Endüstriyel Aşırı Gerilim Koruma Cihazlarının Türleri ve Kademeli Koruma Stratejileri

31/10/2025

Bu makale, türleri, sınıflandırma yöntemlerini ve etkili bir kademeli koruma sisteminin nasıl oluşturulacağını sistematik olarak tanıtacaktır. endüstriyel aşırı gerilim koruyucuları (SPD).

Teknik Prensip ve Deşarj Kapasitesine Göre Sınıflandırma

Bu, SPD'nin uygulama senaryolarını ve koruma seviyelerini doğrudan belirleyen temel sınıflandırma yöntemidir ve genellikle IEC 61643 gibi uluslararası standartlara dayanır.

Tip 1 (Tip 1/T1): Enerji Deşarjı

Teknik Prensip: Tip 1 aşırı gerilim koruma cihazları tipik olarak temel bileşeni olarak bir kıvılcım aralığı kullanır. Başlıca özelliği, yüksek dalgalanma akımını boşaltma kabiliyetidir.

Deşarj Yeteneği: Doğrudan yıldırım çarpmalarına veya kısmi yıldırım akımına dayanma ve bunları serbest bırakma kapasitesi (10/350 µs dalga biçimini simüle etme); test akımları tipik olarak onlarca kiloampere ulaşabilir.

Uygulama Senaryoları: Harici hatlardan (örn. elektrik hatları) yıldırım akımını serbest bırakmak için birincil koruma cihazı olarak öncelikli olarak binanın ana dağıtım kabininin (MDB) girişine monte edilir.

Tip 2 (Tip 2/T2): Gerilim Sınırlayıcı

Teknik Prensip: Çekirdek bileşen bir varistördür (MOV). Normal voltaj altında MOV yüksek direnç gösterir; aşırı gerilim meydana geldiğinde direnci keskin bir şekilde düşer, akımı atlar ve voltajı güvenli bir seviyeye sıkıştırır.

Deşarj Kapasitesi: Tip 2 aşırı gerilim koruma cihazları Tipik olarak birkaç bin ila onbinlerce amper arasında değişen bir deşarj kapasitesiyle, indüklenen yıldırım çarpmalarını ve operasyonel aşırı gerilimleri boşaltmak için kullanılır (8/20 µs dalga biçimini simüle eder).

Uygulama Senaryoları: Dağıtım kabinindeki (dağıtım paneli, SDB) ana dağıtım kabininin akış aşağısına veya önemli ekipmanların kontrol kabininin önüne monte edilir ve çoğu elektrikli ekipman için koruma sağlamak üzere ikincil koruma görevi görür.

Tip 3 (Tip 3/T3): Gelişmiş Koruma

Teknik Prensip: Tipik olarak daha ince MOV'lar, gaz deşarj tüpleri veya TVS diyotları kullanır, bu da son derece hızlı yanıt ve daha düşük artık voltaj (koruma seviyesi) sağlar.

Deşarj Kapasitesi: Deşarj kapasitesi nispeten küçüktür ve öncelikle artık aşırı gerilimin daha da bastırılması için kullanılır.

Uygulama Senaryoları: Tip 3 aşırı gerilim koruma cihazları Hassas koruma için, ekipmanın soketi veya priz panosu gibi korunan ekipmanın çok yakınına monte edilir. Genellikle Tip 2 SPD ile birlikte kullanılması gerekir ve tek başına kurulamaz.

Kombine Hız (Tip 1+2): Entegre Çözüm

Teknik Prensip: Bu cihaz, Tip 1 kıvılcım aralığını ve Tip 2 varistörü entegre ederek yüksek deşarj kapasitesi ve düşük koruma seviyesi avantajlarını sunar.

Uygulama Senaryoları: Kombine SPD (Tip 1+2) aşırı gerilim koruma cihazları Sınırlı alana sahip veya basitleştirilmiş tasarım gerektiren uygulamalar için uygundur. Bina girişindeki ana dağıtım kabinine doğrudan monte edilebilir ve birinci ve ikinci seviye korumayı bir arada sağlar.

Endüstriyel Aşırı Gerilim Koruma Cihazlarının Genişletilmiş Sınıflandırması

Endüstriyel SPD'ler, temel teknoloji türlerinin yanı sıra başka boyutlara göre de sınıflandırılabilir.

Güç Kaynağı Türüne Göre Sınıflandırma

AC güç kaynağı SPD: 380V/220V endüstriyel güç şebekeleri gibi AC güç kaynağı sistemlerini korumak için kullanılır.

DC güç kaynağı SPD: Fotovoltaik güç üretim sistemleri, DC motor sürücüleri ve iletişim baz istasyonu güç kaynakları gibi DC güç kaynağı sistemlerini korumak için kullanılır.

AC Güç SPD'si ve Dc Güç SPD'si

Özellik	AC Güç SPD'si	DC Güç SPD'si
Birincil Başvuru	Evlerde, ofislerde ve endüstriyel tesislerde ana elektrik panoları, alt paneller, branşman devreleri.	Solar PV dizileri, akü depolama sistemleri, EV şarj istasyonları, telekomünikasyon, otomotiv, denizcilik ve toplu taşıma.
Sistem Gerilimi	Standart AC voltajlarını takip eder (örn. 120V, 230V, 400V, 480V).	Oldukça değişkendir (örneğin, piller için 12V, 24V, 48V; güneş enerjisi dizileri için 600V ila 1500V).
Mevcut Davranış	Alternatif akım. Gerilim saniyede 100 veya 120 kez sıfırı geçer. Bu yardımcı olur elektrik arkını söndürmek.	Doğru Akım. Gerilim sabittir ve sıfırı geçmez. Bu yapar çok daha sürekli ve tehlikeli bir şekilde yayılıyor.
Temel Tasarım Mücadelesi	Geçici aşırı gerilimlerin yönetimi. AC'nin sıfır geçişi doğal olarak takip akımının kesilmesine yardımcı olur.	Ark Bastırma. Birincil zorluk, bir dalgalanma olayından sonra SPD'nin alev almasına gerek kalmadan DC kaynağından gelen “takip akımını” güvenli bir şekilde söndürmektir.
Dahili Teknoloji ve Bileşenler	Öncelikle kullanır Metal Oksit Varistörler (MOV'ler) ve bazen Gaz Deşarj Tüpleri (GDT'ler). Tasarımlar nispeten basittir.	Daha sağlam kullanır MOV'lar özel ark söndürme odaları/doldurucuları ile. Daha fazla bağımlılık GDT'ler Sürekli DC voltajını sızıntı olmadan güvenli bir şekilde idare edebilen DC için özel olarak tasarlanmıştır.
Gerilim Değeri (Uc)	Standart AC RMS gerilimlerinde (örn. 275V, 320V, 440V) sürekli çalışma için derecelendirilmiştir.	Belirli DC sistem voltajında (örn. 1000V DC, 1500V DC) sürekli çalışma için derecelendirilmiştir.
Bağlantı Kesilmesi ve Güvenlik	Çoğu zaman, birçok dalgalanmadan dolayı performansı düşen bir MOV'un güvenli bir şekilde arızalanması için termal ayırıcılar içerir.	Kritik ve daha sağlam. Sürekli bir DC arkı büyük bir yangın tehlikesi olduğundan, SPD'nin DC kaynağından fiziksel olarak arızaya karşı güvenli bir şekilde bağlantısını kesmek için gelişmiş arıza mekanizmaları gerektirir.
Sertifikasyon Standartları	UL 1449 (Kuzey Amerika), IEC 61643-11 (Uluslararası).	UL 1449 (belirli DC uygulamaları için), IEC 61643-11, UL 497B ve IEC 62548 gibi PV sistemleri için özel standartlar.

Sinyal Tipine Göre Sınıflandırma

Endüstriyel ortamlar yalnızca enerji hatlarını değil aynı zamanda çok sayıda sinyal ve kontrol hattını da içerir. Sinyal SPD'leri aşağıdaki gibi alçak gerilim hatlarını korumak için özel olarak tasarlanmıştır:

● Ağ/Ethernet SPD'si

● RS-232/485/422 Seri Bağlantı Noktası SPD

● Analog/Dijital G/Ç SPD

● Koaksiyel Kablo SPD (video gözetimi, antenler vb. için kullanılır)

Montaj Yapısına Göre Sınıflandırma

Takılabilir Aşırı Gerilim Koruma Cihazları

Bir adaptöre benziyor ve doğrudan duvar prizine takılıyor. Esas olarak tek bir cihazı korumak için kullanılır ve Tip 3'e aittir.

Modüler Aşırı Gerilim Koruma Cihazları

Standart modüler tasarım, tıpkı bir devre kesici gibi dağıtım kabinindeki DIN rayına monte edilmesine olanak tanır. Bu, endüstriyel uygulamalarda kurulumu, değiştirmeyi ve durum izlemeyi (uzaktan sinyal kontakları aracılığıyla) kolaylaştıran en yaygın biçimdir. Tip 1 ve Tip 2 çoğunlukla bu türdendir.

Kutu Tipi Aşırı Gerilim Koruma Cihazları

SPD modülleri, sigortalar veya devre kesiciler, genellikle dış mekan veya saha ekipman kutularında kullanılan tek bir koruyucu muhafazaya entegre edilmiştir.

Kademeli (Kademeli) Koruma Sistemi Nasıl Oluşturulur?

Tek bir SPD mükemmel koruma sağlayamaz, bu nedenle kademeli (veya kademeli) bir koruma stratejisi gereklidir.

Kademeli Koruma Prensibi

Kademeli korumanın temel konsepti “adım adım boşaltma ve katman katman sıkıştırma”dır.”

Seviye 1 (Tip 1/Tip 1+2): Ana gelen hatta, büyük dalgalanma enerjisinin büyük çoğunluğunu emer ve boşaltır, birkaç kilovoltluk aşırı gerilimleri daha düşük bir seviyeye (örn. 1500-2500V) sınırlar.

Seviye 2 (Tip 2): Dağıtım panelinde Seviye 1'e nüfuz eden artık dalgalanmaları da boşaltır ve voltajı daha güvenli bir seviyeye (örn. 1000-1500V) kenetler.

Seviye 3 (Tip 3): Ekipmanın ön ucunda, küçük artık dalgalanmaların nihai olarak bastırılmasını sağlayarak mümkün olan en düşük artık gerilimi (tipik olarak 1000V'un altında) sunarak hassas ekipman bağlantı noktalarının mutlak güvenliğini sağlar.

Enerji koordinasyonu için hat empedansını kullanmak üzere her SPD seviyesi arasında belirli bir hat mesafesinin (genellikle 10 metreden fazla olması önerilir) korunması gerekir. Mesafe yetersizse, her bir SPD seviyesinin koordineli bir sırayla çalışmasını sağlamak için ayırma bileşenleri (özel ayırma indüktörleri veya uygun sigortalar/devre kesiciler gibi) gerekir.

Tipik Endüstriyel Senaryolarda Spd Yapılandırma Örneği

Senaryo: Otomatik Üretim Hattı Kontrol Merkezi

Ana Dağıtım Odası (MDB): Tüm binanın güç girişini korumak için Tip 1+2 SPD'leri takın.

Üretim Hattı Kontrol Kabini (SDB): PLC'ler ve frekans dönüştürücüler gibi çekirdek kontrol ünitelerine giden güç kaynağını korumak için Tip 2 SPD'leri takın.

PLC G/Ç Modülü Ön: Sinyal SPD'lerini kontrol sinyal hatlarına takın (örn. 24V DC).

Mühendis İş İstasyonu: Bilgisayarı ve programcıyı korumak için soketlerde Tip 3 SPD soket kartlarını kullanın.

Atölye Ağ Anahtarı: Ağ bağlantı noktalarına Ethernet SPD'leri yükleyin.

SSS

Saha Koşullarına Göre Uygun SPD Tipi Nasıl Seçilir?

Adım 1: Kurulum yerini belirleyin. Ana giriş hattı kabini için T1 veya T1+2'yi seçin; Dağıtım kabini için T2; ve ekipmanın ön ucu için T3.

Adım 2: Temel parametreleri kontrol edin. Maksimum sürekli çalışma voltajı (Uc), yerel elektrik şebekesinde oluşabilecek en yüksek voltajdan büyük olmalıdır; nominal deşarj akımı (In) ve maksimum deşarj akımı (Imaks), kurulum noktasının yıldırımdan korunma seviyesi (LPL) gereksinimlerini karşılamalıdır; gerilim koruma seviyesi (Up), korunan ekipmanın dayanım gerilim değerinden daha düşük olmalıdır.

Adım 3: Güç kaynağı sistemi (AC/DC), kurulum yöntemi (modüler/kutu tipi), durum göstergesi ve uzaktan sinyal işlevi gereksinimleri gibi diğer faktörleri göz önünde bulundurun.

Endüstriyel SPD'nin Günlük Denetimi ve Bakımı

Düzenli görsel inceleme: SPD'de çatlak veya yanık izi gibi fiziksel hasar olup olmadığını kontrol edin.

Durum göstergesini gözlemleyin: Çoğu SPD'de renk kodlu bir pencere (yeşil/kırmızı) göstergesi bulunur. Yeşil normal çalışmayı, kırmızı ise derhal değiştirilmesi gereken arızayı belirtir.

Bakım günlüğü tutun: Kurulum tarihini, ilk inceleme tarihini ve sonraki inceleme ayrıntılarını kaydedin. Normal durumdayken bile SPD'lerin sınırlı bir ömrü vardır; bunların periyodik olarak (örneğin her 3-5 yılda bir) veya büyük bir dalgalanma olayından sonra incelenmesi veya değiştirilmesi önerilir.

Profesyonel testler: Varistördeki kaçak akımı ölçmek ve performans düşüşünü değerlendirmek için özel aletler kullanın.

Aşırı Gerilim Koruma Cihazları Devre Kesicilerin Açılmasını Önleyebilir mi?

SPD'nin birincil işlevi, devre kesicilerin açılmasını önlemek değil, ekipmanın aşırı voltaj nedeniyle hasar görmesini önlemektir.

Çözüm

Farklı tipteki endüstriyel aşırı gerilim koruma cihazlarının (SPD) (t1, t2, t3) teknik prensiplerini ve uygulama senaryolarını anlayarak ve bunları kapsamlı güç ve sinyal hatları korumasıyla birleştirerek etkili bir hiyerarşik (adım adım) koruma sistemi oluşturabiliriz.

Önsöz Aşırı Gerilim Koruma Cihazı VS Aşırı Gerilim Koruyucu VS Aşırı Gerilim Tutucu

Sonraki Tip 1 Aşırı Gerilim Koruma Cihazı VS Tip 2 SPD

GERİ

son haberler