Ⅰ. Què és el onada dispositiu de protecció (SPD)?

 

Un dispositiu de protecció contra sobretensions (SPD) és un dispositiu electrònic que s'utilitza per protegir els equips elèctrics de sobretensions transitòries, com ara les causades per llamps, fluctuacions de la xarxa elèctrica o pics de tensió resultants de la commutació d'equips. Garanteix el funcionament estable dels equips elèctrics, allarga la vida útil dels equips i redueix el risc de danys causats per fluctuacions de tensió limitant les sobretensions transitòries i desviant els corrents de sobretensió a terra.

 

Els protectors de sobretensió s'utilitzen àmpliament en sistemes d'alimentació, xarxes de comunicació, automatització industrial, electrodomèstics i altres camps, i són una part important de la protecció de la seguretat elèctrica.

 

1.1 Principi de funcionament del protector de sobretensions

 

La funció principal d'un protector contra sobretensions és detectar i suprimir les sobretensions. El seu principi de funcionament es basa principalment en els mecanismes següents.

 

1.1.1 Fixació de tensió

Quan la tensió del circuit supera el llindar establert, els components no lineals de l'interior del protector de sobretensions (com ara varistors, tubs de descàrrega de gas o díodes transitoris) condueixen ràpidament, limitant la sobretensió dins d'un rang segur.

 

1.1.2 Energia Descàrrega

El protector de sobretensions canalitza l'energia generada per la sobretensió a través del sistema de posada a terra cap a la terra, evitant que entri a l'equip protegit.

 

1.1.3 Automàtic recuperació

Alguns protectors de sobretensió poden tornar automàticament al funcionament normal després d'una sobretensió, mentre que d'altres requereixen una substitució o un reinici manual.

 

1.2 Com a triar un protector de sobretensions

A l'hora de triar un protector de sobretensió adequat, cal tenir en compte els factors següents.

 

1.2.1 Voltatge nivell 

La tensió nominal del protector contra sobretensions ha de coincidir amb la tensió del sistema protegit, com ara un sistema de 220 V CA o un sistema de 48 V CC.

 

1.2.2 Actual capacitat (Entrada/Iimp)

 

Això indica el corrent màxim de sobretensió que pot suportar el protector contra sobretensions, normalment mesurat en kA (mil amperes), i s'han de seleccionar SPD amb una capacitat de corrent més alta en zones amb llamps freqüents.

 

1.2.3 Resposta temps

  

Com més curt sigui el temps de resposta, millor serà l'efecte de protecció. Els SPD amb un temps de resposta de nanosegons són adequats per a equips electrònics de precisió.

 

1.2.4 Protecció mode

 

Seleccioneu el mode de protecció monofàsic, trifàsic o combinat (com ara LN, L-PE, N-PE, etc.) segons els requisits del sistema.

 

1.2.5 Instal·lació ubicació

  

Segons la norma IEC 61643, els protectors de sobretensió es poden classificar com a Tipus 1 (entrada d'edifici), Tipus 2 (caixa de distribució) i Tipus 3 (extrem d'equip).

 

1.2.6 Certificació estàndards

 

Trieu productes que compleixin amb les normes internacionals (com ara UL 1449, IEC 61643) per garantir la seguretat i la fiabilitat.

 

1.3 Com a instal·lar un protector de sobretensions

 

Una instal·lació correcta és clau per garantir que el protector de sobretensions funcioni correctament:

 

1.3.1 Instal·lació ubicació:

 

- Un SPD de tipus 1 s'ha d'instal·lar al quadre de distribució principal o a la línia d'entrada de l'edifici per protegir contra els llamps directes o els llamps induïts.

- El SPD tipus 2 s'instal·la al quadre de distribució secundari per proporcionar protecció secundària.

- El SPD de tipus 3 s'instal·la a prop d'equips sensibles com ara servidors i dispositius de comunicació.

 

1.3.2 Mètode de cablejat:

 

Utilitzeu cables curts i gruixuts per a la connexió per reduir la impedància.

Assegureu-vos que la resistència de connexió a terra compleixi l'estàndard (normalment ≤ 10 Ω).

 

1.3.3 Connexió en paral·lel i en sèrie:

 

- La majoria dels SPD s'instal·len en paral·lel, cosa que no interfereix amb el funcionament normal del circuit.

- Alguns SPD especials (com ara els de tipus filtrant) es poden instal·lar en sèrie.

 

1.3.4 Manteniment i substitució:

 

- Comproveu regularment l'estat del SPD. Alguns SPD tenen un indicador de vida útil (per exemple, una finestra vermella indica una fallada).

- Fins i tot si l'aspecte es manté intacte després de múltiples impactes de sobretensió, s'ha de substituir.

 

Ⅱ. DC/Aire condicionat protector de sobretensions

 

2.1 CC Surge Protector

 

2.1.1 Concepte de protector de sobretensions de CC

 

El protector contra sobretensions de CC (SPD de CC) està dissenyat específicament per a sistemes d'alimentació de CC i s'utilitza per protegir equips alimentats per CC, com ara sistemes solars fotovoltaics, estacions de càrrega de vehicles elèctrics, estacions base de comunicació i centres de dades, de danys per sobretensions. Com que l'electricitat de CC no té variacions periòdiques, el disseny de la protecció contra sobretensions per a CC ha de tenir en compte els factors de voltatge i polaritat continus.

 

2.1.2 Treballant Principi del protector de sobretensions de corrent continu

 

• Disseny sensible a la polaritat: la polaritat del voltatge del sistema de CC és fixa. L'SPD ha de garantir que només pugui funcionar correctament quan els pols positiu i negatiu estiguin connectats correctament.

• Capacitat de tensió de suport contínua: a diferència dels SPD de corrent altern, els SPD de corrent continu han de suportar una tensió estable durant molt de temps sense funcionar malament.

• Tecnologia especial d'extinció d'arc: l'electricitat de corrent continu no té un punt de creuament zero natural i l'arc és difícil d'extingir. Per tant, el SPD de corrent continu ha d'adoptar un dispositiu especial d'extinció d'arc (com ara l'extinció d'arc magnètic).

 

2.1.3 Funció del protector contra sobretensions de CC

 

- Protegir els panells solars fotovoltaics, els inversors i els sistemes d'emmagatzematge d'energia de les caigudes de llamps i les sobretensions de commutació.

- Garantir el funcionament estable de les estacions de càrrega de vehicles elèctrics, evitant que les descàrregues d'alta tensió danyin el sistema de gestió de la bateria.

- Garantir la seguretat del subministrament d'alimentació de CC per a estacions base de comunicació i centres de dades, reduint el risc d'inactivitat dels equips.

 

2.2 CA Surge Protector

 

2.2.1 Concepte del protector de sobretensió de CA

 

El protector contra sobretensions de CA (SPD de CA) s'utilitza per protegir el sistema d'alimentació de CA (com ara habitatges, fàbriques, edificis comercials, etc.) de danys per sobretensions. A causa dels canvis periòdics en el voltatge de l'electricitat de CA, el disseny del SPD s'ha d'adaptar a les variacions de freqüència (50 Hz/60 Hz) i de fase.

 

2.2.2 Treballant Principi del protector de sobretensió de CA

 

• Adaptació de fase: l'SPD de CA ha de ser capaç de fixar eficaçment la tensió en totes les fases.

• Resposta ràpida: la freqüència de CA és alta, per la qual cosa el temps de resposta de l'SPD ha de ser extremadament curt (nivell de nanosegons).

• Restabliment automàtic: Alguns SPD de CA es poden recuperar automàticament després d'una sobretensió i no requereixen intervenció manual.

 

2.3 Com fer-ho Correctament Seleccioneu un protector de sobretensions de CC o CA

 

• Especifiqueu el tipus de sistema: primer determineu si és un sistema de CC o de CA.

• Avaluar el risc de sobretensió: en zones amb llamps freqüents, seleccioneu un nivell de protecció més alt (com ara una combinació de Tipus 1 i Tipus 2).

• Adaptar els requisits de l'equip: per a equips electrònics de precisió, trieu SPD amb una resposta més ràpida.

• Consulteu professionals: per a sistemes complexos (com ara fonts d'alimentació híbrides), es recomana que un enginyer dissenyi el pla de protecció.

III. Conclusió

Els protectors de sobretensió són equips crucials per garantir la seguretat dels sistemes elèctrics. Tant en aplicacions de corrent continu com de corrent altern, triar el protector de sobretensió adequat i instal·lar-lo correctament pot reduir significativament el risc de danys als equips. Amb el desenvolupament de noves energies, vehicles elèctrics i xarxes intel·ligents, la demanda de protectors de sobretensió de corrent continu està augmentant, mentre que els protectors de sobretensió de corrent altern continuen sent la base de l'electricitat industrial i domèstica. Mitjançant una selecció científica i una instal·lació estandarditzada, els protectors de sobretensió es convertiran en "guardes de seguretat" fiables per als sistemes elèctrics.