Pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa (SPD) është një nga komponentët më kritikë, por shpesh të anashkaluar, të çdo pajisjeje elektrike. Pavarësisht nëse po mbroni pajisjet inteligjente shtëpiake apo sistemin e kontrollit industrial të fabrikës, të kuptuarit e funksionit, parimit të punës dhe llojit të kërkuar të SPD-së mund të përcaktojë nëse pajisjet mund të vazhdojnë të funksionojnë në mënyrë të qëndrueshme apo të shkaktojnë humbje prej mijëra dollarësh në pajisje.
Ky udhëzues mbulon të gjitha pikat kryesore: çfarë është pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa, parimi teknik, ndryshimet kryesore midis SPD-së së tipit 1, tipit 2 dhe tipit 3, dhe si të zgjidhni skemën e duhur të mbrojtjes nga mbingarkesa për skenarin tuaj të aplikimit.
Çfarë është Pajisja Mbrojtëse nga Mbrojtja (SPD)?
Një pajisje mbrojtëse nga mbitensionet është një komponent sigurie elektrike i projektuar për të mbrojtur pajisjet, linjat dhe sistemet nga mbitensionet kalimtare - ngjarje që zakonisht quhen rritje të tensionit ose rritje të tensionit . Kur ndodh një rritje e tensionit, SPD zbulon tensionin e tepërt dhe e importon atë në mënyrë të sigurt në sistemin e tokëzimit përpara se të arrijë dhe të dëmtojë pajisjen e lidhur.
Sipas Komisionit Ndërkombëtar Elektroteknik (IEC) , mbitensioni kalimtar është një nga shkaqet kryesore të dështimit të parakohshëm të pajisjeve elektronike dhe elektrike në mbarë botën, gjë që e bën pajisjen mbrojtëse nga mbitensionet një investim të domosdoshëm në çdo pajisje elektrike moderne.
Pse keni nevojë për një pajisje mbrojtëse nga mbitensionet?
Frekuenca e rritjes së tensionit është shumë më e madhe se sa perceptimi kognitiv i shumicës së njerëzve. Burimet e saj ndahen në dy kategori: të jashtme dhe të brendshme.
Burime të Jashtme :
- Goditje rrufeje (goditje e drejtpërdrejtë ose goditje rrufeje aty pranë)
- Ndërprerës rrjeti
- Ndërprerjet e energjisë elektrike dhe ngjarjet e rivendosjes.
Burime të Brendshme :
- Funksionimi i nisjes dhe ndalimit të motorit të madh dhe sistemit HVAC HVAC
- Disqet me frekuencë të ndryshueshme (VFD)
- Pajisjet e saldimit dhe ngarkesat industriale
Edhe mikro-valët me amplitudë të ulët - mjaftueshëm të vogla për të shkaktuar një ndërprerës qarku - do të grumbullohen me kalimin e kohës, duke ulur në heshtje performancën e gjysmëpërçuesve, kondensatorëve dhe qarqeve. Përfundimisht, kjo çon në fundin e parakohshëm të jetëgjatësisë së pajisjeve dhe shpesh nuk mund të gjendet një shkak i qartë i defektit.
Pajisja mbrojtëse nga mbitensionet e zgjedhura në mënyrë të arsyeshme mund të ofrojë një barrierë mbrojtëse të padukshme, por thelbësore për të gjitha kërcënimet e mësipërme.
Si funksionon pajisja mbrojtëse nga mbitensionet?
Mekanizmi kryesor i punës së një pajisjeje mbrojtëse nga mbingarkesa është fiksimi i tensionit . SPD monitoron vazhdimisht tensionin e linjës. Sapo tensioni tejkalon pragun e paracaktuar të sigurisë, pajisja fillon menjëherë dhe energjia e tepërt ridrejtohet te përcjellësi i tokëzimit për ta mbajtur atë larg ngarkesës së lidhur.
Roli i Varistorit të Oksidit të Metalit (MOV)
Teknologjia më e përdorur brenda pajisjes së mbrojtjes nga mbingarkesa është Varistori me oksid metali (MOV). Procesi i tij i punës është si më poshtë:
Funksionimi Normal : Tensioni mbahet brenda një diapazoni të sigurt. MOV është në një gjendje impedance të lartë dhe nuk ndërhyn në rrjedhën normale të rrymës.
Rritja e tensionit e zbuluar : Ngjarje të mbitensionit kalimtar (siç janë rritjet e tensionit të shkaktuara nga goditjet e rrufeve).
Aktivizimi i shtrëngimit : Impedanca MOV bie ndjeshëm, duke siguruar një shteg shkarkimi me impedancë të ulët në skajin e tokëzimit për rrymën e mbingarkesës.
Energjia e devijuar : Tensioni i tepërt futet në mënyrë të sigurt në elektrodën e tokëzimit, duke anashkaluar pajisjen lidhëse.
Funksionimi Normal Rifillon : Pasi të zhduket vala e tensionit, MOV rikthen gjendjen e gatishmërisë me impedancë të lartë.
Teknologji të tjera të përdorura në SPD përfshijnë :
| Tabela e Teknologjive të SPD-ve | |
|---|---|
| Teknologji | Rasti më i mirë i përdorimit |
| Varistor i oksidit të metalit (MOV) | Për qëllime të përgjithshme, me kosto efektive |
| Tub shkarkues me gaz (GDT) | Tension i lartë, rritje të energjisë së lartë |
| Dioda e ortekut të silikonit (SAD) | Elektronikë precize dhe me reagim të shpejtë |
| Pajisja e Mbrojtjes nga Rryma e Tiristorit (TSPD) | Linjat e telekomunikacionit dhe të të dhënave |
Shumë SPD moderne përdorin një kombinim hibrid të teknologjive të mësipërme për të optimizuar njëkohësisht shpejtësinë e reagimit dhe aftësitë e përpunimit të energjisë.
SPD i Tipit 1 kundrejt Tipit 2 kundrejt Tipit 3: Cili është ndryshimi?
Sipas standardit IEC 61643-11, pajisjet mbrojtëse nga mbingarkesa ndahen në lloje të ndryshme sipas vendndodhjes së instalimit dhe llojit të mbingarkesës së projektuar dhe të përpunuar. Dallimi më i rëndësishëm është në pajisjet mbrojtëse nga mbingarkesa të tipit 1, tipit 2 dhe tipit 3.
| Tabela krahasuese e SPD-së së tipit 1 kundrejt tipit 2 kundrejt tipit 3 | |||
|---|---|---|---|
| tipar | Lloji 1 SPD | Lloji 2 SPD | Lloji 3 SPD |
| Pika e instalimit | Hyrja kryesore e shërbimit | Shpërndarja/nën-paneli | Pika e Përdorimit |
| Forma e valës së testimit | 10 / 350μs | 8 / 20μs | Valë Kombinimi (1.2/50 μs – 8/20 μs |
| Rryma maksimale e impulsit | Deri në 100kA+ | Zakonisht 20-40 kA | 1–10 kA |
| Kërcënimi kryesor i trajtuar | Goditje e drejtpërdrejtë e rrufesë | Ndërprerjet e tensionit, rrufeja e mbetur | Tensioni i Mbetur Kalimtar |
| E detyrueshme për LPS? | Po (IEC 62305) | Jo i detyrueshëm | jo |
Çfarë është pajisja mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 1?
Një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa e tensionit (SPD) e tipit 1 është një pajisje e lidhur përgjithmonë, e instaluar në anën e linjës së hyrjes kryesore të shërbimit (para ndërprerësit kryesor) për të mbrojtur nga mbingarkesat e jashtme me energji të lartë, si goditjet direkte të rrufeve.
Karakteristikat kryesore të pajisjes mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 1 :
- Është instaluar midis rrjetit publik të energjisë dhe rrjetit kryesor. bordi i shpërndarjes.
- Mund t'i rezistojë rrymës jashtëzakonisht të lartë të impulsit (zakonisht të vlerësuar deri në 100 kA).
- Sipas IEC 62305, ndërtesat me sistem mbrojtjeje nga rrufeja (LPS) të instaluar duhet të jenë të pajisura me SPD të Tipit 1.
- Përbën linjën e parë dhe më të fortë të mbrojtjes nga mbitensionet.
- Mbroni pajisjet vartëse dhe ndërtoni instalime elektrike të brendshme.
Çfarë është pajisja mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 2?
Një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa e tipit 2 (SPD) është një komponent, shpesh modular, i instaluar në anën e ngarkesës së paneleve ose nënpaneleve kryesore të shërbimit elektrik për të mbrojtur elektronikën e ndjeshme nga mbingarkesat e brendshme të shkaktuara nga operacionet e ndërrimit (p.sh., ndërrimi i motorëve/pajisjeve) ose mbingarkesat e mbetura të jashtme.
Karakteristikat kryesore të pajisjes mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 2 :
- Instalojeni në panelin kryesor të shpërndarjes ose në nën-panelin e shpërndarjes.
- Merret me mbitensionin e mbetur dhe tensionin e brendshëm kalimtar.
- Është lloji SPD më i përhapur në ndërtesat rezidenciale dhe tregtare.
- Në mungesë të SPD-së së tipit 1, shpesh përdoret si shtresa e vetme mbrojtëse.
Çfarë është pajisja mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 3?
Pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa e tensionit të tipit 3 është linja e fundit e mbrojtjes në sistemin e mbrojtjes nga mbingarkesa. Ajo instalohet në pikën e përdorimit, domethënë, direkt pranë pajisjeve të ndjeshme që kanë nevojë për mbrojtje, siç janë stacionet e punës të kompjuterëve, kabinetet e serverëve, pajisjet shtëpiake, pajisjet mjekësore ose instrumentet precize.
Detyra e tij kryesore është të eliminojë tensionin e vogël kalimtar pas dobësimit të pajisjeve të tipit 1 dhe tipit 2 në rrjedhën e sipërme, dhe të kontrollojë tensionin që përfundimisht arrin portin e pajisjes brenda diapazonit të sigurt që pajisja mund t'i rezistojë.
Karakteristikat kryesore të pajisjes mbrojtëse nga mbitensionet e tipit 3 :
- Instalojeni në terminalin e prizës së energjisë, pranë pajisjeve të mbrojtura.
- Rryma nominale e shkarkimit është zakonisht e ulët, duke filluar nga 1 deri në 10 kA.
- Duhet të përdoret së bashku me SPD-në e tipit 1 ose tipit 2 të rrjedhës së sipërme dhe nuk mund të përdoret si masa e vetme mbrojtëse e pavarur.
Ku duhet të instalohet pajisja mbrojtëse nga mbitensionet?
Për të arritur mbrojtje gjithëpërfshirëse nga mbingarkesat, ekipi i Tomzn rekomandon një strategji të koordinuar mbrojtjeje shumënivelëshe:
- Niveli 1 – Hyrja e Shërbimit HyrësSPD-ja e Tipit 1 kap valët e mëdha të tensionit të jashtme përpara se ato të hyjnë në ndërtesë.
- Niveli 2 – Paneli i ShpërndarjesSPD i Tipit 2 zbut mbingarkesën e mbetur dhe tensionin e brendshëm kalimtar.
- Niveli 3 – Power Point i PërdorshëmSPD i Tipit 3 (Mbrojtës nga tensioni në prizë ose mbrojtës nga tensioni në socket) ofron vijën e fundit të mbrojtjes në pajisjet terminale të ndjeshme siç janë kompjuterët, televizorët dhe pajisjet mjekësore.
- Çdo nivel mbrojtjeje zvogëlon energjinë e mbingarkesës me radhëKjo strategji nganjëherë quhet mbrojtje nga mbingarkesa në kaskadë. Pavarësisht se sa e lartë është vlera e vlerësuar, një pajisje e vetme nuk mund të ofrojë mbrojtje të plotë.
Si të zgjidhni pajisjen e duhur mbrojtëse nga mbitensionet?
Kur zgjidhni ose blini një SPD, ju lutemi përqendrohuni në parametrat e mëposhtëm:
- Lloji SPDPërcaktoni nëse nevojitet pajisja e kombinuar e tipit 1, tipit 2 ose tipit 1 + 2 sipas pozicionit të instalimit.
- Vlerësimi i Mbrojtjes së Tensionit (Up/VPR)Tensioni maksimal i terminalit SPD gjatë mbingarkesës. Sa më e ulët vlera, aq më mirë. Për një sistem 230V, Up ≤ 1.5kV është vlera ideale.
- Rryma nominale e shkarkimit (Në)SPD mund t'i rezistojë nivelit të rrymës në mënyrë të përsëritur pa ulur performancën.
- Tensioni maksimal i vazhdueshëm operativ (Uc)Duhet të jetë i barabartë ose më i madh se tensioni i furnizimit të sistemit.
- Pajtueshmëria standardeVerifikoni gjithmonë nëse pajisja ka kaluar certifikimin standard përkatës në rajon.
Si ta instaloni në mënyrë të sigurt pajisjen mbrojtëse nga mbitensionet?
Instalimi i duhur i pajisjeve mbrojtëse nga mbingarkesa është po aq i rëndësishëm sa zgjedhja e produktit të duhur. SPD-ja e instaluar gabimisht jo vetëm që mund të mos mbrojë pajisjet tuaja, por gjithashtu mund të paraqesë një rrezik sigurie. Ju lutemi ndiqni hapat e mëposhtëm për një instalim të sigurt dhe efektiv.
Mbyllni furnizimin kryesor me energji
Përpara çdo veprimi, ndërprerësi kryesor i qarkut shkëputet së pari për t'u siguruar që centrali elektrik është fikur plotësisht. Mos instaloni SPD në një sistem elektrik nën tension. Pasi të keni përdorur një stilolaps pa kontakt për të konfirmuar që nuk ka tension, vazhdoni veprimin pasues.
Vishni pajisjet e nevojshme mbrojtëse personale (PPE)
Gjatë instalimit duhet të vishen doreza izoluese dhe syze mbrojtëse. Edhe pasi të jetë mbyllur ndërprerësi kryesor i qarkut, disa komponentë mund të kenë ende energji të mbetur. Marrja e masave themelore të mbrojtjes së sigurisë mund të zvogëlojë në mënyrë efektive rrezikun e goditjes elektrike ose shpërthimit të harkut elektrik.
Zgjidhni vendndodhjen e saktë të instalimit
Instaloni SPD-në sa më afër të jetë e mundur me panelin kryesor të shpërndarjes ose pajisjet e mbrojtura. Sa më i shkurtër të jetë teli midis SPD-së dhe centralit, aq më e vogël është rezistenca e linjës dhe aq më e mirë është performanca e mbrojtjes së pajisjeve.
Lidhni saktë linjën
Veproni në përputhje të plotë me diagramin e instalimeve elektrike të ofruar nga prodhuesi dhe përdorni telin që plotëson specifikimet për të lidhur saktë telin SPD me terminalet përkatëse: teli i lidhur (L), teli neutral (N) dhe teli i tokëzimit. Teli duhet të jetë sa më i shkurtër dhe i drejtë të jetë e mundur dhe rekomandohet të mos kalojë 0.5 metra për të zvogëluar rënien e tensionit kur ndodh një rritje e tensionit. Shmangni përkuljet ose mbështjelljet e mprehta të telit.
Rregulloni pajisjet dhe mbyllni centralin elektrik
Pas përfundimit të të gjitha instalimeve elektrike, mbështjellësi SPD instalohet fort në centralin elektrik ose në sipërfaqen e montimit. Kontrolloni nëse të gjitha terminalet janë shtrënguar, mbyllni pllakën e mbulesës së panelit të shpërndarjes pasi të keni konfirmuar se është në rregull dhe më pas rivendosni furnizimin me energji.
Rivendosni furnizimin me energji dhe verifikoni gjendjen e funksionimit
Mbylleni çelësin kryesor të qarkut dhe kontrolloni treguesin e statusit të SPD-së. Shumica e mbrojtësve modernë të mbitensionit janë të pajisur me drita treguese LED ose ekrane statusi në formë dritareje për të përcaktuar vizualisht nëse pajisja po funksionon siç duhet. Drita treguese është jeshile, zakonisht duke treguar që SPD është në një gjendje normale pune dhe mund të ofrojë mbrojtje në çdo kohë.
Nëse keni dyshime, ju lutemi konsultohuni me një inxhinier elektrik të çertifikuar
Edhe pse instalimi i disa SPD-ve është relativisht i thjeshtë, ekziston një rrezik i madh në funksionimin e brendshëm të centralit elektrik. Nëse nuk jeni të sigurt në njohuritë tuaja profesionale elektrike, ju lutemi t'ia besoni instalimin një inxhinieri elektrik të kualifikuar dhe të çertifikuar. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për SPD-të e Tipit 1 të instaluara në furnizimin kryesor me energji elektrike. Instalime të tilla duhet të jenë në përputhje me specifikimet lokale elektrike, siç është NEC (Kodi Kombëtar Elektrik) në Shtetet e Bashkuara.
Këshilla sigurie: Ju lutemi sigurohuni që ta lexoni me kujdes manualin e instalimit të ofruar nga prodhuesi i SPD-së para instalimit dhe sigurohuni që procesi i instalimit të jetë në përputhje me të gjitha specifikimet dhe standardet lokale elektrike, të tilla si IEC 61643-11 ose UL 1449.
Mendimi përfundimtar rreth pajisjes mbrojtëse nga mbitensionet
Në një epokë të pajisjeve elektronike të ndjeshme ndaj tensionit, sistemeve të ndërlidhura dhe luhatjeve të cilësisë së energjisë, pajisjet mbrojtëse nga mbingarkesat nuk janë më opsionale. Nga mbrojtja e pajisjeve shtëpiake deri te ruajtja e sistemeve të automatizimit industrial me vlerë miliona dollarë, një përzgjedhje e arsyeshme e SPD-ve mund të sjellë siguri dhe përfitime ekonomike afatgjata.
Pavarësisht nëse projekti juaj duhet të instalojë një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa të tipit 1 në anën hyrëse, një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa të tipit 2 në centralin elektrik, ose të vendosë një strategji të plotë të mbrojtjes nga mbingarkesa të koordinuara në shumë nivele, një nga investimet më të zgjuara që mund të bëni në fushën e sigurisë elektrike është të zgjidhni një pajisje që kalon certifikimin dhe ka parametrat e saktë të vlerësuar.
Për më shumë informacion, ju lutemi lexoni artikujt tanë të lidhur:
Mbrojeni sistemin tuaj HVAC me një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa e ajrit të kondicionuar
Pajisja e Mbrojtjes nga Rryma Fotovoltaike – Gjithçka që duhet të dini
A mund të mbrojnë plotësisht pajisjet mbrojtëse nga mbingarkesa nga goditjet direkte të rrufeve?
Asnjë SPD nuk mund të ofrojë 100% mbrojtje kundër goditjeve direkte nga rrufeja. Megjithatë, pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa e tensionit të Tipit 1 - e kombinuar me një Sistem të plotë Mbrojtjeje nga Rrufeja (LPS) në përputhje me IEC 62305 - me përzgjedhjen e saktë të vlerësuar të pajisjes mbrojtëse nga mbingarkesa e Tipit I mund të zvogëlojë ndjeshëm rrezikun e dëmtimit të pajisjeve dhe zjarrit.
Sa është jeta e shërbimit të SPD-së?
Çdo ngjarje e mbingarkesës do të shkaktojë një shkallë të caktuar humbjeje të komponentit MOV brenda pajisjes. Shumica e SPD-ve me cilësi të lartë janë të pajisura me një dritë treguese statusi ose dritare vëzhgimi, e cila do të bëhet e kuqe ose do të dështojë kur pajisja duhet të zëvendësohet. Jeta e pritur e shërbimit është zakonisht 5 deri në 10 vjet, varësisht nga frekuenca dhe fuqia e mbingarkesës.
A janë pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa dhe SPD i njëjti lloj produkti?
Jo tamam e njëjta gjë. Pajisja mbrojtëse nga mbingarkesa në prizë i përket SPD të tipit III, SPD i Tipit 3, i cili ofron vetëm mbrojtje lokale nga priza e energjisë. Nuk mund të zëvendësojë pajisjen mbrojtëse nga mbingarkesa të tipit I ose II të lidhur me kabllo të palëvizshme, pajisjen mbrojtëse nga mbingarkesa të instaluar në central elektrik. Efekti më i fuqishëm i mbrojtjes mund të arrihet duke përdorur skemën e mbrojtjes me shtresa të mbivendosura me tre nivele.
A kërkojnë energjia diellore dhe pajisjet e karikimit të automjeteve elektrike SPD?
Po. Sistemet fotovoltaike (PV) dhe pajisjet e karikimit të automjeteve elektrike (EV) janë veçanërisht të ndjeshme ndaj dëmtimeve nga mbingarkesat. IEC 61643-32 parashikon posaçërisht përzgjedhjen SPD të sistemeve fotovoltaike. Kur zgjidhni mbrojtje nga mbingarkesat për pajisjet e energjisë së rinovueshme, ju lutemi sigurohuni që të konsultoheni me një inxhinier elektrik të çertifikuar.
