Πώς λειτουργεί το SPD (συσκευή προστασίας από υπερτάσεις);

Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (SPD) είναι βασικές συσκευές που προστατεύουν τον ηλεκτρικό εξοπλισμό από ζημιές που προκαλούνται από αιχμές τάσης ή υπερτάσεις. Αυτές οι υπερτάσεις, που μπορεί να προκληθούν από κεραυνούς ή διακοπές ρεύματος, μπορεί να επηρεάσουν ή ακόμη και να καταστρέψουν ευαίσθητες ηλεκτρονικές συσκευές.

Τα SPD λειτουργούν εκτρέποντας την υπερβολική τάση που παράγεται κατά τη διάρκεια μιας απότομης τάσης μακριά από τις συσκευές που προστατεύονται. Αυτό το κάνουν μετακινώντας την περίσσεια ενέργειας μέσω μιας διαδρομής που οδηγεί στο έδαφος, μακριά από τον εξοπλισμό. Τα SPD μπορούν να εγκατασταθούν στο σημείο όπου η ηλεκτρική ενέργεια εισέρχεται σε ένα κτίριο ή ακόμα και σε μεμονωμένες συσκευές για την προστασία τους από τις αιχμές τάσης.

Τα δύο κύρια συστατικά των SPD είναι τα βαρίστορ μεταλλικών οξειδίων (MOV) και οι σωλήνες εκκένωσης αερίου (GDT). Τα MOV είναι κατασκευασμένα από οξείδιο μετάλλου και έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρουν ηλεκτρισμό όταν εμφανίζεται κύμα τάσης. Όταν η τάση υπερβαίνει ένα ορισμένο όριο, το MOV μεταφέρει ηλεκτρισμό, απομακρύνοντας την υπερβολική τάση από τον εξοπλισμό που προστατεύει. Τα GDT λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο, διασπώντας και διοχετεύοντας την υπερβολική τάση μακριά από τη συσκευή.

Εκτός από τα MOV και τα GDT, τα SPD συνήθως περιλαμβάνουν επίσης μια ασφάλεια που ονομάζεται μεταβατικός καταστολέας τάσης (TVS). Το TVS βοηθά στην προστασία του SPD και του εξοπλισμού στον οποίο είναι συνδεδεμένος από τυχόν βραχυκυκλώματα που μπορεί να προκύψουν.

Συνοπτικά, τα SPD είναι κρίσιμες συσκευές που βοηθούν στην προστασία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού από δυνητικά επιβλαβείς υπερτάσεις τάσης. Χωρίς αυτά, οι συσκευές θα μπορούσαν εύκολα να καταστραφούν από υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς, διακοπές ρεύματος ή άλλες διακυμάνσεις τάσης. Με τη σωστή χρήση των SPD στη θέση τους, μπορείτε να έχετε το κεφάλι σας ήσυχο και να προστατεύσετε τις πολύτιμες ηλεκτρονικές συσκευές σας από απροσδόκητες υπερτάσεις και διακοπές λειτουργίας.

Κατηγορίες ή Τύποι SPD

Οι δύο κύριοι τύποι SPD είναι τα στοιχεία περιορισμού τάσης και τα εξαρτήματα μεταγωγής τάσης. Τα εξαρτήματα περιορισμού τάσης αλλάζουν σε σύνθετη αντίσταση καθώς αυξάνονται οι τάσεις, με αποτέλεσμα τη σύσφιξη της μεταβατικής τάσης. Τα εξαρτήματα μεταγωγής τάσης “ενεργοποιούνται” μόλις ξεπεραστεί μια οριακή τάση και πέφτουν αμέσως σε χαμηλή αντίσταση. Τα περισσότερα συστήματα σήμερα ενσωματώνουν και τους δύο τύπους στοιχείων μαζί για να συγκεντρώνουν τα δυνατά σημεία και να περιορίζουν τις αδυναμίες κάθε μεμονωμένου εξαρτήματος.

Παραδείγματα εξαρτημάτων περιορισμού τάσης είναι τα βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου (MOV) και οι δίοδοι μεταβατικής καταστολής τάσης (TVS). Τα εξαρτήματα μεταγωγής τάσης περιλαμβάνουν σωλήνες εκκένωσης αερίου (GDT) και κενά σπινθήρα.

Αρχή Εργασίας

Τα SPD μπορεί να διαφέρουν σε τύπους, αλλά έχουν μια κοινή αρχή λειτουργίας: Σε κανονική τάση, δεν επηρεάζει τη λειτουργία του κυκλώματος. Μόλις δημιουργηθεί η υψηλή τάση αιχμής, η σύνθετη αντίσταση της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις θα μειωθεί πολύ γρήγορα. Έτσι, το ρεύμα υπέρτασης θα ρέει στο έδαφος μέσω του προστατευτικού υπέρτασης αντί να εισέλθει στον εξοπλισμό για να προστατεύσει τα κυκλώματα και τον άλλο εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος σε αυτό.

Τύποι SPD

Οι τύποι SPD εξαρτώνται από την τοποθεσία στην οποία είναι εγκατεστημένη,

SPD τύπου 1 – Κύριος πίνακας διανομής

SPD τύπου 2 – Πίνακας Υποδιανομής

SPD τύπου 3 – Πίνακας προστασίας φορτίου

Από τεχνολογία, υπάρχουν δύο τύποι SPD, δηλαδή,

• Σωλήνας εκκένωσης αερίου (GDT) – Χρησιμοποιεί ένα διάκενο σπινθήρα στα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται σε ένα σφραγισμένο γυαλί γεμάτο με ευγενή αέρια, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να διασπώνται σε τάση μεγαλύτερη από την τάση λειτουργίας που προκαλεί την αγωγή του. Αυτό είναι ένα σύστημα μεταγωγής τάσης (ενεργεί πιο αργά από το MOV).
• Βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV) – Το MOV είναι ένα σώμα κυκλικού/ορθογώνιου σχήματος από πυροσυσσωματωμένο οξείδιο του ψευδαργύρου και άλλα οξείδια ενός σάντουιτς μονής/πολλαπλών στρωμάτων του ίδιου. Όταν συμβαίνει ένα κύμα, η αντίσταση κατά μήκος του MOV μειώνεται γρήγορα προκαλώντας μεγάλη ροή ρεύματος. Τα MOV είναι σύστημα περιορισμού τάσης (δρα γρηγορότερα από το GDT).
• Δίοδος Διάσπασης Χιονοστιβάδας (ABD) – Μια δίοδος διασταύρωσης P-N που έχει σχεδιαστεί για να αντιμετωπίζει βλάβη χιονοστιβάδας (ηλεκτρικό φαινόμενο σε ημιαγωγό που επιτρέπει τη ροή μεγάλων ποσοτήτων ρεύματος) όταν εφαρμόζεται τάση μεγαλύτερη από την ονομαστική τάση.