Wie funktioniert SPD (Surge Protection Device)?

Überspannungsschutzgeräte (SPDs) sind wichtige Geräte, die elektrische Geräte vor Schäden durch Spannungsspitzen oder Überspannungen schützen. Diese Überspannungen, die durch Blitzschlag oder Stromausfälle verursacht werden können, können empfindliche elektronische Geräte beeinträchtigen und sogar zerstören.

SPDs funktionieren, indem sie die überschüssige Spannung, die bei einer Überspannung entsteht, von den zu schützenden Geräten ableiten. Dies erreichen sie, indem sie die überschüssige Energie über einen Pfad transportieren, der vom Gerät weg zum Boden führt. SPDs können an der Stelle installiert werden, an der Strom in ein Gebäude gelangt, oder sogar an einzelnen Geräten, um diese vor Spannungsspitzen zu schützen.

Die beiden Hauptkomponenten von SPDs sind Metalloxid-Varistoren (MOVs) und Gasentladungsröhren (GDTs). MOVs bestehen aus einem Metalloxid und sind so konzipiert, dass sie Strom leiten, wenn ein Spannungsstoß auftritt. Wenn die Spannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, leitet der MOV Strom und leitet die überschüssige Spannung von den Geräten ab, die er schützt. GDTs funktionieren auf ähnliche Weise, indem sie überschüssige Spannung abbauen und vom Gerät ableiten.

Zusätzlich zu MOVs und GDTs enthalten SPDs normalerweise auch eine Sicherung, die als Transientenspannungsunterdrücker (TVS) bezeichnet wird. Das TVS trägt dazu bei, das SPD und die Geräte, an die es angeschlossen ist, vor eventuell auftretenden Kurzschlüssen zu schützen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass SPDs wichtige Geräte sind, die dazu beitragen, elektronische Geräte vor potenziell schädlichen Spannungsspitzen zu schützen. Ohne sie könnten Geräte leicht durch Überspannungen durch Blitzschlag, Stromausfälle oder andere Spannungsschwankungen zerstört werden. Mit dem richtigen Einsatz von SPDs können Sie beruhigt sein und Ihre wertvollen elektronischen Geräte vor unerwarteten Überspannungen und Ausfällen schützen.

SPD-Kategorien oder -Typen

Die beiden Haupttypen von SPDs sind spannungsbegrenzende und spannungsschaltende Komponenten. Spannungsbegrenzende Komponenten ändern ihre Impedanz, wenn die Spannungen ansteigen, was zu einer Begrenzung der Übergangsspannung führt. Spannungsschaltkomponenten “schalten sich ein”, sobald eine Schwellenspannung überschritten wird, und fallen sofort auf eine niedrige Impedanz ab. Heutzutage integrieren die meisten Systeme beide Komponententypen zusammen, um die Stärken zu bündeln und die Schwächen jedes einzelnen Teils zu begrenzen.

Beispiele für spannungsbegrenzende Komponenten sind Metalloxid-Varistoren (MOVs) und Transientenspannungsunterdrückungsdioden (TVS). Zu den Spannungsschaltkomponenten gehören Gasentladungsröhren (GDTs) und Funkenstrecken.

Arbeitsprinzip

Die Typen von SPDs können unterschiedlich sein, sie haben jedoch ein gemeinsames Funktionsprinzip: Bei normaler Spannung hat dies keinen Einfluss auf den Betrieb des Stromkreises. Sobald die hohe Spitzenspannung erzeugt wird, nimmt die Impedanz des Überspannungsschutzgeräts sehr schnell ab. Somit fließt der Stoßstrom durch den Überspannungsschutz in die Erde, anstatt in das Gerät einzudringen, um die Stromkreise und andere daran angeschlossene Geräte zu schützen.

Arten von SPD

Die Arten von SPDs hängen vom Ort ab, an dem sie installiert werden.,

SPDs vom Typ 1 – Hauptverteilerfeld

SPDs vom Typ 2 – Unterverteilerfeld

SPDs vom Typ 3 – Lastschutzpanel

Technisch gesehen gibt es zwei Arten von SPDs, nämlich,

• Gasentladungsröhre (GDT) – Verwendet eine Funkenstrecke zwischen Elektroden, die in einem versiegelten, mit Edelgasen gefüllten Glas angeordnet sind, das bei einer Spannung, die höher als die Betriebsspannung ist, durchbricht und dadurch zum Leiten führt. Dies ist ein Spannungsschaltsystem (wirkt langsamer als MOV).
• Metalloxid-Varistor (MOV) – Ein MOV ist ein kreisförmiger/rechteckiger Körper aus gesintertem Zinkoxid und anderen Oxiden in einem ein-/mehrschichtigen Sandwich desselben. Wenn ein Spannungsstoß auftritt, nimmt der Widerstand am MOV schnell ab, was zu einem großen Stromfluss führt. MOVs sind Spannungsbegrenzungssysteme (wirken schneller als GDT).
• Lawinendurchbruchdiode (ABD) – Eine Diode mit P-N-Übergang, die dafür ausgelegt ist, einen Lawinendurchbruch (ein elektrisches Phänomen in einem Halbleiter, das den Fluss großer Strommengen ermöglicht) zu erleiden, wenn eine Spannung angelegt wird, die größer als die Nennspannung ist.