En overspenningsvern, også kjent som en overspenningsvern eller SPD, er utformet for å beskytte elektriske komponenter mot spenningsstøt som kan oppstå i den elektriske kretsen.

Når en plutselig økning i strøm eller spenning oppstår i den elektriske kretsen eller kommunikasjonskretsen som følge av ytre forstyrrelser, kan overspenningsvernet lede og kortslutte i løpet av svært kort tid, slik at overspenningen ikke skader andre enheter i kretsen.

Overspenningsvern (SPD-er) er en kostnadseffektiv metode for å forhindre strømbrudd og forbedre systemets pålitelighet.

De installeres vanligvis i fordelingspaneler og spiller en viktig rolle i å sikre jevn og uavbrutt drift av elektroniske enheter i en rekke bruksområder ved å begrense transient overspenning.

En SPD fungerer ved å avlede overflødig spenning fra transiente overspenninger bort fra det beskyttede utstyret. Den består vanligvis av metalloksidvaristorer (MOV-er) eller gassutladningsrør som absorberer overflødig spenning og omdirigerer den til jord, og dermed beskytter de tilkoblede enhetene.

Overspenninger kan oppstå av en rekke årsaker, inkludert lynnedslag, omkobling av strømnettet, feil kabling og drift av elektrisk utstyr med høy effekt. De kan også være forårsaket av hendelser som skjer inne i en bygning, for eksempel oppstart av motorer eller av- og påslåing av store apparater.

Installasjon av en SPD kan gi flere fordeler, inkludert:

Beskyttelse av sensitivt elektronisk utstyr mot skadelige spenningsstøt.

Forebygging av datatap eller -korrupsjon i datasystemer.

Forlenger levetiden til apparater og utstyr ved å beskytte dem mot elektriske forstyrrelser.

Reduksjon av risikoen for elektriske branner forårsaket av overspenninger.

Trygghet i vissheten om at ditt verdifulle utstyr er beskyttet.

Levetiden til en SPD kan variere avhengig av faktorer som kvaliteten, alvorlighetsgraden av overspenninger den opplever og vedlikeholdspraksis. Vanligvis har SPD-er en levetid på mellom 5 og 10 år. Det anbefales imidlertid å regelmessig inspisere og teste SPD-er og bytte dem ut etter behov for å sikre optimal beskyttelse.

Behovet for SPD-er kan variere avhengig av faktorer som geografisk plassering, lokale forskrifter og følsomheten til det tilkoblede elektroniske utstyret. Det anbefales å konsultere en kvalifisert elektriker eller elektroingeniør for å vurdere dine spesifikke behov og avgjøre om en SPD er nødvendig for ditt elektriske system.

Noen vanlige overspenningsvernkomponenter som brukes i produksjon av overspenningsvernkomponenter er metalloksidvaristorer (MOV-er), lavineoverslagsdioder (ABD-er – tidligere kjent som silisiumlavinedioder eller SAD-er) og gassutladningsrør (GDT-er). MOV-er er den mest brukte teknologien for beskyttelse av vekselstrømskretser. Overspenningsstrømmen til en MOV er relatert til tverrsnittsarealet og dens sammensetning. Generelt sett, jo større tverrsnittsarealet er, desto høyere er overspenningsstrømmen til enheten. MOV-er har vanligvis rund eller rektangulær geometri, men kommer i en mengde standarddimensjoner fra 7 mm (0,28 tommer) til 80 mm (3,15 tommer). Overspenningsstrømmen til disse overspenningsvernkomponentene varierer mye og er avhengig av produsenten. Som diskutert tidligere i denne klausulen, kan man ved å koble MOV-ene i en parallell matrise beregne en overspenningsstrømverdi ved ganske enkelt å legge sammen overspenningsstrømmen til de enkelte MOV-ene for å få overspenningsstrømmen til matrisen. I den forbindelse bør man vurdere koordinering av driften.

Det finnes mange hypoteser om hvilken komponent, hvilken topologi og utplassering av spesifikk teknologi som produserer den beste overspenningsvernet (SPD) for å avlede overspenningsstrøm. I stedet for å presentere alle alternativene, er det best at diskusjonen om overspenningsstrømvurdering, nominell utladningsstrømvurdering eller overspenningsstrømegenskaper dreier seg om ytelsestestdata. Uansett hvilke komponenter som brukes i designet, eller den spesifikke mekaniske strukturen som brukes, er det som betyr noe at overspenningsvernet har en overspenningsstrømvurdering eller nominell utladningsstrømvurdering som er egnet for applikasjonen.

Den nåværende utgaven av IET-ledningsforskriftene, BS 7671:2018, sier at med mindre en risikovurdering utføres, skal det gis beskyttelse mot transient overspenning der konsekvensen forårsaket av overspenning kan:

Resultere i alvorlig skade på, eller tap av, menneskeliv; eller

Føre til avbrudd i offentlige tjenester og/eller skade på kulturarv; eller

Resulterer i avbrudd i kommersiell eller industriell aktivitet; eller

Påvirker et stort antall samboende individer.

Denne forskriften gjelder for alle typer lokaler, inkludert boliger, næringsbygg og industri.

Selv om IET-kablingsforskriftene ikke er retrospektive, er det nødvendig å sikre at den modifiserte kretsen er i samsvar med den nyeste utgaven der arbeid utføres på en eksisterende krets i en installasjon som er designet og installert i henhold til en tidligere utgave av IET-kablingsforskriftene. Dette vil bare være fordelaktig hvis SPD-er er installert for å beskytte hele installasjonen.

Avgjørelsen om hvorvidt de skal kjøpe SPD-er ligger i kundens hender, men de bør få nok informasjon til å ta en informert beslutning om hvorvidt de ønsker å utelate SPD-er. En beslutning bør tas basert på sikkerhetsrisikofaktorer og etter en kostnadsvurdering av SPD-er, som kan koste så lite som noen få hundre pund, mot kostnaden for det elektriske anlegget og utstyr som er koblet til det, for eksempel datamaskiner, TV-er og nødvendig utstyr, for eksempel røykvarsling og kjelestyring.

Overspenningsvern kan installeres i en eksisterende forbrukerenhet hvis det er tilstrekkelig fysisk plass tilgjengelig, eller hvis det ikke er nok plass, kan det installeres i et eksternt kabinett ved siden av den eksisterende forbrukerenheten.

Det er også verdt å sjekke med forsikringsselskapet ditt, da noen poliser kan si at utstyr må dekkes av en SPD, ellers vil de ikke utbetale erstatning ved et krav.

Klassifiseringen av overspenningsvernet (vanligvis kjent som lynvern) vurderes i henhold til IEC 61643-31 og EN 50539-11 underavdelingsteori for lynvern, som er installert ved krysset mellom skilleveggen. Tekniske krav og funksjoner varierer. Førstetrinns lynvernenhet er installert mellom 0-1-sonen, høy for strømningskravet, minimumskravet i IEC 61643-31 og EN 50539-11 er Itotal (10/350) 12,5 ka, og andre og tredje nivå er installert mellom 1-2 og 2-3 soner, hovedsakelig for å undertrykke overspenning.

Overspenningsvern (SPD-er) er viktige for å beskytte elektronisk utstyr mot de skadelige effektene av transient overspenning som kan forårsake skade, systemnedetid og datatap.

I mange tilfeller kan kostnadene for utskifting eller reparasjon av utstyr være betydelige, spesielt i virksomhetskritiske applikasjoner som sykehus, datasentre og industrianlegg.

Sikringer og effektbrytere er ikke konstruert for å håndtere disse høyenergihendelsene, noe som gjør ekstra overspenningsvern nødvendig.

Mens SPD-er er spesielt utviklet for å avlede transient overspenning bort fra utstyret, beskytte det mot skade og forlenge levetiden.

Avslutningsvis er SPD-er viktige i det moderne teknologiske miljøet.

SPD-arbeidsprinsipp

Grunnprinsippet bak SPD-er er at de gir en lavimpedansbane til jord for overspenning. Når spenningstopper eller -støt oppstår, fungerer SPD-er ved å avlede overspenningen og -strømmen til jord.

På denne måten senkes størrelsen på den innkommende spenningen til et trygt nivå som ikke skader den tilkoblede enheten.

For å fungere, må en overspenningsvernenhet inneholde minst én ikke-lineær komponent (en varistor eller et gnistgap), som under forskjellige forhold går over mellom en høy og lav impedanstilstand.

Deres funksjon er å avlede utladnings- eller impulsstrømmen og å begrense overspenningen på nedstrømsutstyret.

Overspenningsvern fungerer under de tre situasjonene som er oppført nedenfor.

A. Normal tilstand (fravær av overspenning)

Hvis det ikke er noen overspenning, har SPD-en ingen innvirkning på systemet og fungerer som en åpen krets, den forblir i en høyimpedanstilstand.

B. Under spenningsstøt

Ved spenningstopper og -støt går SPD over i ledningstilstand, og impedansen reduseres. På denne måten beskytter den systemet ved å avlede impulsstrømmen til jord.

C. Tilbake til normal drift

Etter at overspenningen er utladet, går SPD tilbake til sin normale høye impedanstilstand.

Overspenningsvern (SPD-er) er viktige komponenter i elektriske nettverk. Det kan imidlertid være vanskelig å velge en passende SPD for systemet ditt.

Maksimal kontinuerlig driftsspenning (UC)

Nominell spenning til SPD bør være kompatibel med det elektriske systemets spenning for å gi systemet tilstrekkelig beskyttelse. En lavere spenningsklassifisering vil skade enheten, og en høyere klassifisering vil ikke avlede transienter ordentlig.

Responstid

Det beskrives som tiden SPD reagerer på transientene. Jo raskere SPD reagerer, desto bedre er beskyttelsen fra SPD-en. Vanligvis har zenerdiodebaserte SPD-er den raskeste responsen. Gassfylte typer har en relativt lang responstid, og sikringer og MOV-typer har den tregeste responstiden.

Nominell utladningsstrøm (In)

SPD bør testes ved en bølgeform på 8/20 μs, og den typiske verdien for en miniatyr-SPD i boliger er 20 kA.

Maksimal impulsutladningsstrøm (Iimp)

Enheten må kunne håndtere den maksimale overspenningsstrømmen som forventes på distribusjonsnettet for å sikre at den ikke svikter under en transient hendelse, og enheten bør testes med en bølgeform på 10/350 μs.

Klemmespenning

Dette er terskelspenning, og over dette spenningsnivået begynner SPD å klemme enhver spenningstransient den oppdager i strømledningen.

Produsent og sertifiseringer

Det er avgjørende å velge en SPD fra en kjent produsent som har sertifisering fra et upartisk testanlegg, som UL eller IEC. Sertifiseringen garanterer at produktet har blitt undersøkt og oppfyller alle ytelses- og sikkerhetskrav.

Hvis du forstår disse retningslinjene for størrelser, kan du velge den beste overspenningsvernenheten for dine behov og garantere effektiv overspenningsvern.

Overspenningsvern (SPD-er) er konstruert for å gi pålitelig beskyttelse mot transiente overspenninger, men visse faktorer kan føre til at de svikter. Følgende er noen av de underliggende årsakene til at SPD-er svikter:

1. Overdreven strømstøt

En av hovedårsakene til feil på SPD er overspenning. Overspenning kan oppstå på grunn av lynnedslag, overspenning eller andre elektriske forstyrrelser. Sørg for å installere riktig type SPD etter riktige designberegninger i henhold til plasseringen.

2. Aldringsfaktor

På grunn av miljøforhold, inkludert temperatur og fuktighet, har SPD-er begrenset holdbarhet og kan forringes over tid. Videre kan SPD-er bli skadet av hyppige spenningstopper.

3. Konfigurasjonsproblemer

Feilkonfigurert, for eksempel når en Y-konfigurert SPD er koblet til en last som er koblet via en delta. Dette kan utsette SPD-en for høyere spenninger, noe som kan føre til SPD-feil.

4. Komponentfeil

SPD-er inneholder flere komponenter, for eksempel metalloksidvaristorer (MOV-er), som kan svikte på grunn av produksjonsfeil eller miljøfaktorer.

5. Feil jording

For at en SPD skal fungere ordentlig, er jording nødvendig. En SPD kan fungere feil eller muligens bli et sikkerhetsproblem hvis den er feil jordet.