Thiết bị bảo vệ xung điện (SPD) là một thành phần của hệ thống bảo vệ thiết bị điện.

Thiết bị này được kết nối song song trên mạch nguồn điện của các tải trọng mà nó phải bảo vệ (xem hình J17).

Đây là loại bảo vệ điện áp quá cao được sử dụng phổ biến nhất và hiệu quả nhất.

Các nhà khoa học đã thực hiện các nghiên cứu quan trọng về đặc điểm và tác động của sét trong nhiều năm và đã phát triển các sản phẩm công nghệ phù hợp.Các thử nghiệm của các sản phẩm này cũng có thể được thực hiện bằng cách mô phỏng một đợt sét trong bối cảnh này.

Loại sóng sét:

Đám sét có thể được nghiên cứu ở hai bước sóng khác nhau.

1. Đánh sét trực tiếp 10 / 350μs:

Các dòng xung trong dạng sóng 10/350 μs xảy ra trong các đợt sét trực tiếp.

Ngày nay, các vật liệu hệ thống bảo vệ tia chớp bên ngoài và các yếu tố mạch Type 1 / Class I loại Surge Arrester được thử nghiệm theo các tiêu chí này theo các tiêu chuẩn.

2. Đám sét và điện áp chuyển đổi trên một khu vực xa 8 / 20μs:

Đám sét tại một vị trí xa và dòng xung với điện áp chuyển đổi 8/20 μs hình sóng xảy ra.

Nội dung năng lượng của xung này thấp hơn đáng kể so với sóng xung của dòng điện sét thử nghiệm là 10/350 μs.Loại 2 / lớp II và loại 3 / lớp III loại Surge Protector (Surge Arrester) các thành phần mạch được thử nghiệm theo các tiêu chí này theo các tiêu chuẩn.

Tiêu chuẩn

Một số tiêu chuẩn thường được liệt kê bao gồm:

• IEC 61643-11 Thiết bị bảo vệ siêu điện áp thấp - Phần 11: Thiết bị bảo vệ siêu điện áp kết nối với hệ thống điện áp thấp - Yêu cầu và phương pháp thử nghiệm (thay thế IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 Thiết bị bảo vệ siêu điện áp thấp - Phần 21: Thiết bị bảo vệ siêu điện áp kết nối với mạng viễn thông và tín hiệu - Yêu cầu hiệu suất và phương pháp thử nghiệm
• IEC 61643-22 Thiết bị bảo vệ siêu điện áp thấp - Phần 22: Thiết bị bảo vệ siêu điện áp kết nối với mạng viễn thông và tín hiệu - Nguyên tắc lựa chọn và ứng dụng
• EN 61643-11, 61643-21 và 61643-22
• Telcordia Technologies Tài liệu kỹ thuật TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Phòng thí nghiệm bảo hiểm (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

Mỗi tiêu chuẩn xác định các đặc điểm bảo vệ khác nhau, vector thử nghiệm hoặc mục đích hoạt động.

EN 62305 và ANSI/IEEE C62.xx xác định những mũi nhọn mà một bộ bảo vệ có thể được mong đợi để chuyển hướng.IEC chỉ viết các tiêu chuẩn và không chứng nhận bất kỳ sản phẩm cụ thể nào đáp ứng các tiêu chuẩn đóTiêu chuẩn IEC được sử dụng bởi các thành viên của Chương trình CB của các thỏa thuận quốc tế để kiểm tra và chứng nhận các sản phẩm về sự phù hợp với an toàn.

Ngoài ra, các tiêu chuẩn sau đây không phải là tiêu chuẩn cho các bộ bảo vệ sóng độc lập, nhưng thay vào đó là dành cho việc kiểm tra khả năng chống sóng trong thiết bị điện và điện tử nói chung.chúng thường được sử dụng trong thiết kế và thử nghiệm mạch bảo vệ giật.

• IEC 61000-4-2 Kiểm tra miễn dịch xả điện tĩnh
• IEC 61000-4-4 Kiểm tra miễn dịch điện nhanh / bùng nổ
• IEC 61000-4-5 Thử nghiệm chống giật

Nguyên tắc

SPD được thiết kế để hạn chế điện áp quá cao tạm thời có nguồn gốc từ khí quyển và chuyển hướng sóng hiện tại đến trái đất,để hạn chế cường độ của điện áp quá mức này đến một giá trị không nguy hiểm cho các thiết bị điện và thiết bị chuyển mạch và điều khiển điện.

SPD loại bỏ điện áp quá cao

• Trong chế độ thông thường, giữa pha và trung tính hoặc đất;
• Trong chế độ khác biệt, giữa pha và trung tính.

Trong trường hợp điện áp quá cao vượt quá ngưỡng hoạt động, SPD

• Dẫn năng lượng đến trái đất, trong chế độ thông thường;
• Phân phối năng lượng cho các dây dẫn khác, trong chế độ khác biệt.

Ba loại SPD

SPD loại 1

SPD loại 1 được khuyến cáo trong trường hợp cụ thể của các tòa nhà trong lĩnh vực dịch vụ và công nghiệp, được bảo vệ bằng hệ thống bảo vệ sét hoặc lồng lưới.

Nó bảo vệ các thiết bị điện chống lại sét trực tiếp. Nó có thể xả dòng điện ngược từ sét lan truyền từ dây dẫn đất đến các dây dẫn mạng.

SPD loại 1 được đặc trưng bởi sóng dòng 10/350 μs.

SPD loại 2

SPD loại 2 là hệ thống bảo vệ chính cho tất cả các thiết bị điện áp thấp.nó ngăn chặn sự lây lan của điện áp quá cao trong các thiết bị điện và bảo vệ tải.

SPD loại 2 được đặc trưng bởi sóng dòng 8/20 μs.

SPD loại 3

Những SPD này có dung lượng xả thấp, do đó, chúng phải được cài đặt bắt buộc như một bổ sung cho SPD loại 2 và gần các tải trọng nhạy cảm.

SPD loại 3 được đặc trưng bởi sự kết hợp của sóng điện áp (1,2/50 μs) và sóng dòng (8/20 μs).

Định nghĩa quy định của SDS

Hình J18 Định nghĩa tiêu chuẩn SPD

Theo đây;

Giai đoạn đầu tiên: Loại 1 / lớp 1 / lớp B bảo vệ sét là các đơn vị bảo vệ phía trước của cơ sở / cấu trúc.Chúng là các thành phần mạch có khả năng hấp thụ và làm giảm các đợt sét trực tiếp có thể đến từ dây điện.

Nó phải được lắp đặt trong bảng phân phối / biến áp chính bên trong và / hoặc bên ngoài tòa nhà.

Nó phải được thử nghiệm ở dạng sóng 10/350 μSec. Nó phải có khả năng xả tải ít nhất 50kA giữa giai đoạn trung lập và ít nhất 100kA giữa các giai đoạn, trung lập với Trái đất.

Giai đoạn thứ hai: Thiết bị bảo vệ tăng áp loại 2 / lớp 2 / lớp C (Surge Arresters) là các yếu tố mạch được sử dụng trong các tấm thứ cấp và / hoặc thứ cấp thấp hơn của cơ sở / tòa nhà.So với loại 1 / lớp II arresters sóng, sức mạnh của chúng thấp hơn nhưng độ nhạy của chúng tốt hơn.

Nó phải được thử nghiệm ở dạng sóng 8/20 μSec. Nó phải có khả năng xả tải ít nhất 10kA giữa giai đoạn trung lập và ít nhất 25kA giữa các giai đoạn, trung lập với Trái đất.

Các yếu tố bảo vệ nhỏ gọn loại 1 + 2 / lớp 1 + 2 / lớp B + C đã được sử dụng như mức bảo vệ thứ hai trong những năm gần đây.

Nó phải được thử nghiệm ở dạng sóng 10/350 μSec. Nó phải có khả năng xả tải ít nhất 40kA giữa giai đoạn trung lập và ít nhất 100kA giữa các giai đoạn, trung lập với Trái đất.

Nó được sử dụng trong bảng điều khiển điện của nguồn cung cấp điện không bị gián đoạn và / hoặc trong các bảng điều khiển phụ được đặt giống như bảng điều khiển chính.

Giai đoạn thứ ba: Loại 3 / Lớp 3 / D Lớp bảo vệ điện áp đột ngột là các yếu tố mạch được sử dụng trong các dòng của nó để bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm.

Phạm vi sản phẩm khá rộng vì nó có thể được kết nối với các thiết bị khác nhau với các giao thức kết nối / ổ cắm / cổng khác nhau.

Dưới đây là một số loại 3 / lớp 3 / lớp D ngăn chặn sóng cho các mạch / thiết bị khác nhau.