tcvn10884-2-2-2015

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10884-2-2:2015 IEC/TR 60664-2-2:2002 PHỐI HỢP CÁCH ĐIỆN DÙNG CHO THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN HẠ ÁP - PHẦN 2-2: CÁC XEM XÉT GIAO DIỆN - HƯỚNG DẪN ÁP DỤNG Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 2-2: Interface considerations Application guide Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn cung cấp thông tin tổng quan loại điện áp đột biến khác xảy hệ thống lắp đặt điện hạ áp thiết bị Cụ thể: - độ lớn thời gian đột biến điển tần suất xuất chúng; - thông tin điện áp tương tác hệ thống điện hệ thống thông tin; - hướng dẫn xem xét vấn đề giao diện liên quan đến phối hợp cách điện; - hướng dẫn liên quan đến phương tiện bảo vệ chống đột biến sở xem xét rủi ro tính khả dụng, bao gồm tương tác bên hệ thống; - nêu điện áp tạm thời yếu tố khác phải tính đến phối hợp cách điện, chủ yếu liên quan đến việc kiểm soát bảo vệ sử dụng thiết bị bảo vệ chống đột biến Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố, áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi TCVN 7447-4-44 (IEC 60364-4-44), Hệ thống lắp đặt điện hạ áp - Phần 4-44: Bảo vệ an toàn - Bảo vệ chống nhiễu điện áp nhiễu điện từ TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), Phối hợp cách điện dùng cho thiết bị hệ thống điện hạ áp - Phần 1: Nguyên tắc, yêu cầu thử nghiệm IEC 61000-4-5, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-5: Kỹ thuật đo thử nghiệm - Thử nghiệm miễn nhiễm đột biến) IEC TS 61312-3, Protection against lightning electromagnetic impulse - Part 3: Requirements of surge protective devices (SPD) (Bảo vệ chống xung sét điện từ - Phần 3: Yêu cầu thiết bị bảo vệ chống đột biến (SPD)) IEC 61643-1, Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Part 1: Performance requirements and testing methods (Thiết bị bảo vệ chống đột biến nối với hệ thống phân phối điện hạ áp - Phần 1: Yêu cầu tính phương pháp thử nghiệm) IEC 61643-12, Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Part 12: Selection and application principles (Thiết bị bảo vệ chống đột biến nối với hệ thống phân phối điện hạ áp - Phần 12: Nguyên tắc lựa chọn áp dụng) IEC TR 62066, General basic information regarding surge overvoltages and surge protection in lowvoltage a.c power systems (Thông tin chung điện áp đột biến bảo vệ chống đột biến hệ thống điện xoay chiều hạ áp) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 3.1 Cấp điện áp (overvoltage category) Con số xác định điều kiện điện áp độ [TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), 3.10] 3.2 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Điều kiện q điện áp có kiểm sốt (controlled overvoltage condition) Điều kiện hệ thống điện điện áp độ dự kiến giới hạn mức xác định [TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), 3.16] 3.3 Kiểm sốt vốn có (inherent control) Q điện áp độ giới hạn hệ thống phân phối diện 3.4 Kiểm soát bảo vệ (protective control) Quá điện áp độ giới hạn thiết bị thiết bị bảo vệ chống đột biến (SPD) 3.5 Điện áp xung danh định (rated impulse voltage) Giá trị điện áp chịu xung nhà chế tạo ấn định cho thiết bị phần thiết bị, đặc trưng cho khả chịu thử quy định cách điện điện áp độ [TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), 3.9.2] Xem xét cấp điện áp Phối hợp cách điện cho thiết bị dựa chuỗi bước Bước xác định cấp điện áp cho thiết bị (xem TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), 2.2.2.1.1) Cấp điện áp thị mức độ rủi ro chấp nhận ứng dụng cụ thể Cấp điện áp xác định hiểu biết kiểm sốt vốn có cách sử dụng kiểm soát bảo vệ Kiểm soát bảo vệ sử dụng SPD đưa khía cạnh rủi ro SPD bị hỏng trở nên khơng hiệu Có nhiều phương pháp để hỏng SPD phương pháp để tự động ngắt thiết bị khỏi hệ thống nguồn cấp thiết bị bị hỏng Phương pháp tự động ngắt thiết bị thích hợp số ứng dụng định (xem IEC 61643-1 IEC 61643-12) Xác định cấp điện áp dẫn đến việc lựa chọn điện áp xung danh định sử dụng bảng TCVN 10884-1 (IEC 60664-1) Xem xét việc sử dụng kiểm soát bảo vệ 5.1 Quy định chung Người lắp đặt định xem có nên cung cấp kiểm soát bảo vệ hệ thống lắp đặt điện sở thông tin cục (thực hành tốt), quy định kỹ thuật địa phương, v.v Kiểm sốt bảo vệ thiết bị định nhà chế tạo người sử dụng Có hai yếu tố quan trọng q trình định này: • đánh giá nhu cầu kiểm soát bảo vệ, tùy thuộc vào kiểu hệ thống lắp đặt điện, kiểu mục đích thiết bị đánh giá rủi ro; • đánh giá mức độ kiểm soát bảo vệ chống điện áp cú sét đánh gián tiếp Các điện áp cảm ứng vào mạch điện hệ thống lắp đặt điện dòng điện đưa vào hệ thống trung áp hệ thống hạ áp cú sét đánh gián tiếp khoảng cách định đến hệ thống lắp đặt điện Một đánh giá tương tự áp dụng cho điện áp đóng cắt Các thơng tin biết q điện áp cảm ứng từ sét đường dây hạ áp không thường nhiều so với hệ thống lắp đặt điện bên tòa nhà Thậm chí biết điện áp thiết bị, kể điện áp đóng cắt Xác suất điện áp ước tính (số lần / năm / km) thể "quá điện áp kỳ vọng" (không bị ảnh hưởng phản ứng hệ thống, phóng điện bề mặt) Trong trường hợp thực tế, có biến dạng hạn chế nhiều phân nhánh, đoạn cáp, tải, phóng điện bề mặt, thiết bị bảo vệ chống điện áp, v.v Do đó, phân bố thống kê cần dự kiến thay đổi đôi chút trường hợp thực tế Cụ thể, tần suất điện áp có độ lớn vượt mức cách điện đường dây thông thường giảm Từ liệu tham khảo xuất điện áp, kỳ vọng hỏng hóc liên quan đến đột biến thiết bị nhiều so với quan sát thực tế Sự khác biệt giải thích số yếu tố: • xác suất thực tế kiện địa điểm định; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn • giảm thiểu tác động nhiều tuyến dẫn đến đột biến; • đáp ứng thực tế đường dây truyền tải; • ảnh hưởng việc mang tải tuyến tính tải phi tuyến; • có SPD; • phóng điện bề mặt khơng nhận biết điện áp cao, v.v Mơ hình sử dụng để phân tích chứng tỏ đường dây hạ áp thông thường (230/400 V, cáp xoắn, ba pha trung tính), mật độ sét 2,2 cú sét năm kilơmét, số lượng q điện áp tiềm ẩn vượt mức cách điện kV hệ thống TN 230 V, ví dụ kV hệ thống TN 230 V, lần xuất năm Tuy nhiên, tần suất điện áp xảy thấp khơng chấp nhận dẫn đến hỏng hóc hệ thống lắp đặt điện thiết bị trọng yếu Do đó, mức độ rủi ro chấp nhận phải xem xét cho tình Quá điện áp dây dẫn đất cục gây ứng suất lên cách điện thiết bị nối vào thường có mức chịu đựng đủ phù hợp với TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), phận làm việc thiết bị điện chịu ứng suất điện áp xuất dây dẫn Ban đầu, kết luận tình đe dọa điện áp đặt vào phận làm việc thiết bị điện Tuy nhiên, điện áp xuống đất trở thành vấn đề, không nhiều cho cách điện thiết bị điện, dẫn đến dịch chuyển điện tham chiếu hệ thống điện hệ thống thơng tin mà nối tới thiết bị Vấn đề điện thảo luận chi tiết Điều Phụ lục D IEC 62066 5.2 Tóm tắt điện áp sét Quá điện áp sét bắt nguồn từ nguồn ngồi tầm kiểm sốt người mức độ nghiêm trọng chúng điểm sử dụng điện phụ thuộc vào nhiều tham số xác định điểm tác động cú sét đánh cấu trúc hệ thống điện Cấu trúc thường xác định xem xét bảo vệ chống sét Các điện áp phân loại theo điểm tác động chúng: sét đánh trực tiếp, sét đánh gần sét xuất khoảng cách xa Đối với sét đánh trực tiếp, điện áp dòng điện sét kết cấu hệ thống nối đất liên quan Đối với sét đánh gần, điện áp cảm ứng điện áp mạch vòng và, phạm vi đó, gia tăng điện đất liên quan đến dòng điện sét Đối với sét đánh xa, điện áp giới hạn thứ cảm ứng vào mạch vòng Cần lưu ý TCVN 10884-1 (IEC 60664-1) không xét tới khía cạnh sét đánh trực tiếp sét đánh gần Việc gia tăng ứng suất xảy điểm tác động sét đánh gần với kết cấu xét, ứng suất cao có khả xảy ứng suất cường độ thấp kết hợp với nhiều tia sét đánh từ xa Trong trường hợp, việc xem xét thống kê, thảo luận IEC 62066 điều đề cập đến phân tích rủi ro, phần thiết yếu định cần thực liên quan đến bảo vệ chống điện áp sét Sự xuất sét đặc trưng sét có tính chất thống kê, có độ khơng đảm bảo liên quan Ví dụ, hầu hết phép đo dịng điện chiều thực cho cột tháp cao, nhìn chung kết khơng có tính đại diện Các khu vực địa lý, kể điều kiện khí hậu, có tính định Các phép đo nghiên cứu lý thuyết diễn số nước, liệu đáng tin cậy sét ảnh hưởng sét có tương lai Cần lưu ý đề xuất để áp dụng xem xét lý thuyết kết phép đo hạn chế để xác định mối quan hệ xác suất xuất mức phải thỏa hiệp với kiểm tra thực tế, Nhận xét điện áp đột biến mức độ hỏng hóc 6.1 Quy định chung Xem xét ba loại điện áp (do sét, đóng cắt, tạm thời) biểu diễn thông tin định lượng tượng này, dựa phần vào lý thuyết tạo giả thiết tình phổ biến, phần vào phép đo Các phép đo trường phản ánh điều kiện cục thời điểm đo; phép đo phòng thí nghiệm cung cấp kết luận dựa giả thiết thiết lập thử nghiệm Các lưu ý IEC 62066 nêu việc tổng quát hóa từ liệu hạn chế cần thận trọng thực Thận trọng trình định lượng nhiều định tính, thỏa hiệp dự báo tần suất xuất đột biến “lớn" tính trường thực tế thiết bị chịu đột biến mà thực xảy môi trường làm việc chúng LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Một thận trọng mang tính định lượng khác thỏa hiệp kết luận rút từ giả thiết đơn giản hóa từ tính tốn định luật vật lý Bất kỳ kết luận dựa đơn giản hóa, tổng quát hóa giả thiết này, mà không phù hợp với thực tế, cần thận trọng tính hợp lệ đơn giản hóa này, v.v Do đó, nhận xét trình bày biện pháp thận trọng dựa kinh nghiệm Chúng khơng có mục đích phủ nhận xuất đột biến “lớn” mà đề xuất đột biến “lớn” không xảy thường xun thơng tin sẵn có hạn chế 6.2 Sử dụng liệu hỏng trường Đáng tiếc khơng có thống kê hỏng hóc mở rộng có sẵn cho thiết bị hạ áp, khó để ước lượng mức độ hỏng hóc cách khách quan Tuy nhiên, số điều tra thực công ty bảo hiểm, dựa số liệu thống kê nội họ, hỏng hóc thiết bị (thiết bị video, tủ lạnh, v.v ) xảy thường xuyên giông bão, đặc biệt khu vực có đường dây phân phối hạ áp không Các số cho thấy xuất hỏng hóc nhỏ dịng điện rị mà cầu chảy ngắt khơng tác động, sinh hỏng hóc nghiêm trọng, hàng hàng ngày sau kiện đột biến ban đầu Nguyên nhân gây nên hỏng hóc thiết bị bao gồm: • khả đột biến không đủ cổng nguồn đầu vào thiết bị; • thiếu phối hợp cách điện; • lão hóa thiết bị; • tương tác hệ thống Đôi nhà chế tạo miễn cưỡng công bố liệu hỏng họ, thông tin rời rạc thường cung cấp vài dấu hiệu cho thấy sống thiết bị điều kiện trường thực tế Nếu mức miễn nhiễm đột biến, mức hỏng, thiết bị biết, kết luận cấp độ lớn tần suất xuất đột biến cao mức miễn nhiễm Mức hỏng cao thị mức độ xuất đột biến tương ứng mức Khi kinh nghiệm trường làm việc thực tế cho biết mức hỏng thấp, suy luận mức độ xuất đột biến cao mức hỏng thiết bị 6.3 Ngăn ngừa thiệt hại vĩnh viễn Ứng dụng SPD thường tập trung vào việc xem xét để ngăn chặn thiệt hại độ lớn khả truyền lượng đột biến (kể khoảng thời gian đột biến) nhiễu thường phản ánh thông số sườn trước đột biến Khi tình liên quan đến điện áp hiệu ứng cảm ứng kết hợp với dòng đột biến, mức thay đổi dòng điện, sườn trước đột biến hệ số liên quan đến điện áp sinh Tất nhiên, việc ngăn ngừa thiệt hại vĩnh viễn đạt cách nâng cao mức miễn nhiễm sẵn có thiết bị Đây cách tiếp cận đề xuất TCVN 10884-1 (IEC 60664-1) xác định "điện áp chịu thử thiết bị" vài loại mức chịu đựng, thảo luận Tuy nhiên, cần phải lưu ý "mức độ chịu đựng cách điện" thường liên quan đến điện áp xuất chế độ pha - đất (phương thức chung), thành phần điện tử thường nối dạng pha - trung tính (cịn mơ tả "phương thức vi sai") Các thực tiễn có trung tính nối đất, tùy theo quốc gia, đóng vai trị mức độ đe dọa đột biến tương đối phương thức chung so với phương thức vi sai Ví dụ, hệ thống TN, liên kết trung tính đất đầu vào hệ thống ngăn chặn lan truyền đột biến phương thức chung tác động lên hệ thống lắp đặt điện, cách chuyển chúng sang đột biến vi sai (pha - trung tính) Nhiều tiêu chuẩn TCVN/IEC xác định mơi trường đột biến Ví dụ, IEC 61000-4-5 đề xuất thử nghiệm miễn nhiễm cần có mức đột biến phương thức chung cao so với phương thức vi sai Tuy nhiên, điện áp dự kiến hệ thống TN nói chung thấp so với hệ thống TT, dây trung tính có nhiều điểm nối đất Mặc dù sai lệch nhỏ, phần tóm tắt cách tiếp cận thực TCVN 10884-1 (IEC 60664-1), quan hệ thiết lập trực tiếp điện áp chịu xung thiết bị cấp điện áp ấn định cho thiết bị Quan hệ độc lập với vị trí vật lý thiết bị hệ thống lắp đặt điện cụ thể Các cấp điện áp đặc trưng cho mức chịu đựng xung thiết bị, cho phép phân loại thiết bị lựa chọn chúng theo cần thiết làm việc liên tục xác suất hỏng hóc chấp nhận Cùng với điện áp xung danh định ưu tiên, thực phối hợp cách điện cho toàn hệ thống lắp đặt điện, làm giảm xác suất hỏng đến mức chấp nhận cung cấp khả chịu điện áp LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Cấp điện áp cao cho biết mức chịu đựng tốt thiết bị cho phép lựa chọn rộng phương pháp bảo vệ điện áp Đối với đặc tính trở kháng chiếm ưu thế, sau sườn trước chúng, điện áp bắt nguồn từ khí khơng bị suy giảm đáng kể phía tải so với đầu vào hệ thống tải trở kháng tương đối cao nối tới mạch nhánh Nghiên cứu cho thấy rằng, hợp lý sử dụng phân tích xác suất để đánh giá nhu cầu bảo vệ Các biện pháp bảo vệ thực bên thiết bị Trong trường hợp này, nhà chế tạo phải cung cấp thông tin phép đánh giá thích hợp nhu cầu giảm đột biến thêm Những nhận biết sai lầm mơi trường đột biến dẫn đến việc đưa vào cách vơ ích SPD khơng thích hợp, làm giảm độ tin cậy toàn hệ thống Một số thiết bị điện tử, cụ thể thiết bị có nguồn cung cấp chế độ đóng cắt mà có tụ điện đầu vào lớn, mà có khuếch đại thời gian ngắn vượt mức miễn nhiễm có sẵn lâu dài bị tổn thất SPD khơng cịn phù hợp với mơi trường tích hợp thiết bị số cải tiến miễn nhiễm đột biến yêu cầu Nguyên tắc phối hợp SPD thiết bị cần bảo vệ (tham khảo thêm IEC 61312-3) Để lựa chọn xác SPD lắp hệ thống lắp đặt điện cố định thiết bị, cần phải xem xét yếu tố cần thiết, như: • điện áp làm việc liên tục lớn SPD, UC, phụ thuộc vào cấu hình hệ thống (hệ thống TN, TT IT); • mức bảo vệ SPD, Up, phụ thuộc vào hệ thống lắp đặt điện riêng lẻ; • đáp ứng hỏng điện áp tạm thời SPD (TOV); Thơng tin chi tiết xem IEC 61643-1 Thiết bị cho hệ thống, hệ thống lắp đặt điện vận hành thiết bị điều kiện kiểm sốt vốn có kiểm soát bảo vệ Đối với hệ thống, hệ thống lắp đặt điện thiết bị làm việc điều kiện có kiểm sốt bảo vệ kiểm sốt vốn có, phải tính đến có mặt thiết bị bảo vệ chống đột biến gần điểm cấp nguồn từ lưới điện hạ áp TCVN 7447-4-44 (IEC 60364-4-44) đòi hỏi thiết bị bảo vệ chống đột biến phải có điện áp chặn khơng cao điện áp xung quy định cho điện áp cấp II Bên hệ thống, hệ thống lắp đặt điện thiết bị, thiết bị bảo vệ chống đột biến có điện áp chặn thấp giá trị thiết bị bảo vệ chống đột biến điểm cấp nguồn phải làm việc với lượng cao hợp lý để tính tốn thơng số đặc trưng thiết bị theo dịng phóng điện 8.1 Bảo vệ riêng cho phần hệ thống hệ thống lắp đặt điện Gần điểm cấp nguồn từ lưới điện hạ áp, lắp đặt thiết bị bảo vệ chống đột biến bổ sung có điện áp chặn mức bảo vệ thấp yêu cầu hệ thống điện Gần với phần cần bảo vệ đặc biệt, cần thiết bị bảo vệ chống đột biến có điện áp chặn cao giá trị thiết bị bảo vệ chống đột biến phía nguồn để giảm dao động 8.2 Bảo vệ riêng thiết bị Thiết bị không thiết kế để sử dụng hệ thống hệ thống lắp đặt điện riêng khơng trang bị thiết bị bảo vệ chống đột biến, trừ • thiết bị bảo vệ chống đột biến có thơng số đặc trưng theo dịng phóng điện thích hợp, • trở kháng giới hạn dòng điện xung lắp đầu nối nguồn thiết bị thiết bị bảo vệ chống đột biến CHÚ THÍCH: Phương pháp thích hợp tiêu thụ điện thiết bị đủ thấp THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Johannesen, ST., HUSE, J., Johansen, H., Phân tích thống kê thiệt hại cháy liên quan đến sét, Báo cáo, Hội nghị Quốc tế Chống sét lần thứ 22, Budapest, 1994 [2] Elektronik-Schaden, Kundeninformation Überspannungsschutz - Württembergische Versicherung Thông tin khách hàng bảo vệ chống điện áp - Công ty Bảo hiểm Württembergische, Stuttgart, Tháng Bảy 1996 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162