Belangrijkste parameters en testnormen voor overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's)
Overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD): Een apparaat dat wordt gebruikt om tijdelijke overspanningen te beperken en piekstromen af te leiden. SPD's worden voornamelijk gebruikt in laagspanningsdistributiesystemen en informatiesystemen ter bescherming tegen blikseminslag, schakeloverspanning, bliksem-elektromagnetische pulsen (LEMP) en elektromagnetische interferentie (EMI). Voor bescherming aan de hoogspanningszijde tegen dergelijke overspanningen worden in plaats daarvan overspanningsbeveiligers gebruikt.
I. Belangrijkste parameters van overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's)
1. Maximale continue bedrijfsspanning (Uc): De maximale effectieve gelijkspanning (RMS) of gelijkspanning die continu kan worden toegevoerd aan de beveiligingsmodus van de overspanningsbeveiliging (SPD). Dit is in feite de nominale spanning van de SPD. De Uc-waarde beïnvloedt zowel de levensduur van de SPD als het spanningsbeveiligingsniveau. Het kiezen van een hogere Uc-waarde kan de levensduur van het product verlengen, maar verhoogt ook de restspanning, wat schadelijk is voor de beveiligde apparatuur.
2. Nominale ontlaadstroom (In): De piekstroom van een stroomgolf van 8/20 μs die de SPD kan weerstaan. Deze parameter wordt gebruikt voor klasse II-testen en dient tevens als voorconditioneringscriterium voor klasse I- en II-testen. SPD-normen definiëren een reeks In-waarden, en fabrikanten selecteren een geschikte In-waarde voor de testen. Zodra de SPD de test doorstaat, wordt de In-waarde officieel vastgesteld als de geselecteerde waarde.
3. Maximale ontlaadstroom (Imax) bij klasse II-tests: De piekstroom van een stroomgolf van 8/20 μs die de SPD aankan. Hoewel de definitie vergelijkbaar is met In, hanteren SPD-normen aparte series voor In en Imax, waarbij Imax > In voor dezelfde klasse. Het slagen voor een test op een bepaald In-niveau garandeert niet dat de SPD ook slaagt voor het corresponderende Imax-niveau, aangezien de testomstandigheden (stroomsterkte en aantal impulsen) verschillen.
4. Impulsstroom (Iimp): Het vermogen van de SPD om een bliksemstroomgolf van 10/350 μs te weerstaan, wordt gekarakteriseerd door twee parameters: piekstroom (Ipeak) en lading (Q). Deze parameter wordt gebruikt voor klasse I-testen.
5. Spanningsbeveiligingsniveau (omhoog): Ook wel restspanning genoemd, verwijst dit naar de spanning over de SPD wanneer er na activering een gespecificeerde piekstroomgolf doorheen loopt. Up moet lager zijn dan de doorslagspanning van de beveiligde apparatuur. GB50343-2012 *Technische code voor bliksembeveiliging van gebouwgebonden elektronische informatiesystemen* specificeert de impulsdoorslagspanningsniveaus voor verschillende fasen van laagspanningsdistributiesystemen. De nominale impulsdoorslagspanning (Uw) van de apparatuur, zoals opgegeven door de fabrikant, geeft de isolatiecapaciteit tegen overspanningen aan. Daarom moet bij de selectie van een SPD ervoor gezorgd worden dat Up
II. Relevante tests voor overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's)
In de bovenstaande paragrafen worden klasse I- en klasse II-testen genoemd. Hieronder volgen de testmethoden:
1. Klas I-toets: Uitgevoerd met behulp van de nominale ontladingsstroom (In), een spanningsimpuls van 1,2/50 μs en de maximale impulsstroom Iimp (bliksemstroomgolf van 10/350 μs). Als de lading die binnen 10 ms wordt overgedragen Q is, dan is de piekstroom Ipeak = 0,5Q.
2. Klasse II-test: Uitgevoerd met behulp van de nominale ontladingsstroom (In), een spanningsimpuls van 1,2/50 μs en de maximale ontladingsstroom Imax (stroomgolf van 8/20 μs).
3. Klasse III-test: Uitgevoerd met behulp van een combinatiegolf, gedefinieerd als een open-circuitspanning (Uoc) van 1,2/50 μs en een kortsluitstroom (Isc) van 8/20 μs, gegenereerd door een 2 Ω combinatiegolfgenerator.
Deze testcategorieën zijn niet hiërarchisch en kunnen daarom niet direct met elkaar worden vergeleken. Fabrikanten kunnen elke testklasse kiezen voor validatie. Bij het ontwerpen van elektrische installaties in gebouwen moet de selectie van overspanningsbeveiligingen (SPD's) die getest zijn volgens klasse I of klasse II echter voldoen aan de volgende eisen:
IEC 61024: Betreft de bescherming van personen tegen blikseminslagen in gebouwen, met name de selectie van beschermingsniveaus voor bliksembeveiligingssystemen (LPS).
IEC 61312: Dit document behandelt de bescherming tegen elektromagnetische pulsen van bliksem (LEMP), inclusief de eisen voor afscherming van gebouwen, aarding en potentiaalvereffening.
IEC 62305: Biedt richtlijnen voor het ontwerp van bliksembeveiligingssystemen en bundelt algemene principes en eisen voor bliksembeveiliging.
