SPD Type 1, Type 2 và Type 3 khác nhau thế nào trong hệ thống điện?
SPD Type 1, Type 2 và Type 3 là các loại thiết bị chống sét lan truyền được phân biệt theo đặc tính thử nghiệm và vai trò trong hệ thống bảo vệ quá điện áp. Type 1 được sử dụng tại những vị trí cần xử lý dòng xung sét có năng lượng lớn; Type 2 thường dùng tại tủ điện tổng hoặc tủ phân phối; Type 3 được bố trí gần thiết bị nhạy cảm để bổ sung bảo vệ.
Trong nhà máy, việc chọn SPD không chỉ dựa vào dòng xả kA ghi trên thiết bị. Người thiết kế còn cần kiểm tra nguồn điện, hệ thống nối đất, nguy cơ sét, vị trí lắp đặt, mức điện áp bảo vệ và khả năng phối hợp với các SPD khác trong hệ thống.
| CHỌN NHANH THEO VỊ TRÍ Đầu nguồn có yêu cầu xử lý dòng sét: Xem xét Type 1 hoặc Type 1+2. Tủ phân phối MSB, DB, MCC: Xem xét Type 2 theo thiết kế bảo vệ. Gần PLC, HMI, nguồn điều khiển hoặc thiết bị nhạy cảm: Xem xét Type 3 phối hợp với SPD phía trước. |
1. SPD Type 1, Type 2 và Type 3 là gì?
SPD là viết tắt của Surge Protective Device – thiết bị chống sét lan truyền. SPD được thiết kế để hạn chế quá điện áp xung và chuyển hướng dòng xung qua các đường dẫn phù hợp, nhằm giảm mức điện áp tác động lên thiết bị cần bảo vệ.
Theo cách phân loại dùng cho SPD nguồn AC hạ áp trong hệ IEC, Type 1, Type 2 và Type 3 tương ứng với các cấp thử nghiệm Class I, Class II và Class III. Mỗi loại được kiểm tra theo điều kiện xung khác nhau.
Điểm cần phân biệt: Type 3 không phải sản phẩm có chất lượng cao hơn Type 1. Ba loại được thiết kế cho những nhiệm vụ bảo vệ khác nhau và có thể được phối hợp trong cùng một hệ thống điện.
2. Bảng so sánh SPD Type 1, Type 2 và Type 3
| Tiêu chí | Type 1 | Type 2 | Type 3 |
| Cấp thử nghiệm | Class I | Class II | Class III |
| Đặc tính xung thử nghiệm | Dòng xung 10/350 µs | Dòng xung 8/20 µs | Sóng kết hợp: điện áp 1,2/50 µs và dòng điện 8/20 µs |
| Thông số đặc trưng | Iimp | In; có thể có Imax | Uoc |
| Vai trò | Xử lý dòng xung sét lớn tại vị trí cần bảo vệ. | Hạn chế quá điện áp lan truyền tại cấp phân phối. | Bổ sung bảo vệ gần thiết bị nhạy cảm. |
| Vị trí thường gặp | Điểm đầu nguồn, tủ điện tổng. | Tủ MSB, DB, MCC hoặc tủ phân phối phía sau. | Gần tải điện tử cần bảo vệ. |
| Ứng dụng | Công trình có hệ thống chống sét ngoài hoặc có yêu cầu xử lý dòng sét đi vào hệ thống. | Mạng phân phối điện hạ áp của công trình, nhà máy. | Thiết bị có yêu cầu bảo vệ bổ sung, phối hợp với SPD phía trước. |
 |
| Hình 1. So sánh SPD Type 1, Type 2 và Type 3 theo dạng xung thử nghiệm, nhiệm vụ bảo vệ và vị trí lắp đặt thường gặp. |
3. SPD Type 1 được lắp ở đâu?
SPD Type 1 được thiết kế để chịu xung dòng có dạng sóng 10/350 µs. Dạng thử nghiệm này mô phỏng đặc tính của dòng xung sét có năng lượng lớn.
Type 1 thường được xem xét tại điểm đầu nguồn của công trình khi thiết kế yêu cầu xử lý dòng sét có thể đi vào hệ thống điện, chẳng hạn ở công trình có hệ thống chống sét bên ngoài.
Đối với nhà máy, vị trí thường gặp là tủ phân phối chính tại đầu nguồn hạ áp. Tuy nhiên, việc có cần Type 1 hay không phải căn cứ vào phương án bảo vệ sét và hồ sơ thiết kế; không phải cứ có tủ MSB là mặc định phải lắp Type 1.
| Điểm cần kiểm tra | Ý nghĩa |
| Iimp | Khả năng chịu dòng xung sét theo dạng sóng 10/350 µs. |
| Uc | Điện áp làm việc liên tục lớn nhất phù hợp với hệ thống. |
| Up | Mức điện áp bảo vệ cần được đối chiếu với khả năng chịu xung của thiết bị phía sau. |
| Cấu hình hệ thống | Kiểm tra số pha, dây trung tính và hệ thống nối đất để chọn sơ đồ SPD phù hợp. |
4. SPD Type 2 dùng trong trường hợp nào?
SPD Type 2 được thử nghiệm với dòng xung dạng 8/20 µs và thường được sử dụng để hạn chế quá điện áp lan truyền trong hệ thống phân phối điện.
Trong nhà máy, Type 2 có thể được lắp tại tủ điện tổng hoặc tủ phân phối phía sau, tùy phương án bảo vệ. Nếu hệ thống có Type 1 tại đầu nguồn, Type 2 có thể đóng vai trò là cấp bảo vệ phối hợp phía sau.
Các vị trí thường được xem xét gồm tủ DB cấp nguồn cho khu vực sản xuất, tủ MCC, tủ điện điều khiển hoặc nhánh cấp nguồn cho các thiết bị quan trọng.
Lưu ý: Type 2 có thể được sử dụng tại điểm đầu nguồn trong hệ thống không yêu cầu nhiệm vụ Type 1. Không nên lựa chọn thiết bị chỉ dựa vào vị trí “MSB” hoặc “DB” mà bỏ qua đánh giá nguy cơ sét và đặc tính nguồn điện.
5. SPD Type 3 có thay thế được Type 1 hoặc Type 2 không?
SPD Type 3 được sử dụng như một cấp bảo vệ bổ sung tại vị trí gần thiết bị nhạy cảm. Thiết bị được thử nghiệm theo sóng kết hợp và có khả năng xử lý dòng xung thấp hơn so với SPD dùng cho nhiệm vụ bảo vệ đầu nguồn.
Type 3 thường được phối hợp với SPD phía trước. Không nên dùng riêng Type 3 tại đầu nguồn để thay thế Type 1 hoặc Type 2 khi hệ thống cần các cấp bảo vệ đó.
Trong môi trường nhà máy, Type 3 có thể được xem xét để bảo vệ bổ sung cho nguồn cấp của máy tính công nghiệp, HMI, PLC hoặc thiết bị đo lường. Việc chọn thiết bị phải phù hợp với điện áp và loại mạch cần bảo vệ.
| Phân biệt nguồn AC và tín hiệu: SPD Type 3 cho nguồn AC không mặc nhiên phù hợp với mạch 24VDC, RS485, Ethernet hoặc tín hiệu analog. Những mạch này cần lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền được thiết kế cho loại nguồn hoặc tín hiệu tương ứng. |
6. Sơ đồ bố trí SPD từ tủ MSB đến thiết bị cuối
Một phương án bảo vệ nhiều cấp có thể được bố trí từ đầu nguồn đến tải như sau:
| NGUỒN ĐIỆN ↓ TỦ ĐIỆN TỔNG – SPD TYPE 1 HOẶC TYPE 1+2 NẾU CẦN ↓ TỦ PHÂN PHỐI – SPD TYPE 2 THEO THIẾT KẾ ↓ TỦ / ĐIỂM CẤP CHO TẢI NHẠY CẢM – SPD TYPE 3 NẾU CẦN ↓ THIẾT BỊ ĐIỆN CUỐI |
Sơ đồ trên chỉ thể hiện vị trí phối hợp các cấp bảo vệ, không phải sơ đồ đấu dây nối tiếp SPD vào đường cấp nguồn. SPD nguồn AC thường được đấu song song theo sơ đồ của nhà sản xuất.
Không phải hệ thống nào cũng cần đủ ba thiết bị riêng biệt. Tùy điều kiện công trình, phương án có thể gồm Type 2 tại đầu nguồn, một thiết bị kết hợp Type 1+2 hoặc nhiều cấp SPD được phối hợp với nhau.
 |
| Hình 2. Minh họa vị trí phối hợp SPD Type 1, Type 2 và Type 3 từ điểm đầu nguồn đến tủ phân phối và thiết bị nhạy cảm. |
7. SPD Type 1+2 là gì? Có cần lắp thêm Type 2 không?
SPD Type 1+2 là thiết bị kết hợp đáp ứng cả nhiệm vụ thử nghiệm Type 1 và Type 2. Loại này có thể được lựa chọn tại điểm đầu nguồn khi thiết kế yêu cầu cả khả năng xử lý dòng sét lớn và chức năng hạn chế quá điện áp lan truyền.
Việc dùng Type 1+2 không đồng nghĩa toàn bộ thiết bị ở xa đều được bảo vệ đầy đủ. Nếu hệ thống có nhiều tủ phân phối, tuyến cáp dài hoặc tải nhạy cảm, vẫn cần đánh giá việc lắp SPD bổ sung ở phía sau.
Ngược lại, không phải cứ lắp Type 1+2 là bắt buộc lắp tiếp một Type 2 ngay cạnh đó. Cần xem xét mức bảo vệ tại tải, khoảng cách lắp đặt và hướng dẫn phối hợp của nhà sản xuất.
8. Khi chọn SPD cần kiểm tra những thông số nào?
| Thông số | Ý nghĩa khi chọn thiết bị |
| Uc | Điện áp làm việc liên tục lớn nhất của SPD. Phải phù hợp điện áp mạng và sơ đồ nối đất. |
| Up | Mức điện áp bảo vệ được công bố. Cần đối chiếu với khả năng chịu quá điện áp xung của thiết bị cần bảo vệ. |
| Iimp | Dòng xung thử nghiệm đặc trưng cho nhiệm vụ Type 1, dạng sóng 10/350 µs. |
| In | Dòng phóng điện danh định theo dạng sóng 8/20 µs. |
| Imax | Dòng phóng điện cực đại được công bố cho SPD theo điều kiện thử nghiệm tương ứng. |
| Uoc | Điện áp hở mạch của bộ phát sóng kết hợp dùng trong thử nghiệm Type 3. |
| Sơ đồ đấu nối | Kiểm tra hệ thống điện, số pha, dây N, PE và cấu hình bảo vệ phù hợp. |
| Bảo vệ dự phòng | Kiểm tra yêu cầu về cầu chì hoặc CB, khả năng chịu ngắn mạch và cách phối hợp theo datasheet. |
Không nên so sánh trực tiếp giá trị kA của các loại SPD nếu điều kiện thử nghiệm khác nhau. Ví dụ, một giá trị Iimp theo dạng sóng 10/350 µs không thể được xem là tương đương với một giá trị Imax theo dạng sóng 8/20 µs chỉ vì cả hai đều có đơn vị kA.
9. Những lỗi thường gặp khi chọn và lắp SPD
| Lỗi thường gặp | Cách kiểm tra |
| Chọn SPD chỉ theo dòng kA lớn | Kiểm tra loại SPD, dạng sóng thử nghiệm, Uc, Up và đặc tính hệ thống. |
| Dùng Type 2 ở vị trí cần nhiệm vụ Type 1 | Kiểm tra thiết kế chống sét và khả năng dòng sét đi vào hệ thống điện. |
| Dùng Type 3 thay SPD đầu nguồn | Đánh giá lại phương án bảo vệ nhiều cấp và khả năng xử lý dòng xung của từng thiết bị. |
| Lắp SPD cách xa thanh PE, dây đi vòng | Bố trí dây kết nối ngắn, trực tiếp theo hướng dẫn nhà sản xuất. |
| Chọn sai Uc hoặc cấu hình SPD | Đối chiếu điện áp, số pha, sơ đồ nối đất và datasheet. |
| Không kiểm tra CB hoặc cầu chì bảo vệ dự phòng | Đối chiếu thiết bị bảo vệ với dòng ngắn mạch tại điểm lắp và bảng phối hợp của nhà sản xuất. |
| Chỉ lắp SPD cho nguồn AC, bỏ qua các đường tín hiệu từ ngoài vào | Đánh giá riêng đường truyền thông, dữ liệu, tín hiệu và nguồn DC nếu có nguy cơ xung lan truyền. |
 |
| Hình 3. So sánh cách bố trí dây kết nối SPD: đường dây ngắn và trực tiếp giúp hạn chế phần điện áp tăng thêm do điện cảm của dây dẫn. |
10. Câu hỏi thường gặp về SPD Type 1, Type 2 và Type 3
Nhà máy có cần lắp đủ ba loại SPD không?
Không nhất thiết. Số lượng và loại SPD phụ thuộc nguy cơ sét, cấu trúc hệ thống điện, khoảng cách đến tải, thiết bị cần bảo vệ và phương án phối hợp. Một số hệ thống có thể sử dụng Type 2 tại đầu nguồn hoặc Type 1+2 kết hợp; một số khác cần thêm cấp bảo vệ phía sau.
Tủ MSB nên dùng SPD Type 1 hay Type 2?
Nếu tại điểm đầu nguồn cần xử lý dòng xung sét lớn theo thiết kế, Type 1 hoặc Type 1+2 là phương án cần xem xét. Trong hệ thống không yêu cầu nhiệm vụ Type 1, Type 2 có thể được lựa chọn tại đầu nguồn tùy hồ sơ thiết kế.
Có SPD Type 1 tại MSB rồi thì có cần Type 2 ở DB không?
Cần đánh giá mức bảo vệ còn lại tại tủ DB hoặc thiết bị phía sau. Nếu tuyến cáp dài, có nhiều tủ phân phối hoặc tải yêu cầu mức bảo vệ thấp hơn, có thể cần thêm Type 2 phối hợp. Không thể quyết định chỉ dựa vào việc đầu nguồn đã có Type 1.
SPD Type 3 có lắp cho PLC 24VDC được không?
Cần phân biệt loại SPD cho nguồn AC với thiết bị bảo vệ nguồn DC hoặc tín hiệu. Nếu muốn bảo vệ đường cấp 24VDC cho PLC, phải chọn thiết bị được nhà sản xuất công bố phù hợp với điện áp DC và đặc tính của mạch đó.
11. Cần cung cấp thông tin gì để chọn SPD cho tủ điện?
| Thông tin cần cung cấp | Mục đích kiểm tra |
| Điện áp, số pha và tần số | Kiểm tra thiết bị phù hợp mạng điện. |
| Hệ thống nối đất | Chọn sơ đồ đấu SPD thích hợp. |
| Vị trí lắp: MSB, DB, MCC hoặc gần tải | Xác định nhiệm vụ bảo vệ cần thiết. |
| Thông tin hệ thống chống sét của công trình | Đánh giá yêu cầu xử lý dòng sét ở đầu nguồn. |
| Thiết bị cần bảo vệ và khoảng cách tuyến cáp | Đánh giá mức bảo vệ và nhu cầu phối hợp SPD phía sau. |
| Sơ đồ điện, dòng ngắn mạch và yêu cầu kỹ thuật | Kiểm tra cấu hình lắp đặt và bảo vệ dự phòng. |
| Lưu ý kỹ thuật: SPD phải được lựa chọn và lắp đặt theo hồ sơ thiết kế, điều kiện hệ thống điện và hướng dẫn của nhà sản xuất. Việc đấu nối, kiểm tra hoặc thay thiết bị trong tủ điện đang vận hành cần do nhân sự có chuyên môn thực hiện theo quy trình an toàn điện. |
Điện Phúc Thịnh – Tư vấn vật tư đấu nối tủ điện công nghiệp
Điện Phúc Thịnh cung cấp các nhóm vật tư phục vụ thi công và đấu nối tủ điện như terminal block, đầu cos, cable gland, phụ kiện dây cáp và vật tư đấu nối công nghiệp.
Khách hàng có thể gửi bản vẽ tủ điện, loại dây dẫn, tiết diện, kích thước terminal và yêu cầu kỹ thuật để kiểm tra vật tư đấu nối phù hợp. Đối với phương án SPD, cần cung cấp thêm thông tin hệ thống điện và thông số thiết bị dự kiến sử dụng.
TƯ VẤN VẬT TƯ ĐẤU NỐI TỦ ĐIỆN NHÀ MÁYQuý khách cần terminal block, đầu cos, cable gland hoặc phụ kiện đấu nối cho tủ MSB, DB, MCC và tủ điều khiển? Hãy gửi thông số kỹ thuật hoặc bản vẽ để Điện Phúc Thịnh kiểm tra mã hàng phù hợp. Công ty: CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT ĐIỆN PHÚC THỊNH |
