Paidong Industrial Zone Qiligang,Yueqing City,Zhejiang province,China.
Überspannungsschutzgeräte sind Bauteile, die in Daten- und Stromversorgungssystemen zum Schutz der Hardware verwendet werden. Sie wirken in Niederleistungsschaltungen. Ihre Funktion besteht jedoch darin, die Zerstörung oder Störung aufgrund von transienten Überspannungen zu verhindern.
SPDs entfernen elektrische Stöße oder Impulse, indem sie als geringer Widerstandsweg dienen. So werden transiente Spannungen in Ströme umgewandelt und entlang des Erdungsleiters umgeleitet. Dies geschieht, um den Angriff auf die Übertragungsleitung zu verringern. Dieses Gerät ist parallel zu den Stromversorgungsschaltungen der Lasten angeschlossen, die es schützen soll. Dies ist die am weitesten verbreitete und effektivste Methode zum Schutz vor unbalancierten Spannungen.
Überspannungstransiente Spannungen werden durch das Schaltvorgangs elektrischer Lasten in einem Gebäude sowie durch magnetische und induktive Kopplung verursacht, die durch das Entstehen von Magnetfeldern bei großen Stromflüssen entstehen. Statische Elektrizität und Gewitter können auch zu Überspannungen führen. Blitzschlag ist eine wichtige Quelle elektromagnetischer Störungen in elektrotechnischen Systemen.
Es gibt zwei Arten von Blitzeinschlägen:
1. Der Blitzweg ist direkt mit den Übertragungsleitungen des Stromaufbaus verbunden.
2. Elektromagnetische Kopplung von Energie in Stromnetzleiter durch nahe Blitzentladungen emittierte Strahlenenergie verursacht.
Das Prinzip des Betriebs von Überspannungsschutzgeräten (SPDs) zielt darauf ab, elektrotechnische Systeme vor transienten Überspannungen, auch bekannt als Überspannungen, zu schützen. Der Hauptgedanke besteht darin, diese Spannungsspitzen entweder umzuleiten oder die Überspannungsstrom zu begrenzen. So funktioniert es:
Metalloxidschalter (MOV): Einer der häufigsten Bestandteile innerhalb eines SPDs ist der Metalloxivarsistor. Ein Varistor ist ein elektronisches Bauelement mit einer Widerstand, der sich mit der angelegten Spannung ändert und eine nichtlineare, nicht-ohmische Strom-Spannungscharakteristik aufweist. Wenn die Spannung normal ist, hat der MOV einen sehr hohen Widerstand und ermöglicht die normale Funktionsweise des elektrotechnischen Systems. Jedoch bei einem Überspannungsereignis fällt der Widerstand des MOV dramatisch, wird sehr gering. Diese Veränderung ermöglicht es dem MOV, überschüssige Spannungen “aufzunehmen” und dann als “Shunt” durch Umleiten des überschüssigen Stroms weg von der geschützten Last und sicher zur Erde zu agieren.
Wie SPDs Strom umleiten: 1. Wenn ein Spannungssprung auftritt, reagiert das SPD schnell und erstellt einen geringeren Widerstandspfad (niedrigeren Widerstand) zur Erde. 2. Dies leitet den Impulsstrom weg von den kritischen Lasten. 3. Indem der Strom umgeleitet wird, reduziert das SPD auch die auf die verbundene Ausrüstung übertragene Spannung auf einen sichereren Niveau.
Andere Bestandteile von SPDs: SPDs können je nach spezifiziertem Design und Schutzbedarf auch Gasentladungsrohre (GDTs), Silikonlawinendioden (SADs) oder Transient Voltage Suppressor (TVS)-Dioden verwenden.
Ergebnis der SPD-Aktion: Durch diese Funktion schützen SPDs sensible elektronische Geräte vor Spannungsspitzen, die durch Blitzeinschläge, Stromstöße und andere Arten von elektrischen Störungen verursacht werden. Das Ziel ist es, diese Transiente davon abzuhalten, Schäden oder Betriebsprobleme zu verursachen, um die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern und ihre Funktionalität zu gewährleisten.
Auswahl von SPD: Die richtige Auswahl eines SPD basiert auf mehreren Faktoren, einschließlich des Standorts im elektrotechnischen System, der erwarteten Überspannungen und der Anfälligkeit der verbundenen Ausrüstung. Die Auswahlkriterien beinhalten das Maximale Kontinuierliche Betriebsspannung (MCOV) des SPD, den Nominalentladungsstrom (In) und die Spannungsschutzklasse (VPR) unter anderem Parametern.
1. SPD Typ 1
SPD Typ 1 werden an der Anschlussstelle des Gebäudes elektrischem System installiert. Ihre Hauptfunktion ist es, großen Überspannungen, die typischerweise von externen Quellen stammen, wie direkter Blitzeinschläge, entgegenzuwirken. Sie sind die erste Verteidigungslinie und können hochenergetische Impulse abdämpfen. In Bezug auf die Installation werden Typ 1 SPD an der Leitungsseite des Hauptverteilungsschilds montiert, zwischen dem Strommast und dem Punkt, an dem der Stromversorgung das Gebäude betritt.
2. SPD Typ 2
SPD Typ 2 werden im Hauptverteilungsschrank (oder an untergeordneten Verteilungsschränken) verwendet und sind dazu konzipiert, Überspannungen zu managen, die innerhalb des Gebäudes entstehen, wie solche, die durch das Ein- und Ausschalten großer Geräte verursacht werden. Diese SPD schützen Stromkreise und Geräte nachgeschaltet und sind insbesondere wichtig für den Schutz sensibler elektronischer Ausrüstung. Sie managen die Überspannungen, die Typ 1 SPD möglicherweise nicht vollständig umleiten, fangen kleinere, wiederholte Überspannungen auf, die ansonsten Geräte, die angeschlossen sind, über die Zeit beschädigen oder deren Funktion beeinträchtigen könnten.
3. SPD Typ 3
SPD Typ 3 werden am Einsatzort – in der Nähe der Endnutzergeräte, die sie schützen sollen, wie Computer, Fernseher oder andere elektronische Geräte – installiert. Sie werden allgemein in Verbindung mit Typ 2 SPD verwendet, um eine umfassendere Schutzstrategie zu gewährleisten. Sie sind dazu konzipiert, den verbleibenden Überspannungsenergie nachdem Typ 2 SPD funktioniert haben zu unterdrücken, also damit es um Überspannungen geht, die in einzelne Geräte eindringen.
4. Kombinierte Typ 1+2 SPDs
Einige SPD kombinieren Merkmale sowohl von Typ 1- als auch Typ 2-Geräten. Diese Typ 1+2 SPD schützen alle elektrischen Installationen vor Blitzeinschlägen, indem sie den Strom ableiten und sind für Orte mit hoher Blitzeinschlägendichte geeignet.
1. Großer Schutzstrom: SPDs sind darauf ausgelegt, großen Überspannungsstrom zu bewältigen, indem sie ihn effizient umleiten, um Schäden am elektrischen System und den daran angeschlossenen Geräten zu verhindern.
2. Extrem niedriger Restspannung: Die Restspannung, oder Durchlassspannung, nachdem die SPD gehandelt hat, wird so niedrig wie möglich gehalten. Dies ist die Spannung, die Geräte während eines Überspannungsereignisses tatsächlich erfahren werden, und sie niedrig zu halten ist für den Schutz essentiell.
3. Schneller Reaktionszeit: SPDs handeln schnell, um Überspannungen zu bekämpfen, oft innerhalb von Nanosekunden, was für den Schutz von Geräten vor dem schnellen Auftreten von Spannungsspitzen von entscheidender Bedeutung ist.
4. Lichtbogenlöschtechnologie: Moderne SPDs nutzen fortgeschrittene Lichtbogenlöschtechnologien, um jegliche Feuergefahr zu verhindern, die möglicherweise aus Überspannungsereignissen entstehen könnte.
5. Temperaturkontrollschutzschaltung: Eine integrierte Schaltung, die die Temperatur überwacht, verhindert Überhitzung der SPD-Bauteile und gewährleistet Stabilität und verhindert thermisches Auslaufen oder Schäden.
6. Integrierter thermischer Schutz: SPDs verfügen oft über thermische Schnüre oder ähnliche Mechanismen, um die SPD im Falle von Überhitzung vom Schaltkreis zu trennen und so eine zusätzliche Sicherheitsebene zu bieten.
7. Maximale kontinuierliche Betriebsspannung (MCOV): Die höchste Spannung, die eine SPD auf Dauer ohne Abbau oder Ausfall aushalten kann, zeigt die Fähigkeit der SPD an, normale Spannungsfluktuationen zu bewältigen.
8. Spannungsschutzklasse (VPR): Diese Bezeichnung gibt die maximale Spannung an, die den angeschlossenen Geräten während eines Überspannungsereignisses nachdem die SPD gehandelt hat, zugespielt wird.
Das Feld der ‘Überspannungsschutzgeräte’ umfasst ein breites Spektrum an Typen und Anwendungen, die auf unterschiedliche Bedürfnisse von haushaltlichen bis hin zu industriellen Maßstäben zugeschnitten sind. Die Auswahl des richtigen SPD erfordert ein umfassendes Verständnis der zugrunde liegenden Technologie, ihrer Anwendungen und die Gewährleistung der Übereinstimmung mit branchenüblichen Standards.
Diese Geräte sind nicht nur hilfreich, um den Verlust oder Schaden an_sensitivem Equipment zu verhindern, sondern sind auch für die Sicherheit unerlässlich. Überspannungsschutz ist für jedes Unternehmen, jede Industrie oder öffentliche Gebäude erforderlich, das mit Freileitungen ausgestattet ist, was bedeutet, dass die überwiegende Mehrheit der Gebäude ihn benötigen würde. Darüber hinaus benötigen wir Überspannungsschutzgeräte, da es Arten von Stromproblemen wie Blitzeinschlägen, Stromausfällen und Netzfehlern gibt.
Wenn es um die Absicherung eines elektrischen Netzwerks geht, gibt es keine allzweck strategie. Jede Einrichtung erfordert eine detaillierte Untersuchung ihrer ‘Überspannungsursachen und Prävention’-Mechanismen und ein gründliches Verständnis, wie die Debatte über ‘Steckdosenleisten vs. Überspannungsschutz’ auf ihre spezifische Situation zutrifft.
Ausgerüstet mit Wissen über verschiedene SPD-Typen, ihre Anwendungen und wachsamer Wartung, kann man die Widerstandsfähigkeit ihrer elektrischen Infrastruktur gegen unvorhersehbare und schädliche elektrische Überspannungen erheblich erhöhen.
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