Hoe kies je de juiste overspanningsbeveiliging (SPD)?

In hoeveel categorieën kunnen overspanningsbeveiligers worden onderverdeeld?

Type 1 (Spanningsschakelend type)

• Functie:
  Voornamelijk gebruikt voor het afvoeren van grote stromen (10/350 μs golfvorm) afkomstig van directe of geïnduceerde blikseminslagen.
  Doorgaans toegepast bij de hoofdaansluiting voor stroomdistributie in gebouwen (overgangszone van LPZ0 naar LPZ1).
• Werkingsprincipe:

Hoge impedantie in normale toestand: 

Als er geen spanningspiek is, blijft de SPD in een hoge-impedantiestand en heeft dit geen invloed op het circuit.
Lage impedantie bij activering:

Wanneer de piekspanning de drempelwaarde overschrijdt (bijvoorbeeld 4 kV), breekt de interne gasontladingsbuis (GDT) of vonkbrug door, waardoor een pad met lage impedantie ontstaat om direct stromen van tientallen kA af te voeren.
Vervolgens doven van de vlamboog: Nadat de spanningspiek is verdwenen, keert de GDT door middel van zelfherstel terug naar een hoge-impedantiestand.

• Kerncomponenten:

Gasontladingsbuis (GDT):Geleidt door ionisatie van inert gas.
Spark Gap:Ontladingen door luchtontlading, met een hoog stroombelastbaar vermogen (kan meer dan 100 kA bedragen).

Type 2 (Spanningsbegrenzend type)

• Functie:

Beschermt tegen geïnduceerde blikseminslag en schakeloverspanningen (8/20 μs golfvorm).

Gebruikt in verdeelborden.

• Werkingsprincipe:

Niet-lineaire impedantiekarakteristiek: 

Wanneer de piekspanning stijgt, daalt de impedantie van de interne varistor (MOV) abrupt, waardoor de spanning tot een veilig niveau wordt beperkt (bijv. Up ≤ 1,5 kV).

Continue ontlading: 

De MOV kan herhaaldelijk matige stromen (20-40 kA) ontladen, maar hoge stromen kunnen de prestaties ervan verslechteren.

• Kerncomponent:

Metaaloxidevaristor (MOV):Samengesteld uit zinkoxide (ZnO)-deeltjes, een spanningsgevoelig halfgeleiderapparaat.

Type 3 (gecombineerde of fijne bescherming)

• Functie

Snelle reactie:Maakt gebruik van TVS-diodes of MOV+TVS-combinaties met een reactietijd van ≤1 ns.

Ultralage klemspanning (bijv. Up ≤ 0,8 kV), waardoor de veiligheid van gevoelige apparatuur gewaarborgd is.

Kerncomponent:

Transient Voltage Suppression (TVS) diode:Maakt gebruik van het lawine-effect in de PN-junctie voor een extreem snelle respons, maar heeft een beperkte stroomverwerkingscapaciteit (

Het kiezen van de juiste overspanningsbeveiliging is cruciaal. Hoe selecteer je er een voor verschillende situaties?

1.Definieer de beveiligingsvereisten.

1.1 Identificeer bronnen van spanningspieken

Directe blikseminslag (bijv. een gebouw dat getroffen wordt):  Vereist een type 1 SPD (10/350 μs golfvorm).

Geïnduceerde blikseminslag of schakeloverspanningen (bijv. netschommelingen, opstarten/uitschakelen van apparatuur): Vereist een type 2 of type 3 SPD (8/20 μs golfvorm).

1.2 Beschermingszones bepalen (LPZ)

LPZ0 → LPZ1 zone (bijv. hoofdvoedingsingang):

 Type 1 of Type 1+2 hybride SPD.

LPZ1 → LPZ2 zone (bijv. vloerverdeelpaneel):

Type 2 SPD.

LPZ2 → LPZ3-zone (bijv. apparatuurfront-end):

Type 3 of precisie-SPD.

2.Selectie van belangrijke parameters

2.1Maximale continue bedrijfsspanning (Uc)

2.1.1 Moet hoger zijn dan de nominale spanning van het systeem (bijvoorbeeld, voor een 385V-systeem, selecteer Uc ≥ 385V).

2.2.2 Houd rekening met netschommelingen (±10~20%).

2.2Spanningsbeveiligingsniveau (omhoog)

2.2.1 Lower Up biedt betere bescherming, maar moet overeenkomen met de doorslagspanning van de te beschermen apparatuur.

2.2.2 Algemene regel: Up ≤ 80% van de doorslagspanning van de apparatuur (bijvoorbeeld: als de apparatuur 2,5 kV aankan, kies dan Up ≤ 2,0 kV).

2.3 Stroomverwerkingscapaciteit (In / Imax)

• Type 1: In ≥ 12,5 kA (10/350 μs golfvorm).
• Type 2: Hoofdverdeelpaneel: Imax ≥ 40kA (8/20μs).

Subdistributiepaneel: Imax ≥ 20kA (8/20μs).

• Type 3: In ≥ 5kA (combinatiegolf).

2.4 reactietijd

Standaard SPD's: ≤25ns.

Voor precisieapparatuur kunt u het beste kiezen voor snellere opties (bijv. TVS-diodes, ≤1 ns).

3.Selectie op basis van toepassingsscenario

3.1Voedingssystemen

3.1.1 Hoofdverdeelpaneel: Type 1+2 hybride SPD (bijv. Imax = 100 kA, Up ≤ 2,5 kV).

3.1.2 Subdistributiepaneel: Type 2 SPD (bijv. Imax = 40 kA, Up ≤ 1,8 kV).

3.1.3 Apparatuurzijde: Type 3 of op een stopcontact gemonteerde SPD (bijv. Omhoog ≤ 1,2 kV).

3.2 Signaal-/communicatielijnen

3.2.1 Gebruik specifieke signaal-SPD's die overeenkomen met de interfacetypes (bijv. RJ45, RS485).

Let op de transmissiesnelheid en het invoegverlies (als u een gigabitnetwerk gebruikt, kies dan een model dat geschikt is voor hoge frequenties).

3.3 PV/DC-systemen

Selecteer DC-overspanningsbeveiligingen met een Uc-waarde van ≥ 1,2 × de maximale systeemspanning.