Elektrikte spd'nin anlamı nedir?

Elektrik dalgalanması meydana geldiğinde, kabul edilen tepe gerilim seviyelerini büyük ölçüde aşan gerilim, bina devrelerinden elektrikli ekipmana geçebilir. Uygun koruma olmadan, bu ekipman bir gerilim dalgalanmasından kaynaklanan hasara veya arızaya karşı hassastır. Gerekli koruma türü
bu yükselmeleri ortadan kaldırmak için bir dalgalanma koruma cihazı (SPD) tarafından sağlanabilir.

Doğru SPD'yi belirtmek, uygulamasıyla ilgili derecelendirmeleri belirlemenizi ve anlamanızı gerektirir. Maksimum sürekli çalışma gerilimi (MCOV), gerilim koruma derecesi (VPR), nominal deşarj akımı (In) ve kısa devre akım derecesi (SCCR) gibi bir SPD ile ilişkili birçok performans değeri ve derecelendirmesi vardır. En yanlış anlaşılan derecelendirme, genellikle kilo-Amper (kA) cinsinden ölçülen dalgalanma akımı derecesidir.

Dalgalanma Koruma Cihazlarının (SPD) Türü Nedir?

Dalgalanma Koruma Cihazlarının (SPD) Türü, elektrik sistemlerini gerilim dalgalanmalarından koruyan cihazları, koruma işlevlerine, kurulum konumlarına ve çeşitli dalgalanma akımlarına dayanma yeteneklerine göre sınıflandırmak için kullanılan bir sınıflandırma yöntemidir. SPD'ler iki ana standarda göre sınıflandırılır: IEC (Uluslararası Elektroteknik Komisyonu) ve UL (Underwriters Laboratories). Her standardın, cihazların elektrik sistemlerini dalgalanmayla ilgili olaylardan korumasını sağlamak için kendi sınıflandırması ve gereksinimleri vardır.

IEC Standardına Göre Dalgalanma Koruma Cihazlarının Türü

IEC 61643-11 standardı, AC güç sistemlerinde kullanılan SPD'ler için performans gereksinimlerini ve test yöntemlerini belirtir. Bu standarda göre, SPD'ler aşağıdaki özelliklere sahip üç ana türe ayrılır:

Tip 1 SPD (Sınıf I):

- İşlev: Elektrik sistemini doğrudan yıldırım çarpmalarından korur.
- Kurulum Konumu: Ana dağıtım panosunun yakınında, sistem girişine kurulur.
- Dalgalanma Dalga Biçimi: 10/350 µs. Bu dalga biçimi, 10 µs'de tepe noktasına yükselme süresi ve 350 µs'de %50'ye düşüş ile doğrudan yıldırım çarpmalarını simüle eder.
- Dalgalanma Akımı Dayanımı (Iimp): Yüksek, tipik olarak 10 kA'dan yukarı.
- Nominal Deşarj Akımı (In): IEC 61643-11, Sınıf I'e göre 10 kA'dan yukarı. Bu, SPD'nin hasar görmeden birden fazla kez dayanabileceği akımdır.
- Gerilim Koruma Seviyesi (Up): 1,5 kV ila 2 kV arası. Up, SPD'nin deşarj sırasında geçmesine izin verdiği maksimum gerilimdir.
- Uygulamalar: Yüksek katlı binalar, endüstriyel tesisler ve yıldırım çarpma riski yüksek olan alanlar için uygundur.

Tip 2 SPD (Sınıf II):

- İşlev: Elektrik sistemini dolaylı yıldırım çarpmalarından veya anahtarlama işlemlerinden kaynaklanan gerilim dalgalanmalarından korur.
- Kurulum Konumu: Alt dağıtım panolarına veya Tip 1 SPD'den sonra kurulur.
- Dalgalanma Dalga Biçimi: 8/20 µs. Bu dalga biçimi, 8 µs'de tepe noktasına yükselme süresi ve 20 µs'de %50'ye düşüş ile elektrik sistemi içinde yayılan gerilim dalgalanmalarını simüle eder.
- Nominal Deşarj Akımı (In): Orta, tipik olarak 5 kA ila 20 kA arası. Bu, SPD'nin hasar görmeden birden fazla kez dayanabileceği akımdır.
- Gerilim Koruma Seviyesi (Up): 1,5 kV ila 2 kV arası. Up, SPD'nin deşarj sırasında geçmesine izin verdiği maksimum gerilimdir.
- Uygulamalar: Ticari, konut alanları ve orta derecede yıldırım riski olan bölgeler için uygundur.

Tip 3 SPD (Sınıf III):

- İşlev: Hassas elektronik ekipmanı, Tip 1 ve Tip 2 SPD'ler tarafından zayıflatıldıktan sonra kalan gerilim dalgalanmalarından korur.
- Kurulum Konumu: Soketler, küçük dağıtım panoları veya terminal cihazları gibi hassas elektronik ekipmanların yakınına kurulur.
- Dalgalanma Dalga Biçimi: 8/20 µs ve 1,2/50 µs. Bu dalga biçimleri, daha hızlı yükselme süreleri (1,2 µs) ve daha yavaş düşüş süreleri (50 µs) ile kalan dalgalanmaları simüle eder.
- Nominal Deşarj Akımı (In): Düşük, tipik olarak 5 kA'dan az.
- Gerilim Koruma Seviyesi (Up): 1 kV ila 1,5 kV arası. Up, SPD'nin deşarj sırasında geçmesine izin verdiği maksimum gerilimdir.
- Uygulamalar: Bilgisayarlar, telekomünikasyon cihazları ve tıbbi ekipman gibi hassas elektronik cihazlar için uygundur.

UL Standardına Göre Dalgalanma Koruma Cihazlarının Türü

UL 1449 standardı, Kuzey Amerika'daki elektrik sistemlerinde kullanılan SPD'ler için gereksinimleri belirtir. Bu standarda göre, SPD'ler dört Türe ayrılır:

Tip 1 SPD:

- İşlev: Elektrik şebekesi dışından gelen doğrudan veya yakın yıldırım çarpmalarından kaynaklanan gerilim dalgalanmalarına karşı korur.
- Kurulum Konumu: Elektrik sayacından önce, ana devre kesiciden önce veya sonra kurulur.
- Dalgalanma Akımı Dayanımı: Yüksek dalgalanma akımlarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
- Uygulamalar: Büyük endüstriyel ve ticari binalar için uygundur.

Tip 2 SPD:

- İşlev: Sistem içinde veya elektrik şebekesinden yayılan gerilim dalgalanmalarına karşı korur.
- Kurulum Konumu: Ana devre kesiciden sonra veya alt dağıtım panolarında kurulur.
- Dalgalanma Akımı Dayanımı: Güç şebekesinden veya dahili sistem arızalarından kaynaklanan dalgalanma akımlarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
- Uygulamalar: Konut ve ticari alanlar için uygundur.

Tip 3 SPD:

- İşlev: Hassas elektronik cihazları, Tip 1 ve Tip 2 SPD'lerden geçtikten sonra kalan gerilim dalgalanmalarından korur.
- Kurulum Konumu: Elektrik prizlerine veya hassas cihazların yakınına kurulur.
- Dalgalanma Akımı Dayanımı: Tip 1 ve Tip 2 SPD'lerden geçtikten sonra kalan dalgalanma akımlarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
- Uygulamalar: Ev ve ofis elektronik cihazları için uygundur.

Tip 4 SPD:

- İşlev: Elektrikli ekipmana entegre modüler veya montaj SPD'leri.
- Kurulum Konumu: Tipik olarak cihazların veya dağıtım panolarının içine entegre edilmiştir.
- Dalgalanma Akımı Dayanımı: Entegre elektrikli ekipmanın gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.
- Uygulamalar: Dahili SPD'lere sahip elektrikli cihazlar için uygundur.

SPD: Çalışma Prensibi

Bir SPD'nin çalışması basit ama etkilidir. Bir güç dalgalanması meydana geldiğinde, MOV'ler dirençlerini hızla azaltarak iletkenliklerini artırır. Bu, bağlı cihazlara ulaşmadan ve onlara zarar vermeden önce dalgalanma akımının çoğunu güvenli bir şekilde toprağa yönlendirmelerini sağlar. Bunu yaparak, dalgalanma nötralize edilir ve aşağı yönlü ekipman yüksek gerilim veya akım sivri uçlarından korunur.

Geçici aşırı gerilimler nelerdir?

Geçici aşırı gerilimler, kısa bir süre içinde meydana gelen kısa, yüksek büyüklükteki gerilim dalgalanmalarıdır. Bu dalgalanmalar, depolanmış enerjinin aniden serbest bırakılmasından kaynaklanır veya dış faktörler tarafından indüklenir. Yıldırım çarpmaları gibi doğal olarak meydana gelen veya elektrik sistemlerindeki anahtarlama işlemleri gibi insan yapımı olarak sınıflandırılabilirler.

Geçici aşırı gerilimler nasıl oluşur?

İnsan aktivitesinin neden olduğu geçici aşırı gerilimler genellikle motorların, transformatörlerin ve belirli aydınlatma sistemlerinin çalışmasından kaynaklanır. Geçmişte, bu olaylar konut ortamlarında nadirdi. Ancak, elektrikli araç şarj cihazları, hava ve yer kaynaklı ısı pompaları ve değişken hızlı çamaşır makineleri gibi modern teknolojilerin yükselişi, evsel elektrik sistemlerindeki geçici olayların olasılığını önemli ölçüde artırdı.

Doğal geçici aşırı gerilimler tipik olarak dolaylı yıldırım çarpmaları tarafından tetiklenir. Örneğin, yakındaki havai güç veya telefon hatlarına doğrudan bir yıldırım çarpması, hatlar boyunca bir dalgalanma gönderebilir. Bu, elektrik tesisatlarında ve bağlı ekipmanlarda ciddi hasara yol açabilir.

SPD'ler Nasıl Düzgün Boyutlandırılır?

Farklı konumlarda hangi seviyede dalgalanma akımı (kA) derecesinin kullanılması gerektiği konusunda çok az yayınlanmış veri veya hatta öneri bulunmaktadır. Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE), hangi dalgalanma derecelerinin olduğu ve bunların nasıl yorumlanacağı konusunda bazı girdiler sağlamıştır, ancak öneriler yayınlamamaktadır. Ne yazık ki, sistem gereksinimlerini girmek ve bir çözüm almak için mevcut kanıtlanmış bir denklem veya hesap makinesi yoktur. Bir üreticinin hesap makineleri veya diğer araçlarla sağladığı herhangi bir bilgi, yalnızca onların tavsiyesidir.

Panel ne kadar büyükse, koruma için o kadar büyük bir kA cihaz derecesine ihtiyaç duyulduğu varsayma eğilimi vardır. Bir başka yanlış kanı da, 200 kA iyiyse, 400 kA'nın iki kat daha iyi olması gerektiğidir. Bu beyaz kağıtta göreceğiniz gibi, bu her zaman böyle değildir. Elektrik endüstrisindeki uzun yıllara dayanan bilgi, deneyim ve uzmanlığının bir sonucu olarak, Emerson, dalgalanma akımı derecelendirmelerinin nasıl uygulanacağına dair bazı rehberlikler üretmiştir. (Sonraki sayfadaki Şekil 1'e bakın)

Doğru türde bir dalgalanma koruma cihazı seçmek ve bunların IEC ve UL standartlarına göre sınıflandırmalarını anlamak, elektrik sistemlerinizin ve elektronik cihazlarınızın gerilim dalgalanmalarından yeterince korunmasını sağlamak için çok önemlidir. Her standart, uygulamanın ve konumun özel gereksinimlerine bağlı olarak, elektrik sistemlerini korumaya yönelik farklı bir yaklaşım sağlar.

Bir dalgalanma koruma cihazının birincil amacı, bir elektrik dağıtım sistemine harici veya dahili bir kaynaktan giren geçici gerilimleri şönt etmek ve bastırmaktır. Elektrik dağıtım sistemi boyunca uygun dalgalanma akımı (kA) dereceli SPD'leri seçmek, ekipman için en iyi performans ömrünü sağlar. Tesisiniz için uygun SPD'leri seçerken, bu önemli noktaları aklınızda bulundurun:

1. Bir tesise ve içindeki ekipmana uygun dalgalanma bastırma sağlamak, hizmet girişinde bulunan tek bir SPD'den daha fazlasını gerektirir. Her konum için uygun bir dalgalanma akımı derecesine sahip basamaklı SPD'ler öneriyoruz. Bu, bir servis paneli veya kritik yük için üstün bastırma sağlayacaktır. Ne kadar büyük veya pahalı olursa olsun, tek bir SPD aynı seviyede sistem koruması sağlamayacaktır.

2. Bir SPD'yi uygulaması için aşırı boyutlandırmak bir sisteme zarar veremez, ancak SPD'yi yetersiz boyutlandırmak, SPD'nin erken arızalanmasına neden olabilir ve sistemleri geçici olaylara ve bunların etkilerine maruz bırakır.

3. Doğrudan yıldırım çarpmaları için, SPD'ler tek başına kapsamlı bir yıldırımdan korunma sisteminin yerini tutmaz (UL96A Master Yıldırım Sertifikasına bakın).

SPD Kurulumunda Dikkat Edilmesi Gerekenler

Dalgalanma koruma cihazlarının (SPD'ler) etkili bir şekilde çalışmasını sağlamak için dikkatli kurulum esastır. Temel önlemler şunları içerir:

- Dalgalanma akımlarını hassas ekipmandan uzaklaştırmak için SPD'leri paralel olarak, doğrudan devrelere veya cihazlara yerleştirin.
- Şalter panosu içindeki bağlantı kablolarını mümkün olduğunca kısa tutun, maksimum 0,5 metre uzunluğunda.
- Yüksek enerjili dalgalanmaları yönetmek ve aşırı gerilimleri azaltmak için yalnızca Tip 1 dalgalanma koruyucu kullanmak yeterli olmayabilir. Bunu bir Tip 2 veya Tip 3 dalgalanma koruyucu ile tamamlamak tavsiye edilir.
- Tüm kurulumlar, cihazın uygun şekilde topraklanmasını ve güvenli bir şekilde monte edilmesini sağlamak için yerel elektrik yönetmeliklerine uygun olarak kalifiye elektrikçiler tarafından yapılmalıdır.

Sonuç

Sonuç olarak, dalgalanma koruma cihazları hem endüstriyel hem de ticari ortamlarda elektronik cihazları korumak için gereklidir. Doğru derecelendirilmiş ve sertifikalı bir SPD'nin takılması, standart devre kesicilerin yeteneklerini aşan güç dalgalanmalarına karşı güvenilir koruma sağlar.