Уредот за заштита од пренапон (SPD) е една од најкритичните, но често занемарени компоненти на кој било електричен уред. Без разлика дали заштитувате домашни паметни апарати или индустрискиот систем за контрола на фабриката, разбирањето на функцијата, принципот на работа и потребниот тип на SPD може да одреди дали опремата може да продолжи да работи стабилно или да предизвика загуба на опрема од илјадници долари.
Ова упатство ги опфаќа сите клучни точки: што е уред за заштита од пренапон, техничкиот принцип, клучните разлики помеѓу SPD тип 1, тип 2 и тип 3 и како да ја изберете точната шема за заштита од пренапон за вашиот сценарио на апликација.
Што е уред за заштита од пренапони (SPD)?
Уред за заштита од пренапон е компонента за електрична безбедност дизајнирана да ја заштити опремата, линиите и системите од минливи пренапони - настани кои најчесто се нарекуваат пренапонски скокови или напонски скокови . Кога ќе се појави пренапон, SPD го детектира вишокот напон и безбедно го внесува во системот за заземјување пред да стигне и да го оштети поврзаниот уред.
Според Меѓународната електротехничка комисија (IEC) , преодниот пренапон е една од главните причини за предвремено откажување на електронската и електричната опрема ширум светот, што го прави уредот за заштита од пренапон неопходна инвестиција во секој современ електричен уред.
Зошто е потребен уред за заштита од пренапон?
Фреквенцијата на напонски бранови е далеку поголема од когнитивната способност на повеќето луѓе. Нејзините извори се поделени во две категории: надворешни и внатрешни.
Надворешни извори :
- Удар од гром (директен удар или удар од гром во близина)
- Прекинувач на мрежа за комунални услуги
- Прекини на електричната енергија и настани за санација.
Внатрешни извори :
- Старт-стоп работа на голем мотор и HVAC систем HVAC
- Дискови со променлива фреквенција (VFD)
- Опрема за заварување и индустриски товари
Дури и микро-пренапоните со мала амплитуда – доволно мали за да активираат прекинувач – ќе се акумулираат со текот на времето, тивко намалувајќи ги перформансите на полупроводниците, кондензаторите и плочките. На крајот, тоа води до предвремен крај на животниот век на опремата и честопати не може да се најде јасна причина за дефектот.
Разумно избраниот уред за заштита од пренапон може да обезбеди невидлива, но клучна заштитна бариера за сите горенаведени закани.
Како функционира уредот за заштита од пренапон?
Основниот механизам за работа на уредот за заштита од пренапон е стегање на напонот . SPD континуирано го следи напонот на линијата. Откако напонот ќе го надмине претходно поставениот праг на безбедност, уредот веднаш се вклучува и вишокот енергија се пренасочува кон заземјувачкиот проводник за да го држи подалеку од поврзаниот товар.
Улогата на метален оксиден варистор (MOV)
Најчесто користената технологија во уредот за заштита од пренапон е метален оксиден варистор (MOV). Неговиот работен процес е како што следува:
Нормално работење : Напонот се одржува во безбеден опсег. MOV е во состојба на висока импеданса и не се меша во нормалниот тек на струја.
Детектирани пренапони : Транзиторни пренапонски настани (како што се скокови на напон предизвикани од удари од гром).
Активирање на стегањето : Импедансата на MOV нагло паѓа, обезбедувајќи патека на празнење со ниска импеданса до крајот на земјата за пренапонска струја.
Пренасочена енергија : Вишокот напон безбедно се внесува во заземјувачката електрода, заобиколувајќи го уредот за поврзување.
Нормалното работење продолжува : Откако ќе престане пренапонот, MOV се враќа во состојба на подготвеност со висока импеданса.
Други технологии што се користат во SPD вклучуваат :
| Табела на технологии на SPD | |
|---|---|
| технологија | Најдобар случај на употреба |
| Варистор од метален оксид (MOV) | Општа намена, исплатливо |
| Гасна цевка (GDT) | Висок напон, високоенергетски пренапони |
| Силиконска лавина диода (САД) | Прецизна електроника со брз одзив |
| Уред за заштита од пренапон на тиристор (TSPD) | Телекомуникациски и податочни линии |
Многу модерни SPD користат хибридна комбинација од горенаведените технологии за истовремено оптимизирање на брзината на одговор и можностите за обработка на енергија.
Тип 1 наспроти Тип 2 наспроти Тип 3 SPD: Која е разликата?
Според стандардот IEC 61643-11, уредите за заштита од пренапон се поделени во различни типови според локацијата на инсталација и видот на дизајнираниот и обработен пренапон. Најважната разлика е тип 1, тип 2 и тип 3 уреди за заштита од пренапон.
| Табела за споредба на SPD тип 1 наспроти тип 2 наспроти тип 3 | |||
|---|---|---|---|
| функција | Тип 1 SPD | Тип 2 SPD | Тип 3 SPD |
| Точка на инсталација | Главен влез за услуги | Дистрибуција/под-панел | Точка на употреба |
| Тест-бранова форма | 10 / 350 | 8 / 20 | Комбиниран бран (1.2/50 μs – 8/20 μs |
| Максимална импулсна струја | До 100kA+ | Типично 20-40 kA | 1–10 kA |
| Примарна закана што се справува со неа | Директен удар од гром | Прекинувачки пренапони, преостаната молња | Преостанат минлив напон |
| Задолжително за LPS? | Да (IEC 62305) | Не е задолжително | Не |
Што е уред за заштита од пренапон тип 1?
Уред за заштита од пренапони (SPD) од тип 1 е трајно поврзан, цврсто ожичен уред инсталиран на страната на линијата од главниот влез за сервис (пред главниот прекинувач) за заштита од надворешни пренапони со висока енергија, како што се директни удари од гром.
Главни карактеристики на уред за заштита од пренапон тип 1 :
- Се инсталира помеѓу јавната електрична мрежа и главната дистрибутивна табла.
- Може да издржи екстремно висока импулсна струја (обично номинална до 100 kA).
- Според IEC 62305, зградите со инсталиран систем за заштита од гром (LPS) мора да бидат опремени со SPD тип 1.
- Претставува прва и најсилна линија на заштита од пренапон.
- Заштитете ја подредената опрема и изградете внатрешно ожичување.
Што е уред за заштита од пренапон тип 2?
Уред за заштита од пренапон тип 2 (SPD) е, често модуларна, компонента инсталирана на страната на оптоварувањето на главните електрични сервисни панели или подпанели за заштита на чувствителната електроника од внатрешни пренапони предизвикани од операции на префрлување (на пр., циклирање на мотори/апарати) или преостанати надворешни пренапони.
Главни карактеристики на уред за заштита од пренапон тип 2 :
- Инсталирајте на главната разводна табла или на подразводната табла.
- Справете се со преостанатиот пренапон и внатрешниот преоден напон.
- Тоа е најшироко користениот SPD тип во станбени и комерцијални згради.
- Во отсуство на SPD тип 1, често се користи како единствен заштитен слој.
Што е уред за заштита од пренапон тип 3?
Уредот за заштита од пренапон од тип 3 е последната линија на одбрана во системот за заштита од пренапон. Се инсталира на местото на употреба, односно директно во близина на чувствителната опрема на која ѝ е потребна заштита, како што се компјутерски работни станици, серверски кабинети, домашни апарати, медицинска опрема или прецизни инструменти.
Неговата основна задача е да го елиминира малиот преоден напон по слабеењето на уредите од тип 1 и тип 2 нагоре, и да го контролира напонот што на крајот ќе достигне до портата на уредот во рамките на безбедниот опсег што уредот може да го издржи.
Главни карактеристики на уред за заштита од пренапон тип 3 :
- Инсталирајте на терминалот за напојување, веднаш до заштитената опрема.
- Номиналната струја на празнење е обично ниска, почнувајќи од 1 до 10 kA.
- Мора да се користи во комбинација со SPD од тип 1 или тип 2, и не може да се користи како единствена независна заштитна мерка.
Каде треба да се инсталира уредот за заштита од пренапон?
За да се постигне сеопфатна заштита од пренапон, тимот на Tomzn препорачува координирана стратегија за заштита на повеќе нивоа:
- Ниво 1 – Влез за услуги на влезотSPD тип 1 пресретнува големи надворешни пренапони пред да влезат во зградата.
- Ниво 2 – Дистрибутивен панелSPD тип 2 ги намалува преостанатите пренапони и внатрешниот преоден напон.
- Ниво 3 – PowerPoint презентација за употребаТип 3 SPD (заштитник од пренапон во приклучок или штекер) ја обезбедува последната линија на одбрана кај чувствителна терминална опрема како што се компјутери, телевизори и медицинска опрема.
- Секое ниво на заштита ја намалува енергијата на пренапонОваа стратегија понекогаш се нарекува каскадна заштита од пренапон. Без разлика колку е висока номиналната вредност, еден уред не може да обезбеди целосна заштита.
Како да изберете соодветен уред за заштита од пренапон?
При изборот или купувањето на SPD, ве молиме фокусирајте се на следниве параметри:
- Тип на СПДОпределете дали е потребен уред од тип 1, тип 2 или комбинација од тип 1 + 2 според положбата за инсталација.
- Номинална заштита на напон (Up/VPR)Максималниот напон на SPD терминалот за време на пренапон. Колку е помала вредноста, толку подобро. За систем од 230V, Up ≤ 1.5kV е идеална вредност.
- Номинална струја на празнење (во)SPD може да го издржи нивото на струја постојано без да ги намали перформансите.
- Максимален континуиран работен напон (Uc)Мора да биде еднаков или поголем од напонот на напојување на системот.
- Стандардна усогласеностСекогаш проверувајте дали уредот го поминал релевантниот стандард за сертификација во регионот.
Како безбедно да инсталирате уред за заштита од пренапон?
Правилната инсталација на уреди за заштита од пренапон е подеднакво важна како и изборот на вистинскиот производ. Неправилно инсталираниот SPD не само што може да не ја заштити вашата опрема, туку може да претставува и безбедносен ризик. Ве молиме следете ги следниве чекори за безбедна и ефикасна инсталација.
Затворете го главното напојување
Пред која било операција, главниот прекинувач прво се исклучува за да се осигури дека разводната табла е целосно исклучена. Не инсталирајте SPD на електричен систем под напон. Откако ќе употребите бесконтактна пенкала за да потврдите дека нема напон, продолжете со понатамошната операција.
Носете ја потребната лична заштитна опрема (ЛЗО)
За време на инсталацијата мора да се носат изолациски ракавици и заштитни очила. Дури и откако ќе се исклучи главниот прекинувач, некои компоненти може сè уште да имаат преостаната енергија. Преземањето основни безбедносни мерки за заштита може ефикасно да го намали ризикот од електричен удар или превртување на лакот.
Изберете ја точната локација за инсталација
Инсталирајте го SPD што е можно поблиску до главната разводна табла или заштитената опрема. Колку е пократок кабелот помеѓу SPD и разводната табла, толку е помала импедансата на линијата и толку се подобри заштитните перформанси на опремата.
Правилно поврзете ја линијата
Работете во строга согласност со шемата за поврзување што ја дава производителот и користете ја жицата што ги исполнува спецификациите за правилно поврзување на SPD кабелот со соодветните терминали: жица под напон (L), жица за неутрална струја (N) и жица за заземјување. Кабелот треба да биде што е можно пократок и поправ и се препорачува да не надминува 0.5 метри за да се намали падот на напонот кога ќе се појави пренапон. Избегнувајте остри свиткувања или намотување на жицата.
Поправете ја опремата и затворете ја разводната табла
По завршувањето на сите ожичувања, обвивката на SPD е цврсто инсталирана на разводната табла или на површината за монтирање. Проверете дали сите терминали се затегнати, затворете ја заштитната плоча на разводната табла откако ќе потврдите дека е исправна, а потоа вратете го напојувањето.
Вратете го напојувањето и проверете ја состојбата на работа
Затворете го главниот прекинувач и проверете го индикаторот за статус на SPD. Повеќето модерни заштитници од пренапон се опремени со LED индикаторски светла или екрани за статус во вид на прозорец за визуелно да утврдат дали уредот работи правилно. Индикаторското светло е зелено, што обично покажува дека SPD е во нормална работна состојба и може да обезбеди заштита во секое време.
Доколку се сомневате, консултирајте се со овластен електроинженер
Иако инсталацијата на некои SPD е релативно едноставна, постои голем ризик во внатрешното работење на разводната табла. Доколку не сте сигурни во вашето стручно знаење за електрична енергија, ве молиме доверете му ја инсталацијата на квалификуван овластен електроинженер. Ова е особено важно за SPD од тип 1 инсталирани на главното напојување. Ваквите инсталации мора да се усогласат со локалните електрични спецификации, како што е NEC (Национален електричен кодекс) во Соединетите Американски Држави.
Безбедносни совети: Ве молиме внимателно прочитајте го упатството за инсталација што го обезбедува производителот на SPD пред инсталацијата и осигурајте се дека процесот на инсталација е во согласност со сите применливи локални електрични спецификации и стандарди, како што се IEC 61643-11 или UL 1449.
Последна мисла за уред за заштита од пренапон
Во ерата на електронски уреди чувствителни на напон, меѓусебно поврзани системи и флуктуации на квалитетот на електричната енергија, уредите за заштита од пренапон повеќе не се опционални. Од заштита на домашните апарати до заштита на системи за индустриска автоматизација вредни милиони долари, разумниот избор на SPD може да донесе сигурност и долгорочни економски придобивки.
Без разлика дали вашиот проект треба да инсталира уред за заштита од пренапон тип 1 на влезниот крај, уред за заштита од пренапон тип 2 на разводната табла или да распореди комплетна координирана стратегија за заштита од пренапон на повеќе нивоа, една од најпаметните инвестиции што можете да ја направите во областа на електричната безбедност е да изберете уред кој ја поминува сертификацијата и има точни номинални параметри.
За повеќе информации, прочитајте ги нашите поврзани статии:
Заштитете го вашиот HVAC систем со уред за заштита од пренапон на наизменична струја
Уред за заштита од пренапон од фотоволтаични напони – сè што треба да знаете
Можат ли уредите за заштита од пренапони целосно да заштитат од директни удари од гром?
Ниту еден SPD не може да обезбеди 100% заштита од директни удари од гром. Сепак, уредот за заштита од пренапон Тип 1 - во комбинација со комплетен систем за заштита од гром (LPS) во согласност со IEC 62305 - со правилен избор на уредот за заштита од пренапон Тип I може значително да го намали ризикот од оштетување на опремата и пожар.
Колку е долг работниот век на SPD?
Секој настан на пренапон ќе предизвика одреден степен на загуба на MOV компонентата во уредот. Повеќето висококвалитетни SPD уреди се опремени со индикаторско светло за статус или прозорец за набљудување, кое ќе стане црвено или ќе откаже кога уредот треба да се замени. Очекуваниот век на траење е обично од 5 до 10 години, во зависност од фреквенцијата и јачината на пренапонот.
Дали уредот за заштита од пренапони и SPD се ист вид производ?
Не е баш исто. Уредот за заштита од пренапон што се приклучува во приклучокот припаѓа на SPD тип III SPD тип 3, кој обезбедува само заштита од локална штекерска точка. Не може да го замени цврсто поврзаниот уред за заштита од пренапон тип I или тип II инсталиран на разводната табла. Најробусниот ефект на заштита може да се постигне со користење на шема на заштита со три нивоа и слоеви.
Дали сончевата енергија и уредите за полнење електрични возила бараат SPD?
Да. Фотоволтаичните (PV) системи и опремата за полнење на електрични возила (EV) се особено чувствителни на штети од пренапон. IEC 61643-32 посебно предвидува избор на SPD на фотоволтаични системи. При избор на заштита од пренапон за уреди со обновлива енергија, консултирајте се со овластен електроинженер.
