Thiết bị chống sét lan truyền, còn được gọi là thiết bị chống sét lan truyền hoặc SPD, được thiết kế để bảo vệ các bộ phận điện khỏi sự đột biến điện áp có thể xảy ra trong mạch điện.

Bất cứ khi nào dòng điện hoặc điện áp tăng đột ngột trong mạch điện hoặc mạch truyền thông do sự can thiệp từ bên ngoài, thiết bị chống sét lan truyền có thể dẫn điện và ngắt mạch trong một khoảng thời gian rất ngắn, ngăn chặn sự đột biến làm hỏng các thiết bị khác trong mạch. .

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) là phương pháp tiết kiệm chi phí để ngăn chặn sự cố mất điện và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.

Chúng thường được lắp đặt trong các bảng phân phối và đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động trơn tru và không bị gián đoạn của các thiết bị điện tử trong nhiều ứng dụng bằng cách hạn chế quá điện áp nhất thời.

SPD hoạt động bằng cách chuyển điện áp dư thừa do các xung đột biến ra khỏi thiết bị được bảo vệ.Nó thường bao gồm các biến trở oxit kim loại (MOV) hoặc ống phóng khí giúp hấp thụ điện áp dư thừa và chuyển hướng nó xuống đất, từ đó bảo vệ các thiết bị được kết nối.

Sự cố tăng điện có thể xảy ra do nhiều lý do, bao gồm sét đánh, chuyển mạch lưới điện, hệ thống dây điện bị lỗi và hoạt động của các thiết bị điện có công suất cao.Chúng cũng có thể được gây ra bởi các sự kiện xảy ra bên trong tòa nhà, chẳng hạn như khởi động động cơ hoặc bật/tắt các thiết bị lớn.

Việc cài đặt SPD có thể mang lại một số lợi ích, bao gồm:

Bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi sự đột biến điện áp gây hư hại.

Ngăn ngừa mất mát hoặc hỏng dữ liệu trong hệ thống máy tính.

Kéo dài tuổi thọ của các thiết bị và dụng cụ bằng cách bảo vệ chúng khỏi bị nhiễu điện.

Giảm nguy cơ cháy nổ do chập điện.

Yên tâm khi biết rằng thiết bị quý giá của bạn được bảo vệ an toàn.

Tuổi thọ của SPD có thể khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như chất lượng của nó, mức độ nghiêm trọng của các đợt đột biến mà nó gặp phải và phương pháp bảo trì.Thông thường, SPD có tuổi thọ từ 5 đến 10 năm.Tuy nhiên, nên thường xuyên kiểm tra, thử nghiệm SPD và thay thế chúng khi cần thiết để đảm bảo khả năng bảo vệ tối ưu.

Nhu cầu về SPD có thể khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như vị trí địa lý, quy định của địa phương và độ nhạy của thiết bị điện tử được kết nối.Bạn nên tham khảo ý kiến ​​​​của thợ điện hoặc kỹ sư điện có trình độ để đánh giá nhu cầu cụ thể của bạn và xác định xem hệ thống điện của bạn có cần SPD hay không.

Một số thành phần chống sét lan truyền phổ biến được sử dụng trong sản xuất SPD là biến trở oxit kim loại (MOV), điốt đánh thủng do tuyết lở (ABD – trước đây gọi là điốt silicon chống tuyết lở hoặc SAD) và ống xả khí (GDT).MOV là công nghệ được sử dụng phổ biến nhất để bảo vệ các mạch điện xoay chiều.Đánh giá dòng điện đột biến của MOV có liên quan đến diện tích mặt cắt ngang và thành phần của nó.Nói chung, diện tích mặt cắt càng lớn thì định mức dòng điện đột biến của thiết bị càng cao.MOV thường có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật nhưng có rất nhiều kích thước tiêu chuẩn từ 7 mm (0,28 inch) đến 80 mm (3,15 inch).Xếp hạng dòng điện đột biến của các thành phần bảo vệ đột biến này rất khác nhau và phụ thuộc vào nhà sản xuất.Như đã thảo luận trước đó trong điều khoản này, bằng cách kết nối các MOV trong một mảng song song, giá trị dòng điện đột biến có thể được tính bằng cách cộng các định mức dòng điện đột biến của các MOV riêng lẻ lại với nhau để thu được định mức dòng điện đột biến của mảng.Khi làm như vậy, cần xem xét đến việc phối hợp điều hành.

Có nhiều giả thuyết về thành phần nào, cấu trúc liên kết nào và việc triển khai công nghệ cụ thể sẽ tạo ra SPD tốt nhất để chuyển hướng dòng điện đột biến.Thay vì trình bày tất cả các tùy chọn, tốt nhất là thảo luận về xếp hạng dòng điện đột biến, Xếp hạng dòng phóng điện danh nghĩa hoặc khả năng dòng điện đột biến xoay quanh dữ liệu kiểm tra hiệu suất.Bất kể các thành phần được sử dụng trong thiết kế hoặc cấu trúc cơ khí cụ thể được triển khai, điều quan trọng là SPD có định mức dòng điện đột biến hoặc Định mức dòng phóng điện danh định phù hợp cho ứng dụng.

Phiên bản hiện tại của Quy định nối dây IET, BS 7671:2018, nêu rõ rằng trừ khi thực hiện đánh giá rủi ro, bảo vệ chống quá điện áp nhất thời sẽ được cung cấp khi hậu quả do quá điện áp gây ra có thể:

Gây thương tích nghiêm trọng hoặc mất mát tính mạng con người;hoặc

Dẫn đến gián đoạn các dịch vụ công cộng và/hoặc gây thiệt hại cho di sản văn hóa;hoặc

Dẫn đến gián đoạn hoạt động thương mại hoặc công nghiệp;hoặc

Ảnh hưởng đến một số lượng lớn các cá nhân cùng nằm.

Quy định này áp dụng cho tất cả các loại cơ sở bao gồm nhà ở, thương mại và công nghiệp.

Mặc dù Quy định đi dây của IET không có tính chất hồi cứu, khi công việc đang được thực hiện trên mạch hiện có trong hệ thống lắp đặt đã được thiết kế và lắp đặt theo phiên bản trước của Quy định đi dây của IET, nhưng cần phải đảm bảo mạch đã sửa đổi tuân thủ các quy định mới nhất. phiên bản này, điều này sẽ chỉ có lợi nếu SPD được lắp đặt để bảo vệ toàn bộ quá trình cài đặt.

Quyết định về việc có mua SPD hay không là do khách hàng quyết định nhưng họ cần được cung cấp đủ thông tin để đưa ra quyết định sáng suốt về việc liệu họ có muốn bỏ qua SPD hay không.Cần đưa ra quyết định dựa trên các yếu tố rủi ro về an toàn và sau khi đánh giá chi phí của SPD, có thể chỉ tốn vài trăm bảng Anh, so với chi phí lắp đặt điện và thiết bị kết nối với nó như máy tính, TV và các thiết bị cần thiết, ví dụ, phát hiện khói và điều khiển nồi hơi.

Bảo vệ chống đột biến có thể được lắp đặt trong một thiết bị tiêu dùng hiện có nếu có không gian vật lý thích hợp hoặc nếu không có đủ không gian, nó có thể được lắp đặt trong một vỏ bọc bên ngoài liền kề với thiết bị tiêu dùng hiện có.

Bạn cũng nên kiểm tra với công ty bảo hiểm của mình vì một số chính sách có thể quy định rằng thiết bị phải được bảo hiểm bằng SPD, nếu không họ sẽ không thanh toán trong trường hợp có yêu cầu bồi thường.

Phân loại của thiết bị chống sét lan truyền (thường được gọi là chống sét) Được đánh giá theo lý thuyết chống sét phân khu IEC 61643-31 & EN 50539-11, được lắp đặt tại điểm nối của vách ngăn.Yêu cầu kỹ thuật và chức năng khác nhau.Thiết bị chống sét giai đoạn một được lắp đặt giữa vùng 0-1, yêu cầu cao về dòng chảy, yêu cầu tối thiểu của IEC 61643-31 & EN 50539-11 là Itotal (10/350) 12,5 ka, còn thứ hai và thứ ba các mức được lắp đặt giữa vùng 1-2 và 2-3, chủ yếu để ngăn chặn quá điện áp.

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) rất cần thiết trong việc bảo vệ thiết bị điện tử khỏi tác hại của quá điện áp nhất thời có thể gây hư hỏng, ngừng hoạt động hệ thống và mất dữ liệu.

Trong nhiều trường hợp, chi phí thay thế hoặc sửa chữa thiết bị có thể rất lớn, đặc biệt là trong các ứng dụng quan trọng như bệnh viện, trung tâm dữ liệu và nhà máy công nghiệp.

Bộ ngắt mạch và cầu chì không được thiết kế để xử lý các sự kiện năng lượng cao này, do đó cần phải có biện pháp bảo vệ đột biến bổ sung.

Trong khi SPD được thiết kế đặc biệt để chuyển hướng tình trạng quá điện áp nhất thời ra khỏi thiết bị, bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Tóm lại, SPD rất cần thiết trong môi trường công nghệ hiện đại.

Nguyên tắc làm việc SPD

Nguyên tắc cơ bản của SPD là chúng cung cấp đường dẫn trở kháng thấp xuống đất khi điện áp vượt quá.Khi xảy ra hiện tượng tăng điện áp hoặc đột biến điện áp, SPD hoạt động bằng cách chuyển điện áp và dòng điện dư thừa xuống đất.

Bằng cách này, cường độ của điện áp đến được hạ xuống mức an toàn mà không làm hỏng thiết bị kèm theo.

Để hoạt động, thiết bị chống sét lan truyền phải chứa ít nhất một thành phần phi tuyến tính (một biến trở hoặc khe hở phóng điện), trong các điều kiện khác nhau sẽ chuyển đổi giữa trạng thái trở kháng cao và thấp.

Chức năng của chúng là chuyển hướng dòng phóng điện hoặc dòng xung và hạn chế quá điện áp ở thiết bị hạ nguồn.

Các thiết bị chống sét lan truyền hoạt động trong ba tình huống được liệt kê dưới đây.

A. Điều kiện bình thường (không có đột biến)

Trong trường hợp không có điều kiện đột biến, SPD không tác động đến hệ thống và hoạt động như một mạch hở, nó vẫn ở trạng thái trở kháng cao.

B. Trong quá trình tăng điện áp

Trong trường hợp điện áp tăng đột biến, SPD chuyển sang trạng thái dẫn điện và trở kháng của nó giảm xuống.Bằng cách này, nó sẽ bảo vệ hệ thống bằng cách chuyển dòng xung xuống đất.

C. Trở lại hoạt động bình thường

Sau khi xả quá điện áp, SPD chuyển trở lại trạng thái trở kháng cao bình thường.

Thiết bị chống sét (SPD) là thành phần thiết yếu của mạng điện.Tuy nhiên, việc chọn một SPD phù hợp cho hệ thống của bạn có thể là một vấn đề khó khăn.

Điện áp hoạt động liên tục tối đa (UC)

Điện áp định mức của SPD phải tương thích với điện áp của hệ thống điện để mang lại sự bảo vệ thích hợp cho hệ thống.Xếp hạng điện áp thấp hơn sẽ làm hỏng thiết bị và xếp hạng cao hơn sẽ không chuyển hướng tạm thời đúng cách.

Thời gian đáp ứng

Nó được mô tả là thời gian SPD phản ứng với các quá độ.SPD phản hồi càng nhanh thì khả năng bảo vệ của SPD càng tốt.Thông thường, SPD dựa trên diode Zener có phản hồi nhanh nhất.Loại chứa đầy khí có thời gian phản hồi tương đối chậm còn cầu chì và loại MOV có thời gian phản hồi chậm nhất.

Dòng xả danh định (In)

SPD phải được kiểm tra ở dạng sóng 8/20μs và giá trị tiêu biểu cho SPD cỡ nhỏ dân dụng là 20kA.

Dòng xả xung tối đa (Iimp)

Thiết bị phải có khả năng xử lý dòng điện tăng đột biến tối đa dự kiến ​​trên mạng phân phối để đảm bảo rằng thiết bị không bị hỏng trong sự kiện nhất thời và thiết bị phải được kiểm tra với dạng sóng 10/350μs.

Điện áp kẹp

Đây là điện áp ngưỡng và trên mức điện áp này, SPD bắt đầu kẹp bất kỳ điện áp nhất thời nào mà nó phát hiện được trong đường dây điện.

Nhà sản xuất và chứng nhận

Việc lựa chọn SPD từ nhà sản xuất nổi tiếng có chứng nhận từ cơ sở thử nghiệm khách quan, chẳng hạn như UL hoặc IEC, là rất quan trọng.Chứng nhận đảm bảo rằng sản phẩm đã được kiểm tra và vượt qua tất cả các yêu cầu về hiệu suất và bảo mật.

Việc hiểu các nguyên tắc định cỡ này sẽ cho phép bạn chọn thiết bị chống sét lan truyền tốt nhất cho nhu cầu của mình và đảm bảo khả năng chống sét lan truyền hiệu quả.

Các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) được thiết kế để cung cấp khả năng bảo vệ đáng tin cậy chống lại tình trạng quá điện áp nhất thời, nhưng một số yếu tố nhất định có thể khiến chúng bị hỏng.Sau đây là một số lý do cơ bản đằng sau sự thất bại của SPD:

1. Tăng điện quá mức

Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến lỗi SPD là quá điện áp, quá điện áp có thể xảy ra do sét đánh, tăng điện hoặc các rối loạn điện khác.Đảm bảo lắp đặt đúng loại SPD sau khi tính toán thiết kế phù hợp theo vị trí.

2. Yếu tố lão hóa

Do các điều kiện môi trường bao gồm nhiệt độ và độ ẩm, SPD có thời hạn sử dụng hạn chế và có thể xuống cấp theo thời gian.Hơn nữa, SPD có thể bị tổn hại do điện áp tăng vọt thường xuyên.

3. Vấn đề về cấu hình

Định cấu hình sai, chẳng hạn như khi SPD được định cấu hình wye được liên kết với tải được kết nối qua delta.Điều này có thể khiến SPD tiếp xúc với điện áp lớn hơn, có thể dẫn đến lỗi SPD.

4. Lỗi thành phần

SPD chứa một số thành phần, chẳng hạn như biến trở oxit kim loại (MOV), có thể bị hỏng do lỗi sản xuất hoặc các yếu tố môi trường.

5. Nối đất không đúng cách

Để SPD hoạt động bình thường, cần phải nối đất.SPD có thể gặp trục trặc hoặc có thể trở thành mối lo ngại về an toàn nếu nó được nối đất không đúng cách.