Un dispositiu de protecció contra sobretensions, també conegut com a protector contra sobretensions o SPD, està dissenyat per protegir els components elèctrics contra les pujades de tensió que es poden produir al circuit elèctric.

Sempre que es produeix un augment sobtat de corrent o tensió al circuit elèctric o al circuit de comunicació com a conseqüència d'interferències externes, el dispositiu de protecció contra sobretensions pot conduir i derivar en un període de temps molt curt, evitant que la sobretensió danyi altres dispositius del circuit. .

Els dispositius de protecció contra sobretensions (SPD) són un mètode rendible per prevenir interrupcions i millorar la fiabilitat del sistema.

Normalment s'instal·len als panells de distribució i juguen un paper important a l'hora de garantir el funcionament suau i ininterromput dels dispositius electrònics en una àmplia gamma d'aplicacions limitant la sobretensió transitòria.

Un SPD funciona desviant l'excés de tensió de sobretensions transitòries lluny de l'equip protegit.Normalment consisteix en varistors d'òxid metàl·lic (MOV) o tubs de descàrrega de gas que absorbeixen l'excés de tensió i el redirigeixen a terra, protegint així els dispositius connectats.

Les pujades d'energia poden produir-se per diverses raons, com ara llamps, commutació de la xarxa elèctrica, cablejat defectuós i el funcionament d'equips elèctrics d'alta potència.També poden ser causats per esdeveniments que succeeixen a l'interior d'un edifici, com ara la posada en marxa de motors o l'encesa/apagada de grans aparells.

La instal·lació d'un SPD pot proporcionar diversos avantatges, com ara:

Protecció d'equips electrònics sensibles contra sobretensions perjudicials.

Prevenció de la pèrdua o corrupció de dades en els sistemes informàtics.

Ampliació de la vida útil dels aparells i equips protegint-los de les pertorbacions elèctriques.

Reducció del risc d'incendis elèctrics provocats per sobretensions.

Tranquil·litat de saber que el vostre valuós equip està protegit.

La vida útil d'un SPD pot variar en funció de factors com la seva qualitat, la gravetat de les sobretensions que es troba i les pràctiques de manteniment.En general, els SPD tenen una vida útil que oscil·la entre 5 i 10 anys.Tanmateix, es recomana inspeccionar i provar regularment els SPD i substituir-los segons sigui necessari per garantir una protecció òptima.

La necessitat d'SPD pot variar en funció de factors com ara la ubicació geogràfica, les normatives locals i la sensibilitat de l'equip electrònic connectat.És recomanable consultar un electricista o enginyer elèctric qualificat per avaluar les vostres necessitats específiques i determinar si és necessari un SPD per al vostre sistema elèctric.

Alguns components comuns de protecció contra sobretensions utilitzats en la fabricació d'SPD són varistors d'òxid metàl·lic (MOV), díodes de ruptura d'allaus (ABD, abans coneguts com a díodes d'allaus de silici o SAD) i tubs de descàrrega de gas (GDT).Els MOV són la tecnologia més utilitzada per a la protecció dels circuits d'alimentació de CA.La qualificació de corrent de sobretensió d'un MOV està relacionada amb l'àrea de la secció transversal i la seva composició.En general, com més gran sigui l'àrea de la secció transversal, més alta serà la classificació de corrent de sobretensió del dispositiu.Els MOV generalment són de geometria rodona o rectangular, però tenen una gran quantitat de dimensions estàndard que van des dels 7 mm (0,28 polzades) fins als 80 mm (3,15 polzades).Les classificacions de corrent de sobretensió d'aquests components de protecció contra sobretensions varien àmpliament i depenen del fabricant.Com s'ha comentat anteriorment en aquesta clàusula, connectant els MOV en una matriu paral·lela, es podria calcular un valor de corrent de sobretensió simplement afegint les qualificacions de corrent de sobretensió dels MOV individuals per obtenir la classificació de corrent de sobretensió de la matriu.En fer-ho, s'ha de tenir en compte la coordinació de l'operació.

Hi ha moltes hipòtesis sobre quin component, quina topologia i el desplegament de tecnologia específica produeixen el millor SPD per desviar el corrent de sobretensió.En lloc de presentar totes les opcions, el millor és que la discussió sobre la qualificació de corrent de sobretensió, la qualificació de corrent de descàrrega nominal o les capacitats de corrent de sobretensió giren al voltant de les dades de la prova de rendiment.Independentment dels components utilitzats en el disseny o de l'estructura mecànica específica desplegada, el que importa és que l'SPD tingui una classificació de corrent de sobretensió o una qualificació de corrent de descàrrega nominal adequada per a l'aplicació.

L'edició actual del Reglament de cablejat de l'IET, BS 7671:2018, estableix que, tret que es faci una avaluació de riscos, s'ha de proporcionar protecció contra sobretensions transitòries quan les conseqüències causades per sobretensió puguin:

Provocar lesions greus o la pèrdua de la vida humana;o

Tenir com a conseqüència la interrupció dels serveis públics i/o danys al patrimoni cultural;o

Reduir la interrupció de l'activitat comercial o industrial;o

Afecta un gran nombre d'individus coubicats.

Aquesta normativa s'aplica a tot tipus de locals, inclosos els domèstics, comercials i industrials.

Tot i que el Reglament de cablejat de l'IET no és retroactiu, quan s'està treballant en un circuit existent dins d'una instal·lació que s'ha dissenyat i instal·lat segons una edició anterior del Reglament de cablejat de l'IET, cal assegurar-se que el circuit modificat compleix les últimes edició, això només serà beneficiós si s'instal·len SPD per protegir tota la instal·lació.

La decisió d'adquirir SPD està en mans del client, però se'ls ha de proporcionar prou informació per prendre una decisió informada sobre si volen ometre els SPD.S'ha de prendre una decisió basant-se en factors de risc de seguretat i després d'una avaluació de costos dels SPD, que poden costar tan sols uns pocs centenars de lliures, en comparació amb el cost de la instal·lació elèctrica i els equips connectats a ella, com ara ordinadors, televisors i equips necessaris. per exemple, detecció de fums i controls de calderes.

La protecció contra sobretensions es podria instal·lar en una unitat de consum existent si hi hagués un espai físic adequat o, si no hi havia prou espai disponible, es podria instal·lar en un recinte extern adjacent a la unitat de consum existent.

També val la pena consultar amb la vostra companyia d'assegurances, ja que algunes pòlisses poden indicar que l'equip ha d'estar cobert amb un SPD o no pagaran en cas de reclamació.

La classificació del protector contra sobretensions (conegut comunament com a protecció contra llamps) s'avalua d'acord amb la teoria de protecció contra llamps de subdivisió IEC 61643-31 i EN 50539-11, que s'instal·la a la unió de la partició.Els requisits tècnics i les funcions són diferents.El dispositiu de protecció contra llamps de la primera etapa s'instal·la entre la zona 0-1, alt per al requisit de flux, el requisit mínim de IEC 61643-31 i EN 50539-11 és Itotal (10/350) 12,5 ka, i el segon i tercer s'instal·len nivells entre les zones 1-2 i 2-3, principalment per suprimir la sobretensió.

Els dispositius de protecció contra sobretensions (SPD) són essencials per protegir els equips electrònics dels efectes nocius de la sobretensió transitòria que pot causar danys, temps d'inactivitat del sistema i pèrdua de dades.

En molts casos, el cost de la substitució o reparació d'equips pot ser important, especialment en aplicacions de missió crítica com hospitals, centres de dades i plantes industrials.

Els interruptors i fusibles no estan dissenyats per gestionar aquests esdeveniments d'alta energia, la qual cosa fa necessària una protecció addicional contra sobretensions.

Mentre que els SPD estan dissenyats específicament per desviar la sobretensió transitòria lluny de l'equip, protegint-lo de danys i allargant la seva vida útil.

En conclusió, els SPD són essencials en l'entorn tecnològic modern.

Principi de funcionament del SPD

El principi bàsic darrere dels SPD és que proporcionen un camí de baixa impedància a terra per a l'excés de tensió.Quan es produeixen pics de tensió o sobretensió, els SPD funcionen desviant l'excés de tensió i corrent a terra.

D'aquesta manera, la magnitud de la tensió d'entrada es redueix a un nivell segur que no danya el dispositiu connectat.

Perquè funcioni, un dispositiu de protecció contra sobretensions ha de contenir almenys un component no lineal (un varistor o espurna), que en diferents condicions passa entre un estat d'impedància alta i baixa.

La seva funció és desviar el corrent de descàrrega o impuls i limitar la sobretensió als equips aigües avall.

Els dispositius de protecció contra sobretensions funcionen en les tres situacions que s'enumeren a continuació.

A. Condició normal (absència de sobretensió)

En cas que no hi hagi condicions de sobretensió, l'SPD no té cap impacte en el sistema i actua com un circuit obert, es manté en un estat d'alta impedància.

B. Durant les pujades de tensió

En cas de pics de tensió i sobretensió, el SPD passa a l'estat de conducció i la seva impedància disminueix.D'aquesta manera, protegirà el sistema desviant el corrent d'impuls cap a terra.

C. Tornar al funcionament normal

Després que la sobretensió s'hagi descarregat, SPD va tornar al seu estat normal d'alta impedància.

Els dispositius de protecció contra sobretensions (SPD) són components essencials de les xarxes elèctriques.Tanmateix, escollir un SPD adequat per al vostre sistema pot ser un problema difícil.

Tensió màxima de funcionament continu (UC)

La tensió nominal del SPD ha de ser compatible amb la tensió del sistema elèctric per oferir una protecció adequada al sistema.Una tensió nominal inferior danyarà el dispositiu i una classificació més alta no desviarà correctament els transitoris.

Temps de resposta

Es descriu com el temps de SPD reacciona als transitoris.Com més ràpid respon l'SPD, millor serà la protecció de l'SPD.Normalment, els SPD basats en díodes Zener tenen la resposta més ràpida.Els tipus farcits de gas tenen un temps de resposta relativament lent i els fusibles i els tipus MOV tenen el temps de resposta més lent.

Corrent de descàrrega nominal (In)

L'SPD s'ha de provar amb una forma d'ona de 8/20 μs i el valor típic per a un SPD de mida miniatura residencial és de 20 kA.

Corrent de descàrrega d'impuls màxim (Iimp)

El dispositiu ha de ser capaç de gestionar el corrent de sobrecàrrega màxim que s'espera a la xarxa de distribució per assegurar-se que no falla durant un esdeveniment transitori i el dispositiu s'ha de provar amb una forma d'ona de 10/350 μs.

Tensió de fixació

Aquesta és la tensió llindar i per sobre d'aquest nivell de tensió, SPD comença a subjectar qualsevol transitòria de tensió que detecti a la línia elèctrica.

Fabricant i certificacions

És crucial seleccionar un SPD d'un fabricant conegut que tingui la certificació d'una instal·lació de proves imparcial, com ara UL o IEC.La certificació garanteix que el producte ha estat examinat i compleix tots els requisits de rendiment i seguretat.

Entendre aquestes directrius de mida us permetrà seleccionar el millor dispositiu de protecció contra sobretensions per a les vostres necessitats i garantir una protecció efectiva contra sobretensions.

Els dispositius de protecció contra sobretensions (SPD) estan dissenyats per proporcionar una protecció fiable contra sobretensions transitòries, però alguns factors poden provocar la seva fallada.A continuació es mostren alguns dels motius subjacents de la fallada dels SPD:

1. Pujades de potència excessives

Una de les causes principals de la fallada del SPD és la sobretensió, la sobretensió es pot produir a causa de llamps, sobretensions o altres pertorbacions elèctriques.Assegureu-vos d'instal·lar el tipus correcte de SPD després dels càlculs de disseny adequats segons la ubicació.

2.Factor d'envelliment

A causa de les condicions ambientals, com ara la temperatura i la humitat, els SPD tenen una vida útil limitada i poden deteriorar-se amb el temps.A més, els SPD poden ser danyats per pics de tensió freqüents.

3.Problemes de configuració

Mal configurat, com quan un SPD configurat en estrella està enllaçat a una càrrega que està connectada mitjançant un delta.Això pot exposar l'SPD a tensions més grans, cosa que podria provocar una fallada de l'SPD.

4.Falla dels components

Els SPD contenen diversos components, com ara varistors d'òxid metàl·lic (MOV), que poden fallar a causa de defectes de fabricació o factors ambientals.

5.Connexió a terra incorrecta

Perquè un SPD funcioni correctament, és necessària la connexió a terra.Un SPD pot funcionar malament o, possiblement, convertir-se en un problema de seguretat si està mal connectat a terra.