Aşırı gerilim koruyucu cihaz (SPD), geçici voltajları sınırlayarak ve aşırı akımları yönlendirerek elektrik sistemlerini ve ekipmanlarını aşırı gerilim olaylarına karşı korur.
Maksimum sürekli çalışma voltajı (UC)
Yıldırım darbe akımı (Iimp)
Nominal deşarj akımı (I)
Gerilim koruma seviyesi (Yukarı)
Kısa devreye dayanma kapasitesi (Isccr)
Uc'de (Ifi) serbest dönüşlü kesinti kapasitesi
Geçici aşırı gerilim (TOV)
Bu parametreler, SPD'nin farklı arıza koşulları altındaki performansını belirler ve sistemin voltajına, kurulum noktasına ve beklenen dalgalanma ortamına göre dikkatli bir şekilde eşleştirilmelidir.
SPD'ler genellikle dahili çalışma prensiplerine ve standart test yöntemlerine göre sınıflandırılır.
İki ana SPD türü şunlardır:
Gerilim sınırlama bileşenleri
Gerilim anahtarlama bileşenleri
Çoğu modern SPD, her birinin avantajlarını birleştirmek ve ilgili zayıflıklarını azaltmak için her iki bileşen tipini de içerir.
Gerilim sınırlayıcı bileşenler şunları içerir:
Metal Oksit Varistörler (MOV'ler)
Geçici Gerilim Bastırma (TVS) diyotları
Gerilim anahtarlama bileşenleri şunları içerir:
Gaz Deşarj Tüpleri (GDT'ler)
Kıvılcım boşlukları
Bu bileşenler tepki hızı, enerji işleme kapasitesi ve eskime özellikleri açısından farklılık gösterir.
ANSI/IEEE C62.41, IEC 61643-11 ve VDE Sınıflandırmasına göre, test edilen dalga biçimine ve uygulama düzeyine bağlı olarak üç standart SPD türü vardır.
Darbe deşarj akımı Iimp (tipik olarak 10/350 µs) ile test edilmiştir
Ayrıca 8/20 µs akım darbeleriyle test edilmiştir
Servis girişinde kurulum için tasarlanmıştır
Doğrudan yıldırım akımına ve yüksek enerjili dalgalanmalara karşı koruma sağlar
(8/20 µs) nominal deşarj akımıyla test edilmiştir
İsteğe bağlı olarak maksimum deşarj akımı Imax (8/20 µs) ile test edilmiştir
Not: Imax, SPD seçimi için temel olarak önerilmez
Gerilim anahtarlama bileşenlerine sahip SPD'ler için ayrıca 1,2/50 µs gerilim darbeleriyle test edilmiştir.
Alt dağıtım panolarına veya ekipman girişlerine kurulur
Anahtarlama dalgalanmalarına ve dolaylı yıldırıma karşı koruma sağlar
Kombinasyon dalga üreteci ile test edilmiştir:
Açık devre gerilimi Uoc (1,2/50 µs)
Kısa devre akımı Icw (8/20 µs)
Nominal çıkış empedansı: 2 Ω
Hassas koruma için hassas terminal ekipmanının yakınına monte edilir
SPD'ler, her biri özel tasarım ve seçim gereksinimlerine sahip olan çok çeşitli AC ve DC sistemlerinde kullanılır.
AC dağıtım sistemlerinde SPD'ler esas olarak ekipmanı ve güç ağlarını yıldırım çarpması, şebeke anahtarlaması ve arıza giderme olaylarının neden olduğu geçici aşırı gerilimlerden korumak için kullanılır.
Tip 1 SPD'ler: Yüksek enerjili dalgalanmaları yönetmek için ana dağıtım panolarına monte edilir
Tip 2 SPD'ler: Yerel koruma için aşağı yönde kurulur
AC için SPD'ler, yeterli kısa devre dayanım kapasitesi (Isccr) sunarken sistemin nominal voltajı ve Uc ile eşleşmelidir.
Tipik dahili bileşenler şunları içerir:
Hızlı tepki ve gerilim kelepçeleme için MOV'lar
Yüksek enerji kullanımı ve sızıntıdan izolasyon için GDT'ler
Her ikisinin kombinasyonu hızlı baskılama ve uzun ömür sağlar.
Aşağıdaki gibi DC sistemleri:
Telekom baz istasyonları
Endüstriyel kontrol kabinleri
Pil depolama
EV şarjı
Solar DC otobüsler
…sıfır geçişi olmayan ve arkları sürdürebilen, sürekli doğrudan voltaj için özel olarak tasarlanmış SPD'ler gerektirir.
DC SPD'ler:
Tipik olarak yüksek voltajlı MOV'lar kullanın
Aşırı ısınma olmadan yüksek kararlı durum DC voltajıyla başa çıkmalıdır
DC panellere, invertör girişlerine veya akü bankalarına takılır
Dalgalanmalar veya anahtarlama gürültüsü nedeniyle sistemin kapalı kalmasını önlemeye yardımcı olun
PV sistemleri, yüksek DC voltajları (1500 VDC'ye kadar), geniş dizi yüzeyleri ve çatı veya saha montajı nedeniyle yıldırım dalgalanmalarına sık sık maruz kalmayı içerir.
PV'ye özgü SPD'ler aşağıdakilere uygun olmalıdır:
Şuralarda konuşlandırılırlar:
DC tarafı: PV dizisi ile evirici arasında
İnvertör girişi: Dahili DC bara koruması için
AC tarafı: İnvertör ile şebeke arayüzü arasında
Gereksinimler şunları içerir:
Yüksek MCOV (Uc)
Düşük koruma seviyesi (Yukarı)
Uzun dalgalanma ömrü
Hava koşullarına ve UV ışınlarına dayanıklılık (dış mekan DC kutuları için)
İyi yerleştirilmiş PV SPD'ler, ekipman değiştirme maliyetlerini azaltır ve sistem güvenilirliğini ve yatırım getirisini artırır.
Tip 1 SPD'nin Özellikleri
Doğrudan yıldırım çarpmasını simüle eder
10/350 µs dalga formuyla test edilmiştir
SPD'nin tek bir aşırı dalgalanmayla başa çıkma kapasitesini temsil eder
Aşağı yöndeki bina giriş noktaları veya paratonerler için uygundur
Tip 2 SPD'nin Özellikleri
Anahtarlama veya dolaylı yıldırımdan kaynaklanan çok sayıda düşük enerjili dalgalanmayı simüle eder
8/20 µs dalga formuyla test edilmiştir
Uzun vadeli dalgalanma dayanıklılığını yansıtır
Dağıtım panoları ve ekipman düzeyinde koruma için uygundur
Özetle:
topallamak = Nadir, yüksek enerjili olaylar için en yüksek dayanıklılık
Imaks = Sık düşük enerjili geçişler için tekrarlayan dayanıklılık
Her ikisi de çok seviyeli bir SPD koruma stratejisi oluşturmak için gereklidir.
Aşırı gerilim koruyucu cihazlar, modern güç sistemleri için ekipman güvenliğini ve güç sürekliliğini sağlamak için gereklidir. Uc, Up, Iimp ve Imax gibi teknik parametrelerin anlaşılmasıyla birlikte bunların Tip 1, 2 ve 3 olarak sınıflandırılması, doğru seçim ve uygulama için hayati öneme sahiptir.
AC sistemlerini, DC otomasyonunu veya solar PV'yi korurken, uygun derecelendirmelere sahip doğru SPD'yi seçmek hasarın azaltılmasına, İşletme ve Bakım maliyetlerinin düşürülmesine ve sistem ömrünün uzatılmasına yardımcı olur.
İyi tasarlanmış bir SPD planı, büyük ölçekli altyapınızı geri dönüşü olmayan hasarlardan koruyan küçük bir yatırımdır.