Прылада абароны ад перанапружання (SPD) — адзін з найважнейшых, але часта ігнаруемых кампанентаў любой электрычнай прылады. Незалежна ад таго, абараняеце вы хатнія разумныя прыборы ці прамысловую сістэму кіравання заводам, разуменне функцыі, прынцыпу працы і неабходнага тыпу SPD можа вызначыць, ці зможа абсталяванне працягваць стабільна працаваць, ці гэта прывядзе да страт абсталявання на тысячы долараў.
У гэтым кіраўніцтве разглядаюцца ўсе ключавыя моманты: што такое прылада абароны ад перанапружання, тэхнічны прынцып, ключавыя адрозненні паміж SPD тыпу 1, тыпу 2 і тыпу 3, а таксама як выбраць правільную схему абароны ад перанапружання для вашага сцэнарыя прымянення.
Што такое прылада абароны ад перанапружання (SPD)?
Прылада абароны ад перанапружання — гэта электрычны кампанент бяспекі, прызначаны для абароны абсталявання, ліній і сістэм ад кароткачасовых перанапружанняў — падзей, якія звычайна называюць скачкамі напружання або скокамі напружання . Пры ўзнікненні перанапружання SPD выяўляе залішняе напружанне і бяспечна накіроўвае яго ў сістэму зазямлення, перш чым яно дасягне падключанай прылады і пашкодзіць яе.
Паводле звестак Міжнароднай электратэхнічнай камісіі (МЭК) , пераходнае перанапружанне з'яўляецца адной з асноўных прычын заўчаснага выхаду з ладу электроннага і электрычнага абсталявання ва ўсім свеце, што робіць прыладу абароны ад перанапружання неабходнай інвестыцыяй у любую сучасную электрычную прыладу.
Навошта патрэбна прылада абароны ад перанапружання?
Частата перанапружання значна перавышае ўяўленні большасці людзей. Яго крыніцы падзяляюцца на дзве катэгорыі: знешнія і ўнутраныя.
Знешнія крыніцы :
- Удар маланкі (прамое ўдар або ўдар маланкі побач)
- Пераключэнне сеткі камутацыі камутацыі камутацыі камутацыі электрасеткі
- Падзеі адключэння і аднаўлення электраэнергіі.
Унутраныя крыніцы :
- Пуск-стоп вялікага рухавіка і сістэмы ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання паветра
- Прывады з пераменнай частатой (VFD)
- Зварачнае абсталяванне і прамысловыя нагрузкі
Нават мікраскачкі напружання з нізкай амплітудай — дастаткова малыя, каб спрацоўваць аўтаматычны выключальнік — з часам назапашваюцца, незаўважна зніжаючы прадукцыйнасць паўправаднікоў, кандэнсатараў і друкаваных плат. У рэшце рэшт гэта прыводзіць да заўчаснага заканчэння тэрміну службы абсталявання, і часта немагчыма знайсці відавочную прычыну няспраўнасці.
Разумна падабраная прылада абароны ад перанапружання можа забяспечыць нябачны, але важны ахоўны бар'ер ад усіх вышэйпералічаных пагроз.
Як працуе прылада абароны ад перанапружання?
Асноўным механізмам працы прылады абароны ад перанапружання з'яўляецца фіксацыя напружання . SPD пастаянна кантралюе напружанне ў сетцы. Як толькі напружанне перавышае зададзены парог бяспекі, прылада неадкладна запускаецца, і лішняя энергія перанакіроўваецца на зазямляльны праваднік, каб трымаць яе далей ад падключанай нагрузкі.
Роля металаксіднага варыстара (MOV)
Найбольш распаўсюджанай тэхналогіяй у прыладзе абароны ад перанапружання з'яўляецца металаксідны варыстар (MOV). Яго прынцып працы наступны:
Нармальны рэжым працы : напружанне падтрымліваецца ў бяспечным дыяпазоне. MOV знаходзіцца ў стане высокага імпедансу і не перашкаджае нармальнаму праходжанню току.
Выяўлены перанапружанне : Часовыя падзеі перанапружання (напрыклад, скокі напружання, выкліканыя ўдарамі маланкі).
Фіксацыя актывуе : імпеданс MOV рэзка падае, забяспечваючы нізкаімпедансны шлях разраду да зазямлення для імпульснага току.
Энергія адводзіцца : лішняе напружанне бяспечна ўводзіцца ў зазямляльны электрод, абыходзячы злучальную прыладу.
Аднаўленне нармальнай працы : пасля знікнення перанапружання MOV аднаўляе стан чакання з высокім імпедансам.
Іншыя тэхналогіі, якія выкарыстоўваюцца ў SPD, ўключаюць :
| Табліца тэхналогій SPD | |
|---|---|
| Technologie | Лепшы варыянт выкарыстання |
| Металаксідны варыстар (MOV) | Універсальны, эканамічна эфектыўны |
| Газаразрадная трубка (ГДЛ) | Высокавольтныя, высокаэнергетычныя скачкі напружання |
| Крамянёвы лавінны дыёд (SAD) | Дакладная, хуткарэагуючая электроніка |
| Тырыстарная прылада абароны ад перанапружання (TSPD) | Тэлекамунікацыйныя і перадаючыя лініі |
Многія сучасныя SPD выкарыстоўваюць гібрыдную камбінацыю вышэйзгаданых тэхналогій для адначасовай аптымізацыі хуткасці водгуку і магчымасцей апрацоўкі энергіі.
Прывад SPD тыпу 1 супраць тыпу 2 супраць тыпу 3: у чым розніца?
Згодна са стандартам IEC 61643-11, прылады абароны ад перанапружання падзяляюцца на розныя тыпы ў залежнасці ад месца ўстаноўкі і тыпу распрацаванага і апрацаванага перанапружання. Найважнейшым адрозненнем з'яўляюцца прылады абароны ад перанапружання тыпу 1, тыпу 2 і тыпу 3.
| Параўнальная табліца SPD тыпу 1, тыпу 2 і тыпу 3 | |||
|---|---|---|---|
| асаблівасць | Тып 1 SPD | Тып 2 SPD | Тып 3 SPD |
| Пункт усталёўкі | Галоўны службовы ўваход | Размеркаванне/падпанэль | Пункт выкарыстання |
| Тэставая хваля | 10 / 350μs | 8 / 20μs | Камбінаваная хваля (1.2/50 мкс – 8/20 мкс |
| Максімальны імпульсны ток | Да 100 кА+ | Звычайна 20-40 кА | 1–10 кА |
| Асноўная пагроза ліквідаваная | Прамое ўдар маланкі | Перанапружанне, рэшткавая маланка | Рэшткавае пераходнае напружанне |
| Патрабуецца для LPS? | Так (IEC 62305) | Не абавязковы | няма |
Што такое прылада абароны ад перанапружання тыпу 1?
Прылада абароны ад перанапружання тыпу 1 (SPD) — гэта пастаянна падключаная правадная прылада, усталяваная з боку лініі галоўнага ўваходу ў сетку (перад галоўным выключальнікам) для абароны ад знешніх перанапружанняў высокай энергіі, такіх як прамыя ўдары маланкі.
Асноўныя характарыстыкі прылады абароны ад перанапружання тыпу 1 :
- Ён усталёўваецца паміж агульнай электрасеткай і галоўнай размеркавальны шчыт.
- Можа вытрымліваць надзвычай высокі імпульсны ток (звычайна да 100 кА).
- Згодна з IEC 62305, будынкі з усталяванай сістэмай маланкааховы (LPS) павінны быць абсталяваны SPD тыпу 1.
- З'яўляецца першай і наймацнейшай лініяй абароны ад перанапружання.
- Абараніце падпарадкаванае абсталяванне і пракладзіце ўнутраную праводку.
Што такое прылада абароны ад перанапружання тыпу 2?
Прылада абароны ад перанапружання тыпу 2 (SPD) — гэта, часта модульны, кампанент, які ўсталёўваецца з боку нагрузкі галоўных электрычных панэляў або падпанэляў для абароны адчувальнай электронікі ад унутраных перанапружанняў, выкліканых пераключэннем (напрыклад, цыклічным уключэннем і выключэннем рухавікоў/прылад) або рэшткавых знешніх перанапружанняў.
Асноўныя характарыстыкі прылады абароны ад перанапружання тыпу 2 :
- Усталёўваецца на галоўным размеркавальным шчыце або на дапаможным размеркавальным шчыце.
- Майце справу з рэшткавым перанапружаннем і ўнутраным пераходным напружаннем.
- Гэта найбольш распаўсюджаны тып SPD, які выкарыстоўваецца ў жылых і камерцыйных будынках.
- Пры адсутнасці SPD тыпу 1 ён часта выкарыстоўваецца ў якасці адзінага ахоўнага пласта.
Што такое прылада абароны ад перанапружання тыпу 3?
Прылада абароны ад перанапружання тыпу 3 — гэта апошняя лінія абароны ў сістэме абароны ад перанапружання. Яна ўсталёўваецца ў месцы выкарыстання, гэта значыць непасрэдна побач з адчувальным абсталяваннем, якое патрабуе абароны, такім як камп'ютэрныя рабочыя станцыі, серверныя шафы, бытавая тэхніка, медыцынскае абсталяванне або дакладныя прыборы.
Яго асноўная задача — ліквідаваць невялікае пераходнае напружанне пасля згасання на прыладах тыпу 1 і тыпу 2, якія знаходзяцца вышэй па плыні, і кантраляваць напружанне, якое ў рэшце рэшт дасягае порта прылады, у межах бяспечнага дыяпазону, які прылада можа вытрымаць.
Асноўныя характарыстыкі прылады абароны ад перанапружання тыпу 3 :
- Усталюйце каля разеткі, побач з абароненым абсталяваннем.
- Намінальны ток разраду звычайна нізкі і складае ад 1 да 10 кА.
- Яго неабходна выкарыстоўваць разам з усталяваным вышэй за пачатковую прыладу абароны ад непрацуючага агню тыпу 1 або тыпу 2 і нельга выкарыстоўваць як адзіную незалежную ахоўную меру.
Дзе павінна быць усталявана прылада абароны ад перанапружання?
Для дасягнення комплекснай абароны ад перанапружання каманда Tomzn рэкамендуе скаардынаваную шматўзроўневую стратэгію абароны:
- Узровень 1 — Уваход для абслугоўванняПрылада SPD тыпу 1 перахоплівае вялікія знешнія імпульсы напружання, перш чым яны пранікнуць у будынак.
- Узровень 2 – Размеркавальная панэльSPD тыпу 2 памяншае рэшткавую імпульсную напругу і ўнутранае пераходнае напружанне.
- Узровень 3 – Пункт выкарыстання харчаванняПрылада абароны ад перанапружання тыпу 3 SPD (падключаемая або разеткавая) забяспечвае апошнюю лінію абароны ў адчувальным тэрмінальным абсталяванні, такім як кампутары, тэлевізары і медыцынскае абсталяванне.
- Кожны ўзровень абароны па чарзе зніжае энергію перанапружанняГэтую стратэгію часам называюць каскаднай абаронай ад перанапружання. Незалежна ад таго, наколькі высокае намінальнае значэнне, адна прылада не можа забяспечыць поўную абарону.
Як выбраць адпаведную прыладу абароны ад перанапружання?
Пры выбары або куплі SPD, калі ласка, звярніце ўвагу на наступныя параметры:
- Тып SPDВызначце, ці патрэбна прылада тыпу 1, тыпу 2 або камбінаванай прылады тыпу 1 + 2 у залежнасці ад месца ўстаноўкі.
- Клас абароны ад напружання (Up/VPR)Максімальнае напружанне на клемме SPD падчас перанапружання. Чым ніжэйшае значэнне, тым лепш. Для сістэмы 230 В ідэальнае значэнне Up ≤ 1.5 кВ.
- Намінальны ток разраду (In)SPD можа шматразова вытрымліваць узровень току без зніжэння прадукцыйнасці.
- Максімальнае бесперапыннае працоўнае напружанне (Uc)Павінна быць роўнай або большай за напружанне сілкавання сістэмы.
- Выкананне стандартаўЗаўсёды правярайце, ці прайшла прылада адпаведную стандартную сертыфікацыю ў рэгіёне.
Як бяспечна ўсталяваць прыладу абароны ад перанапружання?
Правільная ўстаноўка прылад абароны ад перанапружання гэтак жа важная, як і выбар правільнага прадукту. Няправільна ўсталяваны SPD можа не толькі не абараніць ваша абсталяванне, але і стварыць пагрозу бяспецы. Калі ласка, выканайце наступныя дзеянні для бяспечнай і эфектыўнай усталёўкі.
Зачыніце асноўную крыніцу харчавання
Перад любой аперацыяй галоўны аўтаматычны выключальнік спачатку адключаецца, каб пераканацца, што размеркавальны шчыт цалкам адключаны ад электраэнергіі. Не ўстанаўлівайце SPD на электрычную сістэму пад напругай. Пасля таго, як вы з дапамогай бескантактавага стылуса пераканаецеся ў адсутнасці напружання, працягвайце наступныя аперацыі.
Насіце неабходныя сродкі індывідуальнай абароны (СІЗ)
Падчас усталёўкі неабходна апранаць ізаляцыйныя пальчаткі і ахоўныя акуляры. Нават пасля ўключэння галоўнага выключальніка некаторыя кампаненты могуць заставацца пад рэшткавым напружаннем. Прыняцце асноўных мер бяспекі можа эфектыўна знізіць рызыку паражэння электрычным токам або дугавога перагрэву.
Выберыце правільнае месца ўстаноўкі
Усталюйце SPD як мага бліжэй да галоўнага размеркавальнага шчыта або абароненага абсталявання. Чым карацейшы провад паміж SPD і размеркавальным шчытом, тым меншы імпеданс лініі і тым лепшая ахоўная эфектыўнасць абсталявання.
Правільна падключыце лінію
Працуйце ў строгай адпаведнасці са схемай падключэння, прадстаўленай вытворцам, і выкарыстоўвайце провад, які адпавядае спецыфікацыям, для правільнага падключэння провада SPD да адпаведных клем: фазавага провада (L), нулявога провада (N) і зазямляльнага провада. Провад павінен быць як мага карацейшым і прамым, і рэкамендуецца не перавышаць 0.5 метра, каб паменшыць падзенне напружання пры ўзнікненні перанапружання. Пазбягайце рэзкіх выгібаў або звівання провада.
Адрамантуйце абсталяванне і зачыніце размеркавальны шчыт
Пасля завяршэння ўсіх праводак корпус SPD надзейна ўсталёўваецца на размеркавальным шчыце або мантажнай паверхні. Праверце, ці ўсе клемы зацягнуты, зачыніце вечка размеркавальнага шчыта пасля ўпэўненасці ў яго правільнасці, а затым аднавіце падачу электраэнергіі.
Аднавіце электразабеспячэнне і праверце працоўны стан
Уключыце галоўны аўтаматычны выключальнік і праверце індыкатар стану SPD. Большасць сучасных сеткавых фільтраў абсталяваны святлодыёднымі індыкатарамі або дысплеямі стану ў выглядзе акна, каб візуальна вызначыць, ці працуе прылада належным чынам. Індыкатар зялёны, звычайна гэта азначае, што SPD знаходзіцца ў нармальным працоўным стане і можа забяспечыць абарону ў любы час.
У выпадку сумненняў звярніцеся да сертыфікаванага інжынера-электрыка
Нягледзячы на тое, што ўстаноўка некаторых SPD адносна простая, існуе вялікая рызыка, звязаная з унутранай працай размеркавальнага шчыта. Калі вы не ўпэўненыя ў сваіх прафесійных ведах у галіне электратэхнікі, даверце ўстаноўку кваліфікаванаму сертыфікаванаму інжынеру-электрыку. Гэта асабліва важна для SPD тыпу 1, устаноўленых ля асноўнай крыніцы электразабеспячэння. Такія ўстаноўкі павінны адпавядаць мясцовым электрычным спецыфікацыям, такім як NEC (Нацыянальны электрычны кодэкс) у ЗША.
Парады па бяспецы: перад устаноўкай уважліва прачытайце інструкцыю па ўсталёўцы, прадастаўленую вытворцам SPD, і пераканайцеся, што працэс усталёўкі адпавядае ўсім дзеючым мясцовым электрычным спецыфікацыям і стандартам, такім як IEC 61643-11 або UL 1449.
Заключныя думкі пра прыладу абароны ад перанапружання
У эпоху электронных прылад, адчувальных да напружання, узаемазлучаных сістэм і ваганняў якасці электраэнергіі, прылады абароны ад перанапружання больш не з'яўляюцца абавязковымі. Ад абароны бытавых прыбораў да аховы сістэм прамысловай аўтаматызацыі коштам у мільёны долараў, разумны выбар SPD можа прынесці ўпэўненасць і доўгатэрміновыя эканамічныя выгады.
Незалежна ад таго, ці патрабуецца ў вашым праекце ўстаноўка прылады абароны ад перанапружання тыпу 1 на ўваходным канцы, прылады абароны ад перанапружання тыпу 2 на размеркавальным шчыце або разгортванне поўнай шматузроўневай каардынаванай стратэгіі абароны ад перанапружання, выбар прылады, якая праходзіць сертыфікацыю і мае правільныя намінальныя параметры, з'яўляецца адной з самых разумных інвестыцый, якія вы можаце зрабіць у галіне электрабяспекі.
Для атрымання дадатковай інфармацыі, калі ласка, прачытайце нашы адпаведныя артыкулы:
Прылада абароны ад перанапружання фотаэлектрычных сістэм - усё, што вам трэба ведаць
Ці могуць прылады абароны ад перанапружання цалкам абараніць ад прамых удараў маланкі?
Любы SPD не можа забяспечыць 100% абарону ад прамых удараў маланкі. Аднак прылада абароны ад перанапружання тыпу 1 у спалучэнні з поўнай сістэмай абароны ад маланкі (LPS), якая адпавядае IEC 62305, пры правільным выбары прылады абароны ад перанапружання тыпу I можа значна знізіць рызыку пашкоджання абсталявання і пажару.
Які тэрмін службы SPD?
Кожны перанапружанне прыводзіць да пэўнай ступені страты кампанента MOV унутры прылады. Большасць высакаякасных SPD абсталяваны індыкатарам стану або акенцам назірання, якія загараюцца чырвоным або перастаюць працаваць, калі прыладу неабходна замяніць. Чаканы тэрмін службы звычайна складае ад 5 да 10 гадоў у залежнасці ад частаты і сілы перанапружання.
Ці з'яўляюцца прылада абароны ад перанапружання і SPD адным і тым жа тыпам вырабаў?
Не зусім тое ж самае. Устаўная прылада абароны ад перанапружання адносіцца да тыпу SPD III тыпу 3, які забяспечвае толькі лакальную абарону электрасеткі. Яна не можа замяніць стацыянарную прыладу абароны ад перанапружання тыпу I або тыпу II, усталяваную на размеркавальным шчыце. Найбольш надзейнага эфекту абароны можна дасягнуць, выкарыстоўваючы трохузроўневую схему абароны з накладзеным пластом.
Ці патрабуецца SPD для зарадкі сонечнай энергіі і электрамабіляў?
Так. Фотаэлектрычныя (ФЭ) сістэмы і зараднае абсталяванне для электрамабіляў (ЭМ) асабліва адчувальныя да пашкоджанняў ад перанапружання. У стандарты IEC 61643-32 канкрэтна прадугледжаны выбар SPD для фотаэлектрычных сістэм. Пры выбары абароны ад перанапружання для прылад аднаўляльных крыніц энергіі абавязкова пракансультуйцеся з сертыфікаваным інжынерам-электрыкам.
