SPD برق چیست؟

SPD چیست؟

دستگاه های محافظت از افزایش (SPD) برای محافظت از تجهیزات الکتریکی که شامل واحد مصرف کننده، سیم کشی و لوازم جانبی است، استفاده می شود.از افزایش قدرت الکتریکی که به عنوان ولتاژ بیش از حد گذرا شناخته می شود.

آنها همچنین برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس متصل به نصب، مانند کامپیوترها، تلویزیون ها، ماشین لباسشویی و مدارهای ایمنی استفاده می شوند.مانند سیستم های تشخیص آتش و روشنایی اضطراریتجهیزات دارای مدار های الکترونیکی حساس می توانند در برابر آسیب ناشی از ولتاژ بیش از حد گذرا آسیب ببینند.اثرات افزایش می تواند منجر به خرابی فوری یا آسیب به تجهیزات شود که تنها در طول مدت زمان طولانی دیده می شودSPD ها معمولاً در واحد مصرف کننده نصب می شوند تا از تجهیزات الکتریکی محافظت کنند.

هر زمان که افزایش ناگهانی جریان یا ولتاژ در مدار الکتریکی یا مدار ارتباطی به دلیل تداخل خارجی ایجاد شود،دستگاه محافظت از افزایش انرژی می تواند در مدت زمان بسیار کوتاه هدایت و منحرف شوداز آسیب رساندن به دستگاه های دیگر در مدار جلوگیری می کند.

دستگاه های محافظت از افزایش (SPD) یک روش مقرون به صرفه برای جلوگیری از قطع و افزایش قابلیت اطمینان سیستم است.

They are typically installed in the distribution panels and play an important role in ensuring the smooth and uninterrupted operation of electronic devices in a wide range of applications by limiting transient overvoltage.

انواع SPD

طبقه بندی نوع SPD مربوط به آزمایشاتی است که دستگاه باید بتواند برآورده کند. الزامات آزمایش برای SPD ها برای سیستم های قدرت باید مطابق با استاندارد EN 61643-11:2012+A11 باشد:2018 دستگاه های حفاظت از ولتاژ پاییندستگاه های محافظت از افزایش برق متصل به سیستم های توزیع برق ولتاژ پایین. الزامات و روش های آزمایش

سه کلاس آزمایش وجود دارد. مقدمه استاندارد EN 61643- 11:2012+A11:2018 نشان می دهد که آزمایش کلاس I برای شبیه سازی پالس های جریان برق هدایت شده جزئی طراحی شده است.در حالی که آزمایشات کلاس II و کلاس III شامل تکان های کوتاه مدت است..

آزمایشات کلاس I با یک پالس جریان 10/350 μs (بند E.5 از EN 623051:2011) انجام می شود. این نشان دهنده یک پالس برق استاندارد است.

برای کلاس II، آزمایشات با جریان تخلیه نامی در 8/20 μs ولتاژ انجام می شود.

برای کلاس III، آزمایشات با یک ژنراتور موج ترکیبی 8/20 μs ولتاژ 1.2/50 μs انجام می شود.

یک SPD می تواند بر اساس بیش از یک کلاس آزمایش طبقه بندی شود. در این صورت، آزمایشات مورد نیاز برای تمام کلاس های آزمایش اعلام شده برای دستگاه اعمال می شود.

نوع 1 SPDs

نوع 1 SPD، آزمون جلسه کلاس I، are designed to divert high surge currents associated with direct lightning strikes to earth safely and limit the transient overvoltage to prevent damage to the installation wiring and connected equipmentهمچنین از خطرات زندگی انسان محافظت می کنند.

در صورت نیاز به محافظت در برابر جریان های افزایش شدید مرتبط با برخورد مستقیم صاعقه،به عنوان مثال زمانی که یک ساختمان دارای یک سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) یا یک خط هوایی در معرض خطر برخورد مستقیم باشد.، SPD های قدرت نوع 1 باید تا حد ممکن در هر نقطه شروع یا نقطه ورود یک سرویس الکتریکی به دستگاه الکتریکی نصب شوند.

نوع 2 SPD

SPDهای نوع 2، که کلاس II آزمایش را برآورده می کنند، زمانی که در منبع نصب الکتریکی قرار دارند، خطر ولتاژ بیش از حد ناشی از برخورد صاعقه غیرمستقیم را حل می کنند.محدود کردن ولتاژ بیش از حد به سطوحی که برای تجهیزات متصل شده ایمن هستندچنین سازمانی برای نصب در مکان هایی که برخورد مستقیم رعد و برق بعید است، مانند مناطق شهری ساخته شده مناسب است.

در صورتی که یک تاسیسات دارای LPS نصب نشده و نیاز به حفاظت در برابر اثرات صاعقه مستقیم ندارد،یک SPD از نوع 2 باید تا حد ممکن به محل اصلی نصب الکتریکی نصب شود..

در تاسیسات صنعتی، SPDهای نوع 2 می توانند در تخته های توزیع فرعی یا در نزدیکی تجهیزات محافظت شده نصب شوند.در پایین رودخانه از نوع 1 و/یا نوع 2 SPD نصب شده در منبع تاسیسات.

نوع 3 SPD

تجهیزات حساس در داخل این تاسیسات ممکن است از حفاظت ارائه شده توسط یک SPD نوع 3 علاوه بر حفاظت ارائه شده توسط SPD های نوع 1 و/یا نوع 2 بهره مند شوند.

لازم به ذکر است که SPDهای نوع 3 باید فقط در تاسیساتی که SPDهای نوع 1 و/یا 2 در آن حضور دارند نصب شوند.

آنها می توانند در داخل صفحه های توزیع فرعی (معمولا SPDهای نوع 2+3) ، در نزدیکی یا در داخل قطعات تجهیزات که حساس به آسیب ناشی از ولتاژ بالا هستند، نصب شوند.یا در فاضلاب ثابت یا فاضلاب متحرک.

SPDهای نوع 3 همچنین می توانند تجهیزات را از انتقال انتقال دهنده ها که از داخل ساختمان سرچشمه می گیرند محافظت کنند.

SPDهای نوع ترکیبی (به عنوان مثال نوع 1+2، نوع 1+2+3، نوع 2+3)

یک SPD ممکن است بر اساس بیش از یک کلاس آزمایش طبقه بندی شود (به عنوان مثال، کلاس آزمایش I (Tl) و کلاس آزمایش II (T2)).آزمایشات مورد نیاز برای تمام کلاس های آزمایش اعلام شده انجام می شود..

SPDهای نوع1+2 در نزدیکی موقعیت جذب نصب می شوند، مانند در اولین صفحه توزیع،در ساختمان هایی که در معرض خطر برخورد مستقیم صاعقه هستند که دارای سیستم حفاظت از صاعقه هستند و/یا از یک خط هوایی تغذیه می شوند.

ولتاژ فوق العاده گذرا چیست؟

ولتاژ بیش از حد موقت به عنوان افزایش کوتاه مدت برق تعریف می شود که به دلیل آزاد شدن ناگهانی انرژی ذخیره شده یا به وسیله سایر وسایل ایجاد می شود.ولتاژ بیش از حد موقت می تواند به طور طبیعی یا توسط انسان ایجاد شود.

در سیستم های توزیع برق، ولتاژ های گذرا به دلیل افزایش ناگهانی در دامنه ولتاژ یا جریان مدار رخ می دهد. این امر همچنین به عنوان اوج یا افزایش ولتاژ شناخته می شود.

این نوسانات ولتاژ می تواند ناشی از صاعقه زدن، عملیات سوئیچینگ یا عملکرد موتورهای بزرگ به دلیل جریان شروع بالا یا سایر تجهیزات باشد.

برخورد گذرا با رعد و برق: یکی از انواع رایج، برخورد گذرا با رعد و برق است که زمانی رخ می دهد که رعد و برق به خطوط الکتریکی یا تجهیزات نزدیک برخورد می کند. این می تواند باعث افزایش ناگهانی ولتاژ شود.که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و باعث قطع برق شود..

ولتاژ گذرا از طریق عملیات سوئیچینگ: نوع دیگری از ولتاژ گذرا به نام ولتاژ گذرا سوئیچینگ نامیده می شود که هنگام روشن شدن یا خاموش شدن یک بار الکتریکی بزرگ رخ می دهد.این می تواند باعث افزایش ناگهانی ولتاژ شودکه می تواند به تجهیزات اطراف آسیب برساند.

بنابراین، تجهیزات حفاظت از افزایش در سیستم های الکتریکی برای کاهش اثرات ولتاژ گذرا مورد نیاز است، آنها ولتاژ اضافی را از سیستم متصل تغییر مسیر می دهند.

چرا ما به دستگاه های محافظت از افزایش انرژی نیاز داریم؟

دستگاه های محافظت از افزایش (SPD) در محافظت از تجهیزات الکترونیکی از اثرات مضر ولتاژ بیش از حد گذرا که می تواند باعث آسیب، زمان توقف سیستم و از دست دادن داده شود، ضروری است.

در بسیاری از موارد، هزینه جایگزینی یا تعمیر تجهیزات می تواند قابل توجه باشد، به ویژه در برنامه های کاربردی مهم مانند بیمارستان ها، مراکز داده و کارخانه های صنعتی.

قطع کننده های مدار و فیوز ها برای مقابله با این حوادث با انرژی بالا طراحی نشده اند، بنابراین حفاظت اضافی از افزایش انرژی ضروری است.

در حالی که SPD ها به طور خاص برای منحرف کردن ولتاژ بیش از حد موقت از تجهیزات طراحی شده اند، از آن در برابر آسیب محافظت می کنند و طول عمر آن را افزایش می دهند.

در نتیجه، DOCUP ها در محیط تکنولوژیکی مدرن ضروری هستند.

دستگاه های محافظت از افزایش سرعت چگونه کار می کنند؟

اصل اصلی پشت SPD ها این است که آنها یک مسیر کم مقاومت برای ولتاژ اضافی فراهم می کنند.SPD ها با منحرف کردن ولتاژ اضافی و جریان به زمین کار می کنند.

به این ترتیب، میزان ولتاژ ورودی به سطح امن کاهش می یابد که به دستگاه متصل آسیب نمی رساند.

برای کار کردن، یک دستگاه محافظت از افزایش باید حداقل یک جزء غیر خطی (یک واریستور یا شکاف جرقه) داشته باشد که در شرایط مختلف بین حالت مقاومت بالا و پایین تغییر می کند.

عملکرد آنها این است که تخلیه یا جریان تکان دهنده را منحرف کنند و ولتاژ بیش از حد در تجهیزات پایین رود را محدود کنند.

دستگاه های محافظت از افزایش در سه وضعیت زیر کار می کنند.

A. حالت عادی (عدم افزایش)

در صورت عدم وجود شرایط افزایش، SPD هیچ تاثیری بر سیستم ندارد و به عنوان یک مدار باز عمل می کند، در حالت مقاومت بالا باقی می ماند.

ب. در طول افزایش ولتاژ

در صورت افزایش ولتاژ و افزایش ولتاژ، SPD به حالت رسانا حرکت می کند و مقاومت آن کاهش می یابد. به این ترتیب، این سیستم را با تغییر مسیر جریان تکان به زمین محافظت می کند.

ج. بازگشت به کار عادی

پس از تخلیه ولتاژ بالا، SPD به حالت عادي مقاومت بالا خود بازگشت.

چگونه بهترین دستگاه محافظت از آب و هوا را انتخاب کنیم؟

دستگاه های محافظت از افزایش (SPD) قطعات اساسی شبکه های الکتریکی هستند. با این حال، انتخاب یک SPD مناسب برای سیستم شما ممکن است یک مسئله دشوار باشد.

حداکثر ولتاژ کار مستمر (UC):

ولتاژ نامی SPD باید با ولتاژ سیستم الکتریکی سازگار باشد تا حفاظت مناسب از سیستم را فراهم کند.یک درجه بندی ولتاژ پایین تر به دستگاه آسیب می رساند و یک درجه بندی بالاتر به درستی انتقال نمی کند.

زمان پاسخ:

این زمان به عنوان زمان واکنش SPD به گذرانده ها توصیف می شود. هرچه SPD سریعتر پاسخ دهد، حفاظت از سوی SPD بهتر است. معمولاً SPD های مبتنی بر دیود زنر سریعترین پاسخ را دارند.انواع پر از گاز زمان واکنش نسبتاً آهسته و فیوز ها و انواع MOV زمان واکنش آهسته را دارند.

جریان تخلیه نامی (In):

SPD باید در موج 8/20μs مورد آزمایش قرار گیرد و مقدار معمول برای SPD های کوچک مسکونی 20kA است.

حداکثر جریان تخلیه شتاب (Iimp):

The device must be able to handle the maximum surge current that is expected on the distribution network to ensure that it does not fail during a transient event and the device should be tested with 10/350μs waveform.

ولتاژ قفل:

این ولتاژ آستانه است و بالاتر از این سطح ولتاژ، SPD شروع به کلیمپ کردن هر ولتاژ گذرا می کند که در خط برق تشخیص می دهد.

سازنده و گواهینامه ها:

انتخاب یک SPD از یک سازنده شناخته شده که دارای گواهینامه از یک مرکز آزمایش بی طرف، مانند UL یا IEC است، بسیار مهم است.گواهینامه تضمین می کند که محصول مورد بررسی قرار گرفته و تمام الزامات عملکرد و ایمنی را برآورده می کند.

درک این دستورالعمل های اندازه گیری به شما امکان می دهد بهترین دستگاه محافظت از افزایش برای نیازهای خود را انتخاب کنید و محافظت موثر از افزایش را تضمین کنید.

قوانین نصب

با وجود اینکه نصب یک محافظ افزایش در یک سیستم توزیع برق بسیار آسان است، پیروی از روش های مناسب برای اطمینان از ایمنی و کاهش هرگونه خطرات بالقوه بسیار مهم است.

در صورت استفاده از این مراحل هنگام نصب یک SPD در یک سیستم توزیع:

- برق را خاموش کنید: قبل از شروع هر گونه تعمیر الکتریکی مطمئن شوید که برق را خاموش کنید و جدا کننده خارج از بار را فعال کنید تا از وقوع هر رویداد ناخواسته جلوگیری شود.

- محل نصب: محل مناسب برای SPD را انتخاب کنید. برای بهترین حفاظت، SPD باید به عنوان نزدیک به قطعات اصلی قرار گیرد.برای اطلاعات بیشتر در مورد الزامات مکان، باید از نمودار دستگاه محافظت از افزایش از تولید کننده استفاده شود..

- نصب SPD: نصب SPD در محل مورد نظر در ریل DIN. بررسی کنید که پیچ های نصب به طور محکم در محل هستند.

- اتصال به اتصال زمین: مطابق با توصیه های سازنده، SPD را زمین دهید. به طور معمول، این امر نیاز به اتصال سیم زمین از SPD به میله اتوبوس زمین دارد.

- تست SPD: راه اندازی مجدد دستگاه پس از نصب SPD به شما اجازه می دهد تا بررسی کنید که همه چیز به درستی کار می کند.به راهنمای نصب دستگاه محافظت از افزایش انرژی یا دستورالعمل های طراح مراجعه کنید.

تنها برق شناسان دارای مجوز و یا سایر تکنسین ها با آموزش و آموزش لازم باید SPD ها را نصب کنند.

برای حفظ امنیت مستمر، SPD همچنین باید از آزمایشات و نگهداری روتین عبور کند.

علل شکست دستگاه های محافظ افزایش (SPD) چیست؟

دستگاه های محافظت از افزایش ولتاژ (SPD) برای ارائه محافظت قابل اعتماد در برابر ولتاژ بیش از حد موقت طراحی شده اند، اما عوامل خاصی می توانند منجر به شکست آنها شوند.در زیر برخی از دلایل اصلی شکست SPD ها آورده شده است.:

افزایش قدرت بیش از حد

یکی از علل اصلی خرابی SPD ولتاژ بیش از حد است، ولتاژ بیش از حد می تواند به دلیل برخورد برق، افزایش برق یا سایر اختلالات الکتریکی رخ دهد.مطمئن شوید که برای نصب نوع مناسب از SPD پس از محاسبه طراحی مناسب با توجه به محل.

عامل پیری:

با توجه به شرایط محیطی از جمله دمای هوا و رطوبت، SPD ها دارای یک عمر محدود هستند و ممکن است با گذشت زمان خراب شوند. علاوه بر این، SPD ها می توانند با افزایش متداول ولتاژ آسیب ببینند.

خرابی قطعات:

SPD ها حاوی چندین قطعه مانند واریستورهای اکسید فلزی (MOV) هستند که ممکن است به دلیل نقص های سازمانی یا عوامل محیطی خراب شوند.

قرار دادن زمین نادرست:

برای اینکه یک SPD به درستی کار کند، زمین گذاری ضروری است. یک SPD می تواند خرابی داشته باشد یا ممکن است یک نگرانی ایمنی باشد اگر به درستی زمین گذاری نشود.

دستگاه های محافظت از افزایش انرژی چقدر هستند؟

هزینه یک دستگاه محافظت از افزایش ممکن است بسته به عناصر ذکر شده در بخش زیر بالا، مانند نوع دستگاه، سطح مطلوب حفاظت و کاربرد متفاوت باشد.

محدوده قیمت برای SPD های AC معمولاً بین 10 تا 150 دلار در هر واحد است. نوع، مارک و ویژگی های دستگاه خاص بر قیمت گذاری تأثیر می گذارد.

در هنگام انتخاب یک SPD، بسیار مهم است که مقدار لازم پارامترهای حفاظت را در نظر بگیرید. با این حال، بالاترین سطح حفاظت توسط یک SPD نوع 1 ارائه می شود.ممکن است بیشتر از یک SPD نوع 2 هزینه داشته باشد.

ممکن است هزینه های اضافی نصب وجود داشته باشد، به غیر از قیمت خود محصول.این بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که نصب توسط یک برق شناس معتبر انجام می شود..

با وجود این واقعیت که در ابتدا ممکن است به نظر می رسد یک سرمایه گذاری اضافی باشد، هزینه تعمیر یا تعویض تجهیزات خراب شده ممکن است بسیار بیشتر از هزینه ایجاد یک DOC باشد.

کاربردهای دستگاه های محافظت از افزایش

دستگاه های محافظت از افزایش (SPD) کاربردهای گسترده ای را در طیف گسترده ای از زمینه های صنعتی، تجاری و خانگی پیدا می کنند.آنها از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر افزایش ولتاژ و عارضی که می تواند عملکرد آنها را خراب یا کاهش دهد محافظت می کنند.

SPD ولتاژ پایین برای صنعتی، تجاری، مسکونی:

در محیط های صنعتی، SPD های ولتاژ پایین معمولا برای محافظت از تجهیزات حساس مانند سیستم های کامپیوتری، PLC ها و سایر دستگاه های الکترونیکی در برابر افزایش و انتقال استفاده می شود.این SPD ها همچنین برای محافظت از موتورها و سایر ماشین آلات سنگین از افزایش قدرت و افزایش ولتاژ استفاده می شوندمناطق تجاری مانند مراکز خرید نیز به SPD های ولتاژ پایین برای محافظت از تجهیزات حیاتی در برابر اختلالات الکتریکی تکیه می کنند.SPD ها در خانه ها نصب می شوند تا از دستگاه های الکترونیکی مانند کامپیوترها محافظت کنند، تلویزیون و لوازم خانگی از افزایش ولتاژ.

SPD برای استفاده از شارژ EV:

در بازار نوظهور برنامه های شارژ خودروهای الکتریکی (EV) ، SPD ها نقش مهمی در تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم های شارژ خودروها دارند.این SPD ها ایستگاه شارژ را از اوج ولتاژ و افزایش ولتاژ که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و خطر ایمنی را برای کاربران ایجاد کند، محافظت می کننددر بازار در حال ظهور برنامه های شارژ خودروهای الکتریکی (EV) ، SPD ها نقش مهمی در تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم های شارژ EV دارند.این SPD ها ایستگاه شارژ را از اوج ولتاژ و افزایش ولتاژ که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و خطر ایمنی را برای کاربران ایجاد کند، محافظت می کنند.

SPD برای کاربردهای خورشیدی فتوولتائیک:

Photovoltaic applications also require SPDs to protect against lightning strikes and other electrical disturbances that can damage or degrade the performance of solar panels and other components in the systemSPD ها بین پانل های خورشیدی و اینورترها و بین اینورترها و شبکه نصب می شوند.