En overspændingsbeskyttelsesanordning, også kendt som en overspændingsbeskytter eller SPD, er designet til at beskytte elektriske komponenter mod spændingsstigninger, der kan forekomme i det elektriske kredsløb.

Når der frembringes en pludselig stigning i strøm eller spænding i det elektriske kredsløb eller kommunikationskredsløb som følge af udefrakommende interferens, kan overspændingsbeskyttelsesanordningen lede og shunte i løbet af meget kort tid, hvilket forhindrer overspændingen i at beskadige andre enheder i kredsløbet .

Overspændingsbeskyttelsesanordninger (SPD'er) er en omkostningseffektiv metode til at forhindre udfald og øge systemets pålidelighed.

De er typisk installeret i fordelingstavlerne og spiller en vigtig rolle i at sikre glat og uafbrudt drift af elektroniske enheder i en lang række applikationer ved at begrænse transient overspænding.

En SPD virker ved at aflede overskydende spænding fra transiente overspændinger væk fra det beskyttede udstyr.Den består typisk af metaloxidvaristorer (MOV'er) eller gasudladningsrør, der absorberer overskydende spænding og omdirigerer den til jorden og derved beskytter de tilsluttede enheder.

Strømstød kan opstå på grund af en række forskellige årsager, herunder lynnedslag, omskiftning af elektriske net, defekte ledninger og betjening af kraftigt elektrisk udstyr.De kan også være forårsaget af begivenheder, der sker inde i en bygning, såsom start af motorer eller tænding/slukning af store apparater.

Installation af en SPD kan give flere fordele, herunder:

Beskyttelse af følsomt elektronisk udstyr mod skadelige spændingsstigninger.

Forebyggelse af datatab eller korruption i computersystemer.

Forlængelse af apparaters og udstyrs levetid ved at beskytte dem mod elektriske forstyrrelser.

Reduktion af risikoen for elektriske brande forårsaget af strømstød.

Fred i sindet ved, at dit værdifulde udstyr er beskyttet.

Levetiden for en SPD kan variere afhængigt af faktorer som dens kvalitet, sværhedsgraden af ​​overspændinger, den støder på, og vedligeholdelsespraksis.Generelt har SPD'er en levetid på mellem 5 og 10 år.Det anbefales dog regelmæssigt at inspicere og teste SPD'er og udskifte dem efter behov for at sikre optimal beskyttelse.

Behovet for SPD'er kan variere afhængigt af faktorer som geografisk placering, lokale regler og følsomheden af ​​det tilsluttede elektroniske udstyr.Det er tilrådeligt at konsultere en kvalificeret elektriker eller elektroingeniør for at vurdere dine specifikke behov og afgøre, om en SPD er nødvendig for dit elektriske system.

Nogle få almindelige overspændingsbeskyttende komponenter, der bruges til fremstilling af SPD'er, er metaloxidvaristorer (MOV'er), lavinenedbrydningsdioder (ABD'er - tidligere kendt som siliciumlavinedioder eller SAD'er) og gasudladningsrør (GDT'er).MOV'er er den mest almindeligt anvendte teknologi til beskyttelse af AC-strømkredsløb.Overspændingsstrømmen for en MOV er relateret til tværsnitsarealet og dets sammensætning.Generelt gælder det, at jo større tværsnitsarealet er, jo højere er enhedens overspændingsstrøm.MOV'er er generelt af rund eller rektangulær geometri, men kommer i et væld af standarddimensioner, der spænder fra 7 mm (0,28 tommer) til 80 mm (3,15 tommer).Overspændingsstrømværdierne for disse overspændingsbeskyttelseskomponenter varierer meget og afhænger af producenten.Som diskuteret tidligere i dette afsnit, ved at forbinde MOV'erne i et parallelt array, kunne en støtstrømsværdi beregnes ved blot at lægge støtstrømsklassificeringerne for de individuelle MOV'er sammen for at opnå bølgestrømsmærkningen for arrayet.Herved bør der tages hensyn til koordinering af driften.

Der er mange hypoteser om, hvilken komponent, hvilken topologi og anvendelsen af ​​specifik teknologi, der producerer den bedste SPD til at aflede overspændingsstrøm.I stedet for at præsentere alle mulighederne, er det bedst, at diskussionen om overspændingsstrømklassificering, nominel afladningsstrømvurdering eller overspændingsstrømskapaciteter drejer sig om præstationstestdata.Uanset de komponenter, der anvendes i designet, eller den specifikke mekaniske struktur, der er implementeret, er det vigtige, at SPD'en har en overspændingsstrømklassificering eller nominel afladningsstrøm, der er egnet til applikationen.

Den nuværende udgave af IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, angiver, at medmindre der udføres en risikovurdering, skal der ydes beskyttelse mod forbigående overspænding, hvor konsekvensen forårsaget af overspænding kan:

resultere i alvorlig skade på eller tab af menneskeliv;eller

resultere i afbrydelse af offentlige tjenester og/eller beskadigelse af kulturarven;eller

resultere i afbrydelse af kommerciel eller industriel aktivitet;eller

Påvirker et stort antal samlokaliserede individer.

Denne forordning gælder for alle typer lokaler, som omfatter boliger, kommercielle og industrielle.

Selvom IET Wiring Regulations ikke har tilbagevirkende kraft, hvor der udføres arbejde på et eksisterende kredsløb i en installation, der er designet og installeret til en tidligere udgave af IET Wiring Regulations, er det nødvendigt at sikre, at det modificerede kredsløb overholder de seneste udgave, vil dette kun være fordelagtigt, hvis SPD'er er installeret for at beskytte hele installationen.

Beslutningen om, hvorvidt de vil købe SPD'er, er i hænderne på kunden, men de bør have tilstrækkelig information til at træffe en informeret beslutning om, hvorvidt de ønsker at udelade SPD'er.En beslutning bør træffes baseret på sikkerhedsrisikofaktorer og efter en omkostningsevaluering af SPD'er, som kan koste så lidt som et par hundrede pund, i forhold til omkostningerne ved den elektriske installation og det tilsluttede udstyr såsom computere, tv'er og nødvendigt udstyr. for eksempel røgdetektion og kedelstyring.

Overspændingsbeskyttelse kunne installeres i en eksisterende forbrugerenhed, hvis der var passende fysisk plads til rådighed, eller hvis der ikke var plads nok, kunne den installeres i et eksternt kabinet ved siden af ​​den eksisterende forbrugerenhed.

Det er også værd at tjekke med dit forsikringsselskab, da nogle forsikringer kan angive, at udstyr skal være dækket med en SPD, ellers udbetaler de ikke i tilfælde af en skade.

Graderingen af ​​overspændingsbeskytteren (almindeligvis kendt som lynbeskyttelse) er vurderet i henhold til IEC 61643-31 & EN 50539-11 underinddeling lynbeskyttelsesteori, som er installeret ved krydset mellem skillevæggen.Tekniske krav og funktioner er forskellige.Lynbeskyttelsesenheden i første trin er installeret mellem 0-1 zonen, høj for flowkravet, minimumskravet i IEC 61643-31 & EN 50539-11 er Itotal (10/350) 12,5 ka, og den anden og tredje niveauer er installeret mellem 1-2 og 2-3 zonerne, primært for at undertrykke overspændingen.

Overspændingsbeskyttelsesanordninger (SPD'er) er essentielle for at beskytte elektronisk udstyr mod de skadelige virkninger af forbigående overspænding, der kan forårsage skade, systemnedetid og datatab.

I mange tilfælde kan omkostningerne ved udskiftning eller reparation af udstyr være betydelige, især i missionskritiske applikationer såsom hospitaler, datacentre og industrianlæg.

Afbrydere og sikringer er ikke designet til at håndtere disse højenergihændelser, hvilket gør yderligere overspændingsbeskyttelse nødvendig.

Mens SPD'er er specielt designet til at lede forbigående overspænding væk fra udstyret, beskytte det mod beskadigelse og forlænge dets levetid.

Som konklusion er SPD'er afgørende i det moderne teknologiske miljø.

SPD arbejdsprincip

Det grundlæggende princip bag SPD'er er, at de giver en lavimpedansvej til jord for overspænding.Når der opstår spændingsspidser eller overspændinger, virker SPD'er ved at aflede overskydende spænding og strøm til jorden.

På denne måde sænkes størrelsen af ​​den indgående spænding til et sikkert niveau, der ikke beskadiger den tilsluttede enhed.

For at fungere skal en overspændingsbeskyttelsesanordning indeholde mindst én ikke-lineær komponent (en varistor eller gnistgab), som under forskellige forhold går mellem en høj og lav impedanstilstand.

Deres funktion er at aflede afladnings- eller impulsstrømmen og begrænse overspændingen ved det efterfølgende udstyr.

Overspændingsbeskyttelsesenheder fungerer under de tre situationer, der er anført nedenfor.

A. Normal tilstand (fravær af stigning)

I tilfælde af ingen overspændingsforhold har SPD ingen indflydelse på systemet og fungerer som et åbent kredsløb, det forbliver i en højimpedanstilstand.

B. Under spændingsstigninger

I tilfælde af spændingsspidser og overspændinger bevæger SPD sig til ledningstilstanden, og dens impedans falder.På denne måde vil det beskytte systemet ved at aflede impulsstrømmen til jorden.

C. Tilbage til normal drift

Efter at overspændingen er blevet afladet, skiftede SPD tilbage til sin normale højimpedanstilstand.

Surge Protective Devices (SPD'er) er væsentlige komponenter i elektriske netværk.Men at vælge en passende SPD til dit system kan være et vanskeligt problem.

Maksimal kontinuerlig driftsspænding (UC)

Den nominelle spænding for SPD skal være kompatibel med den elektriske systemspænding for at give passende beskyttelse til systemet.En lavere spændingsmærke vil beskadige enheden, og en højere spænding vil ikke aflede transient korrekt.

Responstid

Det beskrives som tidspunktet for SPD reagerer på transienterne.Jo hurtigere SPD reagerer, jo bedre er beskyttelsen fra SPD.Normalt har Zener-diodebaserede SPD'er den hurtigste respons.Gasfyldte typer har en relativt langsom responstid, og sikringer og MOV-typer har den langsomste responstid.

Nominel afladningsstrøm (In)

SPD bør testes ved 8/20μs bølgeform, og den typiske værdi for SPD i miniaturestørrelse til boliger er 20kA.

Maksimal impulsudladningsstrøm (Iimp)

Enheden skal være i stand til at håndtere den maksimale overspændingsstrøm, der forventes på distributionsnettet for at sikre, at den ikke svigter under en forbigående hændelse, og enheden bør testes med 10/350μs bølgeform.

Klemmespænding

Dette er tærskelspænding, og over dette spændingsniveau begynder SPD at klemme enhver spændingstransient, som den registrerer i strømledningen.

Producent og certificeringer

At vælge en SPD fra en velkendt producent, der har certificering fra en upartisk testfacilitet, såsom UL eller IEC, er afgørende.Certificeringen garanterer, at produktet er blevet undersøgt og opfylder alle krav til ydeevne og sikkerhed.

Forståelse af disse retningslinjer for dimensionering vil gøre dig i stand til at vælge den bedste overspændingsbeskyttelsesenhed til dine behov og garantere effektiv overspændingsbeskyttelse.

Overspændingsbeskyttelsesanordninger (SPD'er) er konstrueret til at give pålidelig beskyttelse mod forbigående overspændinger, men visse faktorer kan føre til fejl.Følgende er nogle af de underliggende årsager til fejl i SPD'er:

1.For store strømstød

En af de primære årsager til SPD-fejl er overspænding, overspænding kan forekomme på grund af lynnedslag, strømstød eller andre elektriske forstyrrelser.Sørg for at installere den rigtige type SPD efter korrekte designberegninger i henhold til placering.

2. Aldringsfaktor

På grund af miljøforhold, herunder temperatur og fugtighed, har SPD'er en begrænset holdbarhed og kan forringes over tid.Desuden kan SPD'er blive skadet af hyppige spændingsspidser.

3. Konfigurationsproblemer

Forkert konfigureret, såsom når en wye-konfigureret SPD er forbundet med en belastning, der er forbundet via et delta.Dette kan udsætte SPD'en for højere spændinger, hvilket kan resultere i SPD-fejl.

4. Komponentfejl

SPD'er indeholder flere komponenter, såsom metaloxidvaristorer (MOV'er), der kan svigte på grund af fabrikationsfejl eller miljømæssige faktorer.

5. Forkert jording

For at en SPD kan fungere korrekt, er jordforbindelse nødvendig.En SPD kan fejlfunktion eller muligvis blive et sikkerhedsproblem, hvis den er forkert jordet.