descrição refere-se à condição de teste, não a uma garantia contra qualquer descarga de campo.

Uma classificação kV mais alta é sempre melhor?

Não. Um nível superior significa apenas que a unidade foi testada em um ambiente mais severo. A vida útil em campo é determinada principalmente pela classificação em joules do MOV, portanto, compare a capacidade de energia com a tensão em kV.

Quantos joules deve ter uma fotocélula?

• Para flashes baixos

Redes bem aterradas com uma corrente entre 200 e 475 J costumam ser suficientes.

• Para linhas aéreas nuas

Em regiões com alta incidência de raios, especifique 950J ou mais.

O balanço energético (joule budget) determina quantas temporadas de tempestades a unidade suporta.

Uma fotocélula com classificação de surto substitui um dispositivo de proteção contra surtos separado?

Não. O fotocontrolador protege a si mesmo e ao seu circuito local. É o último dispositivo na cadeia, portanto, ao nível do painel. SPDOs cabos e o aterramento adequado dos postes ainda desempenham o papel principal.

Como escolher uma fotocélula para uma área com muita luminosidade?

Análise:

• Dados locais sobre dias de tempestade
• Construção de linha
• Resistência de aterramento
• Seu próprio histórico de problemas com o fornecedor

Palavras Finais

Ao escolher a proteção contra raios para uma fotocélula, é importante olhar além da etiqueta em kV. Utilize a classificação para corresponder à classe ambiental. Em seguida, compare:

• Capacidade em joules
• Condições de teste
• Modo de falha
• Redução de potência por temperatura

Deixe que a exposição do local e o histórico de falhas determinem o nível final. Compartilhe as condições do seu projeto, incluindo exposição a flashes, tipo de linha e quaisquer falhas anteriores, e pergunte Chumbo-Top Para recomendar um fotocontrolador adequado, nossa equipe retornará com uma recomendação de modelo e os dados de teste correspondentes.

Links externos

• https://www.ieee.org/
• https://www.spire-is.com/what-is-a-metal-oxide-varistor-mov/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Surge_protector