Επισκόπηση συσκευής προστασίας από υπερτάσεις (AC και DC POWER, DATALINE, COAXIAL, GAS TUBES)

Surge Protection Device (ή υπέρταση ή εκτροπέας υπερτάσεων) είναι μια συσκευή ή συσκευή που έχει σχεδιαστεί για την προστασία ηλεκτρικών συσκευών από αιχμές τάσης. Ένα προστατευτικό κύματος προσπαθεί να περιορίσει την τάση που παρέχεται σε μια ηλεκτρική συσκευή είτε μπλοκάροντας είτε βραχυκυκλώνοντας στη γείωση τυχόν ανεπιθύμητες τάσεις πάνω από ένα ασφαλές κατώφλι. Αυτό το άρθρο ασχολείται κυρίως με τις προδιαγραφές και τα εξαρτήματα που σχετίζονται με τον τύπο του προστατευτικού που εκτρέπει (σορτς) μια ακίδα τάσης στο έδαφος. Ωστόσο, υπάρχει κάποια κάλυψη άλλων μεθόδων.

Μία μπάρα τροφοδοσίας με ενσωματωμένο προστατευτικό κύματος και πολλαπλές εξόδους
Οι όροι συσκευή προστασίας από υπέρταση (SPD) και παροδικός παροχέας τάσης (TVSS) χρησιμοποιούνται για την περιγραφή ηλεκτρικών συσκευών που είναι συνήθως εγκατεστημένες σε πίνακες διανομής ισχύος, συστήματα ελέγχου διεργασιών, συστήματα επικοινωνιών και άλλα βιομηχανικά συστήματα βαρέως τύπου, με σκοπό την προστασία από ηλεκτρικές υπερτάσεις και αιχμές, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προκαλούνται από κεραυνούς. Εκτεταμένες εκδόσεις αυτών των συσκευών εγκαθίστανται μερικές φορές σε ηλεκτρικά πάνελ εισόδου οικιακής υπηρεσίας, για την προστασία του εξοπλισμού ενός νοικοκυριού από παρόμοιους κινδύνους.

Επισκόπηση συσκευής AC Surge Protection

Επισκόπηση των παροδικών υπερτάσεων

Οι χρήστες ηλεκτρονικού εξοπλισμού και τηλεφωνικών συστημάτων και συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων πρέπει να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα να διατηρήσουν τον εξοπλισμό σε λειτουργία παρά τις παροδικές υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνό. Υπάρχουν αρκετοί λόγοι για αυτό το γεγονός (1) το υψηλό επίπεδο ολοκλήρωσης ηλεκτρονικών εξαρτημάτων καθιστά τον εξοπλισμό πιο ευάλωτο, (2) η διακοπή της υπηρεσίας είναι απαράδεκτη (3) τα δίκτυα μεταφοράς δεδομένων καλύπτουν μεγάλες περιοχές και εκτίθενται σε περισσότερες διαταραχές.

Οι παροδικές υπερτάσεις έχουν τρεις κύριες αιτίες:

• αστραπή
• Βιομηχανικά και μετατοπιστικά κύματα
• Ηλεκτροστατική εκκένωση (ESD)

αστραπή

Ο Lightning, που ερευνήθηκε από την πρώτη έρευνα του Benjamin Franklin το 1749, έχει παραδόξως γίνει μια αυξανόμενη απειλή για την εξαιρετικά ηλεκτρονική μας κοινωνία.

Σχηματισμός κεραυνού

Ένα αστραπιαίο φλας δημιουργείται μεταξύ δύο ζωνών αντίθετου φορτίου, συνήθως μεταξύ δύο σύννεφων καταιγίδας ή μεταξύ ενός σύννεφου και του εδάφους.

Το φλας μπορεί να ταξιδέψει αρκετά μίλια, προχωρώντας στο έδαφος με διαδοχικά άλματα: ο ηγέτης δημιουργεί ένα κανάλι με υψηλή ιονισμό. Όταν φτάσει στο έδαφος, λαμβάνει χώρα η πραγματική κίνηση φλας ή επιστροφής. Ένα ρεύμα στις δεκάδες χιλιάδες Αμπέρ θα ταξιδέψει από το έδαφος στο σύννεφο ή αντίστροφα μέσω του ιονισμένου καναλιού.

Απευθείας αστραπή

Τη στιγμή της εκφόρτισης, υπάρχει ροή ρεύματος ώθησης που κυμαίνεται από 1,000 έως 200,000 Αμπέρ, με χρόνο ανόδου περίπου μερικά μικροδευτερόλεπτα. Αυτό το άμεσο αποτέλεσμα είναι ένας μικρός παράγοντας ζημιάς στα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα επειδή είναι ιδιαίτερα εντοπισμένος.
Η καλύτερη προστασία εξακολουθεί να είναι η κλασική ράβδος αστραπής ή το σύστημα προστασίας από κεραυνούς (LPS), σχεδιασμένο να συλλάβει το ρεύμα εκφόρτισης και να το οδηγεί σε ένα συγκεκριμένο σημείο.

Έμμεσες επιπτώσεις

Υπάρχουν τρεις τύποι έμμεσων εφέ αστραπής:

Επιπτώσεις στην εναέρια γραμμή

Τέτοιες γραμμές είναι πολύ εκτεθειμένες και μπορεί να χτυπηθούν απευθείας από κεραυνό, ο οποίος πρώτα θα καταστρέψει εν μέρει ή πλήρως τα καλώδια και, στη συνέχεια, θα προκαλέσει υψηλές τάσεις κύματος που ταξιδεύουν φυσικά κατά μήκος των αγωγών σε εξοπλισμό συνδεδεμένο με γραμμή. Η έκταση της ζημιάς εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ του χτυπήματος και του εξοπλισμού.

Η αύξηση του δυναμικού εδάφους

Η ροή αστραπής στο έδαφος προκαλεί αυξήσεις δυναμικού γης που ποικίλλουν ανάλογα με την τρέχουσα ένταση και την τοπική αντίσταση γης. Σε μια εγκατάσταση που μπορεί να συνδεθεί σε πολλούς λόγους (π.χ. σύνδεση μεταξύ κτιρίων), μια απεργία θα προκαλέσει μια πολύ μεγάλη διαφορά δυναμικού και ο εξοπλισμός που συνδέεται με τα επηρεαζόμενα δίκτυα θα καταστραφεί ή θα διαταραχθεί σοβαρά.

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

Το φλας μπορεί να θεωρηθεί ως κεραία ύψους αρκετών μιλίων με ρεύμα ώθησης αρκετών δέκατων κιλοαμπέρ, που εκπέμπει έντονα ηλεκτρομαγνητικά πεδία (αρκετά kV / m σε περισσότερα από 1km). Αυτά τα πεδία προκαλούν ισχυρές τάσεις και ρεύματα σε γραμμές κοντά ή πάνω σε εξοπλισμό. Οι τιμές εξαρτώνται από την απόσταση από το φλας και τις ιδιότητες του συνδέσμου.

Βιομηχανικές υπερτάσεις
Ένα βιομηχανικό κύμα καλύπτει ένα φαινόμενο που προκαλείται από την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση πηγών ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι βιομηχανικές υπερτάσεις προκαλούνται από:

• Εκκίνηση κινητήρων ή μετασχηματιστών
• Ορεκτικά φωτός νέον και νατρίου
• Εναλλαγή δικτύων ισχύος
• Εναλλαγή "αναπήδησης" σε επαγωγικό κύκλωμα
• Λειτουργία ασφαλειών και διακοπτών
• Πτώση ηλεκτρικών γραμμών
• Κακές ή διαλείπουσες επαφές

Αυτά τα φαινόμενα δημιουργούν μεταβατικά στάδια αρκετών kV με αυξανόμενους χρόνους της τάξης του μικροδευτερολέπτου, ενοχλητικό εξοπλισμό σε δίκτυα με τα οποία συνδέεται η πηγή διαταραχής.

Ηλεκτροστατικές υπερτάσεις

Ηλεκτρικά, ένας άνθρωπος έχει χωρητικότητα που κυμαίνεται από 100 έως 300 picofarads και μπορεί να πάρει μια φόρτιση έως και 15kV περπατώντας στο χαλί, στη συνέχεια αγγίξτε κάποιο αγώγιμο αντικείμενο και αποφορτιστεί σε λίγα μικροδευτερόλεπτα, με ρεύμα περίπου δέκα Αμπέρ . Όλα τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (CMOS, κ.λπ.) είναι αρκετά ευάλωτα σε τέτοιου είδους διαταραχές, η οποία γενικά εξαλείφεται με θωράκιση και γείωση.

Επιδράσεις των υπερτάσεων

Οι υπερβολικές τάσεις έχουν πολλούς τύπους επιδράσεων στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό κατά φθίνουσα σημασία:

Καταστροφή:

• Κατανομή τάσης των συνδέσμων ημιαγωγών
• Καταστροφή της συγκόλλησης των συστατικών
• Καταστροφή κομματιών PCB ή επαφών
• Καταστροφή δοκιμών / θυρίστορ κατά dV / dt.

Παρεμβολή στις λειτουργίες:

• Τυχαία λειτουργία μανδάλων, θυρίστορ και τριακ
• Διαγραφή μνήμης
• Σφάλματα προγράμματος ή σφάλματα
• Σφάλματα δεδομένων και μετάδοσης

Πρόωρη γήρανση:

Τα συστατικά που εκτίθενται σε υπέρταση έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής.

Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις

Το Surge Protection Device (SPD) είναι μια αναγνωρισμένη και αποτελεσματική λύση για την επίλυση του προβλήματος υπέρτασης. Για μέγιστο αποτέλεσμα, ωστόσο, πρέπει να επιλεγεί ανάλογα με τον κίνδυνο της εφαρμογής και να εγκατασταθεί σύμφωνα με τους τεχνικούς κανόνες.

Επισκόπηση συσκευής DC Power Surge Protection

Ιστορικό και Προστασία

Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα φωτοβολταϊκών διαδραστικών ή πλεγμάτων είναι πολύ απαιτητικά και δαπανηρά έργα. Συχνά απαιτούν το ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα να λειτουργεί για αρκετές δεκαετίες προτού αποφέρει την επιθυμητή απόδοση της επένδυσης.
Πολλοί κατασκευαστές εγγυώνται διάρκεια ζωής μεγαλύτερη των 20 ετών, ενώ ο μετατροπέας είναι γενικά εγγυημένος μόνο για 5-10 χρόνια. Όλα τα κόστη και η απόδοση των επενδύσεων υπολογίζονται με βάση αυτές τις χρονικές περιόδους. Ωστόσο, πολλά φωτοβολταϊκά συστήματα δεν φτάνουν σε ωρίμανση λόγω της εκτεθειμένης φύσης αυτών των εφαρμογών και της διασύνδεσής τους πίσω στο δίκτυο AC. Οι ηλιακές φωτοβολταϊκές συστοιχίες, με το μεταλλικό πλαίσιο και τοποθετημένες στο ύπαιθρο ή στις στέγες, λειτουργούν ως μια πολύ καλή ράβδος αστραπής. Για αυτόν τον λόγο, είναι συνετό να επενδύσετε σε μια συσκευή προστασίας Surge ή SPD για να εξαλείψετε αυτές τις πιθανές απειλές και, κατά συνέπεια, να μεγιστοποιήσετε το προσδόκιμο ζωής των συστημάτων. Το κόστος για ένα ολοκληρωμένο σύστημα προστασίας από υπερτάσεις είναι μικρότερο από 1% των συνολικών δαπανών του συστήματος. Φροντίστε να χρησιμοποιήσετε εξαρτήματα που είναι UL1449 4η Έκδοση και είναι Συστατικά Συστατικών Τύπου 1 (1CA) για να διασφαλίσετε ότι το σύστημά σας διαθέτει την καλύτερη προστασία από υπερτάσεις που διατίθεται στην αγορά.

Για να αναλύσουμε το πλήρες επίπεδο απειλής της εγκατάστασης, πρέπει να κάνουμε εκτίμηση κινδύνου.

• Λειτουργικός Κίνδυνος Διακοπής - Οι περιοχές με έντονο κεραυνό και ασταθή ισχύ χρησιμότητας είναι πιο ευάλωτες.
• Κίνδυνος διασύνδεσης ισχύος - Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια της ηλιακής φωτοβολταϊκής συστοιχίας, τόσο περισσότερη έκθεση σε άμεσες και / ή επαγόμενες αστραπές.
• Κίνδυνος επιφάνειας εφαρμογής - Το δίκτυο βοηθητικού δικτύου AC είναι μια πιθανή πηγή εναλλαγής μεταβατικών και / ή επαγόμενων κεραυνών.
• Γεωγραφικός κίνδυνος - Οι συνέπειες της διακοπής λειτουργίας του συστήματος δεν περιορίζονται μόνο στην αντικατάσταση εξοπλισμού. Πρόσθετες απώλειες μπορεί να προκύψουν από απώλειες παραγγελιών, αδρανείς εργαζόμενους, υπερωρίες, δυσαρέσκεια πελάτη / διαχειριστή, ταχεία χρέωση φορτίου και ταχεία αποστολή.

Προτείνετε πρακτικές

1) Σύστημα γείωσης

Τα Surge Protectors μετακινούν μεταβατικά στο σύστημα γείωσης. Μια διαδρομή γείωσης με χαμηλή αντίσταση, στο ίδιο δυναμικό, είναι κρίσιμη για τη σωστή λειτουργία των προστατευτικών υπερτάσεων. Όλα τα συστήματα ισχύος, οι γραμμές επικοινωνίας, τα γειωμένα και τα μη γειωμένα μεταλλικά αντικείμενα πρέπει να είναι ισοδύναμα συνδεδεμένα ώστε το σύστημα προστασίας να λειτουργεί αποτελεσματικά.

2) Υπόγεια σύνδεση από εξωτερικό φωτοβολταϊκό σύστημα με ηλεκτρικό εξοπλισμό ελέγχου

Εάν είναι δυνατόν, η σύνδεση μεταξύ της εξωτερικής ηλιακής φωτοβολταϊκής συστοιχίας και του εσωτερικού εξοπλισμού ελέγχου ισχύος πρέπει να είναι υπόγεια ή ηλεκτρικά προστατευμένη για να περιορίζει τον κίνδυνο άμεσων κεραυνών ή / και ζεύξης.

3) Σύστημα συντονισμένης προστασίας

Όλα τα διαθέσιμα δίκτυα ισχύος και επικοινωνίας θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με προστασία από υπερτάσεις για την εξάλειψη των ευπαθειών του φωτοβολταϊκού συστήματος. Αυτό θα περιλαμβάνει την κύρια τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος, την έξοδο εναλλασσόμενου ρεύματος, την είσοδο μετατροπέα DC, τον συνδυασμό φωτοβολταϊκών συμβολοσειρών και άλλες σχετικές γραμμές δεδομένων / σήματος όπως Gigabit Ethernet, RS-485, 4-20mA current loop, PT-100, RTD και τηλεφωνικά μόντεμ.

Επισκόπηση συσκευής προστασίας από υπέρταση γραμμής δεδομένων

Επισκόπηση γραμμής δεδομένων

Οι συσκευές τηλεπικοινωνιών και μετάδοσης δεδομένων (PBX, μόντεμ, τερματικά δεδομένων, αισθητήρες κ.λπ.) είναι όλο και πιο ευάλωτες σε υπερτάσεις τάσης. Έχουν γίνει πιο ευαίσθητα, περίπλοκα και έχουν αυξημένη ευπάθεια σε επαγόμενες υπερτάσεις λόγω της πιθανής σύνδεσής τους σε πολλά διαφορετικά δίκτυα. Αυτές οι συσκευές είναι κρίσιμες για μια επικοινωνία και επεξεργασία πληροφοριών μιας εταιρείας. Ως εκ τούτου, είναι συνετό να τους ασφαλίσουμε έναντι αυτών των δυνητικά δαπανηρών και ενοχλητικών γεγονότων. Ένα προστατευτικό κύματος γραμμής δεδομένων εγκατεστημένο εν σειρά, ακριβώς μπροστά από ένα ευαίσθητο εξοπλισμό θα αυξήσει τη διάρκεια ζωής τους και θα διατηρήσει τη συνέχεια της ροής των πληροφοριών σας.

Τεχνολογία Surge Protectors

Όλα τα προστατευτικά υπέρτασης του τηλεφώνου και της γραμμής δεδομένων LSP βασίζονται σε ένα αξιόπιστο υβριδικό κύκλωμα πολλαπλών σταδίων που συνδυάζει βαρέως τύπου σωλήνες εκκένωσης αερίου (GDTs) και γρήγορες αποκρίσεις σιλικόνης χιονοστιβάδες (SADs). Αυτός ο τύπος κυκλώματος παρέχει,

• Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης 5kA (15 φορές χωρίς καταστροφή ανά IEC 61643)
• Λιγότερο από 1 νανοδευτερόλεπτο χρόνοι απόκρισης
• Σύστημα αποσύνδεσης ασφαλούς λειτουργίας
• Ο σχεδιασμός χαμηλής χωρητικότητας ελαχιστοποιεί την απώλεια σήματος

Παράμετροι για την επιλογή ενός Surge Protector

Για να επιλέξετε το σωστό προστατευτικό κύματος για την εγκατάστασή σας, λάβετε υπόψη τα ακόλουθα:

• Ονομαστική και μέγιστη τάση γραμμής
• Μέγιστο ρεύμα γραμμής
• Αριθμός γραμμών
• Ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων
• Τύπος σύνδεσης (ακροδέκτης βίδας, RJ, ATT110, QC66)
• Στερέωση (Din Rail, Surface Mount)

Εγκατάσταση

Για να είναι αποτελεσματικό, το προστατευτικό κύματος πρέπει να εγκατασταθεί σύμφωνα με τις ακόλουθες αρχές.

Το σημείο γείωσης του προστατευτικού κύματος και του προστατευμένου εξοπλισμού πρέπει να είναι συνδεδεμένο.
Η προστασία εγκαθίσταται στην είσοδο σέρβις της εγκατάστασης για την εκτροπή του ρεύματος παλμού το συντομότερο δυνατό.
Το προστατευτικό κύματος πρέπει να εγκατασταθεί σε κοντινή απόσταση, λιγότερο από 90 πόδια ή 30 μέτρα) σε προστατευμένο εξοπλισμό. Εάν δεν μπορεί να τηρηθεί αυτός ο κανόνας, πρέπει να εγκατασταθούν δευτερεύοντα προστατευτικά υπερτάσεων κοντά στον εξοπλισμό.
Ο αγωγός γείωσης (μεταξύ της εξόδου γείωσης του προστατευτικού και του κυκλώματος σύνδεσης εγκατάστασης) πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερος (λιγότερο από 1.5 πόδια ή 0.50 μέτρα) και να έχει εμβαδόν διατομής τουλάχιστον 2.5 mm τετράγωνο.
Η αντίσταση γείωσης πρέπει να τηρεί τον τοπικό ηλεκτρικό κωδικό. Δεν απαιτείται ειδική γείωση.
Προστατευμένα και μη προστατευμένα καλώδια πρέπει να διατηρούνται σε απόσταση μεταξύ τους για τον περιορισμό της ζεύξης.

ΠΡΌΤΥΠΑ

Τα πρότυπα δοκιμών και οι συστάσεις εγκατάστασης για τα προστατευτικά κύματος γραμμής επικοινωνίας πρέπει να συμμορφώνονται με τα ακόλουθα πρότυπα:

UL497B: Προστατευτικά για επικοινωνίες δεδομένων και κυκλώματα συναγερμού πυρκαγιάς
IEC 61643-21: Δοκιμές προστατευτικών υπερτάσεων για γραμμές επικοινωνίας
IEC 61643-22; Επιλογή / Εγκατάσταση Surge Protectors για Γραμμές Επικοινωνίας
NF EN 61643-21: Δοκιμές προστατευτικών υπερτάσεων για γραμμές επικοινωνίας
Οδηγός UTE C15-443: Επιλογή / Εγκατάσταση Surge Protectors

Ειδικοί όροι: Συστήματα προστασίας από κεραυνούς

Εάν η προστατευόμενη δομή είναι εξοπλισμένη με LPS (Lightning Protection System), τα προστατευτικά υπερτάσεων για τηλεπικοινωνίες ή γραμμές δεδομένων που είναι εγκατεστημένα στην είσοδο της υπηρεσίας κτιρίων πρέπει να δοκιμαστούν σε μορφή κύματος άμεσης αστραπής 10 / 350us με ελάχιστο ρεύμα κύματος 2.5kA (δοκιμή κατηγορίας D1 IEC-61643-21).

Επισκόπηση συσκευής Coaxial Surge Protection

Προστασία για εξοπλισμό ραδιοεπικοινωνίας

Ο εξοπλισμός ραδιοεπικοινωνίας που χρησιμοποιείται σε σταθερές, νομαδικές ή κινητές εφαρμογές είναι ιδιαίτερα ευάλωτος σε κεραυνούς λόγω της εφαρμογής τους σε εκτεθειμένες περιοχές. Η πιο κοινή διαταραχή στη συνέχεια της υπηρεσίας προκύπτει από παροδικές υπερτάσεις που προέρχονται από άμεσες αστραπές στον πόλο της κεραίας, γύρω από το σύστημα γείωσης ή προκαλούνται σε συνδέσεις μεταξύ αυτών των δύο περιοχών.
Ο ραδιοεξοπλισμός που χρησιμοποιείται σε σταθμούς βάσης CDMA, GSM / UMTS, WiMAX ή TETRA, πρέπει να λάβει υπόψη αυτόν τον κίνδυνο προκειμένου να εξασφαλίσει αδιάλειπτη εξυπηρέτηση. Το LSP προσφέρει τρεις συγκεκριμένες τεχνολογίες προστασίας από υπερτάσεις για γραμμές επικοινωνίας ραδιοσυχνότητας (RF) που είναι ξεχωριστά κατάλληλες για τις διαφορετικές λειτουργικές απαιτήσεις κάθε συστήματος.

Τεχνολογία RF Surge Protection
Προστασία μέσω αγωγού αερίου DC
Σειρά P8AX

Το Gas Discharge Tube (GDT) DC Pass Protection είναι το μόνο συστατικό προστασίας από υπερτάσεις που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μετάδοση πολύ υψηλής συχνότητας (έως 6 GHz) λόγω της πολύ χαμηλής χωρητικότητάς του. Σε ένα ομοαξονικό προστατευτικό κύματος με βάση το GDT, το GDT συνδέεται παράλληλα μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της εξωτερικής ασπίδας. Η συσκευή λειτουργεί όταν επιτευχθεί η τάση ανάφλεξης, σε κατάσταση υπέρτασης και η γραμμή βραχυκυκλώνεται (τάση τόξου) και απομακρύνεται από τον ευαίσθητο εξοπλισμό. Η τάση του σπινθήρα εξαρτάται από το μέτωπο ανύψωσης της υπέρτασης. Όσο υψηλότερη είναι η dV / dt της υπέρτασης, τόσο υψηλότερη είναι η τάση ανάφλεξης του προστατευτικού κύματος. Όταν η υπέρταση εξαφανιστεί, ο σωλήνας εκκένωσης αερίου επιστρέφει στην κανονική παθητική, πολύ μονωμένη κατάσταση και είναι έτοιμος να λειτουργήσει ξανά.
Το GDT διατηρείται σε μια ειδικά σχεδιασμένη βάση που μεγιστοποιεί την αγωγιμότητα κατά τη διάρκεια μεγάλων γεγονότων κύματος και εξακολουθεί να αφαιρείται πολύ εύκολα εάν απαιτείται συντήρηση λόγω σεναρίου στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Η σειρά P8AX μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ομοαξονικές γραμμές με τάσεις DC έως - / + 48V DC.

Υβριδική προστασία
DC Pass - σειρά CXF60
DC Blocked - CNP-DCB σειρά

Το Hybrid DC Pass Protection είναι μια ένωση εξαρτημάτων φιλτραρίσματος και ενός σωλήνα εκκένωσης αερίου βαρέως τύπου (GDT). Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει μια εξαιρετική χαμηλή υπολειμματική τάση διαρροής για διαταραχές χαμηλής συχνότητας λόγω ηλεκτρικών μεταβατικών παροχών και εξακολουθεί να παρέχει υψηλή ικανότητα ρεύματος εκφόρτισης κύματος.

Αποκλεισμένη προστασία Quarter Wave DC
Σειρά PRC

Το Quarter Wave DC Blocked Protection είναι ένα ενεργό φίλτρο διέλευσης ζώνης. Δεν έχει ενεργά συστατικά. Αντίθετα, το σώμα και το αντίστοιχο στέλεχος συντονίζονται στο ένα τέταρτο του επιθυμητού μήκους κύματος. Αυτό επιτρέπει μόνο μια συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων να διέρχεται από τη μονάδα. Εφόσον ο κεραυνός λειτουργεί μόνο σε πολύ μικρό φάσμα, από μερικές εκατοντάδες kHz έως μερικά MHz, αυτός και όλες οι άλλες συχνότητες βραχυκυκλώνονται στο έδαφος. Η τεχνολογία PRC μπορεί να επιλεγεί για πολύ στενή ζώνη ή ευρεία ζώνη ανάλογα με την εφαρμογή. Ο μόνος περιορισμός για το ρεύμα κύματος είναι ο σχετικός τύπος σύνδεσης. Συνήθως, ένας σύνδεσμος Din 7/16 μπορεί να χειριστεί 100kA 8 / 20us ενώ ένας σύνδεσμος τύπου Ν μπορεί να χειριστεί έως 50kA 8 / 20us.

ΠΡΌΤΥΠΑ

UL497E - Προστατευτικά για αγωγούς εισαγωγής κεραίας

Παράμετροι για την επιλογή ενός ομοαξονικού προστατευτικού κύματος

Οι πληροφορίες που απαιτούνται για τη σωστή επιλογή ενός προστατευτικού κύματος για την εφαρμογή σας είναι οι εξής:

• Εύρος συχνότητας
• Τάση γραμμής
• Τύπος σύνδεσης
• Τύπος φύλου
• Βάση
• Τεχνολογία

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

Η σωστή εγκατάσταση ενός ομοαξονικού προστατευτικού κύματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνδεσή του με ένα σύστημα γείωσης χαμηλής σύνθετης αντίστασης. Οι ακόλουθοι κανόνες πρέπει να τηρούνται αυστηρά:

• Ισοδύναμο σύστημα γείωσης: Όλοι οι αγωγοί σύνδεσης της εγκατάστασης πρέπει να διασυνδέονται μεταξύ τους και να συνδέονται ξανά με το σύστημα γείωσης.
• Σύνδεση χαμηλής αντίστασης: Το ομοαξονικό προστατευτικό κύματος πρέπει να έχει σύνδεση χαμηλής αντίστασης στο σύστημα γείωσης.
  

  ---

Επισκόπηση απαλλαγής αερίου

Προστασία για εξαρτήματα επιπέδου πλακέτας υπολογιστή

Ο σημερινός ηλεκτρονικός εξοπλισμός που βασίζεται σε μικροεπεξεργαστή είναι όλο και πιο ευάλωτος σε υπερτάσεις τάσης που προκαλούνται από αστραπές και μεταβατικές ηλεκτρικές μεταγωγές επειδή έχουν γίνει πιο ευαίσθητοι και πολύπλοκοι για προστασία λόγω της υψηλής πυκνότητας τσιπ, των δυαδικών λειτουργιών λογικής και της σύνδεσης σε διαφορετικά δίκτυα. Αυτές οι συσκευές είναι κρίσιμες για την επικοινωνία και την επεξεργασία πληροφοριών μιας εταιρείας και συνήθως μπορούν να έχουν αντίκτυπο στην κατώτατη γραμμή. ως εκ τούτου, είναι συνετό να τους διασφαλίσουμε έναντι αυτών των δυνητικά δαπανηρών και ενοχλητικών γεγονότων. Ένας σωλήνας εκκένωσης αερίου ή GDT μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αυτόνομο εξάρτημα ή σε συνδυασμό με άλλα εξαρτήματα για την κατασκευή κυκλώματος προστασίας πολλαπλών σταδίων - ο σωλήνας αερίου λειτουργεί ως συστατικό χειρισμού υψηλής ενέργειας. Τα GDT χρησιμοποιούνται συνήθως για την προστασία των εφαρμογών τάσης DC επικοινωνίας και γραμμής δεδομένων λόγω της πολύ χαμηλής χωρητικότητάς τους. Ωστόσο, παρέχουν πολύ ελκυστικά οφέλη στη γραμμή τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος, χωρίς ρεύμα διαρροής, υψηλή διαχείριση ενέργειας και χαρακτηριστικά καλύτερης διάρκειας ζωής.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΩΛΗΝΟΥ ΑΕΡΙΟΥ

Ο σωλήνας εκκένωσης αερίου μπορεί να θεωρηθεί ως ένα είδος πολύ γρήγορου διακόπτη που έχει ιδιότητες αγωγιμότητας που αλλάζουν πολύ γρήγορα, όταν συμβαίνει βλάβη, από ανοιχτό κύκλωμα σε σχεδόν βραχυκύκλωμα (τάση τόξου περίπου 20V). Κατά συνέπεια, υπάρχουν τέσσερις τομείς λειτουργίας στη συμπεριφορά ενός σωλήνα εκκένωσης αερίου:

Το GDT μπορεί να θεωρηθεί ως ένας πολύ γρήγορος διακόπτης που πρέπει να διεξάγει ιδιότητες που αλλάζουν πολύ γρήγορα όταν συμβαίνει μια βλάβη και μετατρέπεται από ένα ανοιχτό κύκλωμα σε ένα σχεδόν βραχυκύκλωμα. Το αποτέλεσμα είναι μια τάση τόξου περίπου 20V DC. Υπάρχουν τέσσερα στάδια λειτουργίας πριν ο σωλήνας αλλάξει πλήρως.

• Μη λειτουργικός τομέας: Χαρακτηρίζεται από πρακτικά άπειρη αντίσταση μόνωσης.
• Πεδίο λάμψης: Κατά την ανάλυση, η αγωγιμότητα αυξάνεται ξαφνικά. Εάν το ρεύμα αποστραγγιστεί από το σωλήνα εκκένωσης αερίου είναι μικρότερο από περίπου 0.5Α (μια τραχιά τιμή που διαφέρει από το εξάρτημα στο εξάρτημα), η χαμηλή τάση στους ακροδέκτες θα είναι στην περιοχή 80-100V.
• Σχέδιο τόξου: Καθώς αυξάνεται το ρεύμα, ο σωλήνας εκκένωσης αερίου αλλάζει από χαμηλή τάση στην τάση τόξου (20V). Σε αυτόν τον τομέα ο σωλήνας εκκένωσης αερίου είναι πιο αποτελεσματικός επειδή η τρέχουσα εκφόρτιση μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες αμπέρ χωρίς να αυξάνεται η τάση τόξου στους ακροδέκτες.
• Εξάλειψη: Σε τάση πόλωσης περίπου ίση με τη χαμηλή τάση, ο σωλήνας εκκένωσης αερίου καλύπτει τις αρχικές του μονωτικές ιδιότητες.

Διαμόρφωση 3-Ηλεκτροδίων

Η προστασία μιας γραμμής δύο καλωδίων (για παράδειγμα ενός τηλεφωνικού ζεύγους) με δύο σωλήνες εκκένωσης αερίου 2 ηλεκτροδίων μπορεί να προκαλέσει το ακόλουθο πρόβλημα:
Εάν η προστατευμένη γραμμή υπόκειται σε υπέρταση στην κοινή λειτουργία, η διασπορά των υπερτάσεων σπινθήρα (+/- 20%), ένας από τους σωλήνες εκκένωσης αερίου πυροδοτείται σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα πριν από τον άλλο (συνήθως μερικά μικροδευτερόλεπτα), το Το καλώδιο που έχει το σπινθήρα είναι γειωμένο (παραβλέποντας τις τάσεις τόξου), μετατρέποντας την υπέρταση κοινής λειτουργίας σε υπέρταση διαφορικής λειτουργίας. Αυτό είναι πολύ επικίνδυνο για τον προστατευμένο εξοπλισμό. Ο κίνδυνος εξαφανίζεται όταν τελειώσει ο δεύτερος σωλήνας εκκένωσης αερίου (λίγα μικροδευτερόλεπτα αργότερα).
Η γεωμετρία των 3 ηλεκτροδίων εξαλείφει αυτό το μειονέκτημα. Η σπινθήρα ενός πόλου προκαλεί μια γενική βλάβη της συσκευής σχεδόν αμέσως (μερικά νανοδευτερόλεπτα) επειδή υπάρχει μόνο ένα περίβλημα γεμάτο με αέριο που στεγάζει όλα τα επηρεαζόμενα ηλεκτρόδια.

Τέλος της ζωής

Οι σωλήνες εκκένωσης αερίου έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε πολλούς παλμούς χωρίς καταστροφή ή απώλεια των αρχικών χαρακτηριστικών (οι τυπικές δοκιμές ώθησης είναι 10 φορές x 5kA παλμοί για κάθε πολικότητα).

Από την άλλη πλευρά, ένα συνεχές πολύ υψηλό ρεύμα, δηλαδή 10Α rms για 15 δευτερόλεπτα, με προσομοίωση της πτώσης της γραμμής τροφοδοσίας AC σε μια γραμμή τηλεπικοινωνιών και θα πάρει το GDT αμέσως εκτός λειτουργίας.

Εάν είναι επιθυμητό ένα τέλος ζωής χωρίς ασφάλεια, δηλαδή το βραχυκύκλωμα που θα αναφέρει σφάλμα στον τελικό χρήστη όταν εντοπιστεί σφάλμα γραμμής, θα πρέπει να επιλεγεί ο σωλήνας εκκένωσης αερίου με τη λειτουργία ασφαλούς αστοχίας (εξωτερικό βραχυκύκλωμα) .

Επιλογή σωλήνα εκκένωσης αερίου

• Οι πληροφορίες που απαιτούνται για τη σωστή επιλογή ενός προστατευτικού κύματος για την εφαρμογή σας είναι οι εξής:
  DC σπινθήρα υπέρτασης (Volts)
• Παλμική υπέρταση (Volts)
• Ισχύς ρεύματος εκφόρτισης (kA)
• Αντοχή στη μόνωση (Gohms)
• Χωρητικότητα (pF)
• Συναρμολόγηση (επιφανειακή στήριξη, τυποποιημένα μολύβια, προσαρμοσμένα υπολείμματα, στήριγμα)
• Συσκευασία (Tape & Reel, Ammo pack)

Το εύρος διαθέσιμης τάσης σπινθήρα DC:

• Ελάχιστο 75V
• Μέσος όρος 230V
• Υψηλή τάση 500V
• Πολύ υψηλή τάση 1000 έως 3000V

* Η ανοχή στην τάση διακοπής είναι γενικά +/- 20%

Ρεύμα εκφόρτισης

Αυτό εξαρτάται από τις ιδιότητες του αερίου, τον όγκο και το υλικό του ηλεκτροδίου συν την επεξεργασία του. Αυτό είναι το κύριο χαρακτηριστικό του GDT και εκείνου που το διακρίνει από την άλλη συσκευή προστασίας, π.χ. Varistors, Zener Diodes, κλπ.… Η τυπική τιμή είναι 5 έως 20kA με ώθηση 8 / 20us για τυπικά εξαρτήματα. Αυτή είναι η τιμή που μπορεί να αντέξει επανειλημμένα ο σωλήνας εκκένωσης αερίου (τουλάχιστον 10 παλμοί) χωρίς την καταστροφή ή αλλαγή των βασικών προδιαγραφών του.

Τάση σπινθήρων ώθησης

Η τάση υπέρβασης σπινθήρα παρουσία ενός απότομου μπροστινού μέρους (dV / dt = 1kV / us). η τάση του σπινθήρα υπέρτασης αυξάνεται με την αύξηση των dV / dt.

Αντοχή στη μόνωση και χωρητικότητα

Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν το σωλήνα εκκένωσης αερίου πρακτικά αόρατο σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Η αντίσταση μόνωσης είναι πολύ υψηλή (> 10 Gohm) ενώ η χωρητικότητα είναι πολύ χαμηλή (<1 pF).

ΠΡΌΤΥΠΑ

Τα πρότυπα δοκιμής και οι συστάσεις εγκατάστασης για τα προστατευτικά κύματος γραμμής επικοινωνίας πρέπει να συμμορφώνονται με τα ακόλουθα πρότυπα:

• UL497B: Προστατευτικά για επικοινωνίες δεδομένων και κυκλώματα συναγερμού πυρκαγιάς

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

Για να είναι αποτελεσματικό, το προστατευτικό κύματος πρέπει να εγκατασταθεί σύμφωνα με τις ακόλουθες αρχές.

• Το σημείο γείωσης του προστατευτικού κύματος και του προστατευμένου εξοπλισμού πρέπει να είναι συνδεδεμένο.
• Η προστασία εγκαθίσταται στην είσοδο σέρβις της εγκατάστασης για την εκτροπή του ρεύματος παλμού το συντομότερο δυνατό.
• Το προστατευτικό κύματος πρέπει να εγκατασταθεί σε κοντινή απόσταση, λιγότερο από 90 πόδια ή 30 μέτρα) σε προστατευμένο εξοπλισμό. Εάν δεν μπορεί να τηρηθεί αυτός ο κανόνας, πρέπει να εγκατασταθούν δευτερεύοντα προστατευτικά υπερτάσεων κοντά στον εξοπλισμό
• Ο αγωγός γείωσης (μεταξύ της εξόδου γείωσης του προστατευτικού και του κυκλώματος σύνδεσης εγκατάστασης) πρέπει να είναι όσο το δυνατόν βραχύτερος (λιγότερο από 1.5 πόδια ή 0.50 μέτρα) και να έχει εμβαδόν διατομής τουλάχιστον 2.5 mm τετράγωνο.
• Η αντίσταση γείωσης πρέπει να τηρεί τον τοπικό ηλεκτρικό κωδικό. Δεν απαιτείται ειδική γείωση.
• Προστατευμένα και μη προστατευμένα καλώδια πρέπει να διατηρούνται σε απόσταση μεταξύ τους για τον περιορισμό της ζεύξης.

ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ

Οι σωλήνες εκκένωσης αερίου LSP δεν απαιτούν συντήρηση ή αντικατάσταση υπό κανονικές συνθήκες. Είναι σχεδιασμένα για να αντέχουν επαναλαμβανόμενα, βαρέως τύπου ρεύματα κύματος χωρίς ζημιά.
Ωστόσο, είναι συνετό να σχεδιάζουμε το χειρότερο σενάριο και, για αυτόν τον λόγο. Το LSP έχει σχεδιαστεί για την αντικατάσταση εξαρτημάτων προστασίας όπου είναι πρακτικό. Η κατάσταση του προστατευτικού κύματος γραμμής δεδομένων σας μπορεί να ελεγχθεί με το μοντέλο SPT1003 του LSP. Αυτή η μονάδα έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει για την τάση σπινθήρα DC, τις τάσεις σύσφιξης και τη συνέχεια της γραμμής (προαιρετικά) του προστατευτικού υπερτάσεων. Το SPT1003 είναι μια συμπαγής μονάδα μπουτόν με ψηφιακή οθόνη. Το εύρος τάσης του ελεγκτή είναι 0 έως 999 volt. Μπορεί να δοκιμάσει μεμονωμένα εξαρτήματα όπως GDT, διόδους, MOV ή αυτόνομες συσκευές σχεδιασμένες για εφαρμογές AC ή DC.

ΕΙΔΙΚΟΙ ΟΡΟΙ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

Εάν η δομή που προστατεύεται είναι εξοπλισμένη με LPS (Lightning Protection System), τα προστατευτικά υπέρτασης για τηλεπικοινωνίες, γραμμές δεδομένων ή γραμμές AC που είναι εγκατεστημένα στην είσοδο της υπηρεσίας κτιρίων πρέπει να δοκιμαστούν σε κυματομορφή άμεσης αστραπής 10 / 350us με ελάχιστο ρεύμα κύματος 2.5kA (δοκιμή κατηγορίας D1 IEC-61643-21).