Jak działa SPD (urządzenie przeciwprzepięciowe)?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) to niezbędne urządzenia chroniące sprzęt elektryczny przed uszkodzeniami spowodowanymi skokami napięcia lub przepięciami. Te przepięcia, które mogą być spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi lub przerwami w dostawie prądu, mogą zakłócać działanie, a nawet niszczyć wrażliwe urządzenia elektroniczne.

Urządzenia SPD działają poprzez przekierowanie nadmiaru napięcia generowanego podczas przepięcia z dala od chronionych urządzeń. Robią to poprzez przeniesienie nadmiaru energii ścieżką prowadzącą do ziemi, z dala od sprzętu. Urządzenia SPD można instalować w miejscach, w których energia elektryczna wchodzi do budynku, lub nawet na poszczególnych urządzeniach, aby chronić je przed skokami napięcia.

Dwa główne elementy SPD to warystory z tlenków metali (MOV) i lampy wyładowcze (GDT). MOV są wykonane z tlenku metalu i mają za zadanie przewodzić prąd w przypadku wystąpienia skoku napięcia. Kiedy napięcie przekracza określony próg, MOV przewodzi prąd, odprowadzając nadmiar napięcia z dala od zabezpieczanego sprzętu. GDT działają w podobny sposób, rozkładając i odprowadzając nadmiar napięcia z dala od urządzenia.

Oprócz MOV i GDT, SPD zwykle zawierają również bezpiecznik zwany tłumikiem napięcia przejściowego (TVS). TVS pomaga chronić SPD i sprzęt, do którego jest podłączony, przed wszelkimi możliwymi zwarciami.

Podsumowując, SPD to krytyczne urządzenia, które pomagają chronić sprzęt elektroniczny przed potencjalnie szkodliwymi skokami napięcia. Bez nich urządzenia mogłyby łatwo ulec zniszczeniu w wyniku przepięć spowodowanych wyładowaniami atmosferycznymi, przerwami w dostawie prądu lub innymi wahaniami napięcia. Dzięki właściwemu zastosowaniu urządzeń SPD możesz mieć spokój ducha i chronić swoje cenne urządzenia elektroniczne przed nieoczekiwanymi przepięciami i awariami.

Kategorie lub typy SPD

Dwa główne typy SPD to elementy ograniczające napięcie i elementy przełączające napięcie. Elementy ograniczające napięcie zmieniają impedancję wraz ze wzrostem napięcia, co powoduje zaciskanie napięcia przejściowego. Elementy przełączające napięcie “włączają się” po przekroczeniu napięcia progowego i natychmiast spadają do niskiej impedancji. Większość dzisiejszych systemów łączy oba typy komponentów, aby agregować mocne strony i ograniczać słabe strony każdej pojedynczej części.

Przykładami elementów ograniczających napięcie są warystory z tlenku metalu (MOV) i diody tłumiące napięcie przejściowe (TVS). Elementy przełączające napięcie obejmują lampy wyładowcze (GDT) i iskierniki.

Zasada działania

SPD mogą różnić się typem, ale mają wspólną zasadę działania: przy normalnym napięciu nie ma to wpływu na działanie obwodu. Po wygenerowaniu wysokiego napięcia szczytowego impedancja urządzenia przeciwprzepięciowego będzie bardzo szybko spadać. W ten sposób prąd udarowy będzie przepływał do ziemi przez zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, zamiast przedostawać się do sprzętu, aby chronić obwody i inny podłączony do niego sprzęt.

Rodzaje SPD

Rodzaje SPD zależą od miejsca, w którym jest zainstalowany,

SPD typu 1 – główny panel dystrybucyjny

SPD typu 2 – podrozdzielnica

SPD typu 3 – Panel zabezpieczający obciążenie

Według technologii istnieją dwa typy SPD, a mianowicie:,

• Rura wyładowcza gazowa (GDT) – wykorzystuje iskiernik umieszczony na elektrodach umieszczonych w szczelnym szkle wypełnionym gazami szlachetnymi, które są zaprojektowane tak, aby rozkładać się przy napięciu wyższym niż napięcie robocze, powodując przewodzenie. Jest to układ przełączający napięcie (działa wolniej niż MOV).
• Warystor z tlenku metalu (MOV) – MOV to okrągły/prostokątny korpus ze spiekanego tlenku cynku i innych tlenków w postaci jedno- lub wielowarstwowej kanapki. Kiedy pojawia się przepięcie, rezystancja w MOV gwałtownie maleje, powodując duży przepływ prądu. MOV to system ograniczania napięcia (działa szybciej niż GDT).
• Dioda przebicia lawinowego (ABD) – dioda złączowa P-N zaprojektowana tak, aby ulegała przebiciu lawinowemu (zjawisku elektrycznemu w półprzewodniku, które umożliwia przepływ dużych ilości prądu) po przyłożeniu napięcia większego niż napięcie znamionowe.