En overspændingsbeskyttelse, også kendt som en overspændingsbeskytter eller SPD, er designet til at beskytte elektriske komponenter mod spændingsstigninger, der kan opstå i det elektriske kredsløb.

Når der opstår en pludselig stigning i strøm eller spænding i det elektriske kredsløb eller kommunikationskredsløbet som følge af udefrakommende interferens, kan overspændingsbeskyttelsen blive ledet og kortslutte på meget kort tid, hvilket forhindrer overspændingen i at beskadige andre enheder i kredsløbet.

Overspændingsbeskyttelsesenheder (SPD'er) er en omkostningseffektiv metode til at forhindre afbrydelser og forbedre systemets pålidelighed.

De installeres typisk i fordelingstavler og spiller en vigtig rolle i at sikre en problemfri og uafbrudt drift af elektroniske enheder i en bred vifte af applikationer ved at begrænse transient overspænding.

En SPD fungerer ved at aflede overskydende spænding fra transiente overspændinger væk fra det beskyttede udstyr. Den består typisk af metaloxidvaristorer (MOV'er) eller gasudladningsrør, der absorberer overskydende spænding og omdirigerer den til jorden, hvorved de tilsluttede enheder beskyttes.

Strømstød kan opstå af en række årsager, herunder lynnedslag, skift i elnettet, defekte ledninger og drift af elektrisk udstyr med høj effekt. De kan også være forårsaget af begivenheder, der sker inde i en bygning, såsom opstart af motorer eller tænding/slukning af store apparater.

Installation af en SPD kan give flere fordele, herunder:

Beskyttelse af følsomt elektronisk udstyr mod skadelige spændingsstigninger.

Forebyggelse af datatab eller -korruption i computersystemer.

Forlængelse af levetiden for apparater og udstyr ved at beskytte dem mod elektriske forstyrrelser.

Reduktion af risikoen for elektriske brande forårsaget af strømstød.

Ro i sindet ved at vide, at dit værdifulde udstyr er beskyttet.

Levetiden for en SPD kan variere afhængigt af faktorer som dens kvalitet, sværhedsgraden af ​​overspændinger, den oplever, og vedligeholdelsespraksis. Generelt har SPD'er en levetid på mellem 5 og 10 år. Det anbefales dog regelmæssigt at inspicere og teste SPD'er og udskifte dem efter behov for at sikre optimal beskyttelse.

Behovet for SPD'er kan variere afhængigt af faktorer som geografisk placering, lokale regler og følsomheden af ​​det tilsluttede elektroniske udstyr. Det anbefales at konsultere en kvalificeret elektriker eller elektroingeniør for at vurdere dine specifikke behov og afgøre, om en SPD er nødvendig for dit elektriske system.

Nogle få almindelige overspændingsbeskyttelseskomponenter, der anvendes i fremstilling af overspændingsafledere, er metaloxidvaristorer (MOV'er), lavineafbrydelsesdioder (ABD'er - tidligere kendt som siliciumlavinedioder eller SAD'er) og gasudladningsrør (GDT'er). MOV'er er den mest almindeligt anvendte teknologi til beskyttelse af vekselstrømskredsløb. Stødstrømsklassificeringen for en MOV er relateret til tværsnitsarealet og dens sammensætning. Generelt gælder det, at jo større tværsnitsarealet er, desto højere er enhedens stødstrømsklassificering. MOV'er har generelt rund eller rektangulær geometri, men findes i en overflod af standarddimensioner fra 7 mm (0,28 tommer) til 80 mm (3,15 tommer). Stødstrømsklassificeringen for disse overspændingsbeskyttelseskomponenter varierer meget og afhænger af producenten. Som beskrevet tidligere i dette afsnit kan en stødstrømsværdi beregnes ved blot at lægge stødstrømsklassificeringerne for de enkelte MOV'er sammen for at få stødstrømsklassificeringen for arrayet. I den forbindelse bør der tages hensyn til koordinering af driften.

Der er mange hypoteser om, hvilken komponent, hvilken topologi og implementering af specifik teknologi der producerer den bedste SPD til afledning af stødstrøm. I stedet for at præsentere alle mulighederne er det bedst, at diskussionen af ​​stødstrømsklassificering, nominel afladningsstrømsklassificering eller stødstrømskapacitet drejer sig om ydeevnetestdata. Uanset de komponenter, der anvendes i designet, eller den specifikke mekaniske struktur, der anvendes, er det vigtige, at SPD'en har en stødstrømsklassificering eller nominel afladningsstrømsklassificering, der er egnet til applikationen.

Den nuværende udgave af IET Wiring Regulations, BS 7671:2018, fastslår, at medmindre der udføres en risikovurdering, skal der ydes beskyttelse mod transient overspænding, hvor konsekvenserne af overspænding kan:

Resultere i alvorlig skade på eller tab af menneskeliv; eller

Resulterer i afbrydelse af offentlige tjenester og/eller skade på kulturarv; eller

Resulterer i afbrydelse af kommerciel eller industriel aktivitet; eller

Påvirker et stort antal samboende individer.

Denne forordning gælder for alle typer ejendomme, herunder private, erhvervsejendomme og industribygninger.

Selvom IET-ledningsføringsreglerne ikke er retrospektive, er det nødvendigt at sikre, at det modificerede kredsløb overholder den seneste udgave, når der udføres arbejde på et eksisterende kredsløb i en installation, der er designet og installeret i henhold til en tidligere udgave af IET-ledningsføringsreglerne. Dette vil kun være gavnligt, hvis der installeres SPD'er for at beskytte hele installationen.

Beslutningen om, hvorvidt man skal købe SPD'er, ligger i kundens hænder, men kunden bør have tilstrækkelig information til at kunne træffe en informeret beslutning om, hvorvidt man ønsker at udelade SPD'er. En beslutning bør træffes baseret på sikkerhedsrisikofaktorer og efter en omkostningsvurdering af SPD'er, som kan koste så lidt som et par hundrede pund, i forhold til omkostningerne ved den elektriske installation og det tilsluttede udstyr, såsom computere, tv'er og nødvendigt udstyr, for eksempel røgdetektion og kedelstyring.

Overspændingsbeskyttelse kan installeres i en eksisterende forbrugerenhed, hvis der er passende fysisk plads til rådighed, eller hvis der ikke er tilstrækkelig plads, kan den installeres i et eksternt kabinet ved siden af ​​den eksisterende forbrugerenhed.

Det er også værd at tjekke med dit forsikringsselskab, da nogle policer kan angive, at udstyr skal være dækket af en SPD, ellers udbetaler de ikke i tilfælde af en skade.

Klassificeringen af ​​overspændingsbeskytteren (almindeligvis kendt som lynbeskyttelse) vurderes i henhold til IEC 61643-31 & EN 50539-11 underopdelingsteorien for lynbeskyttelse, som er installeret ved krydset mellem skillevæggen. Tekniske krav og funktioner varierer. Første-trins lynbeskyttelsesenheden er installeret mellem 0-1-zonen, høj for flowkravet, minimumskravet i IEC 61643-31 & EN 50539-11 er Itotal (10/350) 12,5 ka, og andet og tredje niveau er installeret mellem 1-2 og 2-3 zoner, primært for at undertrykke overspændingen.

Overspændingsbeskyttelsesenheder (SPD'er) er afgørende for at beskytte elektronisk udstyr mod de skadelige virkninger af transient overspænding, der kan forårsage skader, systemnedetid og datatab.

I mange tilfælde kan omkostningerne ved udskiftning eller reparation af udstyr være betydelige, især i missionskritiske applikationer såsom hospitaler, datacentre og industrianlæg.

Afbrydere og sikringer er ikke designet til at håndtere disse højenergihændelser, hvilket gør yderligere overspændingsbeskyttelse nødvendig.

Mens SPD'er er specifikt designet til at aflede transient overspænding væk fra udstyret, beskytte det mod skader og forlænge dets levetid.

Afslutningsvis er SPD'er afgørende i det moderne teknologiske miljø.

SPD-arbejdsprincip

Grundprincippet bag SPD'er er, at de giver en lavimpedansvej til jord for overspænding. Når der opstår spændingsspidser eller -stød, fungerer SPD'er ved at omdirigere overspændingen og -strømmen til jord.

På denne måde sænkes størrelsen af ​​den indkommende spænding til et sikkert niveau, der ikke beskadiger den tilsluttede enhed.

For at fungere skal en overspændingsbeskyttelse indeholde mindst én ikke-lineær komponent (en varistor eller et gnistgab), som under forskellige forhold skifter mellem en høj og lav impedanstilstand.

Deres funktion er at aflede afladnings- eller impulsstrømmen og at begrænse overspændingen på det efterfølgende udstyr.

Overspændingsbeskyttelsesenheder fungerer under de tre nedenfor anførte situationer.

A. Normal tilstand (fravær af overspænding)

I tilfælde af ingen overspænding har SPD'en ingen indflydelse på systemet og fungerer som et åbent kredsløb, der forbliver i en højimpedanstilstand.

B. Under spændingsstigninger

I tilfælde af spændingsspidser og -stød går SPD'en over i ledningstilstand, og dens impedans reduceres. På denne måde beskytter den systemet ved at omdirigere impulsstrømmen til jorden.

C. Tilbage til normal drift

Efter at overspændingen er afladet, vendte SPD tilbage til sin normale høje impedanstilstand.

Overspændingsafledere (SPD'er) er essentielle komponenter i elektriske netværk. Det kan dog være vanskeligt at vælge en passende SPD til dit system.

Maksimal kontinuerlig driftsspænding (UC)

SPD'ens nominelle spænding skal være kompatibel med det elektriske systemspænding for at yde tilstrækkelig beskyttelse til systemet. En lavere spændingsklassificering vil beskadige enheden, og en højere klassificering vil ikke aflede transienter korrekt.

Svartid

Det beskrives som den tid, hvormed SPD'en reagerer på transienterne. Jo hurtigere SPD'en reagerer, desto bedre er beskyttelsen fra SPD'en. Normalt har zenerdiodebaserede SPD'er den hurtigste responstid. Gasfyldte typer har en relativt langsom responstid, og sikringer og MOV-typer har den langsomste responstid.

Nominel afladningsstrøm (In)

SPD bør testes ved en bølgeform på 8/20 μs, og den typiske værdi for en SPD i miniaturestørrelse til boliger er 20 kA.

Maksimal impulsafladningsstrøm (Iimp)

Enheden skal kunne håndtere den maksimale stødstrøm, der forventes på distributionsnetværket, for at sikre, at den ikke svigter under en transient hændelse, og enheden bør testes med en bølgeform på 10/350 μs.

Klemmespænding

Dette er tærskelspændingen, og over dette spændingsniveau begynder SPD at klemme enhver spændingstransient, som den registrerer i strømforsyningen.

Producent og certificeringer

Det er afgørende at vælge en SPD fra en velkendt producent, der er certificeret fra et upartisk testcenter, såsom UL eller IEC. Certificeringen garanterer, at produktet er blevet undersøgt og opfylder alle krav til ydeevne og sikkerhed.

Hvis du forstår disse retningslinjer for størrelser, kan du vælge den bedste overspændingsbeskyttelse til dine behov og garantere effektiv overspændingsbeskyttelse.

Overspændingsbeskyttelsesenheder (SPD'er) er konstrueret til at yde pålidelig beskyttelse mod transiente overspændinger, men visse faktorer kan føre til deres svigt. Følgende er nogle af de underliggende årsager til SPD-svigt:

1. Overdrevne strømstød

En af de primære årsager til fejl på SPD'en er overspænding. Overspænding kan opstå på grund af lynnedslag, strømstød eller andre elektriske forstyrrelser. Sørg for at installere den rigtige type SPD efter korrekte designberegninger i henhold til placeringen.

2. Aldringsfaktor

På grund af miljøforhold, herunder temperatur og luftfugtighed, har SPD'er en begrænset holdbarhed og kan forringes med tiden. Derudover kan SPD'er blive beskadiget af hyppige spændingsudsving.

3. Konfigurationsproblemer

Forkert konfigureret, f.eks. når en Wye-konfigureret SPD er forbundet til en belastning, der er forbundet via en delta. Dette kan udsætte SPD'en for højere spændinger, hvilket kan resultere i SPD-fejl.

4. Komponentfejl

SPD'er indeholder flere komponenter, såsom metaloxidvaristorer (MOV'er), der kan svigte på grund af produktionsfejl eller miljøfaktorer.

5. Forkert jordforbindelse

For at en SPD kan fungere korrekt, er jordforbindelse nødvendig. En SPD kan fungere forkert eller muligvis blive en sikkerhedsrisiko, hvis den er forkert jordet.