Úvod doTVSS

(Transient Voltage Surge Suppressor)

a tradičních metod přepěťových ochran

Přepěťové ochrany Strikesorb

Napěťové pulzy – Kde se berou?

Napěťové pulzy a přechodové přepětí jsou způsobeny náhlým

změnami stavu elektrické sítě a uvolňování množství energie uložené

v indukčních a kapacitních systémech nejrůznějších zařízení

připojených do sítě.

Zdroje napěťových pulzů mohou být vnější i vnitřní.

Většina přepětí vzniká v napájecím vedení

Vnější zdroje

• Blesky

• Připojení nebo odpojení

napájecího vedení

• Vypnutí / Zapnutí transformátorů

• Elektrostatické výboje

• Kolísání provozního napětí

• Nekvalitní přenosová a

distribuční síť

Vnitřní zdroje

• Provoz vypínačů v síti nebo

pojistek

• Provoz výtahů, generátorů,

klimatizací, motorů...

• Provoz pohonu s proměnlivou

rychlostí

• Zapínání kapacitních bank

Napěťové pulzy – Důsledky

• Elektronická zařízení začínají být více a více citlivá na rušení.

– Elektronická zařízení byla posunuta na vstupy systémů.

– Trend je minimalizovat rozměry a hmotnost a zvýšit efektivitu.

• Každý výpadek zvyšuje náklady:

– Oprava nebo výměna zařízení.

– Náklady na práce servisu & údržby.

– Ztráta výdělku z důvodu nefunkčnosti.

Napěťové pulzy a zbytkové napětí

TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) také zvaný SPD (Surge Protective Device):

Prvek omezující přepětí v akceptovatelném rozmezí zajišťuje ochranu zařízení a prodlužuje

jeho provozní život.

Zbytkové

napětí

Kde je TVSS připojeno?

TVSS by mělo být instalováno na vstupu zařízení aby bylo zabráněno

průchodu jevů do zařízení

Napěťový stín

Negativní špička

Voltage

Pozitivní

špička Oscilující

přepětí

Pozitivní vrub

Problémy běžných SPD jiskřišť

Velmi vysoké zbytkové napětí (kV) které

poškodí zařízení

Nebezpečný provoz – exploze, požáry,

kouř, ohrožení osob

Velmi pomalá odezva na velmi rychlý průběh

jevu

Následuje zvýšení proudu

Citlivé na externí vibrace

Nedostatečné mechanické provedení

Jiskřiště NENÍ navrženo na ochranu citlivých

elektronických a elektronických zařízení

Spotřební jakost MOV (Metal Oxide Varistor)

malý rozměr

epoxidem utěsněnýNízká tepelná odolnost}

Spotřební jakost MOV:

Nerovnoměrná distribuce proudu:

Plocha

náchylná k

poškození

Problémy konvenční MOV SPD

Slabý mechanický design

Plastové komponenty

Nevhodný termální management MOV vedoucí ke stárnutí

Pojistky (vnitřní & vnější) pro jejich vlastní provoz

Nebezpečný provoz – exploze, požár, kouř, ohrožení osob

Typický produkt pro DIN lišty

• Komerční jakost MOV

• Časté poruchy – vyžaduje údržbu

• Vyžaduje spojovací kontakty

• Není schopné odolávat vibracím

• Nelze montovat přímo na silné přívodní

kabely / sběrnice

• Uvnitř jsou použity tenké vodiče což má

dopad na elektrické charakteristiky

Konvenční SPD není navrženo pro těžké

elektrické prostředí

Paralelní kombinace MOV

Konvenční SPD zařízení používá mnoho

paralelně zapojených MOV k dosažení

požadované úrovně výkonu.

Různé MOV mají různé struktury stárnutí což ve

výsledku znamená nepředvídatelnou výkonnost po

instalaci.

Různé struktury stárnutí s nepředvídatelnou

výkonností MOV vede k nerovnoměrnému zatížení

po instalaci.

10 kA 50 kA

Paralelní kombinace jednotlivých MOV je tedy omyl:

Spolehlivost produktů – paralelní konfigurace MOV

Stárnutí Metal Oxide Varistoru (MOV)

Keramický materiál vytváří ZnO prach

Hlavní obsah ZnO 97-98%

Slitinové přísady MnO, Bi2O3, Sb2O3, CoO, Cr2O3

Vhodný materiál pro SPD

ALE

Náchylný ke stárnutí

působením tepla

Mechanismus stárnutí

Krystalická struktura působí jako p-n spojení

Průtok proudu vytváří teplo

Teplo způsobuje tání krystalů

Tání znamená vyřazení p-n spojení

Snížení napěťové bariéry napříč prvkem

Vyšší propouštěný proud

Vznik dalšího tepla

Zrychlené stárnutí

Případné poškození

TVSS: Typické poškození konvenční SPD technologie

Stárnutí z

důvodu

přehřátí

Technologická evoluce

Strikesorb: Technologie

• Strikesorb je patentovaná technologie uvedena na trh v roce 2000.

• Strikesorb je navržen v souladu s elektrickými a mechanickými

zákonitostmi.

• Strikesorb je založen na jednom disku MOV s vysokým stupněm

kvality s výbornou schopností pohltit energii umístěný v kovovém

těle pod vysokým mechanickým tlakem.

• Strikesorb má zajištěn termální management a tím zajištěnu

dlouhou životnost bez stárnutí.

Strikesorb: Filozofie designu

• Zařízení by nikdy nemělo být vystaveno působení pulzu bez ohledu na stav

ochranného prvku.

• Ochranný prvek nesmí vytvářet další bezpečnostní rizika jako:

• kouř

• požár

• exploze

• Spolehlivost a životnost ochranného prvku je větší než zařízení, které je

chráněno.

• Montáž by neměla ovlivnit schopnost ochranného prvku provádět jeho

určenou činnost.

• Ochranný prvek by měl být schopen zpracovat všechny abnormality vedení

a poskytnout ochranu v každém čase.

Strikesorb: Design

Bezúdržbové

Provoz bez pojistek

Velké elektrody s

tepelnou kapacitou

Robustní

hliníkový housing

800+ kg tlaku

žádné palivo k hoření

Nízký dynamický

odpor & Nízké

zbytkové napětí

Samostatný Varistor

bez paralelního

zapojení MOV

Odstraněný problém stárnutí z důvodu přehřátí schopností odvést teplo

Splňuje všechny bezpečnostní požadavky(bez potřeby vnitřního nebo vnějšího dodatečného jištění)

Vlastnost Výhody

Robustní kovový

housing

Nevytváří požár, kouř nebo exploze – Efektivní tepelný

management a odstranění pulzní energie z varistoru což vede k

delšímu provoznímu životu – Schopnost zachytit velkou energii

Neovlivňují vibrace Design neovlivňují vibrace vyskytující se v různých aplikací jako

jsou větrné elektrárny

Varistors s

rozprostřeným

stupněm šíření

Větší MOV – materiál vysoké kvality – Homogenní disk – Může

pohltit větší pulzy energie

Velké kovové

ploché elektrody

Zajišťuje lepší kontakt – Nižší odpor kontaktů – Efektivní chlazení

varistor a maximální využití celé plochy varistoru

Varistor pod tlakem

pružiny

Síla nepoškozuje varistor – Zajišťuje dobrý kontakt a nízký

přechodový odpor kontaktů výsledkem je nižší spínací napětí.

Bez pojistek Nižší spínací napětí – Nevyžaduje údržbu – “je možné T” nebo

paralelní připojení pokud je vyžadováno. Nižší náklady na

integraci.

Moduly Strikesorb vlastnosti designu a výhody

Vlastnost Výhody

Kruhový

symetrický

design

Snižuje indukci modulu – Snižuje průchozí napětí – Zvyšuje

mechanickou odolnost – Zajišťuje rychlejší reakční čas – odstraňuje

působení Lorentzových protože pulzní proud neprochází rohy.

Utěsněný Může být instalováno kdekoliv bez ovlivnění výkonu – Varistor není

zalit polymerovým materiálem, který může začít hořet a způsobit kouř

nebo sloužit jako palivo pro oheň.

Testovaná

výkonost

Specifikace jsou stanoveny vlastními měřeními ale také nezavislými

renomovanými laboratořemi.

Záruka Dodáváno s 10 letou zárukou

Moduly Strikesorb vlastnosti designu a výhody

vedení

zařízenízařízení

Nulák/zem

Hlavní pojistka

Pojistka prvku

In-Line připojení Připojení větví nebo „T“

V případě pulzu (=> vysoké frekvence) proud teče vodičem a vznikne napětí.

Toto záleží na indukčnosti kabelu. U = I . R

V případě připojení typu “T” je napětí působící na zatížení/zařízení odpovídající

zbytkovému napětí na SPD + napětí vzniklému na připojovacích vodičích +

napětí vzniklému na pojistce prvku.

V případě přímého (in-Line) připojení je zařízení vystaveno pouze napětí na

SPD protože délky připojovacích vodičů jsou prakticky nulové.

Pokud pojistka prvku shoří je zařízení zcela bez ochrany.

U většiny konkurenčních TVSS je možné pouze “T” připojení.

Schopnost přímého (in-line) připojení

Strikesorb SPD

Strikesorb: Výkonnost & metoda připojení

Hlavní pojistkavedení

Strikesorb: Vývoj bezpečnostních standardů

• Platný bezpečnostní standard

– Současná verze: UL1449 2 vydání platné od února 2007.

• Hlavní body:

– Produkt by měl vydržet protékající zkratový proud5A po dobu 7 hodin bez katastrofické poruchy

– Nová verze UL 1449 2 vydání rozšiřuje tuto úroveň:10A, 100A, 500A, 1000A po dobu 7 hodin

– Produkt vyhovující UL 1449 2 vydání museli požít vnitřní pojistku nastavenou na úroveň 5A

– Uvedení nové verze regulace vyžaduje instalaci vnitřního termálního rozpojení na úrovni proudu 1000A!

– Uvedené UL odhalilo produkty, které nadále nevyhovují.Je zapotřebí hlavní změny designu aby prvky vyhověli a to v mnoha případech není možné.

• Strikesorb

– Jediné SPD které bylo schopné udržet abnormální přepětí při zkratovém proudu 1000A po dobu 7 hodin bez rozpojení (nemá vnitřní pojistky)

– Nevzniká nadměrné přehřátí nebo poškození

– Závěr: Zkrat – Zařízení je chráněno v každém okamžiku.

Strikesorb: Soulad se standardy

Moduly Strikesorb splňují následující standardy:

US Standardy

UL 1449 2nd ed (2007)

NEMA LS-1

IEEE C62.41

IEEE C62.11

Mezinárodní Standardy

IEC 61643-1

Evropské standardy

EN 61643-11

Klasifikace Strikesorb 80 Strikesorb 40

Třída I (10/350)

Třída II (8/20)

25 kA

200 kA

7.5 kA

140 kA

Bezpečnostní, kvalitativní, výkonnostní akreditace

ISO9001-2000 EN61643-11 IEC 61643-1UL 1449 2nd Ed.

Rev 2007

Raycap Corporation je zavázána dodávat zákazníkům produkty, které

vykazují vysokou kvalitu, bezpečnost v průběhu jejich provozu a

efektivní výkon v průběhu jejich celé životnosti

Produkty testujeme sami, ale jsou testovány i jinými nezávislými

akreditovanými osobami:

Bezpečnost, Kvalita, Výkon - je základ všeho co děláme

Strikesorb: Vibrační odolnost

Obstálo v nejhorších vibračních testech

Strikesorb není ovlivněn vibracemi!!!

2msec, 1kA square waveform8/20μsec, 10kA current pulse

mAmp AC characteristic waveformmAmp DC characteristic waveform

• Rayvoss a Strikesorb jsou 100% testovány před jejich

odesláním pro dosažení vysokého standardu produkce.

• Každý modul Strikesorb je označen v souladu s

provedenými testy což zajišťuje kvalitu konečných

produktů.

• Všechny výsledky testů jsou uloženy a mohou být

doloženy ke každé jednotce Strikesorb / Rayvoss na

základě přání zákazníka.

Strikesorb: Kontrola kvality

Porovnání Strikesorb s konvenčními systémy MOV

Konvenční systémy MOV

- Používá MOV spotřební kvality nebo

násobky MOV s nízkou schopností

zachytit pulzní proud

- Používá hořlavé materiály

- Použité pojistky pro vlastní ochranu=>

- Nutná údržba

- Chrání SPD, ale ne zařízení

- Není možné připojit “In-line”

- Nedostatečná schopnost zachytit pulzní

proudy

- Unikátní patentovaná technologie

založena na jednom varistoru s

výborným stupněm distribuce

- Nekouří, nehoří, neexploduje

- Bez pojistek =>

- Bezúdržbové

- Permanentní ochrana

- Schopnost “In-Line” připojení

- Vysoký pulzní proud (8/20)

schopnost pracovat do 200 kΑ

- Bleskový proud (10/350) schopnost

pracovat do 25 kΑ (ΙΕC 61643-1)

Moduly Strikesorb

Modely Strikesorb

U nom. U max. 60 kA 140 kA 200 kA

60V 75V 30-V1 40-V1

120V 150V 30-A 40-A 80-A

240V 300V 30-B 40-B 80-B

277V 350V 30-C 40-C 80-C

380V 480V 30-D 40-D 80-D

480V 600V 80-E

600V 750V 40-F 80-F

Strikesorb je k dispozici ve třech základních provedeních

Se sedmi různými úrovněmi nominálního napětí

Provedení – možnosti dodávek

• Samostatné moduly NOVĚ V DIN (Strikesorb 30)

• Předmontované bloky

• Rayvoss panely

Rayvoss – Příklady konfigurace

Typická instalace

1-fáze

Typická instalace

3-fáze

Rayvoss: Výhody

• Schopnost zachytit vysoké proudy

• Velmi nízké zbytkové napětí

• Bezpečný provoz

• Bez údržby

• řešení upravená pro zákazníky

• 100% testováno v průběhu výroby

• Všechny produkty jsou toleranci parametrů

• 10 let záruka

Referenční projekty

Raycom v ČR

• Location: PTSNE – Volary, Sněžný, 968 m.n.m

• Protected equipment: BTS Nokia

• System: 3 phase +ground , 230(380) V

• Connection: In-Line

• Surge counter

• Date of installation: 14.5.2008

Lokalita se silnou bouřkovou aktivitou. Přívodní kabel 2 km od

trafostanice na kopec. Před instalací docházelo ke zničení napájecích

zdrojů několikrát do roka, vždy po bouřce.

Nyní bez problémů. Rayvoss Panel

Telefónica O2 Czech

• Location: PTSNE - Stekník, Žatec, 200 m.n.m

• Protected equipment: ABB pover supply

• System: 3 phase +ground , 230(380) V

• Connection: In-Line

• Surge counter

• Date of installation: 25.3.2010

BTS je umístěna v areálu zemědělského družstva kde docházelo

ke spínání a vypínání suších strojů na chmel. Při těchto špičkách

docházelo ke kolísání napětí.

Komerční přepěťové ochrany

nedokázaly zabránit zničení

napájecích zdrojů několikrát do

roka.

T-Mobile Czech

Rayvoss Panel

• Location: nano BTS - Kvilda, Františkov 828 m.n.m.

• Protected equipment: BTS Nokia, ADSL modem

• System: 1 phase + ground , 230(380) V

• Connection: In-Line

• Date of installation: 27.7.2009

Lokalita se silnou bouřkovou aktivitou. Přívodní vedení (ADSL i 230V)

je realizováno závěsem. Před instalací docházelo

ke zničení napájecích zdrojů a modemů ADSL

několikrát do roka, vždy po bouřce.

Nyní bez problémů.

Rayvoss Panel

T-Mobile Czech

• Location:

• Protected equipment: BTS pro GSM-R

• System: 3 phase, 230(380) V

• Connection: T-Line

• Date of installation: 3/2010

Aplikace pro GSM-R. Domečky s technologií GSM jsou

umístěny podél železniční tratě s omezenou dostupností

a vystaveny nebezpečným vlivům přepětí.

Zaváděcí provoz probíhá.

Strikesorb 40-B

Kapsch CZ

• Location: Borečnice, Čížová

• Protected equipment: napájení přejezdu v soustavě TN-C

TN-C-S

• System: 1 phase, 1 phase split N, 230 (300)V

• Connection: T-Line

• Date of installation: 17.05.2010

Jedná se o problematické lokality z hlediska zavlečeného

přepětí ze společné přípojky, která je nadzemní.

Strikesorb 40-B

SŽDC

Čížová

Borečnice

Řešení pro pevné telekomunikační linky

FTTH síť RIO Media ČRIntegrace modulů Strikesorb uvnitř

aktivních kabinetů pro moderní

optickou síť – 88 lokalit v ČR

Realizace 2009

Rayvoss: Telekomunikační aplikace

Bezdrátový telekomunikační trh

• Severní Amerika:

– AT&T Mobility

– Bell Mobility

– T- Mobile

– Telus Mobility

• Evropa:

– Vodafone

– Cosmote

– WIND

– Siemens (TETRA síťové prvky)

– CYTA GSM

• Střední a jižní Amerika

– Telefonica Movistar a América Movil napříč kontinentem

Řešení pro pevné telekomunikační linky

Zákaznické řešení

Zákazníci:

Bell Canada

C&W in Latin America

Telmex of Mexico

Telgua in Guatemala

PLDT in the Philippines

Telecom Italia

OTE – Hellenic Telecom

Romtelecom in Romania

CYTA Cyprus

RVL

omezovač přepětí

Ochrana osob a zařízení v trakčních

systémech

Přepěťová ochrana osob a zařízení v železničních trakčních systémech.

V případě přepětí RVL vytvoří trvalé vodivé spojení mezi prostorem přepětí

a trakcí. To má za následek zvýšení proudového zatížení, které je

detekováno v rozvodně a spustí bezpečnostní spínač, takto je zabezpečena

ochrana osob a zařízení.

RVL splňuje bez výjimky všechny požadavky předepsané normou ČSN EN

50122-1:1999 Působnost železnice – část 1 „Zajištění ochrany vzhledem k

elektrické bezpečnosti a uzemnění“ a normou ČSN EN 50123-5:2003

Působnost železnice – část 5 „Rázové bleskosvody a nízko napěťové

omezovače pro specifické použití ve stejnosměrných systémech“.

RVL omezovač přepětí - založeno na Strikesorb

•Rozdíl potenciálů je omezen na bezpečné napětí méně než 10V.

•Velmi nízké zbytkové napětí modulu bleskojistky.

•Inteligentní zařízení spínající s velkou přesností, méně než 0,1V.

•Teplotně nezávislé; pracuje při -40°C až +85°C.

•Garantovaná návratuschopnost pro proudy do 1000 A a v trvání 96 s.

•Kombinovaná ochrana osob a zařízení s velmi vysokou energetickou

absorpční schopností.

•Schopnost odolat vysokým zkratovým proudům.

•Pět let záruka.