Wat zijn de verschillen tussen overspanningsbeveiligingsapparaten en stroomonderbrekers?
- Verschillen tussen overspanningsbeveiligingsapparaten en stroomonderbrekers
1.1 overspanningsbeveiligingsapparaat
Een overspanningsbeveiliging (SPD), ook wel bekend als laagspanningsbliksemafleider of laagspanningsoverspanningsbeveiliging, is een apparaat dat wordt gebruikt om overspanningen te beperken die worden veroorzaakt door sterke, tijdelijke overspanningen in elektrische circuits of communicatielijnen, en zo de apparatuur te beschermen. Het werkingsprincipe is dat wanneer er een tijdelijke overspanning of overstroom in het circuit optreedt, de overspanningsbeveiliging snel geleidt en de overspanning naar aarde afleidt.
Afhankelijk van het type apparatuur dat beschermd moet worden, kunnen overspanningsbeveiligingsapparaten worden onderverdeeld in twee categorieën: overspanningsbeveiligingsapparaten voor stroomvoorziening en overspanningsbeveiligingsapparaten voor signaalvoorziening. Overspanningsbeveiligingsapparaten voor stroomvoorziening kunnen verder worden onderverdeeld op basis van de beschermingscapaciteit in Type 1, Type 2, Type 3 en Type 4. Overspanningsbeveiligingsapparaten voor signaalvoorziening omvatten netwerksignaalbeveiligingsapparaten, videobeveiligingsapparaten, 3-in-1 bewakingsbeveiligingsapparaten, besturingssignaalbeveiligingsapparaten en RF-signaalbeveiligingsapparaten (antenne-voedingsapparaten).
1.2 Stroomonderbreker
Een stroomonderbreker, ook wel luchtschakelaar genoemd, is een veiligheidsvoorziening die in elektrische systemen wordt gebruikt. Deze onderbreekt automatisch het circuit wanneer de stroomsterkte een ingestelde limiet overschrijdt. Dit beschermt elektrische circuits en apparatuur tegen problemen zoals kortsluiting of overbelasting.
Stroomonderbrekers worden vaak gebruikt om de stroomtoevoer te regelen in bijvoorbeeld verlichtingssystemen of pompkamers. Het apparaat werkt op basis van warmte. Wanneer er te veel stroom door de stroomonderbreker loopt, ontstaat er warmte. Deze warmte zorgt ervoor dat een metalen strip in de stroomonderbreker buigt. Daardoor schakelt de stroomonderbreker uit en wordt de stroomtoevoer onderbroken. Dit voorkomt schade aan de apparatuur door overmatige stroom.
- Verschillen tussen de twee apparaten
2.1 De werkingsprincipes zijn verschillend: een overspanningsbeveiliging geleidt stroom wanneer er een tijdelijke overspanning in het circuit optreedt en voert de overtollige spanning af naar aarde. Een stroomonderbreker daarentegen onderbreekt automatisch het circuit wanneer de stroom de nominale limiet overschrijdt, waardoor elektrische apparatuur wordt beschermd.
2.2 De beveiligingsfuncties zijn verschillend: een overspanningsbeveiliging is ontworpen om elektrische en communicatieapparatuur te beschermen tegen schade door overspanningen binnen het circuit. Een stroomonderbreker daarentegen beschermt het circuit tegen storingen zoals kortsluiting en overbelasting.
De beschermingsbereiken verschillen: een overspanningsbeveiliging kan zowel stroomvoorzieningssystemen als communicatielijnen beschermen. Een stroomonderbreker is beperkt tot het beschermen van elektrische apparatuur die op het stroomcircuit is aangesloten.
- Basiskennis voor de selectie van overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD's)
Belangrijke selectiefactoren voor overspanningsbeveiliging zijn onder andere de volgende:
Het spanningsbeveiligingsniveau (Up) moet worden gekozen op basis van de doorslagspanning van de te beveiligen apparatuur. Dit zorgt ervoor dat de beveiligingsspanning lager is dan de doorslagspanning van de isolatie, waardoor de apparatuur wordt beschermd tegen schade door overspanning. De Up-waarde moet lager zijn dan 80% van de doorslagspanning van de isolatie van de te beveiligen apparatuur. In een verdeelkast in een woongebouw wordt bijvoorbeeld meestal een Up-waarde tussen 1,5 kV en 2,5 kV gekozen. Bij de beveiliging van gevoelige elektronische apparatuur, zoals domoticasystemen, moet een lagere Up-waarde worden gekozen.
De maximale continue bedrijfsspanning (Uc) geeft de maximale effectieve wisselspanning (AC) of gelijkspanning (DC) aan die de overspanningsbeveiliging gedurende een langere periode veilig kan weerstaan. Deze waarde moet hoger zijn dan de maximale continue bedrijfsspanning die in het systeem kan voorkomen en wordt over het algemeen gekozen op basis van de nominale spanning van het systeem. In een 220V/380V-voedingsnet voor woningen wordt doorgaans een Uc-waarde van 385V of 420V gekozen. In een fotovoltaïsch systeem moet de Uc-waarde van de overspanningsbeveiliging worden gekozen op basis van de maximale ingangsspanning van de fotovoltaïsche omvormer. Wanneer het voedingssysteem grote spanningsschommelingen kent, moet een hogere Uc-waarde worden gekozen.
De ontladingscapaciteit verwijst naar de maximale piekstroom die de overspanningsbeveiliging (SPD) kan weerstaan tijdens een enkele piekbelasting. Deze omvat de nominale ontladingsstroom (In) en de maximale ontladingsstroom (Imax). De keuze moet gebaseerd zijn op de installatielocatie en de potentiële intensiteit van blikseminslagen. Zo is bijvoorbeeld bij de hoofdschakelkast een grotere ontladingscapaciteit vereist, terwijl bij de eindschakelkast een kleinere capaciteit volstaat. De nominale ontladingsstroom (In) geeft het niveau van de piekstroom aan dat de SPD herhaaldelijk kan weerstaan zonder schade. De keuze van In hangt af van factoren zoals locatie, hoogte, omgeving en het vereiste bliksembeveiligingsniveau. In stedelijke gebieden met hoge gebouwen in de omgeving kan In worden gekozen als 20 kA; in open gebieden of regio's met frequente bliksemactiviteit moet In 30 kA of hoger zijn.
De maximale ontlaadstroom (Imax) vertegenwoordigt de maximale piekstroom die de overspanningsbeveiliging (SPD) in één keer kan weerstaan. De keuze hiervoor is vergelijkbaar met die van In, maar er moet ook rekening worden gehouden met de installatieomgeving, het belang van het gebouw en de waarde van de apparatuur. Voor gewone woongebouwen kan Imax tussen de 40 kA en 60 kA worden gekozen; voor luxe woongebouwen of locaties met kritische apparatuur moet Imax 80 kA of hoger zijn.
De reactietijd geeft aan hoe snel de overspanningsbeveiliging (SPD) reageert op blikseminslagen. Hoe korter de reactietijd, hoe beter. Over het algemeen wordt aanbevolen om SPD's te kiezen met een reactietijd van minder dan 25 ns om een snelle onderdrukking en afvoer van blikseminslagen te garanderen en mogelijke schade aan apparatuur te minimaliseren.