Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις
Η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις (ή συντομογραφία SPD) δεν είναι προϊόν γνωστό στο κοινό. Το κοινό ξέρει ότι η ποιότητα ισχύος είναι ένα μεγάλο πρόβλημα στην κοινωνία μας στην οποία χρησιμοποιούνται όλο και πιο ευαίσθητα ηλεκτρονικά ή ηλεκτρικά προϊόντα. Γνωρίζουν για το UPS που μπορεί να παρέχει αδιάλειπτη παροχή ρεύματος. Γνωρίζουν τον σταθεροποιητή τάσης ο οποίος, όπως υποδηλώνει το όνομά του, σταθεροποιεί ή ρυθμίζει την τάση. Ωστόσο, οι περισσότεροι άνθρωποι, απολαμβάνοντας την ασφάλεια που φέρνει η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις, δεν συνειδητοποιούν καν την ύπαρξή της.
Μας έχουν πει από την παιδική ηλικία ότι αποσυνδέετε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές κατά τη διάρκεια καταιγίδας, διαφορετικά το ρεύμα αστραπής μπορεί να ταξιδέψει μέσα στο κτίριο και να καταστρέψει τα ηλεκτρικά προϊόντα.
Λοιπόν, ο αστραπής είναι πράγματι πολύ επικίνδυνος και επιβλαβής. Ακολουθούν μερικές εικόνες που δείχνουν την καταστροφή του.
Ευρετήριο αυτής της παρουσίασης
Λοιπόν, πρόκειται για αστραπή. Πώς συμβαίνει η αστραπή με τη συσκευή προστασίας από υπέρταση; Σε αυτό το άρθρο, θα δώσουμε μια εμπεριστατωμένη παρουσίαση σε αυτό το θέμα. Θα εισαγάγουμε:
Προστασία από υπέρταση VS: Σχετικές ακόμα Διαφορετικές
Surge
- Τι είναι η κύμα
- Τι προκαλεί κύμα
- Οι επιπτώσεις της αύξησης
Διάταξη προστασίας από υπερτάσεις (SPD)
- Ορισμός
- Λειτουργία
- Εφαρμογές
- Εξαρτήματα: GDT, MOV, TVS
- Ταξινόμηση
- Βασικές παράμετροι
- Εγκατάσταση
- Πρότυπα
Εισαγωγή
Αυτό το άρθρο υποθέτει ότι ο αναγνώστης δεν έχει βασικές γνώσεις για την προστασία από υπερτάσεις. Ορισμένα από τα περιεχόμενα είναι απλοποιημένα για λόγους εύκολης κατανόησης. Προσπαθήσαμε να μεταφέρουμε την τεχνική έκφραση στην καθημερινή μας γλώσσα, αλλά ταυτόχρονα, είναι αναπόφευκτο να χάσουμε κάποια ακρίβεια.
Και σε αυτήν την παρουσίαση, υιοθετούμε κάποιο εκπαιδευτικό υλικό προστασίας από υπερτάσεις που κυκλοφόρησαν από διάφορες εταιρείες προστασίας από κεραυνούς / υπερτάσεις, το οποίο αποκτήσαμε από δημόσια πηγή. Εδώ τους ευχαριστούμε για τις προσπάθειές τους στην εκπαίδευση του κοινού. Σε περίπτωση αμφισβήτησης οποιουδήποτε υλικού, επικοινωνήστε μαζί μας.
Μια άλλη σημαντική σημείωση είναι ότι η αντικεραυνική προστασία και η προστασία από υπερτάσεις δεν είναι ακόμα ακριβής επιστήμη. Για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι στους κεραυνούς αρέσει να χτυπούν ψηλά και μυτερά αντικείμενα. Γι' αυτό χρησιμοποιούμε αλεξικέραυνο για να προσελκύσουμε τον κεραυνό και να αποφύγουμε το ρεύμα του στο έδαφος. Ωστόσο, αυτή είναι μια τάση που βασίζεται στην πιθανότητα, όχι σε κανόνα. Σε πολλές περιπτώσεις, κεραυνός χτύπησε άλλα αντικείμενα, αν και υπάρχει ένα ψηλό και μυτερό αλεξικέραυνο κοντά. Για παράδειγμα, το ESE (Early Streamer Emission) θεωρείται ότι είναι μια ενημερωμένη μορφή αλεξικέραυνου και επομένως θα πρέπει να έχει καλύτερη απόδοση. Ωστόσο, είναι ένα πολύ αμφιλεγόμενο προϊόν που πολλοί ειδικοί πιστεύουν και εγκρίνουν ότι δεν έχει κανένα πλεονέκτημα σε σχέση με ένα απλό αλεξικέραυνο. Όπως και στην προστασία από υπερτάσεις, η διαμάχη είναι ακόμη μεγαλύτερη. Το πρότυπο IEC, το οποίο προτείνεται και συντάσσεται κυρίως από Ευρωπαίους εμπειρογνώμονες, ορίζει την κυματομορφή του άμεσου κεραυνού ως ώθηση 10/350 μs, το οποίο το πρότυπο UL, που προτείνεται και συντάσσεται κυρίως από Αμερικανούς ειδικούς, δεν αναγνωρίζει τέτοια κυματομορφή.
Από τη δική μας οπτική γωνία, η κατανόησή μας για τους κεραυνούς θα γίνεται όλο και πιο ακριβής και ακριβής τελικά καθώς θα κάνουμε περισσότερη έρευνα σε αυτό το πεδίο. Για παράδειγμα, όλα τα προϊόντα προστασίας από υπερτάσεις σήμερα αναπτύσσονται με βάση τη θεωρία ότι το ρεύμα κεραυνού είναι παλμός μονού κυματομορφής. Ωστόσο, ορισμένα SPD που μπορούν να περάσουν όλες τις δοκιμές μέσα στο εργαστήριο εξακολουθούν να αποτυγχάνουν στο πεδίο όταν χτυπάει πραγματικά κεραυνός. Έτσι τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι το ρεύμα κεραυνού είναι μια ώθηση πολλαπλών κυματομορφών. Αυτό είναι πρόοδος και σίγουρα θα βελτιώσει την απόδοση των συσκευών προστασίας από υπερτάσεις που αναπτύχθηκαν με βάση αυτό.
Ωστόσο, σε αυτό το άρθρο, θα εμβαθύνουμε στα αμφιλεγόμενα θέματα. Προσπαθούμε να δώσουμε μια στοιχειώδη αλλά ενδελεχή, ολοκληρωμένη συνολική εισαγωγή της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις και υπερτάσεων. Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε.
1. Αντικεραυνική προστασία VS Προστασία από υπερτάσεις
Μπορεί να ρωτήσετε γιατί πρέπει να γνωρίζουμε οτιδήποτε για την αντικεραυνική προστασία όταν μιλάμε για προστασία από υπερτάσεις. Λοιπόν, αυτές οι δύο έννοιες συνδέονται στενά καθώς πολλές υπερτάσεις προκαλούνται στην πραγματικότητα από κεραυνό. Θα μιλήσουμε περισσότερο για την αιτία των υπερτάσεων στο επόμενο κεφάλαιο. Ορισμένες θεωρίες πιστεύουν ότι η προστασία από υπερτάσεις είναι μέρος της αντικεραυνικής προστασίας. Αυτές οι θεωρίες πιστεύουν ότι η αντικεραυνική προστασία μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: εξωτερική αντικεραυνική προστασία της οποίας το κύριο προϊόν είναι αλεξικέραυνος (τερματικός αέρας), αγωγός προς τα κάτω και υλικό γείωσης και εσωτερική αντικεραυνική προστασία της οποίας το κύριο προϊόν είναι η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις, είτε για παροχή ρεύματος AC/DC είτε για γραμμή δεδομένων/σήματος.
Ένας από τους ισχυρούς υποστηρικτές αυτής της ταξινόμησης είναι η ABB. Σε αυτό το βίντεο, η ABB (η Furse είναι μια εταιρεία ABB) δίνει μια πολύ εμπεριστατωμένη παρουσίαση της αντικεραυνικής προστασίας στις απόψεις τους. Για την αντικεραυνική προστασία ενός τυπικού κτιρίου, θα πρέπει να υπάρχει εξωτερική προστασία για τη μετατόπιση του κεραυνικού ρεύματος προς το έδαφος και εσωτερική προστασία για την αποφυγή ζημιάς στην παροχή ρεύματος και στη γραμμή δεδομένων/σήματος. Και σε αυτό το βίντεο, η ABB πιστεύει ότι το τερματικό αέρα/οι αγωγοί/το υλικό γείωσης είναι προϊόντα κυρίως για άμεσο κεραυνό και η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις είναι κυρίως για προστασία από έμμεσους κεραυνούς (ένας κοντινός κεραυνός).
Μια άλλη θεωρία προσπαθεί να περιλάβει την αντικεραυνική προστασία εντός του εύρους της εξωτερικής προστασίας. Ένας από τους λόγους για τους οποίους γίνεται αυτή η διάκριση είναι ότι η προηγούμενη ταξινόμηση μπορεί να παραπλανήσει το κοινό να πιστεύει ότι το κύμα προκαλείται αποκλειστικά από κεραυνό που απέχει πολύ από την αλήθεια. Με βάση στατιστικά στοιχεία, μόνο το 20% των υπερτάσεων προκαλούνται από κεραυνούς και το 80% των υπερτάσεων προκαλούνται από παράγοντες μέσα στο κτίριο. Μπορείτε να δείτε ότι σε αυτό το βίντεο προστασίας από κεραυνούς, δεν αναφέρεται τίποτα σχετικά με την προστασία από υπερτάσεις.
Η αντικεραυνική προστασία είναι ένα περίπλοκο σύστημα που περιλαμβάνει πολλά διαφορετικά προϊόντα. Η προστασία από υπερτάσεις είναι μόνο μέρος ενός συντονισμένου συστήματος αντικεραυνικής προστασίας. Για τους κοινούς καταναλωτές, δεν είναι απαραίτητο να εμβαθύνουμε στην ακαδημαϊκή συζήτηση. Εξάλλου, όπως λέμε, η αντικεραυνική προστασία δεν είναι ακόμα μια ακριβής επιστήμη. Επομένως, για εμάς, αυτός μπορεί να μην είναι ένας 100% αναγνωρισμένος αλλά εύκολος τρόπος για να κατανοήσουμε την αντικεραυνική προστασία και τη σχέση της με τη συσκευή προστασίας από υπερτάσεις.
Αντικεραυνικη Προστασια
Εξωτερική αντικεραυνική προστασία
- Αεροδρόμιο
- Αγωγός
- Γείωση
- Εξωτερική θωράκιση
Εσωτερική αντικεραυνική προστασία
- Εσωτερική θωράκιση
- Ισοδυναμική Συγκόλληση
- Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις
Πριν ολοκληρώσουμε αυτή τη συνεδρία, πρόκειται να εισαγάγουμε την τελευταία ιδέα: πυκνότητα κεραυνού. Βασικά σημαίνει πόσο συχνός είναι ο κεραυνός σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Στα δεξιά είναι ένας χάρτης πυκνότητας κεραυνού του κόσμου.
Γιατί είναι σημαντική η πυκνότητα του κεραυνού;
- Από το σημείο πωλήσεων και μάρκετινγκ, οι περιοχές με υψηλή πυκνότητα κεραυνών έχουν μεγαλύτερες ανάγκες για προστασία από κεραυνούς και υπερτάσεις.
- Από τεχνικής πλευράς, ένα SPD που είναι εγκατεστημένο σε περιοχή υψηλής κεραυνού θα πρέπει να έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα ρεύματος υπέρτασης. Ένα SPD 50 kA μπορεί να επιβιώσει 5 χρόνια στην Ευρώπη, αλλά μόνο 1 χρόνο στις Φιλιππίνες.
Οι κύριες αγορές της Prosurge είναι η Βόρεια Αμερική, η Νότια Αμερική και η Ασία. Όπως μπορούμε να δούμε σε αυτόν τον χάρτη, όλες αυτές οι αγορές εμπίπτουν στην περιοχή υψηλής πυκνότητας κεραυνών. Αυτό είναι μια ισχυρή απόδειξη ότι η συσκευή μας προστασίας από υπερτάσεις είναι κορυφαίας ποιότητας και επομένως μπορεί να επιβιώσει σε περιοχές με τις πιο συχνές αστραπές. Κάντε κλικ και ελέγξτε μερικά από τα έργα μας για την προστασία από υπερτάσεις σε όλο τον κόσμο.
2. Μέγα κύμα
Λοιπόν, θα μιλήσουμε περισσότερο για τις αυξήσεις σε αυτή τη συνεδρία. Παρόλο που χρησιμοποιήσαμε τον όρο κύμα πολλές φορές στην προηγούμενη συνεδρία, δεν τον έχουμε δώσει ακόμη έναν σωστό ορισμό. Και υπάρχουν πολλές παρεξηγήσεις σχετικά με αυτόν τον όρο.
Τι είναι το Surge;
Ακολουθούν μερικά βασικά στοιχεία για τις υπερτάσεις.
- Surge, Transient, Spike: Μια ξαφνική στιγμιαία αύξηση του ρεύματος ή της τάσης σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.
- Συμβαίνει σε χιλιοστά του δευτερολέπτου (1/1000) ή ακόμη και σε μικροδευτερόλεπτο (1/1000000).
- Η υπέρταση δεν είναι TOV (Προσωρινή υπέρταση).
- Η υπέρταση είναι η πιο κοινή αιτία ζημιάς και καταστροφής εξοπλισμού. Το 31% των ζημιών ή απωλειών ηλεκτρονικού εξοπλισμού οφείλονται σε υπερτάσεις. (πηγή από την ABB)
Surge VS Υπέρταση
Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η υπέρταση είναι υπέρταση. Όπως δείχνει η παραπάνω εικόνα, όταν η τάση εκτοξεύεται, υπάρχει κύμα. Λοιπόν, αυτό είναι κατανοητό αλλά όχι ακριβές, ακόμη και πολύ παραπλανητικό. Η υπέρταση είναι ένα είδος υπέρτασης, αλλά η υπέρταση δεν είναι υπέρταση. Γνωρίζουμε τώρα ότι το κύμα συμβαίνει σε χιλιοστά του δευτερολέπτου (1/1000) ή ακόμη και σε μικροδευτερόλεπτο (1/1000000). Ωστόσο, η υπέρταση μπορεί να διαρκέσει πολύ περισσότερο, δευτερόλεπτα, λεπτά ακόμα και ώρες! Υπάρχει ένας όρος που ονομάζεται προσωρινή υπέρταση (TOV) για να περιγράψει αυτή την υπέρταση μεγάλης διάρκειας.
Στην πραγματικότητα, όχι μόνο το κύμα και το TOV δεν είναι το ίδιο πράγμα, το TOV είναι επίσης ο σημαντικότερος δολοφόνος για μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις. Ένα SPD που βασίζεται σε MOV μπορεί γρήγορα να μειώσει την αντίστασή του σχεδόν στο μηδέν όταν συμβεί ένα κύμα. Ωστόσο, υπό συνεχή τάση, καίγεται γρήγορα και επομένως αποτελεί πολύ σοβαρή απειλή για την ασφάλεια. Θα μιλήσουμε περισσότερα για αυτό σε επόμενη συνεδρία όταν θα παρουσιάσουμε συσκευές προστασίας από υπερτάσεις.
| Προσωρινή υπέρταση (TOV) | Surge | |
| Προκλήθηκε από | Σφάλματα συστήματος LV / HV | αστραπή ή εναλλαγή υπέρτασης |
| Διάρκεια | Μακριά χιλιοστά του δευτερολέπτου σε λίγα λεπτά ή ώρες | Κοντά Μικροδευτερόλεπτα (κεραυνός) ή χιλιοστά του δευτερολέπτου (εναλλαγή) |
| Κατάσταση MOV | Θερμική φυγή | Αυτο-ανάκτηση |
Τι προκαλεί το κύμα;
Αυτές είναι μερικές κοινώς αποδεκτές αιτίες αύξησης:
- Αλεξικέραυνο σε αλεξικέραυνο
- Αστραπή σε εναέρια γραμμή
- Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
- Λειτουργία μεταγωγής (πολύ συχνότερη αλλά με χαμηλότερη ενέργεια)
Μπορούμε να δούμε ότι μερικά σχετίζονται με κεραυνούς και άλλα όχι. Εδώ είναι μια απεικόνιση των υπερτάσεων που σχετίζονται με κεραυνούς.
Ωστόσο, να έχετε πάντα κατά νου ότι δεν προκαλούνται όλες οι υπερτάσεις από κεραυνούς, επομένως όχι μόνο σε καταιγίδα μπορεί να καταστραφούν οι συσκευές σας.
Οι επιπτώσεις του Surge
Το κύμα μπορεί να επιφέρει μεγάλη ζημιά και με βάση στατιστικά στοιχεία, οι αυξήσεις ισχύος κοστίζουν στις αμερικανικές εταιρείες πάνω από 80 δισεκατομμύρια δολάρια/έτος. Ωστόσο, όταν αξιολογούμε τις επιπτώσεις του κύματος, δεν μπορούμε να περιοριστούμε στο να βλέπουμε μόνο το ορατό. Στην πραγματικότητα, το κύμα προκαλεί 4 διαφορετικά αποτελέσματα:
- Καταστροφή
- Υποβάθμιση: Σταδιακή φθορά του εσωτερικού κυκλώματος. Πρόωρη αστοχία εξοπλισμού. Συνήθως προκαλείται από συνεχή άνοδο χαμηλού επιπέδου, δεν καταστρέφει τον εξοπλισμό ταυτόχρονα, αλλά υπερωρίες τον καταστρέφει.
- Χρόνος διακοπής λειτουργίας: απώλεια παραγωγικότητας ή σημαντικά δεδομένα
- Κίνδυνος Ασφάλειας
Στα δεξιά υπάρχει ένα βίντεο στο οποίο οι επαγγελματίες προστασίας από υπερτάσεις κάνουν μια δοκιμή για να επαληθεύσουν πώς μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις μπορεί πραγματικά να αποτρέψει την καταστροφή των ηλεκτρικών προϊόντων. Μπορείτε να δείτε ότι όταν αφαιρείται το DIN-rail SPD, η καφετιέρα εκρήγνυται όταν χτυπηθεί από υπέρταση που δημιουργείται από το εργαστήριο.
Αυτή η παρουσίαση βίντεο είναι πραγματικά δραματική. Ωστόσο, ορισμένες από τις ζημιές του surge δεν είναι τόσο ορατές και δραματικές, αλλά μας κοστίζουν ακριβά, για παράδειγμα, ο χρόνος διακοπής λειτουργίας που φέρνει. Φανταστείτε ότι μια εταιρεία αντιμετωπίζει χρόνο διακοπής λειτουργίας για μια μέρα, ποιο θα ήταν το κόστος για αυτό;
Το κύμα δεν φέρνει μόνο απώλεια περιουσίας, αλλά φέρνει και κίνδυνο προσωπικής ασφάλειας.
Το πιο καταστροφικό ατύχημα στην ιστορία του τρένου υψηλής ταχύτητας στην Κίνα προκαλείται από κεραυνό και κύμα. Περισσότερα από 200 θύματα.
Η κινεζική βιομηχανία κεραυνών και υπερτάσεων ξεκίνησε το 1989 μετά από ένα καταστροφικό ατύχημα με έκρηξη πυρκαγιάς στη δεξαμενή αποθήκευσης πετρελαίου λόγω κεραυνού. Και προκαλεί επίσης πολλά θύματα.
3. Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις / Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις
Με τις βασικές γνώσεις της αντικεραυνικής / υπερτάσεως προστασίας και υπερτάσεων που παρουσιάστηκαν στην προηγούμενη συνεδρία, θα μάθουμε περισσότερα για τη συσκευή προστασίας από υπερτάσεις. Περιέργως, θα έπρεπε να ονομάζεται Συσκευή Προστασίας από υπέρταση που βασίζεται σε όλα τα επίσημα τεχνικά έγγραφα και πρότυπα. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι, ακόμη και επαγγελματίες στον τομέα της προστασίας από υπερτάσεις, θέλουν να χρησιμοποιούν τον όρο συσκευή προστασίας από υπερτάσεις. Ίσως γιατί ακούγεται περισσότερο σαν καθημερινή γλώσσα.
Βασικά μπορείτε να δείτε δύο τύπους προστασίας από υπερτάσεις στην αγορά όπως δείχνουν οι παρακάτω εικόνες. Λάβετε υπόψη ότι οι εικόνες δεν είναι σε ακριβή αναλογία του αντικειμένου. Το SPD τύπου πάνελ είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερο σε μέγεθος από το DIN-rain SPD.
Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις τύπου πίνακα
Δημοφιλές στην UL Standard Market
Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις DIN-rail
Δημοφιλές στην IEC Standard Market
Τι ακριβώς είναι λοιπόν μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις; Όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι μια συσκευή που προστατεύει από υπερτάσεις. Αλλά πως? Εξαλείφει το κύμα; Ας ρίξουμε μια ματιά στη λειτουργία μιας συσκευής προστασίας από υπερτάσεις (SPD). Μπορούμε να πούμε ότι ένα SPD χρησιμοποιείται για την ασφαλή εκτροπή της υπερβολικής τάσης και ρεύματος στο έδαφος πριν φτάσει σε προστατευμένο εξοπλισμό. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εξοπλισμό προστασίας από υπερτάσεις στο εργαστήριο για να δούμε τη λειτουργία του.
Χωρίς προστασία από υπερτάσεις
Τάση έως 4967V και θα καταστρέψει τον προστατευμένο εξοπλισμό
Με προστασία από υπερτάσεις
Η τάση περιορίζεται στα 352 V
Πώς λειτουργεί το SPD;
Το SPD είναι ευαίσθητο στην τάση. Η αντίστασή του μειώθηκε απότομα καθώς αυξανόταν η τάση. Μπορείτε να φανταστείτε το SPD ως πύλη και το κύμα ως πλημμύρα. Υπό κανονικές συνθήκες, η πύλη είναι κλειστή, αλλά όταν βλέπετε τάση υπέρτασης που έρχεται, η πύλη ανοίγει γρήγορα, ώστε η υπέρταση να μπορεί να εκτραπεί. Θα επανέλθει αυτόματα σε κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης μετά το τέλος της υπέρτασης.
Το SPD παίρνει το κύμα ώστε ο προστατευμένος εξοπλισμός να μπορεί να επιβιώσει. Υπερωρίες, το SPD θα φτάσει στο τέλος της ζωής του λόγω των πολλών αυξήσεων που υπομένει. Θυσιάζεται για να μπορέσει να ζήσει ο προστατευμένος εξοπλισμός.
Η τελική μοίρα για ένα SPD είναι να θυσιαστεί.
Εξαρτήματα προστασίας από υπερτάσεις
Σε αυτή τη συνεδρία, θα μιλήσουμε για στοιχεία SPD. Βασικά, υπάρχουν 4 κύρια στοιχεία SPD: Spark gap, MOV, GDT και TVS. Αυτά τα εξαρτήματα έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά, αλλά όλα έχουν παρόμοια λειτουργία: κατανοούν την κανονική κατάσταση, η αντίστασή τους είναι τόσο τεράστια που δεν μπορεί να ακολουθήσει ρεύμα ακόμα σε κατάσταση υπέρτασης, η αντίστασή τους πέφτει αμέσως σχεδόν στο μηδέν, έτσι ώστε το ρεύμα υπέρτασης να μπορεί να περάσει στο έδαφος αντί να ρέει στους προστατευμένους κατάντη εξοπλισμό. Γι' αυτό ονομάζουμε αυτά τα 4 στοιχεία μη γραμμικά συστατικά. Ωστόσο, έχουν διαφορές και μπορούμε να γράψουμε ένα άλλο άρθρο για να μιλήσουμε για τις διαφορές τους. Αλλά προς το παρόν, το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζουμε είναι ότι όλα έχουν την ίδια λειτουργία: να εκτρέπουν το ρεύμα υπέρτασης προς το έδαφος.
Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτά τα εξαρτήματα προστασίας από υπερτάσεις.
Βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV)
Το πιο κοινό στοιχείο SPD
Σωλήνας εκκένωσης αερίου (GDT)
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε Hybrid με MOV
Παροδικός καταστολέας υπερτάσεων (TVS)
Δημοφιλές στο Data/Signal SPD λόγω του μικροσκοπικού του μεγέθους
Μεταλλικό Οξείδιο Varistor (MOV) και η εξέλιξή του
Το MOV είναι το πιο κοινό στοιχείο SPD και επομένως θα μιλήσουμε περισσότερα γι' αυτό. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να θυμάστε είναι ότι το MOV δεν είναι τέλειο εξάρτημα.
Αποτελούμενοι συνήθως από οξείδιο ψευδαργύρου που αγώγεται όταν εκτίθεται σε υπέρταση που υπερβαίνει την ονομαστική του τιμή, τα MOV έχουν πεπερασμένο προσδόκιμο ζωής και υποβαθμίζονται όταν εκτίθενται σε μερικές μεγάλες υπερτάσεις ή πολλές μικρότερες υπερτάσεις και τελικά βραχυκυκλώνουν στη γείωση δημιουργώντας ένα σενάριο τέλους ζωής. Αυτή η κατάσταση θα προκαλέσει τη διακοπή λειτουργίας ενός διακόπτη ή το άνοιγμα μιας ασφαλισμένης ζεύξης. Τα μεγάλα μεταβατικά μπορεί να προκαλέσουν το άνοιγμα του εξαρτήματος και έτσι να επιφέρουν ένα πιο βίαιο τέλος στο ίδιο το εξάρτημα. Το MOV χρησιμοποιείται συνήθως για την καταστολή της υπέρτασης που βρίσκεται στα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος.
Σε αυτό το βίντεο της ABB, δίνουν μια πολύ ξεκάθαρη απεικόνιση του πώς λειτουργεί το MOV.
Οι κατασκευαστές SPD κάνουν πολλή έρευνα για την ασφάλεια του SPD και πολλές τέτοιες εργασίες είναι για να λύσουν το πρόβλημα ασφάλειας του MOV. Το MOV έχει εξελιχθεί τις τελευταίες 2 δεκαετίες. Τώρα έχουμε ενημερώσει το MOV όπως το TMOV (συνήθως ένα MOV με ενσωματωμένη ασφάλεια) ή το TPMOV (θερμικά προστατευμένο MOV) που βελτιώνουν την ασφάλειά του. Η Prosurge, ως ένας από τους κορυφαίους κατασκευαστές TPMOV, έχει συμβάλει στις προσπάθειές μας στην καλύτερη απόδοση του MOV.
Το SMTMOV και το PTMOV της Prosurge είναι δύο ενημερωμένες εκδόσεις του παραδοσιακού MOV. Είναι εξαρτήματα ασφαλή έναντι αστοχίας και αυτοπροστατευόμενα εξαρτήματα που υιοθετήθηκαν από μεγάλους κατασκευαστές SPD για την κατασκευή των προϊόντων προστασίας από υπερτάσεις.
25kA TPMOV
50kA/75kA TPMOV
Πρότυπα συσκευής προστασίας από υπερτάσεις
Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο βασικά πρότυπα: το πρότυπο IEC και το πρότυπο UL. Το πρότυπο UL εφαρμόζεται κυρίως στη Βόρεια Αμερική και σε ορισμένα μέρη στη Νότια Αμερική και τις Φιλιππίνες. Είναι σαφές ότι το πρότυπο IEC είναι πιο εκτεταμένο σε όλο τον κόσμο. Ακόμη και το κινεζικό πρότυπο GB 18802 είναι δανεισμένο από το πρότυπο IEC 61643-11.
Γιατί δεν μπορούμε να έχουμε ένα παγκόσμιο πρότυπο σε όλο τον κόσμο; Λοιπόν, μια από τις εξηγήσεις είναι ότι οι Ευρωπαίοι εμπειρογνώμονες και οι ειδικοί των ΗΠΑ έχουν διαφορετικές απόψεις σχετικά με την κατανόηση του κεραυνού και του κύματος.
Η προστασία από υπερτάσεις είναι ακόμα ένα εξελισσόμενο θέμα. Για παράδειγμα, προηγουμένως δεν υπάρχει επίσημο πρότυπο IEC στο SPD που χρησιμοποιείται στην εφαρμογή DC/PV. Το επικρατούν IEC 61643-11 είναι μόνο για τροφοδοσία AC. Ωστόσο, τώρα έχουμε το νέο πρότυπο IEC 61643-31 για SPD που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές DC/PV.
Αγορά IEC
IEC 61643-11 (Σύστημα τροφοδοσίας AC)
IEC 61643-32 (Σύστημα ισχύος DC)
IEC 61643-21 (Δεδομένα και σήμα)
EN 50539-11 = IEC 61643-32
UL Market
UL 1449 4η Έκδοση (Σύστημα τροφοδοσίας AC και DC)
UL 497B (Δεδομένα και σήμα)
Εγκατάσταση συσκευής προστασίας από υπερτάσεις
Λοιπόν, αυτή μπορεί να είναι η πιο εύκολη συνεδρία για να γράψετε γιατί η πρότασή μας είναι ότι μπορείτε να μεταβείτε στο Youtube επειδή υπάρχουν πολλά βίντεο σχετικά με την εγκατάσταση SPD, είτε είναι ένα SPD DIN-rail είτε ένα SPD πάνελ. Φυσικά, μπορείτε να ελέγξετε τις φωτογραφίες του έργου μας για να μάθετε περισσότερα. Σημειώνεται ότι η εγκατάσταση μιας συσκευής προστασίας από υπερτάσεις θα πρέπει να γίνει από εξειδικευμένο / αδειούχο ηλεκτρολόγο.
Καταγραφές συσκευών προστασίας από υπερτάσεις
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ταξινόμησης της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις.
- Με εγκατάσταση: DIN-rail SPD VS Panel SPD
- Κατά πρότυπο: IEC Standard VS UL Standard
- Από AC/DC: AC Power SPD VS DC Power SPD
- Κατά τοποθεσία: Τύπος 1/2/3 SPD
Θα παρουσιάσουμε λεπτομερώς την ταξινόμηση του προτύπου UL 1449. Βασικά, στο πρότυπο UL ο τύπος ενός SPD καθορίζεται από τη θέση εγκατάστασής του. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, σας προτείνουμε να διαβάσετε αυτό το άρθρο που δημοσιεύει το NEMA.
Επίσης, βρίσκουμε ένα βίντεο στο Youtube που παρουσιάστηκε από τον Jeff Cox που δίνει μια πολύ σαφή εισαγωγή των διαφορετικών τύπων συσκευών προστασίας από υπερτάσεις.
Ακολουθούν μερικές εικόνες συσκευής προστασίας από υπερτάσεις τύπου 1/2/3 σε πρότυπο UL.
Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις τύπου 1: Πρώτη Γραμμή Άμυνας
Εγκατασταθεί έξω από το κτίριο στην είσοδο υπηρεσίας
Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις τύπου 2: Δεύτερη Γραμμή Άμυνας
Εγκατεστημένο στο εσωτερικό του κτιρίου στον πίνακα διακλάδωσης
Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις τύπου 3: Τελευταία γραμμή άμυνας
Συνήθως ανατρέξτε στη Λωρίδα επιτάχυνσης και την υποδοχή που βρίσκεται δίπλα στον προστατευμένο εξοπλισμό
Σημειώθηκε ότι το πρότυπο IEC 61643-11 υιοθετεί επίσης παρόμοιους όρους όπως SPD τύπου 1/2/3 ή SPD κατηγορίας I/II/III. Αυτοί οι όροι, αν και διαφέρουν από τους όρους στο πρότυπο UL, μοιράζονται παρόμοια αρχή. Το SPD κλάσης I παίρνει την αρχική ενέργεια υπέρτασης που είναι η ισχυρότερη και τα SPD Κατηγορίας ΙΙ και Τάξης ΙΙΙ χειρίζονται την υπόλοιπη ενέργεια υπέρτασης που έχει ήδη μειωθεί. Μαζί, οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις Κατηγορίας I/II/III σχηματίζουν ένα συντονισμένο πολυεπίπεδο σύστημα προστασίας από υπερτάσεις που θεωρείται το πιο αποτελεσματικό.
Η εικόνα στα δεξιά δείχνει το SPD σε κάθε επίπεδο εγκατάστασης στο πρότυπο IEC.
Θα μιλήσουμε λίγο για μια διαφορά μεταξύ του τύπου 1/2/3 στο πρότυπο UL και του προτύπου IEC. Στο πρότυπο IEC, υπάρχει ένας όρος που ονομάζεται ρεύμα παλμού κεραυνού και το σήμα του είναι Iimp. Είναι προσομοίωση της ώθησης του άμεσου κεραυνού και η ενέργειά του είναι στην κυματομορφή 10/350. Το SPD τύπου 1 στο πρότυπο IEC πρέπει να υποδεικνύει ότι οι κατασκευαστές Iimp και SPD χρησιμοποιούν συνήθως τεχνολογία διακενού σπινθήρα για SPD τύπου 1, καθώς η τεχνολογία κενού σπινθήρα επιτρέπει υψηλότερη τεχνολογία Iimp από την τεχνολογία MOV στο ίδιο μέγεθος. Ωστόσο, ο όρος Iimp δεν αναγνωρίζεται από το πρότυπο UL.
Επίσης, μια άλλη βασική διαφορά είναι ότι το SPD στο πρότυπο IEC είναι συνήθως τοποθετημένο σε ράγα DIN, ενώ το SPD στο πρότυπο UL είναι ενσύρματο ή σε πάνελ. Φαίνονται διαφορετικά. Εδώ είναι μερικές εικόνες του προτύπου IEC SPD.
Τύπος 1/Κλάση I SPD
Πρώτη Γραμμή Άμυνας
Τύπος 2/Κλάση II SPD
Δεύτερη Γραμμή Άμυνας
Τύπος 3/Κλάση III SPD
Τελευταία γραμμή άμυνας
Όσο για άλλες ταξινομήσεις, μπορούμε να τις επεξεργαστούμε αργότερα σε άλλα άρθρα, καθώς μπορεί να είναι αρκετά μακροσκελή. Αυτήν τη στιγμή, το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζετε είναι ότι το SPD ταξινομείται κατά τύπους τόσο στα πρότυπα UL όσο και στα πρότυπα IEC.
Βασικές παράμετροι της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις
Αν κοιτάξετε μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις, θα δείτε πολλές παραμέτρους στη σήμανση της, για παράδειγμα, MCOV, In, Imax, VPR, SCCR. Τι σημαίνουν και γιατί είναι σημαντικό; Λοιπόν, σε αυτή τη συνεδρία, θα μιλήσουμε για αυτό.
Ονομαστική τάση (Un)
Ονομαστικό σημαίνει «ονομασμένος». Άρα μια ονομαστική τάση είναι η «ονομαζόμενη» τάση. Για παράδειγμα, η ονομαστική τάση του συστήματος τροφοδοσίας σε πολλές χώρες είναι 220 V. Αλλά η πραγματική του τιμή επιτρέπεται να ποικίλλει μεταξύ ενός στενού εύρους.
Μέγιστη τάση συνεχούς λειτουργίας (MCOV/Uc)
Η υψηλότερη ποσότητα τάσης που θα επιτρέψει η συσκευή να διέρχεται συνεχώς. Το MCOV είναι συνήθως 1.1-1.2 φορές υψηλότερο από το Un. Αλλά σε περιοχή με ασταθές δίκτυο τροφοδοσίας, η τάση θα είναι πολύ υψηλή και επομένως πρέπει να επιλέξει υψηλότερο MCOV SPD. Για 220V Un, οι ευρωπαϊκές χώρες μπορούν να επιλέξουν 250V MCOV SPD, αλλά σε ορισμένες αγορές όπως η Ινδία, προτείνουμε MCOV 320V ή ακόμα και 385V. Σημείωση: Η τάση πάνω από το MCOV ονομάζεται Προσωρινή Υπέρταση (TOV). Πάνω από το 90% των εγκαυμάτων SPD οφείλεται σε TOV.
Βαθμολογία προστασίας τάσης (VPR) / Τάση αφής
Είναι το μέγιστο ποσό τάσης που ένα SPD θα επιτρέψει να περάσει στην προστατευμένη συσκευή και φυσικά όσο χαμηλότερη τόσο το καλύτερο. Για παράδειγμα, η προστατευμένη συσκευή μπορεί να αντέξει το μέγιστο 800V. Εάν το VRP του SPD είναι 1000 V, η προστατευμένη συσκευή θα καταστραφεί ή θα υποβαθμιστεί.
Χωρητικότητα υπέρτασης ρεύματος
Είναι η μέγιστη ποσότητα ρεύματος υπέρτασης που μπορεί να μεταφέρει ένα SPD στη γείωση κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος υπέρτασης και είναι ένας δείκτης της διάρκειας ζωής ενός SPD. Για παράδειγμα, ένα SPD 200 kA έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από ένα SPD 100 kA στην ίδια κατάσταση.
Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης (In)
Είναι η μέγιστη τιμή του ρεύματος υπέρτασης μέσω του SPD. Το SPD πρέπει να παραμείνει λειτουργικό μετά από υπερτάσεις 15 In. Είναι δείκτης της ευρωστίας ενός SPD και είναι το μέτρο της απόδοσης του SPD όταν εγκαθίσταται και υπόκειται σε σενάρια λειτουργίας πιο κοντά στην πραγματική κατάσταση όσο υψηλότερο τόσο το καλύτερο.
Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης (Imax)
Είναι η μέγιστη τιμή του ρεύματος υπέρτασης μέσω του SPD. Το SPD πρέπει να παραμείνει λειτουργικό μετά από 1 υπερτάσεις Imax. Συνήθως, είναι 2-2.5 χρόνος της τιμής του In. Είναι επίσης ο δείκτης της ευρωστίας ενός SPD. Αλλά είναι λιγότερο σημαντική παράμετρος από το In επειδή το Imax είναι ένα ακραίο τεστ και σε πραγματική κατάσταση, το κύμα κανονικά δεν θα έχει τόσο ισχυρή ενέργεια. Για αυτήν την παράμετρο, όσο υψηλότερη τόσο το καλύτερο.
Βαθμός ρεύματος βραχυκυκλώματος (SCCR)
Είναι το μέγιστο επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώματος που μπορεί να αντέξει ένα εξάρτημα ή συγκρότημα και όσο υψηλότερο τόσο το καλύτερο. Τα μεγάλα SPD της Prosurge πέρασαν τη δοκιμή SCCR 200 kA ανά πρότυπο UL χωρίς εξωτερικό διακόπτη κυκλώματος και ασφάλεια που είναι η καλύτερη απόδοση στη βιομηχανία.
Εφαρμογές συσκευής προστασίας από υπερτάσεις
Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις εφαρμόζονται εκτενώς σε διάφορες βιομηχανίες, ειδικά για αυτές τις βιομηχανίες κρίσιμων αποστολών. Παρακάτω είναι μια λίστα με τις εφαρμογές και τις λύσεις προστασίας από υπερτάσεις που προετοιμάζει η Prosurge. Σε κάθε εφαρμογή, υποδεικνύουμε το απαιτούμενο SPD και τις θέσεις εγκατάστασής του. Εάν ενδιαφέρεστε για κάποια από τις εφαρμογές, μπορείτε να κάνετε κλικ και να μάθετε περισσότερα.
Κτίριο
Ηλιακή ενέργεια / φωτοβολταϊκό σύστημα
Οδήγησε φως του δρόμου
Βενζινάδικο
Telecom
Οθόνη LED
Βιομηχανικός Έλεγχος
Σύστημα CCTV
Σύστημα φόρτισης οχήματος
Ανεμογεννήτρια
Σιδηροδρομικό σύστημα
Χαρακτηριστικά
Τέλος, φτάνουμε στο τέλος αυτού του άρθρου. Σε αυτό το άρθρο, μιλάμε για μερικά ενδιαφέροντα πράγματα όπως η αντικεραυνική προστασία, η προστασία από υπερτάσεις, η συσκευή προστασίας από υπερτάσεις και υπερτάσεις. Ελπίζω ότι έχετε ήδη κατανοήσει τα βασικά της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις. Αλλά αν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό το θέμα, έχουμε άλλα άρθρα σχετικά με την ενότητα εκπαίδευσης για την προστασία από υπερτάσεις στον ιστότοπό μας.
Και το τελευταίο αλλά πιο σημαντικό μέρος αυτού του άρθρου είναι να ευχαριστήσουμε αυτές τις εταιρείες που παράγουν πολλά βίντεο, φωτογραφίες, άρθρα και κάθε είδους υλικό σχετικά με το θέμα της προστασίας από υπερτάσεις. Είναι ο πρόδρομος στον κλάδο μας. Εμπνευσμένοι από αυτούς, συνεισφέρουμε και εμείς το μερίδιό μας.
Αν σας αρέσει αυτό το άρθρο, μπορείτε να βοηθήσετε να το μοιραστείτε!