Bạn có biết SPD là gì? và tại sao bạn cần nó để bảo vệ thiết bị điện của bạn? Hãy tìm hiểu thêm về nguyên lý hoạt động, các loại và cách chọn SPD tốt nhất cho hệ thống điện của bạn tại đây.
1. SPD là gì?
SPD là viết tắt của thiết bị bảo vệ đột biến điện (Surge Protection Device). Đây là một thiết bị bảo vệ để hạn chế điện áp thoáng qua bằng cách chuyển hướng hoặc hạn chế dòng điện đột biến và có khả năng lặp lại các chức năng này theo quy định.
SPD được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện tử khỏi sự ảnh hưởng của sét đánh, quá áp và nhiễu điện.
Có 4 loại SPD: loại 1, loại 2, loại 3 và loại 4 3. Mỗi loại có một mức độ bảo vệ và dung lượng xả khác nhau.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo
Cấu tạo của SPD gồm có các thành phần chính sau :
- Thành phần triệt tiêu: là một công tắc nhanh có trở kháng cao ở trạng thái bình thường và trở kháng thấp khi được kích hoạt bởi quá áp. Thành phần này có thể là một diode xả, một varistor, một gas tube hoặc một tụ điện.
- Thành phần dập tắt hồ quang: là một thiết bị dùng để ngắt dòng điện đột biến sau khi thành phần triệt tiêu đã xả năng lượng xuống đất. Thành phần này có thể là một cầu chì, một bộ ngắt mạch hoặc một bộ cách ly.
- Thành phần chỉ báo trạng thái: là một thiết bị dùng để hiển thị trạng thái hoạt động của SPD, chẳng hạn như đèn LED, cửa sổ nhìn hoặc tín hiệu từ xa.
- Thành phần kết nối: là các thiết bị dùng để nối SPD với hệ thống điện và đất, chẳng hạn như dây dẫn, ổ cắm, thanh đồng hoặc khớp nối.
Nguyên lý hoạt động
SPD hoạt động dựa trên việc sử dụng một công tắc nhanh có trở kháng cao ở trạng thái bình thường và trở kháng thấp khi được kích hoạt bởi quá áp.
Khi có quá áp xuất hiện đột ngột trong hệ thống điện, SPD sẽ dẫn dòng điện tăng đột ngột qua mình và xả năng lượng xuống đất, để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi bị hư hỏng.
Khi quá áp kết thúc, SPD sẽ trở lại trạng thái trở kháng cao và không ảnh hưởng đến dòng điện bình thường.
SPD có thể hoạt động ở hai chế độ: thông thường và phân chia
- Ở chế độ thông thường: SPD dẫn năng lượng xuống đất khi có quá áp giữa pha và trung tính hoặc mặt đất.
- Ở chế độ phân chia: SPD phân phối năng lượng cho các dây dẫn khác khi có quá áp giữa giai đoạn và trung tính.
3. SPD được lắp đặt ở đâu trong hệ thống điện?
SPD có thể lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau trong hệ thống điện, tùy thuộc vào loại SPD và mức độ bảo vệ cần thiết. Một số vị trí lắp đặt SPD thường gặp là:
- Ở phía trên các thiết bị được bảo vệ trên dòng điện xoay chiều (AC), dòng điện một chiều (DC) và data side, để bảo vệ các hệ thống điện từ những đỉnh điện áp huỷ hoại do sét đánh hoặc quá áp.
- Ở phía tải của bộ ngắt kết nối chính của tủ chính, để bảo vệ các thiết bị điện tử và bộ vi xử lý nhạy cảm chống lại năng lượng sét còn dư, động cơ tạo ra và các xung đột biến được tạo ra bên trong cơ sở.
- Ở độ dài dây dẫn từ 10 mét trở lên tính từ SPD loại 2, để bảo vệ các thiết bị điện tử và bộ vi xử lý nhạy cảm chống lại các xung đột biến được tạo ra bên trong cơ sở.
- Ở nơi có tình trạng ngắn mạch nhỏ hơn định mức thiết kế của SCCR mà SPD đang có, để tránh làm hỏng SPD do quá tải.
4. Phân loại thiết bị chống sét lan truyền SPD
Theo tiêu chuẩn UL 1449, có ba loại SPD chính là:
- SPD loại 1: là thiết bị được khuyên dùng hàng đầu cho nhà cao tầng, xí nghiệp, nhà máy…vì có khả năng hoạt động hiệu quả và đảm bảo an toàn cao. SPD này thường được sử dụng cùng hệ thống chống sét trực tiếp. SPD loại 1 có khả năng xả ngược dòng năng lượng do sét lan truyền dội ngược từ dây dẫn đất đến dây dẫn của hệ thống lưới điện. SPD loại 1 được đặc trưng bởi dòng điện dạng sóng 10/350 μs.
- SPD loại 2: là hệ thống bảo vệ chính cho tất cả các thiết bị điện hạ thế. Được lắp đặt trong mỗi tủ điện (electrical switchboard), nó ngăn ngừa sự lan truyền quá áp trong hệ thống điện và bảo vệ các tải. SPD loại 2 được đặc trưng bởi dạng sóng điện 8/20 μs.
- SPD loại 3: là những SPD có dung lượng xả thấp. Do đó, chúng phải được lắp đặt một cách bắt buộc như là một thiết bị bổ sung cho SPD loại 2 và trong vùng lân cận các tải nhạy cảm.
5. Cách chọn thiết bị chống sét lan truyền (SPD)
Để chọn SPD loại nào tốt nhất, bạn cần xem xét các yếu tố sau :
- Vị trí lắp đặt: bạn cần xác định vị trí của tủ điện điều khiển trong hệ thống điện và khoảng cách từ nó đến các thiết bị được bảo vệ. Nếu tủ điện điều khiển nằm gần các thiết bị nhạy cảm, bạn có thể chọn SPD loại 2 hoặc 3. Nếu tủ điện điều khiển nằm xa các thiết bị nhạy cảm, bạn nên chọn SPD loại 1 hoặc kết hợp SPD loại 1 và 2 để có mức độ bảo vệ cao hơn.
- Mức độ bảo vệ cần thiết: bạn cần xem xét mức độ nhạy cảm của các thiết bị được bảo vệ và mức độ rủi ro của sự cố sét đánh hoặc quá áp. Nếu các thiết bị được bảo vệ rất nhạy cảm và có giá trị cao, bạn nên chọn SPD có khả năng xả dòng cao và điện áp dư thấp. Nếu các thiết bị được bảo vệ ít nhạy cảm và có giá trị thấp, bạn có thể chọn SPD có khả năng xả dòng thấp và điện áp dư cao.
- Dòng xả định danh: là khả năng xả dòng của SPD khi có quá áp. Dòng xả định danh cao cho biết SPD có khả năng chịu được các sự cố sét đánh hoặc quá áp mạnh hơn. Dòng xả định danh của SPD phải lớn hơn hoặc bằng dòng xung khuếch đại của hệ thống điện để không làm hỏng SPD do quá tải.
- Điện áp hoạt động liên tục tối đa (MCOV hay Uc): là giá trị điện áp cao nhất mà SPD có thể chịu được trong thời gian dài mà không làm gián đoạn hoặc hỏng hóc. MCOV của SPD phải lớn hơn hoặc bằng điện áp hoạt động liên tục của hệ thống điện để không làm gián đoạn hoặc hỏng hóc SPD do quá áp liên tục.
- Thời gian đáp ứng: là khoảng thời gian từ khi có quá áp xuất hiện cho đến khi SPD kích hoạt để xả dòng điện. Thời gian đáp ứng càng ngắn, khả năng bảo vệ của SPD càng cao.
>>> Xem thêm: RCCB là gì? Tất tần tật về thiết bị chống rò điện
Nhận xét
Đăng nhận xét