Что означает аббревиатура SPD в электротехнике?

SPD расшифровывается как устройство защиты от перенапряжений.

Это устройство, которое защищает электроустановку и подключенные устройства внутри объекта, т. е. вводной щит, всю проводку и розетки, освещение и т. д., от электрического «скачка», известного как переходные перенапряжения.

Устройство защиты от перенапряжений (SPD), также называемое устройством защиты от перенапряжений, представляет собой электронное устройство, обеспечивающее защиту различных электронных устройств, приборов и линий связи. Когда в электрической цепи или цепи связи внезапно возникает импульсный ток или напряжение из-за внешних помех, устройство защиты от перенапряжений может проводить ток и шунтировать его за очень короткое время, чтобы предотвратить повреждение других устройств в цепи.

Устройство защиты от перенапряжений (SPD) является незаменимым устройством в молниезащите электронного оборудования. Функция устройства защиты от перенапряжений заключается в ограничении мгновенного перенапряжения, проникающего в линию электропередачи и линию передачи сигнала, в пределах диапазона напряжения, который может выдержать оборудование или система, защищая защищаемое оборудование или систему от ударов и повреждений. SPD подходит для системы электропитания переменного тока 50/60 Гц.

Типы устройств защиты от перенапряжений

Существуют различные типы SPD в соответствии с IEC/EN 61643-11, классифицируемые следующим образом:

- Тип 1 / Класс I / Класс B
- Тип 1+2 / Класс I+II / Класс B+C
- Тип 2 / Класс II / Класс C
- Тип 2+3 / Класс II+III / Класс C+D
- Тип 3 / Класс III / Класс D

Основные параметры

1. Номинальное напряжение Un: соответствует номинальному напряжению защищаемой системы. Этот параметр указывает тип протектора, который следует выбрать. Он обозначает эффективное значение напряжения переменного или постоянного тока.

2. Номинальное напряжение Uc: максимальное эффективное значение напряжения, которое может быть приложено к указанному концу протектора в течение длительного времени, не вызывая изменений в характеристиках протектора и активации защитного элемента.

3. Номинальный ток разряда In: максимальное пиковое значение импульсного тока, которое может выдержать протектор, когда к протектору прикладывается стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс 10 раз.

4. Максимальный ток разряда Imax: когда к протектору прикладывается стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс для одного удара, максимальное пиковое значение импульсного тока, которое может выдержать протектор.

5. Уровень защиты по напряжению Up: максимальное значение протектора в следующих испытаниях: скорость нарастания напряжения пробоя 1 кВ/мкс; остаточное напряжение номинального тока разряда.

6. Время отклика tA: в основном отражает чувствительность действия и время пробоя специального защитного элемента в протекторе. Изменение за определенный период времени зависит от скорости нарастания du/dt или di/dt.

Тип 1 SPD

Устройства защиты от перенапряжений типа 1 предназначены для установки между вторичной обмоткой трансформатора обслуживания и линейной стороной устройства защиты от перегрузки оборудования обслуживания, а также со стороны нагрузки, включая корпуса розеток счетчиков электроэнергии, и предназначены для установки без внешнего устройства защиты от перегрузки по току.

Устройства типа 1 также имеют двойной рейтинг для применений типа 2, обеспечивая самые высокие доступные рейтинги для установки на входе в систему.

SPD типа 1 может разряжать ток молнии с формой волны 10/350 мкс. Он будет установлен в главном распределительном щите в начале электроустановки.

SPD типа 1 сам по себе не обеспечивает требуемый уровень защиты и должен использоваться в сочетании с координированными устройствами типа 2. Установка с системой молниезащиты потребует SPD типа 1.

Устройство защиты от перенапряжений типа 1 разработано как лучшее доступное решение для защиты входа в систему на промышленном объекте, особенно на объектах с существующими системами молниезащиты или сетчатыми клетками.

Устройство защиты от перенапряжений типа 1 особенно полезно в районах с высокой плотностью молний, где высок риск сильного импульсного тока или даже прямого удара (например, здания, оборудованные молниеотводами).

SPD типа 1 характеризуется формой волны тока молнии 10/350 мкс и устанавливается на главном автоматическом выключателе центра нагрузки, например, в главном распределительном щите.

Тип 1+2 SPD

Устройство защиты от перенапряжений типа 1+2 может защитить все электроустановки от ударов молнии, разряжая ток, создаваемый импульсом молнии, и не давая ему распространяться на оборудование.

SPD типа 1+2 характеризуется формой волны тока молнии 10/350 мкс и 8/20 мкс.

Устройство защиты от перенапряжений типа 1+2, установленное в начале установки переменного тока, оборудованной LPS.

Устройства защиты от перенапряжений типа 1+2 используют металлооксидный варистор (MOV) и/или газоразрядную трубку (GDT) для защиты электрических устройств от скачков напряжения в сети переменного тока.

SPD типа 1+2 предназначен для подключения в многополюсной конфигурации для защиты однофазных, трехфазных и трехфазных+нейтральных сетей переменного тока, а также для систем электропитания TN-C, TN-S, TN-C-S TT и IT.

Тип 2 SPD

Устройства защиты от перенапряжений типа 2 предназначены для установки на стороне нагрузки устройства защиты от перегрузки оборудования обслуживания, включая SPD, расположенные на панели ответвления.

SPD типа 2 может разряжать токовую волну 8/20 мкс, они могут предотвратить повреждение переходным перенапряжением в электроустановках и защищают подключенное к нему оборудование.

Обычно в нем используется технология металлооксидных варисторов (MOV). Устройство обычно устанавливается в распределительных щитах и в главном распределительном щите, если нет требования к устройству типа 1.

Устройство защиты от перенапряжений типа 2 характеризуется формой волны тока молнии 8/20 мкс.

SPD типа 2 предназначен для установки на входе в систему низкого напряжения или вблизи чувствительного оборудования для защиты от переходных перенапряжений.

Устройство защиты от перенапряжений типа 2 предназначено для номинального рабочего напряжения (50/60 Гц) Un = 120 В 230 В 400 В переменного тока и для максимального непрерывного рабочего напряжения (50/60 Гц) Uc = 150 В 275 В 320 В 385 В 440 В переменного тока.

SPD типа 2 обычно устанавливается в распределительных щитах или шкафах управления машинами, для использования внутри помещений или фиксируется в водонепроницаемой коробке для использования вне помещений.

Тип 2+3 SPD

Устройства защиты от перенапряжений типа 2+3 обычно устанавливаются непосредственно перед защищаемым оборудованием.

SPD типа 2+3 характеризуется токовыми волнами (8/20 мкс) и комбинацией волновых напряжений (1,2/50 мкс).

Технические параметры обычно представляют собой номинальный ток разряда (8/20 мкс) In и напряжение холостого хода (1,2/50 мкс) Uoc.

Тип 3 SPD

Эти SPD имеют низкую разрядную способность. Поэтому их следует устанавливать только в качестве дополнения к SPD типа 2 и в непосредственной близости от чувствительных нагрузок.

SPD типа 3 характеризуется комбинацией волновых напряжений (1,2/50 мкс) и токовых волн (8/20 мкс) и током нагрузки IL.

Устройства защиты от перенапряжений типа 3 обычно устанавливаются непосредственно перед защищаемым оборудованием.

SPD типа 3 обычно устанавливается рядом с защищаемой нагрузкой для защиты чувствительного оборудования на 24 В 48 В 60 В 120 В 230 В в координации с головкой установки разрядника типа 2.

Разрядники, прошедшие испытания и признанные устройствами защиты от перенапряжений переменного тока типа 3, предназначены для установки вблизи чувствительного оборудования в координации с головкой установки разрядника типа 2.

Основные компоненты

1. Искровой промежуток

Обычно он состоит из двух металлических стержней, открытых воздуху и разделенных определенным зазором. Один из металлических стержней подключен к фазному проводу L1 или нейтральному проводу (N) требуемого защитного оборудования. Другой металлический стержень подключен к линии заземления (PE) фазного соединения. Когда возникает мгновенное перенапряжение, зазор пробивается, и часть заряда перенапряжения вводится в землю, избегая повышения напряжения на защищаемом оборудовании. Расстояние между двумя металлическими стержнями в искровом промежутке можно регулировать по мере необходимости, а конструкция относительно проста, но недостатком является плохая эффективность гашения дуги. Улучшенный искровой промежуток представляет собой угловой зазор. Его функция гашения дуги лучше, чем у первого. Он полагается на электрическую мощность F цепи и эффект подъема потока горячего воздуха для гашения дуги.

2. Газоразрядная трубка (GDT)

Газоразрядная трубка (GDT) состоит из пары холодных отрицательных пластин, разделенных друг от друга и заключенных в стеклянную или керамическую трубку, заполненную определенным инертным газом (Ar). Чтобы улучшить вероятность срабатывания разрядной трубки, в разрядной трубке имеется вспомогательный триггерный агент. Эта газонаполненная разрядная трубка имеет двухполюсный и трехполюсный типы.

3. Металлооксидный варистор (MOV)

Это металлооксидный полупроводник с нелинейным сопротивлением с ZnO в качестве основного компонента. Когда напряжение, приложенное к обоим концам, достигает определенного значения, сопротивление очень чувствительно к напряжению. Его принцип работы эквивалентен последовательно-параллельному соединению нескольких полупроводниковых P-N.

4. Диод подавления переходных напряжений (TVS)

Диод TVS имеет функцию зажима и ограничения напряжения. Он работает в зоне обратного пробоя. Благодаря низкому напряжению зажима и быстрой реакции он особенно подходит для использования в качестве последних нескольких уровней защитных компонентов в многоуровневых защитных цепях.

5. Дроссельная катушка

Дроссельная катушка представляет собой устройство подавления синфазных помех с ферритом в качестве сердечника. Она состоит из двух катушек одинакового размера и одинакового количества витков, симметрично намотанных на один и тот же ферритовый тороидальный сердечник, который образует четырехполюсное устройство. Она должна подавлять большую индуктивность синфазного сигнала, в то время как небольшая индуктивность утечки для сигнала дифференциального режима практически не оказывает влияния. Использование дроссельных катушек в сбалансированных линиях может эффективно подавлять синфазные помехи (например, помехи от молнии), не влияя на нормальную передачу сигналов дифференциального режима по линии.

В чем разница между устройствами защиты от перенапряжений типа 1, типа 2 и типа 3?

SPD типа 1 обеспечивает первичную защиту от перенапряжений высокого уровня, вызванных прямыми ударами молнии. Его часто устанавливают на главном распределительном щите для защиты всей электрической системы здания.

SPD типа 2 обеспечивает защиту второго уровня, большинство распространенных перенапряжений, генерируемых электрическими переключениями или ударами молнии поблизости, могут быть эффективно защищены, которые устанавливаются на подраспределительной панели или электрической панели.

SPD типа 3 разработан специально для защиты конкретного оконечного оборудования, их следует устанавливать вблизи чувствительных нагрузок в качестве дополнения к SPD типа 2.

В целом, выбор подходящего типа SPD будет зависеть от нескольких факторов, включая место установки, максимальный ток разряда, уровень защиты по напряжению и применение.

Важно отметить, что фактическое применение каждого типа может меняться в зависимости от конкретных требований данного объекта или оборудования, которое необходимо защитить.