Überspannungsschutzgeräte (SPD)

Überspannungsschutzgeräte (SPD) dienen zum Schutz der Elektroinstallation, bestehend aus Verbrauchereinheit, Verkabelung und Zubehör, vor elektrischen Überspannungen, die als transiente Überspannung bezeichnet werden.

Jedes elektronische Gerät, das sich in einer industriellen Umgebung befindet, ist Spannungsspitzen ausgesetzt, die im öffentlichen Stromnetz erzeugt werden und über eingehende Stromleitungen an das Gerät übertragen werden. Benutzer installieren Überspannungsschutzgeräte, um ihre Geräte vor Überspannungen zu schützen.

Es gibt drei verschiedene Arten von Überspannungsschutzgeräten:

1. Typ 1 SPD am Ursprung installiert, z.B. Hauptverteiler.
2. SPD vom Typ 2, installiert an Unterverteilern (kombinierte SPDs vom Typ 1 und 2 sind verfügbar und werden normalerweise in Verbrauchereinheiten installiert).
3. Typ 3 SPD, installiert in der Nähe der geschützten Last. Sie dürfen nur als Ergänzung zum Typ-2-SPD installiert werden.

Wenn zum Schutz der Anlage mehrere Geräte erforderlich sind, müssen diese koordiniert werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Die Kompatibilität der von verschiedenen Herstellern gelieferten Artikel sollte überprüft werden. Der Installateur und die Hersteller der Geräte sind am besten in der Lage, diesbezüglich Hinweise zu geben.

Typ 1 SPD

SPD Typ 1 muss vor dem System am Lieferort der Stromenergie angeschlossen werden. SPD schützt Gebäude und Menschen vor der Gefahr direkter Blitzeinschläge (Brand und Tod) und zeichnet sich aus durch:

Iimp 10/350 Impulsstrom: Iimp entspricht dem Spitzenwert einer Stromimpulsform von 10/350 μs.

Typ 2 SPD

SPD-Geräte vom Typ 2 sind so konzipiert, dass sie die gesamte Überspannung aus Versorgungskreisen entfernen, die wahrscheinlich nicht direkt vom Blitz getroffen werden. SPD Typ 2 wird SPD Typ 1 oder SPD Typ 1+2 nachgeschaltet (Mindestabstand 1 m) und schützt mit dem Boden verbundene Maschinen und Werkzeuge und verringert das Risiko wirtschaftlicher Verluste.

SPD Typ 2 zeichnet sich aus durch:

In 8/20 Nennentladestrom: Der Spitzenstrom (und die Wellenform) durch das SPD unter den in EN 62305 vorgeschriebenen Bedingungen, um den Stoßstrom als Folge eines Blitzeinschlags in die Stromversorgungsleitung darzustellen.

Imax 8/20 Maximaler Entladestrom: Spitzenwert des höchsten Stroms einer 8/20-μs-Wellenform, den ein SPD mindestens einmal entladen kann, ohne zu brechen.

Typ 3 SPD

Um den Endverbraucher vor Überspannung zu schützen, werden SPD-Typ-3-Geräte eingesetzt. Sie können in Versorgungsnetzen installiert werden, in denen bereits SDP-Typen 1 und/oder 2 vorhanden sind. Sie können in feste oder mobile Steckdosen eingebaut werden und weisen folgende charakteristische Parameter auf:

Uoc: Prüfspannung. Dies ist der Spitzenwert der Leerlaufspannung des kombinierten Prüfgenerators; Dieser hat eine Wellenform von 1,2/50 μs und kann gleichzeitig Strom mit der Wellenform 8/20 μs liefern

Was ist eine transiente Überspannung?

Unter transienter Überspannung versteht man kurzzeitige Stromstöße, die durch die plötzliche Freisetzung zuvor gespeicherter oder auf andere Weise induzierter Energie entstehen. Transiente Überspannungen können entweder natürlich vorkommen oder vom Menschen verursacht werden.

Überspannungsquellen können extern oder intern sein.

Externe transiente Überspannung ist:

Blitz (am schädlichsten)

Schalten von Kondensatorbänken

Schalten großer elektrischer Lasten

Trennung und Wiederanbindung der Stromleitung

Transformatorschaltung

Elektrostatische Entladungen

Schlechte Qualität der Stromübertragung und des Verteilungsnetzes

Interne transiente Überspannung ist:

Sicherung und Leistungsschalter (MCCB, ACB usw.)

Elektromotoren und Motorstarter

HVAC-Geräte

Frequenzumrichter

Haushaltsgeräte wie Mikrowelle, Computer, Kühlschrank

Elektronische Vorschaltgeräte

Technologien für Überspannungsschutzgeräte

Varistor:

Dies kann als variabler Widerstand betrachtet werden, der bei Nennspannung einen sehr hohen Ohmwert hat. Der Widerstand sinkt jedoch schnell auf nahezu Null, wenn die Spannung ansteigt. Auf diese Weise erzeugt der Varistor einen Quasi-Kurzschluss, der die Überspannung begrenzt. Aufgrund des geringen Leckstroms, der bei der Nennspannung auftritt, und der Anzahl der Eingriffe unterliegt der Varistor jedoch einer fortschreitenden Verschlechterung. Mit jeder auftretenden Überspannung steigt und beschleunigt sich der Ableitstromdas Ende der Lebensdauer des Geräts – was letztendlich durch den Wechsel von Grün auf Rot im Signalfenster angezeigt wird.

Funkenstrecke:

Dieser besteht aus zwei durch Luft oder Gas getrennten Elektroden. Wenn eine Stoßspannung auftritt, überbrückt ein elektrischer Lichtbogen die Lücke und es fließt ein Stoßstrom, um die Stoßspannung auf ein niedriges und konstantes Niveau zu begrenzen. Der Lichtbogen erlischt erst, wenn der Stoßstrom unter etwa 10 Ampere fällt. Das Gas gewährleistet eine konstante Durchschlagspannung, da der Lichtbogen in einer geschützten Umgebung gezündet wird; keinen Druck- oder Feuchtigkeitsschwankungen oder Verunreinigungen ausgesetzt, wie sie in der Luft auftreten würden. Es gibt,Es dauert jedoch eine Verzögerung, bevor das Gerät einen Lichtbogen erzeugt und der Stoßstrom abgeleitet wird. Dies hängt von der Größe des ursprünglichen Spannungsstoßes und seiner Anstiegsgeschwindigkeit ab. Daher kann der Spannungsschutzpegel variieren, obwohl er garantiert niedriger als oben ist.

Muss ich SPDs installiert haben?

Die aktuelle Ausgabe der IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, besagt, dass, sofern keine Risikobewertung durchgeführt wird, ein Schutz gegen transiente Überspannungen bereitgestellt werden muss, wenn die durch Überspannung verursachten Folgen:

• Dies kann zu schweren Verletzungen oder dem Verlust von Menschenleben führen.;
• Eine Unterbrechung der öffentlichen Dienste und/oder eine Schädigung des kulturellen Erbes zur Folge haben;
• Eine Unterbrechung der kommerziellen oder industriellen Tätigkeit zur Folge haben;
• Betrifft eine große Anzahl zusammenlebender Personen.

Diese Regelung gilt für alle Arten von Räumlichkeiten, darunter Wohn-, Gewerbe- und Industrieräume.

Die Entscheidung über den Kauf von SPDs liegt in den Händen des Kunden, ihm sollten jedoch genügend Informationen zur Verfügung gestellt werden, um eine fundierte Entscheidung darüber treffen zu können, ob er auf SPDs verzichten möchte.

Der Überspannungsschutz könnte in einer vorhandenen Verbrauchereinheit installiert werden, wenn ausreichend Platz vorhanden ist, oder, wenn nicht genügend Platz zur Verfügung steht, kann er in einem externen Gehäuse neben der vorhandenen Verbrauchereinheit installiert werden.