A túlfeszültség-védő eszközt, más néven túlfeszültség-védőt vagy SPD-t arra terveztek, hogy megvédje az elektromos alkatrészeket az elektromos áramkörben előforduló feszültséglökésektől.

Amikor külső interferencia következtében hirtelen áram- vagy feszültségnövekedés lép fel az elektromos áramkörben vagy a kommunikációs áramkörben, a túlfeszültség-védelmi készülék nagyon rövid időn belül vezetni és söntölni képes, megakadályozva, hogy a túlfeszültség károsítsa az áramkör többi eszközét. .

A túlfeszültségvédő eszközök (SPD) költséghatékony módszer a kimaradások megelőzésére és a rendszer megbízhatóságának növelésére.

Jellemzően az elosztó panelekbe vannak beépítve, és a tranziens túlfeszültség korlátozásával fontos szerepet játszanak az elektronikus eszközök zavartalan és zavartalan működésének biztosításában az alkalmazások széles körében.

Az SPD úgy működik, hogy elvezeti a tranziens túlfeszültségek túlfeszültségét a védett berendezésről.Jellemzően fém-oxid varisztorokból (MOV) vagy gázkisülési csövekből áll, amelyek elnyelik a túlfeszültséget és visszairányítják a földre, ezáltal védik a csatlakoztatott eszközöket.

Az áramlökések számos ok miatt fordulhatnak elő, beleértve a villámcsapást, az elektromos hálózat átkapcsolását, a hibás vezetékeket és a nagy teljesítményű elektromos berendezések működését.Ezeket az épületen belüli események is okozhatják, mint például a motorok beindítása vagy a nagyméretű készülékek be- és kikapcsolása.

Az SPD telepítése számos előnnyel járhat, többek között:

Érzékeny elektronikus berendezések védelme a káros feszültséglökések ellen.

Adatvesztés vagy -sérülés megelőzése számítógépes rendszerekben.

A készülékek és berendezések élettartamának meghosszabbítása az elektromos zavaroktól való megóvással.

A túlfeszültség okozta elektromos tüzek kockázatának csökkentése.

Nyugodtan tudhatja, hogy értékes felszerelései biztonságban vannak.

Az SPD élettartama olyan tényezőktől függően változhat, mint a minősége, az általa tapasztalt túlfeszültségek súlyossága és a karbantartási gyakorlat.Általában az SPD-k élettartama 5-10 év.Javasoljuk azonban az SPD-ket rendszeresen ellenőrizni és tesztelni, és szükség szerint cserélni az optimális védelem érdekében.

Az SPD-k szükségessége az olyan tényezőktől függően változhat, mint a földrajzi elhelyezkedés, a helyi előírások és a csatlakoztatott elektronikus berendezés érzékenysége.Javasoljuk, hogy konzultáljon szakképzett villanyszerelővel vagy villamosmérnökkel, hogy felmérje speciális igényeit, és eldöntse, szükséges-e SPD az elektromos rendszeréhez.

Az SPD-k gyártásához használt néhány gyakori túlfeszültség-védő alkatrész a fém-oxid-varisztorok (MOV), a lavinaletörés-diódák (ABD-k – korábban szilícium-lavinadiódák vagy SAD-ek) és a gázkisülési csövek (GDT).A MOV-ok a leggyakrabban használt technológia a váltakozó áramú áramkörök védelmére.A MOV túlfeszültség-áramértéke a keresztmetszeti területtől és összetételétől függ.Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a keresztmetszeti terület, annál nagyobb a készülék névleges túlfeszültsége.A MOV-k általában kerek vagy téglalap alakúak, de szabványos méretek tömkelege 7 mm (0,28 hüvelyk) és 80 mm (3,15 hüvelyk) között van.Ezeknek a túlfeszültség-védő alkatrészeknek a túlfeszültség-értékei nagymértékben változnak, és a gyártótól függenek.Amint azt ebben a szakaszban korábban tárgyaltuk, a MOV-ok párhuzamos tömbbe történő csatlakoztatásával a túlfeszültség-érték kiszámítható úgy, hogy egyszerűen összeadjuk az egyes MOV-ok túlfeszültség-értékeit, így megkapjuk a tömb túlfeszültség-áramát.Ennek során figyelembe kell venni a működés összehangolását.

Számos hipotézis létezik arra vonatkozóan, hogy melyik komponens, milyen topológia és egy adott technológia alkalmazása hozza létre a legjobb SPD-t a túlfeszültség elvezetésére.Az összes lehetőség bemutatása helyett a legjobb, ha a túlfeszültség-besorolás, a névleges kisülési áram besorolása vagy a túlfeszültség-áram-képességek tárgyalása a teljesítményteszt adatai körül forog.Függetlenül a tervezésben használt alkatrészektől vagy az alkalmazott konkrét mechanikai szerkezettől, az számít, hogy az SPD az adott alkalmazásnak megfelelő túlfeszültség- vagy névleges kisülési árammal rendelkezik.

Az IET huzalozási szabályzatának jelenlegi kiadása, a BS 7671:2018 kimondja, hogy ha nem végeznek kockázatértékelést, akkor a tranziens túlfeszültség elleni védelmet biztosítani kell, ha a túlfeszültség által okozott következmények:

Emberi élet súlyos sérülését vagy elvesztését eredményezi;vagy

A közszolgáltatások megszakítása és/vagy a kulturális örökség károsodása;vagy

Kereskedelmi vagy ipari tevékenység megszakítását eredményezi;vagy

Nagyszámú, együtt tartózkodó személyt érint.

Ez a szabályozás minden típusú helyiségre vonatkozik, beleértve a háztartási, kereskedelmi és ipari helyiségeket.

Míg az IET huzalozási szabályzata nem visszamenőleges, ha egy meglévő áramkörön dolgoznak egy olyan berendezésen belül, amelyet az IET vezetékezési szabályzat korábbi kiadása szerint terveztek és telepítettek, biztosítani kell, hogy a módosított áramkör megfeleljen a legújabb kiadás, ez csak akkor előnyös, ha SPD-ket telepítenek a teljes telepítés védelmére.

Az SPD-k megvásárlásáról szóló döntés az ügyfél kezében van, de elegendő információval kell rendelkeznie ahhoz, hogy megalapozott döntést hozhasson arról, hogy ki kívánja-e hagyni az SPD-ket.A döntést a biztonsági kockázati tényezők alapján és az SPD-k költségbecslését követően kell meghozni, amelyek akár néhány száz fontba is kerülhetnek, szemben az elektromos szerelés és a hozzá kapcsolódó berendezések, például számítógépek, TV-k és szükséges felszerelések költségeivel, például füstérzékelő és kazánvezérlés.

A túlfeszültség elleni védelem egy meglévő fogyasztói egységbe is beépíthető, ha megfelelő fizikai hely áll rendelkezésre, vagy ha nem áll rendelkezésre elegendő hely, akkor a meglévő fogyasztói egység melletti külső burkolatba.

Érdemes a biztosítótársaságnál is egyeztetni, mivel egyes kötvények kimondhatják, hogy a berendezéseket SPD-vel kell fedezni, különben kárbejelentés esetén nem fizetnek.

A túlfeszültség-védő (közismert nevén villámvédelem) besorolása az IEC 61643-31 és EN 50539-11 felosztású villámvédelmi elmélet szerint történik, amelyet a válaszfal találkozásánál kell felszerelni.A műszaki követelmények és funkciók eltérőek.Az első fokozatú villámvédelmi berendezés a 0-1 zóna közé kerül beépítésre, magas az áramlási igényhez, az IEC 61643-31 és EN 50539-11 minimális követelménye Itotal (10/350) 12,5 ka, a második és harmadik szintek az 1-2 és 2-3 zóna közé vannak beépítve, elsősorban a túlfeszültség elnyomására.

A túlfeszültségvédő eszközök (SPD-k) elengedhetetlenek az elektronikus berendezések védelmében a tranziens túlfeszültség káros hatásaitól, amelyek károkat, rendszerleállást és adatvesztést okozhatnak.

Sok esetben a berendezések cseréjének vagy javításának költsége jelentős lehet, különösen a kritikus fontosságú alkalmazásokban, például kórházakban, adatközpontokban és ipari üzemekben.

A megszakítókat és biztosítékokat nem úgy tervezték, hogy kezeljék ezeket a nagy energiájú eseményeket, ezért további túlfeszültség-védelemre van szükség.

Míg az SPD-ket kifejezetten arra tervezték, hogy a tranziens túlfeszültséget eltereljék a berendezésről, védve azt a sérülésektől és meghosszabbítva élettartamát.

Összefoglalva, az SPD-k elengedhetetlenek a modern technológiai környezetben.

SPD működési elve

Az SPD-k mögötti alapelv az, hogy alacsony impedanciájú utat biztosítanak a földhöz a túlfeszültséghez.Feszültségcsúcsok vagy túlfeszültségek esetén az SPD-k úgy működnek, hogy a felesleges feszültséget és áramot a földre irányítják.

Ily módon a bejövő feszültség nagysága olyan biztonságos szintre csökken, amely nem károsítja a csatlakoztatott eszközt.

Ahhoz, hogy a túlfeszültség-védelmi berendezés működjön, legalább egy nemlineáris komponenst (varisztort vagy szikraközt) kell tartalmaznia, amely különböző körülmények között nagy és alacsony impedanciájú állapot között vált át.

Feladatuk a kisülési vagy impulzusáram elvezetése és a túlfeszültség korlátozása a lefelé irányuló berendezéseknél.

A túlfeszültség-védelmi eszközök az alábbiakban felsorolt ​​három helyzetben működnek.

A. Normál állapot (túlfeszültség hiánya)

Ha nincs túlfeszültség, az SPD nincs hatással a rendszerre, és megszakadt áramkörként működik, magas impedanciájú állapotban marad.

B. Túlfeszültség alatt

Feszültségcsúcsok és túlfeszültségek esetén az SPD vezetési állapotba kerül és impedanciája csökken.Ily módon megvédi a rendszert azáltal, hogy az impulzusáramot a földre tereli.

C. Vissza a normál működéshez

A túlfeszültség levezetése után az SPD visszavált normál nagy impedanciájú állapotába.

A túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) az elektromos hálózatok alapvető alkotóelemei.A megfelelő SPD kiválasztása azonban nehéz feladat lehet.

Maximális folyamatos üzemi feszültség (UC)

Az SPD névleges feszültségének kompatibilisnek kell lennie az elektromos rendszer feszültségével, hogy megfelelő védelmet nyújtson a rendszernek.Az alacsonyabb névleges feszültség károsítja a készüléket, a magasabb névleges feszültség pedig nem tereli el megfelelően a tranzienseket.

Válaszidő

Úgy írják le, hogy az SPD ideje reagál a tranziensekre.Minél gyorsabban reagál az SPD, annál jobb az SPD védelme.Általában a Zener dióda alapú SPD-k reagálnak a leggyorsabbra.A gázzal töltött típusok válaszideje viszonylag lassú, a biztosítékok és a MOV típusok pedig a leglassabbak.

Névleges kisülési áram (In)

Az SPD-t 8/20 μs hullámformával kell tesztelni, és a lakossági miniatűr méretű SPD tipikus értéke 20 kA.

Maximális impulzus kisülési áram (Iimp)

A készüléknek képesnek kell lennie az elosztóhálózaton várható maximális túlfeszültség kezelésére, hogy biztosítsa, hogy tranziens esemény során ne hibásodjon meg, és az eszközt 10/350μs hullámformával kell tesztelni.

Szorítófeszültség

Ez a küszöbfeszültség, és e feszültségszint felett az SPD elkezd rögzíteni minden olyan feszültségtranzienst, amelyet észlel a tápvezetékben.

Gyártó és tanúsítványok

Kulcsfontosságú, hogy egy jól ismert gyártótól származó SPD-t válasszunk, amely pártatlan tesztelő létesítménytől, például UL vagy IEC tanúsítvánnyal rendelkezik.A tanúsítvány garantálja, hogy a terméket megvizsgálták, és megfelel minden teljesítmény- és biztonsági követelménynek.

Ezen méretezési irányelvek megértése lehetővé teszi, hogy kiválaszthassa az igényeinek legjobban megfelelő túlfeszültség-védelmi eszközt, és garantálja a hatékony túlfeszültség-védelmet.

A túlfeszültség-védelmi eszközöket (SPD) úgy tervezték, hogy megbízható védelmet nyújtsanak a tranziens túlfeszültség ellen, de bizonyos tényezők meghibásodásukhoz vezethetnek.Íme néhány az SPD sikertelenségének mögöttes okai közül:

1.Túlzott áramlökések

Az SPD meghibásodásának egyik elsődleges oka a túlfeszültség, túlfeszültség léphet fel villámcsapás, túlfeszültség vagy egyéb elektromos zavar miatt.Ügyeljen arra, hogy a megfelelő típusú SPD-t telepítse a megfelelő tervezési számítások elvégzése után a helynek megfelelően.

2. Öregedési tényező

A környezeti feltételek, köztük a hőmérséklet és a páratartalom miatt az SPD-k eltarthatósági ideje korlátozott, és idővel romolhatnak.Ezenkívül az SPD-ket károsíthatják a gyakori feszültségcsúcsok.

3. Konfigurációs problémák

Rosszul konfigurált, például amikor egy wye-konfigurációjú SPD olyan terheléshez van kapcsolva, amely deltán keresztül csatlakozik.Ez nagyobb feszültségnek teheti ki az SPD-t, ami az SPD meghibásodásához vezethet.

4.Alkatrész meghibásodás

Az SPD-k számos alkatrészt tartalmaznak, például fém-oxid varisztorokat (MOV), amelyek gyártási hibák vagy környezeti tényezők miatt meghibásodhatnak.

5.Nem megfelelő földelés

Az SPD megfelelő működéséhez földelés szükséges.Az SPD meghibásodhat, vagy biztonsági kockázatot jelenthet, ha nem megfelelően van földelve.