מתח יתר הוא עודף מדרוג המתח המרבי עבור רשת מסוימת. מתח נחשול מתייחס לעלייה פתאומית במתח בין הפאזה לאדמה, הנמשכת שבריר שנייה. נפילת מתח כזו מסוכנת לא רק לקו, אלא גם למכשירים חשמליים המחוברים אליו. כדי למנוע מצב זה, נעשה שימוש במכשיר הגנה מפני נחשולי מתח.
תוֹכֶן
מהו SPD ולמה הוא נחוץ?
SPD הוא התקן הגנה מפני נחשולי מתח המספק הגנה למתקנים חשמליים עד 1 קילו וולט.המכשיר מגן מפני מתחי יתר ברשת החשמל, וכן מפני השפעות ברק על ידי הפניית פולסי זרם לקרקע.
SPDs משמשים רק במערכות חלוקת חשמל במתח נמוך. מכשיר זה מתאים הן למפעלים תעשייתיים והן למבני מגורים.
ישנם שני סוגים של SPD:
- OPS - מעכב נחשולי רשת;
- SPE - מגביל מתח נחשול.
עקרון הפעולה והמכשיר
עקרון הפעולה של ה-SPD הוא השימוש בווריסטורים - אלמנט לא ליניארי בצורה של נגד התנגדות מוליכים למחצה כנגד המתח המופעל.
ל-SPD יש שני סוגי הגנה:
- לא מאוזן (מצב נפוץ) - במקרה של מתח יתר, המכשיר שולח דחפים לאדמה (שלב - הארקה ונייטרלי - הארקה);
- סימטרי (דיפרנציאלי) - במקרה של מתח יתר, האנרגיה מופנית למוליך פעיל אחר (פאזה - פאזה או פאזה - ניטראלית).
כדי להבין טוב יותר את עקרון הפעולה של SPDs, אנו מציגים מעט דוגמא.
המתח הרגיל של המעגל הוא 220 וולט, וכאשר מתרחש דחף במעגל זה בדיוק, המתח עולה בחדות, למשל, במהלך פגיעת ברק. עם חד נחשול מתח, ההתנגדות ב-SPD יורדת, מה שמוביל לקצר חשמלי, אשר בתורו מוביל לפעולת מפסק החשמל ובהמשך לניתוק המעגל עצמו. לפיכך, מובטחת הגנה על ציוד חשמלי מפני נפילות מתח פתאומיות, ומונעת לזרום בו דופק מתח גבוה.
זנים של SPD
התקני הגנה מפני נחשולי מתח מגיעים עם כניסה אחת ושתי, ו מחולק ל:
- נסיעות;
- מגביל;
- מְשׁוּלָב.
החלפת התקני הגנה
תכונה אופיינית של התקני מיתוג היא התנגדות גבוהה, שכאשר מתרחש דחף חזק במתח, יורדת מיד לאפס. עקרון הפעולה של התקני מיתוג מבוסס על מעצרים.
מגבילי מתח יתר ברשת (SPD)
מגביל מתח החשמל מאופיין גם בהתנגדות גבוהה. ההבדל שלו ממכשיר המיתוג הוא רק שהירידה בהתנגדות מתרחשת בהדרגה. מעכב הנחשולים מבוסס על פעולת הווריסטור (הנגד), המשמש בתכנון שלו. ההתנגדות של הווריסטור היא בתלות לא ליניארית במתח הפועל עליו. עם עלייה חדה במתח, יש גם עלייה חדה בעוצמת הזרם, שעובר ישירות דרך וריסטור וכך דחפים חשמליים מוחלקים בדרך זו, ולאחר מכן מגביל מתח הרשת חוזר למצבו המקורי.
SPDs משולבים
SPD מסוג משולב משלבים מעצורים ווריסטורים, ויכולים לבצע גם את הפונקציה של מעצר וגם של מגביל.
שיעורי SPD
יש רק שלושה סוגים של מכשירים לפי מידת ההגנה:
- התקן Class I (קטגוריית מתח יתר IV) - מגן על המערכת מפני פגיעות ברק ישירות, ומותקן במרכזייה הראשית או בהתקן חלוקת הקלט (ASU). הקפד להשתמש במכשיר זה אם הבניין ממוקם בשטח פתוח ומוקף בעצים גבוהים רבים, מה שמגביר את הסיכון לחשיפה לברק.
- התקן Class II (קטגוריית מתח יתר III) - משמש כתוספת למכשיר Class I להגנה על הרשת מפני השפעות מיתוג, כלומר. ממתח יתר של הרשת הפנימית. מותקן במרכזייה.
- התקן Class III (מתח יתר בקטגוריית II) - משמש להגנה מפני עליות אטמוספריות ומיתוג שיוריות, כמו גם לביטול הפרעות בתדר גבוה שעברו דרך התקן Class II. ההתקנה מתבצעת הן בשקעים או בקופסאות חיבור רגילות, והן במכשירי החשמל עצמם, אותם יש לאבטח.
סיווג לפי מידת הפריקה הנוכחית:
- Class B - פריקות אוויר או גז עם זרם פריקה של 45 עד 60 kA. הם מותקנים בכניסה לבניין במגן הראשי או במתג הקלט.
- Class C - מודולי וריסטורים עם זרמי פריקה בסדר גודל של 40 kA. מוקמים במועצות נוספות.
- מחלקות C ו-D משמשות במקביל כאשר נדרשת כניסה לכבלים תת-קרקעיים.
חָשׁוּב! המרחק בין SPDs חייב להיות לפחות 10 מטרים לאורך החיווט.
איך בוחרים SPD?
הדבר הראשון שיש לעשות בעת בחירת SPD הוא לקבוע את מערכת ההארקה המשמשת בבניין.
ישנם שלושה סוגים של מערכת הארקה:
- TN-S חד פאזי;
- TN-S עם שלושה שלבים;
- TN-C או TN-C-S עם שלושה פאזות.
חשוב לא פחות לשים לב לטמפרטורה הנשמרת בעת רכישת המכשיר. רוב ה-SPDs מתוכננים לפעול בטמפרטורות של עד -25. אם באזור שלך יש אקלים קר מאוד והחורפים קשים, אז לוח החשמל לא צריך להיות ממוקם בחוץ, אחרת המכשיר ייכשל.
בעת בחירת SPD, יש לקחת בחשבון גם את הגורמים הבאים:
- חשיבות הציוד המוגן;
- סכנת פגיעה באובייקט: שטח (עיר או פרבר, שטח פתוח שטוח), אזור עם סיכון מיוחד (עצים, הרים, מאגר), אזור של פגיעות מיוחדות (ברק במרחק של פחות מ-50 מטר מהבניין, אשר מסוכן).
בקשר למצב בו היה צורך להתקין SPD, נבחר מחלקה מתאימה (I, II, III).
כמו כן, חשוב לקחת בחשבון את עמידות המתח של המכשיר. עבור מכשירים מסוג I, מחוון זה אינו עולה על 4 קילו וולט. מכשיר Class II עומד ברמות מתח של עד 2.5 קילו וולט, ומכשיר Class III עד 1.5 קילו וולט.
פרמטר חשוב נוסף בבחירת SPD הוא מתח ההפעלה הרציף המרבי - הערך האפקטיבי של זרם חילופין או ישר, המופעל באופן רציף על ה-SPD. פרמטר זה חייב להיות שווה למתח המדורג ברשת. ניתן למצוא פרטים במידע ב- IEC 61643 - 1, נספח 1.
בעת חיבור SPD להגנה על ציוד, חשוב לקחת בחשבון את הזרם הישיר או החילופין המדורג שלו, שניתן לטעון.
איך מחברים SPD בבית פרטי?
ה-SPD מותקן בהתאם למחוון המתח: 220V (פאזה אחת) ו-380V (שלושה פאזות).
תרשים החיווט יכול להיות מכוון להמשכיות או אבטחה, אתה צריך לתעדף. במקרה הראשון, הגנת ברקים עשויה להיות מושבתת זמנית על מנת למנוע הפרעה באספקת הצרכנים. במקרה השני, זה לא מקובל לכבות את הגנת ברקים, אפילו לכמה שניות, אבל אפשר כיבוי מוחלט של האספקה.
דיאגרמת חיבור ברשת חד פאזית של מערכת הארקה TN-S
בעת שימוש ברשת TN-S חד פאזי, יש לחבר מוליך פאזה, אפס עובד ואפס מגן ל-SPD. שלב ואפס מחוברים תחילה למסופים המתאימים, ולאחר מכן באמצעות לולאה לקו הציוד. מוליך הארקה מחובר למוליך המגן. SPD מותקן מיד לאחר מכונת ההיכרות. כדי להקל על תהליך החיבור, כל אנשי הקשר במכשיר מסומנים, כך שלא אמורים להיות קשיים.
הסבר לתכנית: A, B, C - שלבים של רשת החשמל, N - מוליך נייטרלי עובד, PE - מוליך נייטרלי מגן.
התייחסות. מומלץ להשתמש בנתיכים להגנה נוספת על ה-SPD, אשר מותקנים ישירות על המכשיר עצמו.
דיאגרמת חיווט ברשת תלת פאזית של מערכת הארקה TN-S
תכונה ייחודית של רשת תלת-פאזית TN-S מרשת חד-פאזי היא שחמישה מוליכים מגיעים ממקור הכוח, שלושה שלבים, מוליך ניטרלי עובד ומוליך ניטרלי מגן. שלושה שלבים וחוט ניטרלי מחוברים למסופים. המוליך המגן החמישי מחובר לגוף המכשיר החשמלי ולאדמה, כלומר, הוא משמש כמעין מגשר.
דיאגרמת חיבור ברשת תלת פאזית של מערכת הארקה TN-C
במערכת חיבור הארקה TN-C, מוליכים העבודה והמגן משולבים לחוט אחד (PEN), זה ההבדל העיקרי מהארקה TN-S.
מערכת TN-C פשוטה יותר וכבר די מיושנת, והיא נפוצה במלאי דיור מיושן. על פי תקנים מודרניים, נעשה שימוש במערכת הארקה TN-C-S, שבה יש בנפרד אפס עבודה ואפס מוליכים מגן.
המעבר למערכת חדשה יותר הכרחי על מנת למנוע התחשמלות לאנשי השירות ומצבי שריפה. וכמובן, במערכת TN-C-S, הגנה מפני עליות נחשול פתאומי טובה יותר.
בכל שלוש אפשרויות החיבור, במקרה של מתח יתר, הזרם מופנה לאדמה דרך כבל הארקה או דרך מוליך מגן משותף, המונע מהדחף לפגוע בקו ובציוד כולו.
שגיאות חיבור
1. התקנת SPD במרכזייה עם לולאת קרקע גרועה.
אם תעשה טעות כזו, אתה יכול לאבד לא רק את כל מכשירי החשמל, אלא גם את המרכזיה עצמה במכת הברק הראשונה, מכיוון שלא תהיה שום היגיון בהגנה עם לולאת הארקה גרועה, ובהתאם, אין הגנה.
2. SPD שנבחר שגוי שאינו מתאים למערכת ההארקה שבה נעשה שימוש.
לפני רכישת מכשיר, הקפד לברר באיזו מערכת הארקה משמשת בביתך, וכאשר אתה קונה, קרא בעיון את התיעוד הטכני שלו כדי למנוע טעויות.
3. שימוש ב-SPD מהמחלקה הלא נכונה.
כפי שכבר נדון לעיל, ישנם 3 סוגים של התקני הגנה מפני נחשולי מתח. כל מחלקה מתאימה למרכזיה ספציפית, ויש להתקין אותה בהתאם לכללים ולתקנות.
4. התקנת SPD של מחלקה אחת בלבד.
לעתים קרובות לא מספיק להתקין SPD של מחלקה אחת להגנה אמינה.
5. המעמד של המכשיר ויעדו מבולבלים.
קורה גם שמכשירי סוג B ממוקמים במרכזית הדירה, מכשירים מסוג C ב-ASU של הבניין ומכשירי Class D מול ציוד אלקטרוני.
SPD הוא בהחלט דבר טוב והכרחי, אבל השימוש בו בספק הכוח בבית אינו חובה.במקרה של חיבור מכשיר זה, כדאי לזכור שהוא נבחר בנפרד עבור כל מערכת הארקה. מסיבה זו מיד לפני הקנייה מומלץ להיעזר בשירותיו של חשמלאי מנוסה על מנת להימנע מצרות.
מאמרים דומים:
