Pārsprieguma aizsardzības ierīce, kas pazīstama arī kā pārsprieguma aizsargs vai SPD, ir paredzēta, lai aizsargātu elektriskās sastāvdaļas pret sprieguma svārstībām, kas var rasties elektriskajā ķēdē.

Ikreiz, kad ārēju traucējumu rezultātā elektriskajā ķēdē vai sakaru ķēdē rodas pēkšņs strāvas vai sprieguma pieaugums, pārsprieguma aizsardzības ierīce var ļoti īsā laikā vadīt strāvu un veikt šuntu, novēršot pārsprieguma radītos bojājumus citām ķēdē esošajām ierīcēm.

Pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD) ir izmaksu ziņā efektīva metode, lai novērstu strāvas padeves pārtraukumus un uzlabotu sistēmas uzticamību.

Tie parasti tiek uzstādīti sadales paneļos un tiem ir svarīga loma elektronisko ierīču vienmērīgas un nepārtrauktas darbības nodrošināšanā plašā lietojumu klāstā, ierobežojot īslaicīgu pārspriegumu.

SPD darbojas, novirzot pārspriegumu no īslaicīgiem pārspriegumiem prom no aizsargājamās iekārtas. Tas parasti sastāv no metāla oksīda varistoriem (MOV) vai gāzizlādes caurulēm, kas absorbē pārspriegumu un novirza to uz zemi, tādējādi aizsargājot pievienotās ierīces.

Strāvas pārspriegumi var rasties dažādu iemeslu dēļ, tostarp zibens spērienu, elektrotīkla komutācijas, bojātu elektroinstalāciju un jaudīgu elektroiekārtu darbības dēļ. Tos var izraisīt arī ēkas iekšienē notiekoši notikumi, piemēram, motoru iedarbināšana vai lielu ierīču ieslēgšana/izslēgšana.

SPD uzstādīšana var sniegt vairākas priekšrocības, tostarp:

Jutīgu elektronisko iekārtu aizsardzība pret bojājumiem sprieguma svārstībās.

Datu zuduma vai bojājuma novēršana datorsistēmās.

Ierīču un aprīkojuma kalpošanas laika pagarināšana, aizsargājot tos no elektriskiem traucējumiem.

Elektriskās ugunsgrēku riska samazināšana strāvas pārsprieguma dēļ.

Mierīgs prāts, zinot, ka jūsu vērtīgais aprīkojums ir drošībā.

SPD kalpošanas laiks var atšķirties atkarībā no tādiem faktoriem kā tā kvalitāte, pārsprieguma intensitāte un apkopes prakse. Parasti SPD kalpošanas laiks ir no 5 līdz 10 gadiem. Tomēr ieteicams regulāri pārbaudīt un testēt SPD un pēc nepieciešamības tos nomainīt, lai nodrošinātu optimālu aizsardzību.

Nepieciešamība pēc SPD var atšķirties atkarībā no tādiem faktoriem kā ģeogrāfiskā atrašanās vieta, vietējie noteikumi un pievienotās elektroniskās iekārtas jutība. Ieteicams konsultēties ar kvalificētu elektriķi vai elektroinženieri, lai novērtētu jūsu īpašās vajadzības un noteiktu, vai jūsu elektrosistēmai ir nepieciešams SPD.

Daži izplatīti pārsprieguma aizsardzības komponenti, ko izmanto SPD ražošanā, ir metāla oksīda varistori (MOV), lavīnu sabrukšanas diodes (ABD – agrāk pazīstamas kā silīcija lavīnu diodes vai SAD) un gāzizlādes lampas (GDT). MOV ir visbiežāk izmantotā tehnoloģija maiņstrāvas ķēžu aizsardzībai. MOV pārsprieguma strāvas vērtējums ir saistīts ar šķērsgriezuma laukumu un tā sastāvu. Kopumā, jo lielāks šķērsgriezuma laukums, jo augstāks ir ierīces pārsprieguma strāvas vērtējums. MOV parasti ir apaļas vai taisnstūrveida ģeometrijas, bet tie ir pieejami dažādos standarta izmēros, sākot no 7 mm (0,28 collām) līdz 80 mm (3,15 collām). Šo pārsprieguma aizsardzības komponentu pārsprieguma strāvas vērtējumi ir ļoti atšķirīgi un atkarīgi no ražotāja. Kā jau iepriekš minēts šajā punktā, savienojot MOV paralēlā blokā, pārsprieguma strāvas vērtību var aprēķināt, vienkārši saskaitot atsevišķu MOV pārsprieguma strāvas vērtējumus, lai iegūtu bloka pārsprieguma strāvas vērtējumu. To darot, jāņem vērā darbības koordinācija.

Pastāv daudzas hipotēzes par to, kurš komponents, kāda topoloģija un konkrētas tehnoloģijas izvietojums rada labāko SPD pārsprieguma strāvas novirzīšanai. Tā vietā, lai izklāstītu visas iespējas, vislabāk ir, ja diskusija par pārsprieguma strāvas nominālvērtību, nominālo izlādes strāvas nominālvērtību vai pārsprieguma strāvas iespējām koncentrējas uz veiktspējas testu datiem. Neatkarīgi no konstrukcijā izmantotajām sastāvdaļām vai izmantotās konkrētās mehāniskās struktūras, svarīgi ir tas, lai SPD pārsprieguma strāvas nominālvērtība vai nominālā izlādes strāvas nominālvērtība būtu piemērota lietojumam.

Pašreizējā IET Elektroinstalācijas noteikumu izdevumā BS 7671:2018 ir noteikts, ka, ja vien netiek veikts riska novērtējums, aizsardzība pret pārejošu pārspriegumu jānodrošina, ja pārsprieguma izraisītās sekas varētu:

Izraisīt nopietnus miesas bojājumus vai cilvēka dzīvības zaudēšanu; vai

Izraisīt sabiedrisko pakalpojumu pārtraukšanu un/vai kaitējumu kultūras mantojumam; vai

Izraisīt komerciālas vai rūpnieciskas darbības pārtraukšanu; vai

Ietekmē lielu skaitu kopā esošu indivīdu.

Šis noteikums attiecas uz visu veidu telpām, tostarp dzīvojamām, komerciālām un rūpnieciskām.

Lai gan IET Elektroinstalācijas noteikumi nav retrospektīvi, ja darbi tiek veikti esošā ķēdē instalācijā, kas ir projektēta un uzstādīta saskaņā ar iepriekšējo IET Elektroinstalācijas noteikumu izdevumu, ir jānodrošina, lai modificētā ķēde atbilstu jaunākajai versijai, un tas būs izdevīgi tikai tad, ja visas instalācijas aizsardzībai tiks uzstādīti SPD.

Lēmums par SPD iegādi ir klienta ziņā, taču viņam jāsniedz pietiekama informācija, lai pieņemtu pamatotu lēmumu par to, vai viņš vēlas neizmantot SPD. Lēmums jāpieņem, pamatojoties uz drošības riska faktoriem un pēc SPD izmaksu novērtējuma, kas var maksāt tikai dažus simtus mārciņu, salīdzinājumā ar elektroinstalācijas un tai pievienotā aprīkojuma, piemēram, datoru, televizoru un nepieciešamā aprīkojuma, piemēram, dūmu detektoru un katlu vadības ierīču, izmaksām.

Pārsprieguma aizsardzību varētu uzstādīt esošajā patērētāja blokā, ja būtu pieejama atbilstoša fiziskā telpa, vai, ja vietas nebūtu pietiekami daudz, to varētu uzstādīt ārējā korpusā blakus esošajai patērētāja blokam.

Ir arī vērts sazināties ar savu apdrošināšanas kompāniju, jo dažās polisēs var būt noteikts, ka aprīkojumam jābūt apdrošinātam ar SPD, pretējā gadījumā atlīdzības pieprasījums netiks izmaksāts.

Pārsprieguma aizsarga (pazīstams kā zibensaizsardzība) klasifikācija tiek novērtēta saskaņā ar IEC 61643-31 un EN 50539-11 apakšnodaļas zibensaizsardzības teoriju, un tas tiek uzstādīts starpsienas savienojuma vietā. Tehniskās prasības un funkcijas atšķiras. Pirmās pakāpes zibensaizsardzības ierīce tiek uzstādīta starp 0-1 zonu, kas ir augsta plūsmas prasībai, IEC 61643-31 un EN 50539-11 minimālā prasība ir Itotal (10/350) 12,5 kA, bet otrais un trešais līmenis tiek uzstādīts starp 1-2 un 2-3 zonām, galvenokārt, lai nomāktu pārspriegumu.

Pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD) ir būtiskas elektronisko iekārtu aizsardzībai no īslaicīga pārsprieguma kaitīgās ietekmes, kas var izraisīt bojājumus, sistēmas dīkstāvi un datu zudumu.

Daudzos gadījumos iekārtu nomaiņas vai remonta izmaksas var būt ievērojamas, jo īpaši kritiski svarīgās lietojumprogrammās, piemēram, slimnīcās, datu centros un rūpniecības uzņēmumos.

Automātiskie slēdži un drošinātāji nav paredzēti šādu augstas enerģijas notikumu apstrādei, tāpēc ir nepieciešama papildu pārsprieguma aizsardzība.

Lai gan SPD ir īpaši izstrādāti, lai novirzītu pārejošu pārspriegumu prom no iekārtas, pasargājot to no bojājumiem un pagarinot tā kalpošanas laiku.

Noslēgumā jāsaka, ka SPD ir būtiski mūsdienu tehnoloģiskajā vidē.

SPD darbības princips

SPD pamatprincips ir tāds, ka tie nodrošina zemas pretestības ceļu uz zemi pārspriegumam. Kad rodas sprieguma lēcieni vai pārspriegumi, SPD darbojas, novirzot pārspriegumu un strāvu uz zemi.

Tādā veidā ienākošā sprieguma lielums tiek samazināts līdz drošam līmenim, kas nebojā pievienoto ierīci.

Lai darbotos, pārsprieguma aizsardzības ierīcei jāietver vismaz viens nelineārs komponents (varistors vai dzirksteles sprauga), kas dažādos apstākļos pāriet starp augstas un zemas pretestības stāvokli.

To funkcija ir novirzīt izlādes vai impulsa strāvu un ierobežot pārspriegumu lejupējā iekārtā.

Pārsprieguma aizsardzības ierīces darbojas trīs tālāk uzskaitītajās situācijās.

A. Normāls stāvoklis (bez pārsprieguma)

Ja nav pārsprieguma apstākļu, SPD neietekmē sistēmu un darbojas kā atvērta ķēde, tas paliek augstas pretestības stāvoklī.

B. Sprieguma pārsprieguma laikā

Sprieguma lēcienu un pārsprieguma gadījumā SPD pāriet vadītspējas stāvoklī un tā pretestība samazinās. Tādā veidā tas aizsargās sistēmu, novirzot impulsstrāvu uz zemi.

C. Atgriešanās pie normālas darbības

Pēc pārsprieguma izlādes SPD atgriezās normālā augstas impedances stāvoklī.

Pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD) ir būtiskas elektrisko tīklu sastāvdaļas. Tomēr piemērota SPD izvēle jūsu sistēmai var būt sarežģīts uzdevums.

Maksimālais nepārtrauktais darba spriegums (UC)

SPD nominālajam spriegumam jābūt saderīgam ar elektriskās sistēmas spriegumu, lai nodrošinātu atbilstošu sistēmas aizsardzību. Zemāks spriegums sabojās ierīci, un augstāks spriegums nepareizi novirzīs pārejas impulsus.

Atbildes laiks

To raksturo kā SPD reakcijas laiku uz pārejas procesiem. Jo ātrāk SPD reaģē, jo labāka SPD aizsardzība. Parasti Zenera diodes SPD ir visātrāk reaģējošie. Ar gāzi pildītiem tipiem ir relatīvi lēns reakcijas laiks, bet drošinātājiem un MOV tipiem ir vislēnākais reakcijas laiks.

Nominālā izlādes strāva (In)

SPD jāpārbauda ar 8/20 μs viļņu formu, un tipiskā dzīvojamo māju miniatūru SPD vērtība ir 20 kA.

Maksimālā impulsa izlādes strāva (Iimp)

Ierīcei jāspēj izturēt maksimālo pārsprieguma strāvu, kas sagaidāma sadales tīklā, lai nodrošinātu, ka tā neizdodas pārejas notikuma laikā, un ierīce jāpārbauda ar 10/350 μs viļņu formu.

Spriegošanas spriegums

Šis ir sliekšņa spriegums, un virs šī sprieguma līmeņa SPD sāk ierobežot jebkuru sprieguma pāreju, ko tas konstatē elektrolīnijā.

Ražotājs un sertifikāti

Ir ļoti svarīgi izvēlēties SPD no labi pazīstama ražotāja, kam ir sertifikācija no neitrālas testēšanas iestādes, piemēram, UL vai IEC. Sertifikācija garantē, ka produkts ir pārbaudīts un atbilst visām veiktspējas un drošības prasībām.

Izpratne par šīm izmēru vadlīnijām ļaus jums izvēlēties savām vajadzībām vispiemērotāko pārsprieguma aizsardzības ierīci un garantēt efektīvu pārsprieguma aizsardzību.

Pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD) ir izstrādātas, lai nodrošinātu drošu aizsardzību pret īslaicīgiem pārspriegumiem, taču daži faktori var izraisīt to atteici. Tālāk ir minēti daži no SPD atteices pamatiemesliem:

1. Pārmērīgi strāvas pārspriegumi

Viens no galvenajiem SPD atteices cēloņiem ir pārspriegums, kas var rasties zibens spērienu, strāvas pārsprieguma vai citu elektrisko traucējumu dēļ. Pēc atbilstošu projektēšanas aprēķinu veikšanas atbilstoši atrašanās vietai pārliecinieties, ka esat uzstādījis pareizo SPD veidu.

2. Novecošanās faktors

Apkārtējās vides apstākļu, tostarp temperatūras un mitruma, dēļ SPD ir ierobežots glabāšanas laiks, un laika gaitā tie var pasliktināties. Turklāt SPD var tikt bojāti biežas sprieguma svārstības.

3. Konfigurācijas problēmas

Nepareiza konfigurācija, piemēram, ja zvaigznītes slēgumā konfigurēts SPD ir savienots ar slodzi, kas ir savienota, izmantojot trīsstūra slēgumu. Tas var pakļaut SPD lielākam spriegumam, kas var izraisīt SPD atteici.

4. Komponentu atteice

SPD satur vairākus komponentus, piemēram, metāla oksīda varistorus (MOV), kas var sabojāties ražošanas defektu vai vides faktoru dēļ.

5. Nepareiza iezemēšana

Lai SPD darbotos pareizi, ir nepieciešams iezemējums. SPD var nedarboties pareizi vai kļūt par drošības apdraudējumu, ja tas ir nepareizi iezemēts.