Aşırı gerilim koruyucu veya SPD olarak da bilinen aşırı gerilim koruyucu cihaz, elektrik devresinde meydana gelebilecek voltaj dalgalanmalarına karşı elektrikli bileşenleri korumak için tasarlanmıştır.

Dış müdahalenin bir sonucu olarak elektrik devresinde veya iletişim devresinde ani bir akım veya voltaj artışı oluştuğunda, aşırı gerilim koruma cihazı çok kısa bir süre içinde iletim ve şönt yapabilir, böylece aşırı gerilimin devredeki diğer cihazlara zarar vermesi önlenir. .

Aşırı gerilim koruyucu cihazlar (SPD'ler), kesintileri önlemek ve sistem güvenilirliğini artırmak için uygun maliyetli bir yöntemdir.

Tipik olarak dağıtım panellerine monte edilirler ve geçici aşırı gerilimi sınırlandırarak çok çeşitli uygulamalarda elektronik cihazların sorunsuz ve kesintisiz çalışmasını sağlamada önemli bir rol oynarlar.

Bir SPD, aşırı voltajı geçici dalgalanmalardan korunan ekipmandan uzaklaştırarak çalışır.Tipik olarak aşırı voltajı emen ve toprağa yönlendiren, böylece bağlı cihazları koruyan metal oksit varistörlerden (MOV'ler) veya gaz deşarj tüplerinden oluşur.

Yıldırım çarpması, elektrik şebekesinin değişmesi, hatalı kablolama ve yüksek güçlü elektrikli ekipmanın çalışması gibi çeşitli nedenlerden dolayı güç dalgalanmaları meydana gelebilir.Ayrıca motorların çalıştırılması veya büyük cihazların açılıp kapatılması gibi bina içinde meydana gelen olaylardan da kaynaklanabilirler.

Bir SPD'nin takılması aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sağlayabilir:

Hassas elektronik ekipmanların zararlı voltaj dalgalanmalarına karşı korunması.

Bilgisayar sistemlerinde veri kaybının veya bozulmasının önlenmesi.

Cihaz ve ekipmanların elektriksel bozulmalardan korunarak ömrünün uzatılması.

Güç dalgalanmalarından kaynaklanan elektrik yangını riskinin azaltılması.

Değerli ekipmanınızın koruma altında olduğunu bilmenin rahatlığı.

Bir SPD'nin ömrü, kalitesi, karşılaştığı dalgalanmaların ciddiyeti ve bakım uygulamaları gibi faktörlere bağlı olarak değişebilir.Genel olarak SPD'lerin 5 ila 10 yıl arasında değişen bir ömrü vardır.Ancak optimum korumayı sağlamak için SPD'lerin düzenli olarak incelenip test edilmesi ve gerektiğinde değiştirilmesi önerilir.

SPD'lere duyulan ihtiyaç, coğrafi konum, yerel düzenlemeler ve bağlı elektronik ekipmanın hassasiyeti gibi faktörlere bağlı olarak değişebilir.Özel ihtiyaçlarınızı değerlendirmek ve elektrik sisteminiz için bir SPD'nin gerekli olup olmadığını belirlemek için kalifiye bir elektrikçiye veya elektrik mühendisine danışmanız önerilir.

SPD'lerin üretiminde kullanılan birkaç yaygın aşırı gerilim koruyucu bileşen, metal oksit varistörler (MOV'ler), çığ arıza diyotları (ABD'ler - eski adıyla silikon çığ diyotları veya SAD'ler) ve gaz deşarj tüpleridir (GDT'ler).MOV'lar AC güç devrelerinin korunmasında en yaygın kullanılan teknolojidir.Bir MOV'un aşırı akım değeri, kesit alanı ve bileşimi ile ilgilidir.Genel olarak kesit alanı ne kadar büyük olursa, cihazın aşırı akım değeri de o kadar yüksek olur.MOV'lar genellikle yuvarlak veya dikdörtgen geometriye sahiptir ancak 7 mm (0,28 inç) ile 80 mm (3,15 inç) arasında değişen çok sayıda standart boyuta sahiptir.Bu aşırı gerilim koruyucu bileşenlerin aşırı akım değerleri büyük ölçüde değişiklik gösterir ve üreticiye bağlıdır.Bu maddede daha önce tartışıldığı gibi, MOV'ları paralel bir diziye bağlayarak, dizinin aşırı akım değerini elde etmek için tek tek MOV'ların aşırı akım değerlerinin toplanmasıyla bir dalgalanma akımı değeri hesaplanabilir.Bunu yaparken işletme koordinasyonuna dikkat edilmelidir.

Dalgalanma akımını yönlendirmek için hangi bileşenin, hangi topolojinin ve belirli teknolojinin kullanılmasının en iyi SPD'yi ürettiğine dair birçok hipotez vardır.Tüm seçenekleri sunmak yerine, dalgalanma akımı değeri, Nominal Deşarj Akımı Değeri veya dalgalanma akımı yetenekleri hakkındaki tartışmanın performans testi verileri etrafında dönmesi en iyisidir.Tasarımda kullanılan bileşenlerden veya kullanılan spesifik mekanik yapıdan bağımsız olarak önemli olan, SPD'nin uygulamaya uygun bir ani akım değerine veya Nominal Deşarj Akımı Değerine sahip olmasıdır.

IET Kablolama Yönetmeliklerinin mevcut baskısı, BS 7671:2018, bir risk değerlendirmesi yapılmadığı sürece, aşırı voltajın neden olduğu sonucun aşağıdakilere yol açabileceği durumlarda geçici aşırı gerilime karşı koruma sağlanacağını belirtir:

İnsan hayatının ciddi şekilde yaralanmasına veya kaybına yol açacak;veya

Kamu hizmetlerinin kesintiye uğraması ve/veya kültürel mirasın zarar görmesi ile sonuçlanması;veya

Ticari veya endüstriyel faaliyetin kesintiye uğramasıyla sonuçlanan;veya

Aynı yerde bulunan çok sayıda kişiyi etkiler.

Bu yönetmelik evsel, ticari ve endüstriyel olmak üzere her türlü bina için geçerlidir.

IET Kablolama Yönetmelikleri geriye dönük olmasa da, IET Kablolama Yönetmeliklerinin önceki bir baskısına göre tasarlanmış ve kurulmuş bir kurulum dahilinde mevcut bir devre üzerinde çalışma yürütülüyorsa, değiştirilen devrenin en son sürüme uygunluğunu sağlamak gereklidir. sürümünde, bu yalnızca tüm kurulumu korumak için SPD'lerin takılması durumunda faydalı olacaktır.

SPD'leri satın alıp almama kararı müşterinin elindedir, ancak onlara SPD'leri atlamak isteyip istemedikleri konusunda bilinçli bir karar verebilmeleri için yeterli bilgi sağlanmalıdır.Maliyeti birkaç yüz liraya kadar çıkabilen SPD'lerin, elektrik tesisatı ve ona bağlı bilgisayar, televizyon ve gerekli ekipmanlar gibi ekipmanların maliyetine göre güvenlik risk faktörleri dikkate alınarak maliyet değerlendirmesi yapıldıktan sonra karar verilmelidir. örneğin duman algılama ve kazan kontrolleri.

Uygun fiziksel alanın mevcut olması durumunda aşırı gerilim koruması mevcut bir tüketici ünitesine kurulabilir veya yeterli alan mevcut değilse mevcut tüketici ünitesinin yanındaki harici bir muhafazaya kurulabilir.

Bazı poliçelerde ekipmanın SPD kapsamına alınması gerektiği veya tazminat talebinde bulunulması halinde ödeme yapılmayacağı belirtilebileceğinden, sigorta şirketinize danışmanızda fayda var.

Aşırı gerilim koruyucunun sınıflandırması (yaygın olarak yıldırımdan korunma olarak bilinir), bölmenin birleşim noktasına kurulan IEC 61643-31 ve EN 50539-11 alt bölüm yıldırımdan korunma teorisine göre değerlendirilir.Teknik gereksinimler ve işlevler farklılık gösterir.Birinci kademe yıldırımdan korunma cihazı 0-1 bölgesi arasına monte edilir, akış gereksinimi yüksek, IEC 61643-31 ve EN 50539-11'in minimum gereksinimi Itotal (10/350) 12,5 ka, ikinci ve üçüncü ise esas olarak aşırı voltajı bastırmak için 1-2 ve 2-3 bölgeleri arasına seviyeler kurulur.

Aşırı gerilim koruyucu cihazlar (SPD'ler), elektronik ekipmanı hasara, sistem kesintisine ve veri kaybına neden olabilecek geçici aşırı voltajın zararlı etkilerinden korumak için gereklidir.

Çoğu durumda, özellikle hastaneler, veri merkezleri ve endüstriyel tesisler gibi kritik görev uygulamalarında ekipman değiştirme veya onarım maliyeti önemli olabilir.

Devre kesiciler ve sigortalar bu yüksek enerji olaylarını ele alacak şekilde tasarlanmadığından ek aşırı gerilim korumasını gerekli kılar.

SPD'ler, geçici aşırı voltajı ekipmandan uzaklaştırmak, ekipmanı hasardan korumak ve ömrünü uzatmak için özel olarak tasarlanmıştır.

Sonuç olarak, SPD'ler modern teknolojik ortamda çok önemlidir.

SPD Çalışma Prensibi

SPD'lerin arkasındaki temel prensip, aşırı voltaj için toprağa düşük empedanslı bir yol sağlamalarıdır.Gerilim ani yükselmeleri veya dalgalanmaları meydana geldiğinde, SPD'ler aşırı gerilimi ve akımı toprağa yönlendirerek çalışır.

Bu sayede gelen voltajın büyüklüğü, bağlı cihaza zarar vermeyecek güvenli bir seviyeye indirilir.

Bir aşırı gerilim koruma cihazının çalışması için, farklı koşullar altında yüksek ve düşük empedans durumu arasında geçiş yapan en az bir doğrusal olmayan bileşen (bir varistör veya kıvılcım aralığı) içermesi gerekir.

İşlevleri, deşarj veya darbe akımını yönlendirmek ve aşağı yöndeki ekipmandaki aşırı voltajı sınırlamaktır.

Aşırı gerilim koruma cihazları aşağıda listelenen üç durumda çalışır.

A. Normal Durum (dalgalanmanın olmaması)

Dalgalanma koşullarının olmaması durumunda SPD'nin sistem üzerinde hiçbir etkisi yoktur ve açık devre görevi görür, yüksek empedans durumunda kalır.

B. Gerilim dalgalanmaları sırasında

Gerilim ani yükselmeleri ve dalgalanmaları durumunda SPD iletim durumuna geçer ve empedansı azalır.Bu sayede darbe akımını toprağa yönlendirerek sistemi koruyacaktır.

C. Normal çalışmaya dönüş

Aşırı gerilim boşaldıktan sonra SPD normal yüksek empedans durumuna geri döndü.

Aşırı Gerilim Koruma Cihazları (SPD'ler) elektrik ağlarının temel bileşenleridir.Ancak sisteminiz için uygun bir SPD seçmek zor bir konu olabilir.

Maksimum sürekli çalışma voltajı (UC)

SPD'nin nominal voltajı, sisteme uygun koruma sağlamak için elektrik sistemi voltajıyla uyumlu olmalıdır.Daha düşük bir voltaj değeri cihaza zarar verir ve daha yüksek bir değer geçici akımı düzgün şekilde yönlendirmez.

Tepki Süresi

SPD'nin geçici olaylara tepki verme süresi olarak tanımlanır.SPD ne kadar hızlı yanıt verirse, SPD'nin koruması da o kadar iyi olur.Genellikle Zener diyot bazlı SPD'ler en hızlı tepkiye sahiptir.Gazla doldurulmuş türlerin yanıt süresi nispeten yavaştır ve sigortalar ve MOV türleri en yavaş yanıt süresine sahiptir.

Nominal deşarj akımı (In)

SPD 8/20μs dalga biçiminde test edilmelidir ve konut minyatür boyutlu SPD için tipik değer 20kA'dır.

Maksimum darbe deşarj akımı (Iimp)

Cihazın geçici bir olay sırasında arızalanmamasını sağlamak için dağıtım ağında beklenen maksimum dalgalanma akımını kaldırabilmeli ve cihaz 10/350μs dalga formuyla test edilmelidir.

Sıkıştırma gerilimi

Bu eşik voltajıdır ve bu voltaj seviyesinin üzerinde SPD, güç hattında algıladığı herhangi bir geçici voltajı sıkıştırmaya başlar.

Üretici ve Sertifikalar

UL veya IEC gibi tarafsız bir test tesisinden sertifikalandırılmış, tanınmış bir üreticiden bir SPD seçmek çok önemlidir.Sertifika, ürünün incelendiğini ve tüm performans ve güvenlik gereksinimlerini karşıladığını garanti eder.

Bu boyutlandırma yönergelerini anlamak, ihtiyaçlarınız için en iyi aşırı gerilim koruma cihazını seçmenizi ve etkili aşırı gerilim korumasını garanti etmenizi sağlayacaktır.

Aşırı gerilim koruyucu cihazlar (SPD'ler), geçici aşırı gerilimlere karşı güvenilir koruma sağlayacak şekilde tasarlanmıştır, ancak bazı faktörler bunların arızalanmasına neden olabilir.SPD'lerin başarısızlığının altında yatan nedenlerden bazıları şunlardır:

1. Aşırı güç dalgalanmaları

SPD arızasının başlıca nedenlerinden biri aşırı voltajdır; aşırı voltaj, yıldırım çarpması, güç dalgalanmaları veya diğer elektriksel bozulmalar nedeniyle meydana gelebilir.Konuma göre uygun tasarım hesaplamaları yapıldıktan sonra doğru SPD tipinin takıldığından emin olun.

2. Yaşlanma faktörü

Sıcaklık ve nem gibi çevresel koşullar nedeniyle SPD'lerin raf ömrü sınırlıdır ve zamanla bozulabilir.Ayrıca SPD'ler sık ​​sık yaşanan voltaj artışlarından zarar görebilir.

3.Yapılandırma sorunları

Yanlış yapılandırılmıştır (örneğin, yıldız şeklinde yapılandırılmış bir SPD'nin delta yoluyla bağlanan bir yüke bağlanması).Bu, SPD'yi daha yüksek voltajlara maruz bırakabilir ve bu da SPD arızasına neden olabilir.

4.Bileşen hatası

SPD'ler, üretim kusurları veya çevresel faktörler nedeniyle arızalanabilecek metal oksit varistörler (MOV'ler) gibi çeşitli bileşenler içerir.

5.Yanlış topraklama

Bir SPD'nin düzgün çalışması için topraklama gereklidir.Yanlış topraklanması durumunda SPD arızalanabilir veya muhtemelen bir güvenlik sorunu haline gelebilir.