Një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa, e njohur edhe si mbrojtës nga mbingarkesa ose SPD, është projektuar për të mbrojtur komponentët elektrikë nga rritjet e tensionit që mund të ndodhin në qarkun elektrik.

Sa herë që prodhohet një rritje e papritur e rrymës ose tensionit në qarkun elektrik ose qarkun e komunikimit si pasojë e ndërhyrjeve të jashtme, pajisja e mbrojtjes nga mbingarkesa mund të përçojë dhe të devijojë në një periudhë shumë të shkurtër kohore, duke parandaluar që mbingarkesa të dëmtojë pajisjet e tjera në qark.

Pajisjet mbrojtëse nga mbitensionet (SPD) janë një metodë me kosto efektive për të parandaluar ndërprerjet dhe për të rritur besueshmërinë e sistemit.

Ato zakonisht instalohen në panelet e shpërndarjes dhe luajnë një rol të rëndësishëm në sigurimin e funksionimit të qetë dhe të pandërprerë të pajisjeve elektronike në një gamë të gjerë aplikimesh duke kufizuar mbitensionin kalimtar.

Një SPD funksionon duke devijuar tensionin e tepërt nga valët kalimtare larg pajisjeve të mbrojtura. Zakonisht përbëhet nga varistorë oksidi metali (MOV) ose tuba shkarkimi gazi që thithin tensionin e tepërt dhe e ridrejtojnë atë në tokë, duke mbrojtur kështu pajisjet e lidhura.

Rritjet e tensionit mund të ndodhin për një sërë arsyesh, duke përfshirë goditjet nga rrufeja, ndërrimin e rrjetit elektrik, instalimet elektrike me defekt dhe funksionimin e pajisjeve elektrike me fuqi të lartë. Ato gjithashtu mund të shkaktohen nga ngjarje që ndodhin brenda një ndërtese, siç është ndezja e motorëve ose ndezja/fikja e pajisjeve të mëdha.

Instalimi i një SPD mund të ofrojë disa përfitime, duke përfshirë:

Mbrojtja e pajisjeve elektronike të ndjeshme nga rritjet e dëmshme të tensionit.

Parandalimi i humbjes ose dëmtimit të të dhënave në sistemet kompjuterike.

Zgjatja e jetëgjatësisë së pajisjeve dhe pajisjeve duke i mbrojtur ato nga ndërprerjet elektrike.

Ulja e rrezikut të zjarreve elektrike të shkaktuara nga rritjet e tensionit.

Qetësi shpirtërore duke ditur se pajisjet tuaja të vlefshme janë të mbrojtura.

Jetëgjatësia e një SPD-je mund të ndryshojë në varësi të faktorëve si cilësia e saj, ashpërsia e mbingarkesave me të cilat haset dhe praktikat e mirëmbajtjes. Në përgjithësi, SPD-të kanë një jetëgjatësi që varion nga 5 deri në 10 vjet. Megjithatë, rekomandohet që SPD-të të inspektohen dhe testohen rregullisht dhe të zëvendësohen sipas nevojës për të siguruar mbrojtje optimale.

Nevoja për SPD mund të ndryshojë në varësi të faktorëve si vendndodhja gjeografike, rregulloret lokale dhe ndjeshmëria e pajisjeve elektronike të lidhura. Këshillohet të konsultoheni me një elektricist ose inxhinier elektrik të kualifikuar për të vlerësuar nevojat tuaja specifike dhe për të përcaktuar nëse një SPD është i nevojshëm për sistemin tuaj elektrik.

Disa komponentë të zakonshëm mbrojtës ndaj mbingarkesës që përdoren në prodhimin e SPD-ve janë varistorët e oksidit të metalit (MOV), diodat e prishjes së ortekut (ABD - të njohura më parë si dioda orteku silikoni ose SAD) dhe tubat e shkarkimit të gazit (GDT). MOV-të janë teknologjia më e përdorur për mbrojtjen e qarqeve të energjisë AC. Vlerësimi i rrymës së mbingarkesës së një MOV lidhet me sipërfaqen e prerjes tërthore dhe përbërjen e tij. Në përgjithësi, sa më e madhe të jetë sipërfaqja e prerjes tërthore, aq më i lartë është vlerësimi i rrymës së mbingarkesës së pajisjes. MOV-të në përgjithësi janë me gjeometri të rrumbullakët ose drejtkëndëshe, por vijnë në një mori dimensionesh standarde që variojnë nga 7 mm (0.28 inç) deri në 80 mm (3.15 inç). Vlerësimet e rrymës së mbingarkesës së këtyre komponentëve mbrojtës ndaj mbingarkesës ndryshojnë shumë dhe varen nga prodhuesi. Siç u diskutua më parë në këtë klauzolë, duke lidhur MOV-të në një varg paralel, një vlerë e rrymës së mbingarkesës mund të llogaritet thjesht duke shtuar vlerësimet e rrymës së mbingarkesës së MOV-ve individualë së bashku për të marrë vlerësimin e rrymës së mbingarkesës së vargut. Duke vepruar kështu, duhet t'i kushtohet vëmendje koordinimit të funksionimit.

Ekzistojnë shumë hipoteza se cili komponent, cila topologji dhe vendosja e teknologjisë specifike prodhon SPD-në më të mirë për devijimin e rrymës së mbingarkesës. Në vend që të paraqiten të gjitha opsionet, është më mirë që diskutimi i vlerësimit të rrymës së mbingarkesës, Vlerësimit Nominal të Rrymës së Shkarkimit ose aftësive të rrymës së mbingarkesës të sillet rreth të dhënave të testimit të performancës. Pavarësisht nga komponentët e përdorur në dizajn ose struktura specifike mekanike e vendosur, ajo që ka rëndësi është që SPD të ketë një vlerësim të rrymës së mbingarkesës ose Vlerësim Nominal të Rrymës së Shkarkimit që është i përshtatshëm për aplikimin.

Edicioni aktual i Rregulloreve të Instalimeve Elektrike IET, BS 7671:2018, thotë se nëse nuk kryhet një vlerësim i rrezikut, duhet të ofrohet mbrojtje kundër mbitensionit kalimtar aty ku pasoja e shkaktuar nga mbitensioni mund të:

Të rezultojë në lëndime serioze ose humbje të jetës njerëzore; ose

Të rezultojë në ndërprerje të shërbimeve publike dhe/ose dëmtim të trashëgimisë kulturore; ose

Të rezultojë në ndërprerje të aktivitetit tregtar ose industrial; ose

Prek një numër të madh individësh që jetojnë bashkë.

Ky rregull zbatohet për të gjitha llojet e ambienteve, duke përfshirë ato shtëpiake, tregtare dhe industriale.

Ndërsa Rregulloret e Instalimeve Elektrike IET nuk janë retrospektive, kur puna kryhet në një qark ekzistues brenda një instalimi i cili është projektuar dhe instaluar sipas një botimi të mëparshëm të Rregulloreve të Instalimeve Elektrike IET, është e nevojshme të sigurohet që qarku i modifikuar përputhet me botimin më të fundit, kjo do të jetë e dobishme vetëm nëse instalohen SPD për të mbrojtur të gjithë instalimin.

Vendimi nëse do të blihen SPD-të është në duart e klientit, por atij duhet t'i ofrohen informacione të mjaftueshme për të marrë një vendim të informuar nëse dëshiron të heqë SPD-të. Një vendim duhet të merret bazuar në faktorët e rrezikut të sigurisë dhe pas një vlerësimi të kostos së SPD-ve, të cilat mund të kushtojnë vetëm disa qindra paund, kundrejt kostos së instalimit elektrik dhe pajisjeve të lidhura me të, siç janë kompjuterët, televizorët dhe pajisjet e nevojshme, për shembull, zbulimi i tymit dhe kontrollet e bojlerit.

Mbrojtja nga mbingarkesa mund të instalohet në një njësi ekzistuese të konsumatorit nëse ka hapësirë ​​të përshtatshme fizike në dispozicion ose, nëse nuk ka hapësirë ​​të mjaftueshme, mund të instalohet në një mbyllje të jashtme ngjitur me njësinë ekzistuese të konsumatorit.

Gjithashtu, ia vlen të kontrolloni me kompaninë tuaj të sigurimeve, pasi disa polica mund të përcaktojnë që pajisjet duhet të mbulohen me një SPD, përndryshe ata nuk do të paguajnë në rast të një kërkese.

Klasifikimi i mbrojtësit nga mbingarkesa (i njohur zakonisht si mbrojtje nga rrufeja) vlerësohet sipas teorisë së mbrojtjes nga rrufeja të nënndarjes IEC 61643-31 & EN 50539-11, e cila instalohet në kryqëzimin e ndarjes. Kërkesat teknike dhe funksionet ndryshojnë. Pajisja e mbrojtjes nga rrufeja e fazës së parë instalohet midis zonës 0-1, e lartë për kërkesën e rrjedhjes, kërkesa minimale e IEC 61643-31 & EN 50539-11 është Itotal (10/350) 12.5 ka, dhe nivelet e dyta dhe të treta instalohen midis zonave 1-2 dhe 2-3, kryesisht për të shtypur mbitensionin.

Pajisjet mbrojtëse nga mbitensionet (SPD) janë thelbësore në mbrojtjen e pajisjeve elektronike nga efektet e dëmshme të mbitensionit kalimtar që mund të shkaktojnë dëmtime, ndërprerje të sistemit dhe humbje të të dhënave.

Në shumë raste, kostoja e zëvendësimit ose riparimit të pajisjeve mund të jetë e konsiderueshme, veçanërisht në aplikacionet kritike për misionin, siç janë spitalet, qendrat e të dhënave dhe impiantet industriale.

Ndërprerësit e qarkut dhe siguresat nuk janë të dizajnuara për të përballuar këto ngjarje me energji të lartë, duke e bërë të nevojshme mbrojtje shtesë nga mbitensionet.

Ndërsa SPD-të janë projektuar posaçërisht për të devijuar mbitensionin kalimtar larg pajisjeve, duke e mbrojtur atë nga dëmtimet dhe duke zgjatur jetëgjatësinë e saj.

Si përfundim, SPD-të janë thelbësore në mjedisin modern teknologjik.

Parimi i Punës së SPD-së

Parimi bazë i SPD-ve është se ato ofrojnë një rrugë me impedancë të ulët drejt tokëzimit për tensionin e tepërt. Kur ndodhin rritje ose rritje të tensionit, SPD-të funksionojnë duke devijuar tensionin dhe rrymën e tepërt në tokë.

Në këtë mënyrë, madhësia e tensionit hyrës ulet në një nivel të sigurt që nuk dëmton pajisjen e lidhur.

Që të funksionojë, një pajisje mbrojtëse nga mbingarkesa duhet të përmbajë të paktën një komponent jolinear (një varistor ose boshllëk shkëndijash), i cili në kushte të ndryshme kalon midis një gjendjeje impedance të lartë dhe të ulët.

Funksioni i tyre është të devijojnë rrymën e shkarkimit ose të impulsit dhe të kufizojnë mbitensionin në pajisjet në rrjedhën e poshtme.

Pajisjet e mbrojtjes nga mbitensionet funksionojnë në tre situatat e listuara më poshtë.

A. Gjendje Normale (mungesë e mbingarkesës)

Në rast se nuk ka kushte mbitensionit, SPD nuk ka ndikim në sistem dhe vepron si një qark i hapur, ai mbetet në një gjendje impedance të lartë.

B. Gjatë rritjeve të tensionit

Në rast të luhatjeve dhe rritjeve të tensionit, SPD kalon në gjendjen e përçueshmërisë dhe impedanca e tij zvogëlohet. Në këtë mënyrë, ai do të mbrojë sistemin duke devijuar rrymën e impulsit në tokë.

C. Kthim në funksionimin normal

Pasi mbitensioni është shkarkuar, SPD u kthye në gjendjen e saj normale të impedancës së lartë.

Pajisjet Mbrojtëse nga Rryma (SPD) janë komponentë thelbësorë të rrjeteve elektrike. Megjithatë, zgjedhja e një SPD-je të përshtatshme për sistemin tuaj mund të jetë një çështje e vështirë.

Tensioni maksimal i vazhdueshëm operativ (UC)

Tensioni i vlerësuar i SPD duhet të jetë i pajtueshëm me tensionin e sistemit elektrik për të ofruar mbrojtje të përshtatshme për sistemin. Një tension më i ulët do të dëmtojë pajisjen dhe një vlerësim më i lartë nuk do ta devijojë siç duhet rrymën kalimtare.

Koha e Përgjigjes

Përshkruhet si koha e reagimit të SPD ndaj ndryshimeve kalimtare. Sa më shpejt të përgjigjet SPD, aq më e mirë është mbrojtja nga SPD. Zakonisht, SPD-të e bazuara në diodën Zener kanë reagimin më të shpejtë. Llojet e mbushura me gaz kanë një kohë reagimi relativisht të ngadaltë dhe siguresat dhe llojet MOV kanë kohën më të ngadaltë të reagimit.

Rryma nominale e shkarkimit (In)

SPD duhet të testohet në formën e valës 8/20μs dhe vlera tipike për SPD me madhësi miniaturë për banesa është 20kA.

Rryma maksimale e shkarkimit të impulsit (Iimp)

Pajisja duhet të jetë në gjendje të përballojë rrymën maksimale të mbingarkesës që pritet në rrjetin e shpërndarjes për të siguruar që të mos dështojë gjatë një ngjarjeje kalimtare dhe pajisja duhet të testohet me formë vale 10/350μs.

Tensioni i fiksimit

Ky është tensioni prag dhe mbi këtë nivel tensioni, SPD fillon të fiksojë çdo ndryshim tranzitor të tensionit që zbulon në linjën e energjisë.

Prodhuesi dhe Certifikimet

Zgjedhja e një SPD-je nga një prodhues i njohur që ka certifikim nga një strukturë testimi e paanshme, siç është UL ose IEC, është thelbësore. Certifikimi garanton që produkti është ekzaminuar dhe i plotëson të gjitha kërkesat e performancës dhe sigurisë.

Të kuptuarit e këtyre udhëzimeve për dimensionet do t'ju mundësojë të zgjidhni pajisjen më të mirë të mbrojtjes nga mbingarkesa për nevojat tuaja dhe të garantoni mbrojtje efektive nga mbingarkesa.

Pajisjet mbrojtëse nga mbitensionet (SPD) janë projektuar për të ofruar mbrojtje të besueshme kundër mbitensioneve kalimtare, por faktorë të caktuar mund të çojnë në dështimin e tyre. Më poshtë janë disa nga arsyet themelore të dështimit të SPD-ve:

1. Rritje të tepërta të energjisë

Një nga shkaqet kryesore të dështimit të SPD-së është mbitensioni, i cili mund të ndodhë për shkak të goditjeve nga rrufeja, rritjeve të tensionit ose çrregullimeve të tjera elektrike. Sigurohuni që të instaloni llojin e duhur të SPD-së pas llogaritjeve të duhura të projektimit sipas vendndodhjes.

2. Faktori i plakjes

Për shkak të kushteve mjedisore, duke përfshirë temperaturën dhe lagështinë, SPD-të kanë një afat të kufizuar ruajtjeje dhe mund të përkeqësohen me kalimin e kohës. Për më tepër, SPD-të mund të dëmtohen nga rritjet e shpeshta të tensionit.

3. Probleme me konfigurimin

I konfiguruar gabim, si p.sh. kur një SPD i konfiguruar në wye është i lidhur me një ngarkesë që është e lidhur nëpërmjet një delte. Kjo mund ta ekspozojë SPD-në ndaj tensioneve më të larta, të cilat mund të rezultojnë në dështim të SPD-së.

4. Dështimi i komponentëve

SPD-të përmbajnë disa komponentë, të tillë si varistorët e oksidit të metalit (MOV), të cilët mund të dështojnë për shkak të defekteve të prodhimit ose faktorëve mjedisorë.

5. Tokëzimi i papërshtatshëm

Që një SPD të funksionojë siç duhet, tokëzimi është i nevojshëm. Një SPD mund të keqfunksionojë ose mund të bëhet problem për sigurinë nëse nuk është i tokëzuar siç duhet.