Un dispozitiv de protecție la supratensiune, cunoscut și sub numele de protector la supratensiune sau SPD, este proiectat pentru a proteja componentele electrice împotriva supratensiunii care ar putea apărea în circuitul electric.

Ori de câte ori se produce o creștere bruscă a curentului sau a tensiunii în circuitul electric sau circuitul de comunicație ca urmare a interferențelor exterioare, dispozitivul de protecție la supratensiune poate conduce și deriva într-o perioadă foarte scurtă de timp, prevenind supratensiunea să deterioreze alte dispozitive din circuit. .

Dispozitivele de protecție la supratensiune (SPD) sunt o metodă rentabilă pentru prevenirea întreruperilor și îmbunătățirea fiabilității sistemului.

Acestea sunt instalate de obicei în panourile de distribuție și joacă un rol important în asigurarea funcționării fără probleme și neîntrerupte a dispozitivelor electronice într-o gamă largă de aplicații prin limitarea supratensiunii tranzitorii.

Un SPD funcționează prin devierea tensiunii în exces de la supratensiunile tranzitorii departe de echipamentul protejat.De obicei, constă din varistoare cu oxid de metal (MOV) sau tuburi cu descărcare în gaz care absorb tensiunea în exces și o redirecționează către pământ, protejând astfel dispozitivele conectate.

Creșterile de tensiune pot apărea din mai multe motive, inclusiv lovituri de trăsnet, comutarea rețelei electrice, cablarea defectuoasă și funcționarea echipamentelor electrice de mare putere.Ele pot fi cauzate și de evenimente care au loc în interiorul unei clădiri, cum ar fi pornirea motoarelor sau pornirea/oprirea aparatelor mari.

Instalarea unui SPD poate oferi mai multe beneficii, inclusiv:

Protecția echipamentelor electronice sensibile împotriva supratensiunii dăunătoare.

Prevenirea pierderii sau coruperii datelor în sistemele informatice.

Extinderea duratei de viață a aparatelor și echipamentelor prin protejarea acestora de perturbații electrice.

Reducerea riscului de incendii electrice cauzate de supratensiuni.

Liniștea sufletească știind că echipamentul dumneavoastră valoros este protejat.

Durata de viață a unui SPD poate varia în funcție de factori precum calitatea acestuia, severitatea supratensiunilor pe care le întâmpină și practicile de întreținere.În general, SPD-urile au o durată de viață cuprinsă între 5 și 10 ani.Cu toate acestea, se recomandă să inspectați și să testați regulat SPD-urile și să le înlocuiți după cum este necesar pentru a asigura o protecție optimă.

Necesitatea SPD-urilor poate varia în funcție de factori precum locația geografică, reglementările locale și sensibilitatea echipamentului electronic conectat.Este recomandabil să consultați un electrician sau un inginer electrician calificat pentru a vă evalua nevoile specifice și a determina dacă este necesar un SPD pentru sistemul dumneavoastră electric.

Câteva componente obișnuite de protecție împotriva supratensiunii utilizate în fabricarea SPD-urilor sunt varistoarele cu oxid de metal (MOV), diodele de avalanșă (ABD - cunoscute anterior ca diode de avalanșă de siliciu sau SAD) și tuburile cu descărcare în gaz (GDT).MOV-urile sunt cea mai utilizată tehnologie pentru protecția circuitelor de alimentare cu curent alternativ.Valoarea curentului de supratensiune a unui MOV este legată de aria secțiunii transversale și de compoziția sa.În general, cu cât aria secțiunii transversale este mai mare, cu atât este mai mare valoarea nominală a curentului de supratensiune a dispozitivului.MOV-urile au, în general, o geometrie rotundă sau dreptunghiulară, dar vin într-o multitudine de dimensiuni standard, variind de la 7 mm (0,28 inchi) la 80 mm (3,15 inci).Valorile nominale ale curentului de supratensiune ale acestor componente de protecție la supratensiune variază foarte mult și depind de producător.După cum s-a discutat mai devreme în această clauză, prin conectarea MOV-urilor într-o matrice paralelă, o valoare a curentului de supratensiune ar putea fi calculată prin simpla adăugare a valorilor curentului de supratensiune ale MOV-urilor individuale împreună pentru a obține valoarea nominală a curentului de supratensiune a matricei.În acest sens, ar trebui să se ia în considerare coordonarea operațiunii.

Există multe ipoteze cu privire la ce componentă, ce topologie și implementarea unei tehnologii specifice produce cel mai bun SPD pentru devierea curentului de supratensiune.În loc să prezinți toate opțiunile, cel mai bine este ca discuția despre evaluarea curentului de supratensiune, evaluarea curentului nominal de descărcare sau capacitățile curentului de supratensiune să se învârte în jurul datelor de testare a performanței.Indiferent de componentele utilizate în proiectare sau de structura mecanică specifică desfășurată, ceea ce contează este ca SPD-ul să aibă o valoare nominală a curentului de supratensiune sau o valoare nominală a curentului de descărcare care este potrivit pentru aplicație.

Actuala ediție a Reglementărilor de cablare IET, BS 7671:2018, prevede că, dacă nu se efectuează o evaluare a riscului, trebuie asigurată protecție împotriva supratensiunii tranzitorii atunci când consecințele cauzate de supratensiune ar putea:

Rezultă rănirea gravă sau pierderea vieții umane;sau

Rezultă întreruperea serviciilor publice și/sau deteriorarea patrimoniului cultural;sau

Rezultă întreruperea activității comerciale sau industriale;sau

Afectează un număr mare de indivizi colocați.

Acest regulament se aplică tuturor tipurilor de spații, inclusiv casnice, comerciale și industriale.

Deși regulamentele de cablare IET nu sunt retroactive, atunci când se lucrează pe un circuit existent într-o instalație care a fost proiectată și instalată conform unei ediții anterioare a regulamentului de cablare IET, este necesar să se asigure că circuitul modificat respectă cele mai recente ediție, acest lucru va fi benefic numai dacă sunt instalate SPD-uri pentru a proteja întreaga instalație.

Decizia cu privire la achiziționarea SPD-urilor este în mâinile clientului, dar aceștia ar trebui să primească suficiente informații pentru a lua o decizie în cunoștință de cauză dacă doresc să omite SPD-urile.O decizie ar trebui luată pe baza factorilor de risc de siguranță și în urma unei evaluări a costurilor SPD-urilor, care pot costa chiar și câteva sute de lire sterline, în raport cu costul instalației electrice și al echipamentelor conectate la aceasta, cum ar fi computerele, televizoarele și echipamentele necesare, de exemplu, detectarea fumului și comenzile cazanului.

Protecția la supratensiune ar putea fi instalată într-o unitate de consum existentă dacă era disponibil spațiu fizic adecvat sau, dacă nu era suficient spațiu disponibil, ar putea fi instalată într-o carcasă externă adiacentă unității de consum existentă.

De asemenea, merită să consultați compania dvs. de asigurări, deoarece unele polițe pot prevedea că echipamentele trebuie să fie acoperite cu un SPD sau nu vor fi plătite în cazul unei daune.

Clasificarea dispozitivului de protecție la supratensiune (cunoscută în mod obișnuit ca protecție împotriva trăsnetului) este evaluată conform teoriei de protecție împotriva trăsnetului subdiviziunii IEC 61643-31 și EN 50539-11, care este instalată la joncțiunea partiției.Cerințele tehnice și funcțiile diferă.Dispozitivul de protecție împotriva trăsnetului din prima etapă este instalat între zona 0-1, mare pentru cerința de debit, cerința minimă a IEC 61643-31 și EN 50539-11 este Itotal (10/350) 12,5 ka, iar a doua și a treia nivelurile sunt instalate între zonele 1-2 și 2-3, în principal pentru a suprima supratensiunea.

Dispozitivele de protecție la supratensiune (SPD) sunt esențiale în protejarea echipamentelor electronice de efectele dăunătoare ale supratensiunii tranzitorii care pot cauza daune, timpi de nefuncționare a sistemului și pierderi de date.

În multe cazuri, costul înlocuirii sau reparației echipamentelor poate fi semnificativ, în special în aplicațiile critice, cum ar fi spitalele, centrele de date și fabricile industriale.

Întreruptoarele și siguranțele nu sunt proiectate pentru a face față acestor evenimente de mare energie, ceea ce face necesară o protecție suplimentară la supratensiune.

În timp ce SPD-urile sunt proiectate special pentru a devia supratensiunea tranzitorie departe de echipament, protejându-l de deteriorare și prelungindu-i durata de viață.

În concluzie, SPD-urile sunt esențiale în mediul tehnologic modern.

Principiul de lucru SPD

Principiul de bază din spatele SPD-urilor este că oferă o cale de impedanță scăzută la masă pentru tensiunea în exces.Când apar vârfuri de tensiune sau supratensiuni, SPD-urile funcționează prin devierea excesului de tensiune și curent la pământ.

În acest fel, magnitudinea tensiunii de intrare este redusă la un nivel sigur care să nu deterioreze dispozitivul atașat.

Pentru a funcționa, un dispozitiv de protecție la supratensiune trebuie să conțină cel puțin o componentă neliniară (un varistor sau eclator), care în diferite condiții trece între o stare de impedanță ridicată și cea scăzută.

Funcția lor este de a devia curentul de descărcare sau de impuls și de a limita supratensiunea la echipamentul din aval.

Dispozitivele de protecție la supratensiune funcționează în cele trei situații enumerate mai jos.

A. Stare normală (absența supratensiunii)

În cazul în care nu există condiții de supratensiune, SPD-ul nu are impact asupra sistemului și acționează ca un circuit deschis, rămâne într-o stare de impedanță ridicată.

B. În timpul supratensiunii

În cazul unor vârfuri de tensiune și supratensiuni, SPD trece în starea de conducere și impedanța sa scade.În acest fel, va proteja sistemul prin devierea curentului de impuls către pământ.

C. Înapoi la funcționarea normală

După ce supratensiunea a fost descărcată, SPD a revenit la starea sa normală de impedanță ridicată.

Dispozitivele de protecție la supratensiune (SPD) sunt componente esențiale ale rețelelor electrice.Cu toate acestea, alegerea unui SPD potrivit pentru sistemul dvs. poate fi o problemă dificilă.

Tensiune maximă de funcționare continuă (UC)

Tensiunea nominală a SPD ar trebui să fie compatibilă cu tensiunea sistemului electric pentru a oferi o protecție adecvată sistemului.O tensiune nominală mai mică va deteriora dispozitivul, iar o valoare mai mare nu va devia în mod corespunzător tranzitorii.

Timp de raspuns

Este descris ca timpul SPD reacționează la tranzitorii.Cu cât SPD-ul răspunde mai rapid, cu atât este mai bună protecția de către SPD.De obicei, SPD-urile bazate pe diode Zener au cel mai rapid răspuns.Tipurile cu gaz au un timp de răspuns relativ lent, iar siguranțele și tipurile MOV au cel mai lent timp de răspuns.

Curent nominal de descărcare (In)

SPD ar trebui testat la o formă de undă de 8/20μs, iar valoarea tipică pentru SPD rezidențial de dimensiuni miniaturale este de 20kA.

Curentul maxim de descărcare de impuls (Iimp)

Dispozitivul trebuie să fie capabil să suporte curentul maxim de supratensiune care este așteptat pe rețeaua de distribuție pentru a se asigura că nu se defectează în timpul unui eveniment tranzitoriu și dispozitivul trebuie testat cu o formă de undă de 10/350μs.

Tensiune de prindere

Aceasta este tensiunea de prag și peste acest nivel de tensiune, SPD începe să blocheze orice tensiune tranzitorie pe care o detectează în linia de alimentare.

Producator si certificari

Selectarea unui SPD de la un producător binecunoscut care are certificare de la o unitate de testare imparțială, cum ar fi UL sau IEC, este crucială.Certificarea garantează că produsul a fost examinat și trece toate cerințele de performanță și securitate.

Înțelegerea acestor instrucțiuni de dimensionare vă va permite să selectați cel mai bun dispozitiv de protecție la supratensiune pentru nevoile dvs. și să vă garantați o protecție eficientă la supratensiune.

Dispozitivele de protecție la supratensiune (SPD) sunt proiectate pentru a oferi protecție fiabilă împotriva supratensiunilor tranzitorii, dar anumiți factori pot duce la defecțiunea acestora.Iată câteva dintre motivele care stau la baza eșecului SPD-urilor:

1. Supratensione excesive

Una dintre cauzele principale ale defecțiunii SPD este supratensiunea, supratensiunea poate apărea din cauza loviturilor de trăsnet, a supratensiunii sau a altor perturbări electrice.Asigurați-vă că instalați tipul corect de SPD după calculele de proiectare adecvate în funcție de locație.

2.Factor de îmbătrânire

Datorită condițiilor de mediu, inclusiv temperatură și umiditate, SPD-urile au o durată de valabilitate limitată și se pot deteriora în timp.În plus, SPD-urile pot fi afectate de vârfuri frecvente de tensiune.

3.Probleme de configurare

Configurat greșit, cum ar fi atunci când un SPD configurat în Y este conectat la o sarcină care este conectată printr-o delta.Acest lucru poate expune SPD-ul la tensiuni mai mari, ceea ce ar putea duce la defectarea SPD-ului.

4.Defecțiunea componentei

SPD-urile conțin mai multe componente, cum ar fi varistoarele cu oxid de metal (MOV), care se pot defecta din cauza defectelor de fabricație sau a factorilor de mediu.

5. Împământare necorespunzătoare

Pentru ca un SPD să funcționeze corect, este necesară împământarea.Un SPD poate funcționa defectuos sau poate deveni o problemă de siguranță dacă este împământat incorect.