Túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) főbb paraméterei és vizsgálati szabványai

Túlfeszültség-védelmi eszköz (SPD): Egy eszköz a tranziens túlfeszültségek korlátozására és a túlfeszültség-áramok elvezetésére. Az SPD-ket elsősorban kisfeszültségű elosztórendszerekben és információs rendszerekben alkalmazzák villámtúlfeszültségek, kapcsolási túlfeszültségek, villámcsapások elektromágneses impulzusai (LEMP) és elektromágneses interferencia (EMI) impulzusok elleni védelemre. Az ilyen túlfeszültségek elleni nagyfeszültségű oldali védelemhez túlfeszültség-levezetőket használnak.

I. A túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) főbb paraméterei

1. Maximális folyamatos üzemi feszültség (Uc): Az SPD védelmi módjára folyamatosan alkalmazható maximális négyzetes középfeszültség (RMS) vagy egyenfeszültség. Ez lényegében az SPD névleges feszültsége. Az Uc érték befolyásolja mind az SPD élettartamát, mind a feszültségvédelmi szintjét. Magasabb Uc érték kiválasztása meghosszabbíthatja a termék élettartamát, de növeli a maradékfeszültséget is, ami káros a védett berendezésre.

2. Névleges kisülési áram (hüvelyk): Egy 8/20 μs-os áramhullám csúcsárama, amelyet az SPD elbír. Ezt a paramétert II. osztályú vizsgálatokhoz használják, és előfeltételként szolgál az I. és II. osztályú vizsgálatokhoz is. Az SPD-szabványok egy sor In értéket határoznak meg, és a gyártók kiválasztják a megfelelő In szintet a vizsgálathoz. Miután az SPD megfelelt a vizsgálaton, az In értékét hivatalosan a kiválasztott szintként jelölik meg.

3. Maximális kisülési áram (Imax) II. osztályú vizsgálatoknál: Egy 8/20 μs-os áramhullám csúcsárama, amelyet az SPD képes kezelni. Bár a definíció hasonló az In definíciójához, az SPD-szabványok külön sorozatokat határoznak meg az In és az Imax számára, ahol az Imax > In ugyanarra az osztályra vonatkozik. Egy adott In szinten a teszt sikeres teljesítése nem garantálja, hogy az SPD a megfelelő Imax szinten is sikeres lesz, mivel a tesztfeltételek (áram nagysága és impulzusok száma) eltérőek.

4. Impulzusáram (Iimp): Az SPD 10/350 μs-os villámáram-hullámmal szembeni ellenállását két paraméter jellemzi: a csúcsáram (Icsúcs) és a töltés (Q). Ezt a paramétert I. osztályú vizsgálatokhoz használják.

5. Feszültségvédelmi szint (fel): Más néven maradékfeszültség, ez az SPD-n lévő feszültségre utal, amikor az aktiválás után egy meghatározott hullámformájú csúcsáram folyik át rajta. Az Up értékének alacsonyabbnak kell lennie, mint a védett berendezés áteresztőképességi feszültsége. A GB50343-2012 *Épületek elektronikus információs rendszereinek villámvédelmére vonatkozó műszaki előírás* meghatározza a kisfeszültségű elosztórendszerek különböző szakaszaira vonatkozó lökőfeszültség-állósági szinteket. A berendezés gyártó által megadott névleges lökőfeszültség-állósága (Uw) jelzi a túlfeszültségekkel szembeni szigetelési képességét. Ezért az SPD kiválasztásának biztosítania kell az Up

II. Túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) releváns vizsgálatai

A fenti szakaszok I. és II. osztályú teszteket említenek. Az alábbiakban a tesztmódszerek láthatók:
1. I. osztályú teszt: Névleges kisülési árammal (In), 1,2/50 μs feszültségimpulzussal és maximális lökőárammal (Iimp) (10/350 μs villámáram-hullám) vezetve. Ha a 10 ms alatt átvitt töltés Q, akkor a csúcsáram Ipeak = 0,5Q.
2. II. osztályú teszt: Névleges kisülési árammal (In), 1,2/50 μs feszültségimpulzussal és maximális kisülési árammal (Imax) (8/20 μs áramhullám) vezetve.
3. III. osztályú teszt: Kombinált hullámmal vezetve, amelyet egy 2Ω-os kombinált hullámgenerátor generál, 1,2/50 μs nyitott áramköri feszültségként (Uoc) és 8/20 μs rövidzárlati áramként (Isc) definiál.

Ezek a vizsgálati kategóriák nem hierarchikusak, így nem hasonlíthatók össze közvetlenül. A gyártók bármelyik vizsgálati osztályt választhatják validálásra. Az épületvillamossági tervezés során azonban az I. vagy II. osztályba tartozó SPD-k kiválasztásának meg kell felelnie a következőknek:

IEC 61024: Az épületekben a villámcsapások elleni védelemmel kapcsolatos, beleértve a villámvédelmi rendszer (LPS) védelmi szintjeinek kiválasztását.

IEC 61312: A villámcsapások elektromágneses impulzusai (LEMP) elleni védelmet tárgyalja, beleértve az épületárnyékolásra, földelésre és potenciálkiegyenlítésre vonatkozó követelményeket.

IEC 62305: Útmutatót ad a villámvédelmi rendszerek tervezéséhez, összefoglalva a villámvédelem általános alapelveit és követelményeit.