یک دستگاه محافظ افزایش یافته ، همچنین به عنوان محافظ Surge یا SPD شناخته می شود ، برای محافظت از اجزای الکتریکی در برابر افزایش ولتاژ که ممکن است در مدار الکتریکی اتفاق بیفتد ، طراحی شده است.

هر زمان که افزایش ناگهانی جریان یا ولتاژ در مدار الکتریکی یا مدار ارتباطی به عنوان یک نتیجه از تداخل خارجی ایجاد شود ، دستگاه حفاظت از افزایش ممکن است در یک دوره بسیار کوتاه انجام شود و از آن استفاده کند و مانع از افزایش آسیب رساندن به سایر دستگاه های موجود در مدار شود. بشر

دستگاه های محافظ Surge (SPDS) روشی مقرون به صرفه برای جلوگیری از قطع و افزایش قابلیت اطمینان سیستم هستند.

آنها به طور معمول در پانل های توزیع نصب می شوند و نقش مهمی در اطمینان از عملکرد صاف و بی وقفه دستگاه های الکترونیکی در طیف گسترده ای از برنامه ها با محدود کردن ولتاژ گذرا دارند.

SPD با منحرف کردن ولتاژ اضافی از افزایش موقت به دور از تجهیزات محافظت شده کار می کند. این ماده به طور معمول از واریستورهای اکسید فلزی (MOV) یا لوله های تخلیه گاز تشکیل شده است که ولتاژ اضافی را جذب می کنند و آن را به زمین هدایت می کنند و در نتیجه از دستگاه های متصل محافظت می کنند.

به دلایل مختلفی از جمله اعتصاب رعد و برق ، سوئیچینگ شبکه برقی ، سیم کشی معیوب و عملکرد تجهیزات برقی با قدرت بالا می تواند افزایش یابد. آنها همچنین می توانند ناشی از وقایع در داخل یک ساختمان باشند ، مانند راه اندازی موتورها یا روشن کردن/خاموش کردن لوازم بزرگ.

نصب SPD می تواند مزایای مختلفی را ارائه دهد ، از جمله:

محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس از آسیب دیدگی ولتاژ.

پیشگیری از از دست دادن داده یا فساد در سیستم های رایانه ای.

گسترش طول عمر لوازم و تجهیزات با محافظت از آنها در برابر اختلالات الکتریکی.

کاهش خطر آتش سوزی الکتریکی ناشی از افزایش قدرت.

آرامش خاطر دانستن اینکه تجهیزات ارزشمند شما از آن محافظت می شود.

طول عمر یک SPD بسته به عواملی مانند کیفیت آن ، شدت افزایش آن و شیوه های نگهداری می تواند متفاوت باشد. به طور کلی ، SPD ها از 5 تا 10 سال طول عمر دارند. با این حال ، توصیه می شود به طور منظم SPD ها را مورد بازرسی و آزمایش قرار دهید و در صورت لزوم آنها را جایگزین کنید تا از محافظت بهینه اطمینان حاصل شود.

نیاز به SPD بسته به عواملی مانند موقعیت جغرافیایی ، مقررات محلی و حساسیت تجهیزات الکترونیکی متصل ممکن است متفاوت باشد. توصیه می شود برای ارزیابی نیازهای خاص خود و تعیین اینکه آیا SPD برای سیستم الکتریکی شما ضروری است ، با یک برقدار واجد شرایط مشورت کنید.

چند مؤلفه محافظت کننده از نظر افزایشی که در ساخت SPD ها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: واریستور اکسید فلزی (MOV) ، دیودهای تجزیه بهمن (ABDS-که قبلاً به عنوان دیودهای بهمن سیلیکون یا SADS شناخته می شدند) و لوله های تخلیه گاز (GDTS). MOV ها رایج ترین فناوری برای محافظت از مدارهای برق AC هستند. امتیاز جریان جریان یک MOV مربوط به منطقه مقطعی و ترکیب آن است. به طور کلی ، هرچه سطح مقطع بزرگتر باشد ، امتیاز جریان افزایش دستگاه بیشتر می شود. MOV ها به طور کلی از هندسه گرد یا مستطیل شکل هستند اما در ابعاد استاندارد از 7 میلی متر (0.28 اینچ) تا 80 میلی متر (3.15 اینچ) قرار دارند. رتبه بندی جریان جریان این اجزای محافظ افزایش یافته بسیار متفاوت است و به تولید کننده وابسته است. همانطور که در ابتدا در این بند مورد بحث قرار گرفت ، با اتصال MOV ها در یک آرایه موازی ، می توان مقدار جریان افزایش را با اضافه کردن رتبه های جریان افزایش یافته های فردی با هم محاسبه کرد تا امتیاز جریان جریان آرایه را بدست آورد. با انجام این کار ، باید به هماهنگی عملیات توجه شود.

فرضیه های بسیاری در مورد اینکه کدام مؤلفه ، چه توپولوژی و استقرار فناوری خاص بهترین SPD را برای منحرف کردن جریان افزایش تولید می کند ، وجود دارد. به جای ارائه همه گزینه ها ، بهتر است بحث در مورد افزایش رتبه فعلی ، رتبه بندی جریان اسمی تخلیه یا افزایش قابلیت های فعلی حول داده های آزمون عملکرد باشد. صرف نظر از مؤلفه های مورد استفاده در طراحی یا ساختار مکانیکی خاص مستقر ، آنچه مهم است این است که SPD دارای رتبه فعلی جریان یا رتبه فعلی تخلیه اسمی است که برای برنامه مناسب است.

نسخه فعلی آیین نامه سیم کشی IET ، BS 7671: 2018 ، بیان می کند که مگر اینکه ارزیابی ریسک انجام شود ، محافظت در برابر ولتاژ زودرس در جایی ارائه می شود که نتیجه ناشی از ولتاژ می تواند:

منجر به آسیب جدی به زندگی انسان یا از دست دادن زندگی انسان می شود. یا

منجر به وقفه در خدمات عمومی و یا آسیب رساندن به میراث فرهنگی می شود. یا

منجر به قطع فعالیت تجاری یا صنعتی می شود. یا

تعداد زیادی از افراد مستقر را تحت تأثیر قرار دهید.

این آیین نامه در مورد انواع مکانهایی که شامل داخلی ، تجاری و صنعتی است ، اعمال می شود.

در حالی که مقررات سیم کشی IET به صورت گذشته نگر نیست ، جایی که کار بر روی یک مدار موجود در یک نصب انجام می شود که به نسخه قبلی آیین نامه سیم کشی IET طراحی و نصب شده است ، لازم است اطمینان حاصل شود که مدار اصلاح شده با جدیدترین مطابقت دارد نسخه ، این تنها در صورت نصب SPD برای محافظت از کل نصب مفید خواهد بود.

تصمیم در مورد خرید SPD در دست مشتری است ، اما باید اطلاعات کافی را برای تصمیم گیری آگاهانه در مورد اینکه آیا مایل به حذف SPD هستند ، ارائه دهند. تصمیمی باید بر اساس عوامل خطر ایمنی اتخاذ شود و پس از ارزیابی هزینه SPD ها ، که ممکن است به اندازه چند صد پوند هزینه داشته باشد ، در برابر هزینه نصب و تجهیزات برق و تجهیزات متصل به آن مانند رایانه ها ، تلویزیون ها و تجهیزات لازم ، به عنوان مثال ، کنترل دود و کنترل دیگ بخار.

در صورتی که فضای فیزیکی مناسب در دسترس باشد یا اگر فضای کافی در دسترس نباشد ، می توان در یک واحد مصرف کننده موجود در یک واحد مصرف کننده موجود نصب کرد ، می توان آن را در محفظه خارجی مجاور واحد مصرف کننده موجود نصب کرد.

همچنین ارزش آن را دارد که با شرکت بیمه خود بررسی کنید زیرا برخی از سیاست ها ممکن است بیان کنند که تجهیزات باید با SPD پوشانده شوند یا در صورت ادعا پرداخت نمی کنند.

درجه بندی محافظ Surge (که معمولاً به عنوان محافظت از رعد و برق شناخته می شود) با توجه به IEC 61643-31 و EN 50539-11 تئوری حفاظت از رعد و برق زیر مجموعه ، که در محل اتصال پارتیشن نصب شده است ، ارزیابی می شود. الزامات و عملکردهای فنی متفاوت است. دستگاه حفاظت از رعد و برق مرحله اول بین منطقه 0-1 نصب شده است ، برای نیاز جریان ، حداقل نیاز IEC 61643-31 و EN 50539-11 itotal (10/350) 12.5 KA و دوم و سوم است سطح بین مناطق 1-2 و 2-3 نصب شده است ، به طور عمده برای سرکوب ولتاژ.

دستگاه های محافظ Surge (SPD) در محافظت از تجهیزات الکترونیکی در برابر اثرات مضر ولتاژ گذرا که می تواند باعث آسیب ، خرابی سیستم و از بین رفتن داده ها شود ، ضروری است.

در بسیاری از موارد ، هزینه تعویض یا تعمیر تجهیزات می تواند قابل توجه باشد ، به ویژه در کاربردهای مهم و مهم مانند بیمارستان ها ، مراکز داده و گیاهان صنعتی.

قطع کننده های مدار و فیوزها برای رسیدگی به این حوادث پر انرژی طراحی نشده اند و باعث می شود محافظت از افزایش اضافی لازم باشد.

در حالی که SPD ها به طور خاص برای منحرف کردن ولتاژ گذرا از تجهیزات طراحی شده اند ، از آن در برابر آسیب ها محافظت می کنند و طول عمر آن را طولانی می کنند.

در پایان ، SPD ها در محیط فناوری مدرن ضروری هستند.

اصل کار SPD

اصل اساسی SPDS این است که آنها یک مسیر امپدانس کم به زمین را برای ولتاژ اضافی فراهم می کنند. هنگامی که سنبله یا افزایش ولتاژ رخ می دهد ، SPD ها با منحرف کردن ولتاژ اضافی و جریان به زمین کار می کنند.

به این ترتیب ، بزرگی ولتاژ ورودی به یک سطح امن کاهش می یابد که به دستگاه متصل آسیب نمی رساند.

برای کار ، یک دستگاه حفاظت از افزایش باید حداقل یک جزء غیر خطی (یک شکاف واریستور یا جرقه) داشته باشد ، که در شرایط مختلف بین حالت امپدانس بالا و پایین منتقل می شود.

عملکرد آنها منحرف کردن تخلیه یا جریان انگیزه و محدود کردن ولتاژ در تجهیزات پایین دست است.

دستگاه های حفاظت از Surge تحت سه موقعیت ذکر شده در زیر عمل می کنند.

الف) وضعیت طبیعی (عدم افزایش)

در صورت عدم وجود شرایط افزایش ، SPD هیچ تاثیری در سیستم ندارد و به عنوان یک مدار باز عمل می کند ، در حالت امپدانس بالایی باقی می ماند.

ب. در طول ولتاژ

در صورت سنبله ها و افزایش ولتاژ ، SPD به حالت هدایت حرکت می کند و امپدانس آن کاهش می یابد. به این ترتیب ، با منحرف کردن جریان ضربه به زمین ، از سیستم محافظت می کند.

ج - بازگشت به عملکرد عادی

پس از تخلیه ولتاژ بیش از حد ، SPD به حالت امپدانس طبیعی طبیعی خود بازگشت.

دستگاه های محافظ Surge (SPD) اجزای اساسی شبکه های برقی هستند. با این حال ، انتخاب یک SPD مناسب برای سیستم شما ممکن است یک مسئله دشوار باشد.

حداکثر ولتاژ عملیاتی مداوم (UC)

ولتاژ دارای امتیاز SPD باید با ولتاژ سیستم الکتریکی سازگار باشد تا از سیستم محافظت مناسب استفاده کند. رتبه ولتاژ پایین تر به دستگاه آسیب می رساند و رتبه بالاتر به طور صحیح به طور صحیح منحرف نمی شود.

زمان پاسخ

این به عنوان زمان واکنش SPD به گذرا توصیف می شود. هرچه SPD سریعتر پاسخ دهد ، محافظت از SPD بهتر می شود. معمولاً SPD های مبتنی بر دیود زنر سریعترین پاسخ را دارند. انواع پر از گاز دارای زمان پاسخ نسبتاً کند هستند و فیوزها و انواع MOV کمترین زمان پاسخ را دارند.

جریان تخلیه اسمی (در)

SPD باید در شکل موج 8/20μS آزمایش شود و مقدار معمولی برای SPD به اندازه مینیاتوری مسکونی 20KA است.

حداکثر جریان تخلیه ضربه (IIMP)

دستگاه باید بتواند حداکثر جریان افزایشی را که در شبکه توزیع انتظار می رود ، تحمل کند تا اطمینان حاصل کند که در طی یک رویداد گذرا از کار نمی افتد و دستگاه باید با شکل موج 10/350μs آزمایش شود.

ولتاژ

این ولتاژ آستانه و بالاتر از این سطح ولتاژ است ، SPD شروع به بستن هر ولتاژ گذرا که در خط برق تشخیص می دهد ، شروع می شود.

تولید کننده و گواهینامه ها

انتخاب SPD از یک تولید کننده مشهور که دارای گواهینامه از یک تسهیلات آزمایشی بی طرف مانند UL یا IEC است ، بسیار مهم است. صدور گواهینامه تضمین می کند که محصول مورد بررسی قرار گرفته و کلیه الزامات عملکرد و امنیتی را تصویب می کند.

دانستن این دستورالعمل های اندازه ، شما را قادر می سازد تا بهترین دستگاه حفاظت از افزایش را برای نیازهای خود انتخاب کرده و محافظت از افزایش موثر را تضمین کنید.

دستگاه های محافظ Surge (SPDS) برای ارائه محافظت قابل اعتماد در برابر ولتاژهای گذرا ساخته شده اند ، اما عوامل خاصی می توانند منجر به خرابی آنها شوند. در زیر برخی از دلایل اساسی عدم موفقیت SPDS وجود دارد:

1. افزایش قدرت قدرت

یکی از دلایل اصلی عدم موفقیت SPD ، ولتاژ است ، ولتاژ می تواند به دلیل اعتصاب رعد و برق ، افزایش قدرت یا سایر اختلالات الکتریکی رخ دهد. پس از محاسبات طراحی مناسب با توجه به موقعیت مکانی ، نوع مناسب SPD را نصب کنید.

2. عامل سن

با توجه به شرایط محیطی از جمله دما و رطوبت ، SPD ها ماندگاری محدودی دارند و ممکن است با گذشت زمان بدتر شوند. علاوه بر این ، SPD ها را می توان به سنبله های ولتاژ مکرر آسیب رساند.

3. مسائل مربوط به پیکربندی

غلط تنظیم شده ، مانند زمانی که یک SPD همراه با Wye همراه با بار مرتبط است که از طریق دلتا متصل می شود. این ممکن است SPD را در معرض ولتاژهای بیشتر قرار دهد ، که می تواند منجر به خرابی SPD شود.

4. خرابی مؤلفه

SPD ها حاوی چندین مؤلفه مانند واریستور اکسید فلزی (MOVS) هستند که به دلیل نقص تولید یا عوامل محیطی می توانند شکست بخورند.

5.Improper Grounding

برای اینکه یک SPD به درستی کار کند ، زمینه سازی لازم است. SPD در صورت عدم استفاده نادرست می تواند به یک نگرانی ایمنی تبدیل شود یا احتمالاً به یک نگرانی ایمنی تبدیل شود.