DC SPD Signification

DC SPD Signification

SPD en courant continu, nom complet Dispositif de protection contre les surtensions de courant continu,est un dispositif de protection spécialement conçu pour les systèmes d'alimentation en courant continu pour se protéger contre les surtensions transitoires (surtensions) causées par des coups de foudreSi ces surtensions ne sont pas contrôlées, elles peuvent endommager les appareils électroniques sensibles du système CC et même entraîner des pannes du système.

Un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu est conçu pour protéger les systèmes et les équipements alimentés en courant continu contre les surtensions soudaines.Les SPD en courant continu suppriment ou détournent les surtensions, empêchant ainsi les dommages aux composants électroniques sensibles, des défaillances du système et même la perte de données.

Considérations concernant les dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu dans les installations photovoltaïques

Les éclairs inter-nuageux et intra-nuageux d'une magnitude de 100 kA peuvent créer des champs magnétiques connexes qui déclenchent des courants transitoires dans le câblage CC du système photovoltaïque.Ces tensions transitoires se produisent aux bornes de l'équipement et provoquent des défaillances importantes de l'isolation et du diélectrique des composants.

Ces courants de foudre générés et incomplets sont atténués en plaçant des SPD à des emplacements spécifiques.Lorsque survient une surtension, il passe d'un dispositif à haute impédance à un dispositif à faible impédance.réduire la surtension qui existerait autrement aux bornes de l'équipement.

Le SPD que vous choisissez doit être conçu, évalué et homologué, en particulier avec des tensions PV CC.La déconnexion SPD inhérente doit être capable d'interrompre l'arc de courant continu plus sévère qui n'est pas présent dans les applications CA..

Sur les grands systèmes photovoltaïques commerciaux et utilitaires fonctionnant à une tension maximale en circuit ouvert de 600 ou 1 000 V CC, la connexion de modules MOV en configuration Y est une configuration SPD populaire.

Un module MOV est relié à chaque pôle et à la terre sur chaque jambe du Y. Il y a deux modules entre chaque pôle et à la fois le pôle et la base dans un système non ancré.Parce que chaque module est classé pour la moitié de la tension du système dans cette configuration, les modules MOV ne dépassent pas leur valeur nominale, même en cas de panne du pôle au sol.

La fonction du dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

La fonction principale du SPD en courant continu est d'absorber et de libérer ces surtensions soudaines à haute énergie, de limiter l'amplitude de la surtension et de protéger les appareils connectés à l'alimentation en courant continu des dommages.Ils sont généralement installés à des nœuds clés dans les systèmes d'alimentation en courant continu, comme le côté CC des systèmes de production d'énergie photovoltaïque, la puissance d'entrée des stations de base de communication,ou l'extrémité de sortie en courant continu des piles de charge des véhicules électriques pour assurer un fonctionnement stable du système.

Par rapport aux dispositifs de protection contre les surtensions pour AC (SPD AC), les SPD en courant continu doivent relever les défis uniques du courant continu, tels que les courants unidirectionnels continus et les niveaux de tension potentiellement élevés.Par conséquent, les SPD à courant continu sont conçus avec des composants et des technologies spéciaux pour répondre aux besoins d'un environnement à courant continu.

Principe de fonctionnement

La sélection, l'installation et l'entretien appropriés des dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu sont nécessaires pour assurer une protection efficace contre les surtensions en tension dans les systèmes en courant continu.L'efficacité des performances d'un SPD à courant continu varie selon des facteurs tels que la cote de surtension, tension de serrage, temps de réponse et application spécifique.

On peut décomposer le fonctionnement d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu comme suit:

- Détection des surtensions

Un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu détecte une surtension au-delà de sa valeur nominale dans un système en courant continu.

- Serrage de tension

Les dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu utilisent des composants tels que des varistors d'oxyde métallique (MOV) ou des tubes de décharge de gaz (GDT) pour obtenir une serrure de tension.Ces composants présentent une résistance élevée à la tension dans les limites normalesCependant, une surtension dépassant le seuil diminue considérablement la résistance du composant, créant une trajectoire à faible impédance pour le courant de surtension.Le seuil au-delà duquel une tension est considérée comme une surtension est appelé tension de serrage ou tension de débit..

- Absorption de l'énergie

Les principaux composants d'un dispositif de protection contre les surtensions absorbent l'énergie excédentaire lorsqu'une surtension est déviée à travers le dispositif.La conception des varistors d'oxyde de métal (MOV) est telle qu'ils se décomposent à haute tension et dissipent la montée en chaleur.

Dans un circuit CC, le protecteur contre les surtensions est dans un état de résistance élevée et ne fonctionne pas sous tension normale (Un).le SPD lui-même réduira rapidement sa propre résistance et sa conductivité (dans les 25 nanosecondes), libérer le courant de surtension, abaisser la tension à un état sûr, puis revenir à un état de résistance élevée, complétant la protection des équipements électriques du circuit.

Les principales caractéristiques du dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

- Haute vitesse de réponse: capable de réagir à des surtensions en nanosecondes et d'activer rapidement les mécanismes de protection.

- Haute capacité d'absorption d'énergie: capable de résister et de dissiper de grandes quantités d'énergie de surtension, protégeant les équipements de back-end.

- Niveau de protection contre les surtensions stables: veiller à ce que, lors de surtensions, la tension du système ne dépasse pas la plage de fonctionnement sûre de l'équipement.

En installant un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu, la fiabilité et la sécurité du système de courant continu peuvent être considérablement améliorées,prolonger la durée de vie des équipements et réduire les coûts de maintenance et de remplacement causés par les surtensionsDans divers domaines tels que la production d'énergie photovoltaïque, les communications, les transports, etc., le dispositif de protection contre les surtensions en courant continu est devenu un composant de protection indispensable.

Comment installer un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

- Placez le SDP le plus près possible du panneau pour le protéger.

- Pour réduire la longueur des fils de connexion entre les boutons du dispositif de protection contre les surtensions et le disjoncteur du panneau suivant,percer et percer un trou dans le boîtier du dispositif de protection contre les surtensions à un endroit extraordinairement élevé (ou des boutons de déconnexion fondus).

- Utilisez, dans la mesure du possible, un raccordement étroit avec des câbles allant jusqu'au premier disjoncteur situé en haut du panneau, ce qui garantit une protection adéquate de toutes les charges reliées au panneau.

- Connectez le SPD au panneau d'interrupteur avec le fil AWG # 10 ou plus grand (facilement disponible et facile à installer).Les installations les plus réussies ne sont généralement pas les plus esthétiquesLes rencontres les plus efficaces sont courtes et directes.

- Les SPD doivent être raccordés à un disjoncteur correctement nommé plutôt qu'aux poignées principales du panneau.Un interrupteur de déconnexion à fusion doit être utilisé pour communiquer avec les lignes et faciliter l'entretien des DSP lorsque des disjoncteurs ne sont pas disponibles ou impraticables..

Comparer le SPD CC avec le SPD CA

La différence majeure entre les dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu et en courant alternatif est basée sur le système d'alimentation utilisé.capacités de traitement des surtensions, les temps de réponse et les normes.

Les déclarations suivantes mettent en évidence certaines des similitudes et différences entre les dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu et en courant alternatif (SPD):

- Manipulation de fréquence

Les dispositifs de protection contre les surtensions utilisés dans les systèmes en courant continu n'ont pas de spécifications de fréquence grâce à la constance de la tension en courant continu.les systèmes à courant alternatif ont des besoins de fréquence différents nécessitant une manipulation différente.

- Sensibilité à la polarité

Les dispositifs de protection contre les surtensions dans les systèmes CC sont sensibles aux pôles et nécessitent une installation avec un alignement correct des bornes.ils n'ont pas de désignation de terminal spécifique.

- Détection et serrage des surtensions

En fonction de la conception du système, les SPD en courant continu et en courant alternatif vont contrer les surtensions en les absorbant ou en les détournant à un niveau sûr.les caractéristiques de tension différentes peuvent entraîner un changement des mécanismes appliqués à la détection et à la serrage.

Types de SPD à courant continu

Classement par niveau de tension

Selon le niveau de tension du système en courant continu, le dispositif de protection contre les surtensions en courant continu peut être divisé en catégories suivantes:

- SPD à basse tension en courant continu: adapté aux systèmes à basse tension en courant continu, généralement d'une tension inférieure à 48 V, couramment utilisés dans les équipements de communication, les petits systèmes photovoltaïques,ou systèmes de distribution en courant continu basse tension.

- SPD à courant continu de moyenne tension: adapté aux systèmes à courant continu de moyenne tension, d'une tension généralement comprise entre 48 V et 1000 V, largement utilisés dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque à courant continu,les stations de recharge pour véhicules électriques et autres scénarios.

- SPD à haute tension en courant continu: adapté aux systèmes de courant continu à haute tension, avec une tension supérieure à 1000 V, principalement utilisé dans les centrales photovoltaïques de grande envergure,systèmes de transmission de courant continu à haute tension, etc..

Paramètres principaux du SPD en courant continu

Les paramètres d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu définissent sa performance et son adéquation dans un système en courant continu particulier contre les surtensions.L'examen attentif de ces paramètres et du système d'utilisation envisagé est donc essentiel pour une correspondance efficace.

Les principaux paramètres prévus pour les dispositifs de protection contre les surtensions en courant continu sont les suivants:

- Courant de fuite: lorsque le dispositif de protection contre les surtensions en courant continu fonctionne normalement, le courant de fuite désigne le courant minimal qui le traverse.Il est préférable d'avoir un courant de fuite faible car cela réduit la dissipation de chaleur et la perte de puissance..

- Voltage de fonctionnement continu maximal: définit la tension de courant continu au-delà de laquelle le dispositif de protection contre les surtensions est activé en fonction de la tension nominale du système.

- Courant de décharge nominal: désigne la valeur de courant la plus élevée qu'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu peut décharger lorsqu'un événement de surtension se produit.

- Plage de température de fonctionnement: définit les températures dans lesquelles le dispositif de protection contre les surtensions en courant continu peut fonctionner de manière optimale.Ce paramètre est spécifique à l'application, en particulier lorsque le système en courant continu nécessitant une protection fonctionne dans des conditions de température extrêmes..

- Niveau de protection contre les surtensions: représente la tension maximale à travers les bornes d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu activé.Il est obtenu lorsque le courant qui traverse le dispositif de protection contre les surtensions correspond à celui de la décharge nominale.

Scénarios d'application du dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

Le dispositif de protection contre les surtensions en courant continu est divisé en deux types:

- L'un est utilisé en courant continu basse tension, pour protéger les modules de communication, la surveillance, etc.

- l'autre est utilisé dans le photovoltaïque, pour la protection des systèmes photovoltaïques, le stockage de l'énergie, etc.

Système de production d'énergie photovoltaïque

- protection latérale contre les courants photovoltaïques: installée entre la chaîne photovoltaïque et l'onduleur pour protéger les modules photovoltaïques et les onduleurs contre les surtensions causées par les coups de foudre ou les opérations de commutation.

- Protection latérale AC PV: installée à l'extrémité de sortie de l'onduleur pour protéger les équipements latéraux AC.

Station de base de communication

- Protection du système électrique: protège les équipements d'alimentation en courant continu des stations de base de communication, tels que les batteries et les redresseurs.

- Protection du système de signalisation: protège les lignes de signalisation de communication pour empêcher les surtensions d'interférer avec ou d'endommager les équipements de communication.

Les installations de recharge des véhicules électriques

- Protection de la pile de charge: installée à l'extrémité de sortie en courant continu de la pile de charge pour protéger la pile de charge et le système de gestion de la batterie du véhicule électrique.

- Protection de la batterie: utilisée sur le côté CC des batteries de véhicules électriques pour empêcher les surtensions d'endommager les batteries.

Système de contrôle industriel

- protection des PLC et des capteurs: protège les appareils d'alimentation en courant continu des systèmes de commande industriels, tels que les PLC, les capteurs, etc.

- Protection des moteurs à courant continu: utilisée pour les systèmes de propulsion de moteurs à courant continu afin d'éviter que les surtensions endommagent les moteurs et les entraînements.

Dans les applications pratiques, lors du choix d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu, il convient de prendre en considération les facteurs suivants:

- tension du système: choisir un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu correspondant à la tension du système.

- Courant de surtension: sélectionnez le courant de décharge nominal (In) et le courant de décharge maximal (Imax) appropriés en fonction du niveau de risque de surtension du système.

- Environnement d'installation: tenir compte des facteurs environnementaux tels que la température, l'humidité, etc., et choisir un niveau de protection approprié (indice IP).

Avantages de l'utilisation d'un DSP à courant continu

En utilisant des SPD en courant continu, les vulnérabilités des systèmes alimentés en courant continu aux surtensions peuvent être efficacement atténuées, ce qui favorise la protection des équipements, la fiabilité du système et la sécurité opérationnelle globale.

Un résumé des avantages de l'utilisation d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu est présenté ci-dessous:

- Protection des équipements: c'est le principal avantage de configurer votre système CC avec un dispositif de protection contre les surtensions.Il détourne ou supprime les surtensions excessives protégeant l'équipement des dommages.

- Durée de vie prolongée de l'équipement: l'évitement des effets néfastes des surtensions par les SPD à courant continu permet à l'équipement de fonctionner plus longtemps.les équipements non protégés succombent facilement à des surtensions entraînant des dommages ou une altération des performances..

- Assurance de la sécurité: lorsque des surtensions se produisent, elles constituent un danger pour la sécurité, en particulier dans les milieux industriels utilisant des sources de courant continu à haute énergie.ces appareils réduisent le risque de défaillance électrique, les incendies ou d'autres dangers pour la sécurité.

- Fiabilité du système: les dispositifs de protection contre les surtensions contribuent à améliorer la fiabilité du système CC dans leur rôle de protection.Ils réduisent le risque de défaillance de l'équipement, contribuent à maintenir un fonctionnement continu et minimisent les perturbations.

Les protecteurs de surtension pour AC peuvent-ils être utilisés pour protéger les circuits DC?

D'un point de vue professionnel, la tension et le courant de l'électricité CA changent périodiquement,50 fois par seconde (50 Hz) ou 60 fois par seconde (60 Hz)Lorsque le courant passe d'un demi-cycle positif à un demi-cycle négatif, il passera par le point zéro, auquel moment la tension et le courant seront 0supprimant efficacement les courants transitoires naturellement.

Signal AC à phase unique Signal AC à trois phases

Mais le courant continu ne le fera pas, il s'agit d'une tension de courant continu unidirectionnelle, il n'y a pas d'option "point zéro", de sorte que le courant de surtension ne sera pas supprimé, causant un impact soutenu sur l'équipement.Si un protecteur contre les surtensions CA est utilisé pour protéger la ligne CC à ce moment, le courant de surtension et de surtension continu de force va percer le protecteur de surtension CA, raccourcir considérablement la durée de vie du protecteur de surtension, et provoquer un incendie.il est nécessaire de sélectionner des protecteurs contre les surtensions en courant continu fiables pour la protection.

Signal en courant continu

Test d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

L'essai d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant continu vérifie sa fonctionnalité pour s'assurer qu'il peut offrir une protection efficace de l'équipement contre les surtensions.comparer les résultats des essais avec les caractéristiques de réponse spécifique fournies auxquelles le DSP doit se conformer.

Les tests couramment utilisés sont les suivants:

- Test de résistance à l'isolation: ici, vous déconnectez le SPD de la source de courant continu et mesurez la résistance entre les terminaux de l'appareil et la terre.

- Test de chute de tension: ce test permet de s'assurer que la chute de tension est dans les limites spécifiées.

Ici, vous effectuez une simulation de surtensions transitoires en appliquant des impulsions de surtensions au dispositif de protection contre les surtensions.examiner les formes d'onde en les comparant aux spécifications de l'essai.

Des idées fausses sur les surtensions pour le courant continu.

1L'idée selon laquelle un simple système CC ne nécessite qu'une protection contre les surtensions à un seul stade pour répondre aux exigences est erronée.et les différents stades nécessitent différents protecteurs contre les surtensions en courant continu pour une protection à plusieurs niveauxSurtout pour les systèmes de communication, plus l'équipement est précis et sensible, plus il a besoin d'une protection contre les surtensions fiable.

2. Il est erroné d'installer des protecteurs contre les surtensions en courant continu loin des appareils tant qu'ils sont mis à la terre. Les protecteurs contre les surtensions en courant continu doivent être proches des équipements protégés.Si un protecteur contre les surtensions en courant continu est trop éloigné de l'appareil à protégerSi la ligne est trop longue et que tous les courants de surtension frappent l'appareil avant de l'atteindre, le protecteur contre les surtensions en courant continu doit réagir en quelques microsecondes pour économiser l'équipement électrique.,Même si le protecteur contre les surtensions en courant continu réagit rapidement, il n'aura pas le temps de libérer le courant de surtension.

3Dans un système de courant continu où la tension reste stable sans fluctuations fréquentes comme la tension de courant alternatif, cela ne signifie-t-il pas qu'il y a moins de risque de surtensions que dans un système de courant alternatif?Faux Dans un système de courant continu,Il n'y a pas de point zéro en termes de courant ou de tension, mais plutôt un flux continu qui peut facilement attirer les coups de foudre, ce qui les rend plus sensibles que les systèmes CA.. Taking solar panels as an example – outdoor devices like photovoltaic arrays are particularly prone to lightning strikes due to their large surface area and continuous flow of electricity which attracts lightning bolts causing powerful surges.

4Il est erroné d'avoir des exigences de mise à la terre lâches pour les systèmes de courant continu basse tension; vous ne pouvez pas sauter la mise à la terre ou simplement les connecter près d'un boîtier avec une certaine distance entre eux.Il est essentiel de les mettre à la terre correctement car la mise à la terre joue un rôle crucial dans la protection des appareils électriques utilisant des dispositifs de protection contre les surtensions par courant continu.- la connexion directe avec les enceintes ne signifie pas nécessairement une bonne mise à la terre;Certains enclos peuvent manquer de connexions avec la terre ou apparaître mis à la terre, mais peuvent être isolés par des couches de peinture empêchant une connexion de mise à la terre efficace.If there’s slight leakage in equipment leading enclosure being charged then during arrival of power surges these would lead back through protective device causing fire hazards rendering overvoltage protective device uselessIl est donc impératif que les dispositifs de protection contre les surtensions de courant continu soient correctement mis à la terre.

Conclusion

Les dispositifs de protection contre les surtensions, en tant que "gardiens de sécurité" des systèmes d'alimentation en courant continu, jouent un rôle crucial dans la protection de l'énergie moderne.stations de base de communication, ou des installations de recharge de véhicules électriques, les SPD en courant continu peuvent résister efficacement aux menaces provoquées par les surtensions, assurer le fonctionnement stable des équipements, prolonger leur durée de vie et réduire les coûts de maintenance.