Cum să selectați corect un dispozitiv de protecție la supratensiune (SPD)

Cum să selectați corect un dispozitiv de protecție la supratensiune (SPD)

I. Criterii de selecție de bază

1. Selectați tipul de SPD în funcție de nivelul de protecție

• Descărcător de tensiune clasa I (test de tip 1): Instalat la intrarea în panoul principal de distribuție pentru a rezista la lovituri de trăsnet directe sau induse (curent de descărcare ≥12,5 kA, recomandat 25 kA~100 kA). Se utilizează descărcătoare de tensiune hibride (combinație GDT + MOV) fără curent continuu și tensiune reziduală scăzută.
• SPD clasa II (test de tip 2): Utilizat în panouri de subdistribuție sau fronturi ale camerei de echipamente pentru a limita supratensiunea indusă (curent de descărcare 20kA~40kA). MOV-urile limitatoare de tensiune cu tensiune reziduală ≤1,5kV sunt tipice.
• SPD Clasa III (Test de tip 3): Instalat în apropierea echipamentelor terminale (de exemplu, servere, comutatoare) pentru a proteja dispozitivele sensibile (curent de descărcare 10kA~20kA), cu tensiune reziduală ≤1,2kV.

2. Potrivirea parametrilor de sistem

• Tensiunea maximă de funcționare continuă (Uc): Trebuie să fie ≥1,15 ori tensiunea nominală a sistemului (de exemplu, selectați Uc ≥440V pentru un sistem de 380V) pentru a evita declanșarea falsă din cauza fluctuațiilor de tensiune.
   
• Nivel de protecție la tensiune (Sus): SPD clasa I: Sus ≤2,5 kV
  SPD clasa II: Până la ≤1,5 ​​kV
  SPD clasa III: Până la ≤1,2 kV. Se asigură până la ≤80% din tensiunea de rezistență a echipamentului.
     
• Timp de răspuns:
  Clasa I SPD: ≤25ns
  Clasa II SPD: ≤25ns
  Clasa III SPD: ≤1ns

3. Cerințe de împământare și instalare

• Rezistență de împământare: ≤4Ω (≤10Ω în zone cu rezistivitate ridicată a solului), cu secțiune transversală a conductorului de împământare ≥25 mm².
• Locația de instalare: Prioritarizați proximitatea față de echipamentul protejat, reducând la minimum lungimea cablului (lungimea totală a cablului ≤0,5 m) pentru a evita suprapunerea tensiunii induse.

II. Considerații cheie
1. Selectarea tipului de descărcător

• SPD cu comutare de tensiune (GDT): Curent de descărcare ridicat (≥100kA), dar riscuri de întrerupere a curentului și a alimentării; potrivit numai pentru protecția de clasa I.
• SPD cu limitare de tensiune (MOV): Tensiune reziduală scăzută, dar predispusă la îmbătrânire; necesită monitorizare regulată.
• SPD hibrid: Combină avantajele tipurilor de comutare și limitare; recomandat pentru sistemele de protecție în mai multe etape.

2. Coordonare între etape

• Distanța minimă dintre descărcătoarele superioare și inferioare: ≥10 m (comutare + limitare) sau ≥5 m (limitare + limitare); în caz contrar, instalați dispozitive de decuplare.
• Formula de coordonare a energiei: SPD-ul superior absoarbe 80% din energie, SPD-ul inferior absoarbe 20%.

3. Protecție de rezervă

• Întrerupătoare sau siguranțe conectate în serie (curent nominal ≥ 1,5 ori curentul continuu SPD) pentru a preveni escaladarea scurtcircuitului.
• Selectați descărcătoare de tensiune (SPD) cu indicatoare de degradare pentru deconectare automată și alarmă în caz de defecțiune.

4. Cerințe speciale pentru scenarii

• Sistem TN-C: Folosiți modul 3+NPE sau 3P+N pentru a evita riscurile de reîmpământare a liniei PEN.
• Sistem TT: Instalați un descărcător de tensiune (SPD) între liniile N și PE pentru a preveni inversarea diferenței de potențial.

III. Testarea verificării designului
1. Test de supratensiune la trăsnet: Verificați capacitatea de rezistență a descărcătoarelor sub o formă de undă de 10/350 μs (Clasa I) sau tensiune reziduală sub o formă de undă de 8/20 μs (Clasa II/III).
2. Test de stabilitate termică: Curent continuu timp de 2 ore (50% din Imax), verificând o creștere a temperaturii ≤60K.
3. Monitorizarea degradării: Se utilizează senzori încorporați pentru a monitoriza curentul de scurgere (valoare normală

IV. Greșeli frecvente și soluții  

Greșeala 1: Ignorarea tipului de împământare a sistemului, provocând defectarea SPD-ului.
Soluție: Pentru sistemele TN, selectați 3P+N; pentru sistemele TT, selectați 3P+PE; pentru sistemele IT, selectați 3P.
Greșeala 2: Spațiere insuficientă a SPD-ului, ceea ce duce la interferențe între etape.
Soluție: Mențineți o distanță ≥10 m între descărcătoarele superioare/inferioare sau instalați inductoare de decuplare (≥1 mH).
Greșeala 3: Neglijarea protecției de rezervă, riscând un incendiu după un scurtcircuit al SPD.
Soluție: Siguranțe conectate în serie (curent nominal ≥ 1,5 ori curentul continuu SPD).

Rezumat  
Selecția descărcătoarelor de protecție (SPD) necesită o evaluare cuprinzătoare a tensiunii sistemului, a riscului de trăsnet, a capacității de rezistență a echipamentului și a mediului de instalare. SPD-urile din clasa I prioritizează capacitatea de descărcare, în timp ce clasa II/III se concentrează pe controlul tensiunii reziduale. SPD-urile de semnal trebuie să corespundă tipurilor de interfață. Inspecțiile regulate (de exemplu, curentul de scurgere, îmbătrânirea fizică) asigură eficacitatea protecției pe termen lung.