Пристрій захисту від перенапруги, також відомий як мережевий фільтр або SPD, призначений для захисту електричних компонентів від перенапруги, які можуть виникнути в електричному колі.

Щоразу, коли в електричному колі або колі зв'язку внаслідок зовнішнього втручання виникає раптове збільшення струму або напруги, пристрій захисту від перенапруги може проводити та шунтувати за дуже короткий проміжок часу, запобігаючи пошкодженню інших пристроїв у колі внаслідок перенапруги.

Пристрої захисту від перенапруги (SPD) – це економічно ефективний метод запобігання перебоям у електромережі та підвищення надійності системи.

Зазвичай вони встановлюються в розподільних щитах і відіграють важливу роль у забезпеченні безперебійної та безперебійної роботи електронних пристроїв у широкому діапазоні застосувань, обмежуючи перехідні перенапруги.

Пристрій захисту від перенапруги (SPD) працює, відводячи надлишкову напругу від короткочасних перенапруг від захищеного обладнання. Зазвичай він складається з металоксидних варисторів (MOV) або газорозрядних трубок, які поглинають надлишкову напругу та перенаправляють її на землю, тим самим захищаючи підключені пристрої.

Скачки напруги можуть виникати з різних причин, зокрема через удари блискавки, перемикання електромережі, несправну проводку та роботу потужного електрообладнання. Вони також можуть бути спричинені подіями, що відбуваються всередині будівлі, такими як запуск двигунів або вмикання/вимикання великих приладів.

Встановлення SPD може забезпечити кілька переваг, зокрема:

Захист чутливого електронного обладнання від шкідливих перепадів напруги.

Запобігання втраті або пошкодженню даних у комп'ютерних системах.

Збільшення терміну служби приладів та обладнання шляхом захисту їх від електричних перешкод.

Зменшення ризику виникнення пожеж у електромережі, спричинених перепадами напруги.

Спокій, знаючи, що ваше цінне обладнання в безпеці.

Термін служби SPD може змінюватися залежно від таких факторів, як його якість, інтенсивність перенапруг, з якими він стикається, та методи технічного обслуговування. Зазвичай термін служби SPD становить від 5 до 10 років. Однак рекомендується регулярно перевіряти та тестувати SPD, а також замінювати їх за потреби, щоб забезпечити оптимальний захист.

Потреба в SPD може відрізнятися залежно від таких факторів, як географічне розташування, місцеві норми та чутливість підключеного електронного обладнання. Рекомендується проконсультуватися з кваліфікованим електриком або інженером-електриком, щоб оцінити ваші конкретні потреби та визначити, чи потрібен SPD для вашої електричної системи.

Кілька поширених компонентів захисту від перенапруги, що використовуються у виробництві SPD, - це металоксидні варистори (MOV), лавинні пробійні діоди (ABD – раніше відомі як кремнієві лавинні діоди або SAD) та газорозрядні трубки (GDT). MOV є найпоширенішою технологією для захисту кіл змінного струму. Номінальний імпульсний струм MOV залежить від площі поперечного перерізу та його складу. Загалом, чим більша площа поперечного перерізу, тим вищий номінальний імпульсний струм пристрою. MOV зазвичай мають круглу або прямокутну геометрію, але бувають різних стандартних розмірів, починаючи від 7 мм (0,28 дюйма) до 80 мм (3,15 дюйма). Номінальні імпульсні струми цих компонентів захисту від перенапруги сильно варіюються та залежать від виробника. Як обговорювалося раніше в цьому розділі, з'єднуючи MOV у паралельний масив, значення імпульсного струму можна розрахувати, просто додавши номінальні імпульсні струми окремих MOV разом, щоб отримати номінальний імпульсний струм масиву. При цьому слід враховувати координацію роботи.

Існує багато гіпотез щодо того, який компонент, яка топологія та розгортання конкретної технології забезпечують найкращий SPD для відведення імпульсного струму. Замість того, щоб представляти всі варіанти, найкраще, щоб обговорення номінального імпульсного струму, номінального струму розряду або можливостей імпульсного струму зосереджувалося на даних випробувань продуктивності. Незалежно від компонентів, що використовуються в конструкції, або конкретної механічної структури, важливо, щоб SPD мав номінальний імпульсний струм або номінальний струм розряду, який підходить для застосування.

У чинній редакції Правил електропроводки IET, BS 7671:2018, зазначено, що якщо не проведено оцінку ризику, захист від перехідної перенапруги має бути забезпечений, якщо наслідки, спричинені перенапругою, можуть:

Призвести до серйозних травм або втрати людського життя; або

Призвести до переривання громадських послуг та/або пошкодження культурної спадщини; або

Призвести до переривання комерційної або промислової діяльності; або

Впливають на велику кількість осіб, що проживають разом.

Цей регламент поширюється на всі типи приміщень, включаючи житлові, комерційні та промислові.

Хоча Правила електропроводки IET не є ретроспективними, якщо роботи проводяться на існуючому колі в межах установки, яка була спроектована та встановлена ​​відповідно до попереднього видання Правил електропроводки IET, необхідно забезпечити відповідність модифікованого кола останній редакції, це буде корисним лише за умови встановлення пристроїв захисту від затримки струму (SPD) для захисту всієї установки.

Рішення про придбання пристроїв захисту від диференціального замикання (SPD) приймає покупець, але йому слід надати достатньо інформації, щоб він міг прийняти обґрунтоване рішення щодо того, чи бажає він відмовитися від SPD. Рішення слід приймати на основі факторів ризику для безпеки та після оцінки вартості SPD, яка може коштувати всього кілька сотень фунтів, порівняно з вартістю електроустановки та підключеного до неї обладнання, такого як комп'ютери, телевізори та необхідне обладнання, наприклад, датчики диму та системи керування котлом.

Захист від перенапруги можна встановити в існуючому блоці споживача, якщо є відповідний фізичний простір, або, якщо місця недостатньо, його можна встановити в зовнішньому корпусі поруч із існуючим блоці споживача.

Також варто звернутися до своєї страхової компанії, оскільки в деяких полісах може бути зазначено, що обладнання має бути покрите SPD, інакше виплата не буде здійснена у разі виникнення страхового випадку.

Класифікація захисту від перенапруги (широко відомого як блискавкозахист) оцінюється відповідно до теорії підрозділу блискавкозахисту IEC 61643-31 та EN 50539-11, яка встановлюється на стику перегородки. Технічні вимоги та функції відрізняються. Пристрій блискавкозахисту першого ступеня встановлюється між зоною 0-1, що відповідає високим вимогам щодо потоку, мінімальна вимога IEC 61643-31 та EN 50539-11 становить Itotal (10/350) 12,5 кА, а другий та третій рівні встановлюються між зонами 1-2 та 2-3, головним чином для придушення перенапруги.

Пристрої захисту від перенапруги (SPD) є важливими для захисту електронного обладнання від шкідливого впливу короткочасних перенапруг, які можуть спричинити пошкодження, простої системи та втрату даних.

У багатьох випадках вартість заміни або ремонту обладнання може бути значною, особливо в критично важливих сферах, таких як лікарні, центри обробки даних та промислові підприємства.

Автоматичні вимикачі та запобіжники не призначені для роботи з такими високоенергетичними подіями, що робить необхідним додатковий захист від перенапруги.

У той час як SPD спеціально розроблені для відведення перехідних перенапруг від обладнання, захищаючи його від пошкоджень та продовжуючи термін його служби.

На завершення, SPD є важливими в сучасному технологічному середовищі.

Принцип роботи SPD

Основний принцип роботи SPD полягає в тому, що вони забезпечують низькоомний шлях до землі для запобігання надлишковій напругі. Коли виникають стрибки або перенапруги, SPD працюють, відводячи надлишкову напругу та струм до землі.

Таким чином, величина вхідної напруги знижується до безпечного рівня, який не пошкоджує підключений пристрій.

Для роботи пристрій захисту від перенапруги повинен містити принаймні один нелінійний компонент (варистор або іскровий проміжок), який за різних умов переходить між станом високого та низького імпедансу.

Їхня функція полягає у відведенні розрядного або імпульсного струму та обмеженні перенапруги на підключеному до мережі обладнанні.

Пристрої захисту від перенапруги працюють у трьох ситуаціях, перелічених нижче.

A. Нормальний стан (відсутність перенапруги)

У разі відсутності перенапруги, SPD не впливає на систему та діє як розімкнуте коло, залишаючись у стані високого імпедансу.

B. Під час стрибків напруги

У разі стрибків та перенапруг, SPD переходить у стан провідності, а його імпеданс зменшується. Таким чином, він захищає систему, відводячи імпульсний струм на землю.

C. Повернення до нормального режиму роботи

Після зняття перенапруги, SPD повертається до свого нормального стану високого імпедансу.

Пристрої захисту від перенапруги (SPD) є важливими компонентами електричних мереж. Однак вибір відповідного SPD для вашої системи може бути складним питанням.

Максимальна безперервна робоча напруга (UC)

Номінальна напруга SPD повинна бути сумісною з напругою електричної системи, щоб забезпечити належний захист системи. Нижча номінальна напруга пошкодить пристрій, а вища не забезпечить належного відведення перехідних процесів.

Час відгуку

Це описується як час, протягом якого SPD реагує на перехідні процеси. Чим швидше SPD реагує, тим кращий захист SPD. Зазвичай SPD на основі стабілітронів мають найшвидшу реакцію. Газонаповнені типи мають відносно повільний час реакції, а запобіжники та типи MOV мають найповільніший час реакції.

Номінальний струм розряду (In)

SPD слід перевіряти на хвилі тривалістю 8/20 мкс, а типове значення для мініатюрного SPD для житлових приміщень становить 20 кА.

Максимальний імпульсний струм розряду (Iimp)

Пристрій повинен бути здатним обробляти максимальний імпульсний струм, який очікується в розподільчій мережі, щоб гарантувати, що він не вийде з ладу під час перехідного процесу, і пристрій слід протестувати з формою хвилі 10/350 мкс.

Затискна напруга

Це порогова напруга, і вище цього рівня SPD починає обмежувати будь-які перехідні зміни напруги, які він виявляє в лінії електропередач.

Виробник та сертифікати

Вибір SPD від відомого виробника, який має сертифікат незалежного випробувального центру, такого як UL або IEC, є надзвичайно важливим. Сертифікація гарантує, що продукт пройшов перевірку та відповідає всім вимогам щодо продуктивності та безпеки.

Розуміння цих рекомендацій щодо розмірів дозволить вам вибрати найкращий пристрій захисту від перенапруги відповідно до ваших потреб та гарантувати ефективний захист від перенапруги.

Пристрої захисту від перенапруги (SPD) розроблені для забезпечення надійного захисту від короткочасних перенапруг, але певні фактори можуть призвести до їх виходу з ладу. Нижче наведено деякі основні причини виходу SPD з ладу:

1. Надмірні стрибки напруги

Однією з основних причин виходу з ладу SPD є перенапруга. Перенапруга може виникати через удари блискавки, стрибки напруги або інші електричні перешкоди. Переконайтеся, що ви встановлюєте правильний тип SPD після належних розрахунків проектування відповідно до місця розташування.

2. Фактор старіння

Через умови навколишнього середовища, включаючи температуру та вологість, SPD мають обмежений термін придатності та можуть з часом погіршуватися. Крім того, SPD можуть бути пошкоджені частими стрибками напруги.

3. Проблеми з конфігурацією

Неправильна конфігурація, наприклад, коли SPD з роз'єднанням у візерунок «зірка» підключено до навантаження, підключеного через дельта. Це може призвести до того, що SPD піддасть дії вищої напруги, що може призвести до виходу SPD з ладу.

4. Відмова компонента

Пристрої захисту від спалахів (SPD) містять кілька компонентів, таких як металоксидні варистори (MOV), які можуть вийти з ладу через виробничі дефекти або фактори навколишнього середовища.

5. Неправильне заземлення

Для належної роботи SPD необхідне заземлення. SPD може вийти з ладу або навіть стати загрозою безпеці, якщо його неправильно заземлити.