Τύποι βιομηχανικών συσκευών προστασίας από υπερτάσεις και διαβαθμισμένες στρατηγικές προστασίας

31/10/2025

Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει συστηματικά τους τύπους, τις μεθόδους ταξινόμησης και τον τρόπο δημιουργίας ενός αποτελεσματικού συστήματος διαβαθμισμένης προστασίας για βιομηχανικά προστατευτικά υπέρτασης (SPD).

Ταξινόμηση με βάση την τεχνική αρχή και την ικανότητα εκκένωσης

Αυτή είναι η βασική μέθοδος ταξινόμησης για SPD, η οποία καθορίζει άμεσα τα σενάρια εφαρμογής και τα επίπεδα προστασίας τους, και συνήθως βασίζεται σε διεθνή πρότυπα όπως το IEC 61643.

Τύπος 1 (Τύπος 1/Τ1): Εκφόρτιση ενέργειας

Τεχνική αρχή: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις τύπου 1 χρησιμοποιεί συνήθως ένα διάκενο σπινθήρα ως βασικό συστατικό του. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι η υψηλή ικανότητα εκφόρτισης ρεύματος υπέρτασης.

Δυνατότητα εκκένωσης: Ικανότητα να αντέχει και να απελευθερώνει απευθείας κεραυνούς ή μερικό ρεύμα κεραυνού (προσομοίωση κυματομορφής 10/350µs). Τα ρεύματα δοκιμής μπορούν συνήθως να φτάσουν τα δεκάδες κιλοαμπέρ.

Σενάρια εφαρμογής: Τοποθετείται κυρίως στην είσοδο του κύριου θαλάμου διανομής του κτιρίου (MDB) ως κύρια συσκευή προστασίας για την απελευθέρωση του κεραυνικού ρεύματος από εξωτερικές γραμμές (π.χ. καλώδια ρεύματος).

Τύπος 2 (Τύπος 2/Τ2): Περιοριστής τάσης

Τεχνική αρχή: Το βασικό εξάρτημα είναι ένα βαρίστορ (MOV). Υπό κανονική τάση, το MOV παρουσιάζει υψηλή αντίσταση. όταν εμφανίζεται υπέρταση υπέρτασης, η αντίστασή της μειώνεται απότομα, παρακάμπτοντας το ρεύμα και συσφίγγοντας την τάση σε ασφαλές επίπεδο.

Ικανότητα εκφόρτισης: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις τύπου 2 Χρησιμοποιείται για την εκφόρτιση προκαλούμενων κεραυνών και λειτουργικών υπερτάσεων (προσομοίωση κυματομορφής 8/20µs), με χωρητικότητα εκφόρτισης που κυμαίνεται συνήθως από αρκετές χιλιάδες έως δεκάδες χιλιάδες αμπέρ.

Σενάρια εφαρμογής: Εγκατεστημένο κατάντη του κύριου πίνακα διανομής στον πίνακα διανομής (πίνακας διανομής, SDB) ή πριν από τον πίνακα ελέγχου σημαντικού εξοπλισμού, που χρησιμεύει ως δευτερεύουσα προστασία για την παροχή προστασίας για τον περισσότερο ηλεκτρικό εξοπλισμό.

Τύπος 3 (Τύπος 3/Τ3): Προηγμένη προστασία

Τεχνική αρχή: Συνήθως χρησιμοποιεί λεπτότερα MOV, σωλήνες εκκένωσης αερίου ή διόδους TVS, με αποτέλεσμα εξαιρετικά γρήγορη απόκριση και χαμηλότερη υπολειπόμενη τάση (επίπεδο προστασίας).

Ικανότητα εκφόρτισης: Η χωρητικότητα εκφόρτισης είναι σχετικά μικρή, χρησιμοποιείται κυρίως για την περαιτέρω καταστολή της υπολειπόμενης τάσης υπέρτασης.

Σενάρια εφαρμογής: Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις τύπου 3 εγκατεστημένο πολύ κοντά στον προστατευμένο εξοπλισμό, όπως στην υποδοχή ή την πλακέτα του εξοπλισμού, για λεπτή προστασία. Συνήθως χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με SPD τύπου 2 και δεν μπορεί να εγκατασταθεί μόνο του.

Combined Spd (Τύπος 1+2): Ολοκληρωμένη λύση

Τεχνική αρχή: Αυτή η συσκευή ενσωματώνει ένα διάκενο σπινθήρα τύπου 1 και ένα βαρίστορ τύπου 2, προσφέροντας τα πλεονεκτήματα της υψηλής ικανότητας εκφόρτισης και του χαμηλού επιπέδου προστασίας.

Σενάρια εφαρμογής: Συνδυασμένες συσκευές προστασίας από υπερτάσεις SPD (Τύπου 1+2). κατάλληλο για εφαρμογές με περιορισμένο χώρο ή που απαιτούν απλοποιημένο σχεδιασμό. Μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας στον κύριο πίνακα διανομής στην είσοδο του κτιρίου, παρέχοντας συνδυασμένη προστασία πρώτου και δεύτερου επιπέδου.

Εκτεταμένη ταξινόμηση των βιομηχανικών συσκευών προστασίας από υπερτάσεις

Εκτός από τους τύπους βασικής τεχνολογίας, τα βιομηχανικά SPD μπορούν επίσης να ταξινομηθούν σύμφωνα με άλλες διαστάσεις.

Ταξινόμηση κατά τύπο πηγής ενέργειας

Τροφοδοτικό AC SPD: Χρησιμοποιείται για την προστασία συστημάτων τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος, όπως βιομηχανικά δίκτυα ισχύος 380V/220V.

Τροφοδοτικό DC SPD: Χρησιμοποιείται για την προστασία συστημάτων τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος, όπως φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας, κινητήρες DC και τροφοδοτικά σταθμού βάσης επικοινωνίας.

AC Power SPD VS Dc Power SPD

Χαρακτηριστικό	AC Power SPD	DC Power SPD
Κύρια Εφαρμογή	Κύριοι ηλεκτρικοί πίνακες, υποπίνακες, κυκλώματα διακλάδωσης σε σπίτια, γραφεία και βιομηχανικές εγκαταστάσεις.	Ηλιακές φωτοβολταϊκές συστοιχίες, συστήματα αποθήκευσης μπαταριών, σταθμοί φόρτισης EV, τηλεπικοινωνίες, αυτοκίνητα, θαλάσσια και δημόσια μέσα μεταφοράς.
Τάση συστήματος	Ακολουθεί τυπικές τάσεις AC (π.χ. 120V, 230V, 400V, 480V).	Πολύ μεταβλητό (π.χ. 12V, 24V, 48V για μπαταρίες, 600V έως 1500V για ηλιακές στοιχειοσειρές).
Τρέχουσα Συμπεριφορά	Εναλλασσόμενο ρεύμα. Η τάση διασχίζει το μηδέν 100 ή 120 φορές ανά δευτερόλεπτο. Αυτό βοηθάει σβήστε ένα ηλεκτρικό τόξο.	Συνεχές ρεύμα. Η τάση είναι σταθερή και δεν διασχίζει το μηδέν. Αυτό κάνει πολύ πιο σταθερό και επικίνδυνο.
Key Design Challenge	Διαχείριση παροδικών υπερτάσεων. Η μηδενική διασταύρωση AC βοηθά φυσικά στη διακοπή του ρεύματος.	Καταστολή τόξου. Η κύρια πρόκληση είναι να σβήσετε με ασφάλεια το “ρεύμα παρακολούθησης” από την πηγή συνεχούς ρεύματος μετά από ένα συμβάν υπέρτασης χωρίς το SPD να πάρει φωτιά.
Εσωτερική Τεχνολογία & Εξαρτήματα	Κύρια χρήσεις Βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV) και μερικές φορές σωλήνες εκκένωσης αερίου (GDTs). Τα σχέδια είναι σχετικά απλά.	Χρησιμοποιεί πιο στιβαρό MOVs με ειδικούς θαλάμους σβέσης τόξου/πληρωτικά. Μεγαλύτερη εξάρτηση από GDTs ειδικά σχεδιασμένο για συνεχές ρεύμα, το οποίο μπορεί να χειριστεί με ασφάλεια τη συνεχή τάση συνεχούς ρεύματος χωρίς διαρροή.
Αξιολόγηση τάσης (Uc)	Ονομαστική για συνεχή λειτουργία σε τυπικές τάσεις AC RMS (π.χ. 275V, 320V, 440V).	Ονομαστική για συνεχή λειτουργία στη συγκεκριμένη τάση συστήματος DC (π.χ. 1000V DC, 1500V DC).
Αποσύνδεση & Ασφάλεια	Συχνά περιλαμβάνει θερμικούς αποζεύκτες για την ασφαλή βλάβη ενός MOV που έχει υποβαθμιστεί από πολλές υπερτάσεις.	Κρίσιμο και πιο στιβαρό. Απαιτεί προηγμένους μηχανισμούς αστοχίας για την φυσική αποσύνδεση του SPD από την πηγή DC με τρόπο ασφαλή έναντι αστοχίας, καθώς ένα παρατεταμένο τόξο DC αποτελεί σημαντικό κίνδυνο πυρκαγιάς.
Πρότυπα Πιστοποίησης	UL 1449 (Βόρεια Αμερική), IEC 61643-11 (Διεθνές).	UL 1449 (για συγκεκριμένες εφαρμογές DC), IEC 61643-11, UL 497B και συγκεκριμένα πρότυπα για Φ/Β συστήματα όπως το IEC 62548.

Ταξινόμηση κατά τύπο σήματος

Τα βιομηχανικά περιβάλλοντα περιέχουν όχι μόνο γραμμές τροφοδοσίας αλλά και πολυάριθμες γραμμές σήματος και ελέγχου. Τα SPD Signal έχουν σχεδιαστεί ειδικά για την προστασία αυτών των γραμμών χαμηλής τάσης, όπως:

● Network/Ethernet SPD

● RS-232/485/422 Serial Port SPD

● Αναλογικό/Ψηφιακό I/O SPD

● Ομοαξονικό καλώδιο SPD (χρησιμοποιείται για παρακολούθηση βίντεο, κεραίες κ.λπ.)

Ταξινόμηση με βάση τη δομή τοποθέτησης

Plug-In Προστατευτικές Συσκευές υπέρτασης

Μοιάζει με αντάπτορα και συνδέεται απευθείας σε πρίζα τοίχου. Χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία μιας μεμονωμένης συσκευής και ανήκει στον Τύπο 3.

Αρθρωτές συσκευές προστασίας από υπερτάσεις

Ο τυπικός αρθρωτός σχεδιασμός του επιτρέπει να τοποθετηθεί σε ράγα DIN σε ερμάριο διανομής, ακριβώς όπως ένας διακόπτης κυκλώματος. Αυτή είναι η πιο κοινή μορφή σε βιομηχανικές εφαρμογές, που διευκολύνει την εγκατάσταση, την αντικατάσταση και την παρακολούθηση της κατάστασης (μέσω επαφών απομακρυσμένης σηματοδότησης). Ο τύπος 1 και ο τύπος 2 είναι κυρίως αυτού του τύπου.

Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις τύπου κουτιού

Οι μονάδες SPD, οι ασφάλειες ή οι διακόπτες κυκλώματος είναι ενσωματωμένες σε ένα ενιαίο προστατευτικό περίβλημα, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως σε κουτιά εξοπλισμού εξωτερικού χώρου ή πεδίου.

Πώς να φτιάξετε ένα σύστημα προστασίας με κλιμακωτό (βηματικό) σύστημα;

Ένα ενιαίο SPD δεν μπορεί να παρέχει τέλεια προστασία, επομένως απαιτείται μια κλιμακωτή (ή κλιμακωτή) στρατηγική προστασίας.

Αρχή της κλιμακωτής προστασίας

Η βασική ιδέα της διαβαθμισμένης προστασίας είναι “βήμα-βήμα εκκένωση και σύσφιξη στρώμα-προς-στρώμα”.”

Επίπεδο 1 (Τύπος 1/Τύπος 1+2): Στην κύρια εισερχόμενη γραμμή, απορροφά και εκφορτώνει τη συντριπτική πλειονότητα της μαζικής ενέργειας υπέρτασης, περιορίζοντας τις υπερτάσεις πολλών κιλοβολτ σε χαμηλότερο επίπεδο (π.χ. 1500-2500 V).

Επίπεδο 2 (Τύπος 2): Στον πίνακα διανομής, αποφορτίζει περαιτέρω τις υπολειπόμενες υπερτάσεις που έχουν διεισδύσει στο Επίπεδο 1 και συσφίγγει την τάση σε ασφαλέστερο επίπεδο (π.χ. 1000-1500 V).

Επίπεδο 3 (Τύπος 3): Στο μπροστινό άκρο του εξοπλισμού, παρέχει τελική καταστολή μικρών υπολειπόμενων υπερτάσεων, προσφέροντας τη χαμηλότερη δυνατή υπολειπόμενη τάση (συνήθως κάτω από 1000 V), διασφαλίζοντας την απόλυτη ασφάλεια των θυρών εξοπλισμού ακριβείας.

Μια ορισμένη απόσταση γραμμής (συνιστάται γενικά να είναι μεγαλύτερη από 10 μέτρα) πρέπει να διατηρηθεί μεταξύ κάθε επιπέδου SPD για να χρησιμοποιηθεί η αντίσταση γραμμής για τον ενεργειακό συντονισμό. Εάν η απόσταση είναι ανεπαρκής, απαιτούνται εξαρτήματα αποσύνδεσης (όπως αποκλειστικά πηνία αποσύνδεσης ή κατάλληλες ασφάλειες/διακοπτές κυκλώματος) για να διασφαλιστεί ότι κάθε επίπεδο SPD λειτουργεί με συντονισμένη σειρά.

Παράδειγμα διαμόρφωσης Spd σε τυπικά βιομηχανικά σενάρια

Σενάριο: Αυτοματοποιημένο Κέντρο Ελέγχου Γραμμής Παραγωγής

Κύρια αίθουσα διανομής (MDB): Εγκαταστήστε SPD τύπου 1+2 για να προστατεύσετε την είσοδο ρεύματος σε ολόκληρο το κτίριο.

Έλεγχος γραμμής παραγωγής (SDB): Εγκαταστήστε SPD τύπου 2 για να προστατεύσετε την τροφοδοσία ρεύματος σε μονάδες ελέγχου πυρήνα, όπως PLC και μετατροπείς συχνότητας.

Μπροστινή μονάδα I/O PLC: Εγκαταστήστε SPD σήματος σε γραμμές σήματος ελέγχου (π.χ. 24V DC).

Σταθμός εργασίας μηχανικού: Χρησιμοποιήστε πλακέτες υποδοχών SPD τύπου 3 στις υποδοχές για την προστασία του υπολογιστή και του προγραμματιστή.

Workshop Network Switch: Εγκαταστήστε τα SPD Ethernet στις θύρες δικτύου.

FAQ

Πώς να επιλέξετε τον κατάλληλο τύπο SPD με βάση τις συνθήκες τοποθεσίας;

Βήμα 1: Προσδιορίστε τη θέση εγκατάστασης. Επιλέξτε T1 ή T1+2 για τον κύριο πίνακα εισερχομένων γραμμών. T2 για το ντουλάπι διανομής. και T3 για το μπροστινό μέρος του εξοπλισμού.

Βήμα 2: Ελέγξτε τις βασικές παραμέτρους. Η μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας (Uc) πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την υψηλότερη τάση που μπορεί να εμφανιστεί στο τοπικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. το ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης (In) και το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης (Imax) πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις επιπέδου αντικεραυνικής προστασίας (LPL) του σημείου εγκατάστασης. το επίπεδο προστασίας τάσης (Up) πρέπει να είναι χαμηλότερο από την τιμή αντοχής τάσης του προστατευμένου εξοπλισμού.

Βήμα 3: Λάβετε υπόψη άλλους παράγοντες, όπως το σύστημα τροφοδοσίας (AC/DC), τη μέθοδο εγκατάστασης (modular/box-type), την ένδειξη κατάστασης και τις απαιτήσεις λειτουργίας απομακρυσμένης σηματοδότησης.

Καθημερινή Επιθεώρηση και Συντήρηση Βιομηχανικού SPD

Τακτική οπτική επιθεώρηση: Ελέγξτε το SPD για σωματικές βλάβες, όπως ρωγμές ή σημάδια εγκαυμάτων.

Παρατηρήστε την ένδειξη κατάστασης: Τα περισσότερα SPD διαθέτουν ένδειξη παραθύρου με χρωματική κωδικοποίηση (πράσινο/κόκκινο). Το πράσινο υποδηλώνει κανονική λειτουργία και το κόκκινο υποδεικνύει βλάβη, που απαιτεί άμεση αντικατάσταση.

Διατηρήστε αρχείο καταγραφής συντήρησης: Καταγράψτε την ημερομηνία εγκατάστασης, την ημερομηνία αρχικής επιθεώρησης και τις επακόλουθες λεπτομέρειες επιθεώρησης. Ακόμη και όταν βρίσκονται σε κανονική κατάσταση, τα SPD έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. Συνιστάται να επιθεωρείτε ή να τα αντικαθιστάτε περιοδικά (π.χ. κάθε 3-5 χρόνια) ή μετά από ένα σημαντικό συμβάν υπερτάσεων.

Επαγγελματικός έλεγχος: Χρησιμοποιήστε εξειδικευμένα όργανα για να μετρήσετε το ρεύμα διαρροής του βαρίστορ και να αξιολογήσετε την υποβάθμιση της απόδοσης.

Μπορούν οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις να εμποδίσουν τους διακόπτες κυκλώματος από την ενεργοποίηση;

Η κύρια λειτουργία ενός SPD είναι να αποτρέπει την καταστροφή του εξοπλισμού από υπέρταση και όχι να εμποδίζει την ενεργοποίηση των αυτόματων διακοπτών.

Σύναψη

Κατανοώντας τις τεχνικές αρχές και τα σενάρια εφαρμογής διαφορετικών τύπων βιομηχανικών συσκευών προστασίας από υπερτάσεις (SPD) (t1, t2, t3) και συνδυάζοντάς τα με ολοκληρωμένη προστασία γραμμών ισχύος και σήματος, μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα αποτελεσματικό ιεραρχικό (βήμα-βήμα) σύστημα προστασίας.

Προηγ Συσκευή προστασίας υπέρτασης VS Surge Protector VS Surge Rerester

Επόμενος Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις τύπου 1 έναντι SPD τύπου 2

ΠΙΣΩ

τελευταία νέα