Was steht für elektrisch?

SPD steht für Überspannungsschutzgerät.

Es ist ein Gerät, das die elektrische Installation und angeschlossene Geräte innerhalb eines Gebäudes schützt, d. h. die Verbrauchereinheit, alle Leitungen und Steckdosen, Lampen usw., vor einer elektrischen ‘Überspannung’, die als transiente Überspannung bezeichnet wird.

Ein Überspannungsschutzgerät (SPD), auch Überspannungsschutz genannt, ist ein elektronisches Gerät, das den Schutz verschiedener elektronischer Geräte, Instrumente und Kommunikationsleitungen gewährleistet. Wenn aufgrund externer Störungen plötzlich ein Spitzenstrom oder eine Spitzenspannung im Stromkreis oder Kommunikationskreis erzeugt wird, kann das Überspannungsschutzgerät in sehr kurzer Zeit leiten und ableiten, um zu verhindern, dass die Überspannung andere Geräte im Stromkreis beschädigt.

Ein Überspannungsschutzgerät (SPD) ist ein unverzichtbares Gerät im Blitzschutz elektronischer Geräte. Die Funktion eines Überspannungsschutzgeräts besteht darin, die momentane Überspannung, die in die Stromleitung und die Signalübertragungsleitung eindringt, innerhalb des Spannungsbereichs zu begrenzen, dem das Gerät oder System standhalten kann, und so das geschützte Gerät oder System vor Auswirkungen und Schäden zu schützen. SPD ist für AC 50/60 Hz Stromversorgungssysteme geeignet.

Arten von Überspannungsschutzgeräten

Es gibt verschiedene Arten von SPD gemäß IEC/EN 61643-11, die wie folgt klassifiziert werden:

- Typ 1 / Klasse I / Klasse B
- Typ 1+2 / Klasse I+II / Klasse B+C
- Typ 2 / Klasse II / Klasse C
- Typ 2+3 / Klasse II+III / Klasse C+D
- Typ 3 / Klasse III / Klasse D

Hauptparameter

1. Nennspannung Un: Die Nennspannung des geschützten Systems stimmt überein. Dieser Parameter gibt die Art des zu wählenden Protektors an. Er kennzeichnet den Effektivwert der Wechsel- oder Gleichspannung.

2. Nennspannung Uc: Der maximale Effektivwert der Spannung, der über einen langen Zeitraum an das dafür vorgesehene Ende des Protektors angelegt werden kann, ohne Änderungen der Protektoreigenschaften und Auslösung des Schutzelements zu verursachen.

3. Nennableitstrom In: Der maximale Impulsstrom-Spitzenwert, dem der Protektor standhalten kann, wenn eine Standard-Blitzwelle mit einer Wellenform von 8/20 μs 10 Mal auf den Protektor angewendet wird.

4. Maximaler Ableitstrom Imax: Wenn eine Standard-Blitzwelle mit einer Wellenform von 8/20 μs für einen Impuls auf den Protektor angewendet wird, der maximale Impulsstrom-Spitzenwert, dem der Protektor standhalten kann.

5. Spannungsschutzniveau Up: der Maximalwert des Protektors in den folgenden Tests: 1 kV/μs Anstiegsgeschwindigkeit der Überschlagspannung; Restspannung des Nennableitstroms.

6. Ansprechzeit tA: Sie spiegelt hauptsächlich die Ansprechempfindlichkeit und die Durchbruchzeit des speziellen Schutzelements im Protektor wider. Die Änderung in einem bestimmten Zeitraum hängt von der Anstiegsgeschwindigkeit von du/dt oder di/dt ab.

Typ 1 SPD

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 sind für die Installation zwischen dem Sekundärteil des Versorgungstransformators und der Leitungsseite des Überstromschutzelements der Versorgung sowie der Lastseite, einschließlich Zählerkasten, vorgesehen und sollen ohne externes Überstromschutzgerät installiert werden.

Geräte vom Typ 1 sind auch für Typ 2-Anwendungen dual bewertet und bieten die höchsten verfügbaren Bewertungen für die Installation am Versorgungseingang.

Typ 1 SPD kann Blitzstrom mit der Wellenform 10/350 μs ableiten. Es wird in der Hauptverteilungstafel am Ursprung der elektrischen Installation installiert.

Ein Typ 1 SPD bietet an sich nicht das erforderliche Schutzniveau und muss in Verbindung mit koordinierten Typ 2-Geräten verwendet werden. Eine Installation mit einem Blitzschutzsystem benötigt ein Typ 1 SPD.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 wurden als die beste verfügbare Lösung zum Schutz des Versorgungseingangs an einem Industriestandort entwickelt, insbesondere für solche mit bestehenden Blitzschutzsystemen oder Maschenkäfiganwendungen.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 sind besonders nützlich in Gebieten mit hoher Blitzdichte, in denen das Risiko eines hohen Stoßstroms oder sogar eines direkten Einschlags hoch ist (z. B. Gebäude mit Blitzableitern).

Typ 1 SPD zeichnet sich durch eine 10/350 µs Blitzstromwellenform aus und wird am Hauptschalter des Lastzentrums, z. B. der Hauptverteilungstafel, installiert.

Typ 1+2 SPD

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1+2 können alle elektrischen Installationen vor Blitzeinschlägen schützen, indem sie den durch eine Überspannung durch Blitze erzeugten Strom ableiten und verhindern, dass er sich auf die Geräte ausbreitet.

Typ 1+2 SPD zeichnet sich durch eine 10/350 µs und 8/20 µs Blitzstromwellenform aus.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1+2 werden am Ursprung der mit LPS ausgestatteten AC-Installation installiert.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1+2 verwenden Metalloxidvaristor (MOV)- und/oder Gasentladungsröhren (GDT)-Schaltungen, um elektrische Geräte vor Spannungsspitzen in Wechselstromnetzen zu schützen.

Typ 1+2 SPD ist für den Anschluss in einer Mehrpolkonfiguration ausgelegt, um einphasige, 3-phasige und 3-phasige + Neutralleiter-AC-Netzwerke sowie für TN-C-, TN-S-, TN-C-S-, TT- und IT-Stromversorgungssysteme zu schützen.

Typ 2 SPD

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 sind für die Installation auf der Lastseite des Überstromschutzelements der Versorgung vorgesehen, einschließlich SPDs, die sich am Abzweigfeld befinden.

Typ 2 SPD kann eine 8/20 μs Stromwelle ableiten, sie können Schäden durch transiente Überspannungen in den elektrischen Installationen verhindern und die daran angeschlossenen Geräte schützen.

Es verwendet normalerweise Metalloxidvaristor (MOV)-Technologie. Das Gerät wird normalerweise in Unterverteilern und in der Hauptverteilungstafel installiert, wenn kein Typ 1-Gerät erforderlich ist.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 zeichnen sich durch eine 8/20 µs Blitzstromwellenform aus.

Typ 2 SPD ist für die Installation am Versorgungseingang von Niederspannungssystemen oder in der Nähe empfindlicher Geräte zum Schutz vor transienten Überspannungen vorgesehen.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2 sind für Nennbetriebsspannung (50/60 Hz) Un = 120 V 230 V 400 V AC-Anwendungen und für maximale Dauerbetriebsspannung (50/60 Hz) Uc = 150 V 275 V 320 V 385 V 440 V AC-Anwendungen vorgesehen.

Typ 2 SPD wird im Allgemeinen in Unterverteilern oder Schaltschränken für Maschinensteuerung installiert, für den Innenbereich oder fest in einer wasserdichten Box für den Außenbereich.

Typ 2+3 SPD

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 2+3 werden normalerweise direkt vor den geschützten Geräten installiert.

Typ 2+3 SPD zeichnet sich durch Stromwellen (8/20 μs) und eine Kombination aus Spannungswellen (1,2/50 μs) aus.

Die technischen Parameter sind in der Regel Nennableitstrom (8/20 μs) In und Leerlaufspannung (1,2/50 μs) Uoc

Typ 3 SPD

Diese SPDs haben eine geringe Ableitfähigkeit. Sie dürfen daher nur als Ergänzung zu Typ 2 SPDs und in der Nähe empfindlicher Lasten installiert werden.

Typ 3 SPD zeichnet sich durch eine Kombination aus Spannungswellen (1,2/50 μs) und Stromwellen (8/20 μs) und Laststrom IL aus.

Überspannungsschutzgeräte vom Typ 3 werden normalerweise direkt vor den geschützten Geräten installiert.

Typ 3 SPD wird im Allgemeinen in der Nähe der geschützten Last installiert, um empfindliche Geräte für 24 V 48 V 60 V 120 V 230 V zu schützen, in Abstimmung mit der Installation des Typ 2-Überspannungsableiters.

Überspannungsableiter, die getestet wurden und als AC-Typ 3-Überspannungsschutzgeräte befunden wurden, sind für die Installation in der Nähe empfindlicher Geräte vorgesehen, in Abstimmung mit der Installation des Typ 2-Überspannungsableiters.

Hauptkomponenten

1. Funkenstrecke

Sie besteht im Allgemeinen aus zwei Metallstäben, die der Luft ausgesetzt sind und durch einen bestimmten Spalt getrennt sind. Einer der Metallstäbe ist mit der Phasenleitung L1 oder der Neutralleitung (N) des erforderlichen Schutzgeräts verbunden. Der andere Metallstab ist mit der Erdungsleitung (PE) Phasenanschluss verbunden. Wenn die momentane Überspannung auftritt, wird der Spalt durchschlagen, und ein Teil der Überspannungsladung wird in die Erde eingeleitet, wodurch die Spannungserhöhung am geschützten Gerät vermieden wird. Der Abstand zwischen den beiden Metallstäben in der Funkenstrecke kann nach Bedarf angepasst werden, und die Struktur ist relativ einfach, aber der Nachteil ist, dass die Lichtbogenlöschleistung schlecht ist. Die verbesserte Funkenstrecke ist eine Winkelstrecke. Ihre Lichtbogenlöschfunktion ist besser als die der ersteren. Sie beruht auf der elektrischen Leistung F des Stromkreises und dem Anstieg der Heißluftströmung, um den Lichtbogen zu löschen.

2. Gasentladungsröhre (GDT)

Eine Gasentladungsröhre (GDT) besteht aus einem Paar kalter Negativplatten, die voneinander getrennt und in einer Glasröhre oder Keramikröhre eingeschlossen sind, die mit einem bestimmten Inertgas (Ar) gefüllt ist. Um die Auslösewahrscheinlichkeit der Entladungsröhre zu erhöhen, befindet sich in der Entladungsröhre ein Hilfsauslöser. Diese gasgefüllte Entladungsröhre hat einen Zwei-Pol-Typ und einen Drei-Pol-Typ.

3. Metalloxidvaristor (MOV)

Es ist ein Metalloxidhalbleiter mit nichtlinearem Widerstand mit ZnO als Hauptkomponente. Wenn die an beiden Enden angelegte Spannung einen bestimmten Wert erreicht, ist der Widerstand sehr empfindlich gegenüber Spannung. Sein Arbeitsprinzip entspricht der Reihen-Parallelschaltung mehrerer Halbleiter-P-Ns.

4. Transiente Spannungsunterdrückungsdiode (TVS)

Eine TVS-Diode hat die Funktion, die Spannung zu klemmen und zu begrenzen. Sie arbeitet im Rückwärtsdurchbruchbereich. Aufgrund ihrer niedrigen Klemmspannung und schnellen Reaktionszeit eignet sie sich besonders gut für den Einsatz als letzte Schutzebene in Mehrfachschutzschaltungen.

5. Drosselspule

Die Drosselspule ist ein Gleichtaktstörunterdrückungsgerät mit Ferrit als Kern. Sie besteht aus zwei Spulen gleicher Größe und gleicher Windungszahl, die symmetrisch auf demselben Ferrit-Ringkern gewickelt sind, wodurch ein Vier-Anschluss-Gerät entsteht. Sie muss die große Induktivität des Gleichtaktsignals unterdrücken, während die kleine Streuinduktivität für das Gegentaktsignal fast keine Auswirkungen hat. Der Einsatz von Drosselspulen in symmetrischen Leitungen kann Gleichtaktstörsignale (z. B. Blitzstörungen) effektiv unterdrücken, ohne die normale Übertragung von Gegentaktsignalen auf der Leitung zu beeinträchtigen.

Was ist der Unterschied zwischen Überspannungsschutzgeräten vom Typ 1, Typ 2 und Typ 3?

SPD Typ 1 bietet primären Schutz vor Überspannungen hoher Stärke, die durch direkte Blitzeinschläge verursacht werden. Es wird oft auf der Hauptverteilungstafel angebracht, um das gesamte elektrische System eines Gebäudes zu schützen.

SPD Typ 2 bietet Schutz auf zweiter Ebene, die Mehrheit der üblichen Überspannungen, die durch elektrisches Schalten oder nahegelegene Blitzeinschläge erzeugt werden, kann effektiv geschützt werden, die am Unterverteiler oder am Schaltschrank installiert werden.

SPD Typ 3 wurde speziell zum Schutz bestimmter Endgeräte entwickelt, sie sollten in der Nähe empfindlicher Lasten als Ergänzung zu Typ 2 SPDs installiert werden.

Insgesamt hängt die Auswahl des geeigneten SPD-Typs von mehreren Faktoren ab, darunter der Installationsort, der maximale Ableitstrom, das Spannungsschutzniveau und die Anwendung.

Es ist wichtig zu beachten, dass die tatsächlichen Anwendungen der einzelnen Typen je nach den spezifischen Anforderungen einer bestimmten Anlage oder eines bestimmten Geräts, das geschützt werden muss, variieren können.