Przegląd urządzeń przeciwprzepięciowych

Ryzyko przepięć elektrycznych

Wyładowania atmosferyczne mogą zawierać prądy o natężeniu 200 000 A, które w przypadku uderzenia w linie elektroenergetyczne lub w ich pobliżu mogą wygenerować znaczny stan przejściowy napięcia. To przejściowe napięcie może spowodować znaczne uszkodzenia zarówno domowego, jak i komercyjnego sprzętu elektronicznego.

Te stany nieustalone mogą powodować uszkodzenia, począwszy od przedwczesnego starzenia się sprzętu, awarii logiki i przestojów, aż do całkowitego zniszczenia sprzętu w całej instalacji elektrycznej. Produkty takie jak ekrany LCD, serwery danych i sprzęt przemysłowy, taki jak sterowniki PLC, mają kluczowe znaczenie dla działalności biznesowej. Ochrona tego sprzętu może być obecnie koniecznością.

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) pomagają chronić cenny sprzęt elektryczny i elektroniczny przed stanami nieustalonymi pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych, a także od źródeł przełączających.

Gama rozwiązań BRITEC SPD może zapewnić ochronę przed uszkodzeniem tego wrażliwego sprzętu poprzez odwrócenie szkodliwych przejściowych przepięć. W większości przypadków wyeliminuje to awarie sprzętu i skróci przestoje.

Terminologia i kryteria wyboru

Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej są klasyfikowane zgodnie z ich normą na różne typy:

• Typ 1 – SPD, który może odprowadzać częściowy prąd piorunowy o typowym przebiegu 10/350 μs. Zwykle wykorzystuje technologię iskiernika.

• Typ 2 – SPD, który zapobiega rozprzestrzenianiu się przepięć w instalacjach elektrycznych i chroni podłączone do nich urządzenia. Zwykle wykorzystuje technologię warystora z tlenku metalu (MOV) i charakteryzuje się falą prądu 8/20 μs.

• Typ 3 – Te urządzenia SPD mają niską zdolność rozładowania. Dlatego należy je instalować wyłącznie jako uzupełnienie SPD typu 2 i w pobliżu wrażliwych obciążeń. SPD typu 3 charakteryzują się kombinacją fal napięciowych (1,2/50 μs) i fal prądowych (8/20 μs).

Iimp – Prąd impulsowy o kształcie fali 10/350 μs związany z SPD typu 1.

In – Prąd udarowy o kształcie fali 8/20 μs związany z SPD typu 2.

Up – napięcie szczątkowe mierzone na zacisku SPD po przyłożeniu In.

Uc – Maksymalne napięcie, które może być stale przykładane do SPD bez przewodzenia.

Wybór odpowiednich urządzeń

SPD typu 1 jest często określany jako SPD z wyrównaniem potencjałów i jest montowany na początku. Instalacja odgromowa wykorzystująca wyłącznie te urządzenia nie zapewnia skutecznej ochrony przed awarią wrażliwych układów elektrycznych i elektronicznych. Aby to osiągnąć, konieczne będzie zastosowanie dodatkowych skoordynowanych urządzeń.

SPD typu 1 stosuje się na początku instalacji, SPD typu 2 stosuje się w tablicach rozdzielczych, a SPD typu 3 stosuje się w pobliżu urządzeń końcowych.

Ochronę przeciwprzepięciową należy dobrać w taki sposób, aby poziom ochrony napięciowej (Up) był niższy niż wytrzymałość na impulsy chronionego sprzętu. To dla instalacji 230/400 V sugeruje, że wartość nie powinna przekraczać 2,5 kV.

Połączenie

Aby uzyskać maksymalną ochronę przed SPD, przewody łączące powinny być możliwie najkrótsze. Ma to na celu zminimalizowanie wszelkich dodatkowych spadków napięcia na kablach łączących.

Przewody łączące SPD powinny mieć przekrój poprzeczny nie mniejszy niż 4 mm2 miedzi, a całkowita długość przewodu łączącego (a+b) nie powinna przekraczać 0,5 m, ale w żadnym wypadku nie powinna przekraczać 1 m.

Jeżeli odległość pomiędzy SPD a chronionym sprzętem jest większa niż 10 m, oscylacje mogą prowadzić do pojawienia się wyższych wartości napięcia na sprzęcie. Należy zwrócić uwagę na dodatkowe skoordynowane urządzenia przeciwprzepięciowe znajdujące się bliżej sprzętu.

Ochronę przed zwarciami SPD często zapewnia urządzenie zabezpieczające przed przetężeniem, takie jak bezpiecznik lub wyłącznik automatyczny. Urządzenie to musi oczywiście umożliwiać przepływ prądu udarowego przez urządzenie bez działania.

Kontrola i testowanie

Podczas wstępnej weryfikacji lub w ramach okresowej kontroli i testu, SPD należy sprawdzić, aby upewnić się, że działa.

Zwykle na SPD znajduje się pewnego rodzaju wizualne wskazanie, że urządzenie nadal działa. Może to być sygnalizowane ZIELONYM okienkiem wskaźnika wizualnego. Jeśli w tym oknie pojawi się kolor CZERWONY, oznacza to, że urządzenie osiągnęło koniec żywotności i wymaga wymiany. W przypadku niektórych produktów będzie to wymagało wymiany urządzenia, ale w przypadku wielu produktów z tej serii można to po prostu przeprowadzić poprzez wymianę wyjmowanego wkładu.

Przewodnik szybkiego wyboru SPD

Poniżej znajduje się krótki przewodnik po wyborze, który może pomóc w wyborze, czy wymagane są urządzenia SPD i jaki jest właściwy typ urządzenia

• Czy instalacja zawiera instalację odgromową?

• Czy instalacja znajduje się w sąsiedztwie jakiejkolwiek wysokiej konstrukcji, wysokich drzew lub w pobliżu szczytu wzgórza w obszarze narażonym na wyładowania atmosferyczne?

• Czy instalacja zawiera sprzęt, w przypadku którego wymagana jest większa niezawodność w przypadku przepięć.

Jeżeli na powyższe dwa pierwsze pytania odpowiedź brzmi TAK, zaleca się zainstalowanie urządzenia typu 1+2. Zapewni to ochronę przed przepięciami spowodowanymi bezpośrednimi uderzeniami pioruna i zapewni ochronę przed przejściowymi przepięciami spowodowanymi pośrednimi uderzeniami pioruna lub zdarzeniami przełączającymi.

Jeśli odpowiedź na trzecie pytanie brzmi TAK, zaleca się zainstalowanie urządzeń typu 2 w celu zapewnienia ochrony przed przejściowymi przepięciami spowodowanymi pośrednimi uderzeniami pioruna lub zdarzeniami przełączającymi.

Korzyści ze stosowania SPD BRITEC

Konfiguracja produktu:

• Odłączenie termiczne i dynamiczne

• Zwiększa żywotność sprzętu (poprzez zapewnienie czystej energii)

• Urządzenia montowane na szynie DIN

• Zdejmowane zakładki na wymiennych wkładach, dające wykonawcy możliwość umożliwienia konsumentowi wymiany wkładu

• IP20

• Nie odłącza instalacji od zasilania w przypadku wystąpienia przejściowego przepięcia

• Zgodny z EN61643-11, EN61643-31, EN61643-21