Αντικεραυνική προστασία SPD: Τι είναι, πώς λειτουργεί και πότε χρειάζεται;

Αντικεραυνική προστασία SPD: Τι είναι, πώς λειτουργεί και πότε χρειάζεται;

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και οι ηλεκτρονικές συσκευές μπορούν να υποστούν ζημιές από παροδικές υπερτάσεις. Οι υπερτάσεις αυτές μπορεί να προκληθούν από κεραυνικά φαινόμενα, αλλά και από μεταγωγές στο ηλεκτρικό δίκτυο ή στη λειτουργία ηλεκτρικού εξοπλισμού.

Μία από τις βασικές διατάξεις περιορισμού αυτών των κινδύνων είναι ο απαγωγός παροδικών υπερτάσεων, γνωστός ως SPD (Surge Protective Device).

Τι ακριβώς κάνει ένα SPD, ποια είναι η διαφορά μεταξύ των τύπων 1, 2 και 3 και πότε χρειάζεται μια τέτοια προστασία;

Τι είναι το SPD;

Το SPD είναι μια διάταξη προστασίας που περιορίζει τις παροδικές υπερτάσεις και διοχετεύει τα σχετικά κρουστικά ρεύματα μέσω των προβλεπόμενων διαδρομών της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, δεν επηρεάζει ουσιαστικά την τροφοδοσία του κυκλώματος.

Όταν εμφανιστεί μια παροδική υπέρταση, το SPD αποκρίνεται περιορίζοντας την τάση στα άκρα του.

Με αυτόν τον τρόπο συμβάλλει στην προστασία του ηλεκτρικού εξοπλισμού από υπερβολικές κρουστικές τάσεις.

Ωστόσο, κανένα SPD δεν εγγυάται απόλυτη προστασία από κάθε κεραυνικό συμβάν ή ηλεκτρική διαταραχή.

Από πού προέρχονται οι υπερτάσεις;

Οι παροδικές υπερτάσεις μπορούν να εμφανιστούν για διάφορους λόγους.

Κεραυνικά φαινόμενα

Ένας κεραυνός που πλήττει άμεσα ή έμμεσα μια εγκατάσταση μπορεί να δημιουργήσει ισχυρά ηλεκτρικά μεταβατικά φαινόμενα.

Ακόμη και χωρίς άμεσο πλήγμα στο κτίριο, κεραυνικά ρεύματα και ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις μπορούν να επηρεάσουν τα δίκτυα τροφοδοσίας και επικοινωνιών.

Μεταγωγές ηλεκτρικού δικτύου

Η λειτουργία διακοπτών και άλλου εξοπλισμού στο δίκτυο μπορεί να δημιουργήσει παροδικές μεταβολές τάσης.

Λειτουργία ηλεκτρικού εξοπλισμού

Η ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ορισμένων επαγωγικών φορτίων και άλλου ηλεκτρικού εξοπλισμού μπορεί επίσης να προκαλέσει μεταβατικές υπερτάσεις.

Η σοβαρότητα των φαινομένων εξαρτάται από το ηλεκτρικό σύστημα και τις συνθήκες λειτουργίας.

SPD τύπου 1: Προστασία έναντι ισχυρών κρουστικών ρευμάτων

Τα SPD τύπου 1 είναι σχεδιασμένα για εφαρμογές στις οποίες μπορεί να απαιτείται η διαχείριση μέρους του κεραυνικού ρεύματος.

Χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, σε κατάλληλα σχεδιασμένες εγκαταστάσεις όπου υπάρχει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας ή άλλες συνθήκες που απαιτούν αυτή την κατηγορία.

Τα SPD τύπου 1 δοκιμάζονται με χαρακτηριστική κυματομορφή κρουστικού ρεύματος 10/350 μs.

Η επιλογή τους εξαρτάται από την εκτίμηση κινδύνου, τη διαμόρφωση της εγκατάστασης και τα εφαρμοζόμενα πρότυπα.

SPD τύπου 2: Προστασία από παροδικές υπερτάσεις

Τα SPD τύπου 2 χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρικούς πίνακες για τον περιορισμό παροδικών υπερτάσεων.

Είναι κατάλληλα για πολλές εφαρμογές στις οποίες δεν απαιτείται διαχείριση του ίδιου επιπέδου κεραυνικού ρεύματος με ένα SPD τύπου 1.

Οι δοκιμές τους περιλαμβάνουν χαρακτηριστικά κρουστικά ρεύματα κυματομορφής 8/20 μs.

Σε πολλές εγκαταστάσεις κατοικιών, η προστασία τύπου 2 αποτελεί σημαντικό μέρος της συνολικής προστασίας από υπερτάσεις.

Η αναγκαιότητα και η θέση εγκατάστασης πρέπει να καθορίζονται από τη μελέτη και τις ισχύουσες απαιτήσεις.

SPD τύπου 3: Συμπληρωματική προστασία κοντά στον εξοπλισμό

Τα SPD τύπου 3 χρησιμοποιούνται για πρόσθετη προστασία ευαίσθητου εξοπλισμού, σε συνδυασμό με κατάλληλη προστασία ανάντη.

Μπορούν να τοποθετούνται κοντά σε συγκεκριμένες ηλεκτρονικές συσκευές, εφόσον η εφαρμογή το απαιτεί.

Δεν προορίζονται γενικά να αντικαταστήσουν μόνα τους τις βασικές διατάξεις προστασίας που απαιτούνται στον ηλεκτρικό πίνακα.

Η σωστή συνεργασία μεταξύ διαφορετικών βαθμίδων προστασίας είναι ουσιαστική.

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ SPD τύπου 1, 2 και 3;

Υπάρχουν επίσης συνδυαστικές διατάξεις, όπως SPD τύπου 1+2.

Η επιλογή πρέπει να βασίζεται στα πραγματικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και όχι μόνο στην ονομασία του τύπου.

Χρειάζεται SPD σε κάθε σπίτι;

Η ανάγκη προστασίας από παροδικές υπερτάσεις αξιολογείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις της ισχύουσας ηλεκτρολογικής νομοθεσίας και των εφαρμοζόμενων προτύπων, όπως το ΕΛΟΤ 60364.

Στην αξιολόγηση λαμβάνονται υπόψη παράγοντες όπως:

• Η φύση και η χρήση του κτιρίου.

• Οι συνέπειες πιθανής βλάβης ή διακοπής λειτουργίας.

• Η τροφοδότηση και τα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης.

• Η έκθεση σε κεραυνικά φαινόμενα.

• Η ύπαρξη εξωτερικής αντικεραυνικής προστασίας.

• Οι απαιτήσεις του εγκατεστημένου εξοπλισμού.

Δεν είναι σωστό να θεωρούμε ότι όλες οι κατοικίες χρειάζονται υποχρεωτικά τον ίδιο τύπο SPD.

Η τελική επιλογή πρέπει να γίνεται από αρμόδιο ηλεκτρολόγο βάσει των ισχυουσών απαιτήσεων.

SPD και εξωτερικό αλεξικέραυνο: Είναι το ίδιο;

Όχι.

Το εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας έχει σχεδιαστεί για τη διαχείριση άμεσων κεραυνικών πληγμάτων, με συλλεκτήριους αγωγούς, αγωγούς καθόδου και σύστημα γείωσης.

Το SPD περιορίζει παροδικές υπερτάσεις μέσα στην ηλεκτρική εγκατάσταση.

Τα δύο συστήματα έχουν διαφορετικούς αλλά συμπληρωματικούς ρόλους.

Η ύπαρξη ενός SPD δεν σημαίνει ότι το κτίριο προστατεύεται από όλες τις συνέπειες ενός άμεσου κεραυνικού πλήγματος.

SPD και ρελέ διαρροής: Ποια είναι η διαφορά;

Το SPD και το RCD δεν επιτελούν την ίδια λειτουργία.

Το SPD περιορίζει παροδικές υπερτάσεις.

Το RCD ανιχνεύει διαφορικά ρεύματα και αποσυνδέει την παροχή όταν πληρούνται οι συνθήκες λειτουργίας του.

Η σωστή διάταξη και συνεργασία τους εξαρτάται από το σύστημα γείωσης, τον τύπο του SPD, τις απαιτήσεις προστασίας και τη μελέτη της εγκατάστασης.

Ποια χαρακτηριστικά πρέπει να εξετάζονται κατά την επιλογή SPD;

Η επιλογή ενός SPD δεν πρέπει να γίνεται μόνο με βάση την τιμή.

Σημαντικά τεχνικά χαρακτηριστικά είναι:

Μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας (Uc)

Η μέγιστη τάση που μπορεί να εφαρμόζεται συνεχώς στο SPD υπό τις καθορισμένες συνθήκες λειτουργίας.

Επίπεδο προστασίας τάσης (Up)

Χαρακτηριστικό που σχετίζεται με το επίπεδο περιορισμού της τάσης από τη διάταξη.

Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης (In)

Χαρακτηριστικό που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση συγκεκριμένων SPD υπό τυποποιημένες συνθήκες δοκιμών.

Κρουστικό ρεύμα (Iimp)

Χαρακτηριστικό ιδιαίτερα σημαντικό για SPD τύπου 1.

Ικανότητα αντιμετώπισης ρεύματος βραχυκυκλώματος

Η διάταξη πρέπει να είναι συμβατή με τις συνθήκες του ηλεκτρικού δικτύου και την προβλεπόμενη εφεδρική προστασία.

Η κατάλληλη επιλογή απαιτεί τεχνική μελέτη και τήρηση των οδηγιών του κατασκευαστή.

Πώς καταλαβαίνουμε αν ένα SPD χρειάζεται αντικατάσταση;

Πολλά SPD διαθέτουν οπτική ένδειξη κατάστασης.

Ανάλογα με τον κατασκευαστή, η ένδειξη μπορεί να ενημερώνει ότι η διάταξη λειτουργεί κανονικά ή ότι έχει φτάσει στο τέλος της προβλεπόμενης λειτουργικής της ζωής.

Δεν πρέπει να βασιζόμαστε αποκλειστικά στο χρώμα χωρίς να γνωρίζουμε τη σημασία του για το συγκεκριμένο μοντέλο.

Εάν εμφανίζεται ένδειξη βλάβης, απαιτείται έλεγχος και ενδεχομένως αντικατάσταση από ηλεκτρολόγο.

Μπορεί ένα πολύπριζο με προστασία υπέρτασης να αντικαταστήσει το SPD του πίνακα;

Όχι απαραίτητα.

Ένα κατάλληλα πιστοποιημένο πολύπριζο προστασίας μπορεί να προσφέρει συμπληρωματικό περιορισμό παροδικών υπερτάσεων για συνδεδεμένες συσκευές.

Ωστόσο, δεν αντικαθιστά αυτομάτως την προστασία που απαιτείται στην είσοδο ή στους πίνακες της εγκατάστασης.

Η αποτελεσματική προστασία μπορεί να απαιτεί συντονισμένες βαθμίδες SPD.

Πότε χρειάζεται ηλεκτρολόγος;

Επαγγελματικός έλεγχος είναι απαραίτητος όταν:

• Σχεδιάζεται εγκατάσταση ή αντικατάσταση SPD.

• Υπάρχει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας.

• Έχουν παρουσιαστεί επαναλαμβανόμενες βλάβες ηλεκτρονικών συσκευών.

• Υπάρχει ένδειξη αστοχίας σε εγκατεστημένο SPD.

• Γίνεται ανακαίνιση ή αναβάθμιση ηλεκτρικού πίνακα.

• Προστίθεται εξοπλισμός που απαιτεί ιδιαίτερη προστασία.

Οι εργασίες μέσα στον ηλεκτρολογικό πίνακα πρέπει να εκτελούνται από κατάλληλα εξειδικευμένο επαγγελματία.

Συχνές ερωτήσεις

Το SPD προστατεύει από άμεσο κεραυνό;

Ένα SPD μπορεί να αποτελεί μέρος της συνολικής αντικεραυνικής προστασίας, αλλά δεν εγγυάται απόλυτη προστασία από άμεσο κεραυνικό πλήγμα.

Ποια είναι η διαφορά SPD τύπου 1 και τύπου 2;

Ο τύπος 1 είναι σχεδιασμένος για τη διαχείριση ισχυρών κρουστικών ρευμάτων, συμπεριλαμβανομένου μέρους του κεραυνικού ρεύματος. Ο τύπος 2 χρησιμοποιείται κυρίως για τον περιορισμό παροδικών υπερτάσεων σε ηλεκτρικούς πίνακες.

Χρειάζεται SPD αν υπάρχει ρελέ διαρροής;

Το RCD δεν αντικαθιστά το SPD, επειδή οι δύο διατάξεις προστατεύουν από διαφορετικά ηλεκτρικά φαινόμενα.

Πόσο διαρκεί ένα SPD;

Δεν υπάρχει μία συγκεκριμένη διάρκεια ζωής για όλα τα SPD. Η κατάσταση εξαρτάται από την τεχνολογία, τις καταπονήσεις και τις προδιαγραφές του κατασκευαστή.

Μπορώ να εγκαταστήσω μόνος μου SPD;

Η εγκατάσταση απαιτεί εργασία στον ηλεκτρολογικό πίνακα και πρέπει να πραγματοποιείται από αρμόδιο ηλεκτρολόγο.

Συμπέρασμα

Η αντικεραυνική προστασία με SPD αποτελεί σημαντικό μέσο περιορισμού των επιπτώσεων από παροδικές υπερτάσεις.

Οι τύποι 1, 2 και 3 έχουν διαφορετικές λειτουργίες και μπορούν να συνεργάζονται στο πλαίσιο μιας ολοκληρωμένης στρατηγικής προστασίας.

Η σωστή επιλογή εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του κτιρίου, την ηλεκτρική εγκατάσταση, την έκθεση σε κεραυνικά φαινόμενα και τις απαιτήσεις των εφαρμοζόμενων προτύπων.

Η μελέτη και εγκατάσταση από αδειούχο ηλεκτρολόγο είναι απαραίτητες για τη σωστή λειτουργία της προστασίας.

thermosphere.gr — Τεχνική γνώση για ασφαλείς ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.

Το άρθρο έχει ενημερωτικό χαρακτήρα και δεν αποτελεί οδηγό εκτέλεσης ηλεκτρολογικών εργασιών.

Πηγές και τεχνικά πρότυπα

• IEC 61643-11 — Low-voltage surge protective devices.

• IEC 60364-4-44 — Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances.

• IEC 60364-5-53 — Selection and erection of electrical equipment: Devices for protection, isolation, switching, control and monitoring.

• IEC 62305 — Protection against lightning.

• ΕΛΟΤ 60364 — Απαιτήσεις για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.