Dispositivo di protezione contro le sovratensioni SPD

Il dispositivo di protezione da sovratensioni SPD è anche chiamato scaricatore di sovratensioni, tutti i dispositivi di protezione da sovratensioni per uno scopo specifico sono in realtà una sorta di interruttore rapido e il dispositivo di protezione da sovratensione viene attivato entro un determinato intervallo di tensione. Dopo essere stato attivato, il componente di soppressione del dispositivo di protezione da sovratensione verrà scollegato dallo stato di alta impedenza e il polo L verrà trasformato in uno stato di bassa resistenza. In questo modo è possibile scaricare la corrente di picco di energia locale nel dispositivo elettronico. Durante l'intero processo di fulminazione, il dispositivo di protezione da sovratensioni manterrà una tensione relativamente costante sul polo. Questa tensione garantisce che il dispositivo di protezione da sovratensioni sia sempre acceso e possa scaricare in sicurezza la corrente di sovratensione a terra. In altre parole, i dispositivi di protezione da sovratensione proteggono le apparecchiature elettroniche sensibili dagli effetti di fulmini, attività di commutazione sulla rete pubblica, processi di correzione del fattore di potenza e altra energia generata da attività interne ed esterne a breve termine.

Applicazioni

Il fulmine presenta evidenti minacce alla sicurezza personale e rappresenta una potenziale minaccia per vari dispositivi. Il danno di sbalzi di tensione alle apparecchiature non si limita alla diretta fulmini. I fulmini a distanza ravvicinata rappresentano un'enorme minaccia per i dispositivi elettronici moderni e sensibili; D'altra parte, l'attività dei fulmini in lontananza e la scarica tra le nuvole temporalesche possono creare forti correnti di spunto nell'alimentazione e nei circuiti di segnale, in modo che l'apparecchiatura a flusso normale sia normale. Eseguire e ridurre la durata dell'attrezzatura. La corrente del fulmine scorre attraverso la terra a causa della presenza della resistenza di terra, che genera un'alta tensione. Questa alta tensione non solo mette a repentaglio le apparecchiature elettroniche, ma mette anche in pericolo la vita umana a causa della tensione a gradini.

La sovratensione, come suggerisce il nome, è una sovratensione transitoria che supera la normale tensione operativa. In sostanza, un limitatore di sovratensione è un impulso violento che si verifica in pochi milionesimi di secondo e può causare sovratensioni: apparecchiature pesanti, cortocircuiti, commutazione di potenza o motori di grandi dimensioni. I prodotti contenenti scaricatori di sovratensione possono assorbire efficacemente improvvise esplosioni di energia per proteggere le apparecchiature collegate da eventuali danni.

Un limitatore di sovratensione, chiamato anche scaricatore di fulmini, è un dispositivo elettronico che fornisce protezione di sicurezza per vari dispositivi elettronici, strumenti e linee di comunicazione. Quando un'improvvisa corrente o tensione viene generata improvvisamente in un circuito elettrico o una linea di comunicazione a causa di interferenze esterne, il dispositivo di protezione da sovratensioni può condurre lo shunt in un tempo molto breve, evitando così danni ad altre apparecchiature nel circuito da sovratensioni.

Funzioni di base

Il limitatore di sovratensione ha una grande portata, una bassa tensione residua e un rapido tempo di risposta;

Utilizzare la più recente tecnologia di estinzione dell'arco per evitare completamente gli incendi;

Circuito di protezione termoregolazione con protezione termica incorporata;

Con un'indicazione dello stato di alimentazione che indica lo stato di funzionamento del limitatore di sovratensione;

La struttura è rigorosa e il lavoro è stabile e affidabile.

Terminologia

1, sistema di captazione dell'aria

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono utilizzati per oggetti metallici e strutture metalliche che accettano o resistono direttamente ai fulmini, come parafulmini, cinture di protezione contro i fulmini (linee), reti di protezione contro i fulmini, ecc.

2, sistema di conduttori verso il basso

La protezione contro le sovratensioni collega il conduttore metallico del recettore dei fulmini al dispositivo di messa a terra.

3, sistema di terminazione a terra

La somma dell'elettrodo di terra e del conduttore di terra.

4, elettrodo di terra

Un conduttore metallico interrato nel terreno che è a diretto contatto con la terra. Noto anche come polo di messa a terra. Vari elementi metallici, strutture metalliche, tubi metallici, apparecchiature metalliche, ecc. Che contattano direttamente la terra possono anche fungere da elettrodo di terra, che è chiamato elettrodo di terra naturale.

5, conduttore di terra

Collegare i fili o conduttori di collegamento del dispositivo di messa a terra dal terminale di messa a terra dell'apparecchiatura elettrica ai fili o conduttori di collegamento del dispositivo di messa a terra dagli oggetti metallici che necessitano di collegamento equipotenziale, il terminale di messa a terra totale, la scheda riepilogativa di messa a terra, la messa a terra totale barra e il collegamento equipotenziale.

6, lampo diretto

Fulmini diretti su oggetti reali come edifici, terra o dispositivi di protezione dai fulmini.

7, flashover posteriore

La corrente del fulmine passa attraverso un punto di messa a terra o un sistema di messa a terra per provocare un cambiamento nel potenziale di terra della regione. I contrattacchi del potenziale di terra possono causare cambiamenti nel potenziale del sistema di messa a terra, che possono causare danni alle apparecchiature elettroniche e alle apparecchiature elettriche.

8, sistema di protezione contro i fulmini (LPS)

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni riducono i danni causati dai fulmini a edifici, installazioni, ecc., Compresi i sistemi di protezione contro i fulmini esterni e interni.

8.1 Protezione antifulmine esterna

Una parte di protezione contro i fulmini dell'esterno o del corpo di un edificio. Il dispositivo di protezione da sovratensioni di solito è costituito da un ricevitore per i fulmini, un conduttore verso il basso e un dispositivo di messa a terra per prevenire i fulmini diretti.

8.2 Sistema di protezione antifulmine interno

La parte di protezione contro i fulmini all'interno dell'edificio (struttura), il dispositivo di protezione da sovratensione di solito è costituito da un sistema di collegamento equipotenziale, un sistema di messa a terra comune, un sistema di schermatura, un cablaggio ragionevole, un dispositivo di protezione da sovratensione, ecc., Utilizzato principalmente per ridurre e prevenire la corrente di fulmine L'effetto elettromagnetico generato in lo spazio protettivo.

Analisi

I disastri causati da fulmini sono uno dei disastri naturali più gravi. Ogni anno nel mondo ci sono innumerevoli vittime e perdite di proprietà causate da fulmini. Con un gran numero di applicazioni di dispositivi integrati elettronici e microelettronici, i danni ai sistemi e alle apparecchiature causati da sovratensioni da fulmini e impulsi elettromagnetici da fulmine sono in aumento. Pertanto, è molto importante risolvere il problema della protezione dai disastri causati dai fulmini degli edifici e dei sistemi di informazione elettronica il prima possibile.

La scarica di fulmini della protezione da sovratensioni può verificarsi tra le nuvole o tra le nuvole o tra le nuvole e il suolo; oltre al sovraccarico interno causato dall'uso di molte apparecchiature elettriche di grande capacità, il sistema di alimentazione (standard cinese del sistema di alimentazione a bassa tensione: AC 50Hz 220 / 380V) e l'impatto delle apparecchiature elettriche e la protezione da fulmini e sovratensioni è diventato il centro dell'attenzione.

Il fulmine tra la nuvola e il suolo del dispositivo di protezione contro le sovratensioni consiste in uno o più fulmini separati, ciascuno dei quali trasporta un numero di correnti molto elevate con durate molto brevi. Una tipica scarica di fulmine includerà due o tre fulmini, approssimativamente un ventesimo di secondo tra ogni fulmine. La maggior parte delle correnti di fulmine sono comprese tra 10,000 e 100,000 ampere e la loro durata è in genere inferiore a 100 microsecondi.

L'uso di apparecchiature di grande capacità e apparecchiature inverter nel sistema di alimentazione del limitatore di sovratensione ha determinato un problema di sovratensione interna sempre più grave. Lo attribuiamo agli effetti della sovratensione transitoria (TVS). L'intervallo consentito della tensione di alimentazione è presente per qualsiasi dispositivo alimentato. A volte anche uno shock da sovratensione molto limitato può causare alimentazione o danni all'apparecchiatura. Questo è il caso dei danni da sovratensione transitoria (TVS). Soprattutto per alcuni dispositivi microelettronici sensibili, a volte un piccolo picco può causare danni fatali.

Con i requisiti sempre più severi per la protezione contro i fulmini delle apparecchiature correlate, l'installazione del dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) per sopprimere sovratensioni e sovratensioni transitorie sulla linea e la sovracorrente sulla linea di sfiato è diventata una parte importante della moderna tecnologia di protezione dai fulmini. uno.

1, caratteristiche fulmini

La protezione contro i fulmini include la protezione contro i fulmini esterna e quella interna. La protezione contro i fulmini esterna viene utilizzata principalmente per i recettori dei fulmini (parafulmini, reti di protezione dai fulmini, cinture di protezione dai fulmini, linee di protezione dai fulmini), conduttori di discesa e dispositivi di messa a terra. La funzione principale dello scaricatore di sovratensioni è quella di garantire che il corpo dell'edificio sia protetto dai fulmini diretti. I fulmini che possono colpire un edificio vengono scaricati nel terreno attraverso i parafulmini (cinture, reti, fili), conduttori di discesa, ecc. induzione. Il metodo si basa sul collegamento equipotenziale, incluso il collegamento diretto e il collegamento indiretto tramite SPD, in modo che il corpo metallico, la linea dell'apparecchiatura e la terra formino un corpo equipotenziale condizionale e le strutture interne siano deviate e indotte da fulmini e altre sovratensioni. La corrente da fulmine o la corrente di picco viene scaricata nel terreno per proteggere la sicurezza delle persone e delle apparecchiature nell'edificio.

I fulmini sono caratterizzati da un aumento di tensione molto rapido (entro 10μs), alta tensione di picco (da decine di migliaia a milioni di volt), grande corrente (da decine a centinaia di migliaia di ampere) e breve durata (da decine a centinaia di microsecondi)), la velocità di trasmissione è veloce (trasmette alla velocità della luce), l'energia è enorme ed è la più distruttiva tra le tensioni di picco.

2, classificazione dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni

SPD è un dispositivo indispensabile per la protezione contro i fulmini delle apparecchiature elettroniche. La sua funzione è limitare la sovratensione istantanea della linea di alimentazione e della linea di trasmissione del segnale all'intervallo di tensione che l'apparecchiatura o il sistema può sopportare, oppure scaricare una potente corrente di fulmine nel terreno. Proteggere apparecchiature o sistemi protetti dagli urti.

2,1 Classificazione per principio di funzionamento

Classificati in base al loro principio di funzionamento, gli SPD possono essere suddivisi in tipo di interruttore di tensione, tipo di limite di tensione e tipo di combinazione.

(1) Interruttore di tensione tipo SPD. In assenza di sovratensione transitoria, mostra un'alta impedenza. Una volta che risponde alla sovratensione transitoria da fulmine, la sua impedenza muta a bassa impedenza, consentendo il passaggio della corrente da fulmine, noto anche come "interruttore di cortocircuito tipo SPD".

(2) Limitatore di pressione SPD. Quando non c'è sovratensione transitoria, è alta impedenza, ma con l'aumento della corrente e della tensione di picco, la sua impedenza continuerà a diminuire e le sue caratteristiche di corrente e tensione sono fortemente non lineari, a volte chiamate "SPD di tipo bloccato".

(3) SPD combinato. È una combinazione di un componente di tipo a commutazione di tensione e un componente di tipo a limitazione di tensione, che può essere visualizzato come tipo di commutazione di tensione o tipo di limitazione di tensione o entrambi, a seconda delle caratteristiche della tensione applicata.

2.2 Classificazione per scopo

A seconda del loro utilizzo, SPD può essere suddiviso in SPD su linea di alimentazione e SPD su linea di segnale.

2.2.1 SPD della linea di alimentazione

Poiché l'energia dei fulmini è molto grande, è necessario scaricare gradualmente l'energia del fulmine sulla terra mediante scarica graduale. Installare uno scaricatore di sovratensione o uno scaricatore di sovratensione che superi il test di classificazione di Classe I alla giunzione della zona di protezione da fulmini diretti (LPZ0A) o della zona di protezione da fulmini diretti (LPZ0B) e della prima zona di protezione (LPZ1). Protezione primaria, che scarica la corrente di fulmine diretta o scarica grandi quantità di energia condotta quando la linea di trasmissione di potenza è soggetta a fulmini diretti. Un limitatore di tensione è installato alla giunzione di ciascuna zona (inclusa la zona LPZ1) dietro la prima zona di protezione come secondo, terzo o livello di protezione superiore. Il protettore di secondo livello è un dispositivo di protezione della tensione residua del protettore pre-stadio e dei fulmini indotti nell'area. Quando l'assorbimento di energia del fulmine del palco anteriore è grande, alcune parti sono ancora abbastanza grandi per l'attrezzatura o la protezione di terzo livello. L'energia trasmessa richiederà un ulteriore assorbimento da parte del protettore di secondo livello. Allo stesso tempo, la linea di trasmissione del parafulmine di primo stadio indurrà anche la radiazione di impulsi elettromagnetici del fulmine. Quando la linea è abbastanza lunga, l'energia del fulmine indotto diventa abbastanza grande e il protettore di secondo livello è necessario per eliminare ulteriormente l'energia del fulmine. La protezione del terzo stadio protegge l'energia residua dei fulmini attraverso la protezione del secondo stadio. In base al livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura protetta, se la protezione contro i fulmini a due livelli può raggiungere il limite di tensione al di sotto del livello di tensione dell'apparecchiatura, sono necessari solo due livelli di protezione; se il livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura è basso, potrebbe essere necessario quattro livelli o anche più livelli di protezione.

Scegli SPD, devi capire alcuni parametri e come funzionano.

(1) L'onda 10 / 350μs è una forma d'onda che simula un fulmine diretto e l'energia della forma d'onda è grande; l'onda 8 / 20μs è una forma d'onda che simula l'induzione e la conduzione del fulmine.

(2) La corrente di scarica nominale In si riferisce alla corrente di picco che fluisce attraverso l'SPD e all'onda di corrente di 8/20 μs.

(3) La corrente di scarica massima Imax, nota anche come portata massima, si riferisce alla corrente di scarica massima che può essere sopportata dall'SPD con un'onda di corrente di 8 / 20μs.

(4) La massima tensione di tenuta continua Uc (rms) si riferisce alla massima tensione CA rms o tensione CC che può essere applicata in modo continuo all'SPD.

(5) La tensione residua Ur si riferisce al valore della pressione residua alla corrente di scarica nominale In.

(6) La tensione di protezione Up caratterizza il parametro caratteristico della tensione tra i terminali del limite SPD e il suo valore può essere selezionato dall'elenco dei valori preferiti, che dovrebbe essere maggiore del valore più alto della tensione limite.

(7) Il tipo di interruttore di tensione SPD scarica principalmente l'onda di corrente di 10 / 350μs e il tipo di limitazione della tensione SPD scarica principalmente l'onda di corrente di 8 / 20μs.

2.2.2 SPD della linea di segnale

L'SPD della linea di segnale è in realtà un parafulmine di segnale installato nella linea di trasmissione del segnale, generalmente all'estremità anteriore del dispositivo, per proteggere i dispositivi successivi e impedire che le onde dei fulmini influenzino il dispositivo danneggiato dalla linea di segnale.

1) Selezione del livello di protezione della tensione (Up)

Il valore Up non deve superare la tensione nominale dell'apparecchiatura protetta. Up richiede che l'SPD sia ben adattato all'isolamento dell'apparecchiatura da proteggere.

Nel sistema di alimentazione e distribuzione a bassa tensione, l'apparecchiatura dovrebbe avere una certa capacità di resistere a picchi, cioè la capacità di resistere a urti e sovratensioni. Quando non è possibile ottenere il valore di sovratensione da impatto di varie apparecchiature del sistema trifase 220/380 V, è possibile selezionarlo in base agli indicatori forniti di IEC 60664-1.

2) Selezione della corrente di scarica nominale In (portata d'urto)

La corrente di picco che scorre attraverso l'SPD, onda di corrente di 8/20 μs. Viene utilizzato per il test di classificazione di Classe II di SPD e anche per il pretrattamento di SPD per i test di classificazione di Classe I e Classe II.

In effetti, In è il valore di picco massimo della corrente di picco che può superare il numero di volte specificato (solitamente 20 volte) e la forma d'onda specificata (8/20 μs) senza danni sostanziali all'SPD.

3) Selezione della corrente di scarica massima Imax (capacità di flusso di shock limite)

La corrente di picco che scorre attraverso l'SPD, un'onda di corrente di 8/20 μs, viene utilizzata per il test di classificazione di Classe II. Imax ha molte somiglianze con In, che utilizza una corrente di picco di 8/20 μs d'onda di corrente per eseguire un test di classificazione di Classe II su SPD. Anche la differenza è evidente. Imax esegue solo un test di impatto su SPD e SPD non causa danni sostanziali dopo il test, e In può eseguire 20 di tali test e SPD non può essere sostanzialmente distrutto dopo il test. Pertanto, Imax è il limite di corrente dell'impatto, quindi la corrente di scarica massima è anche chiamata capacità di flusso impulsivo finale. Ovviamente, Imax> In.

principio di funzionamento

Surge Protection Device è un dispositivo indispensabile per la protezione contro i fulmini delle apparecchiature elettroniche. Si chiamava "scaricatore" o "protezione da sovratensione". L'inglese è abbreviato in SPD. Il ruolo del dispositivo di protezione da sovratensione è quello di La sovratensione transitoria nella linea di alimentazione e nella linea di trasmissione del segnale è limitata alla gamma di tensione che l'apparecchiatura o il sistema può sopportare, oppure la potente corrente di fulmine viene scaricata nel terreno per proteggere l'apparecchiatura protetta o sistema da urti e danni.

Il tipo e la struttura del dispositivo di protezione da sovratensione variano da applicazione a applicazione, ma dovrebbe contenere almeno un componente di limitazione della tensione non lineare. I componenti di base utilizzati nei dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono lo spazio di scarica, il tubo di scarica riempito di gas, il varistore, il diodo di soppressione e la bobina dello starter.

Componente di base

1. Scarico di scarico (noto anche come gap di protezione):

È generalmente composto da due aste metalliche separate da una certa intercapedine esposta all'aria, una delle quali è collegata alla linea di fase di alimentazione L o alla linea neutra (N) del dispositivo di protezione richiesto, e l'altra asta metallica e al la linea di terra (PE) è collegata. Quando la sovratensione transitoria colpisce, il divario viene interrotto e una parte della carica di sovratensione viene introdotta nella terra, il che evita l'aumento di tensione sul dispositivo protetto. La distanza tra le due aste metalliche dell'intercapedine di scarica può essere regolata secondo necessità e la struttura è relativamente semplice e lo svantaggio è che le prestazioni di spegnimento dell'arco sono scarse. La distanza di scarica migliorata è una distanza angolare e la sua funzione di estinzione dell'arco è migliore di quella del primo. È causato dall'azione della potenza elettrica F del circuito e dall'aumento del flusso d'aria calda per estinguere l'arco.

2. Tubo di scarico del gas:

Consiste in una coppia di piastre negative fredde separate l'una dall'altra e racchiuse in un tubo di vetro o di ceramica riempito con un certo gas inerte (Ar). Per aumentare la probabilità di attivazione del tubo di scarica, nel tubo di scarica è previsto anche un agente di attivazione. Questo tipo di tubo di scarico riempito di gas è di tipo bipolare e tripolare.

I parametri tecnici del tubo a scarica di gas sono: tensione di scarica DC Udc; tensione di scarica d'urto Up (Generalmente, Up≈ (2 ~ 3) Udc; corrente di tenuta a frequenza di rete In; corrente di tenuta a impulso Ip; resistenza di isolamento R (> 109Ω)); capacità interelettrodo (1-5PF)

Il tubo di scarico del gas può essere utilizzato in condizioni CC e CA. La tensione di scarica CC selezionata Udc è la seguente: Utilizzare in condizioni CC: Udc≥1.8U0 (U0 è la tensione CC affinché la linea funzioni normalmente)

Utilizzo in condizioni AC: U dc ≥ 1.44Un (Un è il valore efficace della tensione AC per il normale funzionamento della linea)

3.Varistore:

È un varistore a semiconduttore in ossido di metallo con ZnO come componente principale. Quando la tensione applicata ad entrambe le estremità raggiunge un certo valore, la resistenza è molto sensibile alla tensione. Il suo principio di funzionamento è equivalente alla connessione in serie e in parallelo di più semiconduttori PN. Il varistore è caratterizzato da buone caratteristiche non lineari (I = CUα, α è un coefficiente non lineare), grande capacità di flusso (~ 2KA / cm2), bassa corrente di dispersione normale (10-7 ~ 10-6A), bassa tensione residua (a seconda on Nella tensione di funzionamento del varistore e nella capacità di flusso), il tempo di risposta alla sovratensione transitoria è veloce (~ 10-8s), nessuna rotazione libera.

I parametri tecnici del varistore sono tensione varistore (cioè tensione di commutazione) UN, tensione di riferimento Ulma; tensione residua Ures; rapporto di tensione residua K (K = Ures / UN); portata massima Imax; corrente di dispersione; tempo di risposta.

Il varistore viene utilizzato nelle seguenti condizioni: tensione del varistore: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 è la tensione nominale dell'alimentazione a frequenza di rete)

Tensione di riferimento minima: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (utilizzata in condizioni CC)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (utilizzato in condizioni CA, Uac è la tensione operativa CA)

La tensione di riferimento massima del varistore deve essere determinata dalla tensione di tenuta del dispositivo elettronico protetto. La tensione residua del varistore deve essere inferiore al livello di tensione del dispositivo elettronico protetto, ovvero (Ulma) max≤Ub / K. Dove K è il rapporto di tensione residua e Ub è la tensione di danneggiamento del dispositivo protetto.

4. Diodo di soppressione:

Il diodo di soppressione ha una funzione limitata dal morsetto. Opera nella regione della scomposizione inversa. Grazie alla sua bassa tensione di serraggio e alla rapida risposta, è particolarmente adatto per l'uso come componenti di protezione di ultimo livello in circuiti di protezione multilivello. La caratteristica volt-ampere del diodo di soppressione nella regione di rottura può essere espressa dalla seguente formula: I = CUα, dove α è un coefficiente non lineare, per il diodo Zener α = 7 ～ 9, nel diodo a valanga α = 5 ～ 7.

Parametri tecnici del diodo di soppressione

(1) Tensione di rottura, che si riferisce alla tensione di rottura alla corrente di rottura inversa specificata (spesso 1 ma), che è tipicamente compresa nell'intervallo da 2.9 V a 4.7 V per i diodi Zener, e la rottura nominale dei diodi a valanga. La tensione di usura è spesso compresa tra 5.6 V e 200 V.

(2) Tensione massima del morsetto: si riferisce alla tensione più alta che appare ad entrambe le estremità di un tubo quando attraversa una grande corrente di una forma d'onda prescritta.

(3) Potenza impulsiva: si riferisce al prodotto della tensione massima del morsetto su entrambe le estremità del tubo e la corrente equivalente nel tubo sotto una forma d'onda di corrente specificata (ad es. 10/1000 μs).

(4) Tensione di spostamento inverso: si riferisce alla tensione massima che può essere applicata a entrambe le estremità del tubo nella zona di dispersione inversa, alla quale il tubo non deve rompersi. Questa tensione di spostamento inverso dovrebbe essere significativamente superiore al picco di tensione di esercizio più alto del sistema elettronico protetto, ovvero, non può essere in uno stato di conduzione debole durante il normale funzionamento del sistema.

(5) Corrente di dispersione massima: si riferisce alla corrente inversa massima che fluisce attraverso il tubo sotto la tensione di spostamento inverso.

(6) Tempo di risposta: 10-11 secondi

5. Bobina dello starter:

La bobina d'arresto è un dispositivo di soppressione delle interferenze di modo comune con ferrite come nucleo. È avvolto simmetricamente sullo stesso nucleo toroidale di ferrite da due bobine della stessa dimensione e dello stesso numero di spire. Per formare un dispositivo a quattro terminali, è necessario sopprimere la grande induttanza del segnale di modo comune e ha scarso effetto sull'induttanza differenziale del segnale di modo differenziale. La bobina dello starter può sopprimere efficacemente il segnale di interferenza di modo comune (come l'interferenza da fulmine) nella linea bilanciata ma non ha alcun effetto sul segnale di modo differenziale che la linea trasmette normalmente.

La bobina dello starter deve soddisfare i seguenti requisiti quando viene prodotta:

1) I fili avvolti sul nucleo della bobina devono essere isolati l'uno dall'altro per garantire che non si verifichi un cortocircuito di guasto tra le spire della bobina sotto sovratensione transitoria.

2) Quando la bobina scorre attraverso una grande corrente istantanea, il nucleo non sembra essere saturo.

3) Il nucleo della bobina deve essere isolato dalla bobina per evitare rotture tra i due in caso di sovratensione transitoria.

4) La bobina deve essere avvolta il più possibile, il che può ridurre la capacità parassita della bobina e migliorare la capacità della bobina di sovratensioni istantanee.

6. 1/4 di lunghezza d'onda in cortocircuito

Il piede di porco a 1/4 di lunghezza d'onda è un dispositivo di protezione contro le sovratensioni del segnale a microonde basato sull'analisi spettrale delle onde del fulmine e sulla teoria delle onde stazionarie dell'alimentatore dell'antenna. La lunghezza della barra di cortocircuito metallica in questo dispositivo di protezione si basa sulla frequenza del segnale di funzionamento (ad esempio 900 MHz o 1800 MHz). La dimensione della lunghezza d'onda 1/4 è determinata. La lunghezza della barra di cortocircuito in parallelo ha un'impedenza infinita per la frequenza del segnale di lavoro, che è equivalente a un circuito aperto e non influisce sulla trasmissione del segnale. Tuttavia, per le onde da fulmine, poiché l'energia del fulmine è distribuita principalmente al di sotto di n + KHZ, la barra di cortocircuito Per l'impedenza dell'onda di fulmine è piccola, equivalente a un cortocircuito, il livello di energia del fulmine viene scaricato nel terreno.

Poiché il diametro della barra di cortocircuito a 1/4 di lunghezza d'onda è generalmente di pochi millimetri, la resistenza alla corrente d'impatto è buona e può raggiungere 30KA (8 / 20μs) o più e la tensione residua è piccola. Questa tensione residua è principalmente causata dall'autoinduttanza della barra di cortocircuito. Il difetto è che la banda di potenza è stretta e la larghezza di banda è compresa tra il 2% e il 20% circa. Un altro svantaggio è che la polarizzazione CC non può essere applicata all'alimentatore dell'antenna, il che limita alcune applicazioni.

Circuito di base

Il circuito del limitatore di sovratensione ha forme diverse a seconda delle diverse esigenze. I componenti di base sono i diversi tipi sopra menzionati. Un ricercatore di prodotti per la protezione dai fulmini tecnicamente ben noto può progettare una varietà di circuiti, proprio come può essere utilizzata una scatola di blocchi. Diversi modelli strutturali. È responsabilità degli addetti alla protezione contro i fulmini sviluppare prodotti che siano sia efficaci che economici.

Protezione graduata

Lo scaricatore di fulmini di primo stadio del limitatore di sovratensione può sanguinare per la corrente di fulmine diretta o sanguinare quando la linea di trasmissione di potenza è soggetta a fulmini diretti. Per i luoghi in cui possono verificarsi fulmini diretti, CLASSE I deve essere eseguita. Protezione contro i fulmini. Il parafulmine di secondo stadio è un dispositivo di protezione della tensione residua del dispositivo di protezione contro i fulmini front-end e dei fulmini indotti dai fulmini nell'area. Quando c'è un grande assorbimento di energia da fulmine nella fase anteriore, c'è ancora una parte dell'attrezzatura o il dispositivo di protezione contro i fulmini di terzo livello. È una quantità enorme di energia che verrà trasmessa e richiede uno scaricatore di secondo stadio per un ulteriore assorbimento. Allo stesso tempo, la linea di trasmissione del parafulmine di primo stadio indurrà anche la radiazione elettromagnetica LEMP a impulsi di fulmine. Quando la linea è abbastanza lunga, l'energia del fulmine indotto diventa abbastanza grande e il dispositivo di protezione contro i fulmini di secondo livello è necessario per scaricare ulteriormente l'energia del fulmine. Il parafulmine di terzo stadio protegge il LEMP e l'energia residua dei fulmini attraverso il parafulmine di secondo stadio.

Protezione di primo livello

Lo scopo del dispositivo di protezione da sovratensioni è impedire che la sovratensione venga condotta direttamente dall'area LPZ0 nell'area LPZ1, limitando la sovratensione da decine di migliaia a centinaia di migliaia di volt a 2500-3000V.

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni installato sul lato a bassa tensione del trasformatore di alimentazione è un dispositivo di protezione contro i fulmini di alimentazione del tipo a interruttore di tensione trifase. Il flusso del fulmine non dovrebbe essere inferiore a 60KA. Il parafulmine di alimentazione di questa classe deve essere un parafulmine di grande capacità collegato tra le fasi dell'ingresso del sistema di alimentazione dell'utente e la terra. Generalmente è richiesto che la protezione contro le sovratensioni di questa classe abbia una capacità di impatto massima di oltre 100KA per fase e la tensione limite richiesta sia inferiore a 1500 V, che è chiamata protezione contro le sovratensioni di CLASSE I e protezione contro le sovratensioni. Progettati per resistere alle alte correnti di fulmini e fulmini induttivi e per attirare picchi ad alta energia, questi scaricatori di sovratensione elettromagnetici scaricano grandi quantità di corrente di spunto a terra. Forniscono solo una tensione limite (la tensione massima che appare sulla linea quando la corrente di spunto scorre attraverso lo scaricatore di alimentazione è chiamata tensione limite). Il protettore di CLASSE Classe I viene utilizzato principalmente per assorbire grandi correnti di spunto, solo che non possono proteggere completamente le apparecchiature elettriche sensibili all'interno del sistema di alimentazione.

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni di primo livello può proteggere da onde di fulmine 10 / 350μs e 100KA e soddisfare i più elevati standard di protezione stabiliti da IEC. Il riferimento tecnico è il seguente: il flusso del fulmine è maggiore o uguale a 100KA (10 / 350μs); la tensione residua non è superiore a 2.5KV; il tempo di risposta è inferiore o uguale a 100ns.

Protezione di secondo livello

Lo scopo del limitatore di sovratensione è limitare ulteriormente la tensione residua di sovratensione attraverso il parafulmine di primo stadio a 1500-2000 V e collegare in modo equipotenziale l'LPZ1-LPZ2.

Lo scaricatore di fulmini di alimentazione in uscita dalla linea dell'armadio di distribuzione deve essere un dispositivo di protezione contro i fulmini di alimentazione limitatrice di tensione come protezione di secondo livello. La capacità di corrente di fulmine non deve essere inferiore a 20KA. Deve essere installato nella rete di alimentazione di apparecchiature elettriche importanti o sensibili. Stazione di distribuzione stradale. Questi scaricatori di sovratensione forniscono un migliore assorbimento dell'energia di sovratensione residua attraverso lo scaricatore di sovratensione all'ingresso dell'alimentazione del cliente e hanno un'eccellente soppressione delle sovratensioni transitorie. Lo scaricatore di sovratensioni utilizzato in quest'area richiede una capacità di impatto massima di 45 kA o più per fase e la tensione limite richiesta deve essere inferiore a 1200 V, che è chiamata a CLASSE II parafulmine di alimentazione. Il sistema di alimentazione utente generale può ottenere la protezione di secondo livello per soddisfare i requisiti di funzionamento delle apparecchiature elettriche.

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni di seconda fase adotta un dispositivo di protezione di classe C per la protezione in modalità completa fase-fase, fase-terra e terra media. I principali parametri tecnici sono: portata del fulmine maggiore o uguale a 40KA (8 / 20μs); tensione residua Il valore di picco non è superiore a 1000 V; il tempo di risposta non è superiore a 25ns.

Protezione di terzo livello

Lo scopo del limitatore di sovratensione è quello di proteggere in ultima analisi l'apparecchiatura riducendo la sovratensione residua a meno di 1000 V in modo che la sovratensione non danneggi l'apparecchiatura.

Quando il dispositivo di protezione contro i fulmini dell'alimentatore installato all'estremità in ingresso dell'alimentatore CA dell'apparecchiatura elettronica di informazione viene utilizzato come protezione di terzo livello, deve essere un dispositivo di protezione contro i fulmini di alimentazione di tipo serie e relativo ai fulmini la capacità attuale non deve essere inferiore a 10KA.

La linea finale di protezione del dispositivo di protezione da sovratensioni può essere utilizzata con un dispositivo di protezione da sovratensione integrato nell'alimentazione interna del consumatore per ottenere una completa eliminazione di piccole sovratensioni transitorie. Lo scaricatore di sovratensione qui utilizzato richiede una capacità di impatto massima di 20KA o inferiore per fase e la tensione di limitazione richiesta deve essere inferiore a 1000V. È necessario avere un file terzo livello di protezione per alcune apparecchiature elettroniche particolarmente importanti o particolarmente sensibili, nonché per proteggere le apparecchiature elettriche da sovratensioni transitorie generate all'interno del sistema.

Per l'alimentazione di rettifica utilizzata nelle apparecchiature di comunicazione a microonde, nelle apparecchiature di comunicazione per stazioni mobili e nelle apparecchiature radar, è necessario selezionare Dispositivo di protezione contro i fulmini di alimentazione CC con l'adattamento della tensione di lavoro come protezione dello stadio finale in base alla protezione della sua tensione di lavoro.

Livello 4 e superiore

Il limitatore di sovratensione in base al livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura protetta, se la protezione contro i fulmini a due livelli può raggiungere la tensione limite al di sotto del livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura, deve eseguire solo due livelli di protezione, se l'apparecchiatura resiste alla tensione il livello è basso, potrebbero essere necessari quattro o più livelli di protezione. La protezione di quarto livello della sua capacità di flusso luminoso non dovrebbe essere inferiore a 5KA.

Metodo di installazione

1, requisiti di installazione di routine SPD

La protezione contro le sovratensioni è installata con una guida standard da 35 mm

Per gli SPD fissi, è necessario seguire i seguenti passaggi per l'installazione regolare:

1) Determinare il percorso della corrente di scarica

2) Contrassegnare il filo per la caduta di tensione extra causata al terminale del dispositivo.

3) Per evitare loop induttivi non necessari, contrassegnare il conduttore PE di ciascun dispositivo.

4) Stabilire un collegamento equipotenziale tra il dispositivo e l'SPD.

5) Coordinare il coordinamento energetico di SPD multilivello

Per limitare l'accoppiamento induttivo tra la parte protettiva installata e la parte non protetta del dispositivo, sono necessarie alcune misurazioni. La mutua induttanza può essere ridotta dalla separazione della sorgente di rilevamento dal circuito sacrificale, dalla selezione dell'angolo di anello e dalla limitazione della regione di anello chiuso.

Quando il conduttore del componente che trasporta corrente fa parte di un circuito chiuso, il circuito e la tensione indotta vengono ridotti quando il conduttore si avvicina al circuito.

In generale, è meglio separare il filo protetto da quello non protetto e dovrebbe essere separato dal filo di terra. Allo stesso tempo, per evitare accoppiamenti transitori in quadratura tra il cavo di alimentazione e il cavo di comunicazione, è necessario effettuare le misure necessarie.

2, selezione del diametro del filo di messa a terra SPD

Linea dati: il requisito è maggiore di 2.5 mm²; quando la lunghezza supera 0.5 m, è necessario che sia maggiore di 4 mm².

Powerline: quando l'area della sezione trasversale della linea di fase S≤16mm², la linea di terra usa S; quando l'area della sezione trasversale della linea di fase è 16 mm²S≤35mm², la linea di terra utilizza 16 mm²; quando l'area della sezione trasversale della linea di fase S≥35mm², la linea di terra richiede S / 2.

I parametri principali

1. Tensione nominale Un: la tensione nominale del sistema protetto è coerente. Nel sistema informatico, questo parametro indica il tipo di protezione da selezionare, che indica il valore effettivo della tensione AC o DC.

2. Tensione nominale Uc: può essere applicata all'estremità specificata del protettore per un lungo periodo senza provocare un cambiamento nelle caratteristiche del protettore e attivando il valore massimo di tensione efficace dell'elemento di protezione.

3. Corrente di scarica nominale Isn: il picco massimo di corrente di spunto tollerato dalla protezione quando un'onda di fulmine standard con una forma d'onda di 8/20 μs viene applicata alla protezione per 10 volte.

4. Corrente di scarica massima Imax: il picco di corrente di spunto massimo tollerato dalla protezione quando un'onda di fulmine standard con una forma d'onda di 8/20 μs viene applicata alla protezione.

5. Livello di protezione della tensione Up: Il valore massimo del protettore nei seguenti test: la tensione di flashover della pendenza di 1KV / μs; la tensione residua della corrente di scarica nominale.

6. Tempo di risposta tA: la sensibilità all'azione e il tempo di guasto del componente di protezione speciale che si riflettono principalmente nel protettore e la variazione in un certo tempo dipende dalla pendenza di du / dt o di / dt.

7. Velocità di trasmissione dati Vs: indica quanti valori di bit vengono trasmessi in un secondo, l'unità è: bps; è il valore di riferimento del dispositivo di protezione contro i fulmini correttamente selezionato nel sistema di trasmissione dati e la velocità di trasmissione dei dati del dispositivo di protezione contro i fulmini dipende dalla modalità di trasmissione del sistema.

8. Perdita di inserzione Ae: il rapporto tra la tensione prima e dopo l'inserimento del protettore a una data frequenza.

9. Return Loss Ar: Indica il rapporto dell'onda del leading edge riflessa dal dispositivo di protezione (punto di riflessione), che è un parametro che misura direttamente se il dispositivo di protezione è compatibile con l'impedenza del sistema.

10. Massima corrente di scarica longitudinale: si riferisce al valore di picco della massima corrente di spunto a cui è sottoposto il protettore quando ad ogni massa viene applicata l'onda di fulmine standard con forma d'onda di 8 / 20μs.

11. Corrente di scarica laterale massima: Il picco massimo di corrente di spunto a cui è soggetto il protettore quando l'onda di fulmine standard con una forma d'onda di 8 / 20μs viene applicata tra la linea e la linea.

12. Impedenza in linea: si riferisce alla somma dell'impedenza e della reattanza induttiva del loop che scorre attraverso il protettore sotto la tensione nominale Un. Spesso indicato come "impedenza di sistema".

13. Corrente di scarica di picco: Esistono due tipi: corrente di scarica nominale Isn e corrente di scarica massima Imax.

14. Corrente di dispersione: si riferisce alla corrente CC che scorre attraverso il protettore a una tensione nominale Un di 75 o 80.

Classificato per principio di funzionamento

1. Tipo di interruttore: il principio di funzionamento del limitatore di sovratensione è un'impedenza elevata quando non c'è sovratensione istantanea, ma una volta che risponde alla sovratensione transitoria del fulmine, la sua impedenza cambierà improvvisamente a un valore basso, consentendo il passaggio della corrente del fulmine. Quando viene utilizzato come tale dispositivo, il dispositivo ha: uno spazio di scarica, un tubo a scarica di gas, un tiristore e simili.

2. Tipo di limitazione della tensione: il principio di funzionamento del dispositivo di protezione da sovratensione è un'impedenza elevata quando non vi è sovratensione transitoria, ma la sua impedenza diminuirà continuamente con l'aumento della corrente e della tensione di picco e le sue caratteristiche di corrente e tensione sono fortemente non lineari. I dispositivi utilizzati come tali dispositivi sono: ossido di zinco, varistori, diodi di soppressione, diodi a valanga e simili.

3. Diviso o turbolento ：

Tipo shunt: Parallelo al dispositivo protetto, presenta una bassa impedenza all'impulso del fulmine e un'alta impedenza alla normale frequenza di funzionamento.

Tipo turbolento: in serie al dispositivo protetto, presenta un'elevata impedenza all'impulso del fulmine e una bassa impedenza alla normale frequenza di funzionamento.

I dispositivi utilizzati come tali dispositivi sono: bobine di arresto, filtri passa alto, filtri passa basso, cortocircuiti a un quarto d'onda e simili.

Utilizzo del dispositivo di protezione contro le sovratensioni SPD

(1) Protezione di alimentazione: protezione di alimentazione CA, protezione di alimentazione CC, protezione di commutazione, ecc.

Il modulo di protezione contro i fulmini di alimentazione CA è adatto per la protezione dell'alimentazione di sale di distribuzione dell'alimentazione, armadi di distribuzione dell'alimentazione, armadi elettrici, pannelli di distribuzione di alimentazione CA / CC, ecc.

Nell'edificio sono presenti scatole di distribuzione di ingresso esterne e scatole di distribuzione a livello di edificio;

Per reti elettriche industriali a bassa tensione (220 / 380VAC) e reti elettriche civili;

Nel sistema di alimentazione, viene utilizzato principalmente per l'ingresso o l'uscita della potenza trifase nella schermata di alimentazione della sala di controllo principale della sala macchine o della sottostazione dell'automazione.

Adatto a una varietà di sistemi di alimentazione CC, come:

Pannello di distribuzione di corrente continua;

Apparecchiature di alimentazione CC;

Scatola di distribuzione DC;

Armadio del sistema di informazione elettronica;

L'uscita dell'alimentazione secondaria.

(2) Protezione del segnale: protezione del segnale a bassa frequenza, protezione del segnale ad alta frequenza, protezione dell'alimentatore dell'antenna, ecc.

Dispositivo di protezione contro i fulmini del segnale di rete:

Protezione induttiva da sovratensioni causate da fulmini e impulsi elettromagnetici da fulmine per apparecchiature di rete come SWITCH, HUB, ROUTER 10 / 100Mbps; · Protezione dello switch di rete della sala di rete; · Protezione del server della sala di rete; · Protezione del dispositivo di interfaccia di rete della sala di rete;

La scatola di protezione contro i fulmini integrata a 24 porte viene utilizzata principalmente per la protezione centralizzata di più canali di segnale negli armadi di rete integrati e negli armadi di interruttori secondari.

Dispositivo di protezione contro i fulmini del segnale video:

La protezione contro le sovratensioni viene utilizzata principalmente per la protezione punto a punto delle apparecchiature di segnale video. Può proteggere varie apparecchiature di trasmissione video da fulmini induttivi e sovratensioni dalla linea di trasmissione del segnale. È applicabile anche alla trasmissione RF con la stessa tensione di lavoro. Il box di protezione contro i fulmini video multiporta integrato viene utilizzato principalmente per la protezione centralizzata di dispositivi di controllo come registratori su disco rigido e taglierine video nel quadro elettrico integrato.

Marchio di protezione contro le sovratensioni

Gli scaricatori più comuni sul mercato sono: Protezione da sovratensione LSP Cina, Protezione da sovratensione OBO Germania, Protezione da sovratensione DEHN, Protezione da sovratensione PHOENIX, Protezione da sovratensione ECS USA, Protezione da sovratensione US PANAMAX, Protezione da sovratensione INNOVATIVA, Protezione da sovratensione POLYPHASER US, Protezione da sovratensione France Soule , UK ESP Furse protezione contro le sovratensioni ecc.