Een overspanningsbeveiligingsapparaat, ook wel overspanningsbeveiliging of SPD genoemd, is ontworpen om elektrische componenten te beschermen tegen spanningspieken die in het elektrische circuit kunnen optreden.

Telkens wanneer er een plotselinge stijging van de stroom of spanning in het elektrische circuit of communicatiecircuit wordt geproduceerd als gevolg van interferentie van buitenaf, kan het overspanningsbeveiligingsapparaat in zeer korte tijd geleiden en overbruggen, waardoor wordt voorkomen dat de overspanning andere apparaten in het circuit beschadigt. .

Overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) zijn een kosteneffectieve methode om uitval te voorkomen en de systeembetrouwbaarheid te verbeteren.

Ze worden doorgaans geïnstalleerd in de verdeelpanelen en spelen een belangrijke rol bij het garanderen van de soepele en ononderbroken werking van elektronische apparaten in een breed scala aan toepassingen door voorbijgaande overspanning te beperken.

Een SPD werkt door overtollige spanning van transiënte spanningspieken weg te leiden van de beschermde apparatuur.Het bestaat doorgaans uit metaaloxidevaristoren (MOV's) of gasontladingsbuizen die de overtollige spanning absorberen en naar de aarde leiden, waardoor de aangesloten apparaten worden beschermd.

Stroompieken kunnen verschillende oorzaken hebben, waaronder blikseminslag, omschakeling van het elektriciteitsnet, defecte bedrading en de werking van elektrische apparatuur met hoog vermogen.Ze kunnen ook worden veroorzaakt door gebeurtenissen die plaatsvinden in een gebouw, zoals het opstarten van motoren of het in- en uitschakelen van grote apparaten.

Het installeren van een SPD kan verschillende voordelen bieden, waaronder:

Bescherming van gevoelige elektronische apparatuur tegen schadelijke spanningspieken.

Preventie van gegevensverlies of corruptie in computersystemen.

Verlenging van de levensduur van apparaten en apparatuur door ze te beschermen tegen elektrische storingen.

Vermindering van het risico op elektrische branden veroorzaakt door stroompieken.

Gemoedsrust in de wetenschap dat uw waardevolle apparatuur veilig is.

De levensduur van een SPD kan variëren, afhankelijk van factoren zoals de kwaliteit ervan, de ernst van de spanningspieken die ermee worden geconfronteerd en de onderhoudspraktijken.Over het algemeen hebben SPD's een levensduur variërend van 5 tot 10 jaar.Het wordt echter aanbevolen om SPD's regelmatig te inspecteren, testen en indien nodig te vervangen om een ​​optimale bescherming te garanderen.

De behoefte aan SPD's kan variëren afhankelijk van factoren zoals de geografische locatie, lokale regelgeving en de gevoeligheid van de aangesloten elektronische apparatuur.Het is raadzaam om een ​​gekwalificeerde elektricien of elektrotechnisch ingenieur te raadplegen om uw specifieke behoeften te beoordelen en te bepalen of een SPD noodzakelijk is voor uw elektrische systeem.

Een paar veel voorkomende overspanningsbeveiligende componenten die worden gebruikt bij de productie van SPD's zijn metaaloxidevaristors (MOV's), lawinedoorslagdiodes (ABD's - voorheen bekend als siliciumlawinediodes of SAD's) en gasontladingsbuizen (GDT's).MOV's zijn de meest gebruikte technologie voor de bescherming van wisselstroomcircuits.De stootstroomwaarde van een MOV is gerelateerd aan het dwarsdoorsnedeoppervlak en de samenstelling ervan.Over het algemeen geldt dat hoe groter het dwarsdoorsnedeoppervlak is, hoe hoger de stootstroomwaarde van het apparaat.MOV's hebben over het algemeen een ronde of rechthoekige geometrie, maar zijn verkrijgbaar in een overvloed aan standaardafmetingen, variërend van 7 mm (0,28 inch) tot 80 mm (3,15 inch).De overspanningsstroomwaarden van deze overspanningsbeveiligingscomponenten lopen sterk uiteen en zijn afhankelijk van de fabrikant.Zoals eerder in deze clausule besproken, kan, door de MOV's in een parallelle array aan te sluiten, een piekstroomwaarde worden berekend door simpelweg de piekstroomwaarden van de individuele MOV's bij elkaar op te tellen om de piekstroomwaarde van de array te verkrijgen.Daarbij moet aandacht worden besteed aan de coördinatie van de exploitatie.

Er zijn veel hypothesen over welke component, welke topologie en de inzet van specifieke technologie de beste SPD opleveren voor het omleiden van stootstroom.In plaats van alle opties te presenteren, is het het beste dat de discussie over de stootstroomwaarde, de nominale ontladingsstroomwaarde of de stootstroomcapaciteiten draait om prestatietestgegevens.Ongeacht de componenten die in het ontwerp worden gebruikt, of de specifieke mechanische structuur die wordt ingezet, het gaat erom dat de SPD een stootstroomwaarde of nominale ontladingsstroomwaarde heeft die geschikt is voor de toepassing.

De huidige editie van de IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, stelt dat, tenzij een risicobeoordeling wordt uitgevoerd, bescherming tegen voorbijgaande overspanning moet worden geboden als de gevolgen veroorzaakt door overspanning:

resulteren in ernstig letsel of verlies van mensenlevens;of

resulteren in onderbreking van de openbare dienstverlening en/of schade aan cultureel erfgoed;of

resulteren in onderbreking van commerciële of industriële activiteiten;of

Beïnvloed een groot aantal individuen die zich op dezelfde locatie bevinden.

Deze verordening is van toepassing op alle soorten gebouwen, waaronder huishoudelijke, commerciële en industriële gebouwen.

Hoewel de IET-bedradingsvoorschriften geen terugwerkende kracht hebben, is het, wanneer er wordt gewerkt aan een bestaand circuit binnen een installatie die is ontworpen en geïnstalleerd volgens een eerdere editie van de IET-bedradingsvoorschriften, noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het gewijzigde circuit voldoet aan de nieuwste editie zal dit alleen nuttig zijn als er SPD's zijn geïnstalleerd om de hele installatie te beschermen.

De beslissing over het al dan niet aanschaffen van SPD's ligt in de handen van de klant, maar hij moet voldoende informatie krijgen om een ​​weloverwogen beslissing te kunnen nemen over de vraag of hij SPD's wil weglaten.Er moet een beslissing worden genomen op basis van veiligheidsrisicofactoren en na een kostenevaluatie van SPD's, die slechts een paar honderd pond kunnen kosten, versus de kosten van de elektrische installatie en de daarop aangesloten apparatuur, zoals computers, tv's en benodigde apparatuur. bijvoorbeeld rookdetectie en ketelbediening.

Overspanningsbeveiliging kan worden geïnstalleerd in een bestaande consumenteneenheid als er voldoende fysieke ruimte beschikbaar is, of, als er niet voldoende ruimte beschikbaar is, kan deze worden geïnstalleerd in een externe behuizing naast de bestaande consumenteneenheid.

Het is ook de moeite waard om dit bij uw verzekeringsmaatschappij na te vragen, omdat op sommige polissen staat dat apparatuur gedekt moet zijn door een SPD, anders worden ze niet uitbetaald in het geval van een claim.

De classificatie van de overspanningsbeveiliging (algemeen bekend als bliksembeveiliging) wordt beoordeeld volgens de IEC 61643-31 & EN 50539-11 onderverdeling bliksembeveiligingstheorie, die is geïnstalleerd op de kruising van de scheidingswand.Technische vereisten en functies verschillen.Het bliksembeveiligingsapparaat van de eerste fase wordt geïnstalleerd tussen de 0-1-zone, hoog voor de stroomvereiste, de minimumvereiste van IEC 61643-31 en EN 50539-11 is Itotaal (10/350) 12,5 ka, en de tweede en derde Er zijn niveaus geïnstalleerd tussen de 1-2 en 2-3 zones, voornamelijk om de overspanning te onderdrukken.

Overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) zijn essentieel bij het beschermen van elektronische apparatuur tegen de schadelijke effecten van voorbijgaande overspanning die schade, systeemuitval en gegevensverlies kan veroorzaken.

In veel gevallen kunnen de kosten voor vervanging of reparatie van apparatuur aanzienlijk zijn, vooral in bedrijfskritische toepassingen zoals ziekenhuizen, datacenters en industriële installaties.

Stroomonderbrekers en zekeringen zijn niet ontworpen om deze gebeurtenissen met hoge energie aan te kunnen, waardoor aanvullende overspanningsbeveiliging noodzakelijk is.

Terwijl SPD's specifiek zijn ontworpen om tijdelijke overspanning weg te leiden van de apparatuur, deze te beschermen tegen schade en de levensduur ervan te verlengen.

Kortom, SPD's zijn essentieel in de moderne technologische omgeving.

SPD-werkprincipe

Het basisprincipe achter SPD's is dat ze een pad met lage impedantie naar aarde bieden voor overtollige spanning.Wanneer spanningspieken of -pieken optreden, werken SPD's door de overtollige spanning en stroom naar de aarde af te leiden.

Op deze manier wordt de grootte van de binnenkomende spanning verlaagd tot een veilig niveau dat het aangesloten apparaat niet beschadigt.

Om te kunnen werken moet een overspanningsbeveiligingsapparaat ten minste één niet-lineaire component (een varistor of vonkbrug) bevatten, die onder verschillende omstandigheden overgaat tussen een toestand met hoge en lage impedantie.

Hun functie is het omleiden van de ontladings- of impulsstroom en het beperken van de overspanning bij de stroomafwaartse apparatuur.

Overspanningsbeveiligingsapparaten functioneren onder de drie hieronder genoemde situaties.

A. Normale toestand (geen piek)

Als er geen piekomstandigheden zijn, heeft de SPD geen invloed op het systeem en fungeert hij als een open circuit; hij blijft in een hoge impedantietoestand.

B. Tijdens spanningspieken

In het geval van spanningspieken en -pieken gaat SPD naar de geleidingstoestand en neemt de impedantie af.Op deze manier beschermt het het systeem door de impulsstroom naar de aarde af te leiden.

C. Terug naar normale werking

Nadat de overspanning is ontladen, schakelt de SPD terug naar de normale toestand met hoge impedantie.

Overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) zijn essentiële componenten van elektrische netwerken.Het kiezen van een geschikte SPD voor uw systeem kan echter een lastige kwestie zijn.

Maximale continue bedrijfsspanning (UC)

De nominale spanning van de SPD moet compatibel zijn met de spanning van het elektrische systeem om het systeem de juiste bescherming te bieden.Een lagere spanning zal het apparaat beschadigen en een hogere spanning zal de transiënten niet goed afleiden.

Reactietijd

Het wordt beschreven als de tijd van SPD reageert op de transiënten.Hoe sneller SPD reageert, hoe beter de bescherming door de SPD.Meestal reageren SPD's op basis van zenerdioden het snelst.Gasgevulde typen hebben een relatief langzame responstijd en zekeringen en MOV-types hebben de langzaamste responstijd.

Nominale ontlaadstroom (In)

SPD moet worden getest met een golfvorm van 8/20 μs en de typische waarde voor miniatuur-SPD's voor thuisgebruik is 20 kA.

Maximale impulsontlading Stroom (Iimp)

Het apparaat moet in staat zijn om de maximale piekstroom te verwerken die op het distributienetwerk wordt verwacht om ervoor te zorgen dat het niet uitvalt tijdens een tijdelijke gebeurtenis. Het apparaat moet worden getest met een golfvorm van 10/350 μs.

Klemspanning

Dit is de drempelspanning en boven dit spanningsniveau begint SPD elke spanningstransiënt die hij in de stroomlijn detecteert, vast te houden.

Fabrikant en certificeringen

Het selecteren van een SPD van een bekende fabrikant die gecertificeerd is door een onpartijdige testfaciliteit, zoals UL of IEC, is van cruciaal belang.De certificering garandeert dat het product is onderzocht en voldoet aan alle prestatie- en veiligheidseisen.

Als u deze maatrichtlijnen begrijpt, kunt u het beste overspanningsbeveiligingsapparaat voor uw behoeften selecteren en een effectieve overspanningsbeveiliging garanderen.

Overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) zijn ontworpen om betrouwbare bescherming te bieden tegen voorbijgaande overspanningen, maar bepaalde factoren kunnen ertoe leiden dat ze defect raken.Hieronder volgen enkele van de onderliggende redenen achter het falen van SPD's:

1. Overmatige stroompieken

Een van de belangrijkste oorzaken van SPD-storingen is overspanning. Overspanning kan optreden als gevolg van blikseminslag, stroompieken of andere elektrische storingen.Zorg ervoor dat u het juiste type SPD installeert na de juiste ontwerpberekeningen op basis van de locatie.

2. Verouderingsfactor

Vanwege omgevingsomstandigheden, waaronder temperatuur en vochtigheid, hebben SPD's een beperkte houdbaarheid en kunnen ze na verloop van tijd verslechteren.Bovendien kunnen SPD's worden beschadigd door frequente spanningspieken.

3. Configuratieproblemen

Verkeerd geconfigureerd, zoals wanneer een Y-geconfigureerde SPD is gekoppeld aan een belasting die is aangesloten via een delta.Hierdoor kan de SPD worden blootgesteld aan hogere spanningen, wat kan resulteren in een SPD-storing.

4. Componentstoring

SPD's bevatten verschillende componenten, zoals metaaloxidevaristoren (MOV's), die kunnen falen als gevolg van fabricagefouten of omgevingsfactoren.

5. Onjuiste aarding

Voor een goede werking van een SPD is aarding noodzakelijk.Een SPD kan defect raken of mogelijk een veiligheidsrisico vormen als deze niet op de juiste manier is geaard.