2025-07-08
SPD là gì?
Thiết bị bảo vệ siêu cường (SPD) được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện, bao gồm đơn vị tiêu dùng, dây dẫn và phụ kiện,từ sóng điện được gọi là điện áp quá cao tạm thời.
Chúng cũng được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm được kết nối với thiết bị, chẳng hạn như máy tính, tivi, máy giặt và mạch an toàn,như hệ thống phát hiện hỏa hoạn và ánh sáng khẩn cấpThiết bị với mạch điện tử nhạy cảm có thể dễ bị hư hỏng do quá tải tạm thời.Các hiệu ứng của một sự gia tăng có thể dẫn đến sự cố ngay lập tức hoặc thiệt hại cho thiết bị chỉ rõ ràng trong một khoảng thời gian dàiSPD thường được lắp đặt trong đơn vị tiêu dùng để bảo vệ các thiết bị điện.
Bất cứ khi nào một sự gia tăng đột ngột của dòng điện hoặc điện áp được tạo ra trong mạch điện hoặc mạch truyền thông do sự can thiệp bên ngoài,Thiết bị bảo vệ sóng cao có thể dẫn và chuyển hướng trong một khoảng thời gian rất ngắn, ngăn chặn sự gia tăng từ làm hỏng các thiết bị khác trong mạch.
Thiết bị bảo vệ siêu cường (SPDs) là một phương pháp hiệu quả về chi phí để ngăn chặn sự gián đoạn và tăng độ tin cậy của hệ thống.
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.
Loại SPD
Việc phân loại loại SPD liên quan đến các thử nghiệm mà thiết bị phải có khả năng đáp ứng. Các yêu cầu thử nghiệm cho SPD cho hệ thống điện phải tuân thủ tiêu chuẩn EN 61643-11:2012+A11:2018 Thiết bị bảo vệ điện áp thấpCác thiết bị bảo vệ điện áp cao được kết nối với các hệ thống phân phối điện áp thấp. Yêu cầu và phương pháp thử nghiệm.
Có ba lớp thử nghiệm. Lời giới thiệu của EN 61643- 11:2012+A11:2018 cho biết rằng thử nghiệm lớp I nhằm mô phỏng xung điện sét dẫn một phần,trong khi các bài kiểm tra lớp II và lớp III liên quan đến xung ngắn hơn.
Các thử nghiệm lớp I được thực hiện với xung điện 10/350 μs (Điều E.5 của EN 623051:2011).
Đối với lớp II, các thử nghiệm được thực hiện với dòng xả danh nghĩa In 8/20 μs xung điện áp.
Đối với lớp III, các thử nghiệm được thực hiện với máy phát sóng kết hợp điện áp 1,2/50 μs 8/20 μs.
Một SPD có thể được phân loại theo nhiều hơn một lớp thử nghiệm. Trong trường hợp này, các thử nghiệm được yêu cầu cho tất cả các lớp thử nghiệm được tuyên bố phải được áp dụng cho thiết bị.
Sản phẩm SPD loại 1
SPD loại 1, thử nghiệm lớp 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 equipmentChúng cũng bảo vệ chống lại những rủi ro đối với cuộc sống của con người.
Nếu yêu cầu bảo vệ chống lại các dòng sóng cao liên quan đến đợt sét trực tiếp,Ví dụ khi một tòa nhà có hệ thống bảo vệ sét (LPS) hoặc đường dây trên không có nguy cơ va chạm trực tiếp, Các SPD năng lượng loại 1 nên được lắp đặt càng gần càng tốt ở mỗi điểm xuất phát hoặc điểm nhập cảnh của một dịch vụ điện vào thiết bị điện.
SPD loại 2
SPD loại 2, đáp ứng các thử nghiệm lớp II, khi đặt tại nguồn gốc của thiết bị điện, giải quyết nguy cơ quá điện áp phát sinh từ một đợt sét gián tiếp,Giới hạn điện áp quá mức tạm thời đến mức an toàn cho thiết bị được kết nốiThiết bị như vậy phù hợp cho các thiết bị ở những nơi không có khả năng đâm sét trực tiếp, chẳng hạn như trong các khu đô thị.
Nếu một thiết bị không có hệ thống LPS được lắp đặt và không cần bảo vệ chống lại tác động của tia chớp trực tiếp,Một SPD loại 2 phải được lắp đặt càng gần càng tốt đến nguồn gốc của các thiết bị điện.
Trong các thiết bị công nghiệp, SPD loại 2 có thể được lắp đặt trong các bảng phân phối phụ hoặc gần thiết bị được bảo vệ,Dưới dòng từ các SPD loại 1 và/hoặc loại 2 được lắp đặt tại nguồn gốc của thiết bị.
SPD loại 3
Thiết bị nhạy cảm trong thiết bị có thể được hưởng lợi từ sự bảo vệ được cung cấp bởi một SPD loại 3 ngoài việc được cung cấp bởi các SPD loại 1 và/hoặc loại 2.
Cần lưu ý rằng SPD loại 3 chỉ nên được lắp đặt trong các thiết bị có SPD loại 1 và/hoặc 2 ở phía trên nguồn so với vị trí dự định của chúng.
Chúng có thể được lắp đặt bên trong các bảng phân phối phụ (thường là SPD loại 2 + 3), gần hoặc bên trong các thiết bị được coi là dễ bị hư hỏng do điện áp quá cao,hoặc trong ổ cắm cố định hoặc ổ cắm di động.
Các SPD loại 3 cũng có thể bảo vệ thiết bị khỏi các transient chuyển đổi bắt nguồn từ trong cơ sở.
Sản phẩm SPD loại kết hợp (ví dụ: loại 1 + 2, loại 1 + 2 + 3, loại 2 + 3)
Một SPD có thể được phân loại theo nhiều hơn một lớp thử nghiệm (ví dụ, lớp thử nghiệm I (Tl) và lớp thử nghiệm II (T2)).Các thử nghiệm được yêu cầu đối với tất cả các lớp thử nghiệm được tuyên bố phải được thực hiện..
SPD loại 1 + 2 được lắp đặt gần vị trí hút, chẳng hạn như tại bảng phân phối đầu tiên,trong các tòa nhà có nguy cơ đâm trực tiếp bởi sét có hệ thống bảo vệ sét và/hoặc được cung cấp bởi đường dây trên không.
Điện áp quá cao tạm thời là gì?
Điện áp quá cao tạm thời được định nghĩa là sóng điện kéo dài ngắn xảy ra do giải phóng đột ngột năng lượng được lưu trữ trước đó hoặc được gây ra bằng các phương tiện khác.Điện áp quá cao tạm thời có thể xảy ra tự nhiên hoặc do con người gây ra.
Trong các hệ thống phân phối điện, điện áp thoáng qua xảy ra do sự gia tăng đột ngột về kích thước điện áp hoặc dòng điện của mạch.
Những biến động điện áp này có thể được gây ra bởi đợt sét, các hoạt động chuyển mạch hoặc hoạt động của động cơ lớn do dòng khởi động cao hoặc các thiết bị khác.
Transient by lightning strike: Một loại phổ biến là một tia chớp chuyển tiếp, xảy ra khi sét đâm vào các đường dây điện hoặc thiết bị gần đó. Điều này có thể gây ra một sự gia tăng đột ngột trong điện áp,có thể làm hỏng thiết bị và gây mất điện.
Transient by switching operation: Một loại điện áp chuyển tiếp khác được gọi là chuyển tiếp chuyển tiếp, xảy ra khi một tải điện lớn được bật hoặc tắt.Điều này có thể gây ra một sự gia tăng đột ngột trong điện áp, có thể làm hỏng thiết bị gần đó.
Do đó, thiết bị bảo vệ siêu cường là cần thiết trong các hệ thống điện để giảm tác động của điện áp thoáng qua, chúng chuyển hướng điện áp dư thừa ra khỏi hệ thống được kết nối.
Tại sao chúng ta cần các thiết bị bảo vệ chống sóng?
Thiết bị bảo vệ siêu cường (SPD) là rất cần thiết trong việc bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các tác động có hại của điện áp quá cao tạm thời có thể gây ra thiệt hại, thời gian ngừng hoạt động của hệ thống và mất dữ liệu.
Trong nhiều trường hợp, chi phí thay thế hoặc sửa chữa thiết bị có thể đáng kể, đặc biệt là trong các ứng dụng quan trọng như bệnh viện, trung tâm dữ liệu và nhà máy công nghiệp.
Các bộ ngắt mạch và bộ bảo hiểm không được thiết kế để xử lý các sự kiện năng lượng cao này, làm cho sự bảo vệ dư thừa bổ sung là cần thiết.
Trong khi đó, SPD được thiết kế đặc biệt để chuyển chuyển điện áp quá mức tạm thời ra khỏi thiết bị, bảo vệ nó khỏi bị hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của nó.
Tóm lại, SOP là rất cần thiết trong môi trường công nghệ hiện đại.
Thiết bị bảo vệ sức mạnh hoạt động như thế nào?
Nguyên tắc cơ bản đằng sau SPD là chúng cung cấp một con đường trở ngại thấp đến mặt đất cho điện áp dư thừa.SPDs làm việc bằng cách chuyển hướng điện áp dư thừa và hiện tại đến mặt đất.
Bằng cách này, cường độ điện áp đến được hạ xuống mức an toàn mà không làm hỏng thiết bị được kết nối.
Để hoạt động, một thiết bị bảo vệ siêu cường phải chứa ít nhất một thành phần phi tuyến tính (một varistor hoặc khe lửa), trong các điều kiện khác nhau chuyển đổi giữa trạng thái trở ngại cao và thấp.
Chức năng của chúng là chuyển hướng dòng xả hoặc xung và hạn chế điện áp quá mức tại thiết bị hạ lưu.
Thiết bị bảo vệ vượt sức mạnh hoạt động trong ba tình huống được liệt kê dưới đây.
A. Tình trạng bình thường (không có sóng)
Trong trường hợp không có điều kiện tăng áp, SPD không ảnh hưởng đến hệ thống và hoạt động như một mạch mở, nó vẫn ở trạng thái cản cao.
B. Trong khi điện áp tăng cao
Trong trường hợp điện áp tăng và tăng, SPD di chuyển đến trạng thái dẫn điện và trở ngại của nó giảm.
C. Quay lại hoạt động bình thường
Sau khi điện áp quá tải đã được xả, SPD chuyển trở lại trạng thái trở ngại cao bình thường của nó.
Làm thế nào để lựa chọn thiết bị bảo vệ vượt sóng lý tưởng?
Thiết bị bảo vệ siêu cường (SPD) là thành phần thiết yếu của mạng điện. Tuy nhiên, việc chọn một SPD phù hợp cho hệ thống của bạn có thể là một vấn đề khó khăn.
Động suất hoạt động liên tục tối đa (UC):
Điện áp định số của SPD nên tương thích với điện áp hệ thống điện để cung cấp bảo vệ thích hợp cho hệ thống.Một bình chọn điện áp thấp hơn sẽ làm hỏng thiết bị và một bình chọn cao hơn sẽ không chuyển hướng transient đúng cách.
Thời gian phản ứng:
Nó được mô tả là thời gian phản ứng của SPD đối với các transient. SPD phản ứng nhanh hơn, sự bảo vệ của SPD càng tốt.Các loại chứa khí có thời gian phản ứng tương đối chậm và các loại chuông và MOV có thời gian phản ứng chậm nhất.
Dòng điện xả danh nghĩa (In):
SPD nên được thử nghiệm ở dạng sóng 8/20μs và giá trị điển hình cho SPD kích thước thu nhỏ cho nhà ở là 20kA.
Lưu ý:
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.
Điện áp kẹp:
Đây là điện áp ngưỡng và trên mức điện áp này, SPD bắt đầu kẹp bất kỳ điện áp chuyển tiếp nào mà nó phát hiện trong đường dây điện.
Nhà sản xuất và Chứng chỉ:
Chọn SPD từ một nhà sản xuất nổi tiếng có chứng nhận từ một cơ sở thử nghiệm độc lập, chẳng hạn như UL hoặc IEC, là rất quan trọng.Chứng chỉ đảm bảo rằng sản phẩm đã được kiểm tra và vượt qua tất cả các yêu cầu về hiệu suất và an toàn.
Hiểu được các hướng dẫn kích thước này sẽ cho phép bạn chọn thiết bị bảo vệ tăng áp tốt nhất cho nhu cầu của bạn và đảm bảo bảo vệ tăng áp hiệu quả.
Các quy tắc cài đặt
Mặc dù dễ dàng như thế nào để lắp đặt một bộ bảo vệ điện trong một hệ thống phân phối điện, điều quan trọng là phải tuân theo các quy trình thích hợp để đảm bảo an toàn và giảm bất kỳ mối nguy hiểm tiềm ẩn nào.
Theo các bước sau khi lắp đặt một SPD trong hệ thống phân phối:
- Tắt điện: Hãy chắc chắn tắt điện trước khi bắt đầu bất kỳ sửa chữa điện và kích hoạt cách ly giảm tải để tránh bất kỳ sự kiện không mong muốn xảy ra.
- Địa điểm lắp đặt: Chọn một vị trí phù hợp cho SPD. Để bảo vệ tốt nhất, SPD nên được đặt gần nhất có thể với bộ ngắt chính.Các chi tiết về các yêu cầu về vị trí nên được tham khảo trong sơ đồ thiết bị bảo vệ chống giật của nhà sản xuất..
- Lắp đặt SPD: Lắp đặt SPD ở vị trí mong muốn trên đường ray DIN. Kiểm tra xem các ốc vít lắp đặt chắc chắn.
- Kết nối với kết nối đất: Theo khuyến nghị của nhà sản xuất, nối đất SPD. Thông thường, điều này đòi hỏi phải kết nối một dây nối đất từ SPD đến thanh bus nối đất.
- Kiểm tra SPD: Khởi động lại thiết bị sau khi cài đặt SPD sẽ cho phép bạn kiểm tra xem mọi thứ đang hoạt động đúng cách.tham khảo hướng dẫn cài đặt thiết bị bảo vệ vượt điện áp hoặc hướng dẫn của nhà thiết kế.
Chỉ có thợ điện có giấy phép hoặc các kỹ thuật viên khác có giáo dục và đào tạo cần thiết nên lắp đặt SPD.
Để duy trì sự an toàn liên tục, SPD cũng nên trải qua kiểm tra và bảo trì thường xuyên.
Những nguyên nhân gây ra sự thất bại của thiết bị bảo vệ xung đột (SPD)
Thiết bị bảo vệ siêu điện áp (SPD) được thiết kế để cung cấp bảo vệ đáng tin cậy chống lại điện áp quá cao tạm thời, nhưng một số yếu tố có thể dẫn đến sự cố của chúng.Sau đây là một số lý do cơ bản đằng sau sự thất bại của SPD:
Lượng điện quá cao:
Một trong những nguyên nhân chính gây ra sự cố SPD là điện áp quá mức, điện áp quá mức có thể xảy ra do sét đánh, sóng điện hoặc các rối loạn điện khác.Hãy chắc chắn để cài đặt đúng loại SPD sau khi tính toán thiết kế thích hợp theo vị trí.
Nguyên nhân lão hóa:
Do các điều kiện môi trường bao gồm nhiệt độ và độ ẩm, SPD có tuổi thọ hạn chế và có thể bị suy giảm theo thời gian.
Trục trặc của thành phần:
SPD chứa một số thành phần, chẳng hạn như các varistor oxit kim loại (MOV), có thể bị hỏng do các khiếm khuyết sản xuất hoặc các yếu tố môi trường.
Đưa đất không đúng cách:
Để một SPD hoạt động đúng cách, việc nối đất là cần thiết. Một SPD có thể bị trục trặc hoặc có thể trở thành mối quan tâm an toàn nếu nó không được nối đất đúng cách.
Thiết bị bảo vệ sức mạnh cao giá bao nhiêu?
Chi phí của một thiết bị bảo vệ sóng cao có thể thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố được đề cập trong phần dưới trên, chẳng hạn như loại thiết bị, mức độ bảo vệ mong muốn và ứng dụng.
Phạm vi giá của các SPD AC thường nằm trong khoảng từ 10 đến 150 đô la mỗi đơn vị.
Điều quan trọng là phải tính đến số lượng các tham số bảo vệ cần thiết khi chọn một SPD. Tuy nhiên, mức độ bảo vệ cao nhất được cung cấp bởi một SPD loại 1,nó có thể tốn kém hơn so với SPD loại 2.
Có thể có chi phí cài đặt bổ sung, ngoài giá của mặt hàng chính nó.điều quan trọng là đảm bảo rằng việc lắp đặt được thực hiện bởi một thợ điện được chứng nhận.
Mặc dù ban đầu có vẻ như là một khoản đầu tư bổ sung, nhưng chi phí sửa chữa hoặc thay thế thiết bị bị hỏng có thể cao hơn nhiều so với chi phí thiết lập SOP.
Ứng dụng của các thiết bị bảo vệ xung điện
Thiết bị bảo vệ sóng (SPD) tìm thấy các ứng dụng rộng rãi trong một loạt các lĩnh vực công nghiệp, thương mại và gia đình.Chúng bảo vệ thiết bị điện và điện tử chống lại sự gia tăng điện áp và các biến động tạm thời có thể làm hỏng hoặc làm suy giảm hiệu suất của chúng.
SPD điện áp thấp cho công nghiệp, thương mại, nhà ở:
Trong môi trường công nghiệp, SPD điện áp thấp thường được sử dụng để bảo vệ thiết bị nhạy cảm như hệ thống máy tính, PLC và các thiết bị điện tử khác chống lại sự gia tăng và biến động.Những SPD này cũng được sử dụng để bảo vệ động cơ và máy móc nặng khác từ sức mạnh và điện áp caoCác khu vực thương mại như trung tâm mua sắm cũng dựa vào SPD điện áp thấp để bảo vệ thiết bị quan trọng chống lại sự xáo trộn điện.SPD được lắp đặt trong nhà để bảo vệ các thiết bị điện tử như máy tính, TV, và các thiết bị gia dụng từ điện áp.
SPD cho ứng dụng sạc xe điện:
Trong thị trường mới nổi của các ứng dụng sạc xe điện (EV), SPD đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và độ tin cậy của các hệ thống sạc xe điện.Những SPD này bảo vệ trạm sạc khỏi các đợt điện áp cao và tăng cao có thể làm hỏng thiết bị và gây ra rủi ro an toàn cho người dùngTrong thị trường mới nổi của các ứng dụng sạc xe điện (EV), SPD đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và độ tin cậy của các hệ thống sạc xe điện.Những SPD này bảo vệ trạm sạc khỏi các đợt điện áp cao và tăng cao có thể làm hỏng thiết bị và gây ra rủi ro an toàn cho người dùng.
SPD cho các ứng dụng mặt trời quang điện:
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 được lắp đặt giữa các tấm pin mặt trời và biến tần và giữa biến tần và lưới điện.
