Kết nối Thiết bị Chống Sét Lan Truyền (SPD)
Các kết nối của SPD cần ngắn, gọn để giảm mức điện áp bảo vệ (Up) tại đầu cực thiết bị. Tổng chiều dài dây nối giữa SPD với lưới và thanh nối đất không vượt quá 50 cm nhằm tối ưu hiệu quả bảo vệ.
Nguyên tắc chung về chiều dài và mức điện áp bảo vệ
Chiều dài dây: Các kết nối từ SPD tới lưới và tới thanh nối đất phải ngắn nhất có thể; tổng chiều dài L = L1 + L2 + L3 ≤ 50 cm.
Thông số quan trọng: Một trong các đặc tính cốt lõi để bảo vệ thiết bị là mức điện áp bảo vệ tối đa (Up) mà thiết bị có thể chịu tại đầu cực của nó. SPD cần được lựa chọn với Up phù hợp với thiết bị được bảo vệ (xem Hình J38).
Cảm kháng phân bố: Với dòng điện tần số cao, tổng trở trên mỗi mét dây xấp xỉ 1 µH/m.
Định luật Lenz: Độ tăng điện áp trên dây nối xấp xỉ
ΔU = L · di/dt.Sóng chuẩn 8/20 µs: Với biên độ 8 kA, tạo ra khoảng 1000 V tăng áp trên mỗi mét cáp:
ΔU = 1×10−6×8×103/8×10−61×10^{-6} × 8×10^{3} / 8×10^{-6}1×10−6×8×103/8×10−6 = 1000 V/m.Điện áp trên thiết bị:
U_thiết_bị = Up + U1 + U2.
Nếu L1 + L2 + L3 = 50 cm và sóng 8/20 µs có biên độ 8 kA thì U_thiết_bị ≈ Up + 500 V.
Kết nối SPD (L < 50 cm)
Sơ đồ bố trí dây nối SPD tới lưới và thanh nối đất với tổng chiều dài dưới 50 cm để giảm điện áp dư.
Kết nối trong vỏ nhựa (plastic enclosure)
Sơ đồ dưới đây minh họa cách đấu nối SPD trong tủ/vỏ nhựa, đảm bảo chiều dài dây ngắn và đường trở về đất trực tiếp, gọn nhất.
Ví dụ đấu nối SPD trong vỏ nhựa
Minh họa lắp đặt SPD trong tủ nhựa với dây pha, trung tính và nối đất được rút ngắn tối đa.
Kết nối trong vỏ kim loại (metallic enclosure)
Với tủ điện kim loại, có thể đấu SPD trực tiếp lên vỏ kim loại và sử dụng vỏ như dây bảo vệ (PE).
Cách bố trí này tuân thủ IEC 61439-2; nhà chế tạo tủ cần đảm bảo đặc tính cơ–điện của vỏ cho phép sử dụng vỏ làm dây bảo vệ.
Ví dụ đấu nối SPD trong vỏ kim loại
Minh họa đấu SPD trực tiếp vào vỏ kim loại để vỏ đóng vai trò dây PE theo IEC 61439-2.
Tiết diện dây dẫn (conductor cross-section)
Khuyến nghị về tiết diện tối thiểu xét trên hai yếu tố:
Chế độ làm việc bình thường:
Bảo đảm dẫn xung sét với độ sụt áp nhỏ (tuân thủ quy tắc 50 cm).
Ghi chú: Khác với ứng dụng 50 Hz, hiện tượng sét là tần số cao; tăng tiết diện không làm giảm nhiều tổng trở tần số cao của dây.
Chịu đựng ngắn mạch:
Dây phải chịu được dòng ngắn mạch trong thời gian cắt lớn nhất của hệ thống bảo vệ.
Theo IEC 60364, tại đầu vào của lắp đặt:
4 mm² Cu cho kết nối SPD Type 2;
16 mm² Cu cho kết nối SPD Type 1 (khi có hệ thống chống sét trực tiếp – LPS).