Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD)

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) służą do ochrony instalacji elektrycznej, która składa się z jednostki odbiorczej, okablowania i akcesoriów, przed skokami napięcia elektrycznego znanymi jako przepięcia przejściowe.

Każdy element sprzętu elektronicznego znajdujący się w środowisku przemysłowym jest poddawany przepięciom generowanym w sieci energetycznej i przesyłanym do sprzętu za pośrednictwem przychodzących linii energetycznych. Użytkownicy instalują urządzenia przeciwprzepięciowe, aby chronić swój sprzęt przed przepięciami.

Istnieją trzy różne typy urządzeń przeciwprzepięciowych:

1. SPD typu 1 instalowany na początku, np. główna tablica rozdzielcza.
2. SPD typu 2 instalowane w podrozdzielniach (dostępne są kombinowane SPD typu 1 i 2, które są zwykle instalowane w jednostkach konsumenckich).
3. SPD typu 3 zainstalowany w pobliżu chronionego obciążenia. Można je instalować wyłącznie jako uzupełnienie SPD typu 2.

Jeżeli do ochrony instalacji wymaganych jest wiele urządzeń, należy je skoordynować, aby zapewnić prawidłowe działanie. Elementy dostarczane przez różnych producentów powinny zostać potwierdzone pod kątem zgodności. Instalator i producenci urządzeń są najlepiej przygotowani, aby udzielić wskazówek w tym zakresie.

SPD typu 1

SPD typu 1 należy podłączyć przed systemem, w miejscu dostarczania energii elektrycznej. SPD chroni budynki i ludzi przed ryzykiem bezpośredniego uderzenia pioruna (pożarem i śmiercią) i charakteryzuje się:

Iimp 10/350 Prąd impulsowy: Iimp odpowiada wartości szczytowej przebiegu impulsu prądowego 10/350 μs.

SPD typu 2

Urządzenia SPD typu 2 są przeznaczone do usuwania wszelkich przepięć z obwodów zasilających, które nie są bezpośrednio narażone na uderzenie pioruna. SPD Typ 2 podłącza się za SPD Typ 1 lub SPD Typ 1+2 (minimalna odległość 1 m) i chronią one maszyny i narzędzia podłączone do podłoża oraz zmniejszają ryzyko strat ekonomicznych.

SPD Typ 2 charakteryzuje się:

In 8/20 Nominalny prąd wyładowczy: Prąd szczytowy (i kształt fali) przepływający przez SPD w warunkach określonych w normie EN 62305, reprezentujący prąd udarowy w wyniku uderzenia pioruna w linię zasilającą.

Imax 8/20 Maksymalny prąd rozładowania: Wartość szczytowa najwyższego prądu o przebiegu 8/20 μs, który SPD może rozładować przynajmniej raz bez przerwania.

SPD typu 3

Urządzenia SPD typu 3 służą do ochrony użytkownika końcowego przed przepięciami. Można je instalować w sieciach zasilających, w których istnieją już SDP typu 1 i/lub 2. Mogą być instalowane w gniazdach stacjonarnych lub przenośnych i posiadają następujące charakterystyczne parametry:

Uoc: napięcie testowe. Jest to wartość szczytowa napięcia jałowego połączonego generatora testowego; ma on kształt fali 1,2/50 μs i może jednocześnie dostarczać prąd o kształcie fali 8/20 μs

Co to jest przepięcie przejściowe?

Przejściowe przepięcie definiuje się jako krótkotrwałe przepięcia prądu, które powstają w wyniku nagłego uwolnienia energii uprzednio zmagazynowanej lub indukowanej w inny sposób. Przejściowe przepięcie może być naturalne lub spowodowane przez człowieka.

Źródła przepięć mogą być zewnętrzne lub wewnętrzne.

Zewnętrzne przepięcie przejściowe wynosi:

Błyskawica (najbardziej szkodliwa)

Przełączanie baterii kondensatorów

Przełączanie dużych obciążeń elektrycznych

Odłączenie i ponowne podłączenie linii energetycznej

Przełączanie transformatora

Wyładowania elektrostatyczne

Zła jakość sieci przesyłowej i dystrybucyjnej

Wewnętrzne przepięcie przejściowe wynosi:

Bezpiecznik i wyłącznik automatyczny (MCCB, ACB itp.)

Silniki elektryczne i rozruszniki silników

Urządzenia HVAC

Przemienniki częstotliwości

Urządzenia AGD takie jak kuchenka mikrofalowa, komputer, lodówka

Stateczniki elektroniczne

Technologie urządzeń przeciwprzepięciowych

Warystor:

Można to uznać za zmienną rezystancję, która przy napięciu znamionowym ma bardzo wysoką wartość omową. Jednak w miarę wzrostu napięcia rezystancja szybko spada niemal do zera. W ten sposób warystor powoduje niemal zwarcie, które ogranicza napięcie udarowe. Warystor podlega jednak postępującej degradacji ze względu na mały prąd upływowy występujący przy napięciu znamionowym i przy liczbie interwencji. Z każdym pojawiającym się przepięciem, prąd upływowy wzrasta i przyspieszakoniec życia urządzenia – co ostatecznie sygnalizowane jest zmianą koloru okna sygnalizacyjnego z zielonego na czerwony.

Iskiernik:

Składa się z dwóch elektrod oddzielonych powietrzem lub gazem. Kiedy pojawia się napięcie udarowe, łuk elektryczny wypełnia szczelinę, a przepływ prądu udarowego ogranicza napięcie udarowe do niskiego i stałego poziomu. Łuk gaśnie dopiero, gdy prąd udarowy spadnie poniżej około 10 amperów. Gaz gwarantuje stały poziom napięcia przebicia, ponieważ łuk zajarza się w chronionym środowisku; nie był narażony na zmiany ciśnienia, zmiany wilgotności ani zanieczyszczenia, jakie miałyby miejsce, gdyby miało to miejsce w powietrzu. Jest,jednakże występuje opóźnienie przed wyładowaniem łukowym urządzenia i przekierowaniem prądu udarowego, co zależy od wielkości pierwotnego udaru napięcia i szybkości jego narastania. Dlatego poziom ochrony napięcia może się różnić, chociaż gwarantuje się, że będzie niższy niż wyższy.

Czy muszę mieć zainstalowane SPD?

Aktualne wydanie przepisów dotyczących okablowania IET, BS 7671:2018, stanowi, że jeśli nie zostanie przeprowadzona ocena ryzyka, należy zapewnić ochronę przed przejściowym przepięciem, jeżeli skutki spowodowane przepięciem mogą:

• Spowodować poważne obrażenia lub utratę życia ludzkiego;
• spowodować przerwę w świadczeniu usług publicznych i/lub szkody w dziedzictwie kulturowym;
• spowodować przerwę w działalności handlowej lub przemysłowej;
• Wpływ na dużą liczbę przebywających w pobliżu osób.

Niniejsze rozporządzenie ma zastosowanie do wszystkich typów obiektów, w tym budynków mieszkalnych, handlowych i przemysłowych.

Decyzja o zakupie SPD leży w rękach klienta, powinien on jednak otrzymać wystarczającą ilość informacji, aby mógł podjąć świadomą decyzję, czy chce zrezygnować z SPD.

Ochronę przeciwprzepięciową można zainstalować w istniejącej jednostce konsumenckiej, jeśli dostępna jest odpowiednia przestrzeń fizyczna, lub, jeśli nie jest dostępna wystarczająca ilość miejsca, można ją zainstalować w zewnętrznej obudowie sąsiadującej z istniejącą jednostką konsumencką.