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Eine Überspannungsschutzvorrichtung (SPD) ist ein wesentlicher elektrischer Schutz, der die vorübergehende Spannung begrenzt und Überspannungströme umleitet, um angeschlossene Systeme vor Schäden zu schützen.
Überspannungsschutzvorrichtungen (SPD)
SPDs schützen elektrische und elektronische Geräte vor Übergangsgegenständen, die von Blitzen, Schaltvorrichtungen, Beleuchtung und Motoren ausgehen.
Diese Ereignisse können zu einer vorzeitigen Alterung von Geräten, Ausfallzeiten oder zur vollständigen Zerstörung elektronischer Komponenten und Materialien führen.
Ein Überspannungsschutz ist ein Gerät, das das elektrische System Ihres Hauses im Falle eines Überspannungs schützt, z. B. vor einem Blitzschlag.Der Überspannungsschutz leitet den Strom auf die Erde oder einen Metalloxid-Varistor innerhalb des Geräts um, anstatt durch die Hauptleitungen.
SPDs sind für industrielle, gewerbliche und Wohnanwendungen von entscheidender Bedeutung, da sie Ausfall von Geräten, teure Reparaturen und Ausfallzeiten verhindern.und Sonnenenergieanlagen sind anfällig für Spitzen.
Auswahlkriterien
Überspannungsschutzvorrichtungen werden nach ihren Funktionen eingeteilt:
Typ 1
SPD, die einen Teilblitzstrom mit einer typischen Wellenform von 10/350 μs entladen kann.Die Anlage wird in der primären Verteilplatte am Ursprung der elektrischen Anlage installiert.Eine SPD des Typs 1 bietet an sich nicht das erforderliche Schutzniveau und muss in Verbindung mit koordinierten Geräten des Typs 2 verwendet werden.Eine Anlage mit einem Blitzschutzsystem benötigt ein SPD Typ 1.
Typ 2
SPD, die die Ausbreitung von Überspannungen in den elektrischen Anlagen verhindern und die damit verbundenen Geräte schützen kann.Es wird in der Regel mit der Metalloxid-Varistor-Technologie (MOV) durchgeführt und ist durch eine Stromwelle von 8/20 μs gekennzeichnet.Diese Vorrichtung befindet sich normalerweise in Unterverteilplatten und in der Hauptverteilplatte, wenn keine Vorrichtung des Typs 1 benötigt wird.
Typ 3
Diese SPD haben eine geringe Entladekapazität und dürfen daher nur als Ergänzung zu SPD Typ 2 und in der Nähe empfindlicher Belastungen installiert werden.Typ 3 SPDs sind durch eine Kombination von Spannungswellen gekennzeichnet (1).2/50 μs) und Stromwellen (8/20 μs).
Wie funktionieren Überspannungsschutzgeräte?
SPDs enthalten einen Metalloxid-Varistor (MOV), der als Sensor fungiert. Wenn der Strom über ein bestimmtes Niveau steigt, wird er den Widerstand senken. Wenn die Spannung zu niedrig ist, wird er den Widerstand erhöhen.Die MOV hält den Strom konstant und schützt Ihre Geräte.
MOVs bestehen aus Metalloxid und zwei Halbleitern.Während die beiden Halbleiter den Widerstand erhöhen oder senken und überschüssigen Strom zum Boden leiten.
SPDs funktionieren durch die Überwachung von Spannungsniveaus und reagieren sofort auf Überspannungen. Sie bestehen aus nichtlinearen Komponenten, die basierend auf Spannungsschwankungen zwischen hohen und niedrigen Impedanzzuständen wechseln.
- Normale Bedingungen: Das SPD bleibt in einem hohen Impedanzzustand und ermöglicht einen normalen Stromfluss ohne Störungen.
- Überspannung: Bei Spitzenspannung wechselt das SPD schnell in einen Niedrigimpedanzzustand und leitet den überschüssigen Strom zum Boden oder zurück zu seiner Quelle.
- Reset-Prozess: Nach Ablenkung der Überspannung kehrt das SPD automatisch in einen hohen Impedanzzustand zurück und sorgt so für eine Wiederaufnahme des normalen Betriebs.
Terminologie
Impulskurrenz von 10/350 μs Wellenform in Verbindung mit SPDs Typ 1
In Spannstrom von 8/20 μs Wellenform in Verbindung mit SPDTyp 2
Aufwärts - Die Restspannung, die über das Endgerät des SPD gemessen wird, wenn In angewendet wird
Uc - Die maximale Spannung, die kontinuierlich auf das SPD angewendet werden kann, ohne daß es leitet.
Vor- und Nachteile von Überspannungsschutzmitteln
Während Überspannungsschützer viele Vorteile und Fähigkeiten haben, haben sie auch Einschränkungen.
Schutz von Geräten und Geräten
In manchen Fällen kann ein Stromschub die Verkabelung teurer Geräte zerstören, und die Reparatur oder der Austausch von elektrischen Geräten kann kostspielig und unbequem sein.Während Stromüberschwemmungen nicht immer Ihre Ausrüstung zerstörenEin Überspannungsschutz ist eine einfache Möglichkeit, Schäden zu vermeiden.
Überspannungsschutzvorrichtungen haben Spannungsbeschränkungen:
Nicht alle Überspannungsschutzgeräte können höhere Spannungen bewältigen. Die grundlegenden können leichte Schwankungen bewältigen. Zu hohe Spannungen können dazu führen, dass der Überspannungsschutzgerät ausfällt.Höhere Spannungsüberspannungsschutzgeräte sind erhältlich, können aber teurer sein.
SPD-Kategorien oder -Typen
SPDs werden in zwei Haupttypen eingeteilt: Spannungsbegrenzende und Spannungsschaltkomponenten.
1. Spannungsbegrenzende Komponenten
Diese Komponenten passen ihre Impedanz basierend auf Spannungsniveaus an und klemmen Überspannungen ab, bevor sie gefährliche Niveaus erreichen können.
- Metalloxid-Varistoren (MOVs) Häufig in Sonnenüberspannungsschutzgeräten und Gleichspannungsschutzgeräten
- Dioden zur Übergangsspannungsunterdrückung (TVS) bieten schnelle Reaktionszeiten, haben aber nur eine begrenzte Spannungskapazität.
2. Spannungsschaltkomponenten
Diese Komponenten bleiben bis zur Überschreitung einer bestimmten Spannungsschwelle nicht leitfähig, woraufhin sie sich schnell einschalten und die Spannung an die Erde leiten.
- Gasentladungsschläuche (GDTs) Verwendet bei Hochenergie-Schutz gegen Überspannungen.
- Spark Gaps Bereitstellung eines zuverlässigen Gleichspannungs- und Blitzschutzes.
Hybridkonstruktionen bilden einen Ausgleich zwischen den Vorteilen beider Bauteiltypen und bieten einen effizienten und zuverlässigen Überspannungsschutz.
Instandhaltung
Die meisten SPDs haben ein Anzeigfenster, das anzeigt, daß sie in Betrieb sind.Wenn sie rot sind, dann haben sie Ende ihrer Lebensdauer erreicht und müssen ersetzt werden.- Häufig gibt es eine auswechselbare Kartridge, die einfach abgezogen und durch eine neue Betriebseinrichtung ersetzt werden kann.
Faktoren, die bei der Wahl von Überspannungsschutzgeräten zu beachten sind
Wenn Sie häufig schlechtes Wetter haben oder Geräte benutzen, die anfällig für Überspannungen sind, sollten Sie zunächst prüfen, wie häufig in Ihrem Haus Überspannungen auftreten.Ein SPD für das gesamte Haus kann von Vorteil sein.
Wenn Sie viele teure Geräte, Maschinen oder Technologien besitzen, kann es sich lohnen, in ein für das gesamte Haus geeignetes SPD zu investieren.Die Kosten für SPD und Installation sind wesentlich günstiger als für die Reparatur oder den Austausch wertvoller Geräte.
Wie vergleicht man verschiedene SPD?
Zur Bewertung der verschiedenen SPD sind folgende Leistungsfaktoren zu berücksichtigen:
1. Reaktionszeit
Die Geschwindigkeit, mit der ein SPD auf eine Spannung reagiert, ist entscheidend.
TVS-Dioden haben die schnellsten Reaktionszeiten.
MOVs bieten eine gute Balance zwischen Geschwindigkeit und Langlebigkeit.
2. Nachfolgender Strom
Nachlaufstrom tritt auf, wenn ein Spannungsschalter nicht nach einem Überspannungsschub in seinen hohen Impedanzzustand zurückkehrt.
AC-Systeme behandeln dies natürlich aufgrund von Null-Kreuzungen in der AC-Wellenform.
Gleichspannungssysteme, wie z. B. Solaranlagen, erfordern spezielle Gleichspannungsschutzvorrichtungen.
3Durchspannung
Dies ist die Spannung, die während einer Überspannung verbundene Geräte erreicht.
TVS-Dioden liefern die niedrigste Durchlassspannung.
MOVs bieten einen moderaten Schutz und gleichzeitig andere Leistungsfaktoren.
Jeder Typ verfügt über Kompromisse, so dass hybride SPDs für die meisten Anwendungen die bevorzugte Wahl sind.
Leistungsmerkmale der Überspannungsschutzvorrichtung
Bei der Auswahl eines SPD werden die wichtigsten Leistungsindikatoren für Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit elektrischen Systemen verwendet:
- Maximale Dauerbetriebsspannung (MCOV): Die höchste Spannung, der das SPD bei normaler Funktion standhalten kann, typischerweise 25% höher als die Nennspannung des Systems.
- Spannungsschutznummer (VPR) oder Spannungsschutzniveau (Up): Gibt die Durchlassspannung während einer Überspannung an.
- Nennentladungsstrom (In) Ratin: Messen die Fähigkeit des SPD, wiederholten Überspannungen standzuhalten.
- Anzeigestatus: Visuelle oder Fernanzeiger zeigen den Betriebszustand der SPD an. Sie können mechanisch, LED-basiert oder ferngesteuert sein.
- Überspannungskapazität: stellt die maximale Überspannungskraft dar, die das SPD verarbeiten kann.Ein ordnungsgemäß eingestuftes PV-SPD oder ein Sonnenüberspannungsschutz gewährleistet einen langfristigen Schutz von Solar- und elektrischen Systemen.
Schlussfolgerung
Insgesamt ist ein SPD-Überspannungsschutzgerät eine lohnende Investition, vor allem für diejenigen, die anfällig für Überspannungen sind.Ein Schutz für das ganze Haus bietet den besten Schutz und rettet Sie auf lange Sicht.
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