A mai összekapcsolt világban, ahol akár néhány másodperces leállás is megzavarhatja a kritikus műveleteket, a megbízható áramvédelem elengedhetetlenné vált. Két általános megoldás dominál ezen a területen: a szünetmentes tápegység (UPS) és a túlfeszültség-védelemmel ellátott UPS. Bár sokan azt feltételezik, hogy az UPS önmagában is átfogó védelmet nyújt, a valóság ennél összetettebb.
Az UPS elsősorban az áramellátás folytonosságát biztosítja kimaradások idején, míg a túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) a villámlás, hálózati kapcsolás vagy berendezészavarok által okozott tranziens túlfeszültségek ellen. A szabványos UPS és a beépített túlfeszültség-védelemmel rendelkező UPS közötti választáshoz meg kell érteni ezek szerepét, erősségeit és korlátait. Ez a cikk összehasonlítja mindkét lehetőséget, kiemeli a túlfeszültség-védelem technikai szempontjait, és bemutatja, hogyan kombinálható az UPS a nagy teljesítményű SPD-kkel,mint például a cégünk által gyártottak, a legmegbízhatóbb megoldást hozza létre.
A szabványos UPS Úgy tervezték, hogy a berendezést működőképes állapotban tartsa áramkimaradások, feszültségcsökkenések vagy áramkimaradások idején. Az energiát akkumulátorokban tárolva és azonnal használható váltakozó árammá alakítva az UPS zökkenőmentes működést biztosít, ha a fő áramforrás meghibásodik.
Három széles körben használt UPS-típus létezik:
Készenléti (Offline) UPS: A biztonsági mentés legalapvetőbb szintjét kínálja, akkumulátoros áramellátásra való váltást kimaradások esetén. Alkalmas otthoni vagy kis irodai berendezésekhez.
Line-Interactive UPS: Feszültségszabályozást biztosít, véd az alacsony- és túlfeszültség ellen anélkül, hogy akkumulátorra váltana, ami meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.
Online kettős konverziós UPS: Folyamatos átalakítást tesz lehetővé váltakozó áramról DC-re és vissza AC-ra, biztosítva a stabil, tiszta és izolált tápellátást. Külsőleg kritikus környezetekben, például adatközpontokban, kórházakban és ipari automatizálásban használják.
Ezen előnyök ellenére a szabványos UPS nem garantál teljes védelmet a nagy energiájú túlfeszültség ellen. Míg a legtöbb UPS-egység minimális túlfeszültség-szűréssel rendelkezik – gyakran kisméretű MOV-okon keresztül –, ezek az alkatrészek nem képesek ellenállni a villámcsapások vagy az energiaellátó rendszerek kapcsolási eseményei által okozott túlfeszültségnek.
A túlfeszültség elleni védelemmel ellátott szünetmentes tápegység korlátozott túlfeszültség-szűrő funkciót integrál közvetlenül az UPS-rendszerbe. Ezek a modellek a tartalék tápellátást beágyazott MOV-alapú túlfeszültség-levezetőkkel kombinálják, lehetővé téve számukra a kisebb túlfeszültségek és feszültségcsúcsok elnyomását amellett, hogy folyamatos áramellátást biztosítanak kimaradások alatt.
Ez a kettős funkcionalitás kényelmessé teszi őket olyan környezetben, mint az otthoni iroda, a kisvállalati IT-hálózatok vagy a fogyasztói elektronika, ahol a hely és a költséghatékonyság a prioritás.
Fontos azonban felismerni ennek az integrációnak a korlátait. Az ilyen szünetmentes tápegységeken belüli túlfeszültség-védelem jellemzően kis tranziensekre van besorolva, gyakran néhány száz joule tartományba esik. Nem helyettesíthetik a dedikált 1-es vagy 2-es típusú túlfeszültség-védelmi berendezést, amely megfelel a követelményeknek IEC 61643-11. A gyakori villámlásnak kitett területeken vagy az érzékeny ipari alkalmazásokban, ha kizárólag erre a beépített funkcióra hagyatkozik, a berendezés sebezhetővé válik.
| Funkció | Szabványos UPS | UPS túlfeszültség-védelemmel |
|---|---|---|
| Tartalék tápellátás | Zökkenőmentes áramellátást biztosít kimaradások idején | Zökkenőmentes áramellátást biztosít kimaradások idején |
| Túlfeszültség elnyomás | Minimális szűrés, nem elegendő nagy túlfeszültség esetén | A beépített MOV-ok védelmet nyújtanak a kis túlfeszültségek és tüskék ellen |
| Villámvédelem | Külső SPD-t igényel | Még mindig külső SPD-t igényel |
| Védelmi szint (feljebb) | Jellemzően >2,0 kV | Jellemzően 1,5-2,0 kV |
| Költség | Alacsonyabb | Kicsit magasabban |
| Alkalmazások | Adatfolytonosság és kimaradásvédelem | Kis informatikai rendszerek alapvető túlfeszültség-védelmi igényekkel |
A túlfeszültség-védelemmel ellátott szünetmentes tápegység kényelmesebb kis igénybevételű környezetekben, de nem tudja biztosítani a nagy energiájú túlfeszültség-eseményekhez szükséges védelmi szintet. A kritikus telepítéseknél továbbra is elengedhetetlen egy külső SPD.
Az elektromos túlfeszültségek elérhetik a 20 kV és 5 kA feletti nagyságrendeket, amelyek messze meghaladják az UPS belső túlfeszültségszűrőjének tűréshatárát. Ha a túlfeszültség-elnyomást kizárólag az UPS-re bízza, magát az UPS-t és a csatlakoztatott berendezéseket is komoly kockázatnak teszi ki.
Az IEC 61643-11 szerint az SPD-k teljesítményét több paraméter határozza meg:
Uc (maximális folyamatos üzemi feszültség): A legmagasabb RMS feszültség, amelyet egy SPD működés nélkül képes ellenállni.
Fel (feszültségvédelmi szint): A maradék feszültség túlfeszültség esetén a berendezéshez jutott.
Be (névleges kisülési áram): Az SPD azon képessége, hogy képes kezelni az ismételt túlfeszültségeket (8/20 μs hullámforma).
Imax (maximális kisülési áram): Az a maximális túlfeszültség, amelyet az SPD egyszer meghibásodás nélkül képes ellenállni.
Például a 2-es típusú, DIN-sínre szerelt SPD-ink névleges kisülési árama 20–40 kA-ig és 1,5 kV alatti maradékfeszültséggel rendelkezik, így sokkal robusztusabb védelmet nyújt, mint bármely beépített UPS túlfeszültségszűrő.
A legmegbízhatóbb megközelítés nem az UPS és az SPD közötti választás, hanem ezek kombinálása. A többrétegű stratégia biztosítja, hogy az áramellátás folytonosságát és a túlfeszültség elleni védelmet egyaránt figyelembe vegyék.
1. típusú SPD – A szervizbejárathoz vagy a fő elosztótáblához kell felszerelni.
Védelmet nyújt a villámcsapásból származó nagy energiájú túlfeszültség ellen.
FLP25-275/3S+1 SPD-nket kifejezetten háromfázisú TN-S és TT rendszerekhez tervezték, pólusonként 25 kA Iimp képességgel, így ideális a bejövő védelemhez.
2. típusú SPD – Az UPS bemenetére telepítve.
Megvédi az UPS egyenirányítót és invertert a kapcsolási túlfeszültségektől és a hálózati tranziensektől.
SLP40-275/3S+1 SPD-nk 20 kA névleges kisülési áramot és 40 kA maximális kisülési áramot biztosít, megbízható koordinációt biztosítva az UPS rendszerekkel.
3. típusú SPD – Érzékeny terhek közelébe szerelhető.
Megvédi a PC-ket, szervereket, útválasztókat és orvosi berendezéseket az upstream védelem utáni maradék túlfeszültségtől.
Kompakt Type 3 plug-in SPD-ink alacsony szorítófeszültséget és gyors reakcióidőt kínálnak, biztosítva a készülék biztonságát a végfelhasználói szinten.
Az UPS-ek és az SPD-k ilyen lépcsőzetes kombinálásával a felhasználók megszakítás nélküli működést élveznek áramkimaradások esetén, miközben átfogó védelmet biztosítanak minden nagyságrendű túlfeszültség ellen.
Otthoni és kis irodák: Az integrált túlfeszültség-védelemmel ellátott szünetmentes tápegység kényelmes védelmet nyújthat, de a panelre szerelt 2-es típusú SPD hozzáadása meghosszabbítja a berendezés élettartamát és csökkenti a közüzemi zavarok kockázatát.
Adatközpontok: Az online kettős konverziós UPS-rendszerek az 1-es és 2-es típusú SPD-kkel kombinálva elengedhetetlenek a folytonosság és a villám- és kapcsolási túlfeszültség elleni robusztus védelem biztosításához.
Egészségügyi létesítmények: A kritikus berendezések, például a képalkotó rendszerek és az életfenntartó gépek garantált üzemidőt igényelnek az UPS-től, míg az SPD-k védelmet nyújtanak a veszélyes túlfeszültségekkel szemben.
Ipari automatizálás: A PLC-k, motormeghajtók és érzékelők rendkívül érzékenyek a kapcsolás és a közeli villámlás okozta túlfeszültségekre. Az UPS és az ipari minőségű SPD kombinálása biztosítja a rendszer megbízhatóságát és biztonságát.
Az UPS véd a túlfeszültség ellen?
Csak korlátozottan. A szünetmentes tápegységek alapszűrést tartalmaznak, de nem tudják kezelni a nagy energiájú túlfeszültségeket további SPD-k nélkül.
Elég egy túlfeszültség-védelemmel ellátott UPS a villámláshoz?
Nem. A villámnak 1-es típusú SPD-re van szüksége a szerviz bejáratánál, hogy megvédje mind az UPS-t, mind a csatlakoztatott terhelést.
Használhatok túlfeszültség-védőt UPS-hez?
Igen, de a legjobb gyakorlat az SPD-k terjesztési és terhelési szinten történő telepítése, nem pedig egyszerű beépülő eszközökre hagyatkozni.
Melyik SPD típus a legjobb az UPS rendszerekhez?
1-es típus a szervizbejárati villámvédelemhez.
2-es típus az UPS bemenethez és az elosztási szintű túlfeszültség-elnyomáshoz.
3-as típus az érzékeny végkészülékekhez.
Az UPS és az UPS túlfeszültség elleni védelemmel való összehasonlításakor a legfontosabb különbség a szerepükben rejlik. A szabványos UPS garantálja a tartalék áramellátást kimaradások idején, míg az integrált túlfeszültség-védelemmel ellátott UPS korlátozott védelmet nyújt a kisebb tranziensekkel szemben. Azonban egyik sem helyettesítheti a dedikált SPD robusztus védelmét.
A küldetés szempontjából kritikus környezetekben és olyan régiókban, ahol gyakori villámlás vagy hálózati zavarok vannak, a legjobb gyakorlat a lépcsőzetes védelmi stratégia alkalmazása:
Használjon UPS-t a folyamatos áramellátáshoz.
Telepítse az 1-es, 2-es és 3-as típusú SPD-ket az átfogó túlfeszültség-elnyomás érdekében.
Cégünk a fejlett kisfeszültségű elektromos védelemre specializálódott, és az UPS rendszerekkel való zökkenőmentes integrációra tervezett SPD-k teljes portfólióját kínálja. Az olyan termékekkel, mint az FLP25-275/3S+1 Type 1 SPD és az SLP40-275/3S+1 Type 2 SPD, biztosítjuk, hogy az energiainfrastruktúrája ne csak zavartalan legyen, hanem teljesen védve is legyen a káros túlfeszültségektől.
Az UPS és az SPD erősségeinek kombinálásával maximális megbízhatóságot, meghosszabbított berendezések élettartamát és a nemzetközi biztonsági szabványoknak való megfelelést érheti el.