Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas (BPĮ) yra vienas svarbiausių, tačiau dažnai nepastebimų bet kurio elektros prietaiso komponentų. Nesvarbu, ar apsaugote išmaniuosius namų prietaisus, ar gamyklos pramoninę valdymo sistemą, funkcijos, veikimo principo ir reikiamo BĮ tipo supratimas gali nulemti, ar įranga galės toliau veikti stabiliai, ar sukels tūkstančių dolerių vertės įrangos nuostolių.
Šiame vadove aptariami visi pagrindiniai punktai: kas yra apsaugos nuo viršįtampių įtaisas, techninis principas, pagrindiniai 1, 2 ir 3 tipo viršįtampių apsaugos įtaisų skirtumai ir kaip pasirinkti tinkamą apsaugos nuo viršįtampių schemą jūsų taikymo scenarijui.
Kas yra apsaugos nuo viršįtampio įtaisas (SPD)?
Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas yra elektros saugos komponentas, skirtas apsaugoti įrangą, linijas ir sistemas nuo trumpalaikių viršįtampių – įvykių, kurie paprastai vadinami įtampos šuoliais arba įtampos šuoliais . Kai įvyksta viršįtampis, viršįtampio įtaisas aptinka įtampos perteklių ir saugiai perduoda jį į įžeminimo sistemą, kol jis nepasiekė ir nepažeidė prijungto įrenginio.
Pasak Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) , trumpalaikis viršįtampis yra viena iš pagrindinių elektroninės ir elektros įrangos priešlaikinio gedimo priežasčių visame pasaulyje, todėl viršįtampių apsaugos įtaisas yra nepakeičiama investicija į bet kurį šiuolaikinį elektros prietaisą.
Kodėl reikalingas viršįtampių apsaugos įtaisas?
Įtampos šuolių dažnis yra daug didesnis nei dauguma žmonių suvokia. Jo šaltiniai skirstomi į dvi kategorijas: išorinius ir vidinius.
Išoriniai šaltiniai :
- Žaibo smūgis (tiesioginis smūgis arba žaibo smūgis netoliese)
- Tinklo jungiklio komunalinių tinklų perjungimas
- Elektros energijos tiekimo nutraukimo ir atkūrimo įvykiai.
Vidiniai šaltiniai :
- Didelio variklio ir ŠVOK sistemos paleidimo ir stabdymo veikimas ŠVOK
- Kintamo dažnio diskai (VFD)
- Suvirinimo įranga ir pramoninės apkrovos
Net ir mažos amplitudės mikro viršįtampiai – pakankamai maži, kad suveiktų grandinės pertraukiklis – laikui bėgant kaupsis, tyliai mažindami puslaidininkių, kondensatorių ir spausdintinių plokščių našumą. Galiausiai tai lemia ankstyvą įrangos tarnavimo laiko pabaigą ir dažnai nerandama aiškios gedimo priežasties.
Tinkamai parinktas apsaugos nuo viršįtampių įtaisas gali sukurti nematomą, bet labai svarbią apsauginę kliūtį nuo visų aukščiau išvardytų grėsmių.
Kaip veikia viršįtampių apsaugos įtaisas?
Pagrindinis viršįtampių apsaugos įtaiso veikimo mechanizmas yra įtampos fiksavimas . Viršįtampių apsaugos įtaisas (BPD) nuolat stebi linijos įtampą. Kai įtampa viršija nustatytą saugos ribą, įtaisas nedelsdamas įsijungia, o energijos perteklius nukreipiamas į įžeminimo laidininką, kad jis būtų laikomas atokiau nuo prijungtos apkrovos.
Metalo oksido varistoriaus (MOV) vaidmuo
Dažniausiai viršįtampių apsaugos įrenginyje naudojama technologija yra metalo oksido varistorius (MOV). Jo veikimo procesas yra toks:
Normalus veikimas : Įtampa palaikoma saugiame diapazone. MOV yra didelės varžos būsenoje ir netrukdo normaliam srovės tekėjimui.
Aptiktas viršįtampis : trumpalaikiai viršįtampio įvykiai (pvz., žaibo smūgių sukelti įtampos šuoliai).
Užspaudimas suaktyvina : MOV varža smarkiai sumažėja, užtikrindama mažos varžos iškrovos kelią į įžeminimo galą viršįtampio srovei.
Energijos nukreipimas : perteklinė įtampa saugiai patenka į įžeminimo elektrodą, apeinant jungiamąjį įrenginį.
Įprastas veikimas atnaujinamas : Išsisklaidžius viršįtampiui, MOV atkuria didelės varžos budėjimo būseną.
Kitos SPD naudojamos technologijos apima :
| SPD technologijų lentelė | |
|---|---|
| Technologija | Geriausias naudojimo dėklas |
| Metalo oksido varistorius (MOV) | Universalus, ekonomiškas |
| Dujų išleidimo vamzdis (GDT) | Aukštos įtampos, didelės energijos viršįtampiai |
| Silicio lavinos diodas (SAD) | Tiksli, greitai reaguojanti elektronika |
| Tiristoriaus viršįtampių apsaugos įtaisas (TSPD) | Telekomunikacijų ir duomenų linijos |
Daugelyje šiuolaikinių SPD naudojamas hibridinis aukščiau išvardytų technologijų derinys, siekiant vienu metu optimizuoti atsako greitį ir energijos apdorojimo galimybes.
1 tipo, 2 tipo ir 3 tipo SPD: kuo jie skiriasi?
Pagal IEC 61643-11 standartą, viršįtampių apsaugos įtaisai skirstomi į skirtingus tipus pagal įrengimo vietą ir suprojektuotą bei apdorotą viršįtampio tipą. Svarbiausias skirtumas yra 1, 2 ir 3 tipo viršįtampių apsaugos įtaisai.
| 1, 2 ir 3 tipų SPD palyginimo lentelė | |||
|---|---|---|---|
| ypatybė | Įveskite 1 SPD | Įveskite 2 SPD | Įveskite 3 SPD |
| Montavimo taškas | Pagrindinis aptarnavimo įėjimas | Paskirstymas / papildomas skydelis | Naudojimo vieta |
| Bandymo bangos forma | 10 / 350μs | 8 / 20μs | Kombinuota banga (1.2/50 μs – 8/20 μs |
| Maksimali impulsinė srovė | Iki 100 kA+ | Įprastai 20–40 kA | 1–10 kA |
| Pagrindinė grėsmė suvaldyta | Tiesioginis žaibo smūgis | Perjungimo viršįtampiai, liekamasis žaibas | Liekamoji pereinamoji įtampa |
| Ar būtina LPS? | Taip (IEC 62305) | Nera privalomas | Ne |
Kas yra 1 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas?
1 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas (SPD) yra stacionariai prijungtas, laidinis įtaisas, įrengtas pagrindinio įėjimo linijos pusėje (prieš pagrindinį jungiklį), skirtas apsaugoti nuo didelės energijos išorinių viršįtampių, tokių kaip tiesioginiai žaibo smūgiai.
Pagrindinės 1 tipo viršįtampių apsaugos įrenginio savybės :
- Jis įrengiamas tarp viešojo elektros tinklo ir pagrindinio paskirstymo lenta.
- Gali atlaikyti itin didelę impulsinę srovę (paprastai iki 100 kA).
- Pagal IEC 62305 standartą pastatuose, kuriuose įrengta žaibosaugos sistema (ŽS), turi būti įrengta 1 tipo žaibosaugos sistema.
- Sudaro pirmąją ir stipriausią apsaugos nuo viršįtampių liniją.
- Apsaugoti pavaldžią įrangą ir įrengti vidinius laidus.
Kas yra 2 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas?
2 tipo apsaugos nuo viršįtampių įtaisas (SPD) yra dažnai modulinis komponentas, montuojamas pagrindinių elektros tiekimo skydų arba poskyrių apkrovos pusėje, siekiant apsaugoti jautrią elektroniką nuo vidinių viršįtampių, kuriuos sukelia perjungimo operacijos (pvz., variklių / prietaisų ciklinis įjungimas) arba liekamieji išoriniai viršįtampiai.
Pagrindinės 2 tipo viršįtampių apsaugos įrenginio savybės :
- Montuokite pagrindiniame paskirstymo skydelyje arba papildomame paskirstymo skydelyje.
- Susidoroti su liekamuoju viršįtampiu ir vidine trumpalaike įtampa.
- Tai plačiausiai gyvenamuosiuose ir komerciniuose pastatuose naudojamas SPD tipas.
- Nesant 1 tipo SPD, jis dažnai naudojamas kaip vienintelis apsauginis sluoksnis.
Kas yra 3 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas?
3 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas yra paskutinė viršįtampių apsaugos sistemos gynybos linija. Jis montuojamas naudojimo vietoje, t. y. tiesiai šalia jautrios įrangos, kurią reikia apsaugoti, pavyzdžiui, kompiuterinių darbo stočių, serverių spintų, buitinių prietaisų, medicinos įrangos ar tiksliųjų prietaisų.
Pagrindinė jo užduotis – pašalinti mažytę trumpalaikę įtampą po 1 ir 2 tipo įrenginių priešsrovio slopinimo ir valdyti įtampą, kuri galiausiai pasiekia įrenginio prievadą saugiame diapazone, kurį įrenginys gali atlaikyti.
Pagrindinės 3 tipo viršįtampių apsaugos įrenginio savybės :
- Įrenkite prie maitinimo lizdo gnybto, šalia saugomos įrangos.
- Nominali iškrovos srovė paprastai yra maža, svyruoja nuo 1 iki 10 kA.
- Jis turi būti naudojamas kartu su priešsroviu 1 arba 2 tipo SPD ir negali būti naudojamas kaip vienintelė nepriklausoma apsaugos priemonė.
Kur turėtų būti įrengtas viršįtampių apsaugos įtaisas?
Siekdama visapusiškos apsaugos nuo viršįtampių, „Tomzn“ komanda rekomenduoja koordinuotą daugiapakopę apsaugos strategiją:
- 1 lygis – Įleidimo angos aptarnavimo įėjimas1 tipo SPD sulaiko didelius išorinius viršįtampius prieš jiems patenkant į pastatą.
- 2 lygis – paskirstymo skydas2 tipo SPD slopina liekamąjį viršįtampių ir vidinę trumpalaikę įtampą.
- 3 lygis – galios naudojimo vieta3 tipo SPD (kištukinė viršįtampių apsauga arba lizdinė viršįtampių apsauga) yra paskutinė apsaugos linija jautrioje galinėje įrangoje, tokioje kaip kompiuteriai, televizoriai ir medicinos įranga.
- Kiekvienas apsaugos lygis savo ruožtu sumažina viršįtampių energijąŠi strategija kartais vadinama kaskadine apsauga nuo viršįtampių. Kad ir kokia didelė būtų vardinė vertė, vienas įrenginys negali užtikrinti visiškos apsaugos.
Kaip išsirinkti tinkamą apsaugos nuo viršįtampių įtaisą?
Renkantis arba perkant SPD, atkreipkite dėmesį į šiuos parametrus:
- BPD tipasPriklausomai nuo įrengimo padėties, nustatykite, ar reikalingas 1 tipo, 2 tipo ar 1 + 2 tipo kombinuotas įrenginys.
- Įtampos apsaugos įvertinimas (aukštyn/VPR): Maksimali SPD gnybto įtampa viršįtampio metu. Kuo mažesnė vertė, tuo geriau. 230 V sistemai ideali vertė yra Up ≤ 1.5 kV.
- Nominali išlydžio srovė (In)SPD gali pakartotinai atlaikyti srovės lygį nesumažinant našumo.
- Maksimali nuolatinė darbinė įtampa (Uc)Turi būti lygi arba didesnė už sistemos maitinimo įtampą.
- Standartinis atitikimasVisada patikrinkite, ar įrenginys atitinka regiono standarto reikalavimus.
Kaip saugiai įrengti viršįtampių apsaugos įtaisą?
Tinkamas viršįtampių apsaugos įtaisų montavimas yra toks pat svarbus, kaip ir tinkamo gaminio pasirinkimas. Netinkamai sumontuotas viršįtampių apsaugos įtaisas gali ne tik neapsaugoti jūsų įrangos, bet ir kelti pavojų saugumui. Norėdami saugiai ir efektyviai sumontuoti, atlikite šiuos veiksmus.
Uždarykite pagrindinį maitinimo šaltinį
Prieš atliekant bet kokius veiksmus, pirmiausia atjungiamas pagrindinis grandinės pertraukiklis, siekiant įsitikinti, kad skirstomoji skydinė yra visiškai išjungta. Nemontuokite SPD ant įtampos tiekiamos elektros sistemos. Bekontakčiu adatėliu patvirtinę, kad nėra įtampos, tęskite tolesnius veiksmus.
Dėvėkite būtinas asmenines apsaugos priemones (AAP)
Montuojant būtina mūvėti izoliacines pirštines ir dėvėti apsauginius akinius. Net ir išjungus pagrindinį grandinės jungiklį, kai kuriuose komponentuose gali būti likusios įtampos. Pagrindinių saugos priemonių taikymas gali veiksmingai sumažinti elektros smūgio ar lanko kibirkšties riziką.
Pasirinkite tinkamą diegimo vietą
SPD reikia įrengti kuo arčiau pagrindinio skirstomojo skydo arba saugomos įrangos. Kuo trumpesnis laidas tarp SPD ir skirstomojo skydo, tuo mažesnė linijos varža ir tuo geresnės įrangos apsaugos charakteristikos.
Teisingai prijunkite liniją
Griežtai laikykitės gamintojo pateiktos laidų schemos ir naudokite laidą, kuris atitinka specifikacijas, kad teisingai prijungtumėte SPD laidą prie atitinkamų gnybtų: fazinio laido (L), neutralaus laido (N) ir įžeminimo laido. Laidas turi būti kuo trumpesnis ir tiesesnis, rekomenduojama neviršyti 0.5 metro, kad sumažėtų įtampos kritimas viršįtampio metu. Venkite staigių laido lenkimų ar vyniojimo.
Sutvarkykite įrangą ir uždarykite skirstomąją skydą
Baigus visus laidus, SPD korpusas tvirtai pritvirtinamas prie skirstomojo skydo arba tvirtinimo paviršiaus. Patikrinkite, ar visi gnybtai priveržti, uždarykite skirstomojo skydo dangtelį, įsitikinę, kad jis tinkamai pritvirtintas, ir atkurkite elektros tiekimą.
Atkurkite elektros tiekimą ir patikrinkite veikimo būseną
Išjunkite pagrindinį jungiklį ir patikrinkite viršįtampių apsaugos įtaiso (SPD) būsenos indikatorių. Daugumoje šiuolaikinių viršįtampių apsaugos įtaisų yra LED indikatoriai arba langelio formos būsenos ekranai, skirti vizualiai nustatyti, ar įrenginys veikia tinkamai. Indikatoriaus lemputė šviečia žaliai, paprastai rodydama, kad SPD yra normalioje darbinėje būsenoje ir gali bet kuriuo metu užtikrinti apsaugą.
Kilus abejonių, kreipkitės į sertifikuotą elektros inžinierių
Nors kai kurių SPD įrengimas yra gana paprastas, skirstomojo skydo vidiniam veikimui kyla didelė rizika. Jei nesate tikri savo elektrotechnikos žiniomis, būtinai patikėkite įrengimą kvalifikuotam sertifikuotam elektrotechnikos inžinieriui. Tai ypač svarbu 1 tipo SPD, montuojamiems prie pagrindinio maitinimo šaltinio. Tokie įrenginiai turi atitikti vietines elektros specifikacijas, pvz., NEC (Nacionalinį elektros kodeksą) Jungtinėse Amerikos Valstijose.
Saugos patarimai: Prieš montuodami atidžiai perskaitykite SPD gamintojo pateiktą montavimo vadovą ir įsitikinkite, kad montavimo procesas atitinka visas taikomas vietines elektros specifikacijas ir standartus, pvz., IEC 61643-11 arba UL 1449.
Galutinė mintis apie viršįtampių apsaugos įrenginį
Įtampai jautrių elektroninių prietaisų, tarpusavyje sujungtų sistemų ir elektros energijos kokybės svyravimų eroje viršįtampių apsaugos įtaisai nebėra nebūtini. Nuo buitinių prietaisų apsaugos iki milijonus dolerių vertės pramoninės automatikos sistemų apsaugos – tinkamas viršįtampių apsaugos įtaisų (SPD) pasirinkimas gali suteikti ramybės ir ilgalaikės ekonominės naudos.
Nesvarbu, ar jūsų projektui reikia įrengti 1 tipo viršįtampių apsaugos įrenginį įvadiniame gale, 2 tipo viršįtampių apsaugos įrenginį skirstomojoje skydinėje, ar įdiegti visapusišką daugiapakopę koordinuotą viršįtampių apsaugos strategiją, viena iš protingiausių investicijų, kurią galite padaryti elektros saugos srityje, yra pasirinkti įrenginį, kuris atitiktų sertifikatus ir turėtų tinkamus vardinius parametrus.
Daugiau informacijos rasite mūsų susijusiuose straipsniuose:
Apsaugokite savo ŠVOK sistemą naudodami kintamosios srovės viršįtampių apsaugos įrenginį
PV viršįtampių apsaugos įrenginys – viskas, ką turėtumėte žinoti
Ar viršįtampių apsaugos įtaisai gali visiškai apsaugoti nuo tiesioginių žaibo smūgių?
Joks žaibo išlydžio įtaisas (SPD) negali užtikrinti 100 % apsaugos nuo tiesioginių žaibo smūgių. Tačiau 1 tipo viršįtampių apsaugos įtaisas – kartu su visa žaibo apsaugos sistema (LPS), atitinkančia IEC 62305 standartą, – ir tinkamai parinktas I tipo viršįtampių apsaugos įtaisas gali žymiai sumažinti įrangos sugadinimo ir gaisro riziką.
Koks yra SPD tarnavimo laikas?
Kiekvienas viršįtampis sukels tam tikrą įrenginio viduje esančio MOV komponento nuostolį. Dauguma aukštos kokybės viršįtampių ribojimo įtaisų (SPD) turi būsenos indikatoriaus lemputę arba stebėjimo langelį, kuris užsidega raudonai arba sugenda, kai įrenginį reikia pakeisti. Numatomas tarnavimo laikas paprastai yra nuo 5 iki 10 metų, priklausomai nuo viršįtampio dažnio ir stiprumo.
Ar viršįtampių apsaugos įtaisas ir SPD yra to paties tipo gaminiai?
Ne visai tas pats. Kištukinis viršįtampių apsaugos įtaisas priklauso III tipo SPD 3 tipo SPD, kuris užtikrina tik vietinę elektros lizdo apsaugą. Jis negali pakeisti laidinio I arba II tipo viršįtampių apsaugos įtaiso, sumontuoto skirstomojoje skydinėje. Tvirtiausias apsaugos efektas gali būti pasiektas naudojant trijų lygių sluoksniuotą apsaugos schemą.
Ar saulės energijos ir elektromobilių įkrovimo įrenginiams reikalingas SPD?
Taip. Fotovoltinės (FV) sistemos ir elektromobilių (EV) įkrovimo įranga yra ypač jautrios viršįtampių žalai. IEC 61643-32 konkrečiai numato fotovoltinių sistemų viršįtampių apsaugos nuo įtampos kritimo (BPD) parinkimą. Rinkdamiesi atsinaujinančios energijos įrenginių viršįtampių apsaugą, būtinai pasitarkite su sertifikuotu elektrotechnikos inžinieriumi.
