Ochranné zariadenie prepätia, známe tiež ako prepätný ochranca alebo SPD, je navrhnuté tak, aby chránili elektrické komponenty pred prepätiami v napätí, ktoré by sa mohli vyskytnúť v elektrickom obvode.

Kedykoľvek sa v elektrickom obvode alebo komunikačnom obvode vytvorí náhle zvýšenie prúdu alebo napätia v dôsledku vonkajšieho rušenia, zariadenie na ochranu proti prepätiu sa môže vykonávať a skratovať vo veľmi krátkom časovom období, čím zabráni nárastu poškodenia iných zariadení v obvode .

Ochranné zariadenia prepätia (SPD) sú nákladovo efektívnou metódou na zabránenie výpadkom a zvýšenie spoľahlivosti systému.

Zvyčajne sa nainštalujú v distribučných paneloch a zohrávajú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní hladkej a nepretržitej prevádzky elektronických zariadení v širokom spektre aplikácií obmedzením prechodného prepätia.

SPD funguje tak, že presmeruje prebytočné napätie z prechodných prepínaní mimo chráneného zariadenia. Zvyčajne sa skladá z varistorov oxidu kovu (MOV) alebo vypúšťacích trubíc plynu, ktoré absorbujú nadmerné napätie a presmerujú ho na zem, čím chránia pripojené zariadenia.

Výrazy sa môžu vyskytnúť z rôznych dôvodov, vrátane úderov blesku, prepínania elektrickej mriežky, chybného zapojenia a prevádzky vysoko výkonných elektrických zariadení. Môžu byť tiež spôsobené udalosťami, ktoré sa dejú vo vnútri budovy, ako napríklad spustenie motorov alebo zapínanie/vypínanie veľkých spotrebičov.

Inštalácia SPD môže poskytnúť niekoľko výhod vrátane:

Ochrana citlivých elektronických zariadení pred poškodením prepätia napätia.

Prevencia straty údajov alebo korupcie v počítačových systémoch.

Rozšírenie životnosti spotrebičov a zariadení ich chránením pred elektrickými poruchami.

Zníženie rizika elektrických požiarov spôsobených nárastmi energie.

Mier s vedomím, že vaše cenné vybavenie je chránené.

Životnosť SPD sa môže líšiť v závislosti od faktorov, ako je jeho kvalita, závažnosť prepätia, s ktorými sa stretáva, a postupy údržby. Všeobecne platí, že SPD majú životnosť v rozmedzí od 5 do 10 rokov. Odporúča sa však pravidelne kontrolovať a testovať SPD a podľa potreby ich nahradiť, aby sa zabezpečila optimálna ochrana.

Potreba SPD sa môže líšiť v závislosti od faktorov, ako je geografické umiestnenie, miestne predpisy a citlivosť pripojeného elektronického zariadenia. Je vhodné poradiť sa s kvalifikovaným elektrikárom alebo elektrotechnikom, aby ste posúdili vaše konkrétne potreby a určili, či je pre váš elektrický systém potrebný SPD.

Niekoľko bežných ochranných komponentov s prepätím, ktoré sa používajú pri výrobe SPD, sú varistory oxidu kovu (MOV), lavínové rozkladné diódy (ABDS-predtým známe ako kremíkové lavínové diódy alebo SADS) a vypúšťanie plynových trubíc (GDT). MOV sú najbežnejšie používanou technológiou na ochranu napájacích obvodov striedavého prúdu. Hodnotenie prúdu MOV súvisí s plochou prierezov a jej zložením. Všeobecne platí, že čím väčšia je oblasť prierezu, tým vyššia je ratingový prúd zariadenia. Movy sú vo všeobecnosti z okrúhle alebo obdĺžnikovej geometrie, ale dodávajú sa v množstve štandardných rozmerov v rozsahu od 7 mm (0,28 palca) do 80 mm (3,15 palca). Hodnoty prepätia týchto ochranných komponentov prepätia sa veľmi líšia a závisia od výrobcu. Ako bolo uvedené vyššie v tejto klauzule, pripojením MOV v paralelnom poli bolo možné vypočítať hodnota prúdového prúdu jednoduchým pridaním ratingu prúdu jednotlivca, aby sa dosiahol ratingový prúd poľa. Pritom by sa malo zvážiť koordinácia prevádzky.

Existuje mnoho hypotéz o tom, čo komponent, aká topológia a nasadenie špecifickej technológie vytvára najlepší SPD na presmerovanie prudkého prúdu. Namiesto toho, aby ste predložili všetky možnosti, je najlepšie, aby sa diskusia o súčasnom hodnotení Surge, nominálneho prepustenia alebo prepätia súčasných schopností sa točila okolo údajov o testovaní výkonnosti. Bez ohľadu na komponenty použité v návrhu alebo nasadené špecifická mechanická štruktúra, záleží na tom, že SPD má ratingový prúdový prúd alebo nominálny prietokový prúd, ktorý je vhodný pre aplikáciu.

Súčasné vydanie nariadení o zapojení IET, BS 7671: 2018, uvádza, že pokiaľ sa nevykonáva hodnotenie rizika, ochrana pred prechodným prepätím sa musí poskytnúť, ak by dôsledok prepätia spôsobený prepätím:

Mať za následok vážne zranenie alebo stratu ľudského života; alebo

Mať za následok prerušenie verejných služieb a poškodenie kultúrneho dedičstva; alebo

Mať za následok prerušenie obchodnej alebo priemyselnej činnosti; alebo

Ovplyvňuje veľké množstvo spoločných jednotlivcov.

Toto nariadenie sa vzťahuje na všetky typy priestorov, ktoré zahŕňajú domáce, obchodné a priemyselné.

Aj keď nariadenia o zapojení IET nie sú retrospektívne, kde sa práca vykonáva na existujúcom obvode v rámci inštalácie, ktorá bola navrhnutá a nainštalovaná do predchádzajúceho vydania nariadení o zapojení IET, je potrebné zabezpečiť, aby upravený obvod splnil najnovšie Vydanie, bude to prospešné iba vtedy, ak budú nainštalované SPD na ochranu celej inštalácie.

Rozhodnutie o tom, či kúpiť SPD, je v rukách zákazníka, ale mali by byť poskytnuté dostatok informácií na to, aby sa informovali o tom, či chcú vynechať SPD. Rozhodnutie by sa malo prijať na základe bezpečnostných rizikových faktorov a po hodnotení nákladov SPD, ktoré môžu stáť len niekoľko stoviek libier, oproti nákladom na elektrickú inštaláciu a vybavenie pripojené k nej, ako sú počítače, televízory a potrebné vybavenie, Napríklad detekcia dymu a ovládacie prvky kotla.

Ochrana proti prepätiu by sa mohla nainštalovať do existujúcej spotrebiteľskej jednotky, ak by bolo k dispozícii vhodné fyzické miesto alebo ak nie je k dispozícii dostatok miesta, môže byť nainštalovaný do externého krytu susediaceho s existujúcou spotrebiteľskou jednotkou.

Stojí tiež za kontrolu s vašou poisťovňou, pretože niektoré politiky môžu tvrdiť, že vybavenie musí byť kryté SPD alebo sa nevyplatia v prípade nároku.

Triedenie prepätia chrániča (bežne známe ako ochrana pred bleskami) sa hodnotí podľa IEC 61643-31 a EN 50539-11 teórie ochrany blesku subdivízie, ktorá je inštalovaná na križovatke oddielu. Technické požiadavky a funkcie sa líšia. Zariadenie na ochranu blesku v prvom štádiu je nainštalované medzi 0-1 zónou, vysoká pre požiadavku toku, minimálna požiadavka IEC 61643-31 a EN 50539-11 je itotálny (10/350) 12,5 KA a druhý a tretí Úrovne sú inštalované medzi zónami 1-2 a 2-3, hlavne na potlačenie prepätia.

Ochranné zariadenia prepätia (SPD) sú nevyhnutné na ochranu elektronických zariadení pred škodlivými účinkami prechodného prepätia, ktoré môžu spôsobiť poškodenie, prestoje systému a stratu údajov.

V mnohých prípadoch môžu byť náklady na výmenu alebo opravu vybavenia významné, najmä v kritických aplikáciách, ako sú nemocnice, dátové centrá a priemyselné závody.

Pirene a poistky nie sú navrhnuté tak, aby zvládli tieto vysokoenergetické udalosti, čo je potrebné na ochranu proti prepätiu.

Zatiaľ čo SPD sú špeciálne navrhnuté tak, aby odvrátili prechodné prepätie mimo zariadenia, chránili ho pred poškodením a predĺžením jeho životnosti.

Záverom je, že SPD sú nevyhnutné v modernom technologickom prostredí.

Pracovný princíp SPD

Základným princípom za SPD je, že poskytujú nízku impedančnú cestu k zemi pre nadmerné napätie. Ak sa vyskytnú špičky alebo prepätia napätia, SPD fungujú tak, že presmerujú prebytočné napätie a prúd do zeme.

Týmto spôsobom je veľkosť prichádzajúceho napätia znížená na bezpečnú úroveň, ktorá nepoškodí pripojené zariadenie.

Na prácu musí zariadenie na ochranu proti prepätiu obsahovať aspoň jednu nelineárnu zložku (varistor alebo iskrová medzera), ktorá za rôznych podmienok prechádza medzi vysokým a nízkym impedančným stavom.

Ich funkciou je odkloniť prietok alebo impulzný prúd a obmedziť prepätie v zariadení po prúde.

Zariadenia na ochranu proti prepätia fungujú v troch uvedených troch situáciách uvedených nižšie.

A. Normálny stav (neprítomnosť nárastu)

V prípade podmienok prepätia nemá SPD žiadny vplyv na systém a pôsobí ako otvorený obvod, zostáva v stave vysokej impedancie.

B. Počas prepätia napätia

V prípade hrotov a prepätia napätia sa SPD presunie do vodivého stavu a jeho impedancia sa znížila. Týmto spôsobom bude chrániť systém presmerovaním impulzného prúdu na zem.

C. Späť na normálnu prevádzku

Po prepustení prepätia sa SPD presunula späť do svojho normálneho stavu vysokej impedancie.

Ochranné zariadenia prepätia (SPD) sú základnými komponentmi elektrických sietí. Výber vhodného SPD pre váš systém však môže byť ťažkým problémom.

Maximálne kontinuálne prevádzkové napätie (UC)

Menené napätie SPD by malo byť kompatibilné s napätím elektrického systému, aby sa systém poskytoval primeranej ochrane systému. Nižšie hodnotenie napätia poškodí zariadenie a vyššie hodnotenie nebude správne odkloniť prechodné.

Čas odozvy

Je opísaný ako čas SPD reaguje na prechody. Čím rýchlejšie SPD reaguje, tým lepšia je ochrana SPD. Zvyčajne majú SPD založené na Zenerových diódach najrýchlejšiu odpoveď. Typy naplnené plynom majú relatívne pomalý čas odozvy a poistky a typy MOV majú najpomalší čas odozvy.

Nominálny výtok prúdu (In)

SPD by sa mal testovať pri vlnách 8/20 μs a typická hodnota pre SPD miniatúrnej veľkosti obytnej veľkosti je 20KA.

Maximálny impulzný výtok prúd (IIMP)

Zariadenie musí byť schopné zvládnuť maximálny nárazový prúd, ktorý sa očakáva v distribučnej sieti, aby sa zabezpečilo, že počas prechodnej udalosti nezlyhá, a zariadenie by sa malo testovať pomocou vlnového tvaru 10/350 μs.

Upínacie napätie

Toto je prahové napätie a nad touto úrovňou napätia, SPD začína ukrývať akékoľvek prechodné napätie, ktoré detekuje v elektrickom vedení.

Výrobca a certifikácie

Výber SPD od známeho výrobcu, ktorý má certifikáciu z nestranného testovacieho zariadenia, ako je UL alebo IEC, je rozhodujúci. Certifikácia zaručuje, že produkt bol preskúmaný, a schvaľuje všetky požiadavky na výkon a bezpečnosť.

Pochopenie týchto pokynov pre veľkosť vám umožní zvoliť najlepšie zariadenie na ochranu proti prepätiu pre vaše potreby a zaručiť efektívnu ochranu proti prepätiu.

Ochranné zariadenia prepätia (SPD) sú skonštruované tak, aby poskytovali spoľahlivú ochranu pred prechodnými prepätiami, ale určité faktory môžu viesť k ich zlyhaniu. Nasledujú niektoré základné dôvody zlyhania SPD:

1. Vystupujúce prepätia energie

Jednou z primárnych príčin zlyhania SPD je prepätie prepätia, prepätie sa môže vyskytnúť v dôsledku úderov blesku, presmerovania energie alebo iných elektrických porúch. Po správnom návrhu výpočtov podľa umiestnenia nezabudnite nainštalovať správny typ SPD.

2. Factoring Faktor

V dôsledku podmienok prostredia vrátane teploty a vlhkosti majú SPD obmedzené trvanlivosť a môžu sa časom zhoršovať. Ďalej môžu byť SPD poškodené častými špičkami napätia.

3. Problémy s konfiguráciou

Nesprávne nakonfigurované, napríklad keď je Wye konfigurovaný SPD spojený s zaťažením, ktoré je pripojené prostredníctvom delty. To môže odhaliť SPD väčšiemu napätiu, čo by mohlo mať za následok zlyhanie SPD.

4. Zlyhanie príslušenstva

SPD obsahuje niekoľko komponentov, ako sú variátory oxidu kovu (MOV), ktoré môžu zlyhať v dôsledku výrobných defektov alebo environmentálnych faktorov.

5.Protiteľom uzemnenia

Aby SPD správne fungoval, je potrebné uzemnenie. SPD môže poruchu alebo sa prípadne stať bezpečnostným problémom, ak je nesprávne uzemnená.