Dispositif de protection contre les surtensions SPD

Dispositif de protection contre les surtensions SPD est également appelé parafoudre, tous les parafoudres destinés à un usage spécifique sont en fait une sorte de commutateur rapide, et le parasurtenseur est activé dans une certaine plage de tension. Après avoir été activé, le composant de suppression du parafoudre sera déconnecté de l'état à haute impédance et le pôle L passera à un état à faible résistance. De cette manière, le courant de surtension d'énergie locale dans le dispositif électronique peut être évacué. Pendant tout le processus de foudre, le parasurtenseur maintiendra une tension relativement constante à travers le pôle. Cette tension garantit que le parasurtenseur est toujours activé et peut décharger en toute sécurité le courant de surtension vers la terre. En d'autres termes, les parafoudres protègent les équipements électroniques sensibles des effets de la foudre, de l'activité de commutation sur le réseau public, des processus de correction du facteur de puissance et de toute autre énergie générée par des activités internes et externes à court terme.

Application

La foudre présente des menaces évidentes pour la sécurité personnelle et constitue une menace potentielle pour divers appareils. Les dommages causés par les surtensions aux équipements ne se limitent pas aux la foudre. Les coups de foudre à courte portée constituent une menace énorme pour les appareils électroniques modernes sensibles; D'autre part, l'activité de la foudre au loin et la décharge entre les nuages ​​d'orage peuvent créer de forts courants d'appel dans l'alimentation électrique et les boucles de signal, de sorte que l'équipement à flux normal est normal. Exécutez et raccourcissez la durée de vie de l'équipement. Le courant de foudre traverse la terre en raison de la présence d'une résistance de terre, ce qui génère une tension élevée. Cette haute tension met non seulement en danger l'équipement électronique, mais met également en danger la vie humaine en raison de la tension de pas.

La surtension, comme son nom l'indique, est une surtension transitoire qui dépasse la tension de fonctionnement normale. Essentiellement, un parasurtenseur est une impulsion violente qui se produit en quelques millionièmes de seconde et peut provoquer des surtensions: équipement lourd, courts-circuits, commutation de puissance ou gros moteurs. Les produits contenant des parafoudres peuvent absorber efficacement des rafales d'énergie soudaines pour protéger les équipements connectés contre les dommages.

Un parasurtenseur, également appelé parafoudre, est un dispositif électronique qui fournit une protection de sécurité pour divers appareils électroniques, instruments et lignes de communication. Lorsqu'un courant ou une tension soudaine est soudainement généré dans un circuit électrique ou une ligne de communication en raison d'interférences externes, le parasurtenseur peut conduire le shunt en très peu de temps, évitant ainsi d'endommager d'autres équipements du circuit par la surtension.

Caractéristiques de base

Le parasurtenseur a un débit élevé, une faible tension résiduelle et un temps de réponse rapide;

Utilisez la dernière technologie d'extinction d'arc pour éviter complètement les incendies;

Circuit de protection de contrôle de température avec protection thermique intégrée;

Avec une indication de l'état de l'alimentation indiquant l'état de fonctionnement du parasurtenseur;

La structure est rigoureuse et le travail est stable et fiable.

Terminologie

1, système de terminaison d'air

Les parafoudres sont utilisés pour les objets métalliques et les structures métalliques qui acceptent ou résistent directement aux coups de foudre, tels que les paratonnerres, les ceintures de protection contre la foudre (lignes), les filets de protection contre la foudre, etc.

2, système de conducteur vers le bas

Le parasurtenseur relie le conducteur métallique du récepteur de foudre au dispositif de mise à la terre.

3, système de terminaison de terre

La somme de l'électrode de terre et du conducteur de terre.

4, électrode de terre

Un conducteur métallique enfoui dans le sol qui est en contact direct avec la terre. Aussi connu sous le nom de pôle de mise à la terre. Divers éléments métalliques, installations métalliques, tuyaux métalliques, équipements métalliques, etc. qui sont directement en contact avec la terre peuvent également servir d'électrode de terre, appelée électrode de terre naturelle.

5, conducteur de terre

Connectez les fils ou conducteurs de connexion du dispositif de mise à la terre de la borne de mise à la terre de l'équipement électrique aux fils de connexion ou conducteurs du dispositif de mise à la terre des objets métalliques nécessitant une liaison équipotentielle, la borne de mise à la terre totale, le tableau récapitulatif de mise à la terre, la mise à la terre totale barre, et la liaison équipotentielle.

6, éclair direct

La foudre directe sur des objets réels tels que les bâtiments, la terre ou les dispositifs de protection contre la foudre.

7, flashover arrière

Le courant de foudre passe par un point de mise à la terre ou un système de mise à la terre pour provoquer une modification du potentiel de terre de la région. Les contre-attaques de potentiel de terre peuvent provoquer des changements dans le potentiel du système de mise à la terre, ce qui peut endommager l'équipement électronique et l'équipement électrique.

8, système de protection contre la foudre (LPS)

Les parafoudres réduisent les dommages causés par la foudre aux bâtiments, installations, etc., y compris les systèmes de protection contre la foudre externes et internes.

8.1 Système de protection externe contre la foudre

Une partie de protection contre la foudre de l'extérieur ou du corps d'un bâtiment. Le parasurtenseur se compose généralement d'un récepteur de foudre, d'un conducteur de descente et d'un dispositif de mise à la terre pour éviter les coups de foudre directs.

8.2 Système de protection interne contre la foudre

La partie de protection contre la foudre à l'intérieur du bâtiment (structure), le parasurtenseur se compose généralement d'un système de liaison équipotentielle, d'un système de mise à la terre commun, d'un système de blindage, d'un câblage raisonnable, d'un parasurtenseur, etc., principalement utilisé pour réduire et prévenir le courant de foudre L'effet électromagnétique généré dans l'espace de protection.

Les catastrophes dues à la foudre sont l'une des catastrophes naturelles les plus graves. Il y a d'innombrables victimes et pertes de biens causées par la foudre chaque année dans le monde. Avec un grand nombre d'applications de dispositifs intégrés électroniques et microélectroniques, les dommages des systèmes et des équipements causés par la surtension de foudre et les impulsions électromagnétiques de foudre augmentent. Par conséquent, il est très important de résoudre le plus rapidement possible le problème de la protection contre la foudre des bâtiments et des systèmes d'information électroniques.

La décharge de foudre du parasurtenseur peut se produire entre les nuages ​​ou les nuages, ou entre les nuages ​​et le sol; en plus de la surtension interne causée par l'utilisation de nombreux équipements électriques de grande capacité, le système d'alimentation (norme du système d'alimentation basse tension de Chine: AC 50Hz 220 / 380V) et l'impact des équipements électriques et de la protection contre la foudre et les surtensions est devenu le centre d'attention.

La foudre entre le nuage et le sol du parafoudre consiste en un ou plusieurs éclairs séparés, chacun transportant un certain nombre de courants très élevés avec des durées très courtes. Une décharge de foudre typique comprendra deux ou trois coups de foudre, environ un vingtième de seconde entre chaque coup de foudre. La plupart des courants de foudre tombent entre 10,000 100,000 et 100 XNUMX ampères et leur durée est généralement inférieure à XNUMX microsecondes.

L'utilisation d'équipements de grande capacité et d'équipements onduleurs dans le système d'alimentation par parasurtenseur a entraîné un problème de surtension interne de plus en plus sérieux. Nous l'attribuons aux effets des surtensions transitoires (TVS). La plage admissible de la tension d'alimentation est présente pour tout appareil alimenté. Parfois, même un choc de surtension très étroit peut provoquer l'alimentation ou endommager l'équipement. C'est le cas des dommages causés par les surtensions transitoires (TVS). Surtout pour certains appareils microélectroniques sensibles, une petite surtension peut parfois causer des dommages mortels.

Avec les exigences de plus en plus strictes en matière de protection contre la foudre des équipements connexes, l'installation d'un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) pour supprimer les surtensions et les surtensions transitoires sur la ligne et les surintensités sur la ligne de purge est devenue un élément important de la technologie moderne de protection contre la foudre. un.

1, caractéristiques de la foudre

La protection contre la foudre comprend une protection externe contre la foudre et une protection interne contre la foudre. La protection externe contre la foudre est principalement utilisée pour les récepteurs de foudre (paratonnerres, filets de protection contre la foudre, ceintures de protection contre la foudre, lignes de protection contre la foudre), les conducteurs de descente et les dispositifs de mise à la terre. La fonction principale du parafoudre est de garantir que le corps du bâtiment est protégé des coups de foudre directs. Les éclairs qui peuvent frapper un bâtiment sont déchargés dans la terre par des paratonnerres (ceintures, filets, fils), des conducteurs de descente, etc. induction. La méthode est basée sur la liaison équipotentielle, y compris la connexion directe et la connexion indirecte via SPD, de sorte que le corps métallique, la ligne d'équipement et la terre forment un corps équipotentiel conditionnel, et les installations internes sont shuntées et induites par la foudre et d'autres surtensions. Le courant de foudre ou le courant de surtension est déchargé dans la terre pour protéger la sécurité des personnes et des équipements du bâtiment.

La foudre se caractérise par une élévation de tension très rapide (moins de 10 μs), une tension de crête élevée (des dizaines de milliers à des millions de volts), un courant important (dizaines à centaines de milliers d'ampères) et une courte durée (dizaines à centaines de microsecondes)), la vitesse de transmission est rapide (transmettant à la vitesse de la lumière), l'énergie est très énorme, et c'est la plus destructrice parmi les surtensions.

2, classification des parasurtenseurs

Le SPD est un appareil indispensable pour la protection contre la foudre des équipements électroniques. Sa fonction est de limiter la surtension instantanée de la ligne électrique et de la ligne de transmission de signaux à la plage de tension que l'équipement ou le système peut supporter, ou de décharger un puissant courant de foudre dans le sol. Protégez les équipements ou systèmes protégés contre les chocs.

2,1 Classification par principe de fonctionnement

Classé selon leur principe de fonctionnement, le SPD peut être divisé en type de commutateur de tension, type de limite de tension et type de combinaison.

(1) Commutateur de tension de type SPD. En l'absence de surtension transitoire, il présente une impédance élevée. Une fois qu'il répond à une surtension transitoire de foudre, son impédance passe en basse impédance, laissant passer le courant de foudre, également appelé «commutateur de court-circuit de type SPD».

(2) SPD de limitation de pression. Lorsqu'il n'y a pas de surtension transitoire, il s'agit d'une impédance élevée, mais à mesure que le courant de surtension et la tension augmentent, son impédance continuera à diminuer, et ses caractéristiques de courant et de tension sont fortement non linéaires, parfois appelées «SPD de type clampé».

(3) SPD combiné. Il s'agit d'une combinaison d'un composant de type à commutation de tension et d'un composant de type à limitation de tension, qui peut être affiché comme un type à commutation de tension ou un type à limitation de tension ou les deux, selon les caractéristiques de la tension appliquée.

2.2 Classification par objet

Selon leur utilisation, SPD peut être divisé en SPD de ligne électrique et SPD de ligne de signal.

2.2.1 SPD de ligne électrique

Étant donné que l'énergie des coups de foudre est très grande, il est nécessaire de décharger progressivement l'énergie de la foudre vers la terre au moyen d'une décharge de gradation. Installez un parasurtenseur ou un parafoudre à limitation de tension qui passe le test de classification de classe I à la jonction de la zone de protection directe contre la foudre (LPZ0A) ou de la zone de protection directe contre la foudre (LPZ0B) et la première zone de protection (LPZ1). Protection primaire, qui décharge le courant de foudre direct, ou décharge de grandes quantités d'énergie conduite lorsque la ligne de transport d'énergie est soumise à des coups de foudre directs. Un parasurtenseur à limitation de tension est installé à la jonction de chaque zone (y compris la zone LPZ1) derrière la première zone de protection en tant que deuxième, troisième ou plus haut niveau de protection. Le protecteur de deuxième niveau est un dispositif de protection contre la tension résiduelle du protecteur de pré-étage et la foudre induite dans la zone. Lorsque l'absorption d'énergie de la foudre de l'étage avant est importante, certaines pièces sont encore assez grandes pour l'équipement ou le protecteur de troisième niveau. L'énergie transmise nécessitera une absorption supplémentaire par le protecteur de deuxième niveau. Dans le même temps, la ligne de transmission du parafoudre du premier étage induira également un rayonnement électromagnétique de foudre. Lorsque la ligne est suffisamment longue, l'énergie de la foudre induite devient suffisamment grande et le protecteur de deuxième niveau est nécessaire pour saigner davantage l'énergie de la foudre. Le protecteur du troisième étage protège l'énergie foudre résiduelle grâce au protecteur du deuxième étage. Selon le niveau de tension de tenue de l'équipement protégé, si la protection contre la foudre à deux niveaux peut atteindre la limite de tension en dessous du niveau de tension de l'équipement, seuls deux niveaux de protection sont nécessaires; si le niveau de tension de tenue de l'équipement est faible, il peut nécessiter quatre niveaux ou même plus de niveaux de protection.

Choisissez SPD, vous devez comprendre certains paramètres et comment ils fonctionnent.

(1) L'onde 10/350 μs est une forme d'onde qui simule un coup de foudre direct, et l'énergie de la forme d'onde est grande; l'onde 8 / 20μs est une forme d'onde qui simule l'induction de la foudre et la conduction de la foudre.

(2) Le courant de décharge nominal In fait référence au courant de crête circulant dans le SPD et à l'onde de courant 8/20 μs.

(3) Le courant de décharge maximal Imax, également appelé débit maximal, fait référence au courant de décharge maximal pouvant être supporté par le SPD avec une onde de courant de 8/20 μs.

(4) La tension de tenue continue maximale Uc (rms) fait référence à la tension alternative efficace ou continue maximale qui peut être appliquée en continu au SPD.

(5) La tension résiduelle Ur se réfère à la valeur de pression résiduelle au courant de décharge assigné In.

(6) La tension de protection Up caractérise le paramètre de caractéristique de tension entre les bornes de limite SPD, et sa valeur peut être sélectionnée dans la liste des valeurs préférées, qui doivent être supérieures à la valeur la plus élevée de la tension limite.

(7) Le commutateur de tension de type SPD décharge principalement une onde de courant de 10/350 μs et le type de limitation de tension SPD décharge principalement une onde de courant de 8/20 μs.

2.2.2 SPD ligne de signal

La ligne de signal SPD est en fait un parafoudre de signal installé dans la ligne de transmission de signal, généralement à l'extrémité avant de l'appareil, pour protéger les appareils suivants et empêcher les ondes de foudre d'influencer l'appareil endommagé à partir de la ligne de signal.

1) Sélection du niveau de protection de tension (Up)

La valeur Up ne doit pas dépasser la tension nominale de l'équipement protégé. Up exige que le SPD soit bien adapté à l'isolation de l'équipement à protéger.

Dans le système d'alimentation et de distribution basse tension, l'équipement doit avoir une certaine capacité à résister aux surtensions, c'est-à-dire à résister aux chocs et aux surtensions. Lorsque la valeur de surtension d'impact de divers équipements du système triphasé 220 / 380V ne peut pas être obtenue, elle peut être sélectionnée selon les indicateurs donnés de la CEI 60664-1.

2) Sélection du courant nominal de décharge In (capacité de débit d'impact)

Le courant de crête traversant le SPD, onde de courant 8/20 μs. Il est utilisé pour le test de classification de classe II du SPD et également pour le prétraitement du SPD pour les tests de classification de classe I et de classe II.

En fait, In est la valeur de crête maximale du courant de surtension qui peut passer le nombre de fois spécifié (généralement 20 fois) et la forme d'onde spécifiée (8/20 μs) sans endommager substantiellement le SPD.

3) Sélection du courant de décharge maximal Imax (capacité de débit de choc limite)

Le courant de crête traversant le SPD, onde de courant 8/20 μs, est utilisé pour le test de classification de classe II. Imax présente de nombreuses similitudes avec In, qui utilise un courant de crête d'onde de courant de 8/20 μs pour effectuer un test de classification de classe II sur SPD. La différence est également évidente. Imax n'effectue un test d'impact que sur SPD, et SPD ne cause pas de dommages substantiels après le test, et In peut effectuer 20 de ces tests, et SPD ne peut pas être substantiellement détruit après le test. Par conséquent, Imax est la limite de courant de l'impact, de sorte que le courant de décharge maximal est également appelé la capacité de débit d'impulsion ultime. Évidemment, Imax> In.

principe de fonctionnement

Le dispositif de protection contre les surtensions est un dispositif indispensable pour la protection contre la foudre des équipements électroniques. Il était autrefois appelé «parafoudre» ou «protecteur de surtension». L'anglais est abrégé en SPD. Le rôle du parasurtenseur est de La surtension transitoire dans la ligne d'alimentation et la ligne de transmission de signal est limitée à la plage de tension que l'équipement ou le système peut supporter, ou le puissant courant de foudre est déchargé dans le sol pour protéger l'équipement protégé ou système contre les chocs et les dommages.

Le type et la structure du parasurtenseur varient d'une application à l'autre, mais il doit contenir au moins un composant de limitation de tension non linéaire. Les composants de base utilisés dans les parafoudres sont l'espace déchargé, le tube à décharge rempli de gaz, la varistance, la diode de suppression et la bobine d'arrêt.

Composant de base

1. Écart de décharge (également connu sous le nom d'écart de protection):

Il est généralement composé de deux tiges métalliques séparées par un certain espace exposé à l'air, dont l'une est reliée à la ligne de phase d'alimentation L ou à la ligne neutre (N) du dispositif de protection requis, et l'autre tige métallique et le la ligne de masse (PE) est connectée. Lorsque la surtension transitoire survient, l'intervalle est rompu et une partie de la charge de surtension est introduite dans la terre, ce qui évite la montée de tension sur le dispositif protégé. La distance entre les deux tiges métalliques de l'espace de décharge peut être ajustée selon les besoins, et la structure est relativement simple, et l'inconvénient est que les performances d'extinction d'arc sont médiocres. L'espace de décharge amélioré est un espace angulaire, et sa fonction d'extinction d'arc est meilleure que celle du premier. Elle est provoquée par l'action de la puissance électrique F du circuit et la montée du flux d'air chaud pour éteindre l'arc.

2. Tube de décharge de gaz:

Il se compose d'une paire de plaques négatives froides séparées les unes des autres et enfermées dans un tube en verre ou un tube en céramique rempli d'un certain gaz inerte (Ar). Afin d'augmenter la probabilité de déclenchement du tube à décharge, un agent de déclenchement est également prévu dans le tube à décharge. Ce type de tube à décharge rempli de gaz est de type bipolaire et de type tripolaire.

Les paramètres techniques du tube à décharge gazeuse sont: tension de décharge CC Udc; tension de décharge de choc Up (généralement, Up≈ (2 ~ 3) Udc; courant de tenue à fréquence industrielle In; courant de tenue aux chocs Ip; résistance d'isolement R (> 109Ω)); capacité interélectrode (1-5PF)

Le tube à décharge de gaz peut être utilisé dans des conditions DC et AC. La tension de décharge CC sélectionnée Udc est la suivante: Utilisation dans des conditions CC: Udc≥1.8U0 (U0 est la tension CC pour que la ligne fonctionne normalement)

Utilisation dans des conditions CA: U dc ≥ 1.44 Un (Un est la valeur efficace de la tension CA pour le fonctionnement normal de la ligne)

3. varistance:

C'est une varistance semi-conductrice à oxyde métallique avec ZnO comme composant principal. Lorsque la tension appliquée aux deux extrémités atteint une certaine valeur, la résistance est très sensible à la tension. Son principe de fonctionnement est équivalent à la connexion en série et en parallèle de plusieurs semi-conducteurs PN. La varistance est caractérisée par de bonnes caractéristiques non linéaires (I = CUα, α est un coefficient non linéaire), une grande capacité de débit (~ 2KA / cm2), un faible courant de fuite normal (10-7 ~ 10-6A), une faible tension résiduelle (en fonction allumé Dans la tension de fonctionnement et la capacité de débit de la varistance), le temps de réponse à la surtension transitoire est rapide (~ 10-8s), pas de roue libre.

Les paramètres techniques de la varistance sont la tension de varistance (c'est-à-dire la tension de commutation) UN, la tension de référence Ulma; tension résiduelle Ures; rapport de tension résiduelle K (K = Ures / UN); débit maximal Imax; Courant de fuite; Temps de réponse.

La varistance est utilisée dans les conditions suivantes: tension de la varistance: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 est la tension nominale de l'alimentation à fréquence industrielle)

Tension de référence minimale: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (utilisé dans des conditions CC)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (utilisé dans des conditions CA, Uac est une tension de fonctionnement CA)

La tension de référence maximale de la varistance doit être déterminée par la tension de tenue du dispositif électronique protégé. La tension résiduelle de la varistance doit être inférieure au niveau de tension du dispositif électronique protégé, c'est-à-dire (Ulma) max≤Ub / K. Où K est le rapport de tension résiduelle et Ub est la tension d'endommagement de l'appareil protégé.

4. Diode de suppression:

La diode de suppression a une fonction limitée par la pince. Il fonctionne dans la région de ventilation inverse. En raison de sa faible tension de serrage et de sa réponse rapide, il est particulièrement adapté à une utilisation en tant que composants de protection de dernier niveau dans des circuits de protection multi-niveaux. La caractéristique volt-ampère de la diode de suppression dans la zone de claquage peut être exprimée par la formule suivante: I = CUα, où α est un coefficient non linéaire, pour la diode Zener α = 7 ～ 9, dans la diode à avalanche α = 5 ～ sept.

Paramètres techniques de la diode de suppression

(1) Tension de claquage, qui fait référence à la tension de claquage au courant de claquage inverse spécifié (souvent 1 mA), qui se situe généralement dans la plage de 2.9 V à 4.7 V pour les diodes Zener, et au claquage nominal des diodes à avalanche. La tension de port est souvent comprise entre 5.6 V et 200 V.

(2) Tension de pince maximale: il s'agit de la tension la plus élevée apparaissant aux deux extrémités d'un tube lorsqu'il fait passer un courant important d'une forme d'onde prescrite.

(3) Puissance d'impulsion: elle fait référence au produit de la tension maximale de la pince aux deux extrémités du tube et de l'équivalent de courant dans le tube sous une forme d'onde de courant spécifiée (par exemple, 10/1000 μs).

(4) Tension de déplacement inverse: il s'agit de la tension maximale qui peut être appliquée aux deux extrémités du tube dans la zone de fuite inverse, à laquelle le tube ne doit pas tomber en panne. Cette tension de déplacement inverse doit être significativement plus élevée que la crête de tension de fonctionnement la plus élevée du système électronique protégé, c'est-à-dire qu'elle ne peut pas être dans un état de faible conduction pendant le fonctionnement normal du système.

(5) Courant de fuite maximal: il se réfère au courant inverse maximal traversant le tube sous la tension de déplacement inverse.

(6) temps de réponse: 10-11s

5. Bobine de starter:

La bobine d'arrêt est un dispositif de suppression des interférences en mode commun avec de la ferrite comme noyau. Il est enroulé symétriquement sur le même noyau toroïdal en ferrite par deux bobines de même taille et de même nombre de spires. Pour former un dispositif à quatre bornes, il est nécessaire de supprimer la grande inductance du signal de mode commun, et cela a peu d'effet sur l'inductance différentielle du signal de mode différentiel. La bobine d'arrêt peut supprimer efficacement le signal d'interférence de mode commun (tel que l'interférence de foudre) dans la ligne équilibrée mais n'a aucun effet sur le signal de mode différentiel que la ligne transmet normalement.

La bobine d'arrêt doit répondre aux exigences suivantes lorsqu'elle est produite:

1) Les fils enroulés sur le noyau de la bobine doivent être isolés les uns des autres pour s'assurer qu'aucun court-circuit de panne ne se produit entre les spires de la bobine sous une surtension transitoire.

2) Lorsque la bobine traverse un courant instantané important, le noyau ne semble pas saturé.

3) Le noyau de la bobine doit être isolé de la bobine pour éviter la rupture entre les deux sous surtension transitoire.

4) La bobine doit être enroulée autant que possible, ce qui peut réduire la capacité parasite de la bobine et améliorer la capacité de la bobine à une surtension instantanée.

6. 1/4 de longueur d'onde court-circuité

Le pied-de-biche 1/4 de longueur d'onde est un parasurtenseur de signal hyperfréquence basé sur l'analyse spectrale des ondes de foudre et la théorie des ondes stationnaires du chargeur d'antenne. La longueur de la barre de court-circuit métallique dans ce protecteur est basée sur la fréquence du signal de fonctionnement (par exemple 900 MHz ou 1800 MHz). La taille du 1/4 de longueur d'onde est déterminée. La longueur de la barre de court-circuitage parallèle a une impédance infinie pour la fréquence du signal de travail, ce qui équivaut à un circuit ouvert et n'affecte pas la transmission du signal. Cependant, pour les ondes de foudre, l'énergie de la foudre étant principalement distribuée en dessous de n + KHZ, la barre de court-circuit Pour l'impédance de l'onde de foudre est faible, équivalente à un court-circuit, le niveau d'énergie de la foudre est déchargé dans le sol.

Étant donné que le diamètre de la barre de court-circuit de 1/4 de longueur d'onde est généralement de quelques millimètres, la résistance au courant d'impact est bonne, elle peut atteindre 30KA (8/20 μs) ou plus, et la tension résiduelle est faible. Cette tension résiduelle est principalement causée par l'auto-inductance de la barre de court-circuit. L'inconvénient est que la bande de puissance est étroite et que la bande passante est d'environ 2% à 20%. Un autre inconvénient est que la polarisation CC ne peut pas être appliquée au départ d'antenne, ce qui limite certaines applications.

Circuit de base

Le circuit du parasurtenseur a différentes formes selon les différents besoins. Les composants de base sont les différents types mentionnés ci-dessus. Un chercheur de produits de protection contre la foudre techniquement bien connu peut concevoir une variété de circuits, tout comme une boîte de blocs peut être utilisée. Différents modèles structurels. Il est de la responsabilité des agents de protection contre la foudre de développer des produits à la fois efficaces et économiques.

Protection graduée

Le parafoudre de premier étage du parasurtenseur peut saigner pour le courant de foudre direct ou saigner lorsque la ligne de transmission d'énergie est soumise à un coup de foudre direct. Pour les endroits où la foudre peut se produire directement, CLASSE I Doit être effectué. Protection contre la foudre. Le parafoudre du deuxième étage est un dispositif de protection contre la tension résiduelle du parafoudre frontal et la foudre provoquée par la foudre dans la zone. Lorsqu'il y a une grande absorption d'énergie de foudre dans l'étage avant, il y a encore une partie de l'équipement ou du dispositif de protection contre la foudre de troisième niveau. C'est une quantité d'énergie assez énorme qui sera transmise et nécessite un parafoudre de deuxième étage pour une absorption ultérieure. Dans le même temps, la ligne de transmission du parafoudre de premier étage induira également un rayonnement électromagnétique d'impulsion de foudre LEMP. Lorsque la ligne est suffisamment longue, l'énergie de la foudre induite devient suffisamment grande et le dispositif de protection contre la foudre de deuxième niveau est nécessaire pour décharger davantage l'énergie de la foudre. Le parafoudre du troisième étage protège le LEMP et l'énergie foudre résiduelle par le biais du parafoudre du deuxième étage.

Protection de premier niveau

Le but du parasurtenseur est d'empêcher la tension de surtension d'être conduite directement de la zone LPZ0 dans la zone LPZ1, limitant la tension de surtension de dizaines de milliers à des centaines de milliers de volts à 2500-3000V.

Le parasurtenseur installé sur le côté basse tension du transformateur de puissance est un parafoudre d'alimentation triphasé de type interrupteur de tension. Le flux de foudre ne doit pas être inférieur à 60KA. Le parafoudre d'alimentation de cette classe doit être un parafoudre d'alimentation de grande capacité connecté entre les phases de l'entrée du système d'alimentation de l'utilisateur et la terre. Il est généralement nécessaire que le parasurtenseur de cette classe ait une capacité d'impact maximale de plus de 100 ka par phase, et que la tension limite requise soit inférieure à 1500 V, ce qui est appelé un parasurtenseur de classe I et un parasurtenseur. Conçus pour résister aux courants élevés de la foudre et des coups de foudre inductifs, et pour attirer les surtensions à haute énergie, ces parafoudres électromagnétiques shuntent de grandes quantités de courant d'appel vers le sol. Ils fournissent uniquement une tension de limitation (la tension maximale qui apparaît sur la ligne lorsque le courant d'appel passe à travers le parafoudre d'alimentation est appelée tension de limitation). Le protecteur de classe I de classe est principalement utilisé pour absorber les courants d'appel importants, seulement.Ils ne peuvent pas protéger complètement les équipements électriques sensibles à l'intérieur du système d'alimentation.

Le parasurtenseur de premier niveau peut protéger contre les ondes de foudre 10 / 350μs et 100KA et répondre aux normes de protection les plus élevées stipulées par la CEI. La référence technique est la suivante: le flux de foudre est supérieur ou égal à 100KA (10 / 350μs); la tension résiduelle n'est pas supérieure à 2.5 KV; le temps de réponse est inférieur ou égal à 100ns.

Protection de deuxième niveau

Le but du parafoudre est de limiter davantage la tension de surtension résiduelle à travers le parafoudre de premier étage à 1500-2000 V et de connecter le LPZ1-LPZ2 de manière équipotentielle.

Le parafoudre d'alimentation fourni par la ligne de l'armoire de distribution doit être un dispositif de protection contre la foudre d'alimentation à limitation de tension en tant que protection de deuxième niveau. La capacité de courant de foudre ne doit pas être inférieure à 20KA. Il doit être installé dans l'alimentation électrique des équipements électriques importants ou sensibles. Station de distribution routière. Ces parafoudres fournissent une meilleure absorption de l'énergie de surtension résiduelle à travers le parafoudre à l'entrée d'alimentation du client et ont une excellente suppression des surtensions transitoires. Le parafoudre utilisé dans cette zone nécessite une capacité d'impact maximale de 45 kA ou plus par phase, et la tension limite requise doit être inférieure à 1200 V, ce que l'on appelle un CLASSE II parafoudre d'alimentation. Le système d'alimentation en énergie de l'utilisateur général peut réaliser la protection de deuxième niveau pour répondre aux exigences du fonctionnement de l'équipement électrique.

Le parasurtenseur de deuxième étage adopte un protecteur de classe C pour la protection en mode complet phase-phase, phase-terre et terre moyenne. Les principaux paramètres techniques sont: une capacité d'écoulement de la foudre supérieure ou égale à 40KA (8 / 20μs); tension résiduelle La valeur de crête ne dépasse pas 1000 V; le temps de réponse ne dépasse pas 25 ns.

Protection de troisième niveau

Le but du parasurtenseur est de protéger finalement l'équipement en réduisant la tension de surtension résiduelle à moins de 1000V afin que l'énergie de surtension n'endommage pas l'équipement.

Lorsque le dispositif de protection contre la foudre de l'alimentation électrique installé à l'extrémité entrante de l'alimentation en courant alternatif de l'équipement électronique d'information est utilisé comme protection de troisième niveau, il doit s'agir d'un dispositif de protection contre la foudre d'alimentation à limitation de tension de type série, et sa foudre la capacité actuelle ne doit pas être inférieure à 10KA.

La dernière ligne de protection du parafoudre peut être utilisée avec un parasurtenseur intégré dans l'alimentation interne du consommateur pour parvenir à une élimination complète des petites surtensions transitoires. Le parafoudre utilisé ici nécessite une capacité d'impact maximale de 20KA ou moins par phase, et la tension de limitation requise doit être inférieure à 1000V. Il est nécessaire d'avoir un troisième niveau de protection pour certains équipements électroniques particulièrement importants ou particulièrement sensibles, ainsi que pour protéger les équipements électriques des surtensions transitoires générées au sein du système.

Pour l'alimentation de redressement utilisée dans les équipements de communication hyperfréquence, les équipements de communication de stations mobiles et les équipements radar, il est nécessaire de sélectionner le Dispositif de protection contre la foudre d'alimentation CC avec l'adaptation de la tension de fonctionnement comme protection finale de l'étage en fonction de la protection de sa tension de fonctionnement.

Niveau 4 et supérieur

Le parasurtenseur en fonction du niveau de tension de tenue de l'équipement protégé, si la protection contre la foudre à deux niveaux peut atteindre la tension limite inférieure au niveau de tension de tenue de l'équipement, il suffit de faire deux niveaux de protection, si l'équipement résiste à la tension niveau est faible, il peut avoir besoin de quatre niveaux de protection ou plus. La protection de quatrième niveau de sa capacité d'écoulement de la foudre ne doit pas être inférieure à 5KA.

Méthode d'installation

1, exigences d'installation de routine SPD

Le parasurtenseur est installé avec un rail standard de 35 mm

Pour les SPD fixes, les étapes suivantes doivent être suivies pour une installation régulière:

1) Déterminer le chemin du courant de décharge

2) Marquez le fil pour la chute de tension supplémentaire provoquée à la borne de l'appareil.

3) Pour éviter les boucles inductives inutiles, marquez le conducteur PE de chaque appareil.

4) Établissez une liaison équipotentielle entre l'appareil et le SPD.

5) Coordonner la coordination énergétique du SPD à plusieurs niveaux

Afin de limiter le couplage inductif entre la partie de protection installée et la partie non protégée de l'appareil, certaines mesures sont nécessaires. L'inductance mutuelle peut être réduite par la séparation de la source de détection du circuit sacrificiel, la sélection de l'angle de boucle et la limitation de la région en boucle fermée.

Lorsque le conducteur du composant porteur de courant fait partie d'une boucle fermée, la boucle et la tension induite sont réduites lorsque le conducteur s'approche du circuit.

En général, il est préférable de séparer le fil protégé du fil non protégé et il doit être séparé du fil de terre. Dans le même temps, afin d'éviter un couplage en quadrature transitoire entre le câble d'alimentation et le câble de communication, les mesures nécessaires doivent être effectuées.

2, sélection du diamètre du fil de mise à la terre SPD

Ligne de données: l'exigence est supérieure à 2.5 mm²; lorsque la longueur dépasse 0.5 m, elle doit être supérieure à 4 mm².

Powerline: lorsque la section transversale de la ligne de phase S≤16mm², la ligne de masse utilise S; lorsque la section transversale de la ligne de phase est de 16 mm²S≤35mm², la ligne de masse utilise 16 mm²; lorsque la section transversale de la ligne de phase S≥35mm², la ligne de masse nécessite S / 2.

Les principaux paramètres

1. Tension nominale Un: La tension nominale du système protégé est cohérente. Dans le système informatique, ce paramètre indique le type de protecteur à sélectionner, qui indique la valeur effective de la tension alternative ou continue.

2. Tension nominale Uc: peut être appliquée à l'extrémité spécifiée du protecteur pendant une longue période sans provoquer de changement dans les caractéristiques du protecteur et activer la valeur efficace de tension maximale de l'élément de protection.

3. Courant de décharge nominal Isn: Le pic de courant d'appel maximal que le protecteur est toléré lorsqu'une onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 μs est appliquée au protecteur 10 fois.

4. Courant de décharge maximal Imax: Le pic de courant d'appel maximal que le protecteur est toléré lorsqu'une onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 μs est appliquée au protecteur.

5. Niveau de protection de tension Up: La valeur maximale du protecteur dans les tests suivants: la tension de contournement de la pente de 1KV / μs; la tension résiduelle du courant de décharge assigné.

6. Temps de réponse tA: La sensibilité d'action et le temps de claquage du composant de protection spécial se reflétant principalement dans le protecteur, et le changement dans un certain temps dépend de la pente de du / dt ou di / dt.

7. Vitesse de transmission de données Vs: indique le nombre de valeurs de bits transmises en une seconde, l'unité est: bps; il s'agit de la valeur de référence du parafoudre correctement sélectionnée dans le système de transmission de données, et la vitesse de transmission des données du dispositif de protection contre la foudre dépend du mode de transmission du système.

8. Perte d'insertion Ae: Le rapport de la tension avant et après l'insertion du protecteur à une fréquence donnée.

9. Return Loss Ar: Indique le rapport de l'onde de front avant réfléchie par le dispositif de protection (point de réflexion), qui est un paramètre qui mesure directement si le dispositif de protection est compatible avec l'impédance du système.

10. Courant de décharge longitudinal maximal: fait référence à la valeur de crête du courant d'appel maximal auquel le protecteur est soumis lorsque l'onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 μs est appliquée à chaque masse.

11. Courant de décharge latéral maximal: Le pic de courant d'appel maximal auquel le protecteur est soumis lorsque l'onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 μs est appliquée entre la ligne et la ligne.

12. Impédance en ligne: fait référence à la somme de l'impédance et de la réactance inductive de la boucle traversant le protecteur sous la tension nominale Un. Souvent appelé «impédance du système».

13. Courant de décharge de pointe: Il existe deux types: le courant de décharge nominal Isn et le courant de décharge maximal Imax.

14. Courant de fuite: fait référence au courant continu traversant le protecteur à une tension nominale Un de 75 ou 80.

Classé par principe de fonctionnement

1. Type de commutateur: Le principe de fonctionnement du parafoudre est une impédance élevée lorsqu'il n'y a pas de surtension instantanée, mais une fois qu'il répond à la surtension transitoire de foudre, son impédance passera soudainement à une valeur faible, permettant au courant de foudre de passer. Lorsqu'il est utilisé en tant que tel dispositif, le dispositif a: un espace de décharge, un tube à décharge de gaz, un thyristor, etc.

2. Type de limitation de tension: Le principe de fonctionnement du parasurtenseur est une impédance élevée lorsqu'il n'y a pas de surtension transitoire, mais son impédance diminuera continuellement avec l'augmentation du courant et de la tension de surtension, et ses caractéristiques de courant et de tension sont fortement non linéaires. Les dispositifs utilisés en tant que tels dispositifs sont: l'oxyde de zinc, les varistances, les diodes de suppression, les diodes à avalanche, etc.

3. Split ou turbulent ：

Type de shunt: parallèle à l'appareil protégé, présentant une faible impédance à l'impulsion de foudre et une impédance élevée à la fréquence de fonctionnement normale.

Type turbulent: En série avec le dispositif protégé, il présente une impédance élevée à l'impulsion de foudre et une faible impédance à la fréquence de fonctionnement normale.

Les dispositifs utilisés comme tels dispositifs sont: des bobines d'arrêt, des filtres passe-haut, des filtres passe-bas, des courts-circuits quart d'onde, etc.

Utilisation du dispositif de protection contre les surtensions SPD

(1) Protecteur d'alimentation: protecteur d'alimentation CA, protecteur d'alimentation CC, protecteur d'alimentation à découpage, etc.

Le module de protection contre la foudre pour alimentation CA convient à la protection électrique des salles de distribution électrique, des armoires de distribution électrique, des armoires de commande, des panneaux de distribution d'alimentation CA / CC, etc.

Il y a des boîtes de distribution d'entrée extérieures et des boîtes de distribution de couche de bâtiment dans le bâtiment;

Pour les réseaux électriques industriels basse tension (220 / 380VAC) et les réseaux électriques civils;

Dans le système d'alimentation, il est principalement utilisé pour l'entrée ou la sortie de l'alimentation triphasée dans l'écran d'alimentation de la salle de commande principale de la salle des machines d'automatisation ou de la sous-station.

Convient à une variété de systèmes d'alimentation CC, tels que:

Panneau de distribution d'alimentation CC;

Équipement d'alimentation en courant continu;

Boîte de distribution DC;

Armoire de système d'information électronique;

La sortie de l'alimentation secondaire.

(2) Protecteur de signal: protecteur de signal basse fréquence, protecteur de signal haute fréquence, protecteur de chargeur d'antenne, etc.

Dispositif de protection contre la foudre du signal réseau:

Protection inductive contre les surtensions causées par la foudre et les impulsions électromagnétiques de la foudre pour les équipements de réseau tels que le commutateur 10 / 100Mbps, le concentrateur, le ROUTEUR; · Protection de commutateur de réseau de salle de réseau; · Protection du serveur de la salle du réseau; · Salle de réseau autre protection de périphérique d'interface réseau;

Le boîtier de protection contre la foudre intégré à 24 ports est principalement utilisé pour la protection centralisée de plusieurs canaux de signaux dans les armoires réseau intégrées et les armoires de sous-commutateur.

Dispositif de protection contre la foudre du signal vidéo:

Le parasurtenseur est principalement utilisé pour la protection point à point de l'équipement de signal vidéo. Il peut protéger divers équipements de transmission vidéo de la foudre inductive et de la surtension de la ligne de transmission de signaux. Il est également applicable à la transmission RF sous la même tension de fonctionnement. Le boîtier de protection contre la foudre vidéo multi-port intégré est principalement utilisé pour la protection centralisée des appareils de contrôle tels que les enregistreurs à disque dur et les découpeurs vidéo dans l'armoire de commande intégrée.

Marque de protection contre les surtensions

Les parafoudres les plus courants sur le marché sont: le parasurtenseur Chine LSP, le parasurtenseur Allemagne OBO, le parasurtenseur DEHN, le parasurtenseur PHOENIX, le parasurtenseur US ECS, le parasurtenseur US PANAMAX, le parasurtenseur INNOVATIVE, le parasurtenseur US POLYPHASER, le parasurtenseur France Soule , UK ESP Furse parasurtenseur etc.