Waarom gaat de AC SPD-veiligheid zo vaak kapot?

Een AC-surge protector (ook bekend als een surge protection device of SPD) kan om verschillende redenen vaak defect raken, wat kan samenhangen met ontwerp, installatie, onderhoud en externe omgevingsfactoren. Hieronder staan enkele algemene oorzaken en verklaringen:

1. Slechte Kwaliteit van de Surge Protector

• Onvoldoende Spanningsclassificatie: Als de geclassificeerde spanning of het maximale continue bedrijfsspanning (UC) van de surge protector lager is dan de werkelijke systeemspanning of de hoogst mogelijke foutspanning, kan deze tijdens normaal gebruik blootgesteld worden aan te hoge spanning, wat leidt tot frequente schade of defecten.

• Productiefouten: Surge protectors van lage kwaliteit kunnen interne componentdefecten hebben, zoals varistoren van slechte kwaliteit of defecte soldeerverbindingen, die hun prestaties beïnvloeden en ze doen falen onder overspanningsomstandigheden.

2. Gebrek aan of Onjuiste Front-End Bescherming

• Geen Back-up Bescherming: Volgens normen moet stroomverdelers of veiligheidscontacten stroomopwaarts van de surge protector geïnstalleerd worden om de doorstroming van aanhoudende foutstromen (d.w.z. netfrequentie volgstromen) te voorkomen als de surge protector faalt. Zonder deze bescherming kan, wanneer de surge protector door een overspanning uitvalt, de aanhoudende foutstroom erdoorheen gaan, wat oververhitting of zelfs brand kan veroorzaken.

• Foute Selectie van Stroomverdelers: Zelfs als een stroomverdeler geïnstalleerd is, als de geclassificeerde stroom of type niet geschikt is, kan deze de foutstroom niet op tijd doorsnijden, wat leidt tot overbelasting en schade aan de surge protector.

3. Slechte Aarding

• Hoge Aardweerstand: De aardingskabel van de surge protector moet verbonden zijn met een betrouwbaar aardingssysteem, met een aardweerstand die voldoet aan de norm (meestal minder dan 10 ohm). Als de aarding slecht is, kunnen bliksemschichten niet effectief worden afgevoerd, en zal de surge protector te hoge spanning en stroom moeten verdragen, wat leidt tot frequente defecten.

• Onvoldoende Specificaties voor Aardingskabel: Het doorsnijdingsoppervlak van de aardingskabel moet voldoende zijn (meestal minstens 4 vierkante millimeter) om bliksemschichten te verwerken. Als de aardingskabel te dun is, kan deze oververhit raken en uitvallen bij een blikseminslag, wat de prestaties van de surge protector beïnvloedt.

4. Vrijquent Bliksemactiviteit

• Gebieden met Veel Bliksem: In gebieden met veel bliksem, vooral waar apparatuur in open velden of op bergtoppen is geïnstalleerd (bijvoorbeeld fotovoltaïsche systemen of transformatorstations), kan de surge protector vaak blootgesteld worden aan blikseminslagen. Als de beschermingsniveau van de surge protector onvoldoende is om dergelijke frequente inslagen te verwerken, kan hij vaak uitvallen.

• Geïnduceerde Bliksem: Naast directe blikseminslagen kan geïnduceerde bliksem ook overspanning door voedings- of communicatielijnen veroorzaken. Als multi-level beschermingsmaatregelen ontoereikend zijn, kan geïnduceerde bliksem ervoor zorgen dat de surge protector frequent actief wordt en uiteindelijk uitvalt.

5. Schakelingsschokken en Tijdelijke Spanningen

• Schakelingsschokken door Schakelapparatuur: Grote stroomkringen, het aansluiten of loskoppelen van inductieve of capacitaire belastingen, en het schakelen van grote elektrische systemen of transformatoren kunnen aanzienlijke schakelingsschokken en tijdelijke spanningen genereren. Deze tijdelijke spanningen kunnen de capaciteit van de surge protector overschrijden, wat leidt tot frequente defecten.

• Netwerkfluctuaties: In gebieden met onstabiele netspanning, vooral waar de spanning sterk fluctueert, kan de surge protector frequent actief worden, vooral als de maximale continue bedrijfsspanning dicht bij het bereik van de spanningfluctuaties ligt.

6. Onjuiste Selectie van de Surge Protector

• Foute Maximale Continue Bedrijfsspanning (UC): Zoals eerder genoemd, moet de UC van de surge protector hoger zijn dan de hoogst mogelijke aanhoudende foutspanning in het systeem. Als de UC-waarde te laag is, kan de surge protector tijdens normaal gebruik blootgesteld worden aan te hoge spanning, wat leidt tot frequente schade.

• Foute Restspanning (Ures): De restspanning is de spanning over de surge protector wanneer deze een overspanningsstroom absorbeert. Als de restspanning te hoog is, kan dit nevenapparatuur beschadigen; als het te laag is, betekent dit dat de maximale continue bedrijfsspanning van de surge protector lager is, waardoor hij vatbaarder is voor frequente schade.

7. Ongecoördineerde Multi-Level Beschermingsontwerp

• Gebrek aan Multi-Level Bescherming: Om effectief beschermd te zijn tegen bliksem en tijdelijke spanningen, moeten meerdere niveaus van surge protectors op verschillende stadia van het energie-systeem geïnstalleerd worden. Als er slechts één niveau van bescherming is geïnstalleerd, of als de coördinatie tussen niveaus slecht is, kan een enkele surge protector te veel overspanningsenergie moeten verdragen, wat leidt tot frequente defecten.

• Coördinatieproblemen: Multi-level surge protectors moeten samenwerken, met de front-protector die als eerste reageert om de meeste overspanningsenergie op te nemen, terwijl de achter-protector de resterende energie afhandelt. Als de reactietijden of energieabsorptiecapaciteiten van de protectors niet overeenkomen, kan één niveau overbelast raken.

8. Verouderde of Beschadigde Surge Protectors

• Einde Levensduur: Surge protectors hebben een beperkte levensduur, en na verloop van tijd kunnen de interne componenten (zoals varistoren) slijten, wat hun prestaties vermindert. Een oude surge protector kan niet langer effectief overspanningsenergie absorberen, wat leidt tot frequente defecten.

• Slecht Onderhoud: Regelmatige inspectie en onderhoud zijn nodig om ervoor te zorgen dat de surge protector in goede staat blijft. Als het onderhoud wordt verwaarloosd, kan de surge protector wegens interne componentbeschadiging of slechte contacten uitvallen.

9. Externe Omgevingsfactoren

• Hoge Temperatuur: Hoge omgevingstemperaturen kunnen de prestaties van de surge protector beïnvloeden, wat ertoe kan leiden dat deze oververhit raakt en uiteindelijk uitvalt. Dit geldt vooral voor buiten geïnstalleerde surge protectors waar de warmteafgifte slecht is.

• Vochtigheid en Corrosie: Vochtige omgevingen of corrosieve gassen kunnen de behuizing en interne componenten van de surge protector verteren, waardoor de isolatieprestaties verminderen en het risico op kortsluiting of uitval toeneemt.

Oplossingen

• Kies de Juiste Surge Protector: Kies een surge protector met de juiste technische parameters (zoals maximale continue bedrijfsspanning, restspanning en geclassificeerde ontladingstroom) op basis van het systeemspanningsniveau, de frequentie van bliksemactiviteit en de netspanningsstabiliteit.

• Zorg voor Correcte Installatie en Aarding: Installeer de surge protector op de juiste locatie en zorg ervoor dat er stroomopwaarts een stroomverdeler of veiligheidscontact is. Daarnaast moet het aardingssysteem voldoen aan de standaardvereisten, met een lage aardweerstand.

• Voer Multi-Level Bescherming Uit: Installeer meerdere niveaus van surge protectors op verschillende stadia van het energie-systeem om correcte coördinatie en effectieve distributie van overspanningsenergie te garanderen.

• Regelmatig Onderhoud en Inspectie: Controleer regelmatig de staat van de surge protector en vervang deze indien er tekenen van veroudering of schade zijn, om ervoor te zorgen dat hij in optimale werking blijft.