Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (Απαγωγείς υπερτάσεων) (SPD)

Η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις (SPD) είναι ένα στοιχείο του συστήματος προστασίας ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Αυτή η συσκευή συνδέεται παράλληλα στο κύκλωμα τροφοδοσίας των φορτίων που πρέπει να προστατεύει (βλ. Εικ. J17). Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα επίπεδα του δικτύου τροφοδοσίας.

Αυτός είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος και πιο αποτελεσματικός τύπος προστασίας από υπέρταση.

Οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει σημαντικές μελέτες για τα χαρακτηριστικά και τις επιπτώσεις των κεραυνών εδώ και χρόνια και έχουν αναπτύξει ανάλογα τεχνολογικά προϊόντα. Σήμερα, οι δοκιμές αυτών των προϊόντων μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν με προσομοίωση κεραυνού σε αυτό το πλαίσιο.

Τύποι κυμάτων κεραυνού:

Το χτύπημα του κεραυνού μπορεί να μελετηθεί σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος.

1. Direct Lightning Strike 10 / 350μs:

Τα παλμικά ρεύματα σε κυματομορφή 10/350 μs συμβαίνουν σε απευθείας κεραυνούς. Αυτή η ταχεία αύξηση της τάσης του παλμού απελευθερώνει μεγάλη ισχύ με μεγάλο παλμό ρεύματος.

Σήμερα, τα υλικά του Εξωτερικού Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας και τα στοιχεία κυκλώματος αναστολέα υπέρτασης τύπου 1 / κατηγορίας Ι ελέγχονται σύμφωνα με αυτά τα κριτήρια σύμφωνα με τα πρότυπα.

2. Κεραυνός και τάσεις μεταγωγής σε απομακρυσμένη περιοχή 8 / 20 μs:

Κεραυνός χτυπά σε μακρινή τοποθεσία και εμφανίζονται παλμικά ρεύματα με τάσεις μεταγωγής 8/20 μs κυματομορφής.

Το ενεργειακό περιεχόμενο αυτού του παλμού είναι σημαντικά χαμηλότερο από το παλμικό κύμα ρεύματος δοκιμής κεραυνού 10/350 μs. Τα στοιχεία κυκλώματος Τύπου 2 / Κλάσης II και Τύπου 3 / Τάξης ΙΙΙ τύπου Surge Protector (Surge Rerester) ελέγχονται σύμφωνα με αυτά τα κριτήρια σύμφωνα με τα πρότυπα.

Πρότυπα

Μερικά πρότυπα που αναφέρονται συχνά περιλαμβάνουν:

• IEC 61643-11 Συσκευές προστασίας από υπέρταση χαμηλής τάσης – Μέρος 11: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις συνδεδεμένες σε συστήματα ισχύος χαμηλής τάσης – Απαιτήσεις και μέθοδοι δοκιμής (αντικαθιστά το IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 Συσκευές προστασίας από υπέρταση χαμηλής τάσης – Μέρος 21: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις συνδεδεμένες σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών και σηματοδότησης – Απαιτήσεις απόδοσης και μέθοδοι δοκιμής
• IEC 61643-22 Συσκευές προστασίας από υπέρταση χαμηλής τάσης – Μέρος 22: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις συνδεδεμένες σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών και σηματοδότησης – Αρχές επιλογής και εφαρμογής
• EN 61643-11, 61643-21 και 61643-22
• Τεχνική αναφορά Telcordia Technologies TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Underwriters Laboratories (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

Κάθε πρότυπο ορίζει διαφορετικά χαρακτηριστικά προστασίας, διανύσματα δοκιμής ή λειτουργικό σκοπό.

Το EN 62305 και το ANSI/IEEE C62.xx ορίζουν ποιες αιχμές αναμένεται να εκτρέψει ένα προστατευτικό. Τα EN 61643-11 και 61643-21 καθορίζουν τόσο τις απαιτήσεις απόδοσης όσο και ασφάλειας του προϊόντος. Αντίθετα, η IEC γράφει μόνο πρότυπα και δεν πιστοποιεί κανένα συγκεκριμένο προϊόν ότι πληροί αυτά τα πρότυπα. Τα πρότυπα IEC χρησιμοποιούνται από μέλη του CB Scheme διεθνών συμφωνιών για τη δοκιμή και την πιστοποίηση προϊόντων για συμμόρφωση με την ασφάλεια.

Επιπλέον, τα ακόλουθα πρότυπα δεν είναι πρότυπα για αυτόνομα προστατευτικά υπερτάσεων, αλλά προορίζονται για τη δοκιμή της ατρωσίας από υπερτάσεις σε ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό στο σύνολό του. Έτσι, χρησιμοποιούνται συχνά στο σχεδιασμό και τη δοκιμή κυκλωμάτων προστασίας από υπερτάσεις.

• IEC 61000-4-2 Δοκιμή ατρωσίας ηλεκτροστατικής εκκένωσης
• IEC 61000-4-4 Ηλεκτρική γρήγορη δοκιμή ανοσίας μεταβατικής/έκρηξης
• IEC 61000-4-5 Δοκιμή ανοσίας υπέρτασης

Αρχή

Το SPD έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει την παροδική υπέρταση ατμοσφαιρικής προέλευσης και να εκτρέπει τα κύματα ρεύματος στη γη, έτσι ώστε να περιορίζει το πλάτος αυτής της υπέρτασης σε μια τιμή που δεν είναι επικίνδυνη για την ηλεκτρική εγκατάσταση και τον ηλεκτρικό διακόπτη και τον εξοπλισμό ελέγχου.

Το SPD εξαλείφει την υπέρταση

• Σε κοινή λειτουργία, μεταξύ φάσης και ουδέτερου ή γείωσης.;
• Σε διαφορική λειτουργία, μεταξύ φάσης και ουδέτερου.

Σε περίπτωση υπέρτασης που υπερβαίνει το όριο λειτουργίας, το SPD

• Μεταφέρει την ενέργεια στη γη, σε κοινή λειτουργία.;
• Κατανέμει την ενέργεια στους άλλους ενεργούς αγωγούς, σε διαφορική λειτουργία.

Οι τρεις τύποι SPD

Τύπος 1 SPD

Το SPD τύπου 1 συνιστάται στη συγκεκριμένη περίπτωση κτιρίων στον τομέα των υπηρεσιών και βιομηχανικών κτιρίων, που προστατεύονται από σύστημα αντικεραυνικής προστασίας ή δικτυωτό κλωβό.

Προστατεύει τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις από άμεσους κεραυνούς. Μπορεί να εκκενώσει το αντίστροφο ρεύμα από κεραυνούς που εξαπλώνονται από τον αγωγό γείωσης στους αγωγούς του δικτύου.

Το SPD τύπου 1 χαρακτηρίζεται από ένα κύμα ρεύματος 10/350 µs.

Τύπος 2 SPD

Το SPD τύπου 2 είναι το κύριο σύστημα προστασίας για όλες τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης. Τοποθετημένο σε κάθε ηλεκτρικό πίνακα, αποτρέπει την εξάπλωση της υπέρτασης στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και προστατεύει τα φορτία.

Το SPD τύπου 2 χαρακτηρίζεται από ένα κύμα ρεύματος 8/20 µs.

Τύπος 3 SPD

Αυτά τα SPD έχουν χαμηλή ικανότητα εκφόρτισης. Πρέπει επομένως να τοποθετούνται υποχρεωτικά ως συμπλήρωμα του SPD τύπου 2 και κοντά σε ευαίσθητα φορτία.

Το SPD τύπου 3 χαρακτηρίζεται από ένα συνδυασμό κυμάτων τάσης (1,2/50 μs) και κυμάτων ρεύματος (8/20 μs).

Κανονιστικός ορισμός ΕΕΠ

Εικ. J18 – Πρότυπος ορισμός SPD

• Σημείωση 1: Υπάρχει  +   SPD (ή Type 1 + 2 SPD) που συνδυάζει προστασία φορτίων από άμεσες και έμμεσες κεραυνούς.
• Σημείωση 2: ορισμένα  SPD μπορούν επίσης να δηλωθούν ως  .

Σύμφωνα με αυτό?;

Πρώτο Στάδιο: Τύπος 1 / Κατηγορία 1 / Κλάση Β αλεξικέραυνων προστασίας υπέρτασης είναι οι μπροστινές μονάδες προστασίας της εγκατάστασης / κατασκευής. Είναι στοιχεία κυκλώματος ικανά να απορροφούν και να μειώνουν τους άμεσους κεραυνούς που μπορεί να προέρχονται από ηλεκτροφόρα καλώδια.

Πρέπει να εγκατασταθεί στον κεντρικό πίνακα διανομής/μετασχηματιστή εντός και/ή εκτός του κτιρίου.

Θα έπρεπε να έχει δοκιμαστεί σε κυματομορφή 10/350 μSec. Πρέπει να μπορεί να εκφορτίζει φορτίο τουλάχιστον 50 kA μεταξύ Φάσης-Ουδέτερης και τουλάχιστον 100kA μεταξύ Φάσεων, Ουδέτερης Γης.

Δεύτερο Στάδιο: Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις Κατηγορίας 2 / Κατηγορίας 2 / Γ (Ασφαλείς υπερτάσεις) είναι στοιχεία κυκλώματος που χρησιμοποιούνται στα δευτερεύοντα ή/και κατώτερα δευτερεύοντα πάνελ της εγκατάστασης/κτηρίου. Σε σύγκριση με τους απαγωγείς υπερτάσεων Τύπου 1 / Κλάσης ΙΙ, η αντοχή τους είναι χαμηλότερη αλλά η ευαισθησία τους είναι καλύτερη.

Θα έπρεπε να έχει δοκιμαστεί σε κυματομορφή 8/20 μSec. Πρέπει να μπορεί να εκφορτίζει φορτίο τουλάχιστον 10 kA μεταξύ Φάσης-Ουδέτερης και τουλάχιστον 25kA μεταξύ Φάσεων, Ουδέτερης Γης.

Τα συμπαγή στοιχεία προστασίας Τύπου 1 + 2 / Κατηγορίας 1 + 2 / B + C Class χρησιμοποιούνται ως προστασία δεύτερου επιπέδου τα τελευταία χρόνια.

Θα έπρεπε να έχει δοκιμαστεί σε κυματομορφή 10/350 μSec. Πρέπει να μπορεί να εκφορτίζει φορτίο τουλάχιστον 40 kA μεταξύ Ουδέτερης φάσης και τουλάχιστον 100 kA μεταξύ Φάσεων, Ουδέτερης Γης.

Χρησιμοποιείται στον ηλεκτρικό πίνακα της αδιάλειπτης παροχής ρεύματος ή/και στους δευτερεύοντες πίνακες που είναι τοποθετημένοι σαν κύριος πίνακας.

Τρίτο Στάδιο: Τύπος 3 / Κατηγορία 3 / Κατηγορία D Οι απαγωγείς υπερτάσεων προστασίας από ξαφνική υπέρταση είναι στοιχεία κυκλώματος που χρησιμοποιούνται στις γραμμές του για την προστασία ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών.

Η γκάμα προϊόντων είναι αρκετά μεγάλη καθώς μπορεί να συνδεθεί με διαφορετικές συσκευές με διαφορετικά πρωτόκολλα σύνδεσης / υποδοχές / θύρες.

Παρακάτω είναι μερικοί από τους απαγωγείς υπερτάσεων Τύπου 3 / Κατηγορίας 3 / Δ για διαφορετικά κυκλώματα / συσκευές.