Chống sét lan truyền 1 pha SPD2-300-1P1 Littelfuse 50kA max/cực

Thiết bị chống sét lan truyền bảo vệ hệ thống điện trong sự cố quá điện áp xảy ra trong thời gian rất ngắn tính bằng micro seconds. Bằng việc hạn chế quá áp khi xảy ra sự cố, thiết bị trong hệ thống được bảo vệ và không gây ra việc ngưng sản xuất. Thiết bị chống sét cấu hình bao gồm 1P+1N đáp ứng dải điện áp làm việc từ 60V tới 277V phù hợp cho các tủ nhánh.

BẢNG CHỌN MODEL CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN SPD LITTELFUSE

SPD2 1P+0 Series	Ordering Number	SPD2-075-1P0-R	SPD2-150-1P0-R	SPD2-300-1P0-R	SPD2-350-1P0-R	SPD2-480-1P0-R	SPD2-550-1P0-R*	SPD2-750-1P0-R
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60 Hz) (Uo/Un)	60 V	120 V	240 V	277 V	400 V	480 V	600 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (Uc)	75 V	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (Imax)	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	35 kA
	Voltage Protection Level (Up)	800 V	1250 V	1500 V	1750 V	2300 V	2500 V	3400 V
	Short-Circuit AC Current Rating (ISCCR)	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA
	TOV Withstand 5 s (UT)	114 V	229 V	337 V	403 V	581 V	697 V	871 V
	TOV 120 min (UT) / Mode	114 V / Withstand	229 V / Withstand	442 V / Safe Fail	529 V / Safe Fail	762 V / Safe Fail	915 V / Safe Fail	1143 V / Safe Fail
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (MCOV)	75 V	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Voltage Protection Rating (VPR)	330 V	600 V	900 V	1000 V	1500 V	2000 V	2500 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Short-Circuit Current Rating (SCCR)	100 kA	200 kA	150 kA	200 kA	200 kA	200 kA	200 kA
Single Unit Weight		124 g (0.274 lb)	128 g (0.283 lb)	135 g (0.298 lb)	140 g (0.309 lb)	145 g (0.320 lb)	148 g (0.326 lb)	161 g (0.355 lb)
SPD2 1P+1 Series	Ordering Number	SPD2-075-1P1-R	SPD2-150-1P1-R	SPD2-300-1P1-R	SPD2-350-1P1-R
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60Hz) (U o/Un)	60 V	120 V	240 V	277 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (L-N / N-PE Uc)	75 V / 305 V	150 V / 305 V	300 V / 305 V	350 V / 305 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE I n)	20 kA / 40 kA	20 kA / 40 kA	20 kA / 40 kA	20 kA / 40 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE I max)	50 kA / 65 kA	50 kA / 65 kA	50 kA / 65 kA	50 kA / 65 kA
	Voltage Protection Level (L-N / N-PE U p)	800 V / 1500 V	1250 V / 1500 V	1500 V / 1500 V	1750 V / 1500 V
	Follow Current Interrupt Rating (N-PE If)	100 ARMS	100 ARMS	100 ARMS	100 ARMS
	Short-Circuit AC Current Rating (L-N I SCCR)	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA
	TOV Withstand 5 s (L-N UT)	114 V	229 V	337 V	403 V
	TOV 120 min (L-N U T) / Mode	Withstand 114 V /	Withstand 229 V /	Safe Fail 442 V /	Safe Fail 529 V /
	TOV Withstand 200 ms (N-PE UT)	1200 V	1200 V	1200 V	1200 V
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (L-N / N-PE MCOV)	75 V / 305 V	150 V / 305 V	300 V / 305 V	350 V / 305 V
	Voltage Protection Rating (L-N / N-PE VPR)	330 V / 1000 V	600 V / 1000 V	900 V / 1000 V	1000 V / 1000 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE In)	20 kA / 20 kA	20 kA / 20 kA	20 kA / 20 kA	20 kA / 20 kA
	Short-Circuit Current Rating (L-N SCCR)	100 kA	200 kA	150 kA	200 kA
Single Unit Weight		124 g (0.274 lb)	128 g (0.283 lb)	135 g (0.298 lb)	140 g (0.309 lb)
SPD2 2P+0 Series	Ordering Number	SPD2-150-2P0-R	SPD2-300-2P0-R	SPD2-350-2P0-R	SPD2-480-2P0-R	SPD2-550-2P0-R*	SPD2-750-2P0-R
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60Hz) (U o/Un)	120 V	240 V	277 V	400 V	480 V	600 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (Uc)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (Imax)	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	35 kA
	Voltage Protection Level (Up)	1250 V	1500 V	1750 V	2300 V	2500 V	3400 V
	Short-Circuit AC Current Rating (ISCCR)	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA
	TOV Withstand 5 s (UT)	229 V	337 V	403 V	581 V	697 V	871 V
	TOV 120 min (U T) / Mode	229 V / Withstand	442 V / Safe Fail	529 V / Safe Fail	762 V / Safe Fail	915 V / Safe Fail	1143 V / Safe Fail
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (MCOV)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Voltage Protection Rating (VPR)	600 V	900 V	1000 V	1500 V	2000 V	2500 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Short-Circuit Current Rating (SCCR)	200 kA	150 kA	200 kA	200 kA	200 kA	200 kA
Single Unit Weight		252 g (0.556 lb)	266 g (0.587 lb)	276 g (0.609 lb)	286 g (0.631 lb)	290 g (0.639 lb)	318 g (0.702 lb)
SPD2 3P+0 Series	Ordering Number	SPD2-150-3P0-R	SPD2-300-3P0-R	SPD2-350-3P0-R	SPD2-480-3P0-R	SPD2-550-3P0-R*	SPD2-750-3P0-R
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60Hz) (Uo/Un)	120 V	240 V	277 V	400 V	480 V	600 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (Uc)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (Imax)	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	35 kA
	Voltage Protection Level (Up)	1250 V	1500 V	1750 V	2300 V	2500 V	3400 V
	Short-Circuit AC Current Rating (ISCCR)	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA
	TOV Withstand 5 s (UT)	229 V	337 V	403 V	581 V	697 V	871 V
	TOV 120 min (U T) / Mode	229 V / Withstand	442 V / Safe Fail	529 V / Safe Fail	762 V / Safe Fail	915 V / Safe Fail	1143 V / Safe Fail
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (MCOV)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V	750 V
	Voltage Protection Rating (VPR)	600 V	900 V	1000 V	1500 V	2000 V	2500 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Short-Circuit Current Rating (SCCR)	200 kA	150 kA	200 kA	200 kA	200 kA	200 kA
Single Unit Weight		355 g (0.783 lb)	376 g (0.829 lb)	391 g (0.862 lb)	406 g (0.896 lb)	414 g (0.913 lb)	454 g (1.001 lb)
SPD2 3P+1 Series	Ordering Number	SPD2-300-3P1-R	SPD2-350-3P1-R
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60Hz) (Uo/Un)	240 V	277 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (L-N / N-PE Uc)	300 V/ 305 V	350 V/ 305 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE In)	20 kA/ 40 kA	20 kA/ 40 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE Imax)	50 kA/ 65 kA	50 kA/ 65 kA
	Voltage Protection Level (L-N / N-PE Up)	1500 V/ 1500 V	1750 V/ 1500 V
	Follow Current Interrupt Rating (N-PE If)	100 ARMS	100 ARMS
	Short-Circuit AC Current Rating (L-N ISCCR)	25 kA/ 50 kA	25 kA/ 50 kA
	TOV Withstand 5 s (L-N UT)	337 V	403 V
	TOV 120 min (L-N U T) / Mode	Safe Fail 442 V/	Safe Fail 529 V/
	TOV Withstand 200 ms (N-PE UT)	1200 V	1200 V
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (L-N / N-PE MCOV)	300 V/ 305 V	350 V/ 305 V
	Voltage Protection Rating (L-N / N-PE VPR)	1000 V 900 V/	1000 V/ 1000 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (L-N / N-PE In)	20 kA/ 20 kA	20 kA/ 20 kA
	Short-Circuit Current Rating (L-N SCCR)	150 kA	200 kA
Single Unit Weight		(1.072 lb) 486 g	(1.105 lb) 501 g
SPD2 4P+0 Series	Ordering Number	SPD2-150-4P0-R	SPD2-300-4P0-R	SPD2-350-4P0-R	SPD2-480-4P0-R	SPD2-550-4P0-R*
IEC Electrical	Nominal AC Voltage (50/60Hz) (U o/Un)	120 V	240 V	277 V	400 V	480 V
	Maximum Continuous Operating AC Voltage (Uc)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Maximum Discharge Current (8/20 µs) (Imax)	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA	50 kA
	Voltage Protection Level (Up)	1250 V	1500 V	1750 V	2300 V	2500 V
	Short-Circuit AC Current Rating (ISCCR)	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA	25 kA / 50 kA
	TOV Withstand 5 s (UT)	229 V	337 V	403 V	581 V	697 V
	TOV 120 min (U T) / Mode	229 V / Withstand	442 V / Safe Fail	529 V / Safe Fail	762 V / Safe Fail	915 V / Safe Fail
UL Electrical	Maximum Continuous AC Operating Voltage (MCOV)	150 V	300 V	350 V	480 V	550 V
	Voltage Protection Rating (VPR)	600 V	900 V	1000 V	1500 V	2000 V
	Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA	20 kA
	Short-Circuit Current Rating (SCCR)	200 kA	150 kA	200 kA	200 kA	200 kA
Single Unit Weight		477 g (1.052 lb)	505 g (1.114 lb)	525 g (1.158 lb)	545 g (1.202 lb)	557 g (1.228 lb)

BẢNG GIÁ SPD LITTELFUSE (PDF PRICELIST)
DOWNLOAD BẢNG GIÁ SPD LITTELFUSE PDF (CLICK HERE)

LÝ THUYẾT CƠ BẢN, TÀI LIỆU, TIÊU CHUẨN ... VỀ SPD

ĐƯỜNG CONG MÔ TẢ NGUYÊN LÝ BẢO VỆ XUNG QUÁ ÁP SÉT CỦA SPD

►Ta thấy vùng màu xanh lá cây là vùng hoạt động bình thường của SPD. Với các xung sét lớn hơn In thì SPD sẽ thoát sét ít nhất 1 lần và lúc này điện áp sẽ vượt hơn ngưỡng Up. Tuy nhiên trong thực tế xác suất các xung sét lớn hơn In là rất thấp.
►Một lưu ý nữa là chất lượng của chống sét phụ thuộc rất nhiều vào MOV, và để sản xuất được cần có nền công nghiệp vật liệu cơ bản phát triển. Nếu MOV không chất lượng, rõ ràng chống sét hoàn toàn không có tác dụng vì ta không thể kiểm chứng chất lượng hoạt động của SPD nếu thiếu các thiết bị thí nghiệm chuyên dụng.

5 thông số quan trọng nhất của SPD type 2 (thường được in trên mặt thiết bị SPD) CẦN PHẢI BIẾT để chọn thiết bị

►1/ Điện áp làm việc lớn nhất Maximum Continuous Operating Voltage (Uc)
Uc là điện áp hiệu xung (AC) hoặc điện áp DC lớn nhất đặt lên thiết bị chống sét ở chế độ bảo vệ. Ví dụ Uc này bằng 300Vac với lưới 220Vac~240Vac. Ta hiểu đơn giản nếu áp trên 300Vac thì MOV bắt đầu thông để xả dòng xung. Như vậy là có thể dịch Uc là điện áp kẹp hay điện áp san, quá điện áp này thì MOV sẽ làm việc.

►2/ Dòng thoát sét bình thường Nominal Discharge Current (8/20 µs) (In)
SPD phải có khả năng thoát sét ít nhất 15 lần với xung sét có cường độ In mà không hỏng. Thông thường In=20kA.

►3/ Dòng thoát sét cực đại Maximum Discharge Current (8/20 µs) (Imax)
SPD phải có khả năng thoát sét ít nhất 1 lần với dòng sét có cường độ Imax. Thông thường Imax=40kA.

►4/ Mức điện áp bảo vệ Voltage Protection Level (Up):
Là điện áp lớn nhất giữa hai cực của SPD khi có dòng xung sét In xả qua SPD. Điện áp Up này rõ ràng phải nhỏ hơn ngưỡng điện áp chịu đựng ngắn hạn của thiết bị (tải). Thực tế khi xảy ra hiện tượng xung sét, điện áp giữa các cực của SPD sẽ nhỏ hơn Up.

►5/ Cấu hình bảo vệ Protection Mode (ví dụ 3P+1, 3P+0, 4P+0, 1P+1…)
Đây là cấu hình bảo vệ hoặc Chế độ bảo vệ.
Tức là khi có một xung sét, thì SPD sẽ thoát xung sét đó theo đường nào về Đất và SPD đồng thời giới hạn điện áp quá áp giữa các cực nào để bảo vệ thiết bị. Có thể là từ L-N, N-PE, L-PE, L-L.
Khi SPD được lắp càng xa điểm cọc tiếp địa, càng có nhiều khả năng xung sét sẽ đi qua các đường khác chứ không đi về đất tại cọc tiếp địa. Do vậy có thể hiểu SPD lắp càng xa vị trí cọc tiếp địa thì càng cần nhiều cấu hình bảo vệ.

Về 2 dạng của xung sét lan truyền và SPD cấp 1, cấp 2

►Ta cùng xem dạng của xung sét và so sánh năng lượng của xung sét trực tiếp (type 1) và xung sét lan truyền (type 2).
►Biên dạng của xung sét trực tiếp có dạng 10/350us tức là 10us xung sét đạt đỉnh và tới 350us thì biên độ xung sét còn 50% giá trị đỉnh.
►Biên dạng của xung sét làn truyền có dạng 8/20us, tức là 8us xung sét đạt đỉnh và tới 20us thì xung sét còn 50% giá trị đỉnh.

►Khi đưa hai dạng xung sét này về cùng một trục tọa độ ta nhận xét thấy xung trực tiếp type 1 (màu xanh) thường có biên độ đỉnh thấp hơn nhưng lại kéo dài hơn rất nhiều so với xung sét lan truyền type 2 (màu vàng). Năng lượng của xung sét tương ứng với phần diện tích giữa nó và trục hoành, ta thấy xung sét type 1 có năng lượng nhiều hơn rất nhiều so với type 2 nhưng đỉnh xung thì lại thấp hơn.

►Khi có xung điện áp sét thì 2 xung cấp 1 và cấp 2 sẽ lan truyền qua đường dây điện đi vào tải. Càng xa điểm sét đánh thì xung cấp 1 sẽ càng yếu và xung cấp 2 sẽ là chủ yếu, đó là lý do tại sao ở đầu nguồn ta lắp SPD cấp 1+2 (cắt sét với cả xung sét cấp 1 và cấp 2) và phía dưới ta lắp SPD cấp 2 (cắt sét với xung sét cấp 2).

Các linh kiện thông dụng và hiệu quả nhất của chống sét SPD là MOV và GDT

►Về MOV:
MOV (Metal Oxide Varistor) là biến trở chống sét làm bằng Oxide kim loại ZnO.
Đặc tính của MOV chính là ở điện áp bình thường thì MOV có điện trở rất lớn và không cho dòng đi qua, khi điện áp tăng lên ở mức cao (ví dụ xung điện áp sét tăng rất cao và trong thời gian cực ngắn) thì MOV sẽ ngay lập tức giảm điện trở xuống rất thấp để dẫn dòng sét đi qua nó, qua đó cũng làm giảm điện áp của xung sét xuống mức an toàn (theo nguyên lý đơn giản chúng ta đều biết là dòng tăng thì áp giảm).
Một đặc điểm của MOV là nó có dòng rò vài mA chạy qua lúc bình thường và sau nhiều lần thoát xung sét chất lượng của MOV sẽ giảm dần hay còn gọi là già hóa vật liệu. Đến một lúc nào đó MOV sẽ bị đánh thủng và hỏng hẳn.
Ngoài ra với cấu hình MOV cho module N-PE sẽ xảy ra trường hợp dòng rò lớn dần và có thể gây ngắt mạch nhầm nếu hệ thống có sử dụng rơ le bảo vệ dòng rò (RCD, ELR…).

►Về GDT:
GDT (Gas Discharge Tube) được chế tạo bới 2 điện cực để cách nhau một khoảng cách nhỏ. Khi điện áp đặt vào GDT vượt một ngưỡng nào đó thì sẽ có sự phóng điện giữa 2 điện cực và làm điện áp giảm nhanh xuống ngưỡng an toàn.
Với cấu hình sử dụng module N-PE là GDT thì dòng rò của MOV trong SPD sẽ đi về N và không gây tác động nhầm cho rơ le dòng rò (ta biết rằng dòng rò vẫn đi về trung tính và tổng dòng pha bằng dòng trung tính, rơ le dòng rò không tác động).
Ngoài ra độ bền của GDT là lớn hơn rất nhiều so với MOV, do vậy trong ứng dụng phổ biến module N-PE chúng ta thấy được chế tạo bằng GDT thay vì MOV.

►Ưu nhược điểm của MOV và GDT:
MOV có ưu điểm về khả năng “clamp voltage” tức là san phẳng xung quá áp sét và thời gian tác động nhanh (vài ns), tuy nhiên lại có nhược điểm về khả năng thoát dòng sét vì toàn bộ năng lượng dòng sét đều đi phải qua linh kiện MOV này.
GDT có ưu điểm về khả năng thoát năng lượng dòng sét vì khi thoát sét sẽ tạo ra tia lửa điện plasma thoát được năng lượng lớn. Nhược điểm của GDT là thời gian tác động chậm hơn và khả năng khống chế quá áp không tốt và ổn định được như MOV.
►Ví dụ cấu hình 4P+0 chỉ bao gồm MOV: