Un dispositivo de protección de sobretensión, tamén coñecido como protector de sobrecarga ou SPD, está deseñado para salvagardar os compoñentes eléctricos contra as subidas en tensión que poden ocorrer no circuíto eléctrico.

Sempre que se produce un aumento repentino da corrente ou da tensión no circuíto eléctrico ou no circuíto de comunicación como consecuencia da interferencia exterior, o dispositivo de protección contra a sobrecarga pode realizar e shunt nun período moi curto de tempo, impedindo .

Os dispositivos de protección contra o aumento (SPDs) son un método rendible para evitar interrupcións e mellorar a fiabilidade do sistema.

Normalmente están instalados nos paneis de distribución e xogan un papel importante para garantir o funcionamento suave e ininterrompido de dispositivos electrónicos nunha ampla gama de aplicacións limitando a sobretensión transitoria.

Un SPD funciona desviando o exceso de tensión de subidas transitorias lonxe dos equipos protexidos. Normalmente consiste en varistores de óxido metálico (MOVs) ou tubos de descarga de gas que absorben o exceso de tensión e redireccionan ao chan, protexendo así os dispositivos conectados.

As subidas de enerxía poden producirse por varias razóns, incluíndo raios, conmutación de cuadrículas eléctricas, cableado defectuoso e funcionamento de equipos eléctricos de alta potencia. Tamén poden ser causados ​​por acontecementos que suceden dentro dun edificio, como o inicio de motores ou o acendido/desactivado de grandes electrodomésticos.

A instalación dun SPD pode proporcionar varios beneficios, incluíndo:

Protección de equipos electrónicos sensibles contra as subidas de tensión danar.

Prevención da perda de datos ou a corrupción nos sistemas informáticos.

Extensión da vida útil de electrodomésticos e equipos protexéndoos de perturbacións eléctricas.

Redución do risco de incendios eléctricos causados ​​por subidas de enerxía.

Tranquilidade sabendo que o seu valioso equipo está salvagardado.

A vida útil dun SPD pode variar dependendo de factores como a súa calidade, a gravidade dos aumentos que atopa e as prácticas de mantemento. Xeralmente, os SPD teñen unha vida útil que oscila entre os 5 e os 10 anos. Non obstante, recoméndase inspeccionar e probar regularmente os SPD e substituílos segundo sexa necesario para garantir unha protección óptima.

A necesidade de SPD pode variar dependendo de factores como a situación xeográfica, a normativa local e a sensibilidade do equipo electrónico conectado. É recomendable consultar a un electricista ou enxeñeiro eléctrico cualificado para avaliar as súas necesidades específicas e determinar se un SPD é necesario para o seu sistema eléctrico.

Algúns compoñentes comúns de protección contra a sobrecarga empregados na fabricación de SPDs son varistores de óxido metálico (MOVs), diodos de desglose de avalanchas (ABDS-antes coñecidos como diodos de avalancha de silicio ou SADS) e tubos de descarga de gas (GDTs). Os MOV son a tecnoloxía máis usada para a protección de circuítos de potencia de CA. A clasificación de corrente de sobrecarga dun MOV está relacionada coa área de sección transversal e a súa composición. En xeral, canto maior sexa a área de sección transversal, maior será a clasificación de corrente de sobrecarga do dispositivo. Os movementos xeralmente son de xeometría redonda ou rectangular, pero entran nunha infinidade de dimensións estándar que oscilan entre os 7 mm (0,28 polgadas) e os 80 mm (3,15 polgadas). As clasificacións correntes de aumento destes compoñentes protectores de sobretensión varían moito e dependen do fabricante. Como se comentou anteriormente nesta cláusula, conectando os MOVs nunha matriz paralela, podería calcularse un valor de corrente de sobrecarga simplemente engadindo as clasificacións de corrente de sobrecarga dos movementos individuais para obter a clasificación de corrente de sobrecarga da matriz. Ao facelo, debe considerarse a coordinación do funcionamento.

Hai moitas hipóteses sobre que compoñente, que topoloxía e o despregamento de tecnoloxía específica producen o mellor SPD para desviar a corrente de sobrecarga. En lugar de presentar todas as opcións, o mellor é que a discusión sobre a clasificación actual de subida, a clasificación de corrente de descarga nominal ou as capacidades de corrente de sobrecarga xiren en torno aos datos da proba de rendemento. Independentemente dos compoñentes empregados no deseño ou da estrutura mecánica específica despregada, o que importa é que o SPD teña unha valoración de corrente de subida ou unha clasificación de corrente de descarga nominal adecuada para a aplicación.

A edición actual das normas de cableado IET, BS 7671: 2018, afirma que a menos que se realice unha avaliación de riscos, a protección contra a sobretensión transitoria deberá proporcionarse cando a consecuencia causada pola sobretensión podería:

Producir graves lesións ou perda de vida humana; ou

Producir a interrupción dos servizos públicos e/ou danos no patrimonio cultural; ou

Producir a interrupción da actividade comercial ou industrial; ou

Afectan a un gran número de individuos co-localizados.

Esta regulación aplícase a todo tipo de locais que inclúen domésticos, comerciais e industriais.

Aínda que as normas de cableado IET non son retrospectivas, onde se está a realizar traballos nun circuíto existente dentro dunha instalación que foi deseñada e instalada nunha edición anterior da normativa de cableado IET, é necesario asegurar que o circuíto modificado cumpra o último Edición, isto só será beneficioso se se instalan SPDs para protexer a instalación completa.

A decisión sobre se mercar SPDS está en mans do cliente, pero debería proporcionar información suficiente para tomar unha decisión informada sobre se desexan omitir SPD. Debe tomar unha decisión en función dos factores de risco de seguridade e despois dunha avaliación de custos de SPD, que pode custar tan poucos centos de libras, fronte ao custo da instalación eléctrica e equipos conectados a ela como ordenadores, televisores e equipos necesarios, Por exemplo, a detección de fume e os controis da caldeira.

A protección contra a sobrecarga podería instalarse nunha unidade de consumo existente se estivese dispoñible un espazo físico adecuado ou, se non estaba dispoñible suficiente espazo, podería instalarse nun recinto externo adxacente á unidade de consumo existente.

Paga a pena comprobar coa súa compañía de seguros xa que algunhas políticas poden afirmar que o equipo debe estar cuberto cun SPD ou non pagarán en caso de reclamación.

A clasificación do protector de sobrecarga (coñecida como protección do raio) avalíase segundo o IEC 61643-31 e EN 50539-11 teoría da protección do raio de subdivisión, que está instalada na unión da partición. Os requisitos e funcións técnicas difiren. O dispositivo de protección do raio da primeira etapa está instalado entre a zona 0-1, alto para o requisito de fluxo, o requisito mínimo do IEC 61643-31 e EN 50539-11 é itotal (10/350) 12,5 ka, e o segundo e terceiro Os niveis están instalados entre as zonas 1-2 e 2-3, principalmente para suprimir a sobretensión.

Os dispositivos de protección contra o aumento (SPDs) son esenciais para protexer o equipo electrónico dos efectos nocivos da sobretensión transitoria que pode causar danos, tempo de inactividade do sistema e perda de datos.

En moitos casos, o custo de substitución ou reparación de equipos pode ser significativo, particularmente en aplicacións críticas para as misións como hospitais, centros de datos e plantas industriais.

Os interruptores e os fusibles non están deseñados para xestionar estes eventos de alta enerxía, facendo necesarias a protección adicional de subida.

Mentres que os SPD están deseñados específicamente para desviar a sobretensión transitoria afastada do equipo, protexéndoo contra os danos e prolongando a súa vida útil.

En conclusión, os SPD son esenciais no ambiente tecnolóxico moderno.

Principio de traballo SPD

O principio básico detrás dos SPD é que proporcionan un camiño de baixa impedancia ao chan para o exceso de tensión. Cando se producen picos ou aumentos de tensión, os SPD funcionan desviando o exceso de tensión e corrente ao chan.

Deste xeito, a magnitude da tensión entrante baixa a un nivel seguro que non dana o dispositivo adxunto.

Para traballar, un dispositivo de protección contra a sobrecarga debe conter polo menos un compoñente non lineal (un Varistor ou Spark Gap), que en condicións de diferentes condicións transicións entre un estado de alta e baixa impedancia.

A súa función é desviar a descarga ou a corrente de impulso e limitar a sobretensión nos equipos descendentes.

Os dispositivos de protección contra a sobrecarga funcionan nas tres situacións enumeradas a continuación.

A. Condición normal (ausencia de aumento)

En caso de condicións de sobrecarga, o SPD non ten impacto no sistema e actúa como circuíto aberto, permanece nun estado de alta impedancia.

B. Durante as subidas de tensión

En caso de picos e aumentos de tensión, SPD móvese ao estado de condución e a súa impedancia diminuíu. Deste xeito, protexerá o sistema desviando a corrente de impulso ao chan.

C. Volver ao funcionamento normal

Despois de que a sobretensión foi dada de alta, SPD volveu ao seu estado normal de alta impedancia.

Os dispositivos de protección contra a sobrecarga (SPDs) son compoñentes esenciais das redes eléctricas. Non obstante, elixir un SPD adecuado para o seu sistema pode ser un problema difícil.

Tensión de funcionamento continua máxima (UC)

A tensión nominal de SPD debe ser compatible coa tensión do sistema eléctrico para ofrecer protección adecuada ao sistema. Unha menor valoración de tensión danará o dispositivo e unha clasificación máis alta non desviará correctamente o transitorio.

Tempo de resposta

Descríbese como o tempo de SPD reacciona aos transitorios. Canto máis rápido responda SPD, mellor será a protección por parte do SPD. Normalmente, os SPD baseados no diodo Zener teñen a resposta máis rápida. Os tipos cheos de gas teñen un tempo de resposta relativamente lento e os fusibles e os tipos MOV teñen o tempo de resposta máis lento.

Corrente de descarga nominal (IN)

O SPD debe probarse a forma de onda de 8/20μs e o valor típico para o SPD de tamaño en miniatura residencial é de 20ka.

Corrente máxima de descarga de impulso (IIMP)

O dispositivo debe ser capaz de xestionar a corrente máxima de sobrecarga que se espera na rede de distribución para asegurarse de que non falla durante un evento transitorio e o dispositivo debe ser probado con forma de onda de 10/350μs.

Tensión de suxeición

Esta é a tensión do limiar e por encima deste nivel de tensión, SPD comeza a suxeitar calquera transitorio de tensión que detecta na liña de enerxía.

Fabricante e certificacións

É crucial seleccionar un SPD dun coñecido fabricante que ten certificación dunha instalación de proba imparcial, como UL ou IEC. A certificación garante que o produto foi examinado e pasa todos os requisitos de rendemento e seguridade.

Comprender estas directrices de dimensionamento permitiralle seleccionar o mellor dispositivo de protección contra as súas necesidades e garantir unha protección efectiva de sobretensións.

Os dispositivos de protección contra o SURGE (SPDs) están deseñados para proporcionar unha protección fiable contra as sobretensións transitorias, pero certos factores poden levar ao seu fracaso. A continuación móstranse algunhas das razóns subxacentes detrás do fallo de SPDS:

1. Subidas de enerxía excesivas

Unha das causas primarias da falla de SPD é a sobretensión, a sobretensión pode producirse debido a folgas de raios, subidas de potencia ou outras perturbacións eléctricas. Asegúrese de instalar o tipo adecuado de SPD despois de cálculos de deseño adecuados segundo a situación.

2. Factor

Debido ás condicións ambientais, incluída a temperatura e a humidade, os SPD teñen unha vida útil limitada e poden deteriorarse co paso do tempo. Ademais, os SPD poden ser prexudicados por picos de tensión frecuentes.

3. Problemas de configuración

FIGURADO MAL, como cando un SPD configurado por WYE está ligado a unha carga que está conectada a través dun delta. Isto pode expoñer o SPD a maiores tensións, o que podería producir un fallo de SPD.

Fallo de 4.Componente

Os SPD conteñen varios compoñentes, como varistores de óxido metálico (MOVs), que poden fallar debido a defectos de fabricación ou factores ambientais.

5.impresión

Para que un SPD funcione correctamente, é necesaria a toma de terra. Un SPD pode funcionar mal ou posiblemente converterse nunha preocupación de seguridade se está inadecuadamente a terra.