Устройство за защита от пренапрежение, известно още като предпазител от пренапрежение или SPD, е предназначено да предпазва електрическите компоненти от пренапрежения, които могат да възникнат в електрическата верига.

Винаги, когато в електрическата верига или комуникационната верига се получи внезапно увеличение на тока или напрежението в резултат на външна смущения, устройството за защита от пренапрежение може да проведе и шунтира за много кратък период от време, предотвратявайки повреждането на други устройства във веригата от пренапрежението.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са рентабилен метод за предотвратяване на прекъсвания и повишаване на надеждността на системата.

Те обикновено се инсталират в разпределителните табла и играят важна роля за осигуряване на безпроблемната и непрекъсната работа на електронни устройства в широк спектър от приложения, като ограничават преходното пренапрежение.

SPD работи чрез отклоняване на излишното напрежение от преходни пренапрежения далеч от защитеното оборудване. Обикновено се състои от металооксидни варистори (MOV) или газоразрядни тръби, които абсорбират излишното напрежение и го пренасочват към земята, като по този начин защитават свързаните устройства.

Пренапреженията могат да възникнат поради различни причини, включително удари от мълнии, превключване на електрическата мрежа, повредено окабеляване и работа на мощно електрическо оборудване. Те могат да бъдат причинени и от събития, случващи се вътре в сграда, като например стартиране на двигатели или включване/изключване на големи уреди.

Инсталирането на SPD може да осигури няколко предимства, включително:

Защита на чувствително електронно оборудване от вредни пренапрежения.

Предотвратяване на загуба или повреда на данни в компютърните системи.

Удължаване на живота на уредите и оборудването чрез защитата им от електрически смущения.

Намаляване на риска от електрически пожари, причинени от пренапрежения в тока.

Спокойствие, знаейки, че ценното ви оборудване е защитено.

Животът на едно SPD устройство може да варира в зависимост от фактори като неговото качество, тежестта на пренапреженията, на които е подложено, и практиките за поддръжка. Обикновено SPD устройствата имат живот от 5 до 10 години. Препоръчително е обаче редовно да се проверяват и тестват SPD устройствата и да се подменят, ако е необходимо, за да се осигури оптимална защита.

Необходимостта от SPD може да варира в зависимост от фактори като географско местоположение, местни разпоредби и чувствителността на свързаното електронно оборудване. Препоръчително е да се консултирате с квалифициран електротехник или електроинженер, за да оцените специфичните си нужди и да определите дали SPD е необходим за вашата електрическа система.

Няколко често срещани компонента за защита от пренапрежение, използвани в производството на SPD, са металооксидни варистори (MOV), лавинни пробивни диоди (ABD - известни преди като силициеви лавинни диоди или SAD) и газоразрядни тръби (GDT). MOV са най-често използваната технология за защита на променливотокови захранващи вериги. Номиналният импулсен ток на MOV е свързан с площта на напречното сечение и неговия състав. Като цяло, колкото по-голяма е площта на напречното сечение, толкова по-висок е номиналният импулсен ток на устройството. MOV обикновено са с кръгла или правоъгълна геометрия, но се предлагат в множество стандартни размери, вариращи от 7 мм (0,28 инча) до 80 мм (3,15 инча). Номиналните импулсни токове на тези компоненти за защита от пренапрежение варират значително и зависят от производителя. Както беше обсъдено по-рано в тази клауза, чрез свързване на MOV в паралелна решетка, стойността на импулсния ток може да се изчисли чрез просто сумиране на номиналните импулсни токове на отделните MOV, за да се получи номиналният импулсен ток на решетката. При това трябва да се обърне внимание на координацията на работата.

Съществуват много хипотези за това кой компонент, каква топология и внедряването на специфична технология произвеждат най-доброто SPD за отклоняване на импулсен ток. Вместо да се представят всички опции, най-добре е обсъждането на номиналния импулсен ток, номиналния номинален разряден ток или възможностите за импулсен ток да се върти около данни от тестове за производителност. Независимо от използваните в дизайна компоненти или използваната специфична механична структура, важното е SPD да има номинален импулсен ток или номинален номинален разряден ток, който е подходящ за приложението.

Настоящото издание на Правилника за окабеляване на IET, BS 7671:2018, гласи, че освен ако не е извършена оценка на риска, трябва да се осигури защита срещу преходно пренапрежение, когато последствията, причинени от пренапрежение, биха могли:

Доведе до сериозно нараняване или загуба на човешки живот; или

Да доведе до прекъсване на обществените услуги и/или увреждане на културното наследство; или

Довежда до прекъсване на търговска или промишлена дейност; или

Засягат голям брой съвместно разположени индивиди.

Този регламент се прилага за всички видове помещения, включително жилищни, търговски и промишлени.

Въпреки че Правилата за окабеляване на IET не са със задна дата, когато се извършва работа по съществуваща верига в рамките на инсталация, която е проектирана и инсталирана съгласно предишно издание на Правилника за окабеляване на IET, е необходимо да се гарантира, че модифицираната верига отговаря на последното издание. Това ще бъде от полза само ако са инсталирани SPD устройства, за да се защити цялата инсталация.

Решението дали да се закупят SPD устройства е в ръцете на клиента, но той трябва да получи достатъчно информация, за да вземе информирано решение дали желае да се откаже от SPD устройствата. Решението трябва да се вземе въз основа на рисковите фактори за безопасността и след оценка на разходите за SPD устройства, които могат да струват едва няколкостотин паунда, спрямо цената на електрическата инсталация и свързаното към нея оборудване, като компютри, телевизори и необходимо оборудване, например детектори за дим и управление на бойлери.

Защитата от пренапрежение може да се инсталира в съществуващо потребителско табло, ако има налично подходящо физическо пространство, или, ако няма достатъчно място, може да се инсталира във външен корпус, съседен на съществуващото потребителско табло.

Струва си да се консултирате и със застрахователната си компания, тъй като някои полици може да посочват, че оборудването трябва да бъде покрито с SPD, в противен случай няма да се изплати обезщетение в случай на иск.

Класификацията на предпазителя от пренапрежение (известен като мълниезащита) се оценява съгласно теорията за подразделяне на мълниезащитата по IEC 61643-31 и EN 50539-11, като се инсталира на кръстовището на преградата. Техническите изисквания и функциите се различават. Устройството за мълниезащита от първа степен се инсталира между зона 0-1, с висок капацитет за поток, минималното изискване на IEC 61643-31 и EN 50539-11 е Itotal (10/350) 12,5 ka, а второто и третото ниво се инсталират между зони 1-2 и 2-3, главно за потискане на пренапрежението.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са от съществено значение за защитата на електронното оборудване от вредните ефекти на преходно пренапрежение, което може да причини повреди, прекъсване на работата на системата и загуба на данни.

В много случаи разходите за подмяна или ремонт на оборудване могат да бъдат значителни, особено в критично важни приложения като болници, центрове за данни и промишлени предприятия.

Предпазителите и бушоните не са проектирани да се справят с тези високоенергийни събития, което прави необходима допълнителна защита от пренапрежение.

Докато SPD са специално проектирани да отклоняват преходното пренапрежение далеч от оборудването, предпазвайки го от повреди и удължавайки живота му.

В заключение, SPD са от съществено значение в съвременната технологична среда.

Принцип на работа на SPD

Основният принцип на SPD устройствата е, че те осигуряват път с нисък импеданс към земята за излишно напрежение. Когато възникнат пикове или пренапрежения, SPD устройствата работят, като отклоняват излишното напрежение и ток към земята.

По този начин, величината на входящото напрежение се понижава до безопасно ниво, което не поврежда свързаното устройство.

За да работи, устройството за защита от пренапрежение трябва да съдържа поне един нелинеен компонент (варистор или искрова междина), който при различни условия преминава между състояние с висок и нисък импеданс.

Тяхната функция е да отклоняват разрядния или импулсния ток и да ограничат пренапрежението на свързаното надолу по веригата оборудване.

Устройствата за защита от пренапрежение функционират в трите ситуации, изброени по-долу.

A. Нормално състояние (липса на пренапрежение)

В случай на липса на условия на пренапрежение, SPD няма влияние върху системата и действа като отворена верига, оставайки в състояние на висок импеданс.

Б. По време на пренапрежения

В случай на пикове и пренапрежения, SPD преминава в състояние на проводимост и неговият импеданс намалява. По този начин той ще защити системата, като отклони импулсния ток към земята.

C. Връщане към нормална работа

След като пренапрежението е било разредено, SPD се е върнал към нормалното си състояние с висок импеданс.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са основни компоненти на електрическите мрежи. Изборът на подходящ SPD за вашата система обаче може да е труден въпрос.

Максимално непрекъснато работно напрежение (UC)

Номиналното напрежение на SPD трябва да е съвместимо с напрежението на електрическата система, за да осигури подходяща защита на системата. По-ниското номинално напрежение ще повреди устройството, а по-високото няма да отклони правилно преходните процеси.

Време за реакция

Описва се като времето, през което SPD реагира на преходните процеси. Колкото по-бързо реагира SPD, толкова по-добра е защитата от него. Обикновено SPD, базирани на ценерови диоди, имат най-бърза реакция. Газопълнените видове имат относително бавно време за реакция, а предпазителите и MOV типовете имат най-бавното време за реакция.

Номинален разряден ток (In)

SPD трябва да се тества при форма на вълната 8/20μs, а типичната стойност за миниатюрни SPD за жилищни помещения е 20kA.

Максимален импулсен разряден ток (Iimp)

Устройството трябва да може да се справи с максималния очакван импулсен ток в разпределителната мрежа, за да се гарантира, че няма да се повреди по време на преходно събитие, и трябва да бъде тествано с форма на вълната 10/350μs.

Затягащо напрежение

Това е прагово напрежение и над това ниво на напрежение, SPD започва да ограничава всяко преходно напрежение, което засече в електропровода.

Производител и сертификати

Изборът на SPD от известен производител, който има сертификат от безпристрастен тестов център, като UL или IEC, е от решаващо значение. Сертификацията гарантира, че продуктът е тестван и отговаря на всички изисквания за производителност и сигурност.

Разбирането на тези насоки за оразмеряване ще ви позволи да изберете най-доброто устройство за защита от пренапрежение за вашите нужди и да гарантира ефективна защита от пренапрежение.

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са проектирани да осигуряват надеждна защита срещу преходни пренапрежения, но определени фактори могат да доведат до тяхната повреда. По-долу са изброени някои от основните причини за повредата на SPD:

1. Прекомерни токови удари

Една от основните причини за повреда на SPD е пренапрежението. Пренапрежението може да възникне поради удари от мълния, пренапрежения или други електрически смущения. Уверете се, че сте инсталирали правилния тип SPD след правилни проектни изчисления според местоположението.

2. Фактор на стареене

Поради условията на околната среда, включително температура и влажност, SPD устройствата имат ограничен срок на годност и могат да се влошат с времето. Освен това, SPD устройствата могат да бъдат повредени от чести пикове на напрежението.

3. Проблеми с конфигурацията

Неправилна конфигурация, например когато SPD, конфигуриран като звезда, е свързан към товар, който е свързан чрез делта. Това може да изложи SPD на по-високи напрежения, което може да доведе до повреда на SPD.

4. Повреда на компонент

SPD устройствата съдържат няколко компонента, като например металоксидни варистори (MOV), които могат да се повредят поради производствени дефекти или фактори на околната среда.

5. Неправилно заземяване

За да работи правилно SPD, е необходимо заземяване. SPD може да се повреди или евентуално да се превърне в проблем за безопасността, ако е неправилно заземен.