новости компании о Что означает аббревиатура SPD в электротехнике?

Когда возникает скачок напряжения, напряжение, значительно превышающее допустимые пиковые уровни, может проходить через цепи здания к электрооборудованию. Без надлежащей защиты это оборудование подвержено повреждению или выходу из строя из-за скачка напряжения. Тип требуемой защиты
для нейтрализации этих скачков может быть обеспечен устройством защиты от перенапряжений (SPD).

Для указания правильного SPD необходимо определить и понять рейтинги, связанные с его применением. Существует множество значений производительности и рейтингов, связанных с SPD, таких как максимальное непрерывное рабочее напряжение (MCOV), рейтинг защиты от напряжения (VPR), номинальный ток разряда (In) и рейтинг тока короткого замыкания (SCCR). Наиболее непонятным рейтингом является рейтинг тока перенапряжения, обычно выражаемый в килоамперах (кА).

Что такое типы устройств защиты от перенапряжений (SPD)?

Тип устройств защиты от перенапряжений (SPD) - это метод классификации, используемый для категоризации устройств, защищающих электрические системы от скачков напряжения, на основе их защитных функций, мест установки и способности выдерживать различные токи перенапряжения. SPD классифицируются в соответствии с двумя основными стандартами: IEC (Международная электротехническая комиссия) и UL (Underwriters Laboratories). Каждый стандарт имеет свою собственную классификацию и требования для обеспечения защиты электрических систем от инцидентов, связанных с перенапряжениями.

Типы устройств защиты от перенапряжений в соответствии со стандартом IEC

Стандарт IEC 61643-11 определяет требования к производительности и методы испытаний для SPD, используемых в системах переменного тока. В соответствии с этим стандартом SPD классифицируются на три основных типа со следующими характеристиками:

SPD типа 1 (класс I):

- Функция: Защищает электрическую систему от прямых ударов молнии.
- Место установки: Устанавливается на входе системы, рядом с главным распределительным щитом.
- Форма волны перенапряжения: 10/350 µs. Эта форма волны имитирует прямые удары молнии с временем нарастания до пика 10 µs и спадом до 50% за 350 µs.
- Выдерживаемый ток перенапряжения (Iimp): Высокий, обычно от 10 кА и выше.
- Номинальный ток разряда (In): От 10 кА и выше, в соответствии с IEC 61643-11, класс I. Это ток, который SPD может выдерживать многократно без повреждений.
- Уровень защиты от напряжения (Up): От 1,5 кВ до 2 кВ. Up - это максимальное напряжение, которое SPD позволяет проходить во время разряда.
- Применение: Подходит для высотных зданий, промышленных объектов и районов с высоким риском ударов молнии.

SPD типа 2 (класс II):

- Функция: Защищает электрическую систему от перенапряжений, вызванных непрямыми ударами молнии или коммутационными операциями.
- Место установки: Устанавливается на подраспределительных щитах или после SPD типа 1.
- Форма волны перенапряжения: 8/20 µs. Эта форма волны имитирует перенапряжения, распространяющиеся внутри электрической системы, со временем нарастания до пика 8 µs и спадом до 50% за 20 µs.
- Номинальный ток разряда (In): Средний, обычно от 5 кА до 20 кА. Это ток, который SPD может выдерживать многократно без повреждений.
- Уровень защиты от напряжения (Up): От 1,5 кВ до 2 кВ. Up - это максимальное напряжение, которое SPD позволяет проходить во время разряда.
- Применение: Подходит для коммерческих, жилых районов и регионов с умеренным риском молний.

SPD типа 3 (класс III):

- Функция: Защищает чувствительное электронное оборудование от остаточных перенапряжений после того, как они были ослаблены SPD типа 1 и типа 2.
- Место установки: Устанавливается рядом с чувствительным электронным оборудованием, таким как розетки, небольшие распределительные щиты или терминальные устройства.
- Форма волны перенапряжения: 8/20 µs и 1,2/50 µs. Эти формы волны имитируют остаточные перенапряжения с более быстрым временем нарастания (1,2 µs) и более медленным временем спада (50 µs).
- Номинальный ток разряда (In): Низкий, обычно менее 5 кА.
- Уровень защиты от напряжения (Up): От 1 кВ до 1,5 кВ. Up - это максимальное напряжение, которое SPD позволяет проходить во время разряда.
- Применение: Подходит для чувствительных электронных устройств, таких как компьютеры, телекоммуникационные устройства и медицинское оборудование.

Типы устройств защиты от перенапряжений в соответствии со стандартом UL

Стандарт UL 1449 определяет требования к SPD, используемым в электрических системах в Северной Америке. В соответствии с этим стандартом SPD классифицируются на четыре типа:

SPD типа 1:

- Функция: Защищает от перенапряжений, вызванных прямыми или близкими ударами молнии снаружи электрической сети.
- Место установки: Устанавливается перед счетчиком электроэнергии, до или после главного автоматического выключателя.
- Выдерживаемый ток перенапряжения: Предназначен для выдерживания высоких токов перенапряжения.
- Применение: Подходит для больших промышленных и коммерческих зданий.

SPD типа 2:

- Функция: Защищает от перенапряжений, распространяющихся внутри системы или от электрической сети.
- Место установки: Устанавливается после главного автоматического выключателя или на подраспределительных щитах.
- Выдерживаемый ток перенапряжения: Предназначен для выдерживания токов перенапряжения от электросети или внутренних системных сбоев.
- Применение: Подходит для жилых и коммерческих районов.

SPD типа 3:

- Функция: Защищает чувствительные электронные устройства от остаточных перенапряжений.
- Место установки: Устанавливается в электрических розетках или рядом с чувствительными устройствами.
- Выдерживаемый ток перенапряжения: Предназначен для выдерживания остаточных токов перенапряжения после прохождения через SPD типа 1 и типа 2.
- Применение: Подходит для бытовых и офисных электронных устройств.

SPD типа 4:

- Функция: Модульные или сборочные SPD, интегрированные в электрооборудование.
- Место установки: Обычно интегрированы внутри устройств или распределительных щитов.
- Выдерживаемый ток перенапряжения: Предназначен для соответствия требованиям интегрированного электрооборудования.
- Применение: Подходит для электрических устройств со встроенными SPD.

SPD: Принцип работы

Работа SPD проста, но эффективна. Когда возникает скачок напряжения, MOV быстро снижают свое сопротивление, увеличивая свою проводимость. Это позволяет им отводить большую часть тока перенапряжения безопасно на землю, прежде чем он сможет достичь и повредить подключенные устройства. При этом скачок нейтрализуется, защищая нижестоящее оборудование от высоковольтных или токовых всплесков.

Что такое переходные перенапряжения?

Переходные перенапряжения - это кратковременные, высокоамплитудные скачки напряжения, которые возникают в течение короткого периода времени. Эти скачки возникают в результате внезапного высвобождения накопленной энергии или индуцируются внешними факторами. Они могут быть классифицированы как возникающие естественным путем, например, удары молнии, или искусственно, например, коммутационные операции в электрических системах.

Как возникают переходные перенапряжения?

Переходные перенапряжения, вызванные деятельностью человека, часто являются результатом работы двигателей, трансформаторов и определенных систем освещения. В прошлом эти события были редкостью в жилых помещениях. Однако рост современных технологий, таких как зарядные устройства для электромобилей, тепловые насосы с воздушным и грунтовым источником тепла и стиральные машины с регулируемой скоростью, значительно увеличил вероятность возникновения переходных процессов в бытовых электрических системах.

Естественные переходные перенапряжения обычно вызываются непрямыми ударами молнии. Например, прямой удар молнии в близлежащие воздушные линии электропередач или телефонные линии может отправить скачок по линиям. Это может привести к серьезному повреждению электроустановок и подключенного оборудования.

Как правильно подобрать размер SPD

Существует очень мало опубликованных данных или даже рекомендаций о том, какой уровень рейтинга тока перенапряжения (кА) следует использовать в разных местах. Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) предоставил некоторую информацию о том, что такое рейтинги перенапряжений и как их интерпретировать, но не публикует рекомендации. К сожалению, не существует проверенного уравнения или калькулятора для ввода системных требований и получения решения. Любая информация, предоставляемая производителем, посредством калькуляторов или другими способами, является лишь их рекомендацией.

Существует тенденция полагать, что чем больше панель, тем больше рейтинг устройства в кА, необходимый для защиты. Еще одно заблуждение заключается в том, что если 200 кА - это хорошо, то 400 кА должно быть в два раза лучше. Как вы увидите в этом техническом документе, это не всегда так. В результате многолетнего опыта, знаний и опыта работы в электротехнической промышленности компания Emerson разработала некоторые рекомендации по применению рейтингов тока перенапряжения. (См. рисунок 1, следующая страница)

Выбор правильного типа устройства защиты от перенапряжений и понимание их классификации в соответствии со стандартами IEC и UL имеет решающее значение для обеспечения надлежащей защиты ваших электрических систем и электронных устройств от скачков напряжения. Каждый стандарт предоставляет различный подход к защите электрических систем, в зависимости от конкретных требований применения и местоположения.

Основная цель устройства защиты от перенапряжений - шунтировать и подавлять переходные напряжения, которые вводятся в систему распределения электроэнергии из внешнего или внутреннего источника. Выбор надлежащих SPD с номинальным током перенапряжения (кА) по всей системе распределения электроэнергии обеспечивает наилучший срок службы оборудования. При выборе подходящих SPD для вашего объекта помните об этих ключевых моментах:

1. Обеспечение надлежащего подавления перенапряжений для объекта и оборудования внутри требует больше, чем одного SPD, расположенного на входе в систему. Мы рекомендуем каскадные SPD с надлежащим рейтингом тока перенапряжения для каждого местоположения. Это обеспечит превосходное подавление для сервисной панели или критической нагрузки. Один SPD, независимо от того, насколько он большой или дорогой, не обеспечит тот же уровень защиты системы.

2. Чрезмерный размер SPD для его применения не может повредить системе, но недостаточный размер SPD может привести к преждевременному выходу SPD из строя, оставляя системы подверженными переходным процессам и их последствиям.

3. Для прямых ударов молнии одних только SPD недостаточно для замены комплексной системы молниезащиты (см. сертификацию UL96A Master Lightning).

Меры предосторожности при установке SPD

Для обеспечения эффективной работы устройств защиты от перенапряжений (SPD) важна тщательная установка. Основные меры предосторожности включают:

- Устанавливайте SPD параллельно, непосредственно перед цепями или устройствами, чтобы перенаправлять токи перенапряжения от чувствительного оборудования.
- Держите соединительные провода внутри распределительного щита как можно короче, максимальная длина - 0,5 метра.
- Использование только одного устройства защиты от перенапряжений типа 1 может быть недостаточным для управления перенапряжениями высокой энергии и снижения перенапряжений. Рекомендуется дополнить его устройством защиты от перенапряжений типа 2 или типа 3.
- Все установки должны выполняться квалифицированными электриками в соответствии с местными электротехническими нормами для обеспечения надлежащего заземления и надежного монтажа устройства.

Заключение

В заключение, устройства защиты от перенапряжений необходимы для защиты электроники как в промышленных, так и в коммерческих условиях. Установка правильно рассчитанного и сертифицированного SPD обеспечивает надежную защиту от скачков напряжения, превышающих возможности стандартных автоматических выключателей.

http://mao.ecer.com/test/surge-protectiondevice.com/videos-26647266-br-50gr-4p-ac-lighting-protection-type-1-surge-protective-device-spd-surge-filter-spd-t1-t2.html