כיצד לבחור נכון מגן מתח (SPD).

לכמה קטגוריות ניתן לחלק מגני נחשולי מתח?

סוג 1 (סוג מיתוג מתח)

• פוּנקצִיָה:
  משמש בעיקר לפריקת זרמים גדולים (צורת גל 10/350μs) מפגיעות ברק ישירות או מושרות.
  מיושם בדרך כלל בכניסה הראשית לחלוקת החשמל של מבנים (אזור מעבר מ-LPZ0 ל-LPZ1).
• עקרון עבודה:

עכבה גבוהה במצב רגיל: 

כאשר אין נחשול מתח, ה-SPD נשאר במצב של עכבה גבוהה, מבלי להשפיע על המעגל.
עכבה נמוכה בעת ההפעלה:

כאשר מתח הנחשול עולה על הסף (למשל, 4kV), צינור פריקת הגז הפנימי (GDT) או פער הניצוץ מתקלקל, ויוצר נתיב בעל עכבה נמוכה לפריקה מיידית של זרמים של עשרות kA.
כיבוי קשת לאחר מכן: לאחר שהנחשול מתפוגג, ה-GDT חוזר למצב של עכבה גבוהה באמצעות התאוששות עצמית.

• רכיבי ליבה:

צינור פריקת גז (GDT):מוליך באמצעות יינון של גז אינרטי.
פער ניצוץ:פריקות דרך קריסת אוויר, עם קיבולת טיפול בזרם חזקה (יכול לעלות על 100kA).

סוּג 2 (סוג מגביל מתח)

• פוּנקצִיָה:

מגן מפני ברקים מושרים ומתחי יתר של מיתוג (צורת גל של 8/20μs).

משמש בלוחות חלוקה.

• עקרון עבודה:

מאפיין עכבה לא ליניארי: 

כאשר מתח הנחשול עולה, עכבת הווריסטור הפנימי (MOV) יורדת בחדות, מה שמגביר את המתח לרמה בטוחה (למשל, 1.5kV ≤).

פריקה רציפה: 

ה-MOV יכול לפרוק שוב ושוב זרמים בינוניים (20-40kA), אך זרמים גבוהים עלולים לפגוע בביצועיו.

• רכיב ליבה:

וריסטור תחמוצת מתכת (MOV):מורכב מחלקיקי תחמוצת אבץ (ZnO), התקן מוליך למחצה רגיש למתח.

סוג 3 (הגנה משולבת או עדינה)

• פוּנקצִיָה

תגובה מהירה:משתמש בדיודות TVS או בשילובי MOV+TVS עם זמן תגובה של 1ns ≤.

מתח הידוק נמוך במיוחד (למשל, עד ≤ 0.8kV), המבטיח את בטיחותם של ציוד רגיש.

רכיב ליבה:

דיודת דיכוי מתח חולף (TVS):ממנף את אפקט המפולת של צומת PN לתגובה מהירה במיוחד אך בעל קיבולת טיפול בזרם מוגבלת (

בחירת התקן הגנה מפני נחשולי מתח (SPD) הנכון היא קריטית. כיצד עליכם לבחור אחד עבור תרחישים שונים?

1.הגדר דרישות הגנה

1.1 זיהוי מקורות נחשולי מתח

פגיעת ברק ישירה (למשל, פגיעת בניין):  דורש SPD מסוג 1 (צורת גל של 10/350μs).

ברק מושרה או מתח יתר של מיתוג (למשל, תנודות ברשת, הפעלה/כיבוי של ציוד): דורש SPD מסוג 2 או סוג 3 (צורת גל של 8/20μs).

1.2 קביעת אזורי הגנה (LPZ)

LPZ0 → אזור LPZ1 (למשל, צריכת חשמל ראשית):

 SPD היברידי מסוג 1 או סוג 1+2.

אזור LPZ1 → LPZ2 (לדוגמה, לוח חלוקה רצפה):

ממסר מהירות מסוג 2.

אזור LPZ2 → LPZ3 (למשל, חזית הציוד):

סוג 3 או SPD מדויק.

2.בחירת פרמטר מפתח

2.1מתח הפעלה רציף מרבי (Uc)

2.1.1 חייב להיות גבוה מהמתח המדורג של המערכת (לדוגמה, עבור מערכת של 385 וולט, בחר Uc ≥ 385 וולט).

2.2.2 התחשבות בתנודות ברשת (±10~20%).

2.2רמת הגנת מתח (למעלה)

2.2.1 מתח נמוך יותר מספק הגנה טובה יותר אך חייב להתאים למתח העמידה של הציוד המוגן.

2.2.2 כלל כללי: מתח ≤ 80% ממתח העמידה של הציוד (לדוגמה, אם הציוד יכול להתמודד עם 2.5kV, בחר מתח ≤ 2.0kV).

2.3 קיבולת טיפול נוכחית (In / Imax)

• סוג 1: ב- ≥ 12.5kA (צורת גל של 10/350μs).
• סוג 2: לוח חלוקה ראשי: Imax ≥ 40kA (8/20μs).

לוח חלוקת משנה: Imax ≥ 20kA (8/20μs).

• סוג 3: ב- ≥ 5kA (גל משולב).

2.4 זמן תגובה

ממסרי מתח סטנדרטיים: ≤25ns.

עבור ציוד מדויק, בחרו אפשרויות מהירות יותר (למשל, דיודות TVS, ≤1ns).

3.בחירה לפי תרחיש יישום

3.1מערכות אספקת חשמל

3.1.1 לוח חלוקה ראשי: SPD היברידי מסוג 1+2 (לדוגמה, Imax = 100kA, Up ≤ 2.5kV).

3.1.2 לוח חלוקת משנה: SPD מסוג 2 (לדוגמה, Imax = 40kA, Up ≤ 1.8kV).

3.1.3 קצה הציוד: SPD מסוג 3 או המותקן בשקע (למשל, Up ≤ 1.2kV).

3.2 קווי איתות/תקשורת

3.2.1 השתמשו ב-SPDs ייעודיים, עם סוגי ממשק תואמים (למשל, RJ45, RS485).

שימו לב לקצב השידור ולאובדן ההכנסה (אם אתם משתמשים ברשת ג'יגה-ביט, בחרו דגם תואם לתדר גבוה)

3.3 מערכות PV/DC

בחר ממיר זרם ישר (SPD) עם Uc ≥ 1.2 × מתח המערכת המרבי.