SPD do dispositivo de protección contra sobretensións

O dispositivo de protección contra sobretensións SPD tamén se denomina descargador de sobretensións. Todos os protectores contra sobretensións para un propósito específico son realmente unha especie de interruptor rápido e o protector contra sobretensións actívase nun determinado rango de tensión. Despois de ser activado, o compoñente de supresión do protector de sobretensión desconectarase do estado de alta impedancia e o polo L converterase nun estado de baixa resistencia. Deste xeito, pódese ventilar a corrente de subida de enerxía local no dispositivo electrónico. Durante todo o proceso de raios, o protector contra sobretensións manterá unha tensión relativamente constante a través do poste. Esta tensión garante que o protector de sobretensión estea sempre activado e poida descargar con seguridade a corrente de sobretensión á terra. Noutras palabras, os protectores contra sobretensións protexen os equipos electrónicos sensibles contra os efectos dos raios, a actividade de conmutación na rede pública, os procesos de corrección do factor de potencia e outra enerxía xerada por actividades internas e externas a curto prazo.

aplicación

O raio ten ameazas evidentes á seguridade persoal e supón unha ameaza potencial para varios dispositivos. O dano das subidas de enerxía dos equipos non se limita ao directo raios. Os raios de curto alcance representan unha enorme ameaza para os dispositivos electrónicos modernos e sensibles; por outra banda, a actividade de raios na distancia e descarga entre nubes treboentas pode crear fortes correntes de entrada na fonte de alimentación e nos lazos de sinal, de xeito que o equipo de fluxo normal sexa normal. Corre e acurta a vida útil do equipo. A corrente de lóstrego flúe pola terra debido á presenza de resistencia ao chan, que xera unha alta tensión. Esta alta tensión non só pon en perigo os equipos electrónicos senón que tamén pon en perigo a vida humana debido á tensión de paso.

A sobretensión, como o nome suxire, é unha sobretensión transitoria que supera a tensión normal de funcionamento. En esencia, un protector contra sobretensións é un pulso violento que se produce en poucas millonésimas de segundo e pode causar sobretensións: equipos pesados, curtocircuítos, conmutación de enerxía ou motores grandes. Os produtos que conteñen descargadores de sobretensión poden absorber eficazmente explosións repentinas de enerxía para protexer os equipos conectados contra danos.

Un protector contra sobretensións, tamén chamado pararraios, é un dispositivo electrónico que proporciona protección de seguridade para varios dispositivos electrónicos, instrumentos e liñas de comunicación. Cando de súpeto se xera unha corrente ou tensión repentina nun circuíto eléctrico ou nunha liña de comunicación debido a interferencias externas, o protector de sobretensión pode conducir a derivación en moi pouco tempo, evitando así danos a outros equipos do circuíto pola sobretensión.

Características básicas

O protector contra sobretensións ten un gran caudal, unha baixa tensión residual e un tempo de resposta rápido;

Use a última tecnoloxía de extinción de arco para evitar completamente os incendios;

Circuíto de protección de control de temperatura con protección térmica incorporada;

Cunha indicación de estado de enerxía que indica o estado de traballo do protector contra sobretensións;

A estrutura é rigorosa e o traballo é estable e fiable.

Terminoloxía

1, sistema de terminación de aire

Os protectores contra sobretensións úsanse para obxectos metálicos e estruturas metálicas que aceptan ou soportan directamente os raios, como pararraios, cintas de protección contra raios (liñas), redes de protección contra raios, etc.

2, sistema de condutor abaixo

O protector contra sobretensións conecta o condutor metálico do receptor do raio ao dispositivo de posta a terra.

3, sistema de terminación da terra

A suma do electrodo terrestre e do condutor terrestre.

4, electrodo de terra

Un condutor metálico enterrado no chan que está en contacto directo coa terra. Tamén coñecido como polo de posta a terra. Varios membros metálicos, instalacións metálicas, tubos metálicos, equipos metálicos, etc. que contactan directamente coa terra tamén poden servir como electrodo da Terra, que se denomina electrodo natural da Terra.

5, condutor de terra

Conecte os fíos ou condutores de conexión do dispositivo de conexión a terra desde o terminal de conexión a terra dos equipos eléctricos aos cables de conexión ou condutores do dispositivo de conexión a terra dos obxectos metálicos que precisan unión equipotencial, o terminal de conexión a terra total, a tarxeta resumo de conexión a terra, a conexión a terra total barra e o enlace equipotencial.

6, lóstrego directo

Raios directos en obxectos reais como edificios, terra ou dispositivos de protección contra raios.

7, flashover de volta

A corrente de raio pasa por un punto de terra ou un sistema de terra para provocar un cambio no potencial de terra da rexión. Os contraataques do potencial de terra poden causar cambios no potencial do sistema de terra, o que pode provocar danos nos equipos electrónicos e eléctricos.

8, sistema de protección contra raios (LPS)

Os protectores de sobretensión reducen os danos causados ​​polos raios en edificios, instalacións, etc., incluídos os sistemas de protección contra raios externos e internos.

8.1 Sistema externo de protección contra raios

Parte de protección contra raios do exterior ou do corpo dun edificio. O protector contra sobretensións normalmente consiste nun receptor de raios, un condutor descendente e un dispositivo de posta a terra para evitar os raios directos.

8.2 Sistema interno de protección contra raios

A parte de protección contra raios dentro do edificio (estrutura), o protector contra sobretensións normalmente consiste nun sistema de conexión equipotencial, un sistema de terra común, un sistema de protección, un cableado razoable, un protector contra sobretensións, etc., usado principalmente para reducir e previr a corrente de raios. o espazo protector.

Análise

Os desastres lóstregos son un dos desastres naturais máis graves. Hai moitas vítimas e perdas de bens causadas por desastres lóstregos cada ano no mundo. Cun gran número de aplicacións de dispositivos electrónicos e microelectrónicos integrados, os danos de sistemas e equipos causados ​​pola sobretensión do raio e polos impulsos electromagnéticos dos raios están a aumentar. Polo tanto, é moi importante resolver canto antes o problema de protección contra desastres dos edificios e dos sistemas electrónicos de información.

A descarga de raios do protector contra sobretensións pode ocorrer entre nubes ou nubes, ou entre nubes e terra; ademais da sobretensión interna causada polo uso de moitos equipos eléctricos de gran capacidade, o sistema de alimentación (o sistema de alimentación de baixa tensión de China estándar: CA 50Hz 220 / 380V) e o impacto dos equipos eléctricos e protección contra raios e sobretensións converteuse no foco de atención.

O raio entre a nube e o chan do protector contra sobretensións consiste nun ou varios lóstregos separados, cada un deles leva unha corrente moi alta con duracións moi curtas. Unha descarga típica de raios incluirá dous ou tres raios, aproximadamente un vinte de segundo entre cada raios. A maioría das correntes lóstregas caen entre 10,000 e 100,000 amperios e a súa duración é normalmente inferior a 100 microsegundos.

O uso de equipos de grande capacidade e equipos inversores no sistema de alimentación de protección contra sobretensións provocou un problema de sobretensión interno cada vez máis grave. Atribuímolo aos efectos da sobretensión transitoria (TVS). O alcance permitido da tensión de alimentación está presente para calquera dispositivo alimentado. Ás veces, incluso un choque de sobretensión moi estreito pode causar enerxía ou danar o equipo. É o caso dos danos por sobretensión transitoria (TVS). Especialmente para algúns dispositivos microelectrónicos sensibles, ás veces unha pequena oleada pode causar danos mortais.

Cos requisitos cada vez máis estritos para a protección contra raios de equipos relacionados, a instalación do dispositivo de protección contra sobretensións (SPD) para suprimir as sobretensións e sobretensións transitorias na liña e a sobrecorriente na liña de purga converteuse nunha parte importante da moderna tecnoloxía de protección contra raios. un.

1, características do raio

A protección contra raios inclúe protección contra raios externa e protección contra raios interna. A protección contra raios externa úsase principalmente para receptores de raios (pararraios, redes de protección contra raios, cintos de protección contra raios, liñas de protección contra raios), condutores de baixada e dispositivos de posta a terra. A función principal do protector contra sobretensións é garantir que o corpo do edificio está protexido contra os raios directos. Os raios que poden chegar a un edificio descárganse na terra a través de pararraios (cintas, redes, fíos), condutores descendentes, etc. A protección interna contra raios inclúe protección contra raios, sobretensións, contraataques do potencial do chan, intrusión de ondas raios e electromagnéticos e electrostáticos indución. O método baséase na unión equipotencial, incluída a conexión directa e a conexión indirecta a través de SPD, de xeito que o corpo metálico, a liña de equipos e a terra forman un corpo equipotencial condicional e as instalacións internas son derivadas e inducidas por raios e outras sobretensións. A corrente de lóstrego ou intensidade de descarga descárgase á terra para protexer a seguridade das persoas e dos equipos do edificio.

Os raios caracterízanse por un aumento de tensión moi rápido (dentro de 10 μs), alta tensión máxima (decenas de miles a millóns de voltios), grande corrente (decenas a centos de miles de amperios) e curta duración (decenas a centos de microsegundos)), a velocidade de transmisión é rápida (transmite á velocidade da luz), a enerxía é moi enorme e é a máis destrutiva entre as tensións de sobretensión.

2, clasificación dos protectores contra sobretensións

O SPD é un dispositivo indispensable para a protección contra raios de equipos electrónicos. A súa función é limitar a sobretensión instantánea da liña eléctrica e da liña de transmisión de sinal ao rango de tensión que poden soportar o equipo ou o sistema ou descargar unha potente corrente de raio ao chan. Protexa os equipos ou sistemas protexidos contra os golpes.

2,1 Clasificación por principio de traballo

Clasificado segundo o seu principio de funcionamento, o SPD pódese dividir en tipo de interruptor de tensión, tipo de límite de tensión e tipo combinado.

(1) Interruptor de tensión tipo SPD. En ausencia de sobretensión transitoria, presenta alta impedancia. Unha vez que responde a sobretensións transitorias de raios, a súa impedancia muta a baixa impedancia, permitindo que pase a corrente de lóstrego, tamén coñecido como "interruptor de cortocircuito tipo SPD".

(2) SPD limitador de presión. Cando non hai sobretensión transitoria, é unha impedancia elevada, pero a medida que aumenta a intensidade de tensión e a tensión, a súa impedancia seguirá diminuíndo e as súas características de corrente e tensión son fortemente non lineais, ás veces chamadas "SPD tipo suxeito".

(3) SPD combinado. É unha combinación dun compoñente de tipo de conmutación de tensión e un compoñente de tipo limitador de tensión, que se pode amosar como un tipo de conmutación de tensión ou un tipo de limitación de tensión ou ambos, dependendo das características da tensión aplicada.

2.2 Clasificación por finalidade

Segundo o seu uso, SPD pódese dividir en liña eléctrica SPD e liña de sinal SPD.

2.2.1 SPD da liña eléctrica

Dado que a enerxía dos raios é moi grande, é necesario descargar gradualmente a enerxía dos raios á terra mediante unha descarga gradual. Instale un protector contra sobretensións ou un protector contra sobretensións que limite a tensión que supere a proba de clasificación de clase I na unión da zona de protección contra raios directa (LPZ0A) ou a zona de protección contra raios directa (LPZ0B) e a primeira zona de protección (LPZ1). Protección primaria, que descarga corrente de raios directos ou descarga grandes cantidades de enerxía conducida cando a liña de transmisión de enerxía está sometida a raios directos. Un protector de sobretensión limitante de tensión está instalado na unión de cada zona (incluída a zona LPZ1) detrás da primeira zona de protección como segundo, terceiro ou maior nivel de protección. O protector de segundo nivel é un dispositivo de protección contra a tensión residual do protector de pre-etapa e o raio inducido na zona. Cando a absorción de enerxía lóstrego do escenario frontal é grande, algunhas partes aínda son bastante grandes para o equipo ou o protector de terceiro nivel. A enerxía que se transmita requirirá unha maior absorción polo protector de segundo nivel. Ao mesmo tempo, a liña de transmisión do pararrayos na primeira etapa tamén inducirá a radiación de pulso electromagnético. Cando a liña é o suficientemente longa, a enerxía do raio inducido faise o suficientemente grande e necesítase o protector de segundo nivel para purgar aínda máis a enerxía do raio. O protector de terceira etapa protexe a enerxía do raio residual a través do protector de segunda etapa. De acordo co nivel de tensión de resistencia do equipo protexido, se a protección contra raios de dous niveis pode alcanzar o límite de tensión por debaixo do nivel de tensión do equipo, só se precisan dous niveis de protección; se o equipo soporta un nivel de tensión baixo, pode requirir catro niveis ou incluso máis niveis de protección.

Escolla SPD, ten que comprender algúns parámetros e como funcionan.

(1) A onda de 10 / 350μs é unha forma de onda que simula un raio directo e a enerxía da forma de onda é grande; a onda 8 / 20μs é unha forma de onda que simula a indución e a condución de raios.

(2) A corrente nominal de descarga In refírese á corrente máxima que flúe a través da onda de corrente SPD e 8/20 μs.

(3) A corrente máxima de descarga Imax, tamén coñecida como caudal máximo, refírese á corrente máxima de descarga que pode soportar o SPD cunha onda de corrente de 8 / 20μs.

(4) A tensión máxima de resistencia continua Uc (rms) refírese á tensión máxima rms ou tensión continua que se pode aplicar continuamente ao SPD.

(5) A tensión residual Ur refírese ao valor da presión residual na corrente nominal de descarga In.

(6) A tensión de protección Up caracteriza o parámetro característico da tensión entre os terminais límite SPD e pódese seleccionar o seu valor na lista de valores preferidos, que deben ser superiores ao valor máis alto da tensión límite.

(7) O interruptor de tensión tipo SPD descarga principalmente onda de corrente de 10 / 350μs e o tipo de limitación de tensión SPD descarga principalmente onda de corrente de 8 / 20μs.

2.2.2 SPD de liña de sinal

A liña de sinal SPD é realmente un pararraios instalado na liña de transmisión de sinal, xeralmente na parte frontal do dispositivo, para protexer os dispositivos posteriores e evitar que as ondas de lóstrego inflúan no dispositivo danado da liña de sinal.

1) Selección do nivel de protección de tensión (arriba)

O valor Up non debe exceder a tensión nominal do equipo protexido. A subida require que o SPD estea ben combinado co illamento do equipo que se está protexendo.

No sistema de distribución e abastecemento de enerxía de baixa tensión, o equipo debería ter unha certa capacidade para soportar as sobretensións, é dicir, a capacidade de soportar choques e sobretensións. Cando non se pode obter o valor de sobretensión de impacto de varios equipos do sistema trifásico de 220 / 380V, pódese seleccionar segundo os indicadores da IEC 60664-1.

2) Selección da corrente nominal de descarga In (capacidade de fluxo de impacto)

A corrente de pico que flúe polo SPD, onda de corrente de 8/20 μs. Utilízase para a proba de clasificación de clase II de SPD e tamén para o pretratamento de SPD para probas de clasificación de clase I e clase II.

De feito, In é o valor máximo máximo da corrente de sobretensión que pode pasar o número de veces especificado (normalmente 20 veces) e a forma de onda especificada (8/20 μs) sen danos substanciais ao SPD.

3) Selección da corrente máxima de descarga Imax (capacidade límite de fluxo de choque)

A corrente de pico que flúe a través da onda de corrente SPD, 8/20 μs, úsase para a proba de clasificación de clase II. Imax ten moitas similitudes con In, que usa unha corrente de pico de 8/20 μs de onda de corrente para realizar unha proba de clasificación de clase II en SPD. A diferenza tamén é obvia. Imax só realiza unha proba de impacto no SPD, e o SPD non causa danos substanciais despois da proba e In pode facer 20 probas deste tipo e o SPD non se pode destruír substancialmente despois da proba. Polo tanto, Imax é o límite de corrente do impacto, polo que a corrente de descarga máxima tamén se denomina capacidade de fluxo de impulso final. Obviamente, Imax> In.

principio de funcionamento

O dispositivo de protección contra sobretensións é un dispositivo indispensable para a protección contra raios de equipos electrónicos. Antigamente chamábase "protector" ou "protector de sobretensión". O inglés abreviase como SPD. O papel do protector contra sobretensións é: A sobretensión transitoria na liña eléctrica e a liña de transmisión de sinal limítase ao rango de voltaxe que poden soportar o equipo ou o sistema ou a poderosa corrente de raio descárgase ao chan para protexer o equipo protexido ou sistema por impacto e danos.

O tipo e a estrutura do protector contra sobretensións varían dunha aplicación a outra, pero debe conter polo menos un compoñente non lineal de limitación de tensión. Os compoñentes básicos utilizados nos protectores de sobretensión son o oco de descarga, o tubo de descarga cheo de gas, o varistor, o diodo de supresión e a bobina de estrangulamento.

Compoñente básico

1. Lagoa de descarga (tamén coñecida como brecha de protección):

Xeralmente está composto por dúas varas metálicas separadas por un certo oco exposto ao aire, unha delas conectada á liña de fase de alimentación L ou á liña neutra (N) do dispositivo de protección requirido, e a outra varilla metálica e a a liña de terra (PE) está conectada. Cando a sobretensión transitoria golpea, a brecha descomponse e introdúcese unha parte da carga de sobretensión na terra, o que evita a subida de tensión no dispositivo protexido. A distancia entre as dúas varas metálicas do oco de descarga pódese axustar segundo sexa necesario e a estrutura é relativamente sinxela e a desvantaxe é que o rendemento de extinción do arco é pobre. O espazo de descarga mellorado é un espazo angular e a súa función de extinción de arco é mellor que a do primeiro. É causado pola acción da enerxía eléctrica F do circuíto e a subida do fluxo de aire quente para extinguir o arco.

2. Tubo de descarga de gas:

Consiste nun par de placas negativas frías que están separadas entre si e encerradas nun tubo de vidro ou tubo cerámico cheo de certo gas inerte (Ar). Para aumentar a probabilidade de disparo do tubo de descarga, tamén se proporciona un axente desencadeante no tubo de descarga. Este tipo de tubo de descarga cheo de gas ten un tipo bipolar e un tipo tripolar.

Os parámetros técnicos do tubo de descarga de gas son: tensión de descarga CC Udc; tensión de descarga de choque Arriba (Xeralmente, Arriba ≈ (2 ~ 3) Udc; corrente de resistencia de frecuencia de potencia In; corrente de resistencia a impulsos Ip; resistencia de illamento R (> 109Ω)); capacitancia interelectrodo (1-5PF)

O tubo de descarga de gas pode usarse en condicións de corrente continua e corrente alterna. A tensión de descarga CC seleccionada Udc é a seguinte: Uso en condicións de CC: Udc≥1.8U0 (U0 é a tensión CC para que a liña funcione normalmente)

Uso en condicións de CA: U dc ≥ 1.44Un (Un é o valor rms da tensión AC para o funcionamento normal da liña)

3. Varistor:

É un varistor semicondutor de óxido metálico con ZnO como compoñente principal. Cando a tensión aplicada a ambos extremos alcanza un determinado valor, a resistencia é moi sensible á tensión. O seu principio de funcionamento é equivalente á conexión en serie e paralela de múltiples semicondutores PN. O varistor caracterízase por boas características non lineais (I = CUα, α é un coeficiente non lineal), gran capacidade de fluxo (~ 2KA / cm2), baixa corrente de fuga normal (10-7 ~ 10-6A), baixa tensión residual (dependendo activado Na tensión de funcionamento do varistor e na capacidade de caudal), o tempo de resposta á sobretensión transitoria é rápido (~ 10-8s), sen roda libre.

Os parámetros técnicos do varistor son a tensión varistor (é dicir, tensión de conmutación) UN, tensión de referencia Ulma; tensión residual Ures; relación de tensión residual K (K = Ures / UN); capacidade máxima de caudal Imax; corrente de fuga; tempo de resposta.

O varistor úsase nas seguintes condicións: tensión do varistor: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 é a tensión nominal da fonte de alimentación de frecuencia de enerxía)

Tensión mínima de referencia: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (usada en condicións de corrente continua)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (usado en condicións de CA, Uac é tensión de funcionamento CA)

A tensión máxima de referencia do varistor debe estar determinada pola tensión de resistencia do dispositivo electrónico protexido. A tensión residual do varistor debe ser inferior ao nivel de tensión do dispositivo electrónico protexido, é dicir (Ulma) max≤Ub / K. Onde K é a relación de tensión residual e Ub é a tensión de dano do dispositivo protexido.

4. Diodo de supresión:

O diodo de supresión ten unha función limitada por pinza. Opera na rexión de descomposición inversa. Debido á súa baixa tensión de suxeición e resposta rápida, é especialmente adecuado para o seu uso como compoñentes de protección de último nivel en circuítos de protección de varios niveis. A característica volt-amperio do diodo de supresión na rexión de avaría pódese expresar coa seguinte fórmula: I = CUα, onde α é un coeficiente non lineal, para o diodo Zener α = 7 9 5, no diodo de avalancha α = 7 ～ XNUMX.

Parámetros técnicos do diodo de supresión

(1) Tensión de avaría, que se refire á tensión de avaría na corrente de avaría inversa especificada (a miúdo 1ma), que normalmente está dentro do rango de 2.9 V a 4.7 V para os diodos Zener e a avaría nominal dos diodos de avalancha. A tensión de uso adoita estar entre 5.6V e 200V.

(2) Tensión máxima de pinza: refírese á tensión máis alta que aparece nos dous extremos dun tubo cando pasa unha gran corrente dunha forma de onda prescrita.

(3) Potencia de impulso: refírese ao produto da tensión máxima de sujeción en ambos os extremos do tubo e ao equivalente de corrente no tubo baixo unha forma de onda de corrente especificada (por exemplo, 10/1000 μs).

(4) Tensión de desprazamento inverso: refírese á tensión máxima que se pode aplicar a ambos os extremos do tubo na zona de fuga inversa, na que o tubo non debe romper. Esta tensión de desprazamento inverso debería ser significativamente maior que o pico de tensión de funcionamento máis alto do sistema electrónico protexido, é dicir, non pode estar nun estado de condución feble durante o funcionamento normal do sistema.

(5) Intensidade máxima de fuga: refírese á intensidade máxima inversa que flúe polo tubo baixo a tensión de desprazamento inversa.

(6) Tempo de resposta: 10-11s

5. Bobina de asfixia:

A bobina de estrangulamento é un dispositivo común de supresión de interferencias con ferrita como núcleo. Está rodado simétricamente no mesmo núcleo toroidal de ferrita por dúas bobinas do mesmo tamaño e o mesmo número de voltas. Para formar un dispositivo de catro terminais, é necesario suprimir a gran inductancia do sinal de modo común e ten pouco efecto sobre a inductancia diferencial do sinal de modo diferencial. A bobina de estrangulamento pode suprimir efectivamente o sinal de interferencia de modo común (como a interferencia de raios) na liña equilibrada pero non ten efecto sobre o sinal de modo diferencial que a liña transmite normalmente.

A bobina de afogo debe cumprir os seguintes requisitos cando se produce:

1) Os fíos enrolados no núcleo da bobina deberían estar illados entre si para garantir que non se produza unha curta avaría entre as voltas da bobina baixo sobretensión transitoria.

2) Cando a bobina flúe a través dunha gran corrente instantánea, o núcleo non parece estar saturado.

3) O núcleo da bobina debe estar illado da bobina para evitar a rotura entre as dúas baixo sobretensión transitoria.

4) A bobina debe ser enrolada o máximo posible, o que pode reducir a capacidade parasitaria da bobina e mellorar a capacidade da bobina de sobretensión instantánea.

6. 1/4 de lonxitude de onda curtocircuitado

A palanca de lonxitude de onda de 1/4 é un protector contra sobretensións do sinal de microondas baseado na análise espectral de ondas de lóstrego e na teoría das ondas estacionarias do alimentador de antena. A lonxitude da barra metálica deste protector está baseada na frecuencia do sinal de funcionamento (por exemplo, 900 MHz ou 1800 MHz). Determínase o tamaño da lonxitude de onda 1/4. A lonxitude da barra de curtocircuíto paralela ten unha impedancia infinita para a frecuencia do sinal de traballo, que equivale a un circuíto aberto e non afecta á transmisión do sinal. Non obstante, para ondas de lóstrego, dado que a enerxía do lóstrego distribúese principalmente por debaixo de n + KHZ, a barra de curtocircuíto. Para a impedancia da onda de lóstrego é pequena, equivalente a un curtocircuíto, o nivel de enerxía do raio descárgase ao chan.

Dado que o diámetro da barra de curtocircuíto de 1/4 de lonxitude de onda é xeralmente de poucos milímetros, a resistencia á corrente de impacto é boa e pode alcanzar 30KA (8 / 20μs) ou máis e a tensión residual é pequena. Esta tensión residual é causada principalmente pola autoinductancia da barra de curtocircuíto. A deficiencia é que a banda de potencia é estreita e o ancho de banda é dun 2% a un 20%. Outra desvantaxe é que o polarización de corrente continua non se pode aplicar ao alimentador de antena, o que limita algunhas aplicacións.

Circuíto básico

O circuíto do protector de sobretensión ten diferentes formas segundo diferentes necesidades. Os compoñentes básicos son os varios tipos mencionados anteriormente. Un investigador de produtos de protección contra raios coñecido tecnicamente pode deseñar unha variedade de circuítos, do mesmo xeito que se pode usar unha caixa de bloques. Diferentes patróns estruturais. É responsabilidade dos traballadores contra a protección contra o raio desenvolver produtos que sexan eficaces e rendibles.

Protección graduada

O pararraios na primeira etapa do protector contra sobretensións pode sangrar por corrente directa ou sangrar cando a liña de transmisión de enerxía está sometida a un raio directo. Para os lugares onde poden producirse raios directos, CLASE-I debe realizarse. Protección contra raios. O pararraios en segunda etapa é un dispositivo de protección contra a tensión residual do dispositivo de protección contra raios frontal e contra o raio na zona. Cando hai unha gran absorción de enerxía lóstrego na fase frontal, aínda queda unha parte do equipo ou do dispositivo de protección contra raios de terceiro nivel. É unha cantidade enorme de enerxía que se transmitirá e require un descargador de segunda etapa para unha maior absorción. Ao mesmo tempo, a liña de transmisión do pararraios na primeira etapa tamén inducirá a radiación electromagnética LEMP. Cando a liña é o suficientemente longa, a enerxía do raio inducido faise suficientemente grande e é necesario o dispositivo de protección contra o raio de segundo nivel para descargar aínda máis a enerxía do raio. O pararraios da terceira etapa protexe o LEMP e a enerxía do raio residual a través do pararraios da segunda etapa.

Protección de primeiro nivel

O propósito do protector contra sobretensións é evitar que a tensión de sobretensión se conduza directamente desde a zona LPZ0 ata a zona LPZ1, limitando a tensión de sobretensión de decenas de miles a centos de miles de voltios a 2500-3000V.

O protector contra sobretensións instalado no lado de baixa tensión do transformador de enerxía é un descargador de raios de tipo interruptor de tensión trifásico. O fluxo de raios non debe ser inferior a 60KA. O pararraios de subministración de enerxía desta clase será un pararraios de alimentación de gran capacidade conectado entre as fases da entrada do sistema de alimentación do usuario e a terra. Xeralmente é necesario que o protector de sobretensións desta clase teña unha capacidade máxima de impacto superior a 100KA por fase e a tensión límite requirida sexa inferior a 1500V, o que se denomina protector de sobretensións de CLASE I e protector de sobretensións. Deseñados para soportar as altas correntes de raios e raios indutivos e para atraer sobretensións de enerxía, estes descargadores de sobretensión electromagnética derivan grandes cantidades de corrente de entrada ao chan. Só proporcionan unha tensión limitante (a tensión máxima que aparece na liña cando a corrente de entrada flúe polo descargador de fonte de enerxía chámase tensión limitante). O protector de CLASE I úsase principalmente para absorber grandes correntes de entrada, só que non poden protexer completamente os equipos eléctricos sensibles dentro do sistema de alimentación.

O protector de sobretensións de primeiro nivel pode protexer contra ondas de raios de 10 / 350μs e 100KA e cumprir os máis altos estándares de protección estipulados pola IEC. A referencia técnica é a seguinte: o fluxo de raios é maior ou igual a 100KA (10 / 350μs); a tensión residual non é superior a 2.5 KV; o tempo de resposta é menor ou igual a 100ns.

Protección de segundo nivel

O propósito do protector contra sobretensións é limitar aínda máis a tensión de sobretensión residual a través do pararraios da primeira etapa a 1500-2000V e conectar equipotencialmente o LPZ1-LPZ2.

O pararraios de subministración de enerxía producido pola liña do armario de distribución será un dispositivo de protección contra raios de alimentación limitante de tensión como protección de segundo nivel. A capacidade de corrente eléctrica non será inferior a 20KA. Instalarase na fonte de alimentación de equipos eléctricos importantes ou sensibles. Estación de distribución por estrada. Estes descargadores de sobretensión proporcionan unha mellor absorción da enerxía de sobretensión residual a través do descargador de sobretensión na entrada de alimentación do cliente e teñen unha excelente supresión de sobretensións transitorias. O descargador de sobretensións usado nesta área require unha capacidade máxima de impacto de 45 kA ou máis por fase, e a tensión límite requirida debería ser inferior a 1200 V, o que se denomina CLASE II pararraios de alimentación. O sistema de subministración de enerxía do usuario xeral pode conseguir unha protección de segundo nivel para cumprir os requisitos do funcionamento do equipo eléctrico.

O protector contra sobretensións da segunda etapa adopta o protector de clase C para a protección de modo completo de fase a fase, terra e medio. Os principais parámetros técnicos son: capacidade de fluxo de raios maior ou igual a 40KA (8 / 20μs); tensión residual O valor máximo non é superior a 1000V; o tempo de resposta non supera os 25ns.

Protección de terceiro nivel

O propósito do protector contra sobretensións é protexer o equipo en definitiva reducindo a tensión de sobretensión residual a menos de 1000V para que a enerxía de sobretensión non dane o equipo.

Cando o dispositivo de protección contra raios de fonte de enerxía instalado no extremo entrante da fonte de alimentación de CA do equipo de información electrónica se use como protección de terceiro nivel, será un dispositivo de protección contra raios de fonte de alimentación limitante de tensión de serie. a capacidade actual non será inferior a 10KA.

A liña final de protección do protector contra sobretensións pódese usar cun protector de sobretensión incorporado na fonte de alimentación interna do consumidor para lograr unha eliminación completa de pequenas sobretensións transitorias. O descargador de sobretensións utilizado aquí require unha capacidade de impacto máxima de 20KA ou menos por fase e a tensión límite requirida debe ser inferior a 1000V. É necesario ter un terceiro nivel de protección para algúns equipos electrónicos especialmente importantes ou especialmente sensibles, así como para protexer o equipo eléctrico das sobretensións transitorias xeradas dentro do sistema.

Para a fonte de alimentación de rectificación utilizada en equipos de comunicación por microondas, equipos de comunicación de estación móbiles e equipos de radar, é necesario seleccionar Dispositivo de protección contra raios de alimentación de corrente continua coa adaptación da tensión de traballo como protección final da etapa segundo a protección da súa tensión de traballo.

Nivel 4 e superior

O protector contra sobretensións segundo o nivel de tensión de resistencia do equipo protexido, se a protección contra raios de dous niveis pode alcanzar a tensión límite por debaixo do nivel de tensión de resistencia do equipo, só precisa facer dous niveis de protección, se o equipo soporta a tensión o nivel é baixo, pode necesitar catro ou máis niveis de protección. A protección de cuarto nivel da súa capacidade de fluxo lóstrego non debe ser inferior a 5KA.

Método de instalación

1, requisitos de instalación de rutina SPD

O protector contra sobretensións está instalado cun carril estándar de 35 mm

Para os SPD fixos, deben seguirse os seguintes pasos para a instalación regular:

1) Determinar a ruta de descarga actual

2) Marque o fío para a caída de tensión adicional causada no terminal do dispositivo.

3) Para evitar bucles indutivos innecesarios, marque o condutor PE de cada dispositivo.

4) Establecer un enlace equipotencial entre o dispositivo e o SPD.

5) Coordinar a coordinación enerxética do SPD de varios niveis

Para limitar o acoplamento indutivo entre a parte de protección instalada e a parte non protexida do dispositivo, son necesarias certas medidas. A inductancia mutua pode reducirse separando a fonte de detección do circuíto de sacrificio, a selección do ángulo do lazo e a limitación da rexión do lazo pechado.

Cando o condutor compoñente que transporta corrente forma parte dun lazo pechado, o lazo e a tensión inducida redúcense a medida que o condutor se achega ao circuíto.

En xeral, é mellor separar o fío protexido do fío non protexido e debe separarse do fío de terra. Ao mesmo tempo, para evitar o acoplamento transitorio de cuadratura entre o cable de alimentación e o cable de comunicación, deberíanse facer as medidas necesarias.

2, selección do diámetro do fío de terra SPD

Liña de datos: o requisito é superior a 2.5 mm²; cando a lonxitude supera os 0.5 m, é necesario que sexa superior a 4 mm².

Liña eléctrica: cando a área de sección transversal da liña de fase S≤16mm², a liña de terra usa S; cando a área de sección transversal da liña de fase é de 16 mm²≤S≤35mm², a liña de terra usa 16 mm²; cando a área de sección transversal da liña de fase S≥35mm², a liña de terra require S / 2.

Os principais parámetros

1. Tensión nominal Un: a tensión nominal do sistema protexido é consistente. No sistema de tecnoloxía da información, este parámetro indica o tipo de protector que se debería seleccionar, o que indica o valor efectivo da tensión CA ou CC.

2. Tensión nominal Uc: pódese aplicar ao extremo especificado do protector durante moito tempo sen provocar un cambio nas características do protector e activar o valor efectivo de tensión máxima do elemento protector.

3. Corrente de descarga nominal Isn: o pico de corrente de entrada máxima que o protector é tolerado cando se aplica ao protector unha onda de lóstrego estándar cunha forma de onda de 8/20 μs durante 10 veces.

4. Corrente de descarga máxima Imax: o pico de corrente de entrada máxima que se tolera o protector cando se aplica ao protector unha onda de lóstrego estándar cunha forma de onda de 8/20 μs.

5. Nivel de protección de tensión Arriba: valor máximo do protector nas seguintes probas: a tensión de flashover da pendente de 1KV / μs; a tensión residual da corrente nominal de descarga.

6. Tempo de resposta tA: a sensibilidade á acción e o tempo de avaría do compoñente de protección especial reflíctense principalmente no protector e o cambio nun determinado tempo depende da inclinación de du / dt ou di / dt.

7. Velocidade de transmisión de datos Vs: indica cantos valores de bits se transmiten nun segundo, a unidade é: bps; é o valor de referencia do dispositivo de protección contra raios seleccionado correctamente no sistema de transmisión de datos e a velocidade de transmisión de datos do dispositivo de protección contra raios depende do modo de transmisión do sistema.

8. Perda de inserción Ae: a relación da tensión antes e despois do protector insírese nunha frecuencia determinada.

9. Return Loss Ar: Indica a relación da onda de bordo principal reflectida polo dispositivo de protección (punto de reflexión), que é un parámetro que mide directamente se o dispositivo de protección é compatible coa impedancia do sistema.

10. Intensidade máxima de descarga lonxitudinal: refírese ao valor máximo da intensidade máxima de entrada á que está sometido o protector cando se aplica a onda lóstrego estándar cunha forma de onda de 8 / 20μs a cada chan.

11. Corrente de descarga lateral máxima: o pico de corrente de entrada máxima ao que está sometido o protector cando se aplica a onda de lóstrego estándar cunha forma de onda de 8 / 20μs entre a liña e a liña.

12. Impedancia en liña: refírese á suma da impedancia e reactancia indutiva do lazo que flúe polo protector baixo a tensión nominal Un. A miúdo chámase "impedancia do sistema".

13. Corrente de descarga máxima: hai dous tipos: corrente nominal de descarga Isn e corrente máxima de descarga Imax.

14. Corrente de fuga: refírese á corrente continua que flúe polo protector cunha tensión nominal Un de 75 ou 80.

Clasificado por principio de funcionamento

1. Tipo de conmutador: o principio de funcionamento do protector contra sobretensións é a alta impedancia cando non hai sobretensión instantánea, pero unha vez que responde á sobretensión transitoria do raio, a súa impedancia cambiará de súpeto a un valor baixo, permitindo que pase a corrente de raio. Cando se usa como tal dispositivo, o dispositivo ten: un oco de descarga, un tubo de descarga de gas, un tiristor e similares.

2. Tipo de limitación de tensión: o principio de funcionamento do protector de sobretensión é a alta impedancia cando non hai sobretensión transitoria, pero a súa impedancia diminuirá continuamente co aumento da intensidade e tensión de sobretensión, e as súas características de corrente e tensión son fortemente non lineais. Os dispositivos empregados como tales dispositivos son: óxido de cinc, varistores, diodos de supresión, diodos de avalancha e similares.

3. Dividido ou turbulento ：

Tipo de derivación: paralelo ao dispositivo protexido, que presenta unha baixa impedancia ao pulso do raio e unha alta impedancia á frecuencia de funcionamento normal.

Tipo turbulento: en serie co dispositivo protexido, presenta unha alta impedancia ao pulso do raio e unha baixa impedancia á frecuencia de funcionamento normal.

Os dispositivos utilizados como tales dispositivos son: bobinas de estrangulamento, filtros de paso alto, filtros de paso baixo, pantalóns curtos de cuarta onda e similares.

Uso do SPD do dispositivo de protección contra sobretensións

(1) Protector de potencia: protector de corrente alterna, protector de corrente continua, protector de enerxía de conmutación, etc.

O módulo de protección contra raios de CA é adecuado para a protección de enerxía de salas de distribución de enerxía, armarios de distribución de enerxía, armarios conmutadores, paneis de distribución de enerxía AC / DC, etc.

No edificio hai caixas de distribución de entrada exterior e caixas de distribución de capas de construción;

Para redes eléctricas industriais de baixa tensión (220 / 380VAC) e redes civís;

No sistema de alimentación úsase principalmente para a entrada ou saída da enerxía trifásica na pantalla de alimentación da sala de control principal da sala de máquinas ou subestación de automatización.

Adecuado para unha variedade de sistemas de alimentación de corrente continua, como:

Panel de distribución de corrente continua;

Equipos de alimentación de corrente continua;

Caixa de distribución CC;

Armario de sistemas de información electrónica;

A saída da fonte de alimentación secundaria.

(2) Protector de sinal: protector de sinal de baixa frecuencia, protector de sinal de alta frecuencia, protector de alimentador de antena, etc.

Dispositivo de protección contra raios de sinal de rede:

Protección indutiva contra sobretensións causada por raios e pulsos electromagnéticos para equipos de rede como 10 / 100Mbps SWITCH, HUB, ROUTER; · Protección de conmutador de rede de sala de rede; · Protección do servidor de sala de rede; · Protección de dispositivos de outra interface de rede de sala de rede;

A caixa de protección contra raios integrada de 24 portos úsase principalmente para a protección centralizada de múltiples canles de sinal en armarios de rede integrados e armarios conmutadores.

Dispositivo de protección contra raios de sinal de vídeo:

O protector contra sobretensións úsase principalmente para a protección punto a punto dos equipos de sinal de vídeo. Pode protexer varios equipos de transmisión de vídeo contra o raio indutivo e a tensión de sobretensión da liña de transmisión de sinal. Tamén é aplicable á transmisión de RF baixo a mesma tensión de traballo. A caixa de protección contra raios de vídeo multi-porto úsase principalmente para a protección centralizada de dispositivos de control como gravadores de discos duros e cortadores de vídeo no armario de control integrado.

Marca de protección contra sobretensións

Os paradores máis comúns do mercado son: Protector contra sobretensións China LSP, Protector contra sobretensións OBO, Protector contra sobretensións DEHN, Protector contra sobretensións PHOENIX, Protector contra sobretensións dos EE.UU. , UK ESP Furse protector contra sobretensións etc.