Urządzenie ochronne przed napięciem (SPD) jest elementem systemu ochrony instalacji elektrycznych.

Urządzenie to jest podłączone równolegle do obwodu zasilania obciążeniami, które musi chronić (zob. rys. J17).

Jest to najczęściej stosowany i najskuteczniejszy rodzaj zabezpieczenia przed nad napięciem.

Naukowcy od lat prowadzą ważne badania nad cechami i skutkami uderzeń piorunów i opracowują odpowiednie produkty technologiczne.Badania tych produktów można również przeprowadzić poprzez symulację uderzenia piorunem w tym kontekście..

Rodzaje fal uderzeń piorunów:

Uderzenie piorunów można badać w dwóch różnych długościach fali.

1Bezpośredni uderzenie piorunów 10 / 350 μs:

Impulsowe prądy w formie fali 10/350 μs występują w bezpośrednich uderzeniach piorunów.

Obecnie materiały zewnętrznych systemów ochrony przed błyskawicami oraz elementy obwodu typu 1 / klasa I typu Surge Arrester są testowane zgodnie z tymi kryteriami zgodnie ze standardami.

2. Uderzenie piorunem i napięcie przełącznikowe w odległym obszarze 8 / 20 μs:

Uderzenia piorunów w odległym miejscu i prądy impulsowe z napięciami przełączania 8/20 μs występują w formie fali.

Zawartość energii tego impulsu jest znacznie niższa niż fala impulsowego prądu prądu badawczego 10/350 μs.Elementy obwodów typu 2 / klasa II i typu 3 / klasa III typu Surge Protector (Surge Arrester) są badane zgodnie z tymi kryteriami zgodnie z normami.

Standardy

Niektóre często wymienione normy obejmują:

• IEC 61643-11 Urządzenia ochronne przed przewyższeniami niskiego napięcia - Część 11: Urządzenia ochronne przed przewyższeniami podłączone do systemów zasilania niskiego napięcia - Wymogi i metody badań (zastępuje IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 Urządzenia zabezpieczające przed nadwyżkami niskiego napięcia - Część 21: Urządzenia zabezpieczające przed nadwyżkami podłączone do sieci telekomunikacyjnych i sygnalizacyjnych - Wymogi dotyczące właściwości i metody badań
• IEC 61643-22 Urządzenia zabezpieczające przed nadprężeniem niskiego napięcia - Część 22: Urządzenia zabezpieczające przed nadprężeniem podłączone do sieci telekomunikacyjnych i sygnalizacyjnych - Zasady wyboru i stosowania
• EN 61643-11, 61643-21 i 61643-22
• Telcordia Technologies Referencja techniczna TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Laboratoria Ubezpieczycieli (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

Każda norma określa różne właściwości ochronne, wektory badawcze lub cel operacyjny.

EN 62305 i ANSI/IEEE C62.xx określają, jakie szpicy można oczekiwać odwrócenia przez ochronę.IEC tylko pisze normy i nie certyfikuje żadnego konkretnego produktu jako spełniającego te normyStandardy IEC są stosowane przez członków systemu CB międzynarodowych umów w celu testowania i certyfikacji produktów w zakresie zgodności z wymogami bezpieczeństwa.

Ponadto poniższe normy nie są normami dla samodzielnych urządzeń ochronnych przed napięciami, ale są zamiast tego przeznaczone do testowania odporności na napięcia w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym jako całości.są często stosowane w projektowaniu i testowaniu obwodów zabezpieczających przed nadwyżkami.

• Badanie odporności na rozładowanie elektrostatyczne IEC 61000-4-2
• IEC 61000-4-4 Elektryczne badanie szybkiej odporności przejściowej/wybuchowej
• Badanie odporności na przewyższenie IEC 61000-4-5

Zasada

SPD jest zaprojektowany w celu ograniczenia przejściowego nad napięcia pochodzenia atmosferycznego i przekierowania fal prądu na ziemię,w celu ograniczenia amplitudy tego nad napięcia do wartości, która nie jest niebezpieczna dla instalacji elektrycznej i urządzeń elektrycznych i urządzeń sterujących.

SPD eliminuje nad napięcie

• W trybie zwykłym, pomiędzy fazą a neutralną lub ziemną;
• W trybie różniczkowym, między fazą a neutralną.

W przypadku przekroczenia progu roboczego napięcie nadprzestrzenne

• Przeprowadza energię na ziemię, w trybie normalnym;
• Rozprowadza energię do innych przewodników w trybie różnicowym.

Trzy rodzaje SPD

Typ 1 SPD

SPD typu 1 jest zalecany w szczególnym przypadku budynków sektora usług i przemysłowych, chronionych systemem ochrony przed błyskawicami lub klatką z oczami.

Chroni instalacje elektryczne przed bezpośrednimi uderzeniami piorunami, może rozładowywać prąd zwrotny pochodzący od piorunów, który rozprzestrzenia się z przewodnika ziemskiego do przewodników sieciowych.

Typ 1 SPD charakteryzuje się falą prądu 10/350 μs.

Typ 2 SPD

SPD typu 2 jest głównym systemem ochrony dla wszystkich instalacji elektrycznych niskiego napięcia.zapobiega rozprzestrzenianiu się nad napięcia w instalacjach elektrycznych i chroni obciążenia.

SPD typu 2 charakteryzuje się falą prądu 8/20 μs.

Typ 3 SPD

W związku z małą zdolnością rozładowania te urządzenia muszą być obowiązkowo zainstalowane jako uzupełnienie urządzeń typu 2 oraz w pobliżu czułych obciążeń.

Typ 3 SPD charakteryzuje się połączeniem fal napięcia (1,2/50 μs) i fal prądu (8/20 μs).

Definicja normatywna SPD

Rys. J18 ¢ Standardowa definicja SPD

Według tego:

Pierwszy etap: Arresterów fal fal błyskawicznych typu 1 / klasy 1 / klasy B są przednimi jednostkami ochrony obiektu / konstrukcji.Są elementami obwodów zdolnymi do pochłaniania i tłumienia bezpośrednich uderzeń piorunów, które mogą pochodzić z linii elektrycznych.

Należy go zainstalować w głównym panelu dystrybucyjnym/transformatorze wewnątrz i/lub na zewnątrz budynku.

Należy go przetestować w formie fali 10/350 μSec. Musi być zdolny do rozładowania obciążenia co najmniej 50 kA między fazą neutralną a co najmniej 100 kA między fazami neutralną i Ziemią.

Drugi etap: Urządzenia zabezpieczające przed nadmiarem napięcia typu 2 / klasy 2 / klasy C są elementami obwodów stosowanymi w panelu wtórnym i / lub dolnym panelu wtórnym obiektu / budynku.W porównaniu z wstrzymującymi napięcia typu 1 / klasy II, ich siła jest niższa, ale ich wrażliwość jest lepsza.

Należy go przetestować w formie fali 8/20 μSec. Musi być zdolny do rozładowania obciążenia co najmniej 10kA między fazą neutralną a co najmniej 25kA między fazami neutralną i Ziemią.

W ostatnich latach elementy kompaktowej ochrony typu 1 + 2 / klasy 1 + 2 / klasy B + C były stosowane jako ochrona drugiego poziomu.

Należy go przetestować w formie fali 10/350 μSec. Musi być zdolny do rozładowania obciążenia co najmniej 40 kA między fazą neutralną a co najmniej 100 kA między fazami neutralną i Ziemią.

Wykorzystywany jest w panele elektrycznym nieprzerwanego zasilania i / lub w panelach wtórnych umieszczonych jak panel główny.

Trzeci etap: Typ 3 / klasa 3 / D Klasy awaryjne awaryjne awaryjne awaryjne są elementami obwodów stosowanymi w jego liniach do ochrony czułych urządzeń elektronicznych.

Zakres produktów jest dość szeroki, ponieważ można go podłączyć do różnych urządzeń o różnych protokołach łączności / gniazdach / portach.

Poniżej przedstawiono niektóre z urządzeń typu 3 / klasy 3 / klasy D, przeznaczonych dla różnych obwodów / urządzeń.