Jak prawidłowo wybrać ogranicznik przepięć (SPD).

Na ile kategorii można podzielić ograniczniki przepięć?

Typ 1 (Typ przełączania napięcia)

• Funkcjonować:
  Stosowany głównie do rozładowywania dużych prądów (o kształcie fali 10/350 μs) w wyniku bezpośrednich lub indukowanych uderzeń piorunów.
  Zwykle stosowane przy głównym wejściu do rozdzielni energetycznej budynku (strefa przejściowa od LPZ0 do LPZ1).
• Zasada działania:

Wysoka impedancja w stanie normalnym: 

Jeżeli nie występuje przepięcie, SPD pozostaje w stanie wysokiej impedancji i nie ma wpływu na obwód.
Niska impedancja po wyzwoleniu:

Gdy napięcie udarowe przekroczy próg (np. 4 kV), wewnętrzna lampa wyładowcza (GDT) lub iskiernik ulegają przebiciu, tworząc ścieżkę o niskiej impedancji, umożliwiającą natychmiastowe rozładowanie prądów o natężeniu kilkudziesięciu kA.
Następne gaszenie łuku elektrycznego: Po ustąpieniu przepięcia GDT powraca do stanu wysokiej impedancji poprzez samodzielną regenerację.

• Główne komponenty:

Lampa wyładowcza gazowa (GDT):Przewodzi poprzez jonizację gazu obojętnego.
Iskiernik:Wyładowania poprzez przebicie w powietrzu, z dużą zdolnością do przewodzenia prądu (może przekroczyć 100 kA).

Typ 2 (Typ ograniczający napięcie)

• Funkcjonować:

Chroni przed wyładowaniami atmosferycznymi i przepięciami łączeniowymi (kształt fali 8/20 μs).

Stosowany w panelach rozdzielczych.

• Zasada działania:

Nieliniowa charakterystyka impedancji: 

Gdy napięcie udarowe wzrasta, impedancja wewnętrznego warystora (MOV) gwałtownie spada, utrzymując napięcie na bezpiecznym poziomie (np. Up ≤ 1,5 kV).

Ciągłe rozładowanie: 

MOV może wielokrotnie rozładowywać średnie prądy (20–40 kA), ale wysokie prądy mogą pogorszyć jego wydajność.

• Główny komponent:

Warystor tlenkowo-metalowy (MOV):Urządzenie półprzewodnikowe wrażliwe na napięcie, zbudowane z cząsteczek tlenku cynku (ZnO).

Typ 3 (ochrona łączona lub drobna)

• Funkcjonować

Szybka odpowiedź:Wykorzystuje diody TVS lub kombinacje MOV+TVS z czasem reakcji ≤1ns.

Bardzo niskie napięcie zacisku (np. Up ≤ 0,8 kV) gwarantujące bezpieczeństwo wrażliwego sprzętu.

Główny składnik:

Dioda tłumiąca przepięcia przejściowe (TVS):Wykorzystuje efekt lawinowy złącza PN, co zapewnia wyjątkowo szybką reakcję, ale ma ograniczoną zdolność przesyłu prądu (

Wybór odpowiedniego urządzenia przeciwprzepięciowego (SPD) jest kluczowy. Jak wybrać odpowiednie urządzenie do różnych scenariuszy?

1.Określ wymagania dotyczące ochrony

1.1 Identyfikacja źródeł przepięć

Bezpośrednie uderzenie pioruna (np. uderzenie w budynek):  Wymaga SPD typu 1 (kształt fali 10/350 μs).

Indukowane przepięcia piorunowe lub łączeniowe (np. wahania napięcia w sieci, uruchamianie/wyłączanie urządzeń): Wymaga SPD typu 2 lub typu 3 (kształt fali 8/20 μs).

1.2 Określanie stref ochronnych (LPZ)

Strefa LPZ0 → Strefa LPZ1 (np. główne przyłącze zasilania):

 Hybrydowy SPD typu 1 lub typu 1+2.

Strefa LPZ1 → Strefa LPZ2 (np. tablica rozdzielcza piętrowa):

SPD typu 2.

Strefa LPZ2 → Strefa LPZ3 (np. przednia część urządzenia):

Typ 3 lub precyzyjny SPD.

2.Wybór kluczowych parametrów

2.1Maksymalne ciągłe napięcie robocze (Uc)

2.1.1 Musi być wyższe niż napięcie znamionowe układu (np. w przypadku układu 385 V należy wybrać Uc ≥ 385 V).

2.2.2 Uwzględnij wahania siatki (±10~20%).

2.2Poziom ochrony napięciowej (w górę)

2.2.1 Opcja Lower Up zapewnia lepszą ochronę, ale musi być dopasowana do napięcia wytrzymywanego chronionego sprzętu.

2.2.2 Zasada ogólna: Up ≤ 80% napięcia wytrzymywanego urządzenia (np. jeśli urządzenie może wytrzymać napięcie 2,5 kV, należy wybrać Up ≤ 2,0 kV).

2.3 Aktualna zdolność przeładunkowa (In / Imax)

• Typ 1: Przy ≥ 12,5 kA (kształt fali 10/350 μs).
• Typ 2: Główny panel rozdzielczy: Imax ≥ 40 kA (8/20 μs).

Panel podrozdzielczy: Imax ≥ 20kA (8/20μs).

• Typ 3: Przy ≥ 5 kA (fala kombinowana).

2.4 Czas reakcji

Standardowe SPD: ≤25ns.

W przypadku urządzeń precyzyjnych należy wybierać szybsze opcje (np. diody TVS, ≤1ns).

3.Wybór według scenariusza zastosowania

3.1Systemy zasilania

3.1.1 Główny panel rozdzielczy: hybrydowy SPD typu 1+2 (np. Imax = 100 kA, Up ≤ 2,5 kV).

3.1.2 Panel podrozdzielczy: SPD typu 2 (np. Imax = 40 kA, Up ≤ 1,8 kV).

3.1.3 Koniec urządzenia: SPD typu 3 lub montowany w gnieździe (np. Up ≤ 1,2 kV).

3.2 Linie sygnałowe/komunikacyjne

3.2.1 Należy stosować dedykowane SPD sygnałowe, odpowiadające typom interfejsów (np. RJ45, RS485).

Zwróć uwagę na szybkość transmisji i tłumienie wtrąceniowe (jeśli używasz sieci gigabitowej, wybierz model kompatybilny z wysoką częstotliwością)

3.3 systemy fotowoltaiczne/prąd stały

Wybierz SPD prądu stałego o Uc ≥ 1,2 × maksymalnego napięcia systemu.