دستگاه محافظت از افزایش (SPD) یک جزء از سیستم حفاظت از تجهیزات الکتریکی است.

این دستگاه به طور موازی بر روی مدار تغذیه بار هایی که باید از آنها محافظت کند متصل می شود (شکل J17 را ببینید).

این رایج ترین و کارآمدترین نوع حفاظت از ولتاژ بالا است.

دانشمندان سالهاست که مطالعات مهمی در مورد ویژگی ها و اثرات صاعقه انجام داده اند و محصولات تکنولوژیکی را بر اساس آن توسعه داده اند.آزمایشات این محصولات نیز می تواند با شبیه سازی ضربه صاعقه در این زمینه انجام شود..

انواع امواج صاعقه:

شلیک برق را می توان در دو طول موج مختلف مطالعه کرد.

1. صاعقه مستقیم 10 / 350μs:

جریان های تکان دهنده در یک شکل موج 10/350 μs در برخورد مستقیم برق رخ می دهد. این افزایش سریع ولتاژ پالس با پالس جریان بزرگ قدرت زیادی را آزاد می کند.

امروزه، مواد سیستم حفاظت از برق خارجی و عناصر مدار Type 1 / Class I Type Surge Arrester با توجه به این معیارهای مطابق با استانداردها آزمایش می شوند.

2برق و ولتاژ سوئیچ در یک منطقه دور 8 / 20μs:

صاعقه زدن در یک مکان دور و جریان پویایی با ولتاژ های سوئیچینگ 8/20 μs شکل موج رخ می دهد.

محتوای انرژی این پالس به طور قابل توجهی پایین تر از موج پالس جریان آزمایش برق 10/350 μs است.عناصر مدار نوع 2 / کلاس II و نوع 3 / کلاس III محافظ افزایش (Surge Arrester) بر اساس این معیارهای مطابق با استانداردها آزمایش می شوند..

استانداردها

برخی از استانداردهای اغلب ذکر شده عبارتند از:

• IEC 61643-11 دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ پایین - بخش 11: دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ متصل به سیستم های برق ولتاژ پایین - الزامات و روش های آزمایش (به جای IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ پایین - بخش 21: دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ متصل به شبکه های مخابراتی و سیگنال - الزامات عملکرد و روش های آزمایش
• IEC 61643-22 دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ پایین - بخش 22: دستگاه های حفاظت از افزایش ولتاژ متصل به شبکه های مخابراتی و سیگنال - اصول انتخاب و کاربرد
• EN 61643-11, 61643-21 و 61643-22
• تکنولوژی Telcordia مرجع فنی TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• آزمایشگاه های بیمه (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

هر استاندارد ویژگی های محافظ، ناقل آزمایش یا هدف عملیاتی مختلف را تعریف می کند.

EN 62305 و ANSI/IEEE C62.xx مشخص می کنند که چه نوع محافظ می تواند از آن جلوگیری کند.IEC فقط استانداردها را می نویسد و هیچ محصول خاصی را به عنوان مطابق با آن استانداردها تأیید نمی کنداستانداردهای IEC توسط اعضای برنامه CB از موافقت نامه های بین المللی برای آزمایش و صدور گواهینامه محصولات برای انطباق ایمنی استفاده می شود.

علاوه بر این، استانداردهای زیر استانداردهای محافظ های سربرای مستقل نیستند، بلکه برای آزمایش ایمنی سربرای در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی به عنوان یک کل طراحی شده اند.آنها اغلب در طراحی و تست مدار محافظت از افزایش استفاده می شود.

• آزمون ایمنی تخلیه الکترواستاتیک IEC 61000-4-2
• آزمون ایمنی IEC 61000-4-4 برقی سریع
• آزمون ایمنی IEC 61000-4-5

اصل

SPD برای محدود کردن ولتاژ فوق العاده ی گذرا در جو طراحی شده و امواج جریان را به زمین هدایت می کند.به طوری که دامنه این ولتاژ بیش از حد را به مقدار خطرناکی برای دستگاه های الکتریکی و دستگاه های برق و کنترل محدود کند..

SPD ولتاژ فوق العاده را از بین می برد

• در حالت عادی، بین فاز و خنثی یا زمین؛
• در حالت فرقي، بين فاز و خنک

در صورت افزایش ولتاژ بیش از حد کار، SPD

• انرژی رو به زمین هدایت می کنه، در حالت عادی
• انرژی را به سایر هادی های زنده در حالت دیفرانسیل توزیع می کند.

سه نوع SPD

SPD نوع 1

SPD نوع 1 در مورد ساختمان های صنعتی و بخش خدمات که توسط یک سیستم حفاظت از صاعقه یا قفس شبکه محافظت می شوند توصیه می شود.

از نصبات الکتریکی در برابر صاعقه مستقیم محافظت می کند. می تواند جریان عقب را از صاعقه که از هدایت کننده زمین به هدایت کننده های شبکه پخش می شود، تخلیه کند.

SPD نوع 1 با یک موج جریان 10/350 μs مشخص می شود.

SPD نوع 2

SPD نوع 2 سیستم حفاظت اصلی برای تمام تاسیسات الکتریکی ولتاژ پایین است.از گسترش ولتاژ بیش از حد در دستگاه های الکتریکی جلوگیری می کند و از بارها محافظت می کند.

SPD نوع 2 با موج جریان 8/20 μs مشخص می شود.

SPD نوع 3

این SPD ها دارای ظرفیت تخلیه کم هستند. بنابراین آنها باید به عنوان مکمل SPD نوع 2 و در نزدیکی بارهای حساس نصب شوند.

SPD نوع 3 با ترکیبی از امواج ولتاژ (1.2/50 μs) و امواج جریان (8/20 μs) مشخص می شود.

تعاریف قانونی SPD

شکل J18 تعریف استاندارد SPD

طبق این؛

مرحله اول: نوع 1 / کلاس 1 / کلاس B محافظ برق، واحدهای محافظ جلو تاسیسات / ساختار هستند.آنها قطعات مدار هستند که قادر به جذب و خنک کردن صاعقه های مستقیم هستند که ممکن است از خطوط برق وارد شوند.

باید در پانل توزیع / ترانسفورماتور اصلی داخل و / یا خارج از ساختمان نصب شود.

باید در موج 10/350 μsec آزمایش شده باشد. باید قادر به تخلیه حداقل 50kA بین فاز خنثی و حداقل 100kA بین فازهای خنثی-زمین باشد.

مرحله دوم: نوع 2 / کلاس 2 / کلاس C دستگاه های حفاظت از افزایش (سرج آرستر) عناصر مدار مورد استفاده در پانل های ثانویه و / یا پایین ثانویه تاسیسات / ساختمان هستند.در مقایسه با نوع 1 / کلاس II گیرنده های افزایش، قدرتشون کمتره اما حساسيتشون بهتره

باید در یک موج 8/20 μSec آزمایش شده باشد. باید قادر به تخلیه حداقل 10kA بین فاز خنثی و حداقل 25kA بین فازهای خنثی زمین باشد.

در سال های اخیر از عناصر محافظتی فشرده نوع 1 + 2 / کلاس 1 + 2 / B + C به عنوان سطح دوم حفاظت استفاده شده است.

باید در موج 10/350 μSec آزمایش شده باشد. باید قادر به تخلیه حداقل 40kA بین فاز خنثی و حداقل 100kA بین فازهای خنثی-زمین باشد.

این در پانل الکتریکی منبع برق بدون وقفه و / یا در پانل های ثانویه قرار داده شده مانند یک پانل اصلی استفاده می شود.

مرحله سوم: نوع 3 / کلاس 3 / کلاس D محافظت از ولتاژ فوق العاده ناگهانی گیرنده های افزایش هستند که در خطوط خود برای محافظت از دستگاه های الکترونیکی حساس استفاده می شود.

طیف محصول بسیار گسترده است زیرا می تواند به دستگاه های مختلف با پروتکل های اتصال / سوکت / پورت های مختلف متصل شود.

در زیر برخی از نوع 3 / کلاس 3 / D کلاس گیرنده های افزایش برای مدارها / دستگاه های مختلف است.