Co to jest urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2?

Wstęp

A Urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2 (SPD typu 2) stanowi podstawę ochrony przeciwprzepięciowej w nowoczesnych systemach elektrycznych. Zainstalowany na głównej tablicy rozdzielczej lub szafie sterowniczej, działa jako drugi ekran w warstwowej strategii obrony — wychwytuje resztkowe przepięcia pozostawione przez poprzedzające urządzenia SPD typu 1 i tłumi stany nieustalone generowane wewnątrz sieci.

Urządzenia te chronią przed prądami impulsowymi 8/20 μs, które powstają w wyniku przepięć wywołanych piorunami, zdarzeń przełączania lub zakłóceń w sieci.

Aby zapewnić niezawodną, ​​długoterminową ochronę, inżynierowie i nabywcy techniczni muszą zrozumieć kilka kluczowych aspektów SPD typu 2:

• Definicja: Co to jest?
• Jak to działa: Jego zasady działania.
• Standardy: Jakie przepisy spełnia?
• Instalacja i wybór: Zasady prawidłowego wyboru i montażu.

Definicja urządzenia przeciwprzepięciowego typu 2

Według Norma IEC/EN 61643-11, **SPD typu 2** jest urządzeniem klasy II. Przeznaczony jest do lokalizacji, w których nie występują bezpośrednie uderzenia pioruna. Jednakże lokalizacje te w dalszym ciągu są narażone na ryzyko występowania silnych przepięć przejściowych.

Kluczowe cechy:

• Testowane przy użyciu przebiegów prądu 8/20 μs.

• Typowy nominalny prąd wyładowczy (In) mieści się w zakresie 5–20 kA, a maksymalny prąd wyładowczy (Imax) wynosi do 40–80 kA.

• Montowany po stronie obciążenia elektrycznego panelu serwisowego.

• Chroni zarówno przed zewnętrznymi przepięciami resztkowymi, jak i wewnętrznymi przepięciami przełączającymi.

W praktyce SPD typu 2 znajduje się za urządzeniem typu 1 i przed jakimkolwiek zabezpieczeniem punktu poboru typu 3, tworząc część wielostopniowego systemu ochrony przed przepięciami.

Jak to się dzieje, że A Urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2 praca?

SPD typu 2 działa na zasadzie zaciskania napięcia. Przy normalnym napięciu pozostaje pasywny. Kiedy przejściowy udar przekracza maksymalne ciągłe napięcie robocze (Uc), jego wewnętrzne elementy szybko przełączają się w stan przewodzący, odprowadzając nadmiar energii do masy.

Typowe komponenty obejmują:

• MOV (warystor tlenku metalu): Podstawowy element zaciskowy, pochłaniający energię udarową i redukujący napięcie.

• Obwody hybrydowe (MOV + GDT): Połącz wysoką zdolność udarową z ulepszoną długoterminową niezawodnością.

• System odłączania termicznego: Izoluje SPD pod koniec okresu eksploatacji, aby zachować bezpieczeństwo.

• Wskaźnik stanu: Okno wizualne lub wyjście stykowe pokazujące stan operacyjny.

Sekwencja operacji:

1. Tryb normalny: Wysoka rezystancja, brak wpływu na obwód.

2. Wydarzenie wzrostowe: Napięcie wzrasta powyżej progu Uc.

3. Mocowanie: SPD kieruje prąd udarowy do masy, obniżając napięcie do bezpiecznego poziomu Up (poziom ochrony napięcia).

4. Powrót do zdrowia: SPD powraca do stanu gotowości o wysokiej rezystancji.

Funkcja urządzenia przeciwprzepięciowego typu 2

Podstawową rolą urządzenia przeciwprzepięciowego typu 2 jest ograniczenie przejściowych przepięć do poziomu, który urządzenia podłączone za urządzeniem mogą wytrzymać bez uszkodzeń.

Kluczowe funkcje:

• Ograniczenie przepięć resztkowych — zmniejsza napięcie po tym, jak SPD typu 1 pochłonął większość energii.

• Przełączanie tłumienia przepięć — łagodzi stany nieustalone związane z rozruchem silnika, przełączaniem pomp lub innymi operacjami obciążenia indukcyjnego.

• Ochrona sprzętu — zapobiega uszkodzeniom wrażliwych układów elektronicznych, sterowników PLC, systemów automatyki i osprzętu sterującego.

• Niezawodność systemu — skraca czas przestojów spowodowany awariami związanymi z przepięciami.

• Część kaskady — znajduje się pomiędzy zabezpieczeniem wejścia usługowego (typ 1) a urządzeniami w miejscu poboru (typ 3).

Zastosowania urządzeń przeciwprzepięciowych typu 2

SPD typu 2 są instalowane w:

• Obiekty przemysłowe wyposażone w instalacje odgromowe.

• Budynki komercyjne do ochrony systemów HVAC, wind, oświetlenia i IT.

• Szafy sterownicze maszyn dla automatyki przemysłowej.

• Systemy energii odnawialnej — takie jak falowniki fotowoltaiczne i sterowniki turbin wiatrowych — wymagają solidności ochrona przeciwprzepięciowa (zobacz nasze Przewodnik po wyborze urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej I Ochrona przeciwprzepięciowa dla systemów fotowoltaicznych).

• Szpitale i centra danych, gdzie czas sprawności ma kluczowe znaczenie.

• Główne panele mieszkalne do ochrony całego domu.

Urządzenia przeciwprzepięciowe typu 1, typu 2 i typu 3

Urządzenia przeciwprzepięciowe dzielą się na trzy główne typy. Każdy typ ma inne zadanie w układzie elektrycznym. Więcej możesz przeczytać w naszym szczegółowym przewodniku tutaj: Różnica między urządzeniami przeciwprzepięciowymi typu 1, typu 2 i typu 3.

Streszczenie:

• SPD typu 1 zatrzymuje większość przepięć wysokoenergetycznych powodowanych przez pioruny.

• SPD typu 2 jest środkową linią obrony. Redukuje pozostałe napięcie udarowe i kontroluje przepięcia przełączające.

• SPD typu 3 to ostatni krok. Chroni wrażliwą elektronikę przed małymi, szybkimi przepięciami.

Jak wybrać odpowiednie urządzenie przeciwprzepięciowe?

Wybierając najlepsze urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2, należy dokonać wyboru w oparciu o kompatybilność systemu, poziom ryzyka przepięć i czułość sprzętu.

1. Dopasuj napięcie systemu i układ uziemienia
Różne systemy — TT, TN-S, TN-C, IT — wymagają różnych konfiguracji SPD:

• 4P (ochrona wszystkich biegunów) dla sieci TN.

• 3+1 konfiguracja (zabezpieczenie L-N plus moduł N-PE) dla systemów TT do obsługi zdarzeń przepięciowych N-PE.

2. Określ Uc (maksymalne ciągłe napięcie robocze)
Uc powinno być nieco wyższe od znamionowego napięcia systemu, aby zapobiec niepotrzebnemu wyzwalaniu, ale wystarczająco niskie, aby zapewnić skuteczną ochronę.

3. Sprawdź zdolność prądową rozładowania

• Nominalny prąd rozładowania (In): 5–20 kA.

• Maksymalny prąd rozładowania (Imax): 20–80 kA w zależności od poziomu ryzyka.

4. Poziom ochrony napięciowej (góra)
Niższa góra oznacza lepszą ochronę — należy dążyć do ≤ 2,5 kV dla sprzętu ogólnego, ≤ 1,5 kV dla wrażliwej elektroniki.

5. Wytrzymałość na chwilowe przepięcie (TOV).
Upewnij się, że SPD wytrzyma tymczasowe warunki przepięciowe spowodowane awarią lub zdarzeniami przełączającymi.

6. Dodatkowe funkcje

• Wtykowe moduły umożliwiające szybką konserwację.

• Zdalne styki alarmowe do monitorowania.

• Odłącznik termiczny i wskaźniki wizualne.

Jak zainstalować urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2

Najlepsze praktyki instalacyjne wynikające z doświadczenia inżyniera w terenie:

1. Lokalizacja — Zamontuj jak najbliżej szyn zbiorczych głównej tablicy rozdzielczej lub sprzętu, który chcesz chronić.

2. Połączenie równoległe — SPD typu 2 są zwykle podłączane równolegle do źródła zasilania.

3. Długość przewodu — Aby uniknąć podniesienia napięcia ochronnego, łączna długość przewodu fazowego, neutralnego i uziemiającego powinna być mniejsza niż 0,5 m.

4. Przekrój przewodu — Co najmniej 6 mm² miedzi dla typu 2; większe rozmiary dla urządzeń o większej pojemności.

5. Uziemienie — Podłączyć bezpośrednio do głównej szyny wyrównawczej najkrótszą drogą.

6. Zabezpieczenie nadprądowe — Należy stosować bezpieczniki lub wyłączniki automatyczne o wymiarach dostosowanych do maksymalnej wytrzymałości zwarciowej SPD.

7. Koordynacja w systemach kaskadowych — W przypadku instalacji za SPD typu 1 należy zachować odległość separacji (> 10 m) lub zainstalować cewkę odsprzęgającą, aby zapewnić właściwy podział energii.

8. Okablowanie specyficzne dla systemu — W przypadku systemów TT należy uwzględnić moduł ochronny N-PE, który będzie przeciwdziałał przepięciom przewodu neutralnego do ziemi.

Przestrzeganie tych wytycznych gwarantuje, że SPD będzie działać zgodnie ze specyfikacją i normami elektrycznymi.

Wniosek

A Urządzenie przeciwprzepięciowe typu 2 jest istotnym elementem warstwowej ochrony elektrycznej. Chroni przed przepięciami resztkowymi spowodowanymi wyładowaniami atmosferycznymi i wewnętrznymi zdarzeniami przełączania, zapewniając trwałość sprzętu i stabilność operacyjną.

Rozumiejąc zasadę działania, zasady instalacji i parametry doboru, inżynierowie i menedżerowie ds. zaopatrzenia mogą określić urządzenia, które spełniają wymagania systemowe, są zgodne z normą IEC/EN 61643-11 i zapewniają niezawodną ochronę na nadchodzące lata.

Prawidłowo zainstalowany SPD typu 2 to nie tylko element – ​​to polisa ubezpieczeniowa dla Twojej instalacji elektrycznej. Dowiedz się więcej o zastosowania SPD w instalacjach fotowoltaicznych i jak wybrać ten właściwy.