Współczesny człowiek, starając się nadążyć z duchem czasu, nasyca swój dom urządzeniami elektrycznymi o różnym przeznaczeniu. Ale nie każdy właściciel domu myśli, że w przypadku nawet bardzo krótkotrwałego napięcia impulsowego w sieci, które jest kilkakrotnie wyższe od nominalnego, może zawieść cała jego droga flota elektryczna i elektroniczna. Co ciekawe, wpływ przepięcia na odbiorniki elektryczne jest szkodliwy, ponieważ uszkodzony sprzęt z reguły nie nadaje się do naprawy. Ta siła wyższa, choć nieczęsta, ale gwarantowana, może być wynikiem przepięć w sieci spowodowanych burzami, nakładaniem się faz awaryjnych lub procesami przełączania. Tak zwane urządzenia przeciwprzepięciowe przeznaczone są do ochrony urządzeń elektrycznych. Zasada działania SPD, klasy i różnice między nimi omówiono poniżej.
Klasyfikacja SPD
Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej to szerokie i uogólnione pojęcie. Ta kategoria urządzeń obejmuje urządzenia, które można podzielić na klasy:
- I klasa. Przeznaczone są do ochrony przed bezpośrednim oddziaływaniem wyładowania atmosferycznego. Urządzenia te muszą być wyposażone w urządzenia wejściowe-rozdzielcze (ASU) budynków administracyjnych i przemysłowych oraz budynków mieszkalnych.
- II klasa. Zapewniają ochronę elektrycznych sieci rozdzielczych przed przepięciami wywołanymi procesami łączeniowymi, a także pełnią funkcje drugiego stopnia ochrony przed skutkami uderzenia pioruna. Montowany i podłączony do sieci w rozdzielnicach.
- III klasa. Służą do ochrony sprzętu przed przepięciami spowodowanymi przepięciami szczątkowymi i asymetrycznym rozkładem napięcia między fazą a przewodem neutralnym. Urządzenia tej klasy pracują również w trybie filtrów szumów wysokiej częstotliwości. Najbardziej odpowiednie dla warunków prywatnego domu lub mieszkania, są podłączane i instalowane bezpośrednio u konsumentów. Szczególną popularnością cieszą się urządzenia, które produkowane są jako moduły wyposażone w szybkozłączkę do montażu na lub posiadają konfigurację gniazd elektrycznych lub wtyków zasilających.
Typy urządzeń
Wszystkie urządzenia zapewniające ochronę przeciwprzepięciową dzielą się na dwa typy, różniące się konstrukcją i zasadą działania. Zastanów się, jak działają różne typy SPD.
Zawory i iskierniki. Zasada działania ograniczników opiera się na wykorzystaniu efektu iskierników. Konstrukcja ograniczników przewiduje szczelinę powietrzną w zworce łączącej fazy linii elektroenergetycznej z pętlą masy. Przy nominalnej wartości napięcia obwód w zworki jest uszkodzony. W przypadku wyładowania piorunowego, w wyniku którego dochodzi do przebicia szczeliny powietrznej w linii elektroenergetycznej, obwód między fazą a ziemią zamyka się, impuls wysokiego napięcia trafia bezpośrednio do ziemi. Konstrukcja ogranicznika zaworowego w obwodzie z iskiernikiem przewiduje rezystor, na którym wygaszony jest impuls wysokiego napięcia. Ograniczniki w większości przypadków stosowane są w sieciach wysokiego napięcia.
Ograniczniki przepięć (SPD). Urządzenia te zastąpiły przestarzałe i nieporęczne ograniczniki. Aby zrozumieć, jak działa ogranicznik, należy pamiętać o właściwościach rezystorów nieliniowych, zbudowanych na podstawie ich charakterystyk prądowo-napięciowych. Warystory są używane jako rezystory nieliniowe w SPD. Dla osób nie mających doświadczenia w zawiłościach elektrotechniki trochę informacji o tym, z czego się składa i jak działa. Głównym materiałem do produkcji warystorów jest tlenek cynku. W mieszaninie z tlenkami innych metali powstaje zespół składający się ze złączy p-n, który ma charakterystykę prądowo-napięciową. Gdy wartość napięcia w sieci odpowiada parametrom nominalnym, prąd w obwodzie warystora jest bliski zeru. W momencie przepięcia na złączach p-n następuje gwałtowny wzrost prądu, co prowadzi do spadku napięcia do wartości nominalnej. Po normalizacji parametrów sieci warystor powraca do stanu nieprzewodzącego i nie ma wpływu na pracę urządzenia.
Kompaktowe wymiary ograniczników przepięć oraz szeroka gama odmian tych urządzeń pozwoliły znacznie rozszerzyć zakres tych urządzeń, stało się możliwe zastosowanie SPD jako środka ochrony przeciwprzepięciowej w prywatnym domu lub mieszkaniu. Jednak ograniczniki przepięć montowane na warystorach, pomimo wszystkich swoich zalet w porównaniu z ogranicznikami, mają jedną istotną wadę - ograniczenie żywotności. Ze względu na wbudowane w nie zabezpieczenie termiczne, urządzenie nie działa przez pewien czas po pracy, z tego powodu na obudowie SPD znajduje się szybkozłączka, która pozwala na szybką wymianę modułu.
Możesz dowiedzieć się więcej o tym, czym jest SPD i jakie jest jego przeznaczenie z filmu:
Jak zorganizować ochronę?
Przed przystąpieniem do instalacji i podłączenia urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej jest to konieczne, w przeciwnym razie wszelkie prace nad rozmieszczeniem SPD stracą sens. Klasyczny schemat zapewnia 3 poziomy ochrony. Na wejściu zainstalowane są ograniczniki (klasa SPD I) zapewniające ochronę odgromową. Kolejnym urządzeniem ochronnym jest klasa II, zwykle ogranicznik przepięć jest podłączony w rozdzielnicy domu. Stopień jego ochrony powinien zapewniać redukcję wielkości przepięcia do parametrów bezpiecznych dla sprzętu AGD i sieci oświetleniowej. W bezpośrednim sąsiedztwie produktów elektronicznych wrażliwych na wahania prądu i napięcia pożądana jest klasa III.