Alat Pelindung Surge (Surge Arrester) (SPD)

Surge Protection Device (SPD) merupakan salah satu komponen sistem proteksi instalasi listrik.

Perangkat ini dihubungkan secara paralel pada rangkaian catu daya dari beban-beban yang harus dilindunginya (lihat Gambar J17). Ini juga dapat digunakan di semua tingkat jaringan catu daya.

Ini adalah jenis proteksi tegangan lebih yang paling umum digunakan dan paling efisien.

Para ilmuwan telah melakukan penelitian penting mengenai karakteristik dan dampak sambaran petir selama bertahun-tahun, dan telah mengembangkan produk teknologi yang sesuai. Saat ini, pengujian produk ini juga dapat dilakukan dengan mensimulasikan sambaran petir dalam konteks ini.

Jenis Gelombang Sambaran Petir:

Sambaran petir dapat dipelajari dalam dua panjang gelombang yang berbeda.

1. Sambaran Petir Langsung 10 / 350μs:

Arus impuls dalam bentuk gelombang 10/350 s terjadi pada sambaran petir langsung. Peningkatan tegangan pulsa yang cepat ini melepaskan daya yang besar dengan pulsa arus yang besar.

Saat ini, material Sistem Proteksi Petir Eksternal dan elemen rangkaian Surge Arrester tipe 1 / Kelas I diuji berdasarkan kriteria ini sesuai standar.

2. Sambaran Petir dan Tegangan Peralihan pada Daerah Terpencil 8/20μs :

Petir menyambar di lokasi yang jauh dan terjadi arus impuls dengan tegangan switching bentuk gelombang 8/20 μs.

Kandungan energi pulsa ini jauh lebih rendah daripada gelombang arus pulsa uji petir sebesar 10/350 μs. Elemen rangkaian Pelindung Surge (Surge Arrester) tipe 2 / Kelas II dan Tipe 3 / Kelas III diuji berdasarkan kriteria ini sesuai dengan standar.

Standar

Beberapa standar yang sering tercantum meliputi:

• IEC 61643-11 Perangkat pelindung lonjakan arus tegangan rendah – Bagian 11: Perangkat pelindung lonjakan arus yang dihubungkan ke sistem tenaga tegangan rendah – Persyaratan dan metode pengujian (menggantikan IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 Perangkat pelindung lonjakan tegangan rendah – Bagian 21: Perangkat pelindung lonjakan arus yang terhubung ke jaringan telekomunikasi dan sinyal – Persyaratan kinerja dan metode pengujian
• IEC 61643-22 Perangkat pelindung lonjakan tegangan rendah – Bagian 22: Perangkat pelindung lonjakan arus yang terhubung ke jaringan telekomunikasi dan sinyal – Prinsip pemilihan dan penerapan
• EN 61643-11, 61643-21 dan 61643-22
• Referensi Teknis Teknologi Telcordia TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Laboratorium Penjamin Emisi Efek (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

Setiap standar mendefinisikan karakteristik pelindung, vektor uji, atau tujuan operasional yang berbeda.

EN 62305 dan ANSI/IEEE C62.xx menentukan lonjakan apa yang diperkirakan akan dialihkan oleh pelindung. EN 61643-11 dan 61643-21 menetapkan persyaratan kinerja dan keselamatan produk. Sebaliknya, IEC hanya menulis standar dan tidak mensertifikasi produk tertentu yang memenuhi standar tersebut. Standar IEC digunakan oleh anggota Perjanjian Internasional Skema CB untuk menguji dan mensertifikasi kepatuhan keselamatan produk.

Selain itu, standar berikut ini bukan merupakan standar untuk pelindung lonjakan arus yang berdiri sendiri, namun dimaksudkan untuk menguji kekebalan lonjakan arus pada peralatan listrik dan elektronik secara keseluruhan. Oleh karena itu, mereka sering digunakan dalam desain dan pengujian sirkuit perlindungan lonjakan arus.

• IEC 61000-4-2 Uji kekebalan pelepasan muatan listrik statis
• IEC 61000-4-4 Uji imunitas transien/ledakan cepat elektrik
• IEC 61000-4-5 Tes imunitas lonjakan

Prinsip

SPD dirancang untuk membatasi tegangan lebih transien yang berasal dari atmosfer dan mengalihkan gelombang arus ke bumi, sehingga membatasi amplitudo tegangan lebih ini ke nilai yang tidak berbahaya bagi instalasi listrik dan switchgear listrik serta peralatan kendali.

SPD menghilangkan tegangan lebih

• Dalam mode umum, antara fase dan netral atau bumi;
• Dalam mode diferensial, antara fase dan netral.

Jika terjadi tegangan lebih melebihi ambang batas operasi, SPD

• Menghantarkan energi ke bumi, dalam mode umum;
• Mendistribusikan energi ke konduktor aktif lainnya, dalam mode diferensial.

Ketiga jenis SPD

Tipe 1 SPD

SPD Tipe 1 direkomendasikan dalam kasus khusus sektor jasa dan bangunan industri, dilindungi oleh sistem proteksi petir atau sangkar bertautan.

Melindungi instalasi listrik dari sambaran petir langsung. Ia dapat melepaskan arus balik dari petir yang menyebar dari konduktor bumi ke konduktor jaringan.

SPD tipe 1 dicirikan oleh gelombang arus 10/350 µs.

Tipe 2 SPD

SPD Tipe 2 merupakan sistem proteksi utama untuk semua instalasi listrik tegangan rendah. Dipasang di setiap switchboard listrik, mencegah penyebaran tegangan lebih pada instalasi listrik dan melindungi beban.

SPD tipe 2 dicirikan oleh gelombang arus 8/20 µs.

Tipe 3 SPD

SPD ini memiliki kapasitas debit yang rendah. Oleh karena itu, lampu tersebut wajib dipasang sebagai pelengkap SPD Tipe 2 dan di sekitar beban sensitif.

SPD tipe 3 dicirikan oleh kombinasi gelombang tegangan (1,2/50 μs) dan gelombang arus (8/20 μs).

Definisi normatif SPD

Gambar J18 – Definisi standar SPD

• Catatan 1: Terdapat  +   SPD (atau SPD Tipe 1 + 2) yang menggabungkan perlindungan beban terhadap sambaran petir langsung dan tidak langsung.
• Catatan 2: beberapa  SPD juga dapat dideklarasikan sebagai  .

Menurut ini;

Tahap Pertama: Arester penangkal petir proteksi petir Tipe 1 / Kelas 1 / Kelas B adalah unit proteksi depan fasilitas / struktur. Mereka adalah elemen rangkaian yang mampu menyerap dan meredam sambaran petir langsung yang mungkin berasal dari saluran listrik.

Harus dipasang pada panel distribusi/transformator utama di dalam dan/atau di luar gedung.

Ini seharusnya diuji dalam bentuk gelombang 10/350 µSec. Ia harus mampu melepaskan beban minimal 50kA antara Fase-Netral, dan setidaknya 100kA antara Fase, Netral-Bumi.

Tahap Kedua: Alat Pelindung Lonjakan Arus Tipe 2 / Kelas 2 / C (Surge Arrester) adalah elemen rangkaian yang digunakan pada panel sekunder dan/atau sekunder bawah pada fasilitas/gedung. Dibandingkan dengan arester surja Tipe 1 / Kelas II, kekuatannya lebih rendah namun sensitivitasnya lebih baik.

Ini seharusnya diuji dalam bentuk gelombang 8/20 µSec. Ia harus mampu melepaskan beban minimal 10kA antara Fase-Netral, dan setidaknya 25kA antara Fase, Netral-Bumi.

Elemen perlindungan kompak Kelas 1 + 2 / Kelas 1 + 2 / B + C telah digunakan sebagai perlindungan tingkat kedua dalam beberapa tahun terakhir.

Ini seharusnya diuji dalam bentuk gelombang 10/350 µSec. Ia harus mampu melepaskan beban minimal 40kA antara Fase-Netral, dan setidaknya 100kA antara Fase, Netral-Bumi.

Ini digunakan pada panel listrik dari catu daya tak terputus dan/atau pada panel sekunder yang diposisikan seperti panel utama.

Tahap Ketiga: Arester surja proteksi tegangan lebih mendadak Tipe 3 / Kelas 3 / D Kelas adalah elemen sirkuit yang digunakan dalam salurannya untuk melindungi perangkat elektronik sensitif.

Jajaran produknya cukup luas karena dapat dihubungkan ke perangkat berbeda dengan protokol koneksi/soket/port berbeda.

Di bawah ini adalah beberapa arester surja Tipe 3 / Kelas 3 / D untuk sirkuit / perangkat yang berbeda.