Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (SPD)

Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (SPD) χρησιμοποιούνται για την προστασία της ηλεκτρικής εγκατάστασης, η οποία αποτελείται από τη μονάδα καταναλωτή, την καλωδίωση και τα αξεσουάρ, από υπερτάσεις ηλεκτρικής ισχύος γνωστές ως παροδική υπέρταση.

Κάθε ηλεκτρονικός εξοπλισμός που βρίσκεται σε βιομηχανικό περιβάλλον υπόκειται σε υπερτάσεις ισχύος που δημιουργούνται στο δίκτυο κοινής ωφέλειας και μεταδίδονται στον εξοπλισμό μέσω εισερχόμενων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας. Οι χρήστες εγκαθιστούν συσκευές προστασίας από υπερτάσεις για να προστατεύσουν τον εξοπλισμό τους από υπερτάσεις.

Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι συσκευών προστασίας από υπερτάσεις:

1. Τύπου 1 SPD εγκατεστημένο στην αρχή, π.χ. κύριος πίνακας διανομής.
2. Τύπου 2 SPD εγκατεστημένο σε πίνακες υποδιανομής (Συνδυασμένα SPD τύπου 1 & 2 είναι διαθέσιμα και συνήθως εγκαθίστανται σε μονάδες καταναλωτών).
3. Τύπου 3 SPD εγκατεστημένο κοντά στο προστατευμένο φορτίο. Πρέπει να εγκατασταθούν μόνο ως συμπλήρωμα στο SPD τύπου 2.

Όταν απαιτούνται πολλαπλές συσκευές για την προστασία της εγκατάστασης, πρέπει να συντονίζονται για να διασφαλίζεται η σωστή λειτουργία. Τα είδη που παρέχονται από διαφορετικούς κατασκευαστές θα πρέπει να επιβεβαιώνονται ως προς τη συμβατότητά τους, ο τεχνικός εγκατάστασης και οι κατασκευαστές των συσκευών είναι στην καλύτερη θέση για να παρέχουν οδηγίες σχετικά με αυτό.

Τύπος 1 SPD

Το SPD Τύπου 1 πρέπει να συνδεθεί ανάντη του συστήματος, στο σημείο παροχής ενέργειας ισχύος. Το SPD προστατεύει τα κτίρια και τους ανθρώπους από τον κίνδυνο άμεσου κεραυνού (πυρκαγιά και θάνατο) και χαρακτηρίζεται από:

Ρεύμα παλμού Iimp 10/350: Το Iimp αντιστοιχεί στην τιμή κορυφής μιας κυματομορφής παλμού ρεύματος 10/350 μs.

Τύπος 2 SPD

Οι συσκευές SPD τύπου 2 έχουν σχεδιαστεί για να αφαιρούν όλη την υπέρταση από τα κυκλώματα τροφοδοσίας που δεν είναι πιθανό να χτυπηθούν απευθείας από κεραυνό. Το SPD Type 2 συνδέεται κατάντη SPD Type 1 ή SPD Type 1+2, (ελάχιστη απόσταση 1 m) και προστατεύουν τα μηχανήματα και τα εργαλεία που συνδέονται με το έδαφος και μειώνουν τον κίνδυνο οικονομικής απώλειας.

Το SPD τύπου 2 χαρακτηρίζεται από:

Σε 8/20 Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης: Το ρεύμα αιχμής (και το σχήμα κυματομορφής) μέσω του SPD υπό συνθήκες που καθορίζονται από το EN 62305 για να αντιπροσωπεύει το ρεύμα υπέρτασης ως συνέπεια ενός κεραυνού στη γραμμή παροχής ηλεκτρικής ενέργειας.

Imax 8/20 Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης: Μέγιστη τιμή του υψηλότερου ρεύματος μιας κυματομορφής 8/20 μs που μπορεί να εκφορτίσει ένα SPD τουλάχιστον μία φορά χωρίς να σπάσει.

Τύπος 3 SPD

Οι συσκευές SPD τύπου 3 χρησιμοποιούνται για την προστασία του τελικού χρήστη από υπέρταση. Μπορούν να εγκατασταθούν σε δίκτυα τροφοδοσίας όπου υπάρχουν ήδη τύποι SDP 1 και/ή 2. Μπορούν να εγκατασταθούν σε σταθερές ή κινητές πρίζες και έχουν τις ακόλουθες χαρακτηριστικές παραμέτρους:

Uoc: δοκιμαστική τάση. Αυτή είναι η μέγιστη τιμή της τάσης χωρίς φορτίο της συνδυασμένης γεννήτριας δοκιμής. έχει κυματομορφή 1,2/50 μs και μπορεί να παρέχει ταυτόχρονα ρεύμα με κυματομορφή 8/20 μs

Τι είναι η παροδική υπέρταση;

Η παροδική υπέρταση ορίζεται ως οι βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις ηλεκτρικής ενέργειας που συμβαίνουν λόγω της ξαφνικής απελευθέρωσης ενέργειας που είχε προηγουμένως αποθηκευτεί ή προκληθεί με άλλα μέσα. Η παροδική υπέρταση μπορεί να είναι είτε φυσική είτε ανθρωπογενής.

Οι πηγές υπερτάσεων ισχύος μπορεί να είναι εξωτερικές ή εσωτερικές.

Η εξωτερική παροδική υπέρταση είναι:

Κεραυνός (πιο καταστροφικός)

Εναλλαγή συστοιχιών πυκνωτών

Αλλαγή μεγάλων ηλεκτρικών φορτίων

Αποσύνδεση και επανασύνδεση ηλεκτρικού δικτύου

Εναλλαγή μετασχηματιστή

Ηλεκτροστατικές εκκενώσεις

Κακή ποιότητα δικτύου μεταφοράς και διανομής ισχύος

Η εσωτερική μεταβατική υπέρταση είναι:

Ασφάλειες και διακόπτης κυκλώματος (MCCB, ACB, κ.λπ.)

Ηλεκτρικοί κινητήρες και εκκινητήρες

Συσκευές HVAC

Δίσκοι μεταβλητής συχνότητας

Οικιακές συσκευές όπως φούρνος μικροκυμάτων, υπολογιστής, ψυγείο

Ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία

Τεχνολογίες συσκευών προστασίας από υπερτάσεις

Varistor:

Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως μια μεταβλητή αντίσταση που στην ονομαστική τάση έχει πολύ υψηλή ωμική τιμή. Αλλά η αντίσταση πέφτει γρήγορα κοντά στο μηδέν καθώς η τάση αυξάνεται. Με αυτόν τον τρόπο, το βαρίστορ εφαρμόζει ένα σχεδόν βραχυκύκλωμα που σφίγγει την τάση υπέρτασης. Ωστόσο, το βαρίστορ υπόκειται σε προοδευτική υποβάθμιση λόγω του μικρού ρεύματος διαρροής που εμφανίζεται στην ονομαστική τάση και με τον αριθμό των επεμβάσεων. Με κάθε υπέρταση που συμβαίνει το ρεύμα διαρροής αυξάνεται και επιταχύνεταιτο τέλος ζωής της συσκευής – το οποίο τελικά υποδεικνύεται από την αλλαγή από πράσινο σε κόκκινο στο παράθυρο σήματος.

Διάκενο σπινθήρα:

Αυτό περιλαμβάνει δύο ηλεκτρόδια που χωρίζονται με αέρα ή αέριο. Όταν εμφανίζεται μια τάση υπέρτασης, το ηλεκτρικό τόξο γεφυρώνει το κενό και ρέει ένα ρεύμα υπέρτασης για να περιορίσει την υπέρταση σε ένα χαμηλό και σταθερό επίπεδο. Το τόξο σβήνει μόνο όταν το ρεύμα υπέρτασης πέσει κάτω από περίπου 10 αμπέρ. Το αέριο εγγυάται σταθερό επίπεδο τάσης διάσπασης αφού το τόξο χτυπιέται σε προστατευμένο περιβάλλον. δεν εκτίθεται σε διακυμάνσεις πίεσης ή υγρασίας ή ακαθαρσίες όπως θα συνέβαινε αν είχε συμβεί στον αέρα. Υπάρχει,Ωστόσο, μια καθυστέρηση πριν το τόξο της συσκευής και εκτραπεί το ρεύμα υπέρτασης, και αυτό εξαρτάται από το μέγεθος της αρχικής υπέρτασης τάσης και το ρυθμό ανόδου της. Επομένως, το επίπεδο προστασίας τάσης μπορεί να ποικίλλει, αν και είναι εγγυημένο ότι είναι μικρότερο από το επάνω.

Πρέπει να έχω εγκαταστήσει SPD;

Η τρέχουσα έκδοση των κανονισμών καλωδίωσης IET, BS 7671:2018, δηλώνει ότι, εκτός εάν διενεργηθεί αξιολόγηση κινδύνου, θα παρέχεται προστασία από παροδική υπέρταση όταν η συνέπεια που προκαλείται από την υπέρταση θα μπορούσε:

• Αποτέλεσμα σε σοβαρό τραυματισμό ή απώλεια ανθρώπινης ζωής.;
• Αποτέλεσμα σε διακοπή των δημόσιων υπηρεσιών ή/και ζημιά στην πολιτιστική κληρονομιά.;
• Αποτέλεσμα σε διακοπή εμπορικής ή βιομηχανικής δραστηριότητας.;
• Επηρεάζουν μεγάλο αριθμό συστεγαζόμενων ατόμων.

Ο παρών κανονισμός ισχύει για όλους τους τύπους χώρων που περιλαμβάνουν οικιακούς, εμπορικούς και βιομηχανικούς.

Η απόφαση για το εάν θα αγοράσει SPD είναι στα χέρια του πελάτη, αλλά θα πρέπει να του παρέχονται αρκετές πληροφορίες για να λάβουν μια τεκμηριωμένη απόφαση σχετικά με το εάν επιθυμούν να παραλείψουν τα SPD.

Η προστασία από υπερτάσεις θα μπορούσε να εγκατασταθεί σε μια υπάρχουσα μονάδα καταναλωτή εάν υπήρχε διαθέσιμος κατάλληλος φυσικός χώρος ή, εάν δεν υπήρχε αρκετός χώρος, θα μπορούσε να εγκατασταθεί σε εξωτερικό περίβλημα δίπλα στην υπάρχουσα μονάδα καταναλωτή.