En overspenningsbeskyttelsesenhet, også kjent som en overspenningsvern eller SPD, er designet for å beskytte elektriske komponenter mot overspenning som kan oppstå i den elektriske kretsen.

Hver gang det produseres en plutselig økning i strøm eller spenning i den elektriske kretsen eller kommunikasjonskretsen som følge av ytre forstyrrelser, kan overspenningsvernet lede og shunte i løpet av svært kort tid, og forhindre at overspenningen skader andre enheter i kretsen .

Overspenningsbeskyttelsesenheter (SPDs) er en kostnadseffektiv metode for å forhindre strømbrudd og forbedre systemets pålitelighet.

De er vanligvis installert i distribusjonspanelene og spiller en viktig rolle for å sikre jevn og uavbrutt drift av elektroniske enheter i et bredt spekter av bruksområder ved å begrense transient overspenning.

En SPD fungerer ved å avlede overflødig spenning fra transiente overspenninger bort fra det beskyttede utstyret.Den består vanligvis av metalloksidvaristorer (MOV) eller gassutladningsrør som absorberer overflødig spenning og omdirigerer den til bakken, og beskytter derved de tilkoblede enhetene.

Strømstøt kan oppstå på grunn av en rekke årsaker, inkludert lynnedslag, bytting av elektrisk nett, feil ledninger og drift av høydrevet elektrisk utstyr.De kan også være forårsaket av hendelser som skjer inne i en bygning, for eksempel oppstart av motorer eller på- og avslåing av store apparater.

Å installere en SPD kan gi flere fordeler, inkludert:

Beskyttelse av sensitivt elektronisk utstyr mot skadelige spenningsstøt.

Forebygging av datatap eller korrupsjon i datasystemer.

Forlengelse av levetiden til apparater og utstyr ved å beskytte dem mot elektriske forstyrrelser.

Reduksjon av risikoen for elektriske branner forårsaket av strømstøt.

Trygghet i å vite at ditt verdifulle utstyr er ivaretatt.

Levetiden til en SPD kan variere avhengig av faktorer som dens kvalitet, alvorlighetsgraden av overspenninger den møter og vedlikeholdspraksis.Generelt har SPD-er en levetid som varierer fra 5 til 10 år.Det anbefales imidlertid å inspisere og teste SPD-er regelmessig og erstatte dem etter behov for å sikre optimal beskyttelse.

Behovet for SPD-er kan variere avhengig av faktorer som geografisk plassering, lokale forskrifter og følsomheten til det tilkoblede elektroniske utstyret.Det anbefales å konsultere en kvalifisert elektriker eller elektroingeniør for å vurdere dine spesifikke behov og avgjøre om en SPD er nødvendig for ditt elektriske system.

Noen få vanlige overspenningsbeskyttende komponenter som brukes i produksjon av SPD-er er metalloksidvaristorer (MOV-er), skrednedbrytningsdioder (ABD-er - tidligere kjent som silisiumskreddioder eller SAD-er) og gassutladningsrør (GDT-er).MOV-er er den mest brukte teknologien for beskyttelse av vekselstrømkretser.Overspenningsstrømmen til en MOV er relatert til tverrsnittsarealet og dets sammensetning.Generelt, jo større tverrsnittsareal, desto høyere er overspenningsstrømmen til enheten.MOV-er er vanligvis av rund eller rektangulær geometri, men kommer i en mengde standarddimensjoner fra 7 mm (0,28 tommer) til 80 mm (3,15 tommer).Overspenningsstrømmene til disse overspenningsbeskyttende komponentene varierer mye og er avhengig av produsenten.Som diskutert tidligere i denne klausulen, ved å koble MOV-ene i en parallell oppstilling, kan en overspenningsstrømverdi beregnes ved ganske enkelt å legge til overspenningsstrømklassifiseringene til de individuelle MOV-ene sammen for å oppnå overspenningsstrømklassifiseringen til gruppen.Ved å gjøre dette bør det tas hensyn til samordning av driften.

Det er mange hypoteser om hvilken komponent, hvilken topologi og utplassering av spesifikk teknologi som produserer den beste SPD for å avlede overspenningsstrøm.I stedet for å presentere alle alternativene, er det best at diskusjonen om overspenningsstrømvurdering, nominell utladningsstrømvurdering eller overspenningsstrømfunksjoner dreier seg om ytelsestestdata.Uavhengig av komponentene som brukes i designet, eller den spesifikke mekaniske strukturen som er utplassert, er det som betyr noe at SPD har en overspenningsstrømklassifisering eller nominell utladningsstrømklassifisering som er egnet for applikasjonen.

Den gjeldende utgaven av IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, sier at med mindre en risikovurdering utføres, skal beskyttelse mot forbigående overspenning gis der konsekvensen forårsaket av overspenning kan:

resultere i alvorlig skade på eller tap av menneskeliv;eller

Resultere i avbrudd i offentlige tjenester og/eller skade på kulturminner;eller

resultere i avbrudd av kommersiell eller industriell aktivitet;eller

Påvirker et stort antall samlokaliserte individer.

Denne forskriften gjelder for alle typer lokaler som inkluderer boliger, kommersielle og industrielle.

Selv om IET Wiring Regulations ikke har tilbakevirkende kraft, er det nødvendig å sikre at den modifiserte kretsen er i samsvar med de siste utgave, vil dette bare være fordelaktig hvis SPD-er er installert for å beskytte hele installasjonen.

Beslutningen om å kjøpe SPD-er er i hendene på kunden, men de bør gis nok informasjon til å ta en informert beslutning om de ønsker å utelate SPD-er.En avgjørelse bør tas basert på sikkerhetsrisikofaktorer og etter en kostnadsevaluering av SPD-er, som kan koste så lite som noen få hundre pund, mot kostnadene for den elektriske installasjonen og utstyret som er koblet til den som datamaskiner, TV-er og nødvendig utstyr, for eksempel røykdeteksjon og kjelekontroller.

Overspenningsvern kan installeres i en eksisterende forbrukerenhet hvis passende fysisk plass var tilgjengelig, eller hvis nok plass ikke var tilgjengelig, kan den installeres i et eksternt kabinett ved siden av den eksisterende forbrukerenheten.

Det er også verdt å sjekke med forsikringsselskapet ditt, da noen poliser kan si at utstyr må dekkes med en SPD, ellers vil de ikke utbetales i tilfelle et skadetilfelle.

Graderingen av overspenningsvernet (ofte kjent som lynbeskyttelse) vurderes i henhold til IEC 61643-31 & EN 50539-11 underavdeling lynbeskyttelsesteori, som er installert i krysset mellom skilleveggen.Tekniske krav og funksjoner er forskjellige.Lynbeskyttelsesanordningen i første trinn er installert mellom 0-1-sonen, høy for strømningskravet, minimumskravet til IEC 61643-31 og EN 50539-11 er Itotal (10/350) 12,5 ka, og det andre og tredje nivåer er installert mellom 1-2 og 2-3 soner, hovedsakelig for å undertrykke overspenningen.

Overspenningsbeskyttelsesenheter (SPDs) er avgjørende for å beskytte elektronisk utstyr mot de skadelige effektene av forbigående overspenning som kan forårsake skade, nedetid i systemet og tap av data.

I mange tilfeller kan kostnadene ved utskifting eller reparasjon av utstyr være betydelige, spesielt i virksomhetskritiske applikasjoner som sykehus, datasentre og industrianlegg.

Strømbrytere og sikringer er ikke designet for å håndtere disse høyenergihendelsene, noe som gjør ekstra overspenningsvern nødvendig.

Mens SPD-er er spesielt utviklet for å lede forbigående overspenning bort fra utstyret, beskytte det mot skade og forlenge levetiden.

Avslutningsvis er SPD-er avgjørende i det moderne teknologiske miljøet.

SPD arbeidsprinsipp

Grunnprinsippet bak SPD-er er at de gir en lavimpedansvei til jord for overspenning.Når spenningstopper eller overspenninger oppstår, fungerer SPD-er ved å avlede overflødig spenning og strøm til bakken.

På denne måten senkes størrelsen på den innkommende spenningen til et sikkert nivå som ikke skader den tilkoblede enheten.

For å fungere må en overspenningsverninnretning inneholde minst én ikke-lineær komponent (en varistor eller gnistgap), som under forskjellige forhold går over mellom høy og lav impedanstilstand.

Deres funksjon er å avlede utladnings- eller impulsstrømmen og begrense overspenningen ved nedstrømsutstyret.

Overspenningsvernenheter fungerer under de tre situasjonene som er oppført nedenfor.

A. Normal tilstand (fravær av stigning)

I tilfelle ingen overspenningsforhold har SPD ingen innvirkning på systemet og fungerer som en åpen krets, den forblir i en høyimpedanstilstand.

B. Under spenningsstøt

Ved spenningstopper og overspenninger, går SPD til ledningstilstand og impedansen reduseres.På denne måten vil den beskytte systemet ved å lede impulsstrømmen til bakken.

C. Tilbake til normal drift

Etter at overspenningen har blitt utladet, skiftet SPD tilbake til sin normale høyimpedanstilstand.

Surge Protective Devices (SPDs) er viktige komponenter i elektriske nettverk.Det kan imidlertid være vanskelig å velge en passende SPD for systemet ditt.

Maksimal kontinuerlig driftsspenning (UC)

Merkespenningen til SPD bør være kompatibel med den elektriske systemspenningen for å gi passende beskyttelse til systemet.En lavere spenningsklassifisering vil skade enheten, og en høyere klassifisering vil ikke avlede transienten på riktig måte.

Responstid

Det beskrives som tidspunktet for SPD reagerer på transientene.Jo raskere SPD reagerer, jo bedre beskyttelse av SPD.Vanligvis har Zener-diodebaserte SPD-er den raskeste responsen.Gassfylte typer har en relativt langsom responstid og sikringer og MOV-typer har den tregeste responstiden.

Nominell utladningsstrøm (In)

SPD bør testes ved 8/20μs bølgeform, og den typiske verdien for SPD i miniatyrstørrelse er 20kA.

Maksimal impulsutladningsstrøm (Iimp)

Enheten må kunne håndtere den maksimale overspenningsstrømmen som forventes på distribusjonsnettet for å sikre at den ikke svikter under en forbigående hendelse, og enheten bør testes med 10/350μs bølgeform.

Klemmespenning

Dette er terskelspenning og over dette spenningsnivået begynner SPD å klemme enhver spenningstransient som den oppdager i kraftledningen.

Produsent og sertifiseringer

Å velge en SPD fra en kjent produsent som har sertifisering fra et upartisk testanlegg, som UL eller IEC, er avgjørende.Sertifiseringen garanterer at produktet er undersøkt og oppfyller alle ytelses- og sikkerhetskrav.

Hvis du forstår disse retningslinjene for dimensjonering, kan du velge den beste overspenningsvernenheten for dine behov og garantere effektiv overspenningsbeskyttelse.

Overspenningsbeskyttelsesenheter (SPDs) er konstruert for å gi pålitelig beskyttelse mot forbigående overspenninger, men visse faktorer kan føre til at de svikter.Følgende er noen av de underliggende årsakene bak SPDs feil:

1. Overdreven strømstøt

En av hovedårsakene til SPD-feil er overspenning, overspenning kan oppstå på grunn av lynnedslag, strømstøt eller andre elektriske forstyrrelser.Sørg for å installere riktig type SPD etter riktige designberegninger i henhold til plassering.

2. Aldringsfaktor

På grunn av miljøforhold, inkludert temperatur og fuktighet, har SPD-er begrenset holdbarhet og kan forringes over tid.Videre kan SPD-er bli skadet av hyppige spenningstopper.

3. Konfigurasjonsproblemer

Feilkonfigurert, for eksempel når en wye-konfigurert SPD er koblet til en last som er koblet til via et delta.Dette kan utsette SPD for høyere spenninger, noe som kan føre til SPD-feil.

4. Komponentfeil

SPD-er inneholder flere komponenter, for eksempel metalloksidvaristorer (MOV), som kan svikte på grunn av produksjonsfeil eller miljøfaktorer.

5. Feil jording

For at en SPD skal fungere skikkelig, er jording nødvendig.En SPD kan fungere feil eller muligens bli et sikkerhetsproblem hvis den er feil jordet.