نظرة عامة على جهاز حماية الطفرة (تيار متردد و تيار مستمر ، داتالين ، محوري ، أنابيب غاز)

جهاز حماية الطفرة (أو مانع زيادة التيار أو المحول المفاجئ) هو جهاز أو جهاز مصمم لحماية الأجهزة الكهربائية من طفرات الجهد. يحاول واقي زيادة التيار أن يحد من الجهد الموفر للجهاز الكهربائي إما عن طريق منع أو تقصير أي جهد غير مرغوب فيه فوق عتبة آمنة. تتناول هذه المقالة في المقام الأول المواصفات والمكونات ذات الصلة بنوع الحامي الذي يحول (شورت) ارتفاع الجهد إلى الأرض ؛ ومع ذلك ، هناك بعض التغطية للطرق الأخرى.

شريط طاقة مزود بواقي مدمج من زيادة التيار ومنافذ متعددة
تُستخدم مصطلحات جهاز حماية الطفرة (SPD) ومانع زيادة الجهد العابر (TVSS) لوصف الأجهزة الكهربائية التي يتم تركيبها عادةً في لوحات توزيع الطاقة وأنظمة التحكم في العمليات وأنظمة الاتصالات والأنظمة الصناعية الأخرى الشاقة ، بغرض الحماية من الارتفاعات والارتفاعات الكهربائية ، بما في ذلك تلك الناجمة عن البرق. يتم أحيانًا تثبيت الإصدارات المصغرة من هذه الأجهزة في اللوحات الكهربائية لمدخل الخدمة السكنية ، لحماية المعدات في المنزل من مخاطر مماثلة.

نظرة عامة على جهاز حماية التيار المتردد

نظرة عامة على الجهد الزائد العابر

يجب أن يواجه مستخدمو المعدات الإلكترونية والهاتف وأنظمة معالجة البيانات مشكلة إبقاء هذه المعدات قيد التشغيل على الرغم من الجهد الزائد العابر الذي يسببه البرق. هناك عدة أسباب لهذه الحقيقة (1) أن المستوى العالي من تكامل المكونات الإلكترونية يجعل المعدات أكثر عرضة للخطر ، (2) انقطاع الخدمة غير مقبول (3) تغطي شبكات نقل البيانات مساحات كبيرة وتتعرض لمزيد من الاضطرابات.

للجهد الزائد العابر ثلاثة أسباب رئيسية:

• صاعقة
• الطفرات الصناعية والتبديل
• التفريغ الكهربائي (ESD)

صاعقة

البرق ، الذي تم التحقيق فيه منذ أول بحث لبنيامين فرانكلين في عام 1749 ، أصبح للمفارقة تهديدًا متزايدًا لمجتمعنا الإلكتروني للغاية.

تشكيل البرق

يتولد وميض البرق بين منطقتين من الشحنة المعاكسة ، عادة بين غيوم عاصفة أو بين سحابة واحدة والأرض.

قد ينتقل الفلاش عدة أميال ، ويتقدم نحو الأرض في قفزات متتالية: ينشئ القائد قناة شديدة التأين. عندما يصل إلى الأرض ، يحدث الفلاش الحقيقي أو ضربة العودة. سينتقل تيار بعشرات الآلاف من الأمبيرات من الأرض إلى السحابة أو العكس عبر القناة المتأينة.

البرق المباشر

في لحظة التفريغ ، يوجد تدفق تيار اندفاعي يتراوح من 1,000 إلى 200,000 أمبير ذروة ، مع وقت ارتفاع يبلغ حوالي بضعة ميكروثانية. هذا التأثير المباشر هو عامل صغير في تلف الأنظمة الكهربائية والإلكترونية لأنه محلي للغاية.
لا تزال أفضل حماية هي مانعة الصواعق الكلاسيكية أو نظام الحماية من الصواعق (LPS) ، المصمم لالتقاط تيار التفريغ وتوصيله إلى نقطة معينة.

آثار غير مباشرة

هناك ثلاثة أنواع من تأثيرات البرق غير المباشرة:

التأثير على الخط الهوائي

تكون هذه الخطوط مكشوفة للغاية ويمكن أن تصطدم بها الصواعق مباشرة ، والتي ستدمر الكابلات جزئيًا أو كليًا أولاً ، ثم تتسبب في ارتفاع الفولتية التي تنتقل بشكل طبيعي على طول الموصلات إلى المعدات المتصلة بالخط. يعتمد مدى الضرر على المسافة بين الضربة والمعدات.

ارتفاع إمكانات الأرض

يتسبب تدفق البرق في الأرض في زيادات محتملة في الأرض تختلف وفقًا لشدة التيار ومقاومة الأرض المحلية. في التثبيت الذي قد يكون متصلاً بالعديد من الأراضي (مثل الوصلة بين المباني) ، ستؤدي الضربة إلى فرق كبير جدًا في الإمكانات وسيتم تدمير المعدات المتصلة بالشبكات المتضررة أو تعطيلها بشدة.

الاشعاع الكهرومغناطيسي

يمكن اعتبار الفلاش هوائيًا يبلغ ارتفاعه عدة أميال ويحمل تيارًا نبضيًا يصل إلى عدة أعشار كيلو أمبير ، يشع مجالات كهرومغناطيسية شديدة (عدة كيلو فولت / متر عند أكثر من كيلومتر واحد). تستحث هذه الحقول الفولتية والتيارات القوية في الخطوط القريبة من المعدات أو عليها. تعتمد القيم على المسافة من الفلاش وخصائص الارتباط.

الطفرات الصناعية
تغطي الطفرة الصناعية ظاهرة ناتجة عن تشغيل أو إيقاف تشغيل مصادر الطاقة الكهربائية.
الطفرات الصناعية ناتجة عن:

• بدء تشغيل المحركات أو المحولات
• مقبلات ضوء النيون والصوديوم
• تبديل شبكات الطاقة
• تبديل "ترتد" في دائرة حثي
• تشغيل الصمامات والقواطع
• هبوط خطوط الكهرباء
• اتصالات ضعيفة أو متقطعة

تولد هذه الظواهر عابرات لعدة كيلوفولت مع أوقات ارتفاع بترتيب ميكروثانية ، مما يزعج المعدات في الشبكات التي يتصل بها مصدر الاضطراب.

الجهد الزائد الكهروستاتيكي

كهربائيًا ، يمتلك الإنسان سعة تتراوح من 100 إلى 300 بيكوفاراد ويمكنه التقاط شحنة تصل إلى 15 كيلو فولت عن طريق المشي على السجادة ، ثم لمس بعض الأشياء الموصلة ويتم تفريغه في غضون بضعة ميكروثانية ، بتيار يبلغ حوالي عشرة أمبير. . جميع الدوائر المتكاملة (CMOS ، إلخ) معرضة تمامًا لهذا النوع من الاضطراب ، والذي يتم التخلص منه بشكل عام عن طريق التدريع والتأريض.

آثار الجهد الزائد

للجهد الزائد أنواع عديدة من التأثيرات على المعدات الإلكترونية بترتيب تناقص الأهمية:

تدمير:

• انهيار الجهد لتقاطعات أشباه الموصلات
• تدمير ترابط المكونات
• تدمير مسارات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو جهات الاتصال
• تدمير المحاكمات / الثايرستور بمقدار dV / dt.

التدخل في العمليات:

• التشغيل العشوائي للمزالج ، الثايرستور ، والتيرستورات
• محو الذاكرة
• أخطاء البرنامج أو الأعطال
• أخطاء البيانات والنقل

الشيخوخة المبكرة:

المكونات المعرضة للجهد الزائد لها عمر أقصر.

أجهزة حماية الطفرة

يعد جهاز حماية الطفرة (SPD) حلاً معترفًا به وفعالًا لحل مشكلة الجهد الزائد. ومع ذلك ، لتحقيق أقصى تأثير ، يجب اختياره وفقًا لمخاطر التطبيق وتثبيته وفقًا لقواعد الفن.

نظرة عامة على جهاز حماية التيار المستمر للطاقة

اعتبارات الخلفية والحماية

تعد أنظمة الطاقة الشمسية التفاعلية أو أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) متطلبة للغاية ومكلفة للغاية. غالبًا ما تتطلب تشغيل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية لعدة عقود قبل أن يتمكن من تحقيق العائد المطلوب على الاستثمار.
سيضمن العديد من الشركات المصنعة عمرًا للنظام يزيد عن 20 عامًا بينما يكون العاكس مضمونًا بشكل عام لمدة 5-10 سنوات فقط. يتم احتساب جميع التكاليف والعائد على الاستثمارات على أساس هذه الفترات الزمنية. ومع ذلك ، فإن العديد من الأنظمة الكهروضوئية لا تصل إلى مرحلة النضج بسبب الطبيعة المكشوفة لهذه التطبيقات وتوصيلها مرة أخرى بشبكة مرافق التيار المتردد. تعمل المصفوفات الكهروضوئية الشمسية ، بإطارها المعدني والمثبتة في العراء أو على أسطح المنازل ، كقضيب صواعق جيد جدًا. لهذا السبب ، من الحكمة الاستثمار في جهاز حماية الطفرة أو SPD للتخلص من هذه التهديدات المحتملة وبالتالي زيادة متوسط ​​العمر المتوقع للأنظمة. تكلفة نظام الحماية من الطفرة الشاملة أقل من 1٪ من إجمالي نفقات النظام. تأكد من استخدام المكونات التي هي الإصدار الرابع من UL1449 وهي تجميعات المكونات من النوع 4 (1CA) للتأكد من أن نظامك يتمتع بأفضل حماية من زيادة التيار متاح في السوق.

لتحليل مستوى التهديد الكامل للتثبيت ، يجب علينا إجراء تقييم للمخاطر.

• مخاطر التعطل التشغيلي - المناطق ذات البرق الشديد وطاقة المرافق غير المستقرة أكثر عرضة للخطر.
• مخاطر ربط الطاقة - كلما زادت مساحة سطح مجموعة الألواح الشمسية الكهروضوئية ، زاد التعرض لطفرات الصواعق المباشرة و / أو المستحثة.
• مخاطر منطقة سطح التطبيق - تعد شبكة مرافق التيار المتردد مصدرًا محتملًا لتبديل حالات الانتقال و / أو حدوث اندفاعات البرق.
• المخاطر الجغرافية - لا تقتصر عواقب تعطل النظام على استبدال المعدات. يمكن أن تنتج خسائر إضافية عن الطلبات المفقودة ، والعاملين العاطلين عن العمل ، والعمل الإضافي ، وعدم رضا العملاء / الإدارة ، ورسوم الشحن المعجلة وتكاليف الشحن المعجلة.

يوصي الممارسات

1) نظام التأريض

تعمل واقيات الطفرة على تحويل العابرين إلى نظام التأريض الأرضي. يعد المسار الأرضي ذو المعاوقة المنخفضة ، بنفس الإمكانات ، أمرًا بالغ الأهمية لكي تعمل واقيات الطفرة بشكل صحيح. يجب أن تكون جميع أنظمة الطاقة وخطوط الاتصال والأشياء المعدنية المؤرضة وغير المؤرضة مرتبطة متساوية الجهد حتى يعمل مخطط الحماية بكفاءة.

2) التوصيل الأرضي من مصفوفة PV الخارجية إلى معدات التحكم الكهربائية

إذا أمكن ، يجب أن يكون الاتصال بين مصفوفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخارجية ومعدات التحكم في الطاقة الداخلية تحت الأرض أو محميًا كهربائيًا للحد من مخاطر الصواعق المباشرة و / أو الاقتران.

3) مخطط الحماية المنسق

يجب معالجة جميع شبكات الطاقة والاتصالات المتاحة مع الحماية من زيادة التيار للقضاء على نقاط ضعف النظام الكهروضوئي. سيشمل ذلك مصدر طاقة التيار المتردد الأساسي ، ومخرج التيار المتردد العاكس ، ومدخل العاكس DC ، ومجمع سلسلة PV ، وخطوط البيانات / الإشارة الأخرى ذات الصلة مثل Gigabit Ethernet و RS-485 و 4-20mA حلقة التيار و PT-100 و RTD أجهزة المودم الهاتفية.

نظرة عامة على جهاز حماية عرام خط البيانات

نظرة عامة على خط البيانات

أجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل البيانات (PBX ، أجهزة المودم ، محطات البيانات ، أجهزة الاستشعار ، إلخ ...) أكثر عرضة بشكل متزايد لارتفاع الجهد الناجم عن البرق. لقد أصبحت أكثر حساسية وتعقيدًا ولديها قابلية متزايدة للتأثر بالزيادات المفاجئة بسبب اتصالها المحتمل عبر عدة شبكات مختلفة. تعد هذه الأجهزة ضرورية لشركات الاتصالات ومعالجة المعلومات. على هذا النحو ، من الحكمة تأمينها ضد هذه الأحداث التي قد تكون باهظة الثمن ومدمرة. يعمل واقي تدفق خط البيانات المركب في الخط مباشرة أمام قطعة حساسة من المعدات على زيادة العمر الإنتاجي والحفاظ على استمرارية تدفق معلوماتك.

تكنولوجيا حماة الطفرة

تعتمد جميع واقيات اندفاع الهاتف وخطوط البيانات LSP على دائرة هجينة موثوقة متعددة المراحل تجمع بين أنابيب تفريغ الغاز شديدة التحمل (GDTs) وثنائيات السيليكون الانهيار السريع (SADs). يوفر هذا النوع من الدوائر ،

• 5kA تيار التفريغ الاسمي (15 مرة دون تدمير لكل IEC 61643)
• أقل من 1 نانوثانية أوقات الاستجابة
• نظام فصل آمن من الفشل
• يقلل تصميم السعة المنخفضة من فقدان الإشارة

معلمات لاختيار حامي تصاعد

لتحديد واقي زيادة التيار الصحيح للتثبيت ، ضع في اعتبارك ما يلي:

• الفولتية الاسمية والحد الأقصى للخط
• الحد الأقصى لتيار الخط
• عدد الخطوط
• سرعة نقل البيانات
• نوع الموصل (طرف المسمار ، RJ ، ATT110 ، QC66)
• التركيب (سكة الدين ، التثبيت السطحي)

التنزيل

لكي تكون فعالة ، يجب تركيب واقي زيادة التيار وفقًا للمبادئ التالية.

يجب ربط النقطة الأرضية لواقي الطفرة والجهاز المحمي.
يتم تثبيت الحماية عند مدخل الخدمة بالمنشأة لتحويل التيار النبضي في أسرع وقت ممكن.
يجب تركيب واقي زيادة التيار بالقرب من المعدات المحمية بمسافة تقل عن 90 قدمًا أو 30 مترًا. إذا تعذر اتباع هذه القاعدة ، فيجب تركيب واقيات زيادة التيار الثانوية بالقرب من الجهاز.
يجب أن يكون موصل التأريض (بين مخرج الأرض للواقي ودائرة ربط التثبيت) قصيرًا قدر الإمكان (أقل من 1.5 قدم أو 0.50 متر) وأن يكون له مساحة مقطعية لا تقل عن 2.5 مم مربع.
يجب أن تلتزم مقاومة الأرض بالكود الكهربائي المحلي. لا حاجة إلى تأريض خاص.
يجب فصل الكابلات المحمية وغير المحمية جيدًا للحد من التوصيلات.

المعايير

يجب أن تتوافق معايير الاختبار وتوصيات التركيب الخاصة بأدوات الحماية من زيادة التيار في خط الاتصال مع المعايير التالية:

UL497B: حماة اتصالات البيانات ودارات إنذار الحريق
IEC 61643-21: اختبارات واقيات تصاعد التيار لخطوط الاتصال
IEC 61643-22 ؛ اختيار / تركيب واقيات تصاعد التيار لخطوط الاتصال
NF EN 61643-21: اختبارات واقيات تصاعد التيار لخطوط الاتصال
دليل UTE C15-443: اختيار / تركيب واقيات زيادة التيار

شروط خاصة: أنظمة الحماية من الصواعق

إذا كان الهيكل المراد حمايته مزودًا بنظام LPS (نظام الحماية من الصواعق) ، فيجب اختبار واقيات زيادة التيار للاتصالات أو خطوط البيانات المثبتة عند مدخل خدمة المباني على شكل موجة صاعقة مباشرة 10 / 350us مع حد أدنى التيار الزائد 2.5 كيلو أمبير (اختبار الفئة D1 IEC-61643-21).

نظرة عامة على جهاز حماية الطفرة المحورية

حماية لمعدات الاتصالات اللاسلكية

معدات الاتصالات اللاسلكية المنتشرة في التطبيقات الثابتة أو البدوية أو المحمولة معرضة بشكل خاص لضربات الصواعق بسبب تطبيقها في المناطق المكشوفة. ينتج الاضطراب الأكثر شيوعًا لاستمرارية الخدمة عن الزيادات العابرة الناشئة عن ضربات الصواعق المباشرة إلى قطب الهوائي أو النظام الأرضي المحيط أو المحرض على التوصيلات بين هاتين المنطقتين.
يجب أن تأخذ المعدات اللاسلكية المستخدمة في محطات CDMA أو GSM / UMTS أو WiMAX أو TETRA في الاعتبار هذه المخاطر من أجل ضمان الخدمة غير المنقطعة. تقدم LSP ثلاث تقنيات محددة للحماية من زيادة التيار لخطوط اتصالات التردد اللاسلكي (RF) التي تناسب بشكل فردي المتطلبات التشغيلية المختلفة لكل نظام.

تقنية حماية RF
حماية تمرير أنبوب الغاز DC
سلسلة P8AX

أنبوب تفريغ الغاز (GDT) DC Pass Protection هو المكون الوحيد للحماية من زيادة التيار القابل للاستخدام في نقل التردد العالي جدًا (حتى 6 جيجاهرتز) نظرًا لسعته المنخفضة جدًا. في واقي التدفق المحوري المستند إلى GDT ، يتم توصيل GDT بالتوازي بين الموصل المركزي والدرع الخارجي. يعمل الجهاز عندما يتم الوصول إلى جهد الشرارة ، أثناء حالة الجهد الزائد ويتم تقصير الخط لفترة وجيزة (جهد القوس) وتحويله بعيدًا عن المعدات الحساسة. يعتمد جهد الشرارة على الارتفاع الأمامي للجهد الزائد. كلما زاد الجهد / dV للجهد الزائد ، زاد جهد شرارة واقي زيادة التيار. عندما يختفي الجهد الزائد ، يعود أنبوب تفريغ الغاز إلى حالته الطبيعية الخاملة المعزولة بدرجة عالية ويكون جاهزًا للعمل مرة أخرى.
يتم وضع GDT في حامل مصمم خصيصًا يعمل على زيادة التوصيل إلى أقصى حد أثناء أحداث الطفرة الكبيرة ولا يزال من السهل إزالته إذا كانت الصيانة مطلوبة بسبب سيناريو نهاية العمر الافتراضي. يمكن استخدام سلسلة P8AX على الخطوط المحورية التي تعمل بجهد تيار مستمر يصل إلى - / + 48 فولت تيار مستمر.

الحماية الهجينة
DC Pass - سلسلة CXF60
DC Blocked - سلسلة CNP-DCB

Hybrid DC Pass Protection عبارة عن مجموعة من مكونات الترشيح وأنبوب تفريغ الغاز شديد التحمل (GDT). يوفر هذا التصميم تركًا ممتازًا منخفضًا متبقيًا من خلال الجهد لاضطرابات التردد المنخفض بسبب عابرات كهربائية ولا يزال يوفر قدرة تيار تصريف عالية.

حماية ربع الموجة DC المحظورة
سلسلة جمهورية الصين الشعبية

ربع الموجة DC المحظورة هو مرشح تمرير النطاق النشط. لا يحتوي على مكونات نشطة. وبدلاً من ذلك ، يتم ضبط الجسم والجسم المقابل على ربع طول الموجة المطلوب. هذا يسمح فقط لنطاق تردد معين بالمرور عبر الوحدة. نظرًا لأن البرق يعمل فقط على طيف صغير جدًا ، من بضع مئات من كيلوهرتز إلى بضعة ميغا هرتز ، فإنه وجميع الترددات الأخرى تكون قصيرة الدائرة على الأرض. يمكن اختيار تقنية PRC لنطاق ضيق جدًا أو نطاق عريض حسب التطبيق. القيد الوحيد لتيار التدفق هو نوع الموصل المرتبط. عادة ، يمكن للموصل 7/16 Din التعامل مع 100kA 8 / 20us بينما يمكن للموصل من النوع N التعامل مع ما يصل إلى 50kA 8 / 20us.

المعايير

UL497E - واقيات موصلات الرصاص في الهوائي

معلمات اختيار واقي التيار المحوري

المعلومات المطلوبة لتحديد واقي زيادة التيار بشكل صحيح لتطبيقك هي التالية:

• نطاق الترددات
• خط الجهد
• نوع الموصل
• نوع الجنس
• متزايد
• تكنولوجيا

تركيب

يعتمد التثبيت المناسب لواقي زيادة التيار المحوري إلى حد كبير على اتصاله بنظام تأريض منخفض المقاومة. يجب مراعاة القواعد التالية بدقة:

• نظام التأريض متساوي الجهد: يجب أن تكون جميع موصلات الربط الخاصة بالتركيب مترابطة مع بعضها البعض ومتصلة مرة أخرى بنظام التأريض.
• اتصال ذو مقاومة منخفضة: يحتاج واقي التيار المحوري إلى اتصال منخفض المقاومة للنظام الأرضي.
  

  ---

نظرة عامة على تصريف الغاز

حماية لمكونات مستوى لوحة الكمبيوتر

أصبحت المعدات الإلكترونية القائمة على المعالجات الدقيقة في الوقت الحاضر أكثر عرضة للارتفاعات المفاجئة للجهد الناجم عن الصواعق وعابرات التبديل الكهربائي لأنها أصبحت أكثر حساسية وتعقيدًا للحماية بسبب كثافتها العالية للرقاقات ووظائف المنطق الثنائي والاتصال عبر الشبكات المختلفة. تعتبر هذه الأجهزة ضرورية لاتصالات الشركة ومعالجة المعلومات ويمكن أن يكون لها تأثير على النتيجة النهائية ؛ على هذا النحو ، فمن الحكمة ضمانها ضد هذه الأحداث التي قد تكون باهظة الثمن ومدمرة. يمكن استخدام أنبوب تفريغ الغاز أو GDT كمكون مستقل أو مدمج مع مكونات أخرى لإنشاء دائرة حماية متعددة المراحل - يعمل أنبوب الغاز كعنصر معالجة عالي الطاقة. عادةً ما يتم نشر GDT في حماية تطبيقات جهد التيار المستمر لخط البيانات والاتصال بسبب سعتها المنخفضة جدًا. ومع ذلك ، فإنها توفر مزايا جذابة للغاية على خط طاقة التيار المتردد بما في ذلك عدم وجود تسرب للتيار ، ومعالجة عالية للطاقة وخصائص أفضل لنهاية العمر الافتراضي.

تقنية أنبوب تفريغ الغاز

يمكن اعتبار أنبوب تفريغ الغاز نوعًا من التبديل السريع جدًا الذي له خصائص توصيل تتغير بسرعة كبيرة ، عند حدوث الانهيار ، من دائرة مفتوحة إلى دائرة شبه قصيرة (جهد القوس حوالي 20 فولت). وفقًا لذلك ، توجد أربعة مجالات تشغيل في سلوك أنبوب تفريغ الغاز:

قد يُنظر إلى GDT على أنه مفتاح سريع التأثير للغاية يحتاج إلى إجراء خصائص تتغير بسرعة كبيرة عند حدوث الانهيار ويتحول من دائرة مفتوحة إلى دائرة شبه قصيرة. والنتيجة هي جهد قوس يبلغ حوالي 20 فولت تيار مستمر. هناك أربع مراحل للعملية قبل تبديل الأنبوب بالكامل.

• المجال غير التشغيلي: يتميز بمقاومة عزل لانهائية عمليا.
• مجال التوهج: عند الانهيار ، تزداد الموصلية فجأة. إذا تم تصريف التيار بواسطة أنبوب تفريغ الغاز أقل من حوالي 0.5 أمبير (قيمة تقريبية تختلف من مكون إلى آخر) ، فإن الجهد المنخفض عبر المحطات سيكون في نطاق 80-100 فولت.
• نظام القوس: مع زيادة التيار ، يتحول أنبوب تفريغ الغاز من الجهد المنخفض إلى جهد القوس (20 فولت). هذا هو المجال الذي يكون فيه أنبوب تفريغ الغاز أكثر فاعلية لأن التفريغ الحالي يمكن أن يصل إلى عدة آلاف من الأمبير دون زيادة جهد القوس عبر المحطات.
• الانقراض: عند جهد متحيز يساوي تقريبًا الجهد المنخفض ، يغطي أنبوب تفريغ الغاز خصائص العزل الأولية.

3-تكوين القطب

قد تتسبب حماية خط من سلكين (على سبيل المثال ، زوج هاتف) باستخدام أنبوبين من قطبين لتصريف الغاز في حدوث المشكلة التالية:
إذا تعرض الخط المحمي لجهد زائد في الوضع الشائع ، فإن تشتت شرارة الجهد الزائد (+/- 20٪) ، يضيء أحد أنابيب تفريغ الغاز خلال وقت قصير جدًا قبل الآخر (عادةً بضعة ميكروثانية) ، وبالتالي ، يتم تأريض السلك الذي به شرارة (إهمال الفولتية القوسية) ، مما يحول الجهد الزائد للوضع الشائع إلى وضع تفاضلي للجهد الزائد. هذا أمر خطير للغاية بالنسبة للمعدات المحمية. يختفي الخطر عندما يتقوس أنبوب تصريف الغاز الثاني (بعد بضعة ميكروثانية).
تقضي الهندسة ثلاثية الأقطاب على هذا العيب. يتسبب الشرارة فوق أحد الأقطاب في حدوث انهيار عام للجهاز على الفور تقريبًا (بضع نانو ثانية) نظرًا لوجود حاوية مملوءة بالغاز تضم جميع الأقطاب الكهربائية المتأثرة.

نهاية الحياة

تم تصميم أنابيب تفريغ الغاز لتحمل العديد من النبضات دون تدمير أو فقدان الخصائص الأولية (اختبارات النبضات النموذجية هي 10 أضعاف نبضات 5kA لكل قطبية).

من ناحية أخرى ، فإن تيارًا عاليًا مستدامًا للغاية ، أي 10 أمبير جذر متوسط ​​التربيع لمدة 15 ثانية ، مع محاكاة التسرب من خط طاقة التيار المتردد إلى خط اتصالات وسيخرج GDT فورًا من الخدمة.

إذا كانت هناك رغبة في نهاية العمر الآمن للفشل ، أي الدائرة القصيرة التي ستبلغ المستخدم النهائي بوجود خطأ عند اكتشاف عطل الخط ، فيجب تحديد أنبوب تفريغ الغاز المزود بميزة الأمان من الفشل (دائرة قصر خارجية) .

اختيار أنبوب تصريف الغاز

• المعلومات المطلوبة لتحديد واقي زيادة التيار بشكل صحيح لتطبيقك هي التالية:
  شرارة التيار المستمر على الجهد (فولت)
• شرارة اندفاعية على الجهد (فولت)
• قدرة التفريغ الحالية (kA)
• مقاومة العزل (Gohms)
• السعة (pF)
• تصاعد (سطح جبل ، خيوط قياسية ، خيوط مخصصة ، حامل)
• التعبئة والتغليف (الشريط والبكرة ، حزمة الذخيرة)

نطاق شرارة التيار المستمر على الجهد المتاح:

• 75 فولت كحد أدنى
• متوسط ​​230V
• الجهد العالي 500 فولت
• جهد عالي جدًا من 1000 إلى 3000 فولت

* تحمل جهد الانهيار بشكل عام +/- 20٪

تفريغ الحالي

هذا يعتمد على خصائص الغاز وحجم ومادة القطب بالإضافة إلى معالجته. هذه هي السمة الرئيسية لـ GDT والتي تميزها عن أجهزة الحماية الأخرى ، مثل Varistors ، Zener Diodes ، إلخ ... القيمة النموذجية هي 5 إلى 20kA مع دفعة 8 / 20us للمكونات القياسية. هذه هي القيمة التي يمكن أن يتحملها أنبوب تفريغ الغاز بشكل متكرر (10 نبضات على الأقل) دون إتلاف أو تغيير مواصفاته الأساسية.

دفعة شرارة الجهد

الشرارة على الجهد في وجود جبهة شديدة الانحدار (dV / dt = 1kV / us) ؛ تزداد الشرارة الدافعة على الجهد مع زيادة dV / dt.

مقاومة العزل والسعة

هذه الخصائص تجعل أنبوب تصريف الغاز غير مرئي عمليا أثناء ظروف التشغيل العادية. مقاومة العزل عالية جدًا (> 10 Gohm) بينما السعة منخفضة جدًا (<1 pF).

المعايير

يجب أن تتوافق معايير الاختبار وتوصيات التركيب الخاصة بأدوات الحماية من زيادة التيار في خطوط الاتصال مع المعايير التالية:

• UL497B: حماة اتصالات البيانات ودارات إنذار الحريق

تركيب

لكي تكون فعالة ، يجب تركيب واقي زيادة التيار وفقًا للمبادئ التالية.

• يجب ربط النقطة الأرضية لواقي الطفرة والجهاز المحمي.
• يتم تثبيت الحماية عند مدخل الخدمة بالمنشأة لتحويل التيار النبضي في أسرع وقت ممكن.
• يجب تركيب واقي زيادة التيار بالقرب من المعدات المحمية بمسافة تقل عن 90 قدمًا أو 30 مترًا. إذا تعذر اتباع هذه القاعدة ، فيجب تركيب واقيات زيادة التيار الثانوية بالقرب من الجهاز
• يجب أن يكون موصل التأريض (بين خرج الأرض للواقي ودائرة ربط التثبيت) قصيرًا قدر الإمكان (أقل من 1.5 قدم أو 0.50 متر) وأن يكون له مساحة مقطعية لا تقل عن 2.5 مم مربع.
• يجب أن تلتزم مقاومة الأرض بالكود الكهربائي المحلي. لا حاجة إلى تأريض خاص.
• يجب فصل الكابلات المحمية وغير المحمية جيدًا للحد من التوصيلات.

الصيانة

أنابيب تفريغ الغاز LSP لا تتطلب صيانة أو استبدال في ظل الظروف العادية. وهي مصممة لتحمل التيارات المفاجئة المتكررة للخدمة الشاقة دون حدوث أضرار.
ومع ذلك ، من الحكمة التخطيط لأسوأ سيناريو ، ولهذا السبب ؛ تم تصميم LSP لاستبدال مكونات الحماية حيثما كان ذلك عمليًا. يمكن اختبار حالة واقي عرام خط البيانات الخاص بك باستخدام طراز LSP SPT1003. تم تصميم هذه الوحدة لاختبار شرارة التيار المستمر على الجهد ، والجهد الكهربي واستمرارية الخط (اختياري) لواقي زيادة التيار. SPT1003 عبارة عن وحدة ضغط مدمجة مع شاشة رقمية. نطاق الجهد للاختبار هو 0 إلى 999 فولت. يمكنه اختبار المكونات الفردية مثل GDT أو الثنائيات أو MOVs أو الأجهزة المستقلة المصممة لتطبيقات التيار المتردد أو التيار المستمر.

شروط خاصة: أنظمة الحماية من الصواعق

إذا كان الهيكل المطلوب حمايته مزودًا بنظام LPS (نظام الحماية من الصواعق) ، فيجب اختبار واقيات زيادة التيار للاتصالات أو خطوط البيانات أو خطوط طاقة التيار المتردد التي يتم تركيبها عند مدخل خدمة المباني على نبضة صاعقة مباشرة 10 / 350us بحد أدنى للتيار الزائد 2.5 كيلو أمبير (اختبار فئة D1 IEC-61643-21).