In moderne elektrische systemen is overspanningsbeveiliging een cruciaal element bij het garanderen van de veilige en stabiele werking van apparatuur. Maar termen als SPD (overspanningsbeveiliging), Overspanningsonderdrukker en overspanningsafleider worden in de industrie vaak door elkaar gebruikt, wat leidt tot onjuiste selectie en toepassing.
Dit artikel zal systematisch de belangrijkste verschillen tussen deze drie technologieën verduidelijken om u te helpen een duidelijk begrip van beschermingsconcepten te krijgen en een effectieve “verdedigingslinie” op te bouwen.”
Hoewel ze alle drie hetzelfde doel nastreven – het overbrengen of absorberen van piekenergie – verschillen hun ontwerpen, normen en toepassingsscenario’s fundamenteel.
Overspanningsafleider: Wordt voornamelijk gebruikt in midden- en hoogspanningssystemen (zoals transmissie- en distributielijnen en onderstations). Het belangrijkste doel ervan is het beschermen van de isolatie van de leidingen en apparatuur van het energiesysteem, waardoor systeemstoringen worden voorkomen die worden veroorzaakt door externe overspanningen als gevolg van directe blikseminslagen of door bliksem geïnduceerde spanning. Het fungeert als een “veiligheidsklep” voor het voedingssysteem.
Overspanningsbeveiliging (SPD): Dit is een standaardterm die wordt gebruikt in elektrische en elektronische laagspanningssystemen. Het belangrijkste doel ervan is het beschermen van elektrische installaties en gevoelige elektronische apparatuur in gebouwen tegen schade veroorzaakt door transiënte overspanningen als gevolg van blikseminslag, elektromagnetische pulsen of schakelhandelingen. Het fungeert als een “buffer” tussen apparatuur en spanningspieken.
Overspanningsonderdrukker (SPS): Verwijst doorgaans naar laagspannings-, plug-in consumentenproducten. De functie is vergelijkbaar met die van een SPD, maar heeft doorgaans een lager beschermingsniveau en lagere mogelijkheden. Het hoofddoel ervan is het bieden van gemakkelijke basisbescherming voor elektrische apparatuur van eindgebruikers.
Overspanningsafleiders: kunnen gemiddelde tot hoge spanningsniveaus aan, doorgaans boven 1 kV, en kunnen honderden kV bereiken.
Overspanningsonderbreker (SPD) en overspanningsonderdrukker: Kan omgaan met lage spanningsniveaus, doorgaans 1000 V AC of 1500 V DC en lager. Veelgebruikte 220V/380V-systemen vallen in deze categorie.
Overspanningsbeveiligers: Bescherm de elektrische infrastructuur zoals transformatoren, stroomonderbrekers en de isolatie van transmissielijnen.
SPD: Bescherm de algehele elektrische systemen en kritieke apparatuur in gebouwen, zoals verdeelkasten, datacenterservers en industriële besturingssystemen.
Overspanningsbeveiligers: Bescherm specifieke eindapparaten zoals personal computers, televisies en huishoudelijke apparaten.
Surge Discharge Devices (SPD): Extreem hoog. Ontworpen om grootschalige bliksemstroomenergie te ontladen door directe blikseminslagen of blikseminslagen in de omgeving ervan.
SPD: Hoog tot gemiddeld en gesorteerd. Afhankelijk van de installatielocatie variëren ze van honderden kiloampère (Klasse I) aan de hoofddistributie tot duizenden kiloampère (Klasse III) aan de voorkant van de apparatuur, waardoor ze een gecoördineerd beveiligingssysteem vormen.
Overspanningsonderdrukkers: lager. De ontladingscapaciteit ligt doorgaans onder de 10 kA (golfvorm van 8/20 μs), geschikt voor het verwerken van resterende piekenergie en plaatselijke storingen.
Overspanningsafleiders: geïnstalleerd op het ingangspunt of kritieke knooppunt van het energiesysteem, zoals zendmasten, de uitgaande lijnzijde van onderstations en de hoogspanningszijde van 10 kV-distributietransformatoren.
SPD: Gefaseerd geïnstalleerd op verschillende niveaus van het laagspanningsstroomdistributiesysteem volgens het Lightning Protection Zone (LPZ)-concept: zoals de hoofdverdeelkast van een gebouw (grens LPZ 0-1), vloerverdeelkasten (grens LPZ 1-2) en de voorkant van apparatuurkasten (grens LPZ 2-3).
Overspanningsbeveiligers: Geïnstalleerd op het meest afgelegen gebruikspunt, d.w.z. op het stopcontact of als geïntegreerde functie van een stekkerdoos.
Overspanningsafleiders: Voldoen aan de normen van de energiesector, zoals de IEC 60099-serie en GB 11032 (AC-ononderbroken metaaloxide-overspanningsafleiders).
SPD: Voldoen aan internationale/nationale normen voor laagspannings-overspanningsbeveiligers, zoals IEC 61643-serie en GB/T 18802.1. Deze normen definiëren duidelijk de tests en classificaties van klasse I, II en III.
Overspanningsbeveiligers: Voldoen doorgaans aan productveiligheids- en prestatienormen, zoals UL 1449 (VS) en EN 61643-11, maar de evaluatiefocus verschilt van die van SPD op systeemniveau.
Overspanningsafleiders: energietransmissie- en transformatiesystemen, energiecentrales, nieuwe energiesubstations, industriële hoogspanningsstroomdistributie.
SPD: Commerciële gebouwen, datacentra, fabrieken, communicatiebasisstations, slimme gebouwen, medische voorzieningen.
Overspanningsbeveiligers: woningen, kantoren, kleine winkels, audiovisuele systemen.
Het gehele energie-naar-consumptie-beschermingssysteem kan worden voorgesteld als een kustverdedigingslinie:
Overspanningsafleiders zijn als diepzeegolfbrekers en zijn bestand tegen de meest destructieve gigantische golven (directe blikseminslag/systeemoverspanningen).
SPD (Klasse I/II/III) zijn als meerlaagse zeeweringen, bekledingen en afwateringspoorten, die de energie van golven geleidelijk verzwakken terwijl ze landinwaarts stromen (door bliksem veroorzaakte pieken/wisselende golven).
Overspanningsbeveiligers zijn, net als de afdichtstrips van deuren en ramen van gebouwen, verantwoordelijk voor het blokkeren van eventuele resterende sporen van vocht (resterende transiënte overspanningen en interferentie).
Deze drie componenten verschillen qua ontwerp, toepassingsscenario's en technische normen, maar in een alomvattend beveiligingssysteem kunnen ze samenwerken om uitgebreide bescherming op te bouwen, van de ingang van het elektriciteitsnet tot op chipniveau.
Hoe korter de reactietijd, hoe beter
Misvatting: De responstijd op nanosecondenniveau is de belangrijkste indicator voor de kwaliteit van een beschermer.
Verduidelijking: de responstijd is belangrijk, maar niet de enige indicator. Spanningsbegrenzing (omhoog) is belangrijker, omdat deze de piekspanning bepaalt die uiteindelijk op het apparaat wordt toegepast. Een product met een iets langzamere respons maar een lagere Up-waarde biedt mogelijk een betere bescherming. Moderne MOV (varistor-gebaseerde) SPD's hebben al responstijden op nanosecondenniveau, met weinig verschil daartussen.
Overspanningsafleiders bieden betere bescherming dan SPD
Misvatting: Omdat ze vaak worden gebruikt in hoogspanningssystemen, zijn overspanningsafleiders (SPD) in alle opzichten superieur aan laagspannings-SPD's.
Verduidelijking: de twee hebben verschillende toepassingsscenario's en kunnen niet rechtstreeks worden vergeleken. SPD's zijn ontworpen om extreem hoge directe blikseminslagenergie te weerstaan, maar hun restspanning (beschermingsniveau) kan nog steeds te hoog zijn voor gevoelige elektronische apparatuur. Laagspannings-SPD's zijn speciaal ontworpen om de overspanning te beperken tot een veilig niveau voor apparatuur; de twee zijn complementair, geen vervangers.
SPD-bescherming op meerdere niveaus, eenvoudig in serie geïnstalleerd
Misvatting: Door meerdere SPD's online in serie aan te sluiten, wordt automatisch energiecoördinatie bereikt.
Verduidelijking: Een eenvoudige serieschakeling kan ervoor zorgen dat de stroomopwaartse SPD uitvalt, waardoor de stroomafwaartse SPD alle energie draagt en schade veroorzaakt. Een goede meertrapsbeveiliging vereist energiecoördinatie en een ontkoppelingsontwerp (meestal met behulp van lijninductoren of speciale ontkoppelingsapparaten) om ervoor te zorgen dat elke trap de energieontlading in de ontworpen volgorde initieert.
Het installeren van “Surge Suppressor” betekent dat alles in orde is
Misvatting: sluit een overspanningsbeveiliging aan en alle apparaten zijn volledig beschermd.
Verduidelijking: Dergelijke apparaten bieden alleen het meest elementaire beschermingsniveau en hebben een beperkte energiedissipatiecapaciteit. Bij grote energiestoten die via de elektriciteitslijn binnenkomen (zoals blikseminslagen die via het distributiesysteem worden doorgegeven), moeten de primaire en secundaire ontlading worden uitgevoerd met behulp van klasse I/II-overspanningsbeveiligers die in de verdeelkast zijn geïnstalleerd. Zonder stroomopwaartse bescherming is de terminalblocker zeer gevoelig voor schade.
“Bliksembeveiligingsapparaat”=”Overspanningsbeveiligingsapparaat” ?
Misvatting: de twee zijn volledig gelijkwaardig.
Verduidelijking: ze worden vaak door elkaar gebruikt in informele en niet-standaardcontexten. Maar strikt genomen:
Overspanningsbeveiliging: Kan specifiek verwijzen naar apparatuur die wordt gebruikt om te beschermen tegen directe blikseminslagen of hun grote shunts (zoals bliksemafleiders, neerwaartse geleiders, aardingssystemen en SPD die voldoen aan de testvereisten van Klasse I).
Overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD): Een bredere term die alle beveiligingsapparatuur omvat tegen geïnduceerde blikseminslag en overspanningen bij het schakelen.
Conclusie: Alle overspanningsbeveiligers die in interne systemen worden gebruikt, zijn een type SPD, maar niet alle SPD's zijn geschikt om directe bliksemstromen te verwerken (alleen klasse I).
SPD VS-overspanningsafleider
De sleutel ligt in het spanningsniveau van de toepassing en het object dat wordt beschermd. Overspanningsafleiders worden gebruikt om lijnisolatie in midden- en hoogspanningssystemen te beschermen; SPD's worden gebruikt om eindapparatuur in laagspanningsstroomdistributie- en -verbruikssystemen te beschermen.
Overspanningsafleider versus overspanningsbeveiliging
Dit is het verschil tussen hoogspannings- en laagspanningssysteemapparatuur. Aan de laagspanningsingang worden SPD's die voldoen aan de testnormen van Klasse I soms ook “overspanningsafleiders” genoemd, maar dit moet gebaseerd zijn op standaardterminologie.
Overspanningsafleider versus overspanningsonderdrukker
Dit is het verschil tussen bescherming op systeemniveau en bescherming op apparaatniveau. De eerste heeft een zeer grote capaciteit en wordt geïnstalleerd bij de systeeminlaat; deze laatste heeft een kleine capaciteit en wordt rechtstreeks in een stopcontact gestoken.
Welke SPD-klasse wordt gebruikt voor overspanningsafleiders
Wat de functionele positionering betreft, komt de overspanningsafleider van het voedingssysteem overeen met Klasse I-producten in de laagspannings-SPD-categorie (die de bliksemstroomtest van 10/350 μs moeten doorstaan).
Welk beschermingsniveau is hoger: SPD of overspanningsafleider?
Deze vraag is onjuist. Ze behoren tot verschillende systeemniveaus. In termen van de absolute ontladen energie zijn hoogspanningsoverspanningsbeveiligers (SPD's) hoger. Wat betreft de mogelijkheid om overspanningen te beperken tot een veilig niveau voor de apparatuur, zijn laagspannings-SPD's (vooral klasse II en III) geavanceerder van ontwerp.
Kunnen we een directe vergelijking maken op basis van hun energievrijgavemogelijkheden?
Nee. De ontladingscapaciteit (bijvoorbeeld Imax) heeft alleen betekenis als deze wordt vergeleken onder dezelfde golfvormstandaard (bijvoorbeeld 8/20 μs of 10/350 μs). De testgolfvormen voor hoogspannings-overspanningsafleiders en laagspannings-SPD's van klasse I kunnen afwijken van de normen, waardoor directe numerieke vergelijkingen zinloos zijn. De selectie moet gebaseerd zijn op de normen en eisen op het gebied van het beveiligingsniveau van het systeem waarin het wordt gebruikt.
Het begrijpen van de verschillen tussen SPD, overspanningsafleiders en overspanningsonderdrukkers is van fundamenteel belang voor het bouwen van een effectief overspanningsbeveiligingssysteem. SPD’s vormen de “zware verdedigingslinie” voor energiesystemen, SPD’s vormen het “kern-meerlaagse verdedigingssysteem” van het bouwen van elektrische systemen, terwijl overspanningsonderdrukkers fungeren als de “nauwsluitende lijfwachten” voor apparatuur van eindgebruikers.
Succesvolle bescherming is niet afhankelijk van de kracht van een enkel apparaat, maar van een goede energiecoördinatie op basis van het Lightning Protection Zone (LPZ)-concept, dat een naadloze beschermingsketen vormt vanaf het punt van binnenkomst tot de apparatuur.
Voor nauwkeurige oplossingen voor overspanningsbeveiliging voor uw huis, datacenter of industriële locatie raden wij u aan een gekwalificeerde elektrotechnisch ingenieur of een professioneel bedrijf voor overspanningsbeveiliging te raadplegen. Bescherm uw investering, te beginnen met een goed begrip. Laten we samenwerken om onvoorspelbare overspanningsrisico’s om te zetten in beheersbare veiligheid.
Optimized by Seraphinite Accelerator
