Übersicht über Überspannungsschutzgeräte (AC- und DC-LEISTUNG, DATALINE, KOAXIAL, GASROHREN)

Überspannungsschutzgerät (oder Überspannungsschutz oder Überspannungsableiter) ist ein Gerät oder eine Vorrichtung zum Schutz elektrischer Geräte vor Spannungsspitzen. Ein Überspannungsschutz versucht, die an ein elektrisches Gerät gelieferte Spannung zu begrenzen, indem unerwünschte Spannungen über einem sicheren Schwellenwert blockiert oder kurzgeschlossen werden. In diesem Artikel werden in erster Linie Spezifikationen und Komponenten erläutert, die für den Protektortyp relevant sind, der eine Spannungsspitze zur Erde umleitet (kurzschließt). Es gibt jedoch eine gewisse Abdeckung anderer Methoden.

Eine Stromschiene mit eingebautem Überspannungsschutz und mehreren Steckdosen
Die Begriffe Überspannungsschutzgerät (SPD) und Überspannungsschutz für transiente Spannungen (TVSS) werden verwendet, um elektrische Geräte zu beschreiben, die typischerweise in Stromverteilungsfeldern, Prozesssteuerungssystemen, Kommunikationssystemen und anderen Hochleistungs-Industriesystemen zum Schutz vor Überspannungsschutzgeräten installiert sind Stromstöße und Spannungsspitzen, einschließlich blitzbedingter Spannungsspitzen. Verkleinerte Versionen dieser Geräte werden manchmal in Schalttafeln für den Hausdienst installiert, um die Geräte in einem Haushalt vor ähnlichen Gefahren zu schützen.

Übersicht über das Überspannungsschutzgerät

Übersicht über transiente Überspannungen

Die Benutzer elektronischer Geräte sowie Telefon- und Datenverarbeitungssysteme müssen sich dem Problem stellen, dieses Gerät trotz der durch Blitze verursachten vorübergehenden Überspannungen in Betrieb zu halten. Es gibt mehrere Gründe für diese Tatsache. (1) Der hohe Integrationsgrad elektronischer Komponenten macht die Geräte anfälliger. (2) Eine Unterbrechung des Dienstes ist nicht akzeptabel. (3) Datenübertragungsnetze decken große Gebiete ab und sind mehr Störungen ausgesetzt.

Vorübergehende Überspannungen haben drei Hauptursachen:

• Lightning
• Industrie- und Schaltstöße
• Elektrostatische Entladung (ESD)

Lightning

Der Blitz, der seit Benjamin Franklins erster Forschung im Jahr 1749 untersucht wurde, ist paradoxerweise zu einer wachsenden Bedrohung für unsere hochelektronische Gesellschaft geworden.

Blitzbildung

Ein Blitz wird zwischen zwei Zonen mit entgegengesetzter Ladung erzeugt, typischerweise zwischen zwei Gewitterwolken oder zwischen einer Wolke und dem Boden.

Der Blitz kann sich mehrere Meilen weit bewegen und in aufeinanderfolgenden Sprüngen in Richtung Boden vorrücken: Der Leiter erzeugt einen stark ionisierten Kanal. Wenn es den Boden erreicht, findet der echte Blitz oder Rückhub statt. Ein Strom in Zehntausenden von Ampere fließt dann über den ionisierten Kanal vom Boden zur Wolke oder umgekehrt.

Direkter Blitz

Zum Zeitpunkt der Entladung gibt es einen Impulsstromfluss im Bereich von 1,000 bis 200,000 Ampere mit einer Anstiegszeit von etwa einigen Mikrosekunden. Dieser direkte Effekt ist ein kleiner Faktor für die Beschädigung elektrischer und elektronischer Systeme, da er stark lokalisiert ist.
Der beste Schutz ist nach wie vor der klassische Blitzableiter oder das Blitzschutzsystem (LPS), mit dem der Entladestrom erfasst und zu einem bestimmten Punkt geleitet werden kann.

Indirekte Effekte

Es gibt drei Arten von indirekten Blitzeffekten:

Auswirkungen auf die Freileitung

Solche Leitungen sind sehr exponiert und können direkt vom Blitz getroffen werden, wodurch die Kabel zunächst teilweise oder vollständig zerstört werden und dann hohe Stoßspannungen verursacht werden, die sich auf natürliche Weise entlang der Leiter zu leitungsgebundenen Geräten bewegen. Das Ausmaß des Schadens hängt von der Entfernung zwischen dem Schlag und der Ausrüstung ab.

Der Anstieg des Erdpotentials

Der Blitzfluss im Boden führt zu einem Anstieg des Erdpotentials, der je nach Stromstärke und lokaler Erdimpedanz variiert. In einer Installation, die mit mehreren Erdungen verbunden sein kann (z. B. Verbindung zwischen Gebäuden), verursacht ein Streik eine sehr große Potentialdifferenz und Geräte, die an die betroffenen Netzwerke angeschlossen sind, werden zerstört oder schwer gestört.

Elektromagnetische Strahlung

Der Blitz kann als eine mehrere Meilen hohe Antenne angesehen werden, die einen Impulsstrom von mehreren Zehntel Kiloampere führt und intensive elektromagnetische Felder (mehrere kV / m bei mehr als 1 km) ausstrahlt. Diese Felder induzieren starke Spannungen und Ströme in Leitungen in der Nähe oder an Geräten. Die Werte hängen von der Entfernung zum Blitz und den Eigenschaften der Verbindung ab.

Industriestöße
Ein industrieller Anstieg deckt ein Phänomen ab, das durch das Ein- und Ausschalten elektrischer Stromquellen verursacht wird.
Industriestöße werden verursacht durch:

• Starten von Motoren oder Transformatoren
• Neon- und Natriumlichtstarter
• Stromnetze schalten
• Schalten Sie "Bounce" in einem induktiven Stromkreis
• Betrieb von Sicherungen und Leistungsschaltern
• Fallende Stromleitungen
• Schlechte oder zeitweise Kontakte

Diese Phänomene erzeugen Transienten von mehreren kV mit Anstiegszeiten in der Größenordnung von Mikrosekunden und stören Geräte in Netzwerken, an die die Störquelle angeschlossen ist.

Elektrostatische Überspannungen

Elektrisch hat ein Mensch eine Kapazität im Bereich von 100 bis 300 Picofarad und kann eine Ladung von bis zu 15 kV aufnehmen, indem er auf einem Teppich läuft, dann ein leitendes Objekt berührt und in wenigen Mikrosekunden mit einem Strom von etwa zehn Ampere entladen wird . Alle integrierten Schaltkreise (CMOS usw.) sind sehr anfällig für diese Art von Störung, die im Allgemeinen durch Abschirmung und Erdung beseitigt wird.

Auswirkungen von Überspannungen

Überspannungen haben viele Arten von Auswirkungen auf elektronische Geräte in der Reihenfolge abnehmender Bedeutung:

Zerstörung:

• Spannungsdurchschlag von Halbleiterübergängen
• Zerstörung der Verklebung von Bauteilen
• Zerstörung von Leiterplatten oder Kontakten
• Zerstörung von Versuchen / Thyristoren durch dV / dt.

Eingriffe in Operationen:

• Zufälliger Betrieb von Latches, Thyristoren und Triacs
• Löschen des Gedächtnisses
• Programmfehler oder Abstürze
• Daten- und Übertragungsfehler

Vorzeitiges Altern:

Komponenten, die Überspannungen ausgesetzt sind, haben eine kürzere Lebensdauer.

Überspannungsschutzgeräte

Das Überspannungsschutzgerät (SPD) ist eine anerkannte und effektive Lösung zur Lösung des Überspannungsproblems. Für die größte Wirkung muss es jedoch entsprechend dem Risiko der Anwendung ausgewählt und gemäß den Regeln des Standes der Technik installiert werden.

Übersicht über das Überspannungsschutzgerät für Gleichstrom

Hintergrund- und Schutzüberlegungen

Utility-Interactive- oder Grid-Tie-Solar-Photovoltaik-Systeme (PV) sind sehr anspruchsvolle und kostenintensive Projekte. Sie erfordern oft, dass die Solaranlage mehrere Jahrzehnte betriebsbereit ist, bevor sie den gewünschten Return on Investment erzielen kann.
Viele Hersteller garantieren eine Systemlebensdauer von mehr als 20 Jahren, während der Wechselrichter in der Regel nur 5-10 Jahre garantiert. Alle Kosten und Kapitalrenditen werden anhand dieser Zeiträume berechnet. Viele PV-Anlagen erreichen jedoch aufgrund der Gefährdung dieser Anwendungen und ihrer Rückverbindung zum Wechselstromnetz nicht die Reife. Die Solar-PV-Anlagen mit ihrem Metallrahmen, die im Freien oder auf Dächern montiert sind, fungieren als sehr guter Blitzableiter. Aus diesem Grund ist es ratsam, in ein Überspannungsschutzgerät (SPD) zu investieren, um diese potenziellen Bedrohungen auszuschließen und so die Lebenserwartung des Systems zu maximieren. Die Kosten für ein umfassendes Überspannungsschutzsystem betragen weniger als 1% der gesamten Systemausgaben. Verwenden Sie unbedingt Komponenten der UL1449 4th Edition und Typ 1 Component Assemblies (1CA), um sicherzustellen, dass Ihr System über den besten auf dem Markt verfügbaren Überspannungsschutz verfügt.

Um die vollständige Bedrohungsstufe der Installation zu analysieren, müssen wir eine Risikobewertung durchführen.

• Ausfallrisiko für den Betrieb - Bereiche mit starken Blitzen und instabiler Stromversorgung sind anfälliger.
• Stromverbindungsrisiko - Je größer die Oberfläche des Solar-PV-Generators ist, desto stärker sind direkte und / oder induzierte Blitzstöße ausgesetzt.
• Risiko der Anwendungsoberfläche - Das Wechselstromnetz ist eine wahrscheinliche Quelle für Schalttransienten und / oder induzierte Blitzstöße.
• Geografisches Risiko - Die Folgen von Systemausfällen beschränken sich nicht nur auf den Austausch von Geräten. Zusätzliche Verluste können durch Auftragsverluste, nicht genutzte Mitarbeiter, Überstunden, Unzufriedenheit der Kunden / des Managements, beschleunigte Frachtkosten und beschleunigte Versandkosten entstehen.

Praktiken empfehlen

1) Erdungssystem

Überspannungsschutz leitet Transienten zum Erdungssystem weiter. Ein Erdungspfad mit niedriger Impedanz bei gleichem Potential ist entscheidend für die ordnungsgemäße Funktion der Überspannungsschutzgeräte. Alle Stromversorgungssysteme, Kommunikationsleitungen, geerdeten und nicht geerdeten metallischen Objekte müssen mit einem Potentialausgleich verbunden sein, damit das Schutzschema effizient funktioniert.

2) Unterirdische Verbindung von einem externen PV-Array zu einem elektrischen Steuergerät

Wenn möglich, sollte die Verbindung zwischen dem externen Solar-PV-Array und dem internen Stromregelgerät unterirdisch oder elektrisch abgeschirmt sein, um das Risiko direkter Blitzeinschläge und / oder Kopplungen zu begrenzen.

3) Koordiniertes Schutzsystem

Alle verfügbaren Strom- und Kommunikationsnetze sollten mit einem Überspannungsschutz behandelt werden, um Schwachstellen in PV-Anlagen zu beseitigen. Dies würde die primäre Wechselstromversorgung, den Wechselrichter-Wechselstromausgang, den Wechselrichter-Gleichstromeingang, den PV-String-Kombinierer und andere verwandte Daten- / Signalleitungen wie Gigabit-Ethernet, RS-485, 4-20-mA-Stromschleife, PT-100, RTD und umfassen Telefonmodems.

Übersicht über das Überspannungsschutzgerät für Datenleitungen

Datenleitungsübersicht

Telekommunikations- und Datenübertragungsgeräte (PBX, Modems, Datenendgeräte, Sensoren usw.) sind zunehmend anfälliger für blitzbedingte Spannungsspitzen. Sie sind empfindlicher, komplexer und aufgrund ihrer möglichen Verbindung über mehrere verschiedene Netzwerke anfälliger für induzierte Überspannungen. Diese Geräte sind für die Kommunikation und Informationsverarbeitung eines Unternehmens von entscheidender Bedeutung. Daher ist es ratsam, sie gegen diese möglicherweise kostspieligen und störenden Ereignisse zu versichern. Ein Datenleitungs-Überspannungsschutz, der direkt vor einem empfindlichen Gerät installiert wird, verlängert dessen Lebensdauer und sorgt für die Kontinuität des Informationsflusses.

Technologie von Überspannungsschutzgeräten

Alle Überspannungsschutzgeräte für LSP-Telefone und Datenleitungen basieren auf einer zuverlässigen mehrstufigen Hybridschaltung, die Hochleistungs-Gasentladungsröhren (GDTs) und schnell reagierende Silizium-Lawinendioden (SADs) kombiniert. Diese Art von Schaltung bietet,

• Nennentladestrom 5 kA (15-mal ohne Zerstörung gemäß IEC 61643)
• Reaktionszeiten von weniger als 1 Nanosekunde
• Ausfallsicheres Trennsystem
• Das Design mit niedriger Kapazität minimiert den Signalverlust

Parameter zur Auswahl eines Überspannungsschutzes

Beachten Sie Folgendes, um den richtigen Überspannungsschutz für Ihre Installation auszuwählen:

• Nenn- und maximale Netzspannung
• Maximaler Leitungsstrom
• Anzahl der Zeilen
• Datenübertragungsgeschwindigkeit
• Steckertyp (Schraubklemme, RJ, ATT110, QC66)
• Montage (Din Rail, Aufputzmontage)

Installation

Um effektiv zu sein, muss der Überspannungsschutz gemäß den folgenden Grundsätzen installiert werden.

Der Erdungspunkt des Überspannungsschutzes und des geschützten Geräts muss verbunden sein.
Der Schutz wird am Serviceeingang der Anlage installiert, um den Impulsstrom so schnell wie möglich umzuleiten.
Der Überspannungsschutz muss in unmittelbarer Nähe (90 Meter) zu geschützten Geräten installiert werden. Wenn diese Regel nicht eingehalten werden kann, müssen sekundäre Überspannungsschutzgeräte in der Nähe des Geräts installiert werden.
Der Erdungsleiter (zwischen dem Erdungsausgang des Schutzes und dem Installationsverbindungskreis) muss so kurz wie möglich sein (weniger als 1.5 Fuß oder 0.50 Meter) und eine Querschnittsfläche von mindestens 2.5 mm im Quadrat haben.
Der Erdungswiderstand muss den örtlichen elektrischen Vorschriften entsprechen. Es ist keine spezielle Erdung erforderlich.
Geschützte und ungeschützte Kabel müssen gut voneinander entfernt sein, um die Kopplung zu begrenzen.

STANDARDS

Teststandards und Installationsempfehlungen für Überspannungsschutzgeräte für Kommunikationsleitungen müssen den folgenden Standards entsprechen:

UL497B: Schutzvorrichtungen für Datenkommunikation und Brandmeldekreise
IEC 61643-21: Tests von Überspannungsschutz für Kommunikationsleitungen
IEC 61643-22; Auswahl / Installation von Überspannungsschutz für Kommunikationsleitungen
NF EN 61643-21: Tests von Überspannungsschutz für Kommunikationsleitungen
Leitfaden UTE C15-443: Auswahl / Installation von Überspannungsschutzgeräten

Besondere Bedingungen: Blitzschutzsysteme

Wenn die zu schützende Struktur mit einem LPS (Lightning Protection System) ausgestattet ist, müssen die Überspannungsschutzvorrichtungen für Telekommunikations- oder Datenleitungen, die am Eingang des Gebäudetechnik installiert sind, auf eine direkte Blitzimpuls-Wellenform von 10 / 350us mit einem Minimum getestet werden Stoßstrom von 2.5 kA (D1-Kategorietest IEC-61643-21).

Übersicht über koaxiale Überspannungsschutzgeräte

Schutz für Funkgeräte

Funkkommunikationsgeräte, die in festen, nomadischen oder mobilen Anwendungen eingesetzt werden, sind aufgrund ihrer Anwendung in exponierten Bereichen besonders anfällig für Blitzeinschläge. Die häufigste Störung der Dienstkontinuität resultiert aus vorübergehenden Überspannungen, die durch direkte Blitzeinschläge auf den Antennenmast, das umgebende Erdungssystem oder durch Verbindungen zwischen diesen beiden Bereichen verursacht werden.
Funkgeräte, die in CDMA-, GSM / UMTS-, WiMAX- oder TETRA-Basisstationen verwendet werden, müssen dieses Risiko berücksichtigen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. LSP bietet drei spezifische Überspannungsschutztechnologien für Hochfrequenzkommunikationsleitungen an, die individuell für die unterschiedlichen Betriebsanforderungen jedes Systems geeignet sind.

HF-Überspannungsschutztechnologie
Gasrohr DC Pass Schutz
P8AX-Serie

Der DCT-Passschutz der Gasentladungsröhre (GDT) ist aufgrund seiner sehr geringen Kapazität die einzige Überspannungsschutzkomponente, die bei sehr hochfrequenten Übertragungen (bis zu 6 GHz) verwendet werden kann. Bei einem koaxialen Überspannungsschutz auf GDT-Basis ist der GDT parallel zwischen dem zentralen Leiter und der externen Abschirmung geschaltet. Das Gerät arbeitet, wenn seine Überschlagsspannung erreicht ist, während eines Überspannungszustands und die Leitung kurz kurzgeschlossen wird (Lichtbogenspannung) und von empfindlichen Geräten weggeleitet wird. Die Überschlagsspannung hängt von der Anstiegsfront der Überspannung ab. Je höher der dV / dt der Überspannung ist, desto höher ist die Überschlagsspannung des Überspannungsschutzes. Wenn die Überspannung verschwindet, kehrt die Gasentladungsröhre in ihren normalen passiven, hochisolierten Zustand zurück und ist wieder betriebsbereit.
Der GDT wird in einem speziell entwickelten Halter aufbewahrt, der die Leitung bei großen Überspannungsereignissen maximiert und dennoch sehr leicht entfernt werden kann, wenn aufgrund eines End-of-Life-Szenarios eine Wartung erforderlich ist. Die P8AX-Serie kann auf Koaxialleitungen mit Gleichspannungen bis zu - / + 48V DC verwendet werden.

Hybridschutz
DC Pass - CXF60 Serie
DC blockiert - CNP-DCB-Serie

Der hybride DC-Passschutz ist eine Verbindung von Filterkomponenten und einer Hochleistungsgasentladungsröhre (GDT). Diese Konstruktion bietet eine ausgezeichnete niedrige Restdurchlassspannung für niederfrequente Störungen aufgrund elektrischer Transienten und bietet dennoch eine hohe Stoßentladungsstromfähigkeit.

Viertelwellen-DC-Blockschutz
PRC-Serie

Quarter Wave DC Blocked Protection ist ein aktiver Bandpassfilter. Es hat keine aktiven Komponenten. Vielmehr sind der Körper und der entsprechende Stummel auf ein Viertel der gewünschten Wellenlänge abgestimmt. Dadurch kann nur ein bestimmtes Frequenzband durch das Gerät laufen. Da der Blitz nur in einem sehr kleinen Spektrum von einigen hundert kHz bis zu einigen MHz arbeitet, werden er und alle anderen Frequenzen gegen Masse kurzgeschlossen. Die PRC-Technologie kann je nach Anwendung für ein sehr schmales oder breites Band ausgewählt werden. Die einzige Einschränkung für den Stoßstrom ist der zugehörige Steckertyp. Normalerweise kann ein 7/16-Din-Anschluss 100 kA 8/20us verarbeiten, während ein N-Anschluss bis zu 50 kA 8/20us verarbeiten kann.

STANDARDS

UL497E - Schutzvorrichtungen für Antenneneinführungsleiter

Parameter zur Auswahl eines koaxialen Überspannungsschutzes

Folgende Informationen sind erforderlich, um einen Überspannungsschutz für Ihre Anwendung auszuwählen:

• Frequenzbereich
• Leitungsspannung
• Anschlusstyp
• Geschlechtstyp
• Montage
• Technologie

INSTALLATION

Die ordnungsgemäße Installation eines koaxialen Überspannungsschutzes hängt weitgehend von dessen Anschluss an ein Erdungssystem mit niedriger Impedanz ab. Folgende Regeln sind unbedingt zu beachten:

• Potentialausgleichssystem: Alle Verbindungsleiter der Anlage müssen miteinander verbunden und wieder mit dem Erdungssystem verbunden werden.
• Niederohmige Verbindung: Der koaxiale Überspannungsschutz muss eine niederohmige Verbindung zum Erdungssystem haben.
  

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Gasentladungsübersicht

Schutz für Komponenten auf Leiterplattenebene

Heutige mikroprozessorbasierte elektronische Geräte sind zunehmend anfälliger für blitzbedingte Spannungsstöße und elektrische Schalttransienten, da sie aufgrund ihrer hohen Chipdichte, binären Logikfunktionen und der Verbindung über verschiedene Netzwerke hinweg empfindlicher und komplexer zu schützen sind. Diese Geräte sind für die Kommunikation und Informationsverarbeitung eines Unternehmens von entscheidender Bedeutung und können sich in der Regel auf das Endergebnis auswirken. Daher ist es ratsam, sie gegen diese potenziell kostspieligen und störenden Ereignisse abzusichern. Ein Gasentladungsrohr oder GDT kann als eigenständige Komponente verwendet oder mit anderen Komponenten kombiniert werden, um eine mehrstufige Schutzschaltung zu bilden - das Gasrohr fungiert als Hochenergiehandhabungskomponente. GDTs werden aufgrund ihrer sehr geringen Kapazität normalerweise zum Schutz von Kommunikations- und Datenleitungs-Gleichspannungsanwendungen eingesetzt. Sie bieten jedoch sehr attraktive Vorteile für die Wechselstromleitung, einschließlich keinen Leckstrom, hohe Energiehandhabung und bessere Eigenschaften am Lebensende.

GASENTLADUNGSROHRTECHNIK

Die Gasentladungsröhre kann als eine Art sehr schneller Schalter mit Leitfähigkeitseigenschaften angesehen werden, die sich sehr schnell ändern, wenn ein Durchschlag auftritt, von Leerlauf zu Quasi-Kurzschluss (Lichtbogenspannung etwa 20 V). Dementsprechend gibt es vier Betriebsbereiche im Verhalten einer Gasentladungsröhre:

Der GDT kann als ein sehr schnell wirkender Schalter angesehen werden, der Eigenschaften leiten muss, die sich sehr schnell ändern, wenn ein Durchschlag auftritt und sich von einem offenen in einen quasi Kurzschluss umwandelt. Das Ergebnis ist eine Lichtbogenspannung von etwa 20 V DC. Es gibt vier Betriebsstufen, bevor die Röhre vollständig schaltet.

• Nichtbetriebsbereich: Charakterisiert durch praktisch unendlichen Isolationswiderstand.
• Glühdomäne: Beim Zusammenbruch steigt die Leitfähigkeit plötzlich an. Wenn der von der Gasentladungsröhre abgeführte Strom weniger als etwa 0.5 A beträgt (ein ungefährer Wert, der von Komponente zu Komponente unterschiedlich ist), liegt die niedrige Spannung an den Klemmen im Bereich von 80 bis 100 V.
• Lichtbogenregime: Mit zunehmendem Strom verschiebt sich die Gasentladungsröhre von der Niederspannung zur Lichtbogenspannung (20 V). In diesem Bereich ist die Gasentladungsröhre am effektivsten, da die Stromentladung mehrere tausend Ampere erreichen kann, ohne dass die Lichtbogenspannung an den Anschlüssen ansteigt.
• Extinktion: Bei einer Vorspannung, die ungefähr der Niederspannung entspricht, deckt die Gasentladungsröhre ihre anfänglichen Isoliereigenschaften ab.

3-Elektroden-Konfiguration

Der Schutz einer Zweidrahtleitung (z. B. eines Telefonpaars) mit zwei Gasentladungsröhren mit zwei Elektroden kann das folgende Problem verursachen:
Wenn die geschützte Leitung im Gleichtakt, der Streuung der Funkenüberspannungen (+/- 20%), einer Überspannung ausgesetzt wird, funkelt eine der Gasentladungsröhren über eine sehr kurze Zeit vor der anderen (typischerweise einige Mikrosekunden) Kabel, bei denen der Funke überläuft, sind daher geerdet (unter Vernachlässigung der Lichtbogenspannungen), wodurch die Gleichtaktüberspannung in eine Differenzmodusüberspannung umgewandelt wird. Dies ist sehr gefährlich für die geschützten Geräte. Das Risiko verschwindet, wenn die zweite Gasentladungsröhre überbiegt (einige Mikrosekunden später).
Die 3-Elektroden-Geometrie beseitigt diesen Nachteil. Der Funkenüberschlag eines Pols führt fast sofort (einige Nanosekunden) zu einem allgemeinen Ausfall des Geräts, da nur ein gasgefülltes Gehäuse alle betroffenen Elektroden enthält.

Ende des Lebens

Die Gasentladungsröhren sind so ausgelegt, dass sie vielen Impulsen standhalten, ohne die Anfangseigenschaften zu zerstören oder zu verlieren (typische Impulstests sind Impulse mit 10 x 5 kA für jede Polarität).

Auf der anderen Seite simuliert ein anhaltend sehr hoher Strom, dh 10 A Effektivwert für 15 Sekunden, das Abfallen der Wechselstromleitung auf eine Telekommunikationsleitung und nimmt den GDT sofort außer Betrieb.

Wenn ein ausfallsicheres Lebensende gewünscht wird, dh der Kurzschluss, der dem Endbenutzer einen Fehler meldet, wenn der Leitungsfehler erkannt wird, sollte die Gasentladungsröhre mit der ausfallsicheren Funktion (externer Kurzschluss) ausgewählt werden .

Auswahl eines Gasentladungsrohrs

• Folgende Informationen sind erforderlich, um einen Überspannungsschutz für Ihre Anwendung auszuwählen:
  DC-Funkenüberspannung (Volt)
• Impulsfunken über Spannung (Volt)
• Entladestromkapazität (kA)
• Isolationswiderstand (Gohms)
• Kapazität (pF)
• Montage (Oberflächenmontage, Standardkabel, kundenspezifische Kabel, Halter)
• Verpackung (Tape & Reel, Munitionspackung)

Der verfügbare Bereich der DC-Funkenüberspannung:

• Mindestens 75V
• Durchschnitt 230V
• Hochspannung 500V
• Sehr hohe Spannung 1000 bis 3000V

* Die Toleranz für die Durchbruchspannung beträgt in der Regel +/- 20%

Ableitstoßstrom

Dies hängt von den Eigenschaften des Gases, dem Volumen und dem Material der Elektrode sowie ihrer Behandlung ab. Dies ist das Hauptmerkmal des GDT und dasjenige, das es von dem anderen Schutzgerät unterscheidet, dh Varistoren, Zenerdioden usw. Der typische Wert beträgt 5 bis 20 kA mit einem 8 / 20us-Impuls für Standardkomponenten. Dies ist der Wert, dem die Gasentladungsröhre wiederholt standhalten kann (mindestens 10 Impulse), ohne dass ihre grundlegenden Spezifikationen zerstört oder geändert werden.

Impuls-Sparkover-Spannung

Die Funkenüberspannung bei Vorhandensein einer steilen Front (dV / dt = 1 kV / us); Der Impulsfunken über der Spannung steigt mit zunehmendem dV / dt.

Isolationswiderstand und Kapazität

Diese Eigenschaften machen die Gasentladungsröhre unter normalen Betriebsbedingungen praktisch unsichtbar. Der Isolationswiderstand ist sehr hoch (> 10 Gohm), während die Kapazität sehr niedrig ist (<1 pF).

STANDARDS

Teststandards und Installationsempfehlungen für Überspannungsschutzgeräte für Kommunikationsleitungen müssen den folgenden Standards entsprechen:

• UL497B: Schutzvorrichtungen für Datenkommunikation und Brandmeldekreise

INSTALLATION

Um effektiv zu sein, muss der Überspannungsschutz gemäß den folgenden Grundsätzen installiert werden.

• Der Erdungspunkt des Überspannungsschutzes und des geschützten Geräts muss verbunden sein.
• Der Schutz wird am Serviceeingang der Anlage installiert, um den Impulsstrom so schnell wie möglich umzuleiten.
• Der Überspannungsschutz muss in unmittelbarer Nähe (90 Meter) zu geschützten Geräten installiert werden. Wenn diese Regel nicht eingehalten werden kann, müssen sekundäre Überspannungsschutzgeräte in der Nähe des Geräts installiert werden
• Der Erdungsleiter (zwischen dem Erdungsausgang des Schutzes und dem Installationsverbindungskreis) muss so kurz wie möglich sein (weniger als 1.5 m) und eine Querschnittsfläche von mindestens 0.50 mm im Quadrat haben.
• Der Erdungswiderstand muss den örtlichen elektrischen Vorschriften entsprechen. Es ist keine spezielle Erdung erforderlich.
• Geschützte und ungeschützte Kabel müssen gut voneinander entfernt sein, um die Kopplung zu begrenzen.

WARTUNG

LSP-Gasentladungsröhren müssen unter normalen Bedingungen nicht gewartet oder ausgetauscht werden. Sie sind so ausgelegt, dass sie wiederholten, starken Stoßströmen ohne Beschädigung standhalten.
Es ist jedoch ratsam, das Worst-Case-Szenario zu planen, und aus diesem Grund; LSP wurde für den Austausch von Schutzkomponenten entwickelt, sofern dies praktikabel ist. Der Status Ihres Überspannungsschutzes für Datenleitungen kann mit dem LSP-Modell SPT1003 getestet werden. Dieses Gerät dient zum Testen der DC-Funkenüberspannung, der Klemmspannungen und der Leitungskontinuität (optional) des Überspannungsschutzes. Der SPT1003 ist eine kompakte Drucktasteneinheit mit digitaler Anzeige. Der Spannungsbereich des Testers beträgt 0 bis 999 Volt. Es kann einzelne Komponenten wie GDTs, Dioden, MOVs oder eigenständige Geräte testen, die für AC- oder DC-Anwendungen ausgelegt sind.

BESONDERE BEDINGUNGEN: BLITZSCHUTZSYSTEME

Wenn die zu schützende Struktur mit einem LPS (Lightning Protection System) ausgestattet ist, müssen die Überspannungsschutzgeräte für Telekommunikations-, Daten- oder Wechselstromleitungen, die am Gebäudeeingang installiert sind, auf eine direkte Blitzimpuls-Wellenform 10 / 350us getestet werden mit einem minimalen Stoßstrom von 2.5 kA (D1-Kategorietest IEC-61643-21).