A continuació s'examinen algunes de les diferències clau entre la prova necessària del Underwriters Laboratory per als dispositius de protecció contra sobretensions (SPD); ANSI/UL 1449 Tercera edició i la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) requereixen una prova per a SPD, IEC 61643-1.

Valoració de corrent de curtcircuit (SCCR): la capacitat de corrent amb què l'SPD provat pot suportar als terminals on està connectat, sense trencar la carcassa de cap manera.

UL: prova el producte complet al doble de la tensió nominal per veure si el producte sencer està completament fora de línia. Es prova tot el producte (tal com s'envia); incloent varistors d'òxid metàl·lic (MOV).

IEC: la prova només mira els terminals i les connexions físiques per determinar si són prou robustes per gestionar la falla. Els MOV es substitueixen per un bloc de coure i el fusible recomanat pel fabricant es col·loca en línia (extern al dispositiu).

Imax: d'acord amb IEC 61643-1: el valor de cresta d'un corrent a través del SPD amb una forma d'ona i una magnitud de 8/20 segons la seqüència de prova de la prova de funcionament de classe II.

UL: No reconeix la necessitat d'una prova Imax.

IEC: s'utilitza una prova de cicle de treball de funcionament per augmentar fins a un punt Imax (determinat pel fabricant). Això pretén trobar "punts cecs" dins del disseny quan se sotmet a un impuls d'alt nivell. Es realitza com a prova d'esperança de vida o robustesa. El fusible ha de suportar Imax, i la prova comprova l'estabilitat tèrmica del SPD (després de cada impuls del cicle de treball que porta el SPD al seu màxim voltatge de funcionament continu MCOV) i el seu estat físic.

I nominal: el valor de cresta del corrent a través del SPD amb una forma d'ona de corrent de 8/20.

UL: la prova nominal I és similar a la de l'IEC, però, els resultats nominals I no es relacionen amb un valor Up (un valor utilitzat internacionalment per a la coordinació elèctrica). En canvi, UL utilitza I nominal per determinar la qualificació de protecció de voltatge (VPR) d'un producte. Els nivells estan limitats a un màxim de 20 kA. El SPD continua funcionant després de 15 pujades.

IEC: No limita les proves nominals a 20 kA, però, el nivell In seleccionat pel fabricant s'utilitza per obtenir un valor Up, un valor considerat com el rendiment protector del SPD. Aquest valor s'utilitza per a la coordinació elèctrica (valoracions del cable de l'edifici, equips).

Per tant, l'objectiu del fabricant és intentar assolir el nivell Inominal més alt amb els resultats més baixos. Molts fabricants opten per provar només fins a 20 kA, de manera que semblaran tenir un nivell baix.

Classe versus categoria

UL: La designació de tipus UL és un designador d'ubicació amb una diferència amb la forma en què es prova I nominal (per als dispositius que proporcionen SCCR s'han d'incloure i sobreviure quan es fan les proves nominals).

IEC: designa determinades proves com a classe I, II o III. La designació de classe entre I i II té a veure amb l'impuls aplicat – Classe I; una prova I imp (10×350) i una classe II – 8 x 20 μs.

L'IEC designa certes proves com a classe I, II o III i es pot confondre amb les designacions de tipus I, II, III o IV d'UL. Hi ha certa validesa tant per identificar la ubicació d'instal·lació aprovada (UL) del producte com per aplicar un impuls/forma d'ona més robust als productes que s'instal·laran en llocs més durs (IEC).

Formes d'ona: gràfic d'una ona d'impuls que mostra la seva forma i canvia d'amplitud amb el temps.

UL: reconeix la forma d'ona de 8 x 20 μs.

IEC: L'IEC incorpora 2 formes d'ona a la seva prova, les 8 x 20 μs que s'utilitza per a les proves de classe II per representar les sobretensions induïdes a les línies elèctriques. I la forma d'ona de 10 x 350 μs que s'utilitza per a les proves de classe I que representa corrents de llamp parcials o directes (a causa de cops d'edificis o línies elèctriques). L'IEC també utilitza altres formes d'ona de tipus d'ona per a proves de punt d'ús (classe III).

L'elecció del(s) protector(s) adequat(s) és un factor clau per garantir una correcta protecció de la instal·lació. Un sistema de protecció contra llamps i sobretensions mal dissenyat pot provocar un envelliment precoç de l'SPD i una possible fallada dels dispositius de protecció de la instal·lació que permet danyar els sistemes primaris corrent amunt, derrotant així la raó de la protecció que s'està instal·lant.

Prosurge no proporciona un conjunt de regles i guies per donar suport al disseny correcte del sistema de protecció d'acord amb l'aplicació. Tanmateix, seguim els estàndards de protecció contra els llamps i els pics d'IEC i UL. Tenint en compte això, proporcionem un sistema en cascada tal com s'estableix a les regles de la norma, no a les regles de Prosurge.

En el camp de les aplicacions industrials, una pràctica habitual és instal·lar un sistema de protecció en cascada basat en diversos dispositius de protecció coordinats instal·lats en diferents etapes (LPZ's). El benefici d'aquesta estratègia és el fet que permet una alta capacitat de descàrrega propera a l'entrada d'instal·lació, juntament amb una baixa tensió residual (nivell de protecció) a la principal entrada d'instal·lació d'equips sensibles.

El disseny d'aquest sistema de protecció és, entre altres factors, basat en l'avaluació d'informació com l'existència d'un parallamp (Lightning Protection System) i el tipus de línies d'alimentació d'entrada, equips primaris secundaris i sistemes de dades.

Les solucions proporcionen protecció contra sobretensions transitòries o permanents (TOV) o contra ambdós (T + P) simultàniament.

L'elecció final del producte depèn de paràmetres com ara: tipus d'instal·lació, tipus de desconnexió de xarxa (funcionament en MCB o RCD), reengrenament automàtic, capacitat de ruptura, etc.

Normalment podeu consultar IEC61643- Dispositius de protecció contra sobretensions de baixa tensió. Part 12: Dispositius de protecció contra sobretensions connectats a sistemes de distribució d’energia de baixa tensió. Principis de selecció i aplicació

Els sistemes fotovoltaics són tecnològicament altament sensibles i, per tant, un raig directe podria destruir-lo. També hi ha un altre perill, ja que un parallamp podria generar una tensió d'emergència prop del sistema d'energia solar i aquestes tensions també poden destruir el sistema. L'inversor és el punt principal que necessita protecció. Normalment, els inversors integraran els protectors de tensió d'ona als seus inversors. Tanmateix, com que aquests components només descarreguen pics de voltatge petit, hauríeu de considerar l'ús de dispositius de protecció contra sobretensions (SPD) en casos particulars.

En el passat, alguns fabricants han utilitzat les classificacions de joule en les seves especificacions. No es consideren un bon indicador per al rendiment de SPD i no són reconeguts per cap organització estàndard. Prosurge tampoc és compatible amb aquesta especificació.

Les especificacions del temps de resposta no són compatibles amb cap organització d'estàndards que supervise els dispositius de protecció contra sobretensions. L'especificació estàndard de proves estàndard de CSE per a SPD especifica que no s'hauria d'utilitzar com a especificació.

El sistema de distribució d'energia dels Estats Units és un sistema TN-CS. Això implica que els conductors neutres i de terra es connecten a l'entrada de servei de cadascun, i a cada instal·lació o subsistema derivat separat. Això significa que el mode de protecció neutral a terra (NG) dins d'un SPD multimodal instal·lat al tauler d'entrada al servei és bàsicament redundant. Més enllà d'aquest punt de connexió NG, com en panells de distribució de branques, la necessitat d'aquest mode addicional de protecció és més justificada. A més del mode de protecció NG, alguns SPD poden incloure protecció line-to-neutral (LN) i line-to-line (LL). En un sistema WYE trifàsic, la necessitat de protecció LL és qüestionable ja que la protecció LN equilibrada també proporciona una mesura de protecció als conductors LL.
Els canvis a l'edició 2002 del National Electrical Code® (NEC®) (www.nfpa.org) han impedit l'ús de SPD en sistemes de distribució de potència delta sense connexió. Darrere d'aquesta afirmació més aviat àmplia, la intenció de que els SPD no es connectin a LG, ja que aquests modes de protecció generen pseudo motius per al sistema flotant. Tanmateix, els modes de protecció LL connectats són acceptables. El sistema delta de la cama alta és un sistema amb connexió a terra i, com a tal, permet connectar els modes de protecció LL i LN o LG.

La instal·lació de SPD sovint és poc entesa. Un bon SPD, instal·lat incorrectament, pot resultar de poc benefici en les condicions de sobrecàrrega de la vida real. L'alta velocitat de canvi de corrent, típica d'una sobretensió transitòria, produirà caigudes de voltatge significatives en els cables que connecten el SPD al panell o equip que s'està protegint. Això pot significar una tensió superior a la desitjada que arribi a l'equip durant aquestes condicions de sobrecàrrega. Prosurge suggereix que les mesures per contrarestar aquest efecte inclouen localitzar el SPD per tal de mantenir les longituds de connexió interconnectades el més curt possible, retorçant aquests cables junts. L'ús d'un cable AWG de gauge més pesat ajuda fins a cert punt, però aquest és només un efecte de segon ordre. També és important mantenir circuits protegits i desprotegits i cables separats per evitar l'acoblament creuat de l'energia transitòria.

Aquesta és una pregunta difícil i depèn de molts aspectes, entre els quals s'inclouen: l'exposició al lloc, el nivell regional de okeraunic i l'oferta de serveis públics. Un estudi estadístic de la probabilitat de llamps revela que la descàrrega mitjana del llamp es troba entre 30 i 40kA, mentre que només 10% de descàrregues de raigs superen 100kA. Tenint en compte que una vaga a un alimentador de transmissió és probable que comparteixi el corrent total rebut en un nombre de rutes de distribució, la realitat del corrent que entra en una instal·lació pot ser molt menor que la del raig que la precipita.

L'estàndard ANSI/IEEE C62.41.1-2002 pretén caracteritzar l'entorn elèctric en diferents llocs d'una instal·lació. Defineix la ubicació de l'entrada del servei entre un entorn B i C, el que significa que es poden experimentar corrents de sobretensió de fins a 10 kA 8/20 en aquests llocs. Dit això, els SPD situats en aquests entorns sovint es classifiquen per sobre d'aquests nivells per proporcionar una esperança de vida operativa adequada, essent típic de 100 kA/fase.

Encara que sovint s'utilitzen com a termes separats a la indústria de les sobretensions, Transients i Surges són el mateix fenomen. Els transitoris i les sobretensions poden ser de corrent, tensió o tots dos i poden tenir valors pics superiors a 10 kA o 10 kV. Normalment tenen una durada molt curta (normalment >10 µs i <1 ms), amb una forma d'ona que augmenta molt ràpidament fins al pic i després cau a un ritme molt més lent. Els transitoris i sobretensions poden ser causats per fonts externes, com ara un llamp o un curtcircuit, o per fonts internes com la commutació de contactors, variadors de velocitat, commutació de condensadors, etc.

Les sobretensions temporals (TOV) són sobretensions oscil·latòries de fase a terra o fase a fase que poden durar tan sols uns quants segons o uns quants minuts. Les fonts de TOV inclouen el tancament de fallades, la commutació de càrrega, els canvis d'impedància de terra, les falles monofàsiques i els efectes de ferroressonància per citar-ne alguns. A causa del seu potencial alt voltatge i llarga durada, els TOV poden ser molt perjudicials per als SPD basats en MOV. Un TOV estès pot causar danys permanents a un SPD i deixar la unitat inoperable. Tingueu en compte que, tot i que la UL 1449 (3a edició) garanteix que l'SPD no crearà un perill per a la seguretat en aquestes condicions, els SPD no estan dissenyats per protegir contra els TOV.

Una vaga d'il·luminació directa és la sobrecàrrega més potent i difícil de protegir. Prosurge recomana que la connexió a terra i la connexió adequades del sistema elèctric i l'ús d'una protecció adequada contra sobretensions poden protegir els equips sensibles. Un SPD amb un valor nominal de sobretensió individual més alt funcionarà millor davant d'aquest tipus d'esdeveniment, si la unitat està instal·lada correctament i el sistema de connexió a terra és adequat.

SVR formava part d'una versió anterior de l'edició UL 1449 i ja no s'utilitza a l'estàndard UL 1449. El SVR va ser substituït per VPR.

VPR forma part de la 1449a edició de la UL 3 i són les dades de rendiment de subjecció dels SPD. Cada mode SPD està sotmès a una ona de sobretensió combinada de 6kV/3kA i el seu valor de fixació mesurat s'arrodoneix al valor més proper basat en la taula 63.1 de la 1449a edició d'UL 3.

UL 96A és l'estàndard per als sistemes de protecció contra llamps. Perquè un edifici compleixi la norma UL 96A ha de tenir un SPD de tipus 1 amb una intensitat nominal de descàrrega nominal de 20 kA instal·lat a l'entrada de servei.

Algunes diferències clau entre els SPD tipus 1 i tipus 2 són:

• Protecció de sobreintensitat externa. Els SPD tipus 2 poden requerir sobreintensitat externa
  protecció o es pot incloure dins del SPD. Els SPD de tipus 1 generalment inclouen
  protecció contra sobreintensitat dins del SPD o altres mitjans per satisfer els requisits
  de la norma; així, SPD de tipus 1 i SPD de tipus 2 que no requereixen externs
  Els dispositius de protecció contra sobreintensitat eliminen la possibilitat d'instal·lar-lo incorrectament
  dispositiu de protecció contra sobreintensitat nominal (no coincident) amb el SPD.
• Valors nominals de corrent de descàrrega. Corrent de descàrrega nominal disponible (in)
  les classificacions dels SPD de tipus 1 són de 10 kA o 20 kA; mentre que, els SPD de tipus 2 poden tenir 3
  kA , 5 kA, 10 kA o 20 kA Valors nominals de corrent de descàrrega.
• Filtratge EMI/RFI UL 1283. Alguns SPD llistats UL 1449 inclouen circuits de filtre
  que han estat avaluats com a UL 1283 (estàndard per a interferències electromagnètiques).
  Filtres) filtre. Aquests són UL de cortesia llistats com a filtre UL 1283 i UL
  1449 SPD. Per definició i l'abast de la UL 1283, els filtres llistats UL 1283 són
  s'avalua només per a aplicacions del costat de càrrega, no aplicacions del costat de la línia.
  En conseqüència, UL no inclourà un SPD de tipus 1 com a UL 1283.
  filtre. Tanmateix, un SPD de tipus 1 pot incloure un filtre UL 1283 com a reconegut
  Component dins d'un SPD de tipus 1 llistat, que s'ha avaluat completament per a la línia
  ús. Els fabricants d'aquests productes en general ofereixen el mateix SPD que a
  Tipus 2 UL 1449 SPD amb llistat gratuït com a UL 1283
  filtre
• Condensadors. Els condensadors utilitzats en els SPD de tipus 1 es poden avaluar per a la seguretat
  de manera diferent que en els SPD de tipus 2. Tots els condensadors de les aplicacions SPD de tipus 1 són
  avaluat segons UL 810 (estàndard per a condensadors). Això inclou condensadors de filtratge
  es fa referència anteriorment a UL 1283 (estàndard per a filtres d'interferències electromagnètiques)
  aplicacions. Els condensadors dels SPD de tipus 2 s'avaluen segons UL 1414 (estàndard per a
  Condensadors i supressors per a aparells de ràdio i televisió) i/o
  UL 1283 (estàndard per a filtres d'interferències electromagnètiques).

SPD tipus 1 (llistats): SPD connectats de manera permanent i cablejats destinats
instal·lació entre el secundari del transformador de servei i el costat línia de la principal
dispositiu de protecció contra sobreintensitat de l'equip de servei, així com el costat de càrrega de la xarxa principal
equips de servei (és a dir, els tipus 1 es poden instal·lar a qualsevol lloc de la distribució
sistema). Els SPD de tipus 1 inclouen SPD del tipus de tancament d'endoll de comptador de watts-hora. Estar a la
desconnecteu el costat de la línia del servei on no hi hagi dispositius de protecció contra sobreintensitat
protegir un SPD, els SPD de tipus 1 s'han de llistar sense utilitzar una sobreintensitat externa
dispositiu de protecció. La qualificació de corrent de descàrrega nominal per als SPD de tipus 1 és qualsevol
10kA o 20kA.

SPD tipus 2 (llistats): SPD connectats de manera permanent i cablejats destinats
instal·lació al costat de càrrega del dispositiu de protecció contra sobreintensitat de l'equip de servei principal.
Aquests SPD també es poden instal·lar a l'equip de servei principal, però s'han d'instal·lar
el costat de càrrega del dispositiu de protecció contra sobreintensitat del servei principal. Els SPD de tipus 2 poden o poden ser
no requereixen un dispositiu de protecció contra sobreintensitat segons la seva llista NRTL. Si un concret
Es requereix protecció contra sobreintensitat, el fitxer de llista NRTL de l'SPD i l'etiquetatge/instruccions
Cal tenir en compte la mida i el tipus de dispositiu de protecció contra sobreintensitat. Nota: En alguns
En cas que el dispositiu de protecció contra sobreintensitat utilitzat pugui afectar el valor nominal de descàrrega
el SPD. Per exemple, el SPD pot tenir un valor nominal de corrent de descàrrega de 10 kA
quan està protegit per un interruptor de circuit de 30 A i un corrent de descàrrega nominal de 20 kA
qualificació quan està protegit per una marca i un model de sobreintensitat diferents però específics
dispositiu de protecció. El valor nominal de corrent de descàrrega per als SPD de tipus 2 és de 3 kA, 5
kA, 10 kA o 20 kA.

SPD de tipus 3 (llistats): aquests SPD s'anomenen "SPD de punt d'utilització", que han de
instal·lar-se a una longitud mínima del conductor de 10 metres (30 peus) de l'electricitat
panell de servei tret que siguin avaluats als SPD de tipus 2 (és a dir, reben un Nominal
Corrent de descàrrega nominal de 3 kA mínim). Normalment, es tracta de sobretensions connectades amb cables
tires, SPD endollables directes o SPD de tipus receptacle instal·lats a l'equip d'utilització
estan protegits (és a dir, ordinadors, fotocopiadores, etc.).

SPD de muntatge de components de tipus 1, 2, 3 (component reconegut): aquests SPD són
destinat a ser instal·lat de fàbrica en equips de distribució elèctrica o ús final
equipament. Aquests són SPD de components reconeguts avaluats per utilitzar-los al tipus 1, 2 o 3
Aplicacions SPD. Aquests SPD de components han de superar la mateixa fallada de seguretat elèctrica
proves segons els SPD de tipus 1, 2 o 3 enumerats. Tot i que aquests SPD compleixen al 100% des de la seguretat
punt de vista de les proves de fallada, aquests SPD de conjunt de components de tipus 1, 2 i 3 tenen
condicions d'acceptabilitat, com ara terminals exposats o altres construccions mecàniques
que requereix que estiguin instal·lats o allotjats dins d'un conjunt catalogat per proporcionar protecció
per exposició a parts actives o altres requisits. Aquests tipus 1, 2 o 3 reconeguts
Els SPD dels components no s'han de confondre amb el component de tipus 1449 ANSI/UL 2006-4
Conjunts i components SPD discrets de tipus 5 que requereixen components addicionals
(possiblement seccionadors de seguretat), disseny i proves per ser utilitzats com a sobretensió completa
dispositiu de protecció.

SPD de muntatge de components tipus 4 (component reconegut) –– Aquests components
els conjunts consisteixen en un o més components SPD de tipus 5 juntament amb un seccionador
(integral o extern) o un mitjà per complir amb les proves de corrent limitat de la UL 1449,
Article 39.4. Aquests són conjunts SPD incomplets, que normalment s'instal·len
productes d'ús final enumerats sempre que es compleixin totes les condicions d'acceptabilitat. Aquests tipus 4
els conjunts de components estan incomplets com a SPD, requereixen una avaluació addicional i no ho són
es pot instal·lar al camp com a SPD autònom. Sovint, aquests dispositius requereixen
protecció addicional contra sobreintensitat.

SPD tipus 5 (component reconegut): dispositius de protecció contra sobretensions de components discrets,
com ara MOV que es poden muntar en una placa de cablejat impresa, connectada pels seus cables o
proporcionat dins d'un recinte amb mitjans de muntatge i terminacions de cablejat. Aquests Tipus
5 Els components del SPD estan incomplets com a SPD, requereixen una avaluació addicional i no ho són
es pot instal·lar al camp com a SPD autònom. Els SPD de tipus 5 són generalment
components utilitzats en el disseny i la construcció de SPD complets o altres SPD
assemblees.

SSCR-Valoració de corrent de curtcircuit. La idoneïtat d'un SPD per utilitzar-lo en un circuit d'alimentació de CA que és capaç de lliurar no més d'un corrent simètric rms declarat a una tensió declarada durant una condició de curtcircuit. SCCR no és el mateix que AIC (Amp Interrupting Capacity). SCCR és la quantitat de corrent "disponible" a la qual es pot sotmetre l'SPD i desconnectar-se de la font d'alimentació amb seguretat en condicions de curtcircuit. La quantitat de corrent "interrompuda" pel SPD sol ser significativament menor que la corrent "disponible".

La UL 1449 i el National Electric Code (NEC) requereixen que el SCCR (Short Circuit Current Rating) estigui marcat a totes les unitats SPD. No és una qualificació de sobretensió, sinó el corrent màxim admissible que un SPD pot interrompre en cas de fallada. El NEC/UL exigeix ​​que l'SPD sigui provat i etiquetat amb un SCCR igual o superior al corrent de falla disponible en aquest punt del sistema.

Quan especifiqueu SPD, envieu una especificació clara i concisa que detalli el rendiment i les característiques de disseny necessàries. Una especificació mínima ha d'incloure:

• Classificació de sobretensió UL

• Grau de supressió

• Valoració de curtcircuit

• Punta de corrent màxima per mode (LN, LG i NG)

• tensió i configuració del servei elèctric

SPD és un dispositiu dissenyat per limitar l’energia de sobretensió als equips elèctrics. Ho fa desviant o limitant el corrent de sobretensió. Un SPD es connecta en paral·lel a l’equip que es pretén protegir. Un cop la tensió de sobretensió supera la seva capacitat dissenyada, "comença a fixar-se" i comença a conduir energia directament al sistema de connexió a terra elèctrica. Un SPD té una resistència molt baixa durant aquest temps i “redueix” l’energia a terra. Un cop superada la sobretensió, "s'obre", de manera que no desencadena interruptors automàtics.