Οι υπερτάσεις είναι μια από τις πιο υποτιμημένες απειλές στα ηλεκτρικά συστήματα. Μια ξαφνική υπέρταση, είτε προκαλείται από κεραυνό, μεταγωγή δικτύου ή ακόμα και εσωτερικό εξοπλισμό, μπορεί να υποβαθμίσει τη μόνωση, τους διακόπτες λειτουργίας ή να καταστρέψει ευαίσθητες συσκευές σε μια στιγμή. Μια Μονοφασική Συσκευή Προστασίας υπέρτασης (SPD) είναι η πρώτη γραμμή άμυνας. Εκτρέπει την υπερβολική ενέργεια στη γη και διασφαλίζει ότι η τάση που φτάνει στον εξοπλισμό σας παραμένει εντός ασφαλών ορίων.
Για τους ηλεκτρολόγους μηχανικούς και τους ειδικούς προμηθειών, η πρόκληση δεν είναι αν θα χρησιμοποιήσουν ένα μονοφασικό SPD, αλλά πώς να επιλέξουν το σωστό. Αυτός ο οδηγός παρέχει μια σαφή, τεχνική και πρακτική προσέγγιση που συνδυάζει διεθνή πρότυπα, βέλτιστες πρακτικές μηχανικής και εμπειρία από τον πραγματικό κόσμο.
Σε μονοφασικά συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος 230/240V είναι εγκατεστημένη μια Μονοφασική Συσκευή Προστασίας από υπέρταση για προστασία από παροδικές υπερτάσεις. Λειτουργεί παραμένοντας παθητικός υπό κανονική τάση, αλλά μόλις συμβεί ένα κύμα, γίνεται διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης και ανακατευθύνει το ρεύμα υπέρτασης στο έδαφος.
Οι συσκευές μονοφασικής προστασίας εφαρμόζονται ευρέως σε οικιακούς πίνακες διανομής, εμπορικά κτίρια, ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα και βιομηχανικούς πίνακες ελέγχου. Σε κάθε περίπτωση, παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού, μειώνουν το χρόνο διακοπής λειτουργίας και παρέχουν συμμόρφωση με τις σύγχρονες απαιτήσεις ασφάλειας.
Η επιλογή μιας μονοφασικής συσκευής προστασίας από υπερτάσεις πρέπει να ευθυγραμμίζεται κυρίως με τα διεθνή πρότυπα IEC 61643-11 και IEC 61643-12. Αυτές ορίζουν τις κυματομορφές δοκιμής, την ταξινόμηση και τις οδηγίες εγκατάστασης:
Τύπος 1 SPD: Δοκιμασμένο με κυματομορφή 10/350 μs, σχεδιασμένο να αντέχει σε απευθείας ρεύματα κεραυνού. Εγκαθίσταται στην είσοδο της υπηρεσίας όπου υπάρχουν εναέριες γραμμές ή συστήματα αντικεραυνικής προστασίας.
Τύπος 2 SPD: Δοκιμασμένο με κυματομορφή 8/20 μs, προστατεύει από υπερτάσεις μεταγωγής και έμμεσους κεραυνούς. Συνήθως εγκαθίσταται σε πίνακες διανομής.
Τύπος 3 SPD: Τοποθετείται κοντά σε ευαίσθητα φορτία, εξασφαλίζει πολύ χαμηλή υπολειπόμενη τάση (Up). Χρησιμοποιείται ως το τελευταίο στάδιο προστασίας.
Εάν θέλετε μια βαθύτερη εμβάθυνση στη λεπτομερή ταξινόμηση των SPD και πώς καθορίζεται κάθε τύπος σε πρότυπα και πρακτικές εφαρμογές, μπορείτε να εξερευνήσετε το ειδικό άρθρο μας εδώ: Ταξινόμηση ΕΕΠ.
Κατά τη σύγκριση διαφορετικών μονοφασικών SPD, αρκετές παράμετροι είναι κρίσιμες για τη σωστή επιλογή:
Uc (Μέγιστη τάση συνεχούς λειτουργίας): Η μέγιστη τάση RMS που μπορεί να χειριστεί η συσκευή χωρίς υποβάθμιση. Για συστήματα 230/240 V, η τυπική τιμή είναι 275 V AC μεταξύ γραμμής και ουδέτερου.
Πάνω (Επίπεδο προστασίας τάσης): Η συσφιγμένη τάση κατά τη διάρκεια ενός κύματος. Τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά απαιτούν Έως κάτω από 1,5–2,5 kV.
Σε (ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης): Το ρεύμα που το SPD μπορεί να εκφορτίσει επανειλημμένα χωρίς βλάβη. Ένα καλό μονοφασικό SPD θα πρέπει να χειρίζεται τουλάχιστον 20 kA (8/20 µs).
Imax (μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης): Το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να αντέξει το SPD σε ένα μόνο συμβάν, συνήθως 40 kA ή περισσότερο.
Iimp (Παρορμητικό ρεύμα): Ειδικά για SPD τύπου 1, δοκιμασμένα με κυματομορφή 10/350 µs. Οι τιμές ξεκινούν από 12,5 kA, με 25 kA να συνιστώνται σε περιοχές υψηλού κινδύνου.
Χρόνος απόκρισης: Τα SPD δρουν σε νανοδευτερόλεπτα. Όσο πιο γρήγορη είναι η αντίδραση, τόσο καλύτερη προστασία για τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά.
Αυτές οι παράμετροι πρέπει πάντα να αντιστοιχίζονται με το επίπεδο έκθεσης του συστήματος, τον τύπο γείωσης και την κατηγορία μόνωσης του εξοπλισμού.
Ο τύπος γείωσης συχνά παραβλέπεται, αλλά είναι ένας από τους πιο καθοριστικούς παράγοντες κατά την επιλογή μιας Μονοφασικής Συσκευής Προστασίας από υπέρταση.
Συστήματα TT: Απαιτείται 1P+N (ονομάζεται επίσης 1+1) SPD. Αυτή η διαμόρφωση χρησιμοποιεί προστασία MOV μεταξύ γραμμής και ουδέτερου, συν ένα διάκενο σπινθήρα ή ειδικό στοιχείο μεταξύ ουδέτερου και PE. Εξασφαλίζει ελεγχόμενη εκφόρτιση προς τη γη, η οποία είναι ζωτικής σημασίας στο ΤΤ όπου το ουδέτερο δυναμικό μπορεί να αυξηθεί κατά τη διάρκεια σφαλμάτων.
Συστήματα TN-S ή TN-C-S: Μπορεί να χρησιμοποιήσει είτε 1P είτε 1P+N ανάλογα με τη σχεδίαση του πίνακα διανομής. Πρέπει να προστατεύονται τόσο οι διαδρομές γραμμής προς ουδέτερη όσο και γραμμή προς γη.
Συστήματα TN-C: Συνήθως εφαρμόζετε SPD 1P ή 2P ανάλογα με το αν ο αγωγός PEN είναι προσβάσιμος.
Για όλα τα συστήματα, οι κανόνες καλωδίωσης παραμένουν οι ίδιοι: διατηρήστε τη σύνδεση του SPD με τη γείωση όσο το δυνατόν πιο σύντομη, ιδανικά λιγότερο από 0,5 m. Οι μεγάλες απαγωγές αυξάνουν την επαγωγή και επομένως αυξάνουν την υπολειπόμενη τάση που θα δει η προστατευμένη συσκευή.
Αυτή είναι η καρδιά της διαδικασίας λήψης αποφάσεων. Πολλοί μηχανικοί και αγοραστές αναζητούν ειδικά πώς να επιλέξουν ένα μονοφασικό SPD, επομένως αυτή η ενότητα παρέχει έναν λεπτομερή, πρακτικό χάρτη πορείας:
Προσδιορίστε εάν το κτίριο διαθέτει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας (LPS) ή τροφοδοτείται από εναέριες γραμμές. Εάν ναι, είναι υποχρεωτικό ένα SPD τύπου 1 στην είσοδο της υπηρεσίας. Για υπόγειες προμήθειες σε περιοχές χαμηλού κινδύνου, μπορεί να αρκεί ένας Τύπος 2 υψηλής χωρητικότητας.
Ελέγξτε εάν η εγκατάστασή σας είναι TT, TN-S, TN-C-S ή TN-C. Αυτό καθορίζει εάν χρειάζεστε SPD 1P, SPD 1P+N ή SPD 2P. Η επιλογή της λανθασμένης διαμόρφωσης καλωδίωσης μπορεί να καταστήσει το SPD αναποτελεσματικό.
Στην είσοδο της υπηρεσίας: Τύπος 1 ή Τύπος 1+2 συνδυασμένο SPD.
Σε πίνακες διανομής: Τύπος 2, με In ≥ 20 kA και Imax ≥ 40 kA.
Σε ευαίσθητα φορτία: Τύπος 3, για μείωση κάτω από τη μόνωση των ηλεκτρονικών συσκευών.
Αντιστοιχίστε τις αξιολογήσεις του SPD στο σύστημά σας:
Uc: 275V AC για συστήματα 230/240V.
Πάνω: Πρέπει να είναι χαμηλότερη από την κατηγορία μόνωσης εξοπλισμού (IEC 60664: Cat II ≈ 2,5 kV, Cat III ≈ 4 kV).
In/Imax/Iimp: Σύμφωνα με το επίπεδο εγκατάστασης και τη ζώνη κινδύνου.
Τα SPD πρέπει να συνεργαστούν. Η συσκευή ανάντη πρέπει να απορροφά ενέργεια χωρίς να περνά καταστροφική τάση προς τα κάτω, ενώ η κατάντη SPD ρυθμίζει την προστασία. Διατηρήστε τουλάχιστον 10 μέτρα μεταξύ των συσκευών ή εισαγάγετε την αυτεπαγωγή αποσύνδεσης για να διασφαλίσετε τη σωστή κατανομή ενέργειας.
Κάθε SPD απαιτεί εφεδρική προστασία. Εκτός εάν το SPD περιλαμβάνει ενσωματωμένη ασφάλεια, εγκαταστήστε ένα MCB ή μια ασφάλεια σε σειρά. Αυτό αποτρέπει συμβάντα βραχυκυκλώματος όταν το SPD φτάσει στο τέλος της ζωής του.
Τα SPD υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου. Επιλέξτε μοντέλα με:
Παράθυρα ένδειξης κατάστασης που εμφανίζουν πράσινες/κόκκινες συνθήκες.
Επαφές απομακρυσμένης σηματοδότησης για παρακολούθηση σε συστήματα ελέγχου.
Αντικαταστάσιμες μονάδες plug-in, επομένως η συντήρηση δεν απαιτεί επανακαλωδίωση.
Ακολουθώντας αυτή τη διαδικασία βήμα προς βήμα διασφαλίζεται ότι το μονοφασικό SPD σας όχι μόνο έχει αξιολογηθεί σωστά αλλά και σωστά εγκαθίσταται και διατηρείται για μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
Ακόμη και οι καλύτερες συσκευές μονοφασικής προστασίας θα αποτύχουν εάν εγκατασταθούν λανθασμένα. Ακολουθήστε αυτές τις αρχές μηχανικής:
Διατηρήστε τα καλώδια κοντά και άμεσα, λιγότερο από 0,5 m.
Διαχωρίστε τα καλώδια τροφοδοσίας και σήματος για να αποφύγετε υπερτάσεις σύζευξης.
Μην δεσμεύετε καλώδια SPD με προστατευμένα κυκλώματα.
Συνδέετε πάντα τη γείωση SPD στην πλησιέστερη ράβδο συγκόλλησης ισοδυναμικού.
Σεβαστείτε τις αποστάσεις συντονισμού μεταξύ των διαφορετικών σταδίων SPD.
Τα συνηθισμένα λάθη περιλαμβάνουν την εγκατάσταση μόνο ενός σταδίου, τη διακοπή της προστασίας N-PE σε συστήματα TT ή την υπερμεγέθυνση SPD χωρίς πραγματική ανάγκη. Καθένα από αυτά μειώνει την αποτελεσματικότητα της προστασίας και αυξάνει το κόστος χωρίς όφελος.
Οικιακές Εφαρμογές: Ένα SPD τύπου 2 (σε 20 kA, Imax 40 kA, μέχρι < 1,5 kV) που είναι εγκατεστημένο στην κύρια πλακέτα διανομής προστατεύει τα οικιακά ηλεκτρονικά από ενοχλήσεις στο δίκτυο.
Εμπορικά Κτίρια: Ένα SPD τύπου 1+2 στον κεντρικό πίνακα διανομής σε συνδυασμό με SPD τύπου 2 στους πίνακες διανομής δαπέδου διασφαλίζει τη συνέχεια της υπηρεσίας.
Βιομηχανικές Εγκαταστάσεις: SPD τύπου 1 με ονομαστική τιμή 25 kA Iimp στην είσοδο του σέρβις, με συντονισμένα SPD τύπου 2 στα κέντρα ελέγχου κινητήρα και SPD τύπου 3 που προστατεύουν PLC.
Ηλιακά Φ/Β συστήματα: Στην πλευρά DC, χρησιμοποιήστε SPD με ονομαστική Φ/Β. Στην πλευρά AC, ένα μονοφασικό SPD τύπου 2 στην έξοδο του μετατροπέα προστατεύει τόσο τον μετατροπέα όσο και τη διεπαφή δικτύου.
Η επιλογή της σωστής Μονοφασικής Συσκευής Προστασίας από υπέρταση απαιτεί περισσότερα από τη σάρωση ενός φύλλου δεδομένων. Σημαίνει κατανόηση του συστήματός σας, αξιολόγηση κινδύνων, εφαρμογή προτύπων IEC και προσεκτική αντιστοίχιση παραμέτρων.
Στην είσοδο, προστατέψτε από κεραυνούς με Τύπο 1.
Στη διανομή, βασιστείτε σε ισχυρές συσκευές τύπου 2.
Για ευαίσθητα ηλεκτρονικά, προσθέστε τον Τύπο 3 στο σημείο χρήσης.
Να σέβεστε πάντα το σύστημα γείωσης, τις πρακτικές καλωδίωσης και τις ανάγκες συντήρησης.
Εφαρμόζοντας αυτές τις αρχές, οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί και οι επαγγελματίες προμηθειών μπορούν να διασφαλίσουν ότι τα συστήματά τους δεν είναι μόνο συμβατά αλλά και ανθεκτικά, οικονομικά αποδοτικά και έτοιμα για το μέλλον.
Optimized by Seraphinite Accelerator
