بررسی اجمالی دستگاه محافظت در برابر فشار (AC و DC POWER ، DATALINE ، COAXIAL ، GAS TUBES)

دستگاه محافظت در برابر فشار (یا مهار کننده فشار یا موج گیر) دستگاه یا دستگاهی است که برای محافظت از دستگاه های الکتریکی در برابر افزایش ولتاژ طراحی شده است. یک محافظ ولتاژ تلاش می کند تا ولتاژ ارائه شده به دستگاه الکتریکی را با مسدود کردن یا اتصال کوتاه برای ولتاژهای ناخواسته بالای آستانه امن ، محدود کند. این مقاله در درجه اول مشخصات و اجزای مربوط به نوع محافظی را که یک جهش ولتاژ را به زمین هدایت می کند (شورت) مورد بحث قرار می دهد. با این حال ، برخی از روش های دیگر نیز وجود دارد.

یک نوار برق با محافظ ولتاژ داخلی و چندین خروجی
اصطلاحات دستگاه محافظت در برابر موج (SPD) و ولتاژ گذرا ولتاژ سرکوبگر (TVSS) برای توصیف دستگاه های الکتریکی نصب شده به طور معمول در پانل های توزیع برق ، سیستم های کنترل فرآیند ، سیستم های ارتباطی و سایر سیستم های صنعتی سنگین ، به منظور محافظت در برابر موج های الکتریکی و سنبله ها ، از جمله موارد ناشی از رعد و برق. نسخه های کوچک شده این دستگاه ها گاهی برای محافظت از تجهیزات در یک خانه در برابر خطرات مشابه ، در پانل های برق ورودی سرویس های مسکونی نصب می شوند.

بررسی اجمالی دستگاه محافظت در برابر فشار برق

نمای کلی اضافه ولتاژهای گذرا

استفاده کنندگان از تجهیزات الکترونیکی و سیستم های تلفنی و پردازش داده باید علی رغم ولتاژهای اضافی گذرا که توسط صاعقه ایجاد می شود ، با مشکل نگهداری این تجهیزات روبرو شوند. دلایل مختلفی برای این واقعیت وجود دارد (1) سطح بالای ادغام قطعات الکترونیکی باعث آسیب پذیرتر شدن تجهیزات می شود ، (2) قطع خدمات غیرقابل قبول است (3) شبکه های انتقال داده مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار می دهند و در معرض اختلالات بیشتری قرار دارند.

اضافه ولتاژهای گذرا سه دلیل اصلی دارند:

• برق
• موجهای صنعتی و سوئیچینگ
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

برق

رعد و برق ، که از اولین تحقیق بنجامین فرانکلین در سال 1749 مورد بررسی قرار گرفت ، به طرز متناقضی به تهدیدی در حال رشد برای جامعه کاملاً الکترونیکی ما تبدیل شده است.

تشکیل صاعقه

فلاش رعد و برق بین دو منطقه با بار مخالف ، معمولاً بین دو ابر طوفانی یا بین یک ابر و زمین ایجاد می شود.

فلش ممکن است چندین مایل را طی کند و در جهش های پی در پی به سمت زمین پیش رود: رهبر یک کانال بسیار یونیزه ایجاد می کند. وقتی به زمین می رسد ، فلش واقعی یا برگشت برگشتی اتفاق می افتد. جریانی در دهها هزار آمپر سپس از طریق کانال یونیزه از زمین به ابر یا برعکس حرکت می کند.

صاعقه مستقیم

در لحظه تخلیه ، جریان جریان تکانه ای وجود دارد که از 1,000 تا 200,000 قله آمپر متغیر است ، و زمان افزایش آن در حدود چند میکروثانیه است. این تأثیر مستقیم عامل کمی در آسیب دیدن سیستم های الکتریکی و الکترونیکی است زیرا بسیار محلی است.
بهترین محافظت هنوز میله صاعقه کلاسیک یا سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) است که برای گرفتن جریان تخلیه و هدایت آن تا یک نقطه خاص طراحی شده است.

اثرات غیر مستقیم

سه نوع اثر رعد و برق غیر مستقیم وجود دارد:

تأثیر بر روی خطوط هوایی

چنین خطوطی بسیار در معرض دید هستند و ممکن است مستقیماً توسط صاعقه برخورد کند ، که در ابتدا کابل ها را به طور جزئی یا کامل از بین می برد ، و سپس باعث ولتاژهای موجی زیادی می شود که به طور طبیعی در امتداد هادی ها به تجهیزات متصل به خط منتقل می شوند. میزان آسیب دیدگی به فاصله بین ضربه و تجهیزات بستگی دارد.

افزایش پتانسیل زمین

جریان رعد و برق در زمین باعث افزایش پتانسیل زمین می شود که با توجه به شدت جریان و امپدانس محلی زمین متفاوت است. در تاسیساتی که ممکن است به چندین زمینه متصل باشد (به عنوان مثال پیوند بین ساختمان ها) ، اعتصاب باعث ایجاد اختلاف پتانسیل بسیار زیادی می شود و تجهیزات متصل به شبکه های آسیب دیده از بین می روند یا به شدت مختل می شوند.

تابش الکترومغناطیسی

این فلش ممکن است به عنوان یک آنتن با ارتفاع چند مایل در نظر گرفته شود که دارای یک جریان ضربه ای از دهم کیلو آمپر است و باعث تابش شدید میدان های الکترومغناطیسی (چندین کیلو ولت در متر در بیش از 1 کیلومتر) می شود. این میدان ها باعث ایجاد ولتاژ و جریان شدید در خطوط نزدیک یا روی تجهیزات می شوند. مقادیر به فاصله از فلاش و خصوصیات پیوند بستگی دارد.

موجهای صنعتی
موج صنعتی پدیده ای را ایجاد می کند که در اثر روشن یا خاموش شدن منابع برق ایجاد می شود.
افزایش صنعتی ناشی از:

• راه اندازی موتور یا ترانسفورماتور
• استارت نور نئون و سدیم
• تعویض شبکه های برق
• "گزاف گویی" را در یک مدار القایی تغییر دهید
• عملکرد فیوزها و قطع کننده های مدار
• افتادن خطوط برق
• تماس های ضعیف یا متناوب

این پدیده ها با افزایش زمان نظم میکروثانیه و تجهیزات مزاحم در شبکه هایی که منبع اختلال به آنها متصل است گذرا از چند کیلوولت تولید می کنند.

اضافه ولتاژهای الکترواستاتیک

از نظر الکتریکی ، ظرفیت یک انسان از 100 تا 300 پیکو فاراد است و می تواند با راه رفتن روی فرش ، شارژ تا 15 کیلو ولت را دریافت کند ، سپس مقداری جسم رسانا را لمس کند و در چند میکرو ثانیه تخلیه شود ، جریان تقریباً ده آمپر است. . تمام مدارهای مجتمع (CMOS و غیره) در برابر این نوع اختلال بسیار آسیب پذیر هستند ، که به طور کلی با محافظت و اتصال زمین از بین می رود.

اثرات اضافه ولتاژ

ولتاژهای اضافی به ترتیب از اهمیت کمتری بر روی تجهیزات الکترونیکی تأثیرات بسیاری دارند:

تخریب:

• خرابی ولتاژ اتصالات نیمه هادی
• تخریب پیوند اجزای سازنده
• از بین بردن مسیرهای PCB یا مخاطبین
• تخریب آزمایشات / تریستورها توسط dV / dt.

تداخل در عملیات:

• عملکرد تصادفی قفل ، تریستور و تریاک
• پاک کردن حافظه
• خطاهای برنامه یا خرابی
• خطاهای داده و انتقال

پیری زودرس:

اجزای در معرض ولتاژ اضافی عمر کمتری دارند.

دستگاه های حفاظت در برابر سرریز

دستگاه Surge Protection (SPD) یک راه حل شناخته شده و م toثر برای حل مشکل اضافه ولتاژ است. با این حال ، برای داشتن بیشترین تأثیر ، باید متناسب با خطر برنامه انتخاب شود و مطابق با قوانین هنر نصب شود.

بررسی اجمالی دستگاه محافظت در برابر ولتاژ برق DC

ملاحظات پیشینه و محافظت

سیستم های فتوولتائیک خورشیدی سودمند-تعاملی یا شبکه ای-گره ای پروژه های بسیار طاقت فرسایی و هزینه بر هستند. آنها اغلب نیاز دارند که سیستم PV خورشیدی برای چندین دهه عملیاتی شود قبل از اینکه بتواند بازدهی مطلوب سرمایه خود را بدست آورد.
بسیاری از تولیدکنندگان عمر سیستم را بیش از 20 سال تضمین می کنند در حالی که اینورتر به طور کلی فقط برای 5-10 سال تضمین می شود. کلیه هزینه ها و بازده سرمایه گذاری بر اساس این بازه های زمانی محاسبه می شود. با این حال ، بسیاری از سیستم های PV به دلیل ماهیت در معرض این برنامه ها و اتصال مجدد آن به شبکه برق AC ، به بلوغ نمی رسند. آرایه های PV خورشیدی ، با قاب فلزی و نصب شده در فضای باز یا پشت بام ها ، مانند یک صاعقه بسیار خوب عمل می کنند. به همین دلیل ، سرمایه گذاری در یک دستگاه محافظ موج یا SPD برای از بین بردن این تهدیدات احتمالی و در نتیجه به حداکثر رساندن امید به زندگی سیستم ، کاملاً منطقی است. هزینه یک سیستم جامع حفاظت از ولتاژ کمتر از 1٪ کل هزینه سیستم است. مطمئن شوید که از اجزایی استفاده می کنید که دارای UL1449 نسخه 4 هستند و از نوع Type 1 Component Assemble (1CA) هستند تا اطمینان حاصل کنید که سیستم شما بهترین محافظت از ولتاژ موجود در بازار را دارد.

برای تجزیه و تحلیل سطح تهدید کامل نصب ، باید ارزیابی خطر کنیم.

• ریسک توقف عملیاتی - مناطقی که صاعقه شدید دارند و قدرت برق ناپایدار دارند آسیب پذیرتر هستند.
• ریسک اتصال برق - هرچه سطح آرایه PV خورشیدی بیشتر باشد ، بیشتر در معرض موج مستقیم و / یا صاعقه ناشی از آن قرار می گیرد.
• ریسک سطح سطح برنامه - شبکه برق AC منبع احتمالی سوئیچینگ گذرا و / یا افزایش رعد و برق ناشی از آن است.
• ریسک جغرافیایی - پیامدهای خرابی سیستم فقط به جایگزینی تجهیزات محدود نمی شود. ضررهای اضافی می تواند در نتیجه از دست دادن سفارشات ، کارگران بیکار ، اضافه کار ، نارضایتی مشتری / مدیریت ، هزینه های حمل بار سریع و هزینه های حمل و نقل سریع باشد.

روشها را توصیه کنید

1) سیستم زمین

Surge Protectors گذرا را به سیستم زمینی منتقل می کند. یک مسیر زمینی با امپدانس کم ، در همان پتانسیل ، برای عملکرد صحیح محافظ های برق بسیار مهم است. همه سیستم های قدرت ، خطوط ارتباطی ، اشیاall فلزی زمینی و غیرمستقیم برای کارایی کارآمد طرح محافظتی باید به هم پیوند یابند.

2) اتصال زیرزمینی از آرایه PV خارجی به تجهیزات کنترل برق

در صورت امکان ، اتصال بین آرایه PV خورشیدی خارجی و تجهیزات کنترل توان داخلی باید زیرزمینی یا محافظ برقی باشد تا خطر برخورد مستقیم صاعقه و یا اتصال آن را محدود کند.

3) طرح حفاظت هماهنگ

تمام شبکه های برق و ارتباطی موجود باید با محافظت در برابر موج برای رفع آسیب پذیری های سیستم PV مورد استفاده قرار گیرند. این شامل منبع تغذیه اولیه برق AC ، خروجی AC اینورتر ، ورودی DC اینورتر ، ترکیب رشته PV و سایر خطوط داده / سیگنال مرتبط مانند Gigabit Ethernet ، RS-485 ، حلقه جریان 4-20mA ، PT-100 ، RTD و مودم های تلفنی

نمای کلی دستگاه محافظت در برابر موج داده

بررسی اجمالی خط داده

دستگاه های مخابراتی و انتقال داده (PBX ، مودم ، پایانه های داده ، سنسورها و غیره ...) به طور فزاینده ای در برابر موج ولتاژ ناشی از صاعقه آسیب پذیرتر می شوند. آنها به دلیل اتصال احتمالی در چندین شبکه مختلف ، حساس تر ، پیچیده تر و آسیب پذیرتر در برابر موج های ناشی از آن شده اند. این دستگاه ها برای ارتباطات و پردازش اطلاعات یک شرکت حیاتی هستند. به همین ترتیب ، بیمه آنها در برابر این حوادث بالقوه پرهزینه و مخل احتیاط است. یک محافظ ولتاژ خط داده که به صورت مستقیم در مقابل یک تجهیزات حساس نصب شده است ، عمر مفید آنها را افزایش می دهد و تداوم جریان اطلاعات شما را حفظ می کند.

فناوری محافظهای موج

همه محافظ های موج خط تلفن و داده های LSP بر اساس یک مدار ترکیبی قابل اعتماد چند مرحله ای ساخته شده اند که ترکیبی از لوله های تخلیه گاز سنگین (GDT) و دیودهای بهمن سیلیکون (SADs) واکنش سریع است. این نوع مدار فراهم می کند ،

• جریان اسمی تخلیه 5kA (15 بار بدون تخریب در هر IEC 61643)
• کمتر از 1 بار پاسخ نانو ثانیه
• سیستم قطع اتصال ایمن
• طراحی با ظرفیت کم باعث کاهش سیگنال می شود

پارامترهای انتخاب محافظ موج

برای انتخاب صحیح محافظ ولتاژ برای نصب ، موارد زیر را بخاطر بسپارید:

• ولتاژهای اسمی و حداکثر خط
• حداکثر جریان خط
• تعداد خطوط
• سرعت انتقال داده
• نوع اتصال (ترمینال پیچ ، RJ ، ATT110 ، QC66)
• نصب (Din Rail ، Surface Mount)

نصب و راه اندازی

برای موثر بودن ، محافظ ولتاژ باید مطابق با اصول زیر نصب شود.

نقطه زمینی محافظ ولتاژ و تجهیزات محافظت شده باید باند شوند.
حفاظت در ورودی سرویس نصب شده است تا جریان پالس را در اسرع وقت منحرف کند.
محافظ ولتاژ باید در فاصله نزدیک ، کمتر از 90 فوت یا 30 متر) با تجهیزات محافظت شده نصب شود. در صورت عدم رعایت این قانون ، محافظ های ولتاژ ثانویه باید نزدیک تجهیزات نصب شوند.
هادی اتصال زمین (بین خروجی زمین محافظ و مدار اتصال اتصال) باید تا حد ممکن کوتاه باشد (کمتر از 1.5 فوت یا 0.50 متر) و سطح مقطع آن حداقل 2.5 میلی متر مربع باشد.
مقاومت زمین باید به کد الکتریکی محلی بپیوندد. هیچ زمین خاصی لازم نیست.
کابل های محافظت شده و محافظت نشده باید کاملاً از هم جدا شوند تا اتصال اتصال محدود شود.

استانداردها

استانداردهای آزمون و توصیه های نصب برای محافظ های افزایش دهنده خط ارتباطی باید با استانداردهای زیر مطابقت داشته باشند:

UL497B: محافظ ارتباطات داده و مدارهای اعلام حریق
IEC 61643-21: آزمایشات محافظ ولتاژ برای خطوط ارتباطی
IEC 61643-22 ؛ انتخاب / نصب محافظ های موج دار برای خطوط ارتباطی
NF EN 61643-21: آزمایشات محافظ ولتاژ برای خطوط ارتباطی
راهنمای UTE C15-443: انتخاب / نصب محافظ های موج

شرایط خاص: سیستم های حفاظت از صاعقه

اگر سازه مورد حفاظت به LPS (سیستم محافظت در برابر صاعقه) مجهز باشد ، محافظ های ولتاژ مخابراتی یا خطوط داده ای که در ورودی سرویس ساختمان ها نصب شده اند ، باید با فشار موج مستقیم 10/350us موج با حداقل آزمایش شوند. جریان موج 2.5kA (آزمون گروه D1 IEC-61643-21).

بررسی اجمالی دستگاه محافظت در برابر موج کواکسیال

حفاظت از تجهیزات ارتباطات رادیویی

تجهیزات ارتباطات رادیویی مستقر در برنامه های ثابت ، عشایری یا سیار به دلیل کاربردشان در مناطق در معرض خطر صاعقه است. بیشترین اختلال در تداوم سرویس ناشی از موج های موقت ناشی از اصابت صاعقه مستقیم به قطب آنتن ، سیستم زمین اطراف یا ایجاد اتصالات بین این دو منطقه است.
تجهیزات رادیویی مورد استفاده در ایستگاه های پایه CDMA ، GSM / UMTS ، WiMAX یا TETRA ، برای بیمه خدمات بدون وقفه باید این خطر را در نظر بگیرند. LSP سه فناوری خاص محافظت در برابر موج را برای خطوط ارتباطی فرکانس رادیویی (RF) ارائه می دهد که به تنهایی برای نیازهای عملیاتی مختلف هر سیستم مناسب است.

فناوری محافظت در برابر موج RF
محافظت از لوله عبور گاز DC
سری P8AX

لوله محافظ تخلیه گاز (GDT) DC Pass Protection تنها م componentلفه محافظتی در برابر ولتاژ قابل استفاده در انتقال فرکانس بسیار بالا (تا 6 گیگاهرتز) به دلیل ظرفیت بسیار پایین است. در یک محافظ ولتاژ کواکسیال مبتنی بر GDT ، GDT به طور موازی بین هادی مرکزی و محافظ خارجی متصل می شود. دستگاه هنگام رسیدن به ولتاژ جرقه زنی خود ، در هنگام اضافه ولتاژ کار می کند و خط برای مدت کوتاهی کوتاه می شود (ولتاژ قوس) و از تجهیزات حساس دور می شود. ولتاژ جرقه زنی به بالا آمدن قسمت جلوی ولتاژ بستگی دارد. هرچه dV / dt اضافه ولتاژ بیشتر باشد ، ولتاژ جرقه محافظ ولتاژ بالاتر است. با از بین رفتن ولتاژ اضافی ، لوله تخلیه گاز به حالت منفعل و عایق بندی شده و به حالت عادی برمی گردد و دوباره برای کار آماده است.
GDT در یک نگهدارنده مخصوص طراحی شده است که هدایت را در هنگام وقایع بزرگ به حداکثر می رساند و اگر به دلیل سناریوی پایان عمر نیاز به تعمیر و نگهداری باشد ، هنوز هم خیلی راحت برداشته می شود. سری P8AX را می توان در خطوط کواکسیال با ولتاژ DC تا - / + 48 ولت DC استفاده کرد.

حفاظت ترکیبی
DC Pass - سری CXF60
DC Blocked - سری CNP-DCB

Hybrid DC Pass Protection انجمنی از اجزای فیلتر کننده و یک لوله تخلیه گاز سنگین (GDT) است. این طرح برای ولتاژ کم فرکانس ناشی از گذرگاه های الکتریکی ، ولتاژ عبوردهی باقیمانده کم و ولتاژ بسیار خوبی را ایجاد می کند و هنوز هم توانایی جریان تخلیه زیاد را فراهم می کند.

Quarter Wave DC Blocked protection
سری PRC

Quarter Wave DC Blocked Protection یک فیلتر عبور باند فعال است. هیچ م activeلفه فعالی ندارد. بلکه بدنه و خرد مربوطه با یک چهارم طول موج مورد نظر تنظیم می شوند. این اجازه می دهد تا فقط یک باند فرکانس خاص از واحد عبور کند. از آنجا که رعد و برق فقط در یک طیف بسیار کوچک کار می کند ، از چند صد کیلو هرتز تا چند مگاهرتز ، آن و سایر فرکانس ها اتصال کوتاه به زمین دارند. بسته به نوع کاربرد ، فناوری PRC می تواند برای یک باند بسیار باریک یا باند گسترده انتخاب شود. تنها محدودیت جریان ولتاژ نوع اتصال دهنده مربوطه است. به طور معمول ، یک اتصال 7/16 Din می تواند 100kA 8 / 20us را کنترل کند در حالی که یک اتصال دهنده نوع N می تواند تا 50kA 8 / 20us را اداره کند.

استانداردها

UL497E - محافظ هادیهای آنتن سرب

پارامترهای انتخاب محافظ موج هم محور

اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب صحیح محافظ در برابر فشار برای برنامه شما به شرح زیر است:

• محدوده فرکانس
• ولتاژ خط
• نوع رابط
• نوع جنسیت
• پایه
• پیشرفته

نصب و راه اندازی

نصب مناسب یک محافظ ولتاژ کواکسیال تا حد زیادی به اتصال آن به یک سیستم اتصال به زمین با امپدانس پایین بستگی دارد. قوانین زیر باید کاملاً رعایت شود:

• Equipotential Grounding System: تمام هادی های اتصال نصب باید به یکدیگر متصل شده و دوباره به سیستم اتصال زمین متصل شوند.
• اتصال با امپدانس پایین: محافظ ولتاژ کواکسیال نیاز به اتصال مقاومت کم به سیستم زمین دارد.
  

  ---

بررسی اجمالی تخلیه گاز

حفاظت از قطعات سطح PC

تجهیزات الکترونیکی مبتنی بر ریزپردازنده های امروزی به طور فزاینده ای در معرض ولتاژ ناشی از رعد و برق و گذرگاه های سوئیچینگ الکتریکی قرار دارند ، زیرا به دلیل تراکم تراشه بالا ، توابع منطق باینری و اتصال به شبکه های مختلف ، از حساسیت بیشتری برخوردار بوده و برای محافظت پیچیده هستند. این دستگاه ها برای ارتباطات و پردازش اطلاعات یک شرکت حیاتی هستند و به طور معمول می توانند در پایین ترین سطح تأثیر بگذارند. بنابراین اطمینان از آنها در برابر این حوادث بالقوه پرهزینه و مخل احتیاط است. یک لوله تخلیه گاز یا GDT می تواند به عنوان یک جز stand مستقل یا همراه با سایر قطعات برای ایجاد یک مدار محافظت چند مرحله ای استفاده شود - لوله گاز به عنوان جز hand کنترل انرژی بالا عمل می کند. GDT به دلیل ظرفیت بسیار پایین ، معمولاً در محافظت از ارتباطات و برنامه های کاربردی ولتاژ DC خط داده استفاده می شود. با این حال ، آنها مزایای بسیار جذابی را در خط برق AC از جمله عدم وجود جریان نشتی ، کنترل انرژی زیاد و ویژگی های بهتر پایان زندگی فراهم می کنند.

GEN DISCHARGE TECHNOLOGY

لوله تخلیه گاز ممکن است نوعی سوئیچ بسیار سریع در نظر گرفته شود که دارای ویژگی رسانایی است و در هنگام خرابی ، از مدار باز به مدار شبه کوتاه (ولتاژ قوس حدود 20 ولت) بسیار سریع تغییر می کند. بر این اساس چهار عملکرد در رفتار یک لوله تخلیه گاز وجود دارد:

GDT ممکن است به عنوان یک سوئیچ عملکرد بسیار سریع در نظر گرفته شود که باید خواصی را هدایت کند که در هنگام خرابی بسیار سریع تغییر می کنند و از یک مدار باز به یک شبه اتصال کوتاه تبدیل می شوند. نتیجه آن ولتاژ قوس حدود 20 ولت DC است. قبل از روشن شدن کامل لوله ، چهار مرحله کار وجود دارد.

• حوزه غیر عملیاتی: با مقاومت عایقی تقریباً بینهایت مشخص می شود.
• دامنه Glow: در هنگام خرابی ، رسانایی به طور ناگهانی افزایش می یابد. اگر جریان توسط لوله تخلیه گاز تخلیه شود کمتر از 0.5A است (مقدار خشن که از جز component به جز component دیگر متفاوت است) ، ولتاژ پایین ترمینال ها در محدوده 80-100V خواهد بود.
• رژیم قوس: با افزایش جریان ، لوله تخلیه گاز از ولتاژ پایین به ولتاژ قوس (20 ولت) تغییر می کند. این دامنه است که لوله تخلیه گاز بسیار کارآمد است زیرا تخلیه جریان می تواند به چندین هزار آمپر برسد بدون اینکه ولتاژ قوس در ترمینال ها افزایش یابد.
• خاموش شدن: در ولتاژ بایاس تقریباً برابر با ولتاژ پایین ، لوله تخلیه گاز خصوصیات عایق اولیه خود را می پوشاند.

3-پیکربندی الکترود

محافظت از یک خط دو سیمه (به عنوان مثال یک جفت تلفنی) با دو لوله تخلیه گاز 2 الکترود ممکن است مشکل زیر را ایجاد کند:
اگر خط محافظت شده در حالت معمول تحت ولتاژ اضافی قرار گیرد ، پراکندگی اضافه ولتاژ جرقه (+/- 20٪) ، یکی از لوله های تخلیه گاز در مدت زمان بسیار کوتاهی قبل از دیگری جرقه می زند (به طور معمول چند میکروثانیه) ، سیم هایی که جرقه دارند از این رو زمین می خورند (ولتاژهای قوس را نادیده می گیریم) ، و ولتاژ حالت معمولی را به یک ولتاژ حالت دیفرانسیل تبدیل می کند. این برای تجهیزات محافظت شده بسیار خطرناک است. با قوس زدن لوله دوم تخلیه گاز ، خطر از بین می رود (چند میکرو ثانیه بعد).
هندسه 3 الکترود این اشکال را برطرف می کند. جرقه یک قطب تقریباً بلافاصله باعث خرابی کلی دستگاه می شود (چند نانو ثانیه) زیرا تنها یک محفظه پر از گاز وجود دارد که تمام الکترودهای آسیب دیده را در خود جای داده است.

پایان زندگی

لوله های تخلیه گاز برای مقاومت در برابر بسیاری از تکانه ها بدون تخریب یا از بین رفتن خصوصیات اولیه طراحی شده اند (آزمایش های ضربه معمولی 10 برابر x 5kA تکانه برای هر قطب هستند).

از طرف دیگر ، یک جریان پایدار بسیار زیاد ، یعنی 10 آمپر برای 15 ثانیه ، با شبیه سازی افت برق از طریق یک خط مخابراتی و بلافاصله GDT را از کار می اندازد.

اگر پایان عمر بدون خطا مورد نظر باشد ، یعنی اتصال کوتاهی که هنگام تشخیص خطای خطا ، خطایی را به کاربر نهایی گزارش کند ، باید لوله تخلیه گاز با ویژگی ایمن در برابر خرابی (اتصال کوتاه خارجی) انتخاب شود. .

انتخاب یک لوله تخلیه گاز

• اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب صحیح محافظ در برابر فشار برای برنامه شما به شرح زیر است:
  جرقه بیش از حد ولتاژ (ولت)
• جرقه ضربه ای بیش از حد ولتاژ (ولت)
• ظرفیت جریان تخلیه (kA)
• مقاومت در برابر عایق (Gohms)
• ظرفیت (pF)
• نصب (سوارکاری سطح ، لیدهای استاندارد ، لیدهای سفارشی ، نگهدارنده)
• بسته بندی (نوار و حلقه ، بسته مهمات)

دامنه جرقه DC بیش از ولتاژ موجود:

• حداقل 75 ولت
• متوسط ​​230 ولت
• ولتاژ بالا 500 ولت
• ولتاژ بسیار بالا 1000 تا 3000 ولت

* تحمل ولتاژ خرابی به طور کلی +/- 20٪ است

جریان تخلیه

این به خصوصیات گاز ، حجم و مواد الکترود به علاوه تیمار آن بستگی دارد. این ویژگی اصلی GDT است و شاخصی است که آن را از دستگاه محافظ دیگر ، واریستورها ، دیودهای زنر ، و غیره متمایز می کند ... مقدار معمول 5 تا 20 کیلو آمپر با فشار 8 / 20us برای اجزای استاندارد است. این مقداری است که لوله تخلیه گاز می تواند به طور مکرر (حداقل 10 ضربه) بدون تخریب یا تغییر در مشخصات اساسی آن مقاومت کند.

ولتاژ Sparkover Impulse

جرقه ولتاژ در حضور جبهه شیب دار (dV / dt = 1kV / us) ؛ جرقه ضربه ای بیش از ولتاژ با افزایش dV / dt افزایش می یابد.

مقاومت و ظرفیت عایق

این خصوصیات باعث می شود که لوله تخلیه گاز در شرایط کار عادی غیرقابل مشاهده باشد. مقاومت عایق بسیار زیاد است (> 10 Gohm) در حالی که ظرفیت بسیار کم است (<1 pF).

استانداردها

استانداردهای آزمون و توصیه های نصب برای محافظ های افزایش دهنده خط ارتباطی باید با استانداردهای زیر مطابقت داشته باشند:

• UL497B: محافظ ارتباطات داده و مدارهای اعلام حریق

نصب و راه اندازی

برای موثر بودن ، محافظ ولتاژ باید مطابق با اصول زیر نصب شود.

• نقطه زمینی محافظ ولتاژ و تجهیزات محافظت شده باید باند شوند.
• حفاظت در ورودی سرویس نصب شده است تا جریان پالس را در اسرع وقت منحرف کند.
• محافظ ولتاژ باید در فاصله نزدیک ، کمتر از 90 فوت یا 30 متر) با تجهیزات محافظت شده نصب شود. اگر این قانون رعایت نشود ، محافظ های ثانویه ولتاژ باید در نزدیکی تجهیزات نصب شوند
• هادی زمین (بین خروجی زمین محافظ و مدار اتصال اتصال) باید تا حد ممکن کوتاه باشد (کمتر از 1.5 فوت یا 0.50 متر) و سطح مقطع آن حداقل 2.5 میلی متر مربع باشد.
• مقاومت زمین باید به کد الکتریکی محلی بپیوندد. هیچ زمین خاصی لازم نیست.
• کابل های محافظت شده و محافظت نشده باید کاملاً از هم جدا شوند تا اتصال اتصال محدود شود.

نگهداری و تعمیرات

لوله های تخلیه گاز LSP در شرایط عادی به تعمیر و نگهداری یا تعویض نیاز ندارند. آنها برای مقاومت در برابر جریانهای مکرر و سنگین و بدون آسیب طراحی شده اند.
با این وجود ، برنامه ریزی برای بدترین سناریو و به همین دلیل خردمندانه است. LSP برای جایگزینی اجزای محافظ در صورت عملی طراحی شده است. وضعیت محافظ موج خط داده شما را می توان با مدل SPSP1003 LSP آزمایش کرد. این واحد برای آزمایش ولتاژ جرقه DC ، ولتاژهای بستن و تداوم خط (اختیاری) محافظ ولتاژ طراحی شده است. SPT1003 یک واحد فشرده و فشار دکمه ای با نمایشگر دیجیتال است. دامنه ولتاژ تستر 0 تا 999 ولت است. این می تواند اجزای منفرد مانند GDT ، دیودها ، MOV ها یا دستگاه های مستقل طراحی شده برای کاربردهای AC یا DC را آزمایش کند.

شرایط ویژه: سیستم های حفاظت از رعد و برق

اگر سازه مورد حفاظت به LPS (سیستم محافظت در برابر صاعقه) مجهز باشد ، محافظ های موج برای مخابرات ، خطوط داده یا خطوط برق متناوب که در ورودی سرویس ساختمان نصب شده اند ، باید به شکل ضربه موج مستقیم 10 / 350us آزمایش شوند با حداقل جریان موج 2.5kA (آزمون رده D1 IEC-61643-21).