Zona industriale, Ligang, città, provincia di Hejiang, Cina.
I dispositivi di protezione da scariche sono componenti utilizzati in sistemi di dati e alimentazione per proteggere l’hardware. Sono impiegati in circuiti a bassa potenza. Tuttavia, il loro funzionamento è quello di prevenire danni o interruzioni causati da sovratensioni transitorie.
Gli SPD (Surge Protective Devices) eliminano le scariche elettriche o gli impulsi agendo come un percorso a bassa resistenza. In questo modo, trasformano le tensioni transitorie in correnti e le deviano verso la terra. Questo viene fatto per ridurre l’impatto sulla linea di trasmissione. Questo dispositivo è collegato in parallelo ai circuiti di alimentazione delle cariche che deve proteggere. È il metodo di protezione più utilizzato e efficace contro le tensioni non bilanciate.
Le tensioni transitorie delle scariche sono indotte dalle operazioni di commutazione delle cariche elettriche in un edificio, nonché dal accoppiamento magnetico e induttivo causato dalla formazione di campi magnetici a causa di forti correnti. Le scariche elettrostatiche e i temporali possono anche causare scariche. Infatti, il fulmine è una fonte significativa di interferenza elettromagnetica nei sistemi elettrici.
Esistono due tipi di fulmini:
1.Il percorso del fulmine è direttamente connesso alle linee di trasmissione della struttura elettrica.
2.Accoppiamento elettromagnetico dell’energia nelle condutture della rete elettrica causato dall’energia radiante di scariche di tuono vicine.
Il principio di funzionamento dei Dispositivi di Protezione da Scariche (SPDs) è centrato sulla protezione dei sistemi elettrici da sovratensioni transitorie, anche note come scariche. Il concetto principale è quello di limitare questi picchi di tensione deviando o limitando la corrente di scarica. Ecco come funziona:
Varistor a Ossido Metallico (MOV): Uno dei componenti più comuni all’interno di uno SPD è il varistor a ossido metallico. Un varistor è un componente elettronico con una resistenza che varia con la tensione applicata, mostrando una caratteristica corrente-tensione non lineare e non ohmica. Quando la tensione è normale, il MOV ha una resistenza molto alta, consentendo il funzionamento normale del sistema elettrico. Tuttavia, durante un evento di scarica, la resistenza del MOV diminuisce drasticamente, diventando molto bassa. Questo cambiamento permette al MOV di “assorbire” la tensione eccessiva e poi agire come un “shunt” deviando la corrente eccessiva lontano dal carico protetto e in modo sicuro verso la terra.
Come gli SPD Deviano la Corrente:
1.Quando si verifica un picco di tensione, lo SPD reagisce rapidamente, creando un percorso a basso impedenza (bassa resistenza) verso la terra.
2.Questa deviazione della corrente impulso lontano dai carichi critici.
3.Deviando la corrente, lo SPD riduce anche la tensione risultante sperimentata dall’attrezzatura connessa a un livello più sicuro.
Altri Componenti degli SPD:
Gli SPD possono utilizzare anche Tubi a Scarica a Gas (GDT), Diodi a Valanga a Silicio (SAD) o Diodi a Suppressione di Tensione Transitoria (TVS), a seconda del progetto specifico e delle esigenze di protezione.
Risultato dell’Azione dello SPD:
Funzionando in questo modo, gli SPD proteggono gli apparecchi elettronici sensibili da picchi di tensione causati da fulmini, scariche di energia e altri tipi di disturbi elettrici.
L’obiettivo è quello di prevenire questi transitori dal causare danni o problemi di funzionamento, prolungando la durata dell’attrezzatura e garantendone la funzionalità.
Selezione dello SPD:
La corretta selezione di uno SPD si basa su diversi fattori, inclusa la posizione all’interno del sistema elettrico, i tipi di scariche attese e la vulnerabilità dell’attrezzatura connessa.
I criteri di selezione includono la Tensione Massima di Funzionamento Continuo (MCOV), la Corrente di Scarica Nominal (In) e la Classe di Protezione da Tensione (VPR), tra altri parametri.
1.SPD tipo 1
Gli SPD di tipo 1 vengono installati all’ingresso del servizio del sistema elettrico di un edificio. La loro funzione principale è quella di proteggere contro forti scariche, che di solito provengono da fonti esterne, come fulmini diretti. Sono la prima linea di difesa e possono dissipare impatti ad alta energia. In termini di installazione, gli SPD di tipo 1 vengono montati sul lato linea del pannello di ingresso principale, tra il palo della rete elettrica e il punto in cui il servizio elettrico entra nell’edificio.
2.SPD tipo 2
Gli SPD di tipo 2 vengono utilizzati nel pannello di distribuzione principale (o nei pannelli di sottodistribuzione) e sono progettati per gestire le scariche che provengono dall’interno dell’edificio, come quelle causate dall’accensione e spegnimento di grandi apparecchi. Questi SPD offrono protezione ai circuiti e agli apparecchi downstream e sono particolarmente importanti per proteggere l’attrezzatura elettronica sensibile. Gestiscono le scariche che gli SPD di tipo 1 possono non deviare completamente, catturando piccole scariche ripetitive che altrimenti potrebbero degradare o danneggiare gli apparecchi connessi nel tempo.
3.SPD tipo 3
Gli SPD di tipo 3 vengono installati al punto di utilizzo – vicino agli apparecchi che devono proteggere, come computer, televisori o altri apparecchi elettronici. Sono generalmente utilizzati in combinazione con gli SPD di tipo 2 per una strategia di protezione più completa. Sono progettati per sopprimere l’energia residua delle scariche dopo che gli SPD di tipo 2 hanno funzionato, quindi gestendo le scariche che infiltrano nei singoli pezzi di attrezzatura.
4.SPD Tipo 1+2 Combinati
Alcuni SPD combinano le caratteristiche sia degli SPD di tipo 1 che di quelli di tipo 2. Questi SPD di tipo 1+2 possono proteggere tutte le installazioni elettriche dai fulmini scaricando la corrente e sono adatti per luoghi con una alta densità di fulmini.
1. Large Protection Flow: SPDs are designed to handle large surge currents, efficiently diverting them to prevent damage to the electrical system and connected devices.
2. Extremely Low Residual Pressure:The residual voltage, or let-through voltage, after the SPD has acted is kept as low as possible. This is the voltage that equipment will actually experience during a surge event, and keeping it low is essential for protection.
3. Fast Response Time: SPDs act swiftly to combat surges, often within nanoseconds, which is crucial to safeguard equipment from the rapid onset of voltage spikes.
4. Arc Extinguishing Technology: Modern SPDs utilize advanced arc extinguishing technologies to prevent any fire hazards that could potentially arise from surge events.
5. Temperature Control Protection Circuit: A built-in circuit that monitors temperature prevents overheating of the SPD components, ensuring stability and preventing thermal runaway or damage.
6. Built-In Thermal Protection: SPDs often have thermal fuses or similar mechanisms to disconnect the SPD from the circuit in the event of overheating, providing an extra layer of safety.
7. Maximum Continuous Operating Voltage (MCOV): The highest voltage an SPD can withstand on a continuous basis without degradation or failure, signifies the SPD’s ability to handle normal voltage fluctuations.
8. Voltage Protection Rating (VPR): This rating indicates the maximum voltage that will be delivered to connected equipment during a surge event after the SPD has functioned.
Il campo dei “Dispositivi di Protezione da Scariche” comprende una vasta gamma di tipi e applicazioni adatte a esigenze che vanno dalla scala domestica a quella industriale. La scelta dello SPD appropriato richiede una comprensione approfondita della tecnologia sottostante, delle sue applicazioni e dell’adesione agli standard dell’industria.
Questi dispositivi sono utili per prevenire la perdita o il danno di attrezzatura sensibile, ma sono anche importanti per la sicurezza. La protezione da scariche è necessaria per qualsiasi edificio commerciale, industriale o pubblico alimentato da linee aeree, il che significa che la maggior parte degli edifici ne avrebbe bisogno. Inoltre, abbiamo bisogno di dispositivi di protezione da scariche poiché esistono diversi problemi elettrici come fulmini, blackout e malfunzionamenti della rete.
Quando si tratta di proteggere una rete elettrica, non esiste una strategia che si adatti a tutte le situazioni. Ogni configurazione richiede un’esame dettagliato dei meccanismi di “Cause e Prevenzione delle Scariche di Potenza” e una comprensione approfondita di come il dibattito tra “Barre di Potenza e Protettori da Scariche” si applichi alla loro situazione specifica.
Dotati della conoscenza dei diversi tipi di SPD, delle loro applicazioni e di pratiche di manutenzione vigilanti, è possibile aumentare significativamente la resilienza della propria infrastruttura elettrica contro scariche elettriche imprevedibili e dannose.
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