spd مخفف چیست؟

SPD مخفف عبارت Surge Protection Device است.

این یک دستگاه است که از تأسیسات الکتریکی و دستگاه‌های متصل، در داخل یک ملک، یعنی واحد مصرف‌کننده، تمام سیم‌کشی‌ها و پریزها، چراغ‌ها و غیره، در برابر یک ‘surge’ الکتریکی که به عنوان اضافه ولتاژهای گذرا شناخته می‌شود، محافظت می‌کند.

یک دستگاه حفاظت از نوسانات (SPD)، که به آن محافظ نوسان نیز گفته می‌شود، یک دستگاه الکترونیکی است که حفاظت ایمنی را برای تجهیزات الکترونیکی، ابزارها و خطوط ارتباطی مختلف فراهم می‌کند. هنگامی که یک جریان یا ولتاژ ناگهانی در مدار الکتریکی یا مدار ارتباطی به دلیل تداخل خارجی ایجاد می‌شود، دستگاه حفاظت از نوسانات می‌تواند در مدت زمان بسیار کوتاهی هدایت و منحرف شود تا از آسیب رساندن نوسان به سایر تجهیزات در مدار جلوگیری شود.

یک دستگاه حفاظت از نوسانات (SPD) یک دستگاه ضروری در حفاظت از صاعقه تجهیزات الکترونیکی است. عملکرد یک دستگاه حفاظت از نوسانات محدود کردن اضافه ولتاژ لحظه‌ای است که به خط برق و خط انتقال سیگنال در محدوده ولتاژی که تجهیزات یا سیستم می‌تواند تحمل کند، نفوذ می‌کند و از تجهیزات یا سیستم محافظت شده در برابر ضربه و آسیب محافظت می‌کند. SPD برای سیستم منبع تغذیه AC 50/60HZ مناسب است.

انواع دستگاه حفاظت از نوسانات

انواع مختلفی از SPD بر اساس IEC/EN 61643-11 وجود دارد که به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

- نوع 1 / کلاس I / کلاس B
- نوع 1+2 / کلاس I+II / کلاس B+C
- نوع 2 / کلاس II / کلاس C
- نوع 2+3 / کلاس II+III / کلاس C+D
- نوع 3 / کلاس III / کلاس D

پارامترهای اصلی

1. ولتاژ نامی Un: ولتاژ نامی سیستم محافظت شده مطابقت دارد. این پارامتر نوع محافظی را که باید انتخاب شود نشان می‌دهد. این مقدار موثر ولتاژ AC یا DC را نشان می‌دهد.

2. ولتاژ نامی Uc: حداکثر مقدار موثر ولتاژ که می‌تواند برای مدت طولانی به انتهای تعیین شده محافظ اعمال شود بدون اینکه باعث تغییر در ویژگی‌های محافظ و فعال شدن عنصر حفاظتی شود.

3. جریان تخلیه نامی In: حداکثر مقدار پیک جریان ضربه ای که محافظ می‌تواند هنگام اعمال یک موج صاعقه استاندارد با شکل موج 8/20μs به محافظ به مدت 10 بار تحمل کند.

4. حداکثر جریان تخلیه Imax: هنگامی که یک موج صاعقه استاندارد با شکل موج 8/20μs به محافظ برای یک ضربه اعمال می‌شود، حداکثر مقدار پیک جریان ضربه ای که محافظ می‌تواند تحمل کند.

5. سطح حفاظت ولتاژ Up: حداکثر مقدار محافظ در آزمایش‌های زیر: شیب 1KV/μs ولتاژ جرقه زنی؛ ولتاژ باقیمانده جریان تخلیه نامی.

6. زمان پاسخ tA: این عمدتاً حساسیت عملکرد و زمان شکست عنصر حفاظتی ویژه در محافظ را منعکس می‌کند. تغییر در یک دوره زمانی مشخص به شیب du/dt یا di/dt بستگی دارد.

SPD نوع 1

دستگاه‌های محافظتی نوسان نوع 1 برای نصب بین ثانویه ترانسفورماتور سرویس و سمت خط دستگاه اضافه جریان تجهیزات سرویس، و همچنین سمت بار، از جمله محفظه‌های سوکت کنتور ساعت-وات، در نظر گرفته شده‌اند و قرار است بدون یک دستگاه حفاظتی اضافه جریان خارجی نصب شوند.

دستگاه‌های نوع 1 برای کاربردهای نوع 2 نیز دارای رتبه دوگانه هستند و بالاترین رتبه‌بندی‌های موجود را برای نصب در ورودی سرویس ارائه می‌دهند.

SPD نوع 1 می‌تواند جریان صاعقه را با شکل موج 10/350 μs تخلیه کند. این دستگاه در تابلوی توزیع اولیه در مبدأ تأسیسات الکتریکی نصب می‌شود.

یک SPD نوع 1 به خودی خود سطح حفاظت مورد نیاز را ارائه نمی‌دهد و باید همراه با دستگاه‌های هماهنگ نوع 2 استفاده شود. یک تأسیسات با سیستم حفاظت از صاعقه به یک SPD نوع 1 نیاز دارد.

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 1 به عنوان بهترین راه‌حل موجود برای محافظت از ورودی سرویس در یک سایت صنعتی، به ویژه آنهایی که دارای سیستم‌های حفاظت از صاعقه موجود یا کاربردهای قفس مشبک هستند، توسعه یافته است.

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 1 به ویژه در یک منطقه با تراکم صاعقه بالا که خطر جریان نوسان سنگین یا حتی برخورد مستقیم زیاد است (به عنوان مثال: ساختمان‌های مجهز به میله‌های صاعقه) مفید است.

SPD نوع 1 با شکل موج جریان صاعقه 10/350 µs مشخص می‌شود و در قطع کننده مدار اصلی مرکز بار، به عنوان مثال تابلوی توزیع اصلی، نصب می‌شود.

SPD نوع 1+2

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 1+2 می‌تواند از تمام تأسیسات الکتریکی در برابر صاعقه با تخلیه جریان ایجاد شده از یک نوسان صاعقه و جلوگیری از گسترش آن به تجهیزات محافظت کند.

SPD نوع 1+2 با شکل موج جریان صاعقه 10/350 µs و 8/20 µs مشخص می‌شود.

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 1+2 در مبدأ تأسیسات AC مجهز به LPS نصب شده است.

دستگاه‌های حفاظت از نوسان نوع 1+2 از مدارهای Metal Oxide Varistor (MOV) و/یا Gas Discharge Tube (GDT) برای محافظت از دستگاه‌های الکتریکی در برابر نوسانات در توان متناوب استفاده می‌کنند.

SPD نوع 1+2 برای اتصال در پیکربندی چند قطبی برای محافظت از شبکه‌های AC تک فاز، 3 فاز و 3 فاز+خنثی، و برای سیستم‌های منبع تغذیه TN-C، TN-S، TN-C-S TT و IT طراحی شده است.

SPD نوع 2

دستگاه‌های محافظتی نوسان نوع 2 برای نصب در سمت بار دستگاه اضافه جریان تجهیزات سرویس، از جمله SPDهایی که در پانل شاخه قرار دارند، در نظر گرفته شده‌اند.

SPD نوع 2 می‌تواند موج جریان 8/20 μs را تخلیه کند، آنها می‌توانند از آسیب اضافه ولتاژهای گذرا در تأسیسات الکتریکی جلوگیری کرده و از تجهیزات متصل به آن محافظت کنند.

این دستگاه معمولاً از فناوری metal oxide varistor (MOV) استفاده می‌کند. این دستگاه معمولاً در تابلوهای فرعی توزیع و در تابلوی توزیع اصلی نصب می‌شود، اگر نیازی به دستگاه نوع 1 وجود نداشته باشد.

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 2 با شکل موج جریان صاعقه 8/20 µs مشخص می‌شود.

SPD نوع 2 برای نصب در ورودی سرویس سیستم‌های ولتاژ پایین یا نزدیک به تجهیزات حساس برای محافظت در برابر اضافه ولتاژهای گذرا طراحی شده است.

دستگاه حفاظت از نوسان نوع 2 برای کاربردهای ولتاژ کاری نامی (50/60Hz) Un = 120V 230V 400V ac و برای کاربردهای حداکثر ولتاژ عملیاتی پیوسته (50/60Hz) Uc = 150V 275V 320V 385V 440V ac است.

SPD نوع 2 معمولاً در تابلوهای فرعی توزیع یا کابینت‌های کنترل ماشین، برای استفاده در داخل خانه یا ثابت در یک جعبه ضد آب برای استفاده در فضای باز نصب می‌شود.

SPD نوع 2+3

دستگاه‌های حفاظت از نوسان نوع 2+3 معمولاً درست قبل از تجهیزات محافظت شده نصب می‌شوند.

SPD نوع 2+3 با امواج جریان (8/20 μs) و ترکیبی از امواج ولتاژ (1.2/50 μs) مشخص می‌شود.

پارامترهای فنی معمولاً جریان تخلیه نامی (8/20 μs) In و ولتاژ مدار باز (1.2/50 μs) Uoc هستند.

SPD نوع 3

این SPDها ظرفیت تخلیه کمی دارند. بنابراین، آنها فقط باید به عنوان مکمل SPD نوع 2 و در مجاورت بارهای حساس نصب شوند.

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

دستگاه‌های حفاظت از نوسان نوع 3 معمولاً درست قبل از تجهیزات محافظت شده نصب می‌شوند.

SPD نوع 3 معمولاً نزدیک بار محافظت شده نصب می‌شود تا از تجهیزات حساس برای 24V 48V 60V 120V 230V، در هماهنگی با سر نصب دستگیره نوسان نوع 2 محافظت کند.

دستگیره‌های آزمایش شده و یافت شده دستگاه‌های حفاظت از نوسان AC نوع 3 برای نصب در نزدیکی تجهیزات حساس، در هماهنگی با سر نصب دستگیره نوسان نوع 2 در نظر گرفته شده‌اند.

اجزای اصلی

1. شکاف جرقه

این دستگاه عموماً از دو میله فلزی تشکیل شده است که در معرض هوا قرار دارند و توسط یک شکاف معین از هم جدا شده‌اند. یکی از میله‌های فلزی به خط فاز برق L1 یا خط خنثی (N) تجهیزات حفاظت مورد نیاز متصل است. میله فلزی دیگر به خط زمین (PE) اتصال فاز متصل است. هنگامی که اضافه ولتاژ لحظه‌ای ضربه می‌زند، شکاف شکسته می‌شود و بخشی از بار اضافه ولتاژ وارد زمین می‌شود و از افزایش ولتاژ روی تجهیزات محافظت شده جلوگیری می‌کند. فاصله بین دو میله فلزی در شکاف جرقه را می‌توان در صورت نیاز تنظیم کرد و ساختار آن نسبتاً ساده است، اما عیب آن این است که عملکرد خاموش کردن قوس ضعیف است. شکاف جرقه بهبود یافته یک شکاف زاویه‌ای است. عملکرد خاموش کردن قوس آن بهتر از قبلی است. این به نیروی الکتریکی F مدار و اثر صعودی جریان هوای گرم برای خاموش کردن قوس متکی است.

2. لوله تخلیه گاز (GDT)

یک لوله تخلیه گاز (GDT) از یک جفت صفحه منفی سرد تشکیل شده است که از یکدیگر جدا شده و در یک لوله شیشه‌ای یا لوله سرامیکی محصور شده و با یک گاز بی اثر (Ar) پر شده است. به منظور بهبود احتمال راه‌اندازی لوله تخلیه، یک عامل راه‌اندازی کمکی در لوله تخلیه وجود دارد. این لوله تخلیه پر از گاز دارای یک نوع دو قطبی و یک نوع سه قطبی است.

3. Metal oxide varistor (MOV)

این یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی با مقاومت غیرخطی با ZnO به عنوان جزء اصلی است. هنگامی که ولتاژ اعمال شده به هر دو انتها به مقدار معینی می‌رسد، مقاومت نسبت به ولتاژ بسیار حساس است. اصل کار آن معادل اتصال سری-موازی چندین نیمه‌رسانای P-Ns است.

4. دیود سرکوب ولتاژ گذرا (TVS)

یک دیود TVS عملکرد گیره و محدود کردن ولتاژ را دارد. این در ناحیه شکست معکوس کار می‌کند. به دلیل ولتاژ گیره کم و پاسخ سریع عمل، به ویژه برای استفاده به عنوان چند سطح آخر از اجزای محافظتی در مدارهای محافظتی چند سطحی مناسب است.

5. سلف خفه کننده

سلف خفه کننده یک دستگاه سرکوب تداخل حالت مشترک با فریت به عنوان هسته است. این دستگاه از دو سیم پیچ با اندازه یکسان و تعداد دور یکسان که به طور متقارن روی یک هسته حلقوی فریت یکسان پیچیده شده‌اند، تشکیل شده است که یک دستگاه چهار ترمینالی را تشکیل می‌دهد. این دستگاه باید القای زیاد سیگنال حالت مشترک را سرکوب کند، در حالی که القای نشتی کوچک برای سیگنال حالت دیفرانسیل تقریباً هیچ تاثیری ندارد. استفاده از سلف‌های خفه کننده در خطوط متعادل می‌تواند به طور موثر سیگنال‌های تداخل حالت مشترک (مانند تداخل صاعقه) را بدون تأثیر بر انتقال عادی سیگنال‌های حالت دیفرانسیل در خط سرکوب کند.

تفاوت بین دستگاه‌های حفاظت از نوسان نوع 1، نوع 2 و نوع 3 چیست؟

SPD نوع 1 حفاظت اولیه را در برابر نوسانات سطح بالا ناشی از برخورد مستقیم صاعقه فراهم می‌کند. این دستگاه اغلب روی تابلوی توزیع اصلی قرار می‌گیرد تا از کل سیستم الکتریکی یک ساختمان محافظت کند.

SPD نوع 2 حفاظت سطح ثانویه را فراهم می‌کند، اکثر نوسانات رایج تولید شده توسط سوئیچینگ الکتریکی یا برخورد صاعقه در نزدیکی آن می‌تواند به طور موثر محافظت شود، که در پانل فرعی توزیع یا پانل الکتریکی نصب می‌شود.

SPD نوع 3 به طور خاص با هدف محافظت از تجهیزات ترمینال خاص طراحی شده است، آنها باید نزدیک بارهای حساس به عنوان مکمل SPD نوع 2 نصب شوند.

به طور کلی، انتخاب نوع SPD مناسب به عوامل متعددی از جمله محل نصب، حداکثر جریان تخلیه، سطح حفاظت ولتاژ و کاربرد بستگی دارد.

توجه به این نکته مهم است که کاربردهای واقعی هر نوع می‌تواند بر اساس الزامات خاص یک تأسیسات یا قطعه تجهیزات که باید محافظت شود، تغییر کند.