Bu sayfada
A aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) aşırı gerilim akımını kontrollü bir koruma yolundan yönlendirerek geçici aşırı gerilimi sınırlar. Çoğu alçak gerilim güç SPD'si, normal çalışma sırasında yüksek empedanslı bekleme durumunda kalır ve bir aşırı gerilim sırasında iletken hale gelerek, akış yönündeki ekipmana ulaşan gerilim stresini azaltır.
Bir SPD, aşırı gerilimi yok etmez ve bir devre kesicinin, doğru topraklamanın ve eş potansiyel dengelemenin veya harici bir yıldırımdan korunma sisteminin yerini tutmaz. Bir elektrik koruma sistemindeki koordine edilmiş bir katmandır.
Çalışma prensibini öğrenmek yerine ürünleri değerlendiriyorsanız, VIOX aşırı gerilim koruyucu cihaz serisini inceleyin AC, DC ve fotovoltaik uygulamalar için.
Elektrik Sistemlerinde SPD Ne Anlama Gelir?
SPD, Surge Protective Device (Aşırı Gerilim Koruyucu Cihaz) anlamına gelir. Bu, elektrik standartlarında, teknik şartnamelerde, pano listelerinde ve ürün veri sayfalarında kullanılan terimdir. “Aşırı gerilim koruyucu” daha geniş kapsamlı günlük bir ifadeyken, SPD geçici aşırı gerilimi sınırlamak ve aşırı gerilim akımını iletmek üzere tasarlanmış bir cihaz için kullanılan daha hassas mühendislik terimidir.
Kelime geçici önemlidir. Bir SPD, kısa süreli gerilim bozulmalarına yanıt verir. Sürekli olarak çok yüksek veya çok düşük kalan bir beslemeyi düzenlemek için tasarlanmamıştır.
Sadece kısaltma ve terminolojiye ihtiyaç duyan okuyucular için bkz. Elektrikte SPD Tam Formu.
Bir SPD Ne Yapar ve Ne Yapmaz?
Bir SPD'yi anlamanın en kolay yolu, işlevini bitişik koruma işlevlerinden ayırmaktır.
| Koruma fonksiyonu | Ele aldığı konular | Yerine geçmediği durumlar |
|---|---|---|
| Aşırı gerilim koruyucu cihaz | Kısa süreli geçici aşırı gerilim ve ilişkili aşırı akım | Devre kesici, topraklama, eş potansiyel dengeleme, gerilim regülasyonu veya tam yıldırım koruması |
| Devre kesici veya sigorta | Sürekli aşırı akım ve kısa devre arızaları | Geçici gerilim sınırlaması |
| Topraklama ve eş potansiyel dengeleme sistemi | Referans potansiyeli, hata akımı yolu ve eş potansiyel dengeleme | Ekipman terminallerindeki geçici gerilimi sınırlayan bir cihaz |
| Gerilim regülatörü veya otomatik gerilim koruyucu | Cihaza bağlı olarak daha uzun süreli aşırı gerilim, düşük gerilim veya gerilim değişimi | Hızlı aşırı gerilim akımı yönlendirme |
| Harici yıldırımdan korunma sistemi | Doğrudan yıldırım akımının yapı dışında veya yapı üzerinden yakalanması ve iletilmesi | Güç ve sinyal devrelerine giren aşırı gerilimlerin dahili koordinasyonu |
Bir SPD, iletilen ve endüklenen aşırı gerilimleri sınırlayarak yıldırımdan korunmayı destekleyebilir, ancak bir SPD tek başına eksiksiz bir yıldırımdan korunma sistemi değildir. Benzer şekilde, bir devre kesici bir SPD için gerekli yedek korumayı sağlayabilir, ancak bu iki cihaz farklı işlevler yerine getirir.
Bir SPD Nasıl Çalışır?
Çoğu alçak gerilim güç SPD'si, korudukları devreye paralel bağlanır. Normal gerilim altında, aşırı gerilim sınırlayıcı elemanlar iletken olmayan durumda kalır veya çok yüksek bir empedans sunar. Gerilim, cihazın çalışma eşiğinin üzerine hızla yükseldiğinde, bu elemanlar durum değiştirir ve aşırı gerilim akımı için daha düşük empedanslı bir yol sağlar.
Çalışma sırası beş aşamada basitleştirilebilir:
- Normal çalışma: Sistem gerilimi SPD'nin sürekli çalışma aralığında kaldığından, koruma yolu bekleme modunda kalır.
- Geçici durum başlar: Yıldırım etkisi, anahtarlama, arıza giderme veya başka bir bozulma hızlı bir voltaj yükselmesine neden olur.
- SPD empedansı değiştirir: Voltaj sınırlayıcı veya voltaj anahtarlayıcı bir bileşen iletken hale gelir.
- Aşırı gerilim akımı koruma yolunu izler: Akım, SPD konfigürasyonu tarafından tanımlanan iletkenler arasında yönlendirilerek, akış yönündeki ekipman üzerindeki voltaj gerilimi azaltılır.
- SPD kendini yeniler veya bağlantıyı keser: Olaydan sonra, kullanılabilir durumdaki bir SPD bekleme moduna döner. Eğer bir koruyucu eleman güvensiz bir duruma ulaşmışsa, dahili bir ayırıcı onu izole edebilir ve durum göstergesini değiştirebilir.
Bu yanıt genellikle şu şekilde tanımlanır: kelepçeleme, ancak her SPD aynı dahili teknolojiyi veya yanıt modunu kullanmaz.
Yaygın Aşırı Gerilim Sınırlama Teknolojileri
| Teknoloji | Tipik davranış | Yaygın kullanım | Önemli sınır |
|---|---|---|---|
| Metal oksit varistör (MOV) | Gerilim yükseldikçe iletkenliği artar | AC ve DC güç SPD'leri | Biriken aşırı gerilim stresi elemanı bozabileceğinden, termal bağlantı kesme ve durum göstergesi önemlidir |
| Gaz deşarj tüpü (GDT) | Ark atlamasından sonra iletken bir deşarj durumuna geçer | Güç, telekom ve sinyal koruması | Takip akımı davranışı ve koordinasyon tasarıma bağlıdır |
| Geçici gerilim bastırıcı (TVS) diyot | Hızlı çığ kırpma sağlar | Hassas elektronikler ve alçak gerilim sinyal devreleri | Genellikle ana güç SPD'lerine göre daha düşük enerjili devrelere hitap eder |
Doğru bileşen kombinasyonu; sisteme, koruma moduna, enerji yüküne, artık gerilim gereksinimine ve geçerli ürün standardına bağlıdır. Sadece bileşen teknolojisi, eksiksiz bir seçim yöntemi değildir.
Aşırı Gerilim Akımı Nereye Gider?
Bir SPD'nin “aşırı gerilimi toprağa gönderdiği” yaygın olarak söylenir, ancak bu tanım eksiktir. Bir SPD, koruma modlarına bağlı iletkenler arasındaki gerilimi sınırlar. Elektrik sistemine ve SPD topolojisine bağlı olarak bu modlar şunları içerebilir:
- faz-nötr (L–N)
- faz-koruma topraklaması (L–PE)
- nötr-koruma topraklaması (N–PE)
- faz-faz (L–L)
- DC pozitif-DC negatif (DC+–DC−)
- bir DC iletkeni-koruma topraklaması
Aşırı gerilim akımı, mevcut koruma ve eşpotansiyel bağlama yolunu izler. Topraklama düzeninin, koruma modunun, iletken yönlendirmesinin ve SPD topolojisinin gerçek performansı etkilemesinin nedeni budur. Teknik olarak güçlü bir SPD, bağlantı yolu hızlı bir aşırı gerilim sırasında aşırı empedans eklerse yine de zayıf bir koruma sağlayabilir.
Geçici Aşırı Gerilime Ne Sebep Olur?
Geçici aşırı gerilim, normal çalışma seviyesinin üzerinde hızlı ve kısa süreli bir gerilim yükselmesidir. Bir güç devresi, fotovoltaik dizi, haberleşme kablosu, sensör hattı veya başka bir iletken yol üzerinden sisteme girebilir.
| Kaynak | Tipik mekanizma | Yaygın olarak maruz kalan sistemler |
|---|---|---|
| Yıldırım etkisi | Doğrudan kuplaj, endüklenmiş gerilim veya iletilen aşırı akım | Şebeke beslemeleri, dış mekan besleme hatları, PV dizileri, telekom ve sinyal hatları |
| Şebeke ve dağıtım anahtarlaması | Transformatör anahtarlaması, kondansatör bankası anahtarlaması, arıza giderme veya şebeke yeniden yapılandırması | Ana dağıtım ve tali panolar |
| Endüktif yük anahtarlama | Motorlarda, kontaktör bobinlerinde, solenoidlerde veya diğer endüktif yüklerde akımın hızlı kesilmesi | Endüstriyel kontrol panoları ve otomasyon sistemleri |
| Güç elektroniği anahtarlaması | Hızlı anahtarlama kenarları ve dönüştürücüler, sürücüler, eviriciler, UPS sistemleri ve şarj cihazları arasındaki etkileşimler | Endüstriyel sistemler, yenilenebilir enerji, EV şarjı ve veri altyapısı |
Bu kaynaklar özdeş dalga formları veya enerji seviyeleri oluşturmaz. Bu nedenle SPD seçimi, cihazın nereye kurulduğuna ve hangi aşırı gerilim ortamını karşılamasının beklendiğine bağlıdır.
Tip 1, Tip 2 ve Tip 3 SPD: Kısa Bir Kılavuz
SPD tipleri, ilgili standart kapsamında test edilmiş koruma rollerini tanımlar. Bunlar basit kalite dereceleri olarak görülmemelidir.
| SPD tipi | Genel koruma rolü | Yaygın kurulum bağlamı | Yaygın olarak incelenen değerler |
|---|---|---|---|
| Tip 1 | Kısmi yıldırım akımının beklenebileceği durumlarda yıldırım akımı görevini üstlenir | Servis girişi veya yıldırımdan korunma sınırı | Iimp ve ilgili test dalga formu, ayrıca gerilim ve kısa devre koordinasyonu |
| Tip 2 | Artık yıldırım etkilerine ve anahtarlama dalgalanmalarına karşı dağıtım seviyesinde koruma sağlar | Ana veya tali dağıtım panoları ve kontrol panelleri | In, Imax, Up, Uc/MCOV ve koordinasyon gereksinimleri |
| Tip 3 | Aşağı yönlü veya ekipman seviyesinde hassas koruma sağlar | Hassas ekipmanlara yakın, yukarı yönlü SPD'lerle koordineli | Kombine dalga performansı, koruma seviyesi ve kurulum koşulları |
| Tip 1+2 | Test edilmiş Tip 1 ve Tip 2 görevlerini tek bir üründe birleştirir | Her iki işlevi de gerektiren ana dağıtım noktaları | Iimp ile birlikte ilgili Tip 2 değerleri |
IEC ve UL tip tanımlamaları kendi standartları ve ürün işaretlemeleri kapsamında okunmalıdır; bunlar evrensel bir birebir dönüşüm tablosu değildir. Detaylı konum, dalga formu ve koordinasyon karşılaştırması için bkz. Tip 1 - Tip 2 - Tip 3 SPD.
Hangi SPD Değerleri Önemlidir?
Ön etiket birkaç gerilim ve akım değeri gösterebilir. Her biri farklı bir mühendislik sorusunu yanıtlar.
| Değer veya öğe | Yanıtladığı soru |
|---|---|
| Uc / MCOV | SPD, mevcut sistem geriliminde ve topraklama düzeninde sürekli olarak bağlı kalabilir mi? |
| Up / VPR | Tanımlanan test koşullarıyla ilişkili artık gerilim veya geçiş gerilimi nedir? Terminoloji, geçerli standarda bağlıdır. |
| İçinde | SPD hangi nominal deşarj akımı görevi için test edilmiştir? |
| Imax | Geçerli test yöntemi kapsamında beyan edilen maksimum Tip 2 tarzı deşarj akımı değeri nedir? |
| Iimp | SPD, Tip 1 yıldırım akımı görevi için tasarlanmış ve test edilmiş mi? |
| Kısa devre koordinasyonu | SPD kurulumu, mevcut hata akımı ve gerekli yedek koruma için uygun mu? |
| Koruma modu ve topoloji | Hangi iletken çiftleri korunuyor ve düzenleme topraklama sistemiyle uyumlu mu? |
| Durum göstergesi | Bakım personeli bağlantısı kesilmiş veya kullanım ömrü dolmuş bir modülü nasıl tanımlayabilir? |
Daha yüksek bir kA değeri otomatik olarak daha iyi bir seçim değildir. Etkileyici bir akım değerine sahip bir SPD; sürekli çalışma gerilimi, koruma seviyesi, topolojisi, kısa devre koordinasyonu veya kurulum yolu yanlışsa yine de uygun olmayabilir.
Kullanım Bir SPD Veri Sayfası Nasıl Okunur eksiksiz şartname iş akışı için. Şununla ilgili özel kılavuzlar: Uc ve Up ve In ve Imax karşılaştırması bu nominal değer çiftlerini daha ayrıntılı açıklayın.
AC, DC, PV ve Sinyal SPD'leri Birbirinin Yerine Kullanılamaz
“SPD”, tek bir evrensel ürünü değil, bir koruma işlevini tanımlar. Gerilim davranışı, yalıtım sistemi, hata koşulları, koruma modları ve test çerçevesi uygulamalara göre değişir.
| Uygulama | Seçimden önceki temel soru | Sıradaki VIOX kaynağı |
|---|---|---|
| AC alçak gerilim dağıtımı | Sistem gerilimi, topraklama düzeni, kurulum noktası ve gerekli SPD tipi nedir? | VIOX SPD ürün ailesi |
| PV DC devreleri | Maksimum PV gerilimi, DC topolojisi, yıldırım maruziyeti ve inverter/birleştirici konumu nedir? | Güneş Enerjisi Sistemi için SPD Nasıl Seçilir |
| EV, batarya ve endüstriyel DC sistemleri | Hangi DC gerilim sınıfı, hata ortamı, yalıtım düzeni ve ekipman sınırı geçerlidir? | DC Aşırı Gerilim Koruyucu Cihazlar Kılavuzu'nu |
| Telekom, veri ve kontrol hatları | Hangi sinyal gerilimi, arayüz, bant genişliği, ekranlama ve topraklama düzeni korunmalıdır? | Sinyal Aşırı Gerilim Koruyucu Seçim Kılavuzu |
Her iki ürün de benzer bir kA değeri gösterdiği için bir PV DC devresinde AC SPD kullanmak geçerli bir ikame değildir. Uygulamaya özel gerilim ve test gereksinimleri, veri sayfası ve ilgili standart üzerinden doğrulanmalıdır.
SPD Nereye Kurulur?
SPD'ler servis girişine, ana dağıtım panosuna, tali dağıtım panosuna, kontrol panosuna, ekipman sınırına, fotovoltaik birleştirici veya evirici arayüzüne ya da sinyal giriş noktasına kurulabilir. Doğru konum; maruziyete, sistem mimarisine, kablo güzergahına, ekipman hassasiyetine ve yukarı ve aşağı yöndeki koruma ile koordinasyona bağlıdır.
Kurulum, SPD performansının bir parçasıdır. Bağlantı iletkenleri üreticinin şemasına uygun olmalı ve gereksiz uzunluğu, döngüleri ve ortak empedansı en aza indirecek şekilde döşenmelidir. Gerekli durumlarda yedek sigortalar veya devre kesiciler, ürün talimatlarına ve mevcut kısa devre akımı koşullarına uygun olmalıdır.
Yerleştirme stratejisi için şunu kullanın: Bir Elektrik Panosuna SPD'ler Nereye Kurulur?. Kesici bağlantısı ve yedek koruma ile ilgili ayrı soru için şuraya bakın: Bir SPD Mevcut Bir Devre Kesiciye Bağlanabilir mi?.
“SPD Nedir?” Sorusundan Doğru Mühendislik Kararına Nasıl Geçilir?
Çalışma prensibi netleştikten sonra, bir sonraki görevinizle eşleşen soruyu kullanın:
| Bir sonraki sorunuz | Bu sayfayı kullanın |
|---|---|
| Her koruma kademesinde hangi Tip kurulmalıdır? | Tip 1 - Tip 2 - Tip 3 SPD |
| Etiket ve veri sayfası nasıl yorumlanmalıdır? | Bir SPD Veri Sayfası Nasıl Okunur |
| Bir SPD, parafudrdan nasıl farklıdır? | SPD ve Parafudr |
| SPD, bir pano sisteminde nereye yerleştirilmelidir? | SPD'ler Nereye Kurulur |
| Hangi hatalar kurulumu zayıflatabilir? | SPD Kurulum Hataları ve Çözümleri |
| Hangi AC, DC veya PV ürün aileleri mevcuttur? | VIOX Aşırı Gerilim Koruyucu Cihazlar |
Doğru bir sonraki adım, en büyük akım değerini seçmek değildir. Ürün değerlerini karşılaştırmadan önce elektrik sistemi, kurulum noktası, maruziyet, korunan ekipman, geçerli standart ve gerekli koruma modlarını tanımlamaktır.
