Přepěťová ochrana, známá také jako přepěťová ochrana nebo SPD, je navržena tak, aby chránila elektrické součásti před přepětím, ke kterému může dojít v elektrickém obvodu.

Kdykoli dojde k náhlému nárůstu proudu nebo napětí v elektrickém obvodu nebo komunikačním obvodu v důsledku vnějšího rušení, přepěťová ochrana může vést a přepínat ve velmi krátkém časovém úseku, čímž zabrání přepětí v poškození jiných zařízení v obvodu. .

Přepěťová ochranná zařízení (SPD) jsou nákladově efektivní metodou prevence výpadků a zvýšení spolehlivosti systému.

Obvykle se instalují do rozvodných panelů a hrají důležitou roli při zajišťování hladkého a nepřerušovaného provozu elektronických zařízení v širokém spektru aplikací omezením přechodného přepětí.

SPD funguje tak, že odvádí přebytečné napětí z přechodných rázů pryč od chráněného zařízení.Obvykle se skládá z metaloxidových varistorů (MOV) nebo plynových výbojek, které absorbují nadměrné napětí a přesměrovávají je na zem, čímž chrání připojená zařízení.

K přepětí může dojít z různých důvodů, včetně úderů blesku, přepínání elektrické sítě, vadného zapojení a provozu elektrických zařízení s vysokým výkonem.Mohou být také způsobeny událostmi uvnitř budovy, jako je spouštění motorů nebo zapínání a vypínání velkých spotřebičů.

Instalace SPD může poskytnout několik výhod, včetně:

Ochrana citlivých elektronických zařízení před škodlivými napěťovými rázy.

Prevence ztráty nebo poškození dat v počítačových systémech.

Prodloužení životnosti spotřebičů a zařízení jejich ochranou před elektrickými rušeními.

Snížení rizika elektrického požáru způsobeného přepětím.

Klid s vědomím, že vaše cenné vybavení je chráněno.

Životnost SPD se může lišit v závislosti na faktorech, jako je jeho kvalita, závažnost přepětí, s nímž se setká, a postupy údržby.Obecně mají SPD životnost v rozmezí 5 až 10 let.Pro zajištění optimální ochrany se však doporučuje pravidelně kontrolovat a testovat SPD a podle potřeby je vyměňovat.

Potřeba SPD se může lišit v závislosti na faktorech, jako je geografická poloha, místní předpisy a citlivost připojeného elektronického zařízení.Doporučuje se poradit se s kvalifikovaným elektrikářem nebo elektrotechnikem, aby posoudil vaše specifické potřeby a určil, zda je SPD pro váš elektrický systém nezbytný.

Několik běžných součástí ochrany proti přepětí používaným při výrobě SPD jsou varistory z oxidu kovu (MOV), diody pro lavinový průraz (ABD – dříve známé jako křemíkové lavinové diody nebo SAD) a výbojky (GDT).MOV jsou nejběžněji používanou technologií pro ochranu střídavých napájecích obvodů.Jmenovitý rázový proud MOV souvisí s plochou průřezu a jeho složením.Obecně platí, že čím větší je plocha průřezu, tím vyšší je jmenovitý rázový proud zařízení.MOV mají obecně kulatou nebo obdélníkovou geometrii, ale dodávají se v nepřeberném množství standardních rozměrů od 7 mm (0,28 palce) do 80 mm (3,15 palce).Jmenovité hodnoty rázového proudu těchto přepěťových ochranných komponent se značně liší a závisí na výrobci.Jak bylo diskutováno dříve v tomto článku, připojením MOV do paralelního pole lze vypočítat hodnotu rázového proudu jednoduchým sečtením jmenovitých rázových proudů jednotlivých MOV dohromady, aby se získal jmenovitý rázový proud pole.Přitom je třeba vzít v úvahu koordinaci provozu.

Existuje mnoho hypotéz o tom, která součást, jaká topologie a nasazení konkrétní technologie vytváří nejlepší SPD pro odvádění rázového proudu.Místo uvádění všech možností je nejlepší, aby se diskuse o jmenovitém rázovém proudu, jmenovitém vybíjecím proudu nebo o schopnostech rázového proudu točila kolem údajů z testů výkonu.Bez ohledu na komponenty použité v návrhu nebo na konkrétní použitou mechanickou strukturu je důležité, aby SPD měl jmenovitý rázový proud nebo jmenovitý jmenovitý vybíjecí proud, který je vhodný pro danou aplikaci.

Aktuální vydání IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, uvádí, že pokud není provedeno posouzení rizik, musí být zajištěna ochrana proti přechodnému přepětí tam, kde by následek způsobený přepětím mohl:

Výsledkem je vážné zranění nebo ztráta lidského života;nebo

Výsledkem je přerušení veřejných služeb a/nebo poškození kulturního dědictví;nebo

Výsledkem je přerušení obchodní nebo průmyslové činnosti;nebo

Ovlivňuje velké množství společně umístěných jedinců.

Toto nařízení se vztahuje na všechny typy prostor, které zahrnují domácí, obchodní a průmyslové prostory.

I když předpisy IET Wiring Regulations nejsou retrospektivní, tam, kde se provádějí práce na existujícím okruhu v rámci instalace, která byla navržena a instalována podle předchozího vydání IET Wiring Regulations, je nutné zajistit, aby upravený okruh vyhovoval nejnovějším vydání, bude to výhodné pouze v případě, že jsou nainstalovány SPD pro ochranu celé instalace.

Rozhodnutí, zda koupit SPD, je v rukou zákazníka, ale měl by mít dostatek informací, aby se mohl informovaně rozhodnout, zda chce SPD vynechat.Rozhodnutí by mělo být učiněno na základě bezpečnostních rizikových faktorů a po vyhodnocení nákladů na SPD, které mohou stát jen několik stovek liber, v porovnání s náklady na elektrickou instalaci a zařízení k ní připojené, jako jsou počítače, televizory a nezbytná zařízení, například detekce kouře a ovládání kotle.

Přepěťová ochrana by mohla být instalována ve stávající spotřebitelské jednotce, pokud byl k dispozici vhodný fyzický prostor, nebo pokud nebyl dostatek místa, mohla být instalována v externím krytu vedle stávající spotřebitelské jednotky.

Vyplatí se také ověřit si u své pojišťovny, protože některé smlouvy mohou uvádět, že zařízení musí být kryto SPD, jinak nebudou v případě pojistné události vyplaceny.

Klasifikace přepěťové ochrany (běžně známá jako ochrana před bleskem) se posuzuje podle IEC 61643-31 & EN 50539-11 teorie ochrany před bleskem, která se instaluje na křižovatce přepážky.Technické požadavky a funkce se liší.Zařízení na ochranu před bleskem prvního stupně je instalováno mezi zónou 0-1, vysokou pro požadavek na průtok, minimální požadavek IEC 61643-31 & EN 50539-11 je Itotal (10/350) 12,5 ka, a druhý a třetí úrovně jsou instalovány mezi zónami 1-2 a 2-3, především pro potlačení přepětí.

Přepěťová ochranná zařízení (SPD) jsou nezbytná při ochraně elektronických zařízení před škodlivými účinky přechodného přepětí, které může způsobit poškození, výpadky systému a ztrátu dat.

V mnoha případech mohou být náklady na výměnu nebo opravu zařízení značné, zejména v kritických aplikacích, jako jsou nemocnice, datová centra a průmyslové závody.

Jističe a pojistky nejsou navrženy tak, aby zvládaly tyto vysokoenergetické události, takže je nutná dodatečná přepěťová ochrana.

Zatímco SPD jsou speciálně navrženy tak, aby odváděly přechodné přepětí pryč od zařízení, chránily je před poškozením a prodlužovaly jeho životnost.

Závěrem lze říci, že SPD jsou v moderním technologickém prostředí zásadní.

Pracovní princip SPD

Základní princip SPD spočívá v tom, že poskytují nízkoimpedanční cestu k zemi pro přepětí.Když dojde k napěťovým špičkám nebo rázům, SPD fungují tak, že odvádějí přebytečné napětí a proud do země.

Tímto způsobem je velikost příchozího napětí snížena na bezpečnou úroveň, která nepoškodí připojené zařízení.

Aby přepěťová ochrana fungovala, musí obsahovat alespoň jednu nelineární součást (varistor nebo jiskřiště), která za různých podmínek přechází mezi stavem vysoké a nízké impedance.

Jejich funkcí je odklonit výbojový nebo impulsní proud a omezit přepětí na následném zařízení.

Zařízení přepěťové ochrany fungují ve třech níže uvedených situacích.

A. Normální stav (absence přepětí)

V případě, že nedojde k přepětí, nemá SPD žádný dopad na systém a chová se jako otevřený obvod, zůstává ve stavu vysoké impedance.

B. Během napěťových rázů

V případě napěťových špiček a rázů se SPD přesune do stavu vodivosti a jeho impedance se sníží.Tímto způsobem bude chránit systém odvedením impulsního proudu do země.

C. Návrat k normálnímu provozu

Po vybití přepětí se SPD posunul zpět do svého normálního stavu vysoké impedance.

Přepěťová ochranná zařízení (SPD) jsou základní součástí elektrických sítí.Výběr vhodného SPD pro váš systém však může být obtížný problém.

Maximální trvalé provozní napětí (UC)

Jmenovité napětí SPD by mělo být kompatibilní s napětím elektrického systému, aby systém poskytoval vhodnou ochranu.Nižší jmenovité napětí poškodí zařízení a vyšší jmenovité napětí neodkloní přechodové jevy správně.

Doba odezvy

Popisuje se, jak doba SPD reaguje na přechodové jevy.Čím rychleji SPD zareaguje, tím lepší je ochrana ze strany SPD.Obvykle mají SPD na bázi Zenerových diod nejrychlejší odezvu.Typy plněné plynem mají relativně pomalou dobu odezvy a pojistky a typy MOV mají nejpomalejší dobu odezvy.

Jmenovitý vybíjecí proud (In)

SPD by mělo být testováno při 8/20μs průběhu a typická hodnota pro obytné miniaturní SPD je 20 kA.

Maximální impulzní vybíjecí proud (Iimp)

Zařízení musí být schopno zvládnout maximální rázový proud, který se očekává v distribuční síti, aby bylo zajištěno, že během přechodové události neselže, a zařízení by mělo být testováno s průběhem 10/350μs.

Upínací napětí

Toto je prahové napětí a nad touto úrovní napětí začne SPD svírat jakýkoli přechodový jev napětí, který detekuje v elektrickém vedení.

Výrobce a certifikace

Výběr SPD od známého výrobce, který má certifikaci od nestranného testovacího zařízení, jako je UL nebo IEC, je zásadní.Certifikace zaručuje, že produkt byl testován a splňuje všechny požadavky na výkon a zabezpečení.

Pochopení těchto pokynů pro dimenzování vám umožní vybrat nejlepší zařízení na ochranu proti přepětí pro vaše potřeby a zaručí účinnou ochranu proti přepětí.

Přepěťová ochranná zařízení (SPD) jsou navržena tak, aby poskytovala spolehlivou ochranu proti přechodným přepětím, ale určité faktory mohou vést k jejich selhání.Níže jsou uvedeny některé základní důvody selhání SPD:

1. Nadměrné přepětí

Jednou z primárních příčin selhání SPD je přepětí, k přepětí může dojít v důsledku úderu blesku, přepětí nebo jiných elektrických poruch.Ujistěte se, že jste nainstalovali správný typ SPD po správných konstrukčních výpočtech podle umístění.

2. Faktor stárnutí

Kvůli podmínkám prostředí, včetně teploty a vlhkosti, mají SPD omezenou životnost a mohou se časem zhoršit.Kromě toho mohou být SPD poškozeny častými napěťovými špičkami.

3. Problémy s konfigurací

Špatně nakonfigurováno, například když je SPD s konfigurací do hvězdy spojeno se zátěží, která je připojena přes trojúhelník.To může vystavit SPD vyššímu napětí, což může mít za následek selhání SPD.

4. Selhání součásti

SPD obsahují několik součástí, jako jsou varistory z oxidu kovu (MOV), které mohou selhat kvůli výrobním vadám nebo faktorům prostředí.

5.Nesprávné uzemnění

Aby SPD správně fungovalo, je nutné uzemnění.SPD může selhat nebo se může stát bezpečnostním problémem, pokud není správně uzemněno.