Устройството за защита от пренапрежение, известно още като предпазител от пренапрежение или SPD, е проектирано да предпазва електрическите компоненти от пренапрежение, което може да възникне в електрическата верига.

Всеки път, когато се произведе внезапно увеличение на тока или напрежението в електрическата верига или комуникационната верига като последица от външна намеса, устройството за защита от пренапрежение може да проведе и шунтира за много кратък период от време, предотвратявайки пренапрежението да повреди други устройства във веригата .

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са рентабилен метод за предотвратяване на прекъсвания и повишаване на надеждността на системата.

Те обикновено се инсталират в разпределителните табла и играят важна роля за осигуряване на гладка и непрекъсната работа на електронни устройства в широк спектър от приложения чрез ограничаване на преходното пренапрежение.

SPD работи, като отклонява излишното напрежение от преходни пренапрежения далеч от защитеното оборудване.Обикновено се състои от варистори с метален оксид (MOV) или газоразрядни тръби, които абсорбират излишното напрежение и го пренасочват към земята, като по този начин защитават свързаните устройства.

Пренапрежение на тока може да възникне поради различни причини, включително удари от мълния, превключване на електрическата мрежа, дефектно окабеляване и работа на високомощно електрическо оборудване.Те могат също да бъдат причинени от събития, случващи се вътре в сграда, като стартиране на двигатели или включване/изключване на големи уреди.

Инсталирането на SPD може да осигури няколко предимства, включително:

Защита на чувствително електронно оборудване от повреждащи пренапрежения.

Предотвратяване на загуба на данни или повреда в компютърни системи.

Удължаване на живота на уредите и оборудването чрез защитата им от електрически смущения.

Намаляване на риска от електрически пожари, причинени от токови удари.

Спокойствие, като знаете, че вашето ценно оборудване е защитено.

Продължителността на живота на SPD може да варира в зависимост от фактори като неговото качество, тежестта на пренапреженията, които среща, и практиките за поддръжка.Като цяло SPD имат продължителност на живота от 5 до 10 години.Въпреки това се препоръчва редовно да проверявате и тествате SPD и да ги заменяте, ако е необходимо, за да осигурите оптимална защита.

Необходимостта от SPD може да варира в зависимост от фактори като географско местоположение, местни разпоредби и чувствителността на свързаното електронно оборудване.Препоръчително е да се консултирате с квалифициран електротехник или електроинженер, за да оцените специфичните си нужди и да определите дали SPD е необходим за вашата електрическа система.

Няколко често срещани компонента за защита от пренапрежение, използвани при производството на SPD, са варистори с метален оксид (MOV), диоди за лавинен пробив (ABD – известни преди като силициеви лавинни диоди или SAD) и газоразрядни тръби (GDT).MOVs са най-често използваната технология за защита на AC захранващи вериги.Номиналният ток на пренапрежение на MOV е свързан с площта на напречното сечение и неговия състав.Като цяло, колкото по-голяма е площта на напречното сечение, толкова по-висок е номиналният ударен ток на устройството.MOV обикновено са с кръгла или правоъгълна геометрия, но се предлагат в множество стандартни размери, вариращи от 7 mm (0,28 инча) до 80 mm (3,15 инча).Номиналните стойности на тока на пренапрежение на тези компоненти за защита от пренапрежение варират значително и зависят от производителя.Както беше обсъдено по-рано в тази клауза, чрез свързване на MOVs в паралелен масив, стойността на тока на удар може да бъде изчислена чрез просто добавяне на стойностите на тока на удар на отделните MOV заедно, за да се получи номиналният ток на удар на масива.При това трябва да се обърне внимание на координацията на работата.

Има много хипотези за това кой компонент, каква топология и внедряването на конкретна технология произвежда най-добрия SPD за отклоняване на ударен ток.Вместо да се представят всички опции, най-добре е обсъждането на номиналния ток на удар, номиналния ток на разреждане или възможностите за ток на удар да се върти около данните от теста за ефективност.Независимо от компонентите, използвани в дизайна, или използваната конкретна механична структура, важното е SPD да има номинален ток на удар или номинален ток на разреждане, който е подходящ за приложението.

Текущото издание на Правилата за окабеляване на IET, BS 7671:2018, гласи, че освен ако не е извършена оценка на риска, трябва да се осигури защита срещу преходно пренапрежение, когато последствията, причинени от пренапрежението, биха могли:

Да доведе до сериозно нараняване или загуба на човешки живот;или

Водят до прекъсване на обществените услуги и/или увреждане на културното наследство;или

Резултат от прекъсване на търговска или промишлена дейност;или

Засягат голям брой съвместно разположени индивиди.

Тази наредба се прилага за всички видове помещения, включително битови, търговски и промишлени.

Въпреки че правилата за окабеляване на IET не са ретроспективни, когато се извършва работа по съществуваща верига в рамките на инсталация, която е проектирана и инсталирана съгласно предишно издание на правилата за окабеляване на IET, е необходимо да се гарантира, че модифицираната верига отговаря на най-новите издание, това ще бъде от полза само ако са инсталирани SPD за защита на цялата инсталация.

Решението дали да закупите SPD е в ръцете на клиента, но трябва да му бъде предоставена достатъчно информация, за да вземе информирано решение дали желае да пропусне SPD.Решението трябва да бъде взето въз основа на рисковите фактори за безопасността и след оценка на разходите за SPD, които могат да струват само няколкостотин паунда, спрямо цената на електрическата инсталация и оборудването, свързано с нея, като компютри, телевизори и необходимо оборудване, например откриване на дим и управление на котела.

Защитата от пренапрежение може да бъде инсталирана в съществуващ консуматор, ако е налично подходящо физическо пространство или, ако няма достатъчно място, тя може да бъде инсталирана във външна кутия в съседство със съществуващия консуматор.

Също така си струва да се консултирате с вашата застрахователна компания, тъй като някои полици може да посочват, че оборудването трябва да бъде покрито с SPD или те няма да бъдат изплатени в случай на иск.

Степента на защита от пренапрежение (известна като мълниезащита) се оценява съгласно IEC 61643-31 & EN 50539-11 теория за защита от мълнии, която се монтира на кръстопътя на преградата.Техническите изисквания и функции се различават.Първостепенното мълниезащитно устройство е инсталирано между зона 0-1, висока за изискването за поток, минималното изискване на IEC 61643-31 & EN 50539-11 е Itotal (10/350) 12,5 ka, а второто и третото нива са инсталирани между 1-2 и 2-3 зони, главно за потискане на пренапрежението.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са от съществено значение за защитата на електронното оборудване от вредните ефекти на преходно пренапрежение, което може да причини повреда, прекъсване на системата и загуба на данни.

В много случаи разходите за подмяна или ремонт на оборудване могат да бъдат значителни, особено в критични приложения като болници, центрове за данни и промишлени предприятия.

Прекъсвачите и предпазителите не са проектирани да се справят с тези високоенергийни събития, което прави необходима допълнителна защита от пренапрежение.

Докато SPD са специално проектирани да отклоняват преходното пренапрежение далеч от оборудването, като го предпазват от повреда и удължават живота му.

В заключение, SPD са от съществено значение в съвременната технологична среда.

Принцип на работа на SPD

Основният принцип зад SPD е, че те осигуряват път с нисък импеданс към земята за излишно напрежение.Когато се появят скокове или пренапрежения на напрежението, SPD работят, като отклоняват излишното напрежение и ток към земята.

По този начин величината на входящото напрежение се понижава до безопасно ниво, което не поврежда свързаното устройство.

За да работи, устройството за защита от пренапрежение трябва да съдържа поне един нелинеен компонент (варистор или искрова междина), който при различни условия преминава между състояние на висок и нисък импеданс.

Тяхната функция е да отклоняват разрядния или импулсния ток и да ограничават пренапрежението в оборудването надолу по веригата.

Устройствата за защита от пренапрежение функционират в трите ситуации, изброени по-долу.

A. Нормално състояние (липса на пренапрежение)

В случай на липса на условия на пренапрежение, SPD няма въздействие върху системата и действа като отворена верига, остава в състояние с висок импеданс.

Б. При скокове на напрежение

В случай на пикове и пренапрежения на напрежението, SPD преминава в състояние на проводимост и неговият импеданс намалява.По този начин той ще защити системата, като отклони импулсния ток към земята.

C. Обратно към нормална работа

След като пренапрежението се разреди, SPD се върна към нормалното си състояние с висок импеданс.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са основни компоненти на електрическите мрежи.Въпреки това, изборът на подходящ SPD за вашата система може да бъде труден проблем.

Максимално продължително работно напрежение (UC)

Номиналното напрежение на SPD трябва да е съвместимо с напрежението на електрическата система, за да предложи подходяща защита на системата.По-ниското напрежение ще повреди устройството, а по-високото няма да отклони правилно преходния процес.

Време за реакция

Описва се като времето на SPD реагира на преходните процеси.Колкото по-бързо SPD реагира, толкова по-добра е защитата от SPD.Обикновено базираните на ценеров диод SPD имат най-бърза реакция.Напълнените с газ типове имат относително бавно време за реакция, а предпазителите и типовете MOV имат най-бавното време за реакция.

Номинален ток на разреждане (In)

SPD трябва да се тества при форма на вълната 8/20 μs и типичната стойност за жилищни SPD с миниатюрен размер е 20kA.

Максимален импулсен ток на разреждане (Iimp)

Устройството трябва да може да се справи с максималния ударен ток, който се очаква в разпределителната мрежа, за да се гарантира, че няма да се повреди по време на преходно събитие и устройството трябва да бъде тествано с форма на вълната 10/350 μs.

Затягащо напрежение

Това е прагово напрежение и над това ниво на напрежение SPD започва да ограничава всяко преходно напрежение, което открие в електропровода.

Производител и сертификати

Изборът на SPD от добре известен производител, който има сертификат от безпристрастно съоръжение за изпитване, като UL или IEC, е от решаващо значение.Сертификацията гарантира, че продуктът е проверен и отговаря на всички изисквания за производителност и сигурност.

Разбирането на тези насоки за оразмеряване ще ви позволи да изберете най-доброто устройство за защита от пренапрежение за вашите нужди и ще гарантира ефективна защита от пренапрежение.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са проектирани да осигуряват надеждна защита срещу преходни пренапрежения, но определени фактори могат да доведат до тяхната повреда.Следват някои от основните причини за повреда на SPD:

1. Прекомерни токови удари

Една от основните причини за повреда на SPD е пренапрежението, пренапрежението може да възникне поради удари на мълнии, пренапрежения на захранването или други електрически смущения.Уверете се, че сте инсталирали правилния тип SPD след правилни проектни изчисления според местоположението.

2. Фактор на стареене

Поради условията на околната среда, включително температура и влажност, SPD имат ограничен срок на годност и може да се влошат с времето.Освен това SPD могат да бъдат увредени от чести пикове на напрежението.

3. Проблеми с конфигурацията

Неправилно конфигуриран, като например когато SPD, конфигуриран като wye, е свързан към товар, който е свързан чрез делта.Това може да изложи SPD на по-високи напрежения, което може да доведе до повреда на SPD.

4.Повреда на компонент

SPD съдържат няколко компонента, като варистори с метален оксид (MOV), които могат да се повредят поради производствени дефекти или фактори на околната среда.

5.Неправилно заземяване

За да работи SPD правилно, е необходимо заземяване.SPD може да работи неизправно или евентуално да представлява проблем за безопасността, ако е неправилно заземен.