Type 1 SPD versus Type 2

Wat zijn overspanningsbeveiligingen en waarom zijn ze belangrijk?

SPD-concept: Een overspanningsbeveiliging (SPD) is een elektrisch apparaat dat is ontworpen om circuits en bijbehorende faciliteiten te beschermen tegen schade veroorzaakt door transiënte overspanningen en pieken. Ze kunnen precieze bescherming bieden om de uitvaltijd van apparatuur te minimaliseren en een soepele werking te garanderen.

Overspanningsbeveiligingen, vaak surge arresters of surge suppressors genoemd, zijn ontworpen om elektrische installaties en apparatuur te beschermen tegen transiënte overspanningen. Deze plotselinge spanningspieken kunnen afkomstig zijn van:

- Blikseminslagen (direct of indirect)
- Schakelhandelingen van het elektriciteitsnet
- Het in- of uitschakelen van grote apparatuur
- Stroomstoringen en daaropvolgende herstel
- Elektrische ongevallen

Zonder de juiste overspanningsbeveiliging kunnen deze transiënte spanningsgebeurtenissen gevoelige elektronica beschadigen, de levensduur van apparatuur verkorten, gegevensverlies veroorzaken en zelfs brandgevaar creëren. Volgens industriële studies veroorzaken stroompieken jaarlijks miljarden dollars aan schade aan apparatuur, waardoor overspanningsbeveiliging een essentiële investering is voor zowel residentiële als commerciële toepassingen.

Als het gaat om het beschermen van uw elektrische apparatuur en systemen tegen stroompieken, is het cruciaal om de verschillen tussen overspanningsbeveiliging (SPD) Type 1 en Type 2 te begrijpen. Elk type dient een specifiek doel in de elektrische beschermingshiërarchie, en het kiezen van de juiste kan het verschil betekenen tussen het beschermen van uw waardevolle apparatuur of het riskeren van kostbare schade.

Wat is een type 1 overspanningsbeveiliging?

Type 1 overspanningsbeveiligingen beschermen residentiële en commerciële gebouwen tegen externe, hoogenergetische spanningspieken, voornamelijk veroorzaakt door blikseminslagen.

Meestal geïnstalleerd tussen de ingang van de nutsvoorziening en het hoofddistributiepaneel, bieden ze een eerste verdedigingslinie door stroompieken te onderscheppen voordat ze het elektrische systeem van het gebouw binnengaan. Dit type bescherming kan effectief grote pieken beheren, waardoor potentiële schade aan de elektrische infrastructuur en aangesloten apparatuur wordt voorkomen.

Wat is een type 2 overspanningsbeveiliging?

Type 2 overspanningsbeveiligingen beschermen apparaten en gevoelige elektronische apparatuur tegen interne spanningspieken en pieken die vaak voorkomen in het elektrische systeem van een gebouw.

Geïnstalleerd in schakelborden, behandelt dit type overspanningsbeveiliging pieken die optreden door het schakelen van elektrische belastingen of het omzeilen van externe verdedigingen. Het biedt een essentiële tweede verdedigingslinie door de effecten van deze pieken te verminderen, waardoor de algehele veiligheid en levensduur van elektrische apparatuur binnen het pand worden verhoogd.

Verschillen tussen Type 1, Type 2 SPD overspanningsbeveiliging

1. Golfvorm:

Verschillende SPDs worden gecategoriseerd en beoordeeld op basis van specifieke golfvormen die de aard van veelvoorkomende elektrische storingen simuleren. Een golfvorm verwijst naar de specifieke vorm en kenmerken van de transiënte spanning of stroompiek die de SPD moet weerstaan. Verschillende soorten SPDs worden getest en beoordeeld op verschillende golfvormstandaarden, die verschillende soorten potentiële pieken vertegenwoordigen. Hier zijn enkele van de meest voorkomende:

- 10/350 µs Golfvorm (Type 1 SPDs): heeft een stijgtijd van 10 microseconden en een meer langdurige duur van 350 microseconden. De golfvorm wordt gebruikt bij het definiëren van de classificaties van type 1 SPDs, gespecialiseerde apparaten die zijn gemaakt om te beschermen tegen directe blikseminslagen. De verlengde stijgtijd weerspiegelt de langzamere opbouw van spanning die typisch is bij dergelijke bliksemgebeurtenissen.

- 8/20 µs Golfvorm (Type 2 SPDs): Deze golfvorm vertoont een snelle stijgtijd van 8 microseconden en een relatief lange duur van 20 microseconden. Het is een standaard voor het definiëren van de classificaties van type 2 SPDs. De apparaten zijn ontworpen om te beschermen tegen snel stijgende, hoogstroompieken die kunnen ontstaan door activiteiten zoals schakelhandelingen of nabije blikseminslagen. De golfvorm repliceert effectief de snelle toename van spanning die met deze gebeurtenissen gepaard gaat, en begeleidt de ontwerp- en prestatieverwachtingen van type 2 SPDs.

2. Energieverwerkingscapaciteit:

Twee soorten SPDs verschillen in hun energieverwerkingscapaciteit, omdat ze zijn ontworpen om te functioneren tegen verschillende eindgebruikscenario's, geclassificeerd op basis van hun locatie en beschermingsniveau:

- Type 1 overspanningsbeveiliging (SPD), gecategoriseerd als Klasse B, verwerkt efficiënt de hoogste piekstromen die afkomstig zijn van directe blikseminslagen of intense hoogenergetische gebeurtenissen, met een energieverwerkingscapaciteit van Iimp (10/350 µs) 25kA tot 100kA.

- Type 2 overspanningsbeveiliging (SPD), geclassificeerd als Klasse C, behandelt middelgrote pieken die vaker voorkomen dan type 1, maar nog steeds krachtig genoeg zijn om elektronica te beschadigen. Met een energieverwerkingscapaciteit variërend van In & Imax (8/20 µs) 20kA tot 110kA.

3. Prestaties:

- Type 1-apparaten zijn ontworpen om te beschermen tegen externe pieken, waaronder directe blikseminslagen, die zeldzaam zijn maar zeer destructief kunnen zijn.

- Type 2-apparaten beschermen tegen pieken in een gebouw van grote apparaten die aan/uit gaan, of tegen externe pieken die door een Type 1-apparaat gaan.

Is Type 1 SPD beter dan Type 2?

Een type 1 SPD is over het algemeen gemaakt om de hoogenergetische pieken te beheren die verband houden met directe blikseminslagen. Type 1-arresters alleen beschermen echter niet volledig het elektrische systeem. Vanuit het oogpunt van energieverwerkingscapaciteit overtreffen ze die van type 2 SPDs, terwijl type 1 SPDs grotere piekstromen tegenkomen. Hoewel ze een aanzienlijk deel van de energie kunnen verdragen, blijft er reststroom over die de functionaliteit van type 2 surge arresters vereist.

Beschouw een grote concertzaal waar de hoofdingang is uitgerust met voldoende veiligheidscontroles (functioneert als een type 1 SPD) om te voorkomen dat er grote bedreigingen of ongeoorloofde items de zaal binnengaan. Tegelijkertijd zijn er in de concertzaal extra beveiligingspersoneel en controles (vergelijkbaar met een type 2 SPD) om kleinere problemen aan te pakken om te garanderen dat het concert soepel verloopt.

De keuze tussen type 1 en type 2 SPDs hangt af van factoren zoals de installatielocatie en de verwachte energiestromen die ze moeten verwerken. Het is vermeldenswaard dat noch type 1, noch type 2 SPDs inherent superieur zijn; hun effectiviteit is afhankelijk van specifieke toepassingsvereisten.

Posities type 1 en type 2 SPDs zijn ontworpen om te beschermen

Type 1 SPDs zijn strategisch ontworpen om te worden geïnstalleerd in het hoofdelectrische paneel en hun primaire functie is het verwerken van hoogenergetische pieken die extern ontstaan.

Het wordt geïnstalleerd in de primaire verdeelkast aan de oorsprong van de elektrische installatie. Type 1 overspanningsbeveiliging is met name handig in een gebied met een hoge bliksemdichtheid waar het risico op zware piekstromen of zelfs een directe inslag hoog is (bijv.: gebouwen uitgerust met bliksemstaven).

Type 1 overspanningsbeveiliging (SPD) is uitgebreid te vinden in verschillende toepassingen, prominent in het hoofdelectrische paneel.

Aan de andere kant worden type 2 SPDs geplaatst in het subpaneel of de eindgroep in het elektrische systeem en aan de belastingszijde van het overstroombeveiligingsapparaat van de serviceapparatuur, inclusief SPDs die zich in het eindgroep paneel bevinden. Ze zijn ontworpen om bescherming te bieden tegen lokale pieken en matige tot hoogenergetische transiënten die nog steeds een bedreiging kunnen vormen voor gevoelige apparatuur.

Door dichter bij het punt van gebruik te zijn, bieden type 2 SPDs een secundaire verdedigingslaag, waardoor pieken effectief worden voorkomen die verder het elektrische netwerk in reizen.

Hoe kies je de juiste overspanningsbeveiliging?

Het selecteren van de juiste overspanningsbeveiliging vereist overweging van verschillende factoren:

1. Risicobeoordeling

- Bliksemblootstelling: Eigendommen in gebieden die gevoelig zijn voor bliksem moeten prioriteit geven aan Type 1-bescherming
- Apparatuurwaarde: Apparatuur met een hogere waarde rechtvaardigt een uitgebreidere bescherming
- Kritieke operaties: Missie-kritieke systemen vereisen meerlagige bescherming
- Uitvaltijdskosten: Overweeg de kosten van potentiële uitvaltijd door piekschade

2. Technische overwegingen

- Systeemspanning: Stem de SPD af op de spanning van uw elektrische systeem
- Kortsluitstroomclassificatie: Zorg ervoor dat de SPD de beschikbare foutstroom aankan
- Piekstroomcapaciteit: Hogere classificaties bieden betere bescherming en een langere levensduur
- Spanningsbeschermingsclassificatie (VPR): Lager is beter voor gevoelige apparatuur
- Beschermingsmodi: L-N, L-G, N-G, L-L (meer complete bescherming omvat alle modi)

3. Implementatiestrategie

- Type 1 SPD bij de service-ingang om de meest ernstige pieken te verwerken
- Type 2 SPDs in verdeelpanelen om eindgroepen te beschermen

Moet ik zowel Type 1 als Type 2 SPDs nemen?

De beslissing om zowel type 1 als type 2 SPDs te gebruiken, hangt af van verschillende factoren. Overwegingen zijn onder meer het risico op blikseminslagen in het gebied, de gevoeligheid van de gebruikte elektronische apparatuur, budgetplannen en naleving van lokale elektrische codes en voorschriften.

In situaties waar het risico op bliksem hoog is of waar kritieke en gevoelige apparatuur in gebruik is, wordt de installatie van beide soorten SPDs vaak aanbevolen.

Type 1 surge arresters moeten direct onder de inkomende stroomonderbreker worden geïnstalleerd, vooral als er een bliksemstang op het dak van het gebouw staat.

Voor industriële en commerciële locaties is het een must om beide surge arresters te installeren, aangezien bliksembescherming voor deze dichtbevolkte gebieden urgenter wordt, kan het gebrek aan bescherming niet alleen schade aan apparatuur en faciliteiten veroorzaken, maar mogelijk ook de veiligheid van mensen in gevaar brengen.

Overleg met een gekwalificeerde elektricien of elektro-ingenieur is noodzakelijk om de specifieke behoeften van het elektrische systeem te beoordelen en de meest effectieve combinatie van SPDs te bepalen voor duurzame bescherming.

Beste praktijken voor installatie

Een correcte installatie is cruciaal voor effectieve overspanningsbeveiliging:

1. Belangrijke opmerkingen vóór de installatie

- Zorg ervoor dat de stroom bij de stroomonderbrekers of scheidingsschakelaars is uitgeschakeld.

- De installatie- en bedradingsprocedures moeten voldoen aan zowel nationale als lokale elektrische normen.

- Gekwalificeerde, erkende technici of elektriciens moeten verantwoordelijk zijn voor de installatie en het onderhoud van het systeem.

- De geleiderlengtes moeten zo kort en recht mogelijk zijn voor de beste prestaties.

- Vermijd het oprollen van overtollige draad. Vermijd het oprollen van overtollige draden.

- Vermijd bochten van 90 graden en buig draden afgerond voor de beste prestaties.

- Knip alle draden op de juiste lengte.

- De geleiders voor de SPD-installatie mogen bij voorkeur niet langer zijn dan 0,5 meter en in geen geval langer dan 1 meter.

2. Type 1 SPD-installatie

- Installeer zo dicht mogelijk bij de service-ingang
- Gebruik korte, rechte geleiderdraden (indien mogelijk minder dan 12 inch)
- Gebruik de juiste draadmaat (meestal 6 AWG of groter)
- Zorg voor een goede aardingsaansluiting
- Volg de koppelingsspecificaties van de fabrikant

3. Type 2 SPD-installatie

- Installeer aan de belastingszijde van de hoofdschakelaar
- Plaats dicht bij de beschermde apparatuur of het paneel
- Minimaliseer de draadlengte om de impedantie te verminderen
- Gebruik een speciale stroomonderbreker per specificaties van de fabrikant
- Installeer op een locatie die toegankelijk is voor periodieke inspectie

Overwegingen voor onderhoud en vervanging

Overspanningsbeveiligingen gaan niet eeuwig mee en vereisen periodieke aandacht:

- Regelmatige inspectie: Controleer maandelijks de indicatielampjes (indien beschikbaar)
- Levensduur: De meeste SPDs hebben een beperkte levensduur en degraderen bij elke piekgebeurtenis
- Vervangingscriteria: Vervang na grote piekgebeurtenissen, wanneer indicatoren het einde van de levensduur aangeven, of volgens het aanbevolen schema van de fabrikant
- Documentatie: Houd records bij van installatiedata en eventuele piekgebeurtenissen
- Testen: Overweeg periodiek testen door gekwalificeerde elektriciens voor kritieke installaties

Regelgevingsnormen en naleving

Zoek bij het selecteren van overspanningsbeveiligingen naar producten die voldoen aan de relevante normen:

- UL 1449 4e editie: De primaire norm voor overspanningsbeveiligingen in Noord-Amerika
- IEEE C62.41: Definieert piek-omgevingen en testprocedures
- NFPA 70 (National Electrical Code): Bevat vereisten voor SPD-installatie
- IEC 61643: Internationale norm voor laagspannings-overspanningsbeveiligingen

Naleving van deze normen zorgt ervoor dat de apparaten zijn getest en geverifieerd om de bescherming te bieden die ze claimen.

Veelvoorkomende misvattingen over overspanningsbeveiliging

Om u te helpen weloverwogen beslissingen te nemen, gaan we in op enkele veelvoorkomende misverstanden:

- Misvatting: Eén overspanningsbeveiliging is voldoende voor bescherming van het hele gebouw.
  Realiteit: Een gecoördineerde aanpak met meerdere typen biedt de meest uitgebreide bescherming.

- Misvatting: Alle overspanningsbeveiligingen bieden gelijke bescherming.
  Realiteit: De beschermingsniveaus variëren aanzienlijk tussen Type 1, 2 en 3, en zelfs tussen modellen binnen elk type.

- Misvatting: Overspanningsbeveiligingen gaan eeuwig mee.
  Realiteit: Ze degraderen bij elke piekgebeurtenis en vereisen periodieke vervanging.

- Misvatting: Overspanningsbeveiligingen beschermen tegen alle stroomproblemen.
  Realiteit: Ze beschermen tegen transiënte pieken, maar niet tegen aanhoudende overspanningen, onderspanningen of uitval.

Conclusie

Samenvattend zijn de belangrijkste verschillen tussen Type 1 en Type 2 overspanningsbeveiligingen hun locatie en de aard van de pieken die ze moeten bestrijden. Het begrijpen van deze verschillen kan ons helpen de juiste overspanningsbeveiligingsstrategie te kiezen om de levensduur en betrouwbaarheid van elektrische installaties en gevoelige apparatuur te garanderen.

Terwijl Type 1 surge arresters dienen als de primaire verdediging tegen krachtige externe pieken zoals blikseminslagen, bieden Type 2 spds essentiële bescherming tegen de frequentere interne transiënte overspanningen die worden gegenereerd binnen uw elektrische installatie. Vaak wordt de meest robuuste en betrouwbare bescherming bereikt door een gecoördineerde aanpak die beide soorten spd in een gelaagde configuratie gebruikt. Dit biedt uitgebreide overspanningsbeveiliging van de secundaire van de servicetransformator tot aan het punt van gebruik.