פרמטרים מרכזיים ותקני בדיקה של התקני הגנה מפני נחשולי מתח (SPD)

התקן הגנה מפני נחשולי מתח (SPD): התקן המשמש להגבלת מתח יתר חולף ולהסטת זרמי נחשול. מפסקים (SPDs) משמשים בעיקר במערכות חלוקה במתח נמוך ובמערכות מידע כדי להגן מפני מתח יתר של ברקים, מתח יתר של מיתוג, פולסים אלקטרומגנטיים של ברקים (LEMP) ופולסים של הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). להגנה בצד המתח הגבוה מפני מתח יתר כזה, משתמשים במעצרי נחשול.

א. פרמטרים מרכזיים של התקני הגנה מפני נחשולי מתח (SPD)

1. מתח הפעלה רציף מרבי (Uc): מתח השורש הריבועי (RMS) המרבי, או מתח DC, שניתן להפעיל באופן רציף על מצב ההגנה של ה-SPD. זהו למעשה המתח המדורג של ה-SPD. ערך ה-Uc משפיע הן על אורך החיים של ה-SPD והן על רמת הגנת המתח שלו. בחירת ערך Uc גבוה יותר עשויה להאריך את חיי השירות של המוצר, אך גם תגדיל את המתח השיורי, דבר שפוגע בציוד המוגן.

2. זרם פריקה נומינלי (אינץ'): זרם השיא של גל זרם של 8/20μs שה-SPD יכול לעמוד בו. פרמטר זה משמש לבדיקות Class II ומשמש גם כקריטריון מוקדם לבדיקות Class I ו-II. תקני SPD מגדירים סדרה של ערכי In, והיצרנים בוחרים רמת In מתאימה לבדיקה. לאחר שה-SPD עובר את הבדיקה, ערך ה-In שלו מוגדר רשמית כרמה שנבחרה.

3. זרם פריקה מקסימלי (Imax) בבדיקות Class II: זרם השיא של גל זרם של 8/20μs שה-SPD יכול להתמודד איתו. בעוד שההגדרה דומה ל-In, תקני SPD מספקים סדרות נפרדות עבור In ו-Imax, כאשר Imax > In עבור אותה מחלקה. מעבר בדיקה ברמת In נתונה אינו מבטיח שה-SPD יעבור את רמת Imax המתאימה, מכיוון שתנאי הבדיקה (גודל הזרם ומספר הפולסים) שונים.

4. זרם אימפולס (Iimp): יכולתו של ה-SPD לעמוד בגל זרם ברק של 10/350μs, מאופיינת בשני פרמטרים: זרם שיא (Ipeak) ומטען (Q). פרמטר זה משמש לבדיקות Class I.

5. רמת הגנת מתח (למעלה): מתח זה, המכונה גם מתח שיורי, מתייחס למתח על פני ה-SPD כאשר צורת גל מוגדרת של זרם שיא זורמת דרכו לאחר הפעלה. מתח Up חייב להיות נמוך ממתח העמידה של הציוד המוגן. GB50343-2012 *קוד טכני להגנה מפני ברקים של מערכות מידע אלקטרוניות בבניינים* מציין את רמות מתח העמידה בדחפים עבור שלבים שונים של מערכות חלוקה במתח נמוך. מתח העמידה בדחפים המדורג של הציוד (Uw), המסופק על ידי היצרן, מציין את יכולת הבידוד שלו מפני מתח יתר. לכן, בחירת ה-SPD חייבת להבטיח ש- Up

II. בדיקות רלוונטיות להתקני הגנה מפני נחשולי מתח (SPD)

הסעיפים לעיל מזכירים בדיקות מסוג I ו-2. להלן מתודולוגיות הבדיקה:
1. מבחן דרגה א': מוליך באמצעות זרם פריקה נומינלי (In), דחף מתח של 1.2/50μs, וזרם דחף מקסימלי Iimp (גל זרם ברק של 10/350μs). אם המטען המועבר תוך 10 מילישניות הוא Q, זרם השיא Ipeak = 0.5Q.
2. מבחן דרגה II: מוליך באמצעות זרם פריקה נומינלי (In), דחף מתח של 1.2/50μs, וזרם פריקה מקסימלי Imax (גל זרם של 8/20μs).
3. מבחן דרגה ג': מוליך באמצעות גל משולב, המוגדר כמתח במעגל פתוח (Uoc) של 1.2/50μs וזרם קצר חשמלי (Isc) של 8/20μs הנוצרים על ידי מחולל גלי משולב של 2Ω.

קטגוריות בדיקה אלו אינן היררכיות ולכן לא ניתן להשוות ביניהן ישירות. יצרנים רשאים לבחור כל סוג בדיקה לצורך אימות. עם זאת, בתכנון חשמלי של מבנים, בחירת מגדשי ה-SPD הנבדקים תחת סוג I או סוג II חייבת לעמוד בדרישות הבאות:

חברת החשמל 61024: מתייחס להגנה על אנשים מפני פגיעות ברקים בבניינים, הכוללת את בחירת רמות ההגנה של מערכת הגנה מפני ברקים (LPS).

חברת החשמל 61312: מטפל בהגנה מפני פולסים אלקטרומגנטיים של ברק (LEMP), כולל דרישות למיגון מבנים, הארקה וקשר פוטנציאלי.

חברת החשמל 62305: מספק הנחיות לתכנון מערכות הגנה מפני ברקים, תוך איחוד עקרונות ודרישות כלליות להגנה מפני ברקים.