Wat is het doel van spd

Een spanningspiek verwijst naar een plotselinge en korte toename van de elektrische spanning die door een stopcontact of elektrisch systeem stroomt. Deze pieken kunnen optreden door verschillende redenen, zoals blikseminslagen, fluctuaties in het elektriciteitsnet of de werking van krachtige elektrische apparaten.

Elektrische systemen zijn kwetsbaar voor spanningspieken en -schommelingen die apparatuur kunnen beschadigen, kostbare uitvaltijd kunnen veroorzaken en de betrouwbaarheid van het systeem in gevaar kunnen brengen. Transiënte spanningspieken kunnen worden veroorzaakt door een aantal situaties, waaronder de werking van stroomonderbrekers, VFD's, motoren, transformatoren, condensatorbanken of het schakelen van elektriciteitsnetwerken. Laagspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's) spelen een cruciale rol bij het beschermen van gevoelige apparatuur tegen deze schadelijke elektrische storingen.

Wat is een SPD?

Surge Protective Devices (SPD's) worden gebruikt om de elektrische installatie te beschermen tegen elektrische spanningspieken, bekend als transiënte overspanningen.

Waarom SPD's belangrijk zijn?

Voorkom schade aan apparatuur: SPD's beperken spanningspieken door piekstromen weg te leiden van elektrische systemen, waardoor onomkeerbare schade aan gevoelige apparatuur wordt voorkomen.

Verbeter de betrouwbaarheid: Door systemen te beschermen tegen transiënte overspanningen, zorgen SPD's voor consistente prestaties, waardoor het risico op onverwachte storingen en uitvaltijd wordt verminderd.

Kosteneffectieve bescherming: SPD's zijn een betaalbare manier om elektrische systemen te beschermen en bieden langdurige bescherming tegen lage kosten in vergelijking met potentiële reparatie- of vervangingskosten.

Veelzijdige toepassingen: SPD's zijn, afhankelijk van de typeclassificatie, geschikt voor een breed scala aan faciliteiten, waaronder industriële systemen, communicatie-infrastructuur, procesbesturingssystemen en zelfs elektrische panelen in woningen om huishoudelijke apparaten te beschermen.

Hoe werken SPD's?

SPD's functioneren door de spanning die aan een circuit wordt geleverd tijdens een piekgebeurtenis te beperken. De SPD biedt een pad met lage impedantie voor de piek via zijn Metal Oxide Varistor (MOV), die overtollige piekstromen absorbeert of afvoert naar de aarde, waardoor ervoor wordt gezorgd dat elektrische apparaten binnen veilige spanningsniveaus blijven werken. Bij normale bedrijfsspanningen blijven SPD's in een toestand met hoge impedantie, zodat ze de prestaties van het systeem niet verstoren.

Typen SPD's

SPD's worden ingedeeld in drie hoofdtypen op basis van hun beoogde plaatsing en toepassing:

Type 1 SPD

- Doel: Ontworpen om te beschermen tegen hoogenergetische pieken, zoals die veroorzaakt door directe blikseminslagen.
- Installatie: Geïnstalleerd bij de hoofdaansluiting vóór de hoofdzekering, tussen de nutsvoorziening en het elektrische systeem van het gebouw.
- Gebruiksscenario: Wordt vaak gebruikt in gebieden die gevoelig zijn voor blikseminslagen of waar gebouwen externe bliksembeveiligingssystemen hebben (bijv. bliksemstaven).

Type 2 SPD

- Doel: Beschermt tegen restpieken die door Type 1 SPD's gaan of intern worden gegenereerd door schakelbewerkingen.
- Installatie: Geïnstalleerd in de verdeelkast of subpanelen, na de hoofdzekering.
- Gebruiksscenario: Geschikt voor het beschermen van gevoelige apparatuur en apparaten in het gebouw.

Type 3 SPD

- Doel: Biedt lokale bescherming voor individuele apparaten.
- Installatie: Geïnstalleerd in de buurt van de belasting (bijv. stekkerdozen of SPD's op stopcontactniveau).
- Gebruiksscenario: Beschermt specifieke apparaten zoals computers, tv's en medische apparatuur.

Eenfasige versus driefasige toepassingen

De keuze van de SPD-configuratie hangt af van of het systeem eenfasig of driefasig is, aangezien deze systemen verschillen in structuur en spanningsniveaus.

Eenfasige systemen
- Configuratie: Omvat doorgaans één live draad (L), één neutrale draad (N) en een aardverbinding (E).
- Gemeenschappelijke spanning: 120V of 230V.
- SPD-selectie: Eenfasige SPD's zijn eenvoudig te installeren en vereisen een verbinding tussen L-N, L-E en N-E, afhankelijk van het aardingssysteem.
 

Driefasige systemen

- Configuratie: Omvat drie live draden (L1, L2, L3), neutraal (N) en aarde (E).
- Gemeenschappelijke spanning: 400V tussen fasen of 230V tussen fase en neutraal.
- SPD-selectie: Driefasige systemen vereisen meerpolige SPD's die in staat zijn om pieken over alle live draden, neutraal en aarde te verwerken.

Aardingssystemen en SPD-toepassingen

Het aardingssysteem van een elektrische installatie beïnvloedt de plaatsing en aansluiting van SPD's. Veelvoorkomende aardingssystemen zijn TN-S, TT en TN-C-S-systemen.

TN-C-S (Terra Neutraal – Gecombineerd en Gescheiden)

Dit systeem staat ook bekend als het Protective Multiple Earthing (PME)-systeem.

In een TN-C-S-systeem worden de neutrale (N) en aarde (PE, beschermende aarde) geleiders gecombineerd tot één geleider (PEN, beschermende aarde-neutraal) in het voedingsnetwerk en vervolgens gescheiden bij de installatie van de consument.

TT (Terra-Terra)

In een TT-systeem zorgt de consument voor zijn eigen lokale aardverbinding met behulp van een aardelektrode, gescheiden van het aardingssysteem van het voedingsnetwerk.

TN-S (Terra Neutraal – Gescheiden)

In een TN-S-systeem zijn de aarde (PE) en neutrale (N) geleiders gescheiden in het hele voedingsnetwerk.

Beste praktijken voor SPD-installatie

Coördinatie van SPD's:

Gebruik een trapsgewijze aanpak met Type 1 SPD's bij de hoofdaansluiting en Type 2 SPD's in verdeelkasten.
Type 3 SPD's kunnen extra lokale bescherming bieden voor gevoelige apparatuur.

Aardingsoverwegingen:

Zorg ervoor dat het aardingssysteem goed is ontworpen en onderhouden, aangezien de effectiviteit van de SPD afhankelijk is van een aardverbinding met lage impedantie.
Controleer de naleving van de lokale voorschriften met betrekking tot aardingsweerstandswaarden.

Spanningsclassificaties:

Selecteer SPD's met spanningsbeschermingsniveaus (Up) die overeenkomen met het isolatieweerstandsvermogen van het systeem.
Zorg er bij driefasige systemen voor dat SPD's de fase-naar-fase- en fase-naar-aarde-spanningsniveaus aankunnen.

Regelmatig onderhoud:

Inspecteer SPD's periodiek om de functionaliteit te garanderen, aangezien ze in de loop van de tijd verslechteren en mogelijk moeten worden vervangen na aanzienlijke piekgebeurtenissen.

Conclusie

SPD's spelen een cruciale rol bij het beschermen van elektrische systemen tegen transiënte overspanningen. Het selecteren van het juiste SPD-type en het waarborgen van de compatibiliteit met het aardingssysteem zijn cruciaal voor effectieve piekbeveiliging in eenfasige en driefasige toepassingen. Door de beste praktijken te volgen en een robuust aardingssysteem te onderhouden, kunnen faciliteiten schade aan de elektrische infrastructuur en gevoelige apparatuur minimaliseren, waardoor de veiligheid en operationele continuïteit worden verbeterd.