Dispositiu de protecció contra sobretensions SPD

El dispositiu de protecció contra sobretensions SPD també s’anomena descarregador de sobretensions. Tots els protectors contra sobretensions per a un propòsit específic són en realitat una mena d’interruptor ràpid i el protector contra sobretensions s’activa dins d’un cert rang de voltatge. Després d’activar-se, el component de supressió del protector contra sobretensions es desconnectarà de l’estat d’alta impedància i el pol L es convertirà en un estat de baixa resistència. D’aquesta manera, es pot ventilar la intensitat d’energia local del dispositiu electrònic. Durant tot el procés de llamps, el protector contra sobretensions mantindrà un voltatge relativament constant a través del pol. Aquesta tensió garanteix que el protector contra sobretensions estigui sempre encès i pugui descarregar el corrent de sobretensió a la terra amb seguretat. En altres paraules, els protectors contra sobretensions protegeixen els equips electrònics sensibles dels efectes dels esdeveniments llampecs, l'activitat de commutació a la xarxa pública, els processos de correcció del factor de potència i altres energies generades per activitats internes i externes a curt termini.

Sol·licitud

El llamp té amenaces evidents per a la seguretat personal i suposa una amenaça potencial per a diversos dispositius. El dany de les sobretensions dels equips no es limita a la directa llamps. Els llamps a curt abast representen una amenaça enorme per als dispositius electrònics moderns i sensibles; d'altra banda, l'activitat del llamp a la distància i la descàrrega entre núvols de tempesta pot crear forts corrents d'entrada a la font d'alimentació i als bucles de senyal, de manera que l'equip de flux normal sigui normal. Executeu i reduïu la vida útil de l'equip. El corrent de llamp circula per la terra a causa de la presència de resistència del terra, que genera una alta tensió. Aquesta alta tensió no només posa en perill els equips electrònics, sinó que també posa en perill la vida humana a causa del voltatge de pas.

La sobretensió, com el seu nom indica, és una sobretensió transitòria que supera la tensió de funcionament normal. En essència, un protector contra sobretensions és un pols violent que es produeix en poques milionèsimes de segon i pot causar sobretensions: equips pesats, curtcircuits, commutació de potència o motors grans. Els productes que contenen descàrregues de sobretensió poden absorbir efectivament esclats sobtats d’energia per protegir els equips connectats dels danys.

Un protector contra sobretensions, també anomenat descarregador de llamps, és un dispositiu electrònic que proporciona protecció de seguretat a diversos dispositius electrònics, instruments i línies de comunicació. Quan es genera sobtadament un corrent o tensió en un circuit elèctric o en una línia de comunicació a causa d’interferències externes, el protector contra sobretensions pot conduir la derivació en molt poc temps, evitant així danys a la resta d’equips del circuit per la sobretensió.

Funcions bàsiques

El protector contra sobretensions té un cabal elevat, un voltatge residual baix i un temps de resposta ràpid;

Utilitzeu l'última tecnologia d'extinció d'arc per evitar completament incendis;

Circuit de protecció de control de temperatura amb protecció tèrmica incorporada;

Amb una indicació d'estat de potència que indica l'estat de treball del protector contra sobretensions;

L’estructura és rigorosa i el treball és estable i fiable.

Terminologia

1, sistema de terminació d'aire

Els protectors contra sobretensions s’utilitzen per a objectes metàl·lics i estructures metàl·liques que accepten o suporten directament els llamps, com ara els parallamps, els cinturons (línies) de protecció contra els llamps, les xarxes de protecció contra els llamps, etc.

2, sistema de conductors cap avall

El protector contra sobretensions connecta el conductor metàl·lic del receptor del llamp amb el dispositiu de connexió a terra.

3, sistema de terminació de la terra

La suma de l’elèctrode terrestre i del conductor terrestre.

4, elèctrode de terra

Un conductor metàl·lic enterrat a terra que està en contacte directe amb la terra. També conegut com el pal de terra. Diversos membres metàl·lics, instal·lacions metàl·liques, canonades metàl·liques, equips metàl·lics, etc. que entren directament en contacte amb la terra també poden servir com a elèctrode terrestre, que s’anomena elèctrode natural terrestre.

5, conductor de terra

Connecteu els cables de connexió o conductors del dispositiu de connexió a terra des del terminal de connexió a terra de l’equip elèctric als cables o conductors de connexió del dispositiu de connexió a terra dels objectes metàl·lics que necessiten unió equipotencial, el terminal de connexió a terra total, el tauler resum de connexió a terra, la connexió a terra total barra, i l’enllaç equipotencial.

6, llamp directe

Llamps directes contra objectes reals com edificis, terra o dispositius de protecció contra raigs.

7, Flashover posterior

El corrent de llamp passa per un punt de terra o un sistema de terra per provocar un canvi en el potencial de terra de la regió. Els contraatacs potencials a terra poden provocar canvis en el potencial del sistema de posada a terra, cosa que pot causar danys en els equips electrònics i elèctrics.

8, sistema de protecció contra llamps (LPS)

Els protectors contra sobretensions redueixen els danys causats pels llamps a edificis, instal·lacions, etc., inclosos els sistemes de protecció contra llamps externs i interns.

8.1 Sistema extern de protecció contra llamps

Una part de protecció contra llamps de l'exterior o del cos d'un edifici. El protector contra sobretensions consisteix generalment en un receptor de llamps, un conductor descendent i un dispositiu de connexió a terra per evitar els llamps directes.

8.2 Sistema intern de protecció contra llamps

La part de protecció contra llamps de l’interior de l’edifici (estructura), el protector contra sobretensions, consisteix generalment en un sistema d’enllaç equipotencial, sistema de terra comú, sistema de protecció, cablejat raonable, protector contra sobretensions, etc., que s’utilitza principalment per reduir i prevenir el corrent de llamps. l’espai protector.

Anàlisi

Els desastres llampecs són un dels desastres naturals més greus. Cada any hi ha moltes víctimes i pèrdues de béns causades per desastres llampecs al món. Amb un gran nombre d’aplicacions de dispositius integrats electrònics i microelectrònics, els danys dels sistemes i equips causats per la sobretensió del llamp i els impulsos electromagnètics dels llamps augmenten. Per tant, és molt important resoldre el problema de protecció contra desastres dels llamps dels edificis i dels sistemes d’informació electrònica el més aviat possible.

Es pot produir una descàrrega de llamps de protecció contra sobretensions entre núvols o núvols, o entre núvols i terra; a més de la pujada interna provocada per l’ús de molts equips elèctrics de gran capacitat, el sistema d’alimentació (estàndard del sistema de subministrament elèctric de baixa tensió de la Xina: AC 50Hz 220 / 380V) i l’impacte dels equips elèctrics i la protecció contra llamps i sobretensions s’ha convertit en el focus d’atenció.

El llamp entre el núvol i el terra del protector contra sobretensions consisteix en un o diversos llamps separats, que porten cadascun un nombre de corrents molt elevats amb durades molt curtes. Una descàrrega típica de raigs inclourà dos o tres llamps, aproximadament una vintena part de segon entre cada llamp. La majoria dels corrents de llamp cauen entre 10,000 i 100,000 amperes i la seva durada sol ser inferior a 100 microsegons.

L'ús d'equips de gran capacitat i inversors en el sistema d'alimentació del protector contra sobretensions ha provocat un problema de sobretensió intern cada vegada més greu. L’atribuïm als efectes de la sobretensió transitòria (TVS). El rang permès de la tensió d'alimentació és present per a qualsevol dispositiu alimentat. De vegades, fins i tot un xoc de sobretensió molt estret pot causar energia o danyar l’equip. És el cas dels danys de sobretensió transitòria (TVS). Especialment per a alguns dispositius microelectrònics sensibles, de vegades una petita onada pot causar danys mortals.

Amb els requisits cada vegada més estrictes de protecció contra raigs contra equips relacionats, la instal·lació del dispositiu de protecció contra sobretensions (SPD) per suprimir les sobretensions i sobretensions transitòries a la línia i la sobrecorrent a la línia de purga s’ha convertit en una part important de la moderna tecnologia de protecció contra raigs. un.

1, característiques del llamp

La protecció contra llamps inclou protecció contra llamps i protecció contra llamps. La protecció contra llamps externa s’utilitza principalment per a receptors de llamps (parallamps, xarxes de protecció contra llamps, cinturons de protecció contra llamps, línies de protecció contra llamps), conductors de baixada i dispositius de connexió a terra. La funció principal del protector contra sobretensions és garantir que el cos de l’edifici estigui protegit contra els llamps directes. Els llamps que poden colpejar un edifici es descarreguen a la terra a través de parallamps (cinturons, xarxes, cables), conductors cap avall, etc. inducció. El mètode es basa en l’enllaç equipotencial, inclosa la connexió directa i la connexió indirecta mitjançant SPD, de manera que el cos metàl·lic, la línia d’equips i la terra formen un cos equipotencial condicional, i les instal·lacions internes són derivades i induïdes per llamps i altres sobretensions. El corrent de llamp o corrent de sobretensió es descarrega a la terra per protegir la seguretat de les persones i els equips de l'edifici.

Els llamps es caracteritzen per una pujada de tensió molt ràpida (dins de 10 μs), una tensió màxima alta (desenes de milers a milions de volts), un gran corrent (desenes a centenars de milers d’amperes) i una durada curta (desenes a centenars de microsegons)), la velocitat de transmissió és ràpida (transmet a la velocitat de la llum), l’energia és molt gran i és la més destructiva entre les tensions de sobretensió.

2, classificació dels protectors contra sobretensions

El SPD és un dispositiu indispensable per a la protecció contra raigs contra equips electrònics. La seva funció és limitar la sobretensió instantània de la línia elèctrica i la línia de transmissió de senyals al rang de tensió que poden suportar l’equip o el sistema, o descarregar un potent corrent de llamp a terra. Protegiu els equips o sistemes protegits dels cops.

2,1 Classificació per principi de funcionament

Classificats segons el seu principi de funcionament, el SPD es pot dividir en tipus d'interruptor de tensió, tipus límit de tensió i tipus combinat.

(1) Interruptor de tensió tipus SPD. En absència de sobretensió transitòria, presenta una impedància elevada. Una vegada que respon a la sobretensió transitòria dels llamps, la seva impedància muta a baixa impedància, cosa que permet passar el corrent del llamp, també conegut com a "interruptor de curtcircuit tipus SPD".

(2) SPD limitant la pressió. Quan no hi ha sobretensió transitòria, és una impedància elevada, però a mesura que augmenten el corrent i el voltatge de sobretensió, la seva impedància continuarà disminuint i les seves característiques de corrent i tensió són fortament no lineals, de vegades anomenades "SPD de tipus fixat".

(3) SPD combinat. És una combinació d'un component de tipus de commutació de tensió i un component de tipus limitador de tensió, que es pot mostrar com a tipus de commutació de tensió o com a tipus limitador de tensió o ambdós, en funció de les característiques de la tensió aplicada.

2.2 Classificació per finalitat

Segons el seu ús, SPD es pot dividir en SPD de línia elèctrica i SPD de línia de senyal.

2.2.1 Línia elèctrica SPD

Atès que l'energia dels llamps és molt gran, és necessari descarregar gradualment l'energia del llamp a la terra mitjançant una descàrrega gradual. Instal·leu un protector contra sobretensions o un protector contra sobretensions que limiti el voltatge que superi la prova de classificació de classe I a la unió de la zona de protecció contra llamps directa (LPZ0A) o la zona de protecció contra llamps directa (LPZ0B) i la primera zona de protecció (LPZ1). Protecció primària, que descarrega un corrent de llamp directe o descarrega grans quantitats d'energia conduïda quan la línia de transmissió d'energia està sotmesa a un llamp directe. S'instal·la un protector de sobretensió que limita la tensió a la unió de cada zona (inclosa la zona LPZ1) darrere de la primera zona de protecció com a segon, tercer o superior nivell de protecció. El protector de segon nivell és un dispositiu de protecció per a la tensió residual del protector de fase prèvia i el llamp induït a la zona. Quan l’absorció d’energia llampec de l’escenari frontal és gran, algunes parts encara són força grans per a l’equip o per al protector de tercer nivell. L'energia que es transmeti requerirà una absorció addicional per part del protector de segon nivell. Al mateix temps, la línia de transmissió del descarregador de la primera etapa també induirà radiació de pols electromagnètic de llamps. Quan la línia és prou llarga, l'energia del llamp induït es fa prou gran i es necessita el protector de segon nivell per purgar encara més l'energia del llamp. El protector de tercera etapa protegeix l'energia residual del llamp a través del protector de segona etapa. Segons el nivell de tensió de resistència de l’equip protegit, si la protecció contra llamps de dos nivells pot assolir el límit de tensió per sota del nivell de tensió de l’equip, només es necessiten dos nivells de protecció; si l’equip suporta un nivell de tensió baix, pot requerir quatre nivells o fins i tot més nivells de protecció.

Trieu SPD, heu d’entendre alguns paràmetres i com funcionen.

(1) L'ona de 10 / 350μs és una forma d'ona que simula un llamp directe i l'energia de la forma d'ona és gran; l’ona de 8 / 20μs és una forma d’ona que simula la inducció del llamp i la conducció del llamp.

(2) El corrent nominal de descàrrega In fa referència al corrent pic que travessa l’SPD i l’ona de corrent de 8/20 μs.

(3) El corrent de descàrrega màxim Imax, també conegut com a cabal màxim, fa referència al corrent de descàrrega màxim que pot suportar el SPD amb una ona de corrent de 8 / 20μs.

(4) La tensió màxima de resistència contínua Uc (rms) es refereix a la tensió màxima de CA rms o voltatge continu que es pot aplicar contínuament al SPD.

(5) La tensió residual Ur fa referència al valor de la pressió residual al corrent nominal de descàrrega In.

(6) La tensió de protecció Up caracteritza el paràmetre característic de la tensió entre els terminals límit SPD i el seu valor es pot seleccionar de la llista de valors preferits, que haurien de ser superiors al valor més alt de la tensió límit.

(7) El commutador de tensió tipus SPD descarrega principalment una ona de corrent de 10 / 350μs i el tipus limitador de tensió SPD descarrega principalment una ona de corrent de 8 / 20μs.

2.2.2 Línia de senyal SPD

La línia de senyal SPD és en realitat un descarregador de senyals instal·lat a la línia de transmissió de senyal, generalment a la part frontal del dispositiu, per protegir els dispositius posteriors i evitar que les ones del llamp influïn en el dispositiu danyat de la línia de senyal.

1) Selecció del nivell de protecció de tensió (amunt)

El valor de pujada no ha de superar la tensió nominal de l’equip protegit. A la part superior es requereix que el SPD s’adapti bé a l’aïllament de l’equip que es protegeix.

En el sistema d’alimentació i distribució d’energia de baixa tensió, l’equip ha de tenir una certa capacitat de suportar sobretensions, és a dir, la capacitat de suportar xocs i sobretensions. Quan no es pot obtenir el valor de sobretensió d'impacte de diversos equips del sistema trifàsic de 220 / 380V, es pot seleccionar d'acord amb els indicadors de la norma IEC 60664-1.

2) Selecció del corrent nominal de descàrrega In (capacitat de flux d'impacte)

El pic de corrent que flueix a través del SPD, ona de corrent de 8/20 μs. S'utilitza per a la prova de classificació de classe II de SPD i també per al pretractament de SPD per a proves de classificació de classe I i classe II.

De fet, In és el valor màxim màxim del corrent de sobretensió que pot passar el nombre de vegades especificat (normalment 20 vegades) i la forma d’ona especificada (8/20 μs) sense danys substancials al SPD.

3) Selecció del corrent màxim de descàrrega Imax (capacitat límit de flux de xoc)

El corrent màxim que flueix a través de l’ona de corrent SPD, 8/20 μs, s’utilitza per a la prova de classificació de classe II. Imax té moltes similituds amb In, que utilitza un corrent pic d’ona de corrent de 8/20 μs per realitzar una prova de classificació de classe II en SPD. La diferència també és evident. Imax només realitza una prova d’impacte a SPD, i SPD no causa danys substancials després de la prova, i In pot fer 20 proves d’aquest tipus, i el SPD no es pot destruir substancialment després de la prova. Per tant, Imax és el límit de corrent de l'impacte, de manera que el corrent màxim de descàrrega també s'anomena la capacitat de flux d'impuls final. Viouslybviament, Imax> In.

principi de funcionament

El dispositiu de protecció contra sobretensions és un dispositiu indispensable per a la protecció contra raigs contra equips electrònics. Solia anomenar-se "descarregador" o "protector de sobretensió". L’anglès s’abrevia com a SPD. El paper del protector contra sobretensions és: La sobretensió transitòria a la línia elèctrica i la línia de transmissió del senyal es limiten al rang de voltatge que poden suportar l’equip o el sistema, o el poderós corrent de llamp es descarrega a terra per protegir l’equip protegit o impacte i danys.

El tipus i l’estructura del protector contra sobretensions varien d’aplicació en aplicació, però hauria de contenir almenys un component de limitació de tensió no lineal. Els components bàsics utilitzats en els protectors contra sobretensions són el buit de descàrrega, el tub de descàrrega ple de gas, el varistor, el díode de supressió i la bobina de sufocació.

Component bàsic

1. Llacuna de descàrrega (també coneguda com a bretxa de protecció):

Generalment es compon de dues barres metàl·liques separades per un cert buit exposat a l’aire, una de les quals està connectada a la línia de fase d’alimentació L o a la línia neutra (N) del dispositiu de protecció requerit, i l’altra barra metàl·lica i la la línia de terra (PE) està connectada. Quan incideix la sobretensió transitòria, es descompon l’espai i s’introdueix a la terra una part de la càrrega de sobretensió, que evita l’augment de tensió del dispositiu protegit. La distància entre les dues barres metàl·liques de la bretxa de descàrrega es pot ajustar segons sigui necessari i l'estructura és relativament senzilla i el desavantatge és que el rendiment de l'extinció de l'arc és pobre. La bretxa de descàrrega millorada és una bretxa angular i la seva funció d’extinció d’arc és millor que la de l’anterior. Es produeix per l'acció de la potència elèctrica F del circuit i l'augment del flux d'aire calent per apagar l'arc.

2. Tub de descàrrega de gas:

Consisteix en un parell de plaques negatives fredes que estan separades entre si i tancades en un tub de vidre o tub ceràmic ple d’un cert gas inert (Ar). Per augmentar la probabilitat de desencadenament del tub de descàrrega, també es proporciona un agent desencadenant al tub de descàrrega. Aquest tipus de tub de descàrrega ple de gas té un tipus bipolar i un tipus tripolar.

Els paràmetres tècnics del tub de descàrrega de gas són: tensió de descàrrega CC Udc; tensió de descàrrega de xoc Pujar (Generalment, Pujar≈ (2 ~ 3) Udc; corrent de resistència de freqüència de potència In; corrent de resistència a impulsos Ip; resistència d'aïllament R (> 109Ω)); Capacitat interelectrode (1-5PF)

El tub de descàrrega de gas es pot utilitzar en condicions de corrent continu i corrent altern. La tensió de descàrrega CC Udc seleccionada és la següent: Utilitzeu-la en condicions de CC: Udc≥1.8U0 (U0 és la tensió CC per a que la línia funcioni normalment)

Ús en condicions de corrent altern: U dc ≥ 1.44 Un (Un és el valor eficaç del voltatge de corrent altern per al funcionament normal de la línia)

3. Vistor:

És un varistor semiconductor d’òxid de metall amb ZnO com a component principal. Quan la tensió aplicada als dos extrems arriba a un valor determinat, la resistència és molt sensible a la tensió. El seu principi de funcionament és equivalent a la connexió en sèrie i paral·lela de múltiples semiconductors PN. El varistor es caracteritza per bones característiques no lineals (I = CUα, α és un coeficient no lineal), gran capacitat de cabal (~ 2KA / cm2), baixa intensitat de fuita normal (10-7 ~ 10-6A), baixa tensió residual (segons activat A la tensió de funcionament del varistor i la capacitat de cabal), el temps de resposta a la sobretensió transitòria és ràpid (~ 10-8s), sense roda lliure.

Els paràmetres tècnics del varistor són la tensió del varistor (és a dir, la tensió de commutació) UN, la tensió de referència Ulma; tensió residual Ures; relació de tensió residual K (K = Ures / UN); capacitat màxima de cabal Imax; corrent de fuita; temps de resposta.

El varistor s’utilitza en les següents condicions: tensió del varistor: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 és la tensió nominal de la font d’alimentació de freqüència de potència)

Voltatge de referència mínim: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (usat en condicions de CC)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (utilitzat en condicions de CA, Uac és tensió de funcionament de CA)

La tensió màxima de referència del varistor s’ha de determinar per la tensió de resistència del dispositiu electrònic protegit. La tensió residual del varistor ha de ser inferior al nivell de tensió del dispositiu electrònic protegit, és a dir (Ulma) max≤Ub / K. On K és la relació de tensió residual i Ub és la tensió de dany del dispositiu protegit.

4. Diodo de supressió:

El díode de supressió té una funció limitada per pinça. Opera a la regió de desglossament invers. A causa del seu baix voltatge de subjecció i la seva ràpida resposta, és especialment adequat per utilitzar-lo com a components de protecció d’últim nivell en circuits de protecció de diversos nivells. La característica de volt-amperi del díode de supressió a la regió de desglossament es pot expressar mitjançant la següent fórmula: I = CUα, on α és un coeficient no lineal, per al díode Zener α = 7 ～ 9, en el díode d’allau α = 5 ～ 7.

Paràmetres tècnics del díode de supressió

(1) Voltatge de ruptura, que fa referència a la tensió de ruptura al corrent de ruptura inversa especificat (sovint 1ma), que normalment es troba dins del rang de 2.9V a 4.7V per als díodes Zener, i la ruptura nominal dels díodes d’allau. El voltatge de desgast sovint oscil·la entre 5.6 V i 200 V.

(2) Tensió màxima de pinça: fa referència a la tensió més alta que apareix als dos extrems d'un tub quan passa un gran corrent d'una forma d'ona prescrita.

(3) Potència de pols: es refereix al producte de la tensió màxima de pinça als dos extrems del tub i l'equivalent de corrent al tub sota una forma d'ona de corrent especificada (per exemple, 10/1000 μs).

(4) Voltatge de desplaçament invers: es refereix a la tensió màxima que es pot aplicar als dos extrems del tub a la zona de fuga inversa, en la qual el tub no s'hauria de trencar. Aquest voltatge de desplaçament invers hauria de ser significativament superior al pic de tensió de funcionament més alt del sistema electrònic protegit, és a dir, no pot estar en un estat de conducció feble durant el funcionament normal del sistema.

(5) Corrent màxim de fuita: fa referència al corrent invers màxim que circula pel tub sota la tensió de desplaçament inversa.

(6) Temps de resposta: 10-11 s

5. Bobina d'estrangulació:

La bobina de sufocació és un dispositiu de supressió d’interferències en mode comú amb ferrita com a nucli. Està enrotllat simètricament al mateix nucli toroidal de ferrita per dues bobines de la mateixa mida i el mateix nombre de voltes. Per formar un dispositiu de quatre terminals, cal suprimir la gran inductància del senyal de mode comú i té poc efecte sobre la inductància diferencial del senyal de mode diferencial. La bobina de sufocació pot suprimir eficaçment el senyal d’interferència de mode comú (com ara la interferència de llamps) a la línia equilibrada, però no té cap efecte sobre el senyal de mode diferencial que la línia transmet normalment.

La bobina de sufocació hauria de complir els requisits següents quan es produeixi:

1) Els cables enrotllats al nucli de la bobina haurien d’estar aïllats els uns dels altres per garantir que no es produeixi cap avaria curta entre les voltes de la bobina sota sobretensió transitòria.

2) Quan la bobina flueix a través d’un gran corrent instantani, el nucli no sembla estar saturat.

3) El nucli de la bobina s’ha d’aïllar de la bobina per evitar la ruptura entre les dues sota sobretensió transitòria.

4) La bobina s’ha d’enrotllar tant com sigui possible, cosa que pot reduir la capacitat paràsita de la bobina i augmentar la capacitat de la bobina a sobretensió instantània.

6. 1/4 de longitud d’ona curtcircuitada

La palanca de longitud d'ona 1/4 és un protector contra sobretensions del senyal de microones basat en l'anàlisi espectral de les ones del llamp i la teoria de les ones estacionàries de l'alimentador de l'antena. La longitud de la barra metàl·lica en aquest protector es basa en la freqüència del senyal de funcionament (per exemple, 900 MHz o 1800 MHz). Es determina la mida de la longitud d’ona 1/4. La longitud de la barra de curtcircuit paral·lela té una impedància infinita per a la freqüència del senyal de treball, que és equivalent a un circuit obert i no afecta la transmissió del senyal. No obstant això, per a les ones del llamp, atès que l'energia del llamp es distribueix principalment per sota de n + KHZ, la barra de curtcircuit Per a la impedància de l'ona del llamp és petita, equivalent a un curtcircuit, el nivell d'energia del llamp es descarrega al terra.

Atès que el diàmetre de la barra d’escurçament de 1/4 de longitud d’ona és generalment d’uns quants mil·límetres, la resistència del corrent d’impacte és bona i pot arribar als 30KA (8 / 20μs) o més i la tensió residual és petita. Aquesta tensió residual és causada principalment per l'autoinductància de la barra de curtcircuit. L’inconvenient és que la banda de potència és estreta i l’amplada de banda del 2% al 20%. Un altre desavantatge és que el biaix de CC no es pot aplicar a l'alimentador d'antena, cosa que limita algunes aplicacions.

Circuit bàsic

El circuit del protector contra sobretensions té formes diferents segons les diferents necessitats. Els components bàsics són els diversos tipus esmentats anteriorment. Un investigador de productes de protecció contra llamps, tècnicament conegut, pot dissenyar diversos circuits, de la mateixa manera que es pot utilitzar una caixa de blocs. Diferents patrons estructurals. És responsabilitat dels treballadors de la protecció contra llamps desenvolupar productes que siguin efectius i rendibles.

Protecció graduada

El pararrayos en la primera fase del protector contra sobretensions pot sagnar per corrent de llamp directe o sagnar quan la línia de transmissió d'energia està sotmesa a un llamp directe. Per als llocs on es poden produir llamps directes, CLASSE-I s’ha de realitzar. Protecció contra llamps. El pararrayos de la segona fase és un dispositiu de protecció per a la tensió residual del dispositiu de protecció contra llamps frontal i el llamp induït per un llamp a la zona. Quan hi ha una gran absorció d'energia del llamp a l'escenari frontal, encara hi ha una part de l'equip o del dispositiu de protecció contra llamps de tercer nivell. Es transmet una gran quantitat d’energia que requereix un descarregador de segona fase per a una major absorció. Al mateix temps, la línia de transmissió del descarregador de la primera etapa també induirà un impuls llampec de radiació electromagnètica LEMP. Quan la línia és prou llarga, l’energia del llamp induït esdevé prou gran i es necessita el dispositiu de protecció contra llamps de segon nivell per descarregar encara més l’energia del llamp. El pararrayos de la tercera etapa protegeix el LEMP i l'energia del llamp residual a través del pararrayos de la segona etapa.

Protecció de primer nivell

L’objectiu del protector de sobretensions és evitar que la tensió de sobretensió es condueixi directament des de la zona LPZ0 cap a la zona LPZ1, limitant la tensió de sobretensió de desenes de milers a centenars de milers de volts a 2500-3000V.

El protector contra sobretensions instal·lat al costat de baixa tensió del transformador de potència és un descàrrega de llamps de font d'alimentació tipus interruptor de tensió trifàsic. El flux de llamps no ha de ser inferior a 60KA. El parallamps de subministrament elèctric d’aquesta classe serà un parallamps de subministrament elèctric de gran capacitat connectat entre les fases de l’entrada del sistema de subministrament elèctric de l’usuari i la terra. En general, es requereix que el protector contra sobretensions d’aquesta classe tingui una capacitat d’impacte màxima superior a 100KA per fase i el voltatge límit requerit sigui inferior a 1500 V, que s’anomena protector de sobretensions de CLASSE I i protector de sobretensions. Dissenyats per suportar els elevats corrents de llamps i llamps inductius i per atraure sobretensions d’energia, aquests descarregadors electromagnètics deriven grans quantitats de corrent d’entrada a terra. Només proporcionen una tensió limitant (la tensió màxima que apareix a la línia quan el corrent d’entrada a través del descargador d’alimentació s’anomena tensió limitant). El protector de CLASSE I s'utilitza principalment per absorbir grans corrents d'entrada, només que no poden protegir completament els equips elèctrics sensibles dins del sistema d'alimentació.

El protector de sobretensions de primer nivell pot protegir contra ones de llamps de 10 / 350μs i 100KA i complir els estàndards de protecció més alts estipulats per la IEC. La referència tècnica és la següent: el flux del llamp és superior o igual a 100KA (10 / 350μs); la tensió residual no és superior a 2.5 KV; el temps de resposta és inferior o igual a 100ns.

Protecció de segon nivell

L’objectiu del protector de sobretensions és limitar encara més la tensió de sobretensió residual a través del pararrayos de primera fase a 1500-2000V i connectar equipotencialment el LPZ1-LPZ2.

El descarregador de subministrament d’energia produït per la línia de l’armari de distribució ha de ser un dispositiu de protecció contra llamps d’alimentació que limita la tensió com a protecció de segon nivell. La capacitat de corrent de llamp no pot ser inferior a 20KA. S'haurà d'instal·lar a la font d'alimentació dels equips elèctrics importants o sensibles. Estació de distribució per carretera. Aquests descarregadors de sobretensió proporcionen una millor absorció de l'energia de sobretensió residual a través del descargador de sobretensions a la font d'alimentació del client i tenen una excel·lent supressió de sobretensions transitòries. El descargador de sobretensions que s’utilitza en aquesta zona requereix una capacitat d’impacte màxima de 45 kA o més per fase i el voltatge límit requerit ha de ser inferior a 1200 V, que s’anomena CLASSE II descàrrega de llum. El sistema general d’alimentació de l’usuari pot aconseguir una protecció de segon nivell per satisfer els requisits de funcionament de l’equip elèctric.

El protector contra sobretensions de la segona etapa adopta el protector de classe C per a la protecció de mode complet fase a fase, terra i fase mitjana. Els principals paràmetres tècnics són: capacitat de flux de llamps superior o igual a 40KA (8 / 20μs); tensió residual El valor màxim no és superior a 1000V; el temps de resposta no supera els 25ns.

Protecció de tercer nivell

L’objectiu del protector contra sobretensions és protegir l’equip en última instància, reduint la tensió de sobretensió residual a menys de 1000 V perquè l’energia de sobretensió no danyi l’equip.

Quan el dispositiu de protecció contra llamps de la font d’alimentació instal·lat a l’extrem entrant de la font d’alimentació de CA de l’equip d’informació electrònica s’utilitza com a protecció de tercer nivell, haurà de ser un dispositiu de protecció contra llamps d’alimentació que limita el voltatge de sèrie. la capacitat actual no pot ser inferior a 10KA.

La línia de protecció final del protector contra sobretensions es pot utilitzar amb un protector contra sobretensions incorporat a la font d'alimentació interna del consumidor per aconseguir una eliminació completa de petites sobretensions transitòries. El descargador de sobretensions utilitzat aquí requereix una capacitat d’impacte màxima de 20KA o menys per fase, i la tensió limitant necessària ha de ser inferior a 1000V. Cal tenir un tercer nivell de protecció per a alguns equips electrònics especialment importants o especialment sensibles, així com per protegir els equips elèctrics de sobretensions transitòries generades al sistema.

Per a la font d'alimentació de rectificació utilitzada en equips de comunicació per microones, equips de comunicació per estacions mòbils i equips de radar, és necessari seleccionar Dispositiu de protecció contra llamps d’alimentació de corrent continu amb l'adaptació de la tensió de treball com a protecció de l'etapa final segons la protecció de la seva tensió de treball.

Nivell 4 i superior

El protector contra sobretensions segons el nivell de tensió de resistència de l’equip protegit, si la protecció contra llamps de dos nivells pot assolir la tensió límit per sota del nivell de tensió de resistència de l’equip, només ha de fer dos nivells de protecció, si l’equip suporta la tensió el nivell és baix, pot ser que necessitin quatre o més nivells de protecció. La protecció de quart nivell de la seva capacitat de flux de llamp no ha de ser inferior a 5KA.

Mètode d'instal·lació

1, requisits d'instal·lació de rutina SPD

El protector contra sobretensions s’instal·la amb un carril estàndard de 35 mm

Per als SPD fixos, cal seguir els passos següents per a la instal·lació regular:

1) Determineu la ruta del corrent de descàrrega

2) Marqueu el cable per a la caiguda de tensió addicional causada al terminal del dispositiu.

3) Per evitar bucles inductius innecessaris, marqueu el conductor PE de cada dispositiu.

4) Establir un enllaç equipotencial entre el dispositiu i el SPD.

5) Coordinar la coordinació energètica de SPD de diversos nivells

Per tal de limitar l'acoblament inductiu entre la part de protecció instal·lada i la part no protegida del dispositiu, es requereixen certes mesures. La inductància mútua es pot reduir mitjançant la separació de la font de detecció del circuit sacrificial, la selecció de l'angle del bucle i la limitació de la regió del bucle tancat.

Quan el conductor del component de transport de corrent forma part d’un bucle tancat, el bucle i la tensió induïda es redueixen a mesura que el conductor s’acosta al circuit.

En general, és millor separar el cable protegit del cable no protegit i s’ha de separar del cable de terra. Al mateix temps, per evitar l'acoblament de quadratura transitòria entre el cable d'alimentació i el cable de comunicació, s'han de fer les mesures necessàries.

2, selecció de diàmetre de filferro de terra SPD

Línia de dades: el requisit és superior a 2.5 mm²; quan la longitud supera els 0.5 m, cal que sigui superior a 4 mm².

Línia elèctrica: quan la secció transversal de la línia de fase és S≤16mm², la línia de terra utilitza S; quan la secció transversal de la línia de fase és de 16 mm²≤S≤35mm², la línia de terra utilitza 16 mm²; quan la secció transversal de la línia de fase S≥35mm², la línia de terra requereix S / 2.

Els principals paràmetres

1. Tensió nominal Un: la tensió nominal del sistema protegit és consistent. Al sistema de tecnologia de la informació, aquest paràmetre indica el tipus de protector que s’ha de seleccionar, que indica el valor efectiu de la tensió CA o CC.

2. Tensió nominal Uc: es pot aplicar a l'extrem especificat del protector durant molt de temps sense provocar un canvi en les característiques del protector i activar el valor efectiu de la tensió màxima de l'element protector.

3. Corrent de descàrrega nominal Isn: el pic màxim de corrent d'entrada que es tolera el protector quan s'aplica al protector una ona de llamp estàndard amb una forma d'ona de 8/20 μs durant 10 vegades.

4. Corrent de descàrrega màxima Imax: el pic màxim de corrent d’entrada que es tolera el protector quan s’aplica al protector una ona de llamp estàndard amb una forma d’ona de 8/20 μs.

5. Nivell de protecció de la tensió Pujar: el valor màxim del protector en les proves següents: la tensió de flashover del pendent de 1KV / μs; la tensió residual del corrent nominal de descàrrega.

6. Temps de resposta tA: la sensibilitat a l'acció i el temps de ruptura del component de protecció especial es reflecteixen principalment al protector, i el canvi en un temps determinat depèn del pendent de du / dt o di / dt.

7. Velocitat de transmissió de dades Vs: indica quants valors de bits es transmeten en un segon, la unitat és: bps; és el valor de referència del dispositiu de protecció contra llamps seleccionat correctament al sistema de transmissió de dades i la velocitat de transmissió de dades del dispositiu de protecció contra llamps depèn del mode de transmissió del sistema.

8. Pèrdua d'inserció Ae: la relació de la tensió abans i després del protector s'insereix a una freqüència determinada.

9. Return Loss Ar: Indica la proporció de l'ona de vora principal reflectida pel dispositiu de protecció (punt de reflexió), que és un paràmetre que mesura directament si el dispositiu de protecció és compatible amb la impedància del sistema.

10. Corrent de descàrrega longitudinal màxima: es refereix al valor màxim del corrent d’entrada màxima al que se sotmet el protector quan s’aplica l’ona de llamp estàndard amb una forma d’ona de 8 / 20μs a cada terra.

11. Corrent de descàrrega lateral màxima: el pic màxim de corrent d’entrada a la qual se sotmet el protector quan s’aplica l’ona llamp estàndard amb una forma d’ona de 8 / 20μs entre la línia i la línia.

12. Impedància en línia: fa referència a la suma de la impedància i la reactància inductiva del bucle que travessa el protector sota la tensió nominal Un. Sovint es coneix com a "impedància del sistema".

13. Corrent de descàrrega màxima: hi ha dos tipus: corrent de descàrrega nominal Isn i corrent de descàrrega màxima Imax.

14. Corrent de fuita: fa referència al corrent continu que travessa el protector a una tensió nominal Un de 75 o 80.

Classificat per principi de funcionament

1. Tipus de commutador: el principi de funcionament del protector contra sobretensions és la impedància elevada quan no hi ha sobretensió instantània, però un cop respon a la sobretensió transitòria del llamp, la seva impedància canviarà sobtadament a un valor baix, cosa que permetrà passar el corrent de llamp. Quan s’utilitza com a dispositiu d’aquest tipus, el dispositiu té: un buit de descàrrega, un tub de descàrrega de gas, un tiristor i similars.

2. Tipus de limitació de tensió: el principi de funcionament del protector contra sobretensions és la impedància elevada quan no hi ha sobretensió transitòria, però la seva impedància disminuirà contínuament amb l’augment del corrent i el voltatge de sobretensió, i les seves característiques de corrent i tensió són molt no lineals. Els dispositius que s’utilitzen com a tals dispositius són: òxid de zinc, varistors, díodes de supressió, díodes d’allaus i similars.

3. Dividit o turbulent ：

Tipus de derivació: paral·lel al dispositiu protegit, que presenta una baixa impedància al pols del llamp i una alta impedància a la freqüència de funcionament normal.

Tipus turbulent: en sèrie amb el dispositiu protegit, presenta una alta impedància al pols del llamp i una impedància baixa a la freqüència de funcionament normal.

Els dispositius que s’utilitzen com a tals dispositius són: bobines d’estrangulament, filtres de pas alt, filtres de pas baix, pantalons curts de quarta ona i similars.

Ús del SPD del dispositiu de protecció contra sobretensions

(1) Protector de potència: protector de corrent altern, protector de corrent continu, protector de commutació, etc.

El mòdul de protecció contra llamps d’alimentació de CA és adequat per a la protecció d’alimentació de sales de distribució d’energia, armaris de distribució d’energia, armaris d’interruptors, panells de distribució d’energia AC / DC, etc.

Hi ha caixes de distribució d’entrada a l’aire lliure i caixes de distribució de capes de construcció a l’edifici;

Per a xarxes elèctriques industrials de baixa tensió (220 / 380VAC) i xarxes elèctriques civils;

Al sistema d’energia, s’utilitza principalment per a l’entrada o sortida de l’energia trifàsica a la pantalla de subministrament d’energia de la sala de control principal de la sala de màquines o subestacions d’automatització.

Apte per a una gran varietat de sistemes d'alimentació de corrent continu, com ara:

Tauler de distribució de corrent continu;

Equips d'alimentació de corrent continu;

Caixa de distribució de CC;

Gabinet de sistemes d'informació electrònica;

La sortida de la font d'alimentació secundària.

(2) Protector de senyal: protector de senyal de baixa freqüència, protector de senyal d'alta freqüència, protector d'alimentador d'antena, etc.

Dispositiu de protecció contra llamps de senyal de xarxa:

Protecció inductiva contra sobretensió causada per llamps i impulsos electromagnètics de llamps per a equips de xarxa com ara commutador de 10/100 Mbps, HUB, ROUTER; · Protecció de commutador de xarxa de sala de xarxa; · Protecció del servidor de sales de xarxa; · Protecció de dispositius d'una altra interfície de xarxa de la sala de xarxa;

La caixa de protecció contra llamps integrada de 24 ports s'utilitza principalment per a la protecció centralitzada de múltiples canals de senyal en armaris de xarxa integrats i armaris de commutació secundària.

Dispositiu de protecció contra llamps de senyal de vídeo:

El protector contra sobretensions s’utilitza principalment per a la protecció punt a punt dels equips de senyal de vídeo. Pot protegir diversos equips de transmissió de vídeo contra els llamps inductius i la tensió de sobretensió de la línia de transmissió del senyal. També és aplicable a la transmissió de RF sota la mateixa tensió de treball. La caixa de protecció contra llamps de vídeo multiport s’utilitza principalment per a la protecció centralitzada de dispositius de control, com ara gravadors de disc dur i talladors de vídeo, a l’armari de control integrat.

Marca de protecció contra sobretensions

Els detectors més habituals del mercat són: Xina LSP protector de sobretensions, Alemanya OBO protector de sobretensions, DEHN protector de sobretensions, PHOENIX protector de sobretensions, US ECS protector de sobretensions US PANAMAX protector de sobretensions, INNOVATIVE protector de sobretensions, US POLYPHASER Protector de sobretensions, França Soule protector de sobretensions , Protector contra sobretensions ESP ESP del Regne Unit, etc.