Wat doet een spd?

Een overspanningsbeschermingsapparaat (SPD) is een apparaat dat wordt gebruikt om elektronische apparatuur te beschermen tegen overspanningen of voorbijgaande spanningen.Ze zijn parallel aangesloten op het belastingkrachtscircuit dat bescherming nodig heeft en kunnen ook worden gebruikt in stroomnetwerken op alle niveausIn dit artikel zal worden ingegaan op het werkingsprincipe van overspanningsbeschermingsapparaten en hun belangrijke rol in elektrische systemen.

Wat zijn spanningen?

Overspanningen die tot tientallen kilovolts kunnen reiken, duren ongeveer een microseconde.het hoge energiegehalte kan ernstige problemen veroorzaken voor aan de lijn aangesloten apparatuur, zoals vroegtijdige veroudering van elektronische componenten, storing van de apparatuur of onderbrekingen van de dienstverlening en financiële verliezen.

Oorsprong van de stijgingen

Het is bekend dat bliksem de belangrijkste bron van schokken is.Bliksem maakt slechts een deel uit van alle voorbijgaande gebeurtenissen in een faciliteitAangezien overgangsstralen zowel van externe bronnen (zoals bliksem) als van interne bronnen kunnen afkomstig zijn, moeten inrichtingen zowel een bliksembeschermingssysteem als een overspanningsbescherming hebben.

Bliksem: De meest destructieve bron van golf. Volgens de IEC 61643-12 norm kan de energie van bliksem tot 200 kA bereiken.Schattingen tonen aan dat 65% minder dan 20kA en 85% minder dan 35kA zijn..

Inductie: bronnen omvatten wolk naar wolk bliksem of nabijgelegen blikseminslagen waarbij de stroomstroom een overspanning op voedingsleidingen of andere metalen geleiders veroorzaakt.

Er is geen manier om echt te weten wanneer, waar, de grootte, of de duur/golfvorm van een golf.Daarom zijn in de normen enkele veronderstellingen gemaakt en zijn er 2 hoofdgolfvormen gekozen om verschillende golfgebeurtenissen te simuleren.:

- Leiding.

Een geleiding of 10/350 μs simuleert energie van rechtstreekse blikseminslag.

- Inductie
Inductie of 8/20 μs simuleert energie van indirecte blikseminslag.

Interne bronnen:

- Zij komen van het schakelen van het elektriciteitsnet, het ontkoppelen van motoren of andere inductieve belastingen.

- Transiente overspanningen komen niet alleen voor in elektriciteitsleidingen, maar komen ook voor in alle metalen geleiders bestaande lijnen, zoals de telefonie, de communicatie, de meting en de gegevensverwerking.

De rol van overspanningsbeschermingsmiddelen

Overspanningsbeschermingsapparaten regelen overgangsspanningen door overspanningsstromen af te leiden of te beperken en beschermen gevoelige elektronische apparatuur die ermee verbonden is, zoals computers, televisies,wasmachinesDeze apparaten bevatten gevoelige elektronische schakelingen die gevoelig zijn voor schade door voorbijgaande overspanning.Overspanningsbeschermingsapparaten spelen een cruciale rol bij de bescherming van elektrische installatiesystemen.

Zonder de juiste SPD kunnen voorbijgaande gebeurtenissen schade toebrengen aan elektronische apparatuur en tot kostbare stilstand leiden.Het belang van overspanningsbeschermingsapparatuur bij de bescherming van elektrische apparatuur kan niet worden overschat.

Hoe werkt een SPD?

Er is ten minste één niet-lineaire component van de SPD die onder verschillende omstandigheden overgaat tussen een hoge en een lage impedantie.de SPD's zijn in een hoge impedantie en hebben geen invloed op het systeemWanneer er een overgangspanning optreedt in het circuit, gaat de SPD in een geleidingstoestand (of lage impedantie) en stuurt de overgangsenergie en stroom terug naar de bron of grond.Dit beperkt of sluit de spanningsamplitude tot een veiliger niveauNadat het transiënt is omgeleid, wordt de SPD automatisch opnieuw ingesteld op de hoge impedantie.

Het werkingsprincipe van de overspanningsbeschermer is als volgt:

- Normale werking.

Bij ontstentenis van een overspanning heeft de overspanningsbescherming geen invloed op het systeem waarin zij is geïnstalleerd.

isolatie tussen levend geleider en grond.

- Tijdens een golf
Wanneer er een spanningsstorm optreedt, vermindert het spanningsbeschermingsapparaat zijn impedantie in nanoseconden en levert het de spanningsstroom af.

De SPD gedraagt zich als een gesloten circuit, waarbij de overspanning wordt kortsluit en tot waarden wordt beperkt die aanvaardbaar zijn voor de elektrisch aangesloten

de onderliggende apparatuur.

- Na de operatie.
Zodra de pulsstijging stopt, herstelt het overspanningsbeschermingsapparaat zijn oorspronkelijke impedantie en keert terug naar de open circuittoestand, waarbij

de spanningsomstandigheden in het elektrisch systeem te controleren.

3P of 4P? Wanneer is de N-PE paal nodig?

Overspanningsbeschermingsinrichtingen (SPD's) worden parallel stroomopwaarts van elektrische apparatuur in zo'n positie geïnstalleerd dat bij een overspanningsgebeurtenisde SPD zal fungeren als een laag-impedantie pad naar de aardeDit kanaliseert de hoogspanningsenergie weg van de stroomafwaartse apparatuur voordat de spanningsstand wordt overschreden, waardoor schade wordt voorkomen.

Een veel voorkomend vraagstuk met betrekking tot SPD's is het onderscheid tussen de toepassing van drie- en vierpolige apparaten.de neutrale geleider is rechtstreeks aangesloten op de grond (MEN-verbinding)Indien een SPD binnen 10 meter van deze MEN-verbinding wordt geïnstalleerd, is slechts een 3-pool apparaat vereist.De extra N-PE-pool die wordt geleverd door 4-pool-apparaten wordt in deze situatie overbodig gemaakt omdat er al een pad naar de aarde via de neutrale via de MEN-link is.

Als een SPD echter verder dan 10 meter van een MEN-verbinding wordt geïnstalleerd, is een 4-pool SPD vereist.een hoogspanningsenergie kan nu het netwerk binnenkomen na de MEN-verbinding en de stroomafwaartse apparatuur beschadigen.

Classificatie van beschermingsmiddelen

Beschermingsinrichtingen worden volgens de ontladingscapaciteit in soorten ingedeeld.

Type 1:
■ getest met een golfvorm van 10/350 μs (test van klasse I), waarbij de door een rechtstreekse blikseminslag geproduceerde stroom wordt gesimuleerd.
■ Vermogen om zeer hoge stromen naar de aarde af te sturen, waardoor een hoog niveau van up-voltage bescherming wordt geboden.

■ moet worden voorzien van type 2-beschermers.

is hoog, bijvoorbeeld in gebouwen met een extern beschermingssysteem.

Type 2:
■ getest met een golfvorm van 8/20 μs (test van klasse II), waarbij de gegenereerde stroom wordt gesimuleerd bij een schakeling of blikseminslag op de

distributielijn of de omgeving daarvan.
■ Vermogen om hoge stromen naar de aarde te ontladen, waardoor een middelmatig hoogspanningsbeschermingsniveau wordt geboden.

stroomafwaarts van type 1-beschermers of in inkomende voedingspanelen in gebieden met een geringe blootstelling aan blikseminslagen.

Type 3:
■ getest met een gecombineerde golfvorm van 1,2/50 μs - 8/20 μs (test van klasse III), die de stroom en spanning simuleert die de apparatuur kan bereiken

om beschermd te worden.
■ Vermogen om middelmatige stromen naar de aarde te ontladen, waardoor een laag up-spanningsbeschermingsniveau wordt geboden.

bescherming die is ontworpen om gevoelige apparatuur of apparatuur die zich meer dan 20 m stroomafwaarts van het apparaat van type 2 bevindt, te beschermen.

SPD-kenmerken op basis van de norm IEC 61643

Parameters van het beschermingsmiddel:

- Opwaarts Beschermingsniveau: Maximale restspanning tussen de eindpunten van de beschermingsinrichting bij het aanbrengen van een piekstroom.

- In nominale stroom: piekstroom in 8/20 μs golfvorm kan het beschermingsapparaat 20 keer bestand zijn zonder dat het levensduur eindigt

- Imax Maximale ontladingsstroom: piekstroom met een golfvorm van 8/20 μs die het beschermingsapparaat kan weerstaan.

- Uc Maximale continue bedrijfsspanning: Maximale effectieve spanning die permanent op de afsluitingen van de beveiliging kan worden aangebracht

- Het apparaat.

- Impulstroom: piekstroom met een golfvorm van 10/350 μs die het beschermingsapparaat kan weerstaan zonder dat het einde van de levensduur wordt bereikt.

Waar moet ik beginnen met het ontwerp van de bescherming?

Als oorsprong van de installatie is het centrale schakelbord de plaats om het ontwerp van de SPD's op het netwerk te starten.

Hoe start ik het beschermingsdesign?

Zoals eerder vermeld, is het ontwerp van de SPD-bescherming niet afhankelijk van de door de transformator gegeven foutcijfers, maar alleen van het niveau van blootstelling voor de overspanning.Wat voor SPD moeten we installeren in het centrale schakelbord??

Zie het bovenstaande diagram van de IEC 63205-1-standaard, waarin de verspreiding van de hoogste overwogen bliksem wordt weergegeven: 200kA @ 10/350μs.

In het slechtste geval wordt 50% van deze energie naar de aarde geleid, waardoor een potentieel van 100 kA over de netwerken van fase 3 en neutraal blijft.

Hierbij wordt een SPD van type 1 van 25kA @ 10/350μs (Iimp) sterk aanbevolen voor gevallen waarin een bliksem op of in de buurt van de aardverbinding van het gebouw valt, met name wanneer een gebouw een bliksemstaaf heeft.

In the “Normal Scenario” it is assumed any direct lightning strike to the network will be at such a distance from the installation that another 50% of the energy is dispersed to earth via other conductors before entering your point of connection. In dit scenario wordt een apparaat met een kA-capaciteit van 12,5 kA @ 10/350 μs (Iimp) Type 1 aanbevolen.

Als het blootstellingsniveau van de installatie lager is dan de hierboven beschreven scenario's, kan een SPD van type 2 (Imax) worden overwogen, samen met risico's en kosten van apparatuur en stilstandstijden.

Moet ik een derde fase van overspanningsbescherming apparaten installeren?

Een derde fase van overspanningsbescherming die bij de eindbelasting wordt geïnstalleerd, kan worden overwogen, afhankelijk van de belastingen, de kritiek, de kosten, de kosten van stilstand en de gevoeligheid ervan.Als de kosten van de apparatuur en/of de stilstandstijden hoog zijn, wordt een derde fase van type 3 geïnstalleerd (1.5/50 μs) apparaat zal het risico van eventuele laatste stroomenergie die uw apparatuur bereikt verder verminderen.

Voorbeelden van toepassingen die een 3e fase van overspanningsbescherming moeten omvatten zijn:

■ Ziekenhuizen
■ Datacenters
■ Vliegvelden
■ Banken en verzekeringen
■ Vervoer