Com seleccionar correctament un dispositiu de protecció contra sobretensions (SPD)

Com seleccionar correctament un dispositiu de protecció contra sobretensions (SPD)

I. Criteris bàsics de selecció

1. Seleccioneu el tipus de SPD segons el nivell de protecció

• SPD de classe I (prova de tipus 1): instal·lat a l'entrada del quadre de distribució principal per suportar impactes directes o induïts de llamps (corrent de descàrrega ≥12.5kA, recomanat 25kA~100kA). Utilitzeu SPD híbrids (combinació GDT + MOV) sense corrent de continuació i baixa tensió residual.
• SPD de classe II (prova de tipus 2): s'utilitza en panells de subdistribució o fronts de sales d'equips per limitar la sobretensió induïda (corrent de descàrrega 20 kA ~ 40 kA). Els MOV limitadors de tensió amb tensió residual ≤ 1,5 kV són típics.
• SPD de classe III (prova de tipus 3): instal·lat a prop d'equips terminals (per exemple, servidors, commutadors) per protegir dispositius sensibles (corrent de descàrrega 10kA~20kA), amb tensió residual ≤1.2kV.

2. Coincideix amb els paràmetres del sistema

• Tensió màxima de funcionament continu (Uc): Ha de ser ≥1,15 vegades la tensió nominal del sistema (per exemple, seleccioneu Uc ≥440V per a un sistema de 380V) per evitar activacions falses a causa de fluctuacions de tensió.
   
• Nivell de protecció de tensió (up): Classe I SPD: Up ≤2.5kV
  SPD de classe II: Fins a ≤1.5kV
  SPD de classe III: Fins a ≤1.2kV Assegurar fins a ≤80% de la tensió resistent de l'equip.
     
• Temps de resposta:
  SPD de classe I: ≤25ns
  SPD de classe II: ≤25ns
  SPD de classe III: ≤1ns

3. Requisits de connexió a terra i instal·lació

• Resistència de posada a terra: ≤4Ω (≤10Ω en zones de sòl amb alta resistivitat), amb una secció transversal del conductor de posada a terra ≥25 mm².
• Ubicació d'instal·lació: Prioritzeu la proximitat a l'equip protegit, minimitzant la longitud del cable (longitud total del cable ≤0,5 m) per evitar l'apilament de tensió induïda.

II. Consideracions clau
1. Selecció del tipus de descàrrega

• SPD de commutació de voltatge (GDT): corrent de descàrrega elevat (≥100 kA), però hi ha riscos derivats del corrent i de la interrupció de l'alimentació; només és adequat per a la protecció de classe I.
• SPD de limitació de voltatge (MOV): Baix voltatge residual però propens a l'envelliment; requereix un control regular.
• SPD híbrid: combina els avantatges dels tipus de commutació i limitació; recomanat per a sistemes de protecció multietapa.

2. Coordinació entre etapes

• Espai mínim entre els SPD superior i inferior: ≥10 m (commutació + limitació) o ≥5 m (limitació + limitació); en cas contrari, instal·leu dispositius de desacoblament.
• Fórmula de coordinació energètica: un SPD superior absorbeix el 80% de l'energia, un SPD inferior absorbeix el 20%.

3. Protecció de còpia de seguretat

• Interruptors o fusibles connectats en sèrie (corrent nominal ≥1,5 vegades el corrent continu de l'SPD) per evitar l'escalada de curtcircuits.
• Seleccioneu SPD amb indicadors de degradació per a la desconnexió automàtica i l'alarma en cas de fallada.

4. Requisits d'escenaris especials

• Sistema TN-C: utilitzeu el mode 3+NPE o 3P+N per evitar riscos de connexió a terra de la línia PEN.
• Sistema TT: Instal·leu un SPD entre les línies N i PE per evitar la retrodifusió de diferència de potencial.

III. Proves de verificació del disseny
1. Prova de sobretensió de llamps: verificar la capacitat de resistència del SPD sota una forma d'ona de 10/350 μs (Classe I) o la tensió residual sota una forma d'ona de 8/20 μs (Classe II/III).
2. Prova d'estabilitat tèrmica: flux de corrent continu durant 2 hores (50% d'Imax), comprovant un augment de temperatura ≤60K.
3. Monitorització de la degradació: utilitzeu sensors integrats per controlar el corrent de fuita (valor normal

IV. Errors comuns i solucions  

Error 1: Ignorar el tipus de connexió a terra del sistema, cosa que provoca una fallada de l'SPD.
Solució: Per a sistemes TN, seleccioneu 3P+N; per a sistemes TT, seleccioneu 3P+PE; per a sistemes IT, seleccioneu 3P.
Error 2: Espai insuficient de l'SPD, que provoca interferències entre etapes.
Solució: Mantenir ≥10 m entre els SPD superior/inferior o instal·lar inductors de desacoblament (≥1 mH).
Error 3: Descuidar la protecció de reserva, risc d'incendi després d'un curtcircuit de l'SPD.
Solució: Fusibles connectats en sèrie (corrent nominal ≥1,5 vegades el corrent continu de l'SPD).

Resum  
La selecció de SPD requereix una avaluació exhaustiva del voltatge del sistema, el risc de llamps, la capacitat de resistència de l'equip i l'entorn d'instal·lació. Els SPD de classe I prioritzen la capacitat de descàrrega, mentre que les classes II/III se centren en el control del voltatge residual. Els SPD de senyal han de coincidir amb els tipus d'interfície. Les inspeccions periòdiques (per exemple, corrent de fuita, envelliment físic) garanteixen l'eficàcia de la protecció a llarg termini.