Urządzenie przeciwprzepięciowe SPD

Urządzenie przeciwprzepięciowe SPD jest również nazywane ogranicznikiem przepięć. Wszystkie zabezpieczenia przeciwprzepięciowe do określonego celu są w rzeczywistości rodzajem szybkiego przełącznika, a zabezpieczenie przeciwprzepięciowe jest aktywowane w określonym zakresie napięcia. Po zadziałaniu element tłumiący ochronnika przepięciowego zostanie odłączony ze stanu wysokiej impedancji, a biegun L przejdzie w stan o niskiej rezystancji. W ten sposób lokalny prąd udarowy energii w urządzeniu elektronicznym może zostać odprowadzony. Podczas całego procesu wyładowania atmosferycznego ochrona przeciwprzepięciowa będzie utrzymywać względnie stałe napięcie na biegunie. To napięcie zapewnia, że ​​zabezpieczenie przeciwprzepięciowe jest zawsze włączone i może bezpiecznie odprowadzić prąd udarowy do ziemi. Innymi słowy, zabezpieczenia przeciwprzepięciowe chronią wrażliwe urządzenia elektroniczne przed skutkami wyładowań atmosferycznych, przełączaniem w sieci publicznej, procesami korekcji współczynnika mocy i inną energią generowaną przez krótkotrwałe działania wewnętrzne i zewnętrzne.

Zastosowanie

Piorun stanowi oczywiste zagrożenie dla bezpieczeństwa osobistego i stanowi potencjalne zagrożenie dla różnych urządzeń. Uszkodzenia spowodowane przepięciami w sprzęcie nie są ograniczone do bezpośrednich Błyskawica uderza. Uderzenia piorunów z bliskiej odległości stanowią ogromne zagrożenie dla wrażliwych nowoczesnych urządzeń elektronicznych; Z drugiej strony, aktywność wyładowań atmosferycznych w odległości i wyładowanie między chmurami burzowymi może powodować silne prądy rozruchowe w pętli zasilania i sygnałowych, tak że normalny przepływ sprzętu jest normalny. Uruchom i skróć żywotność sprzętu. Prąd piorunowy przepływa przez ziemię z powodu obecności rezystancji uziemienia, która generuje wysokie napięcie. To wysokie napięcie nie tylko zagraża sprzętowi elektronicznemu, ale także zagraża życiu ludzi z powodu napięcia krokowego.

Udar, jak sama nazwa wskazuje, jest przejściowym przepięciem, które przekracza normalne napięcie robocze. Zasadniczo zabezpieczenie przeciwprzepięciowe to gwałtowny impuls, który pojawia się w ciągu zaledwie kilku milionowych części sekundy i może powodować przepięcia: ciężki sprzęt, zwarcia, przełączanie zasilania lub duże silniki. Produkty zawierające ograniczniki przepięć mogą skutecznie absorbować nagłe wyrzuty energii, chroniąc podłączony sprzęt przed uszkodzeniem.

Ochronnik przeciwprzepięciowy, zwany także odgromnikiem, to urządzenie elektroniczne, które zapewnia ochronę bezpieczeństwa dla różnych urządzeń elektronicznych, przyrządów i linii komunikacyjnych. Gdy nagły prąd lub napięcie jest nagle generowane w obwodzie elektrycznym lub linii komunikacyjnej z powodu zakłóceń zewnętrznych, zabezpieczenie przeciwprzepięciowe może przewodzić bocznik w bardzo krótkim czasie, unikając w ten sposób uszkodzenia innych urządzeń w obwodzie przez udar.

Podstawowe funkcje

Ochronnik przeciwprzepięciowy charakteryzuje się dużym natężeniem przepływu, niskim napięciem szczątkowym i krótkim czasem odpowiedzi;

Użyj najnowszej technologii gaszenia łuku, aby całkowicie uniknąć pożarów;

Obwód zabezpieczający regulację temperatury z wbudowanym zabezpieczeniem termicznym;

Ze wskaźnikiem stanu zasilania wskazującym stan pracy ogranicznika przepięć;

Konstrukcja jest rygorystyczna, a praca stabilna i niezawodna.

Terminologia

1, system terminacji powietrza

Ochronniki przeciwprzepięciowe są stosowane do obiektów metalowych i konstrukcji metalowych, które bezpośrednio przyjmują lub wytrzymują uderzenia pioruna, takie jak piorunochrony, pasy (linki) odgromowe, siatki odgromowe itp.

2, system przewodów dolnych

Ochronnik przeciwprzepięciowy łączy metalowy przewodnik odgromnika z urządzeniem uziemiającym.

3, system zakończenia ziemi

Suma elektrody uziemiającej i przewodu uziemiającego.

4, elektroda uziemiająca

Metalowy przewodnik zakopany w ziemi, który ma bezpośredni kontakt z ziemią. Znany również jako biegun uziemiający. Różne elementy metalowe, urządzenia metalowe, metalowe rury, sprzęt metalowy itp., Które bezpośrednio stykają się z ziemią, mogą również służyć jako elektroda uziemiająca, zwana naturalną elektrodą uziemiającą.

5, przewodnik uziemiający

Podłącz przewody łączące lub przewody urządzenia uziemiającego od zacisku uziemiającego sprzętu elektrycznego do przewodów połączeniowych lub przewodów urządzenia uziemiającego z metalowych przedmiotów, które wymagają wyrównania potencjałów, całkowity zacisk uziemiający, tablica podsumowująca uziemienie, całkowite uziemienie bar i wyrównanie potencjałów.

6, bezpośredni błysk błyskawicy

Bezpośrednie uderzenie pioruna w rzeczywiste obiekty, takie jak budynki, ziemia lub urządzenia odgromowe.

7, rozgorzenie wsteczne

Prąd piorunowy przechodzi przez punkt uziemienia lub system uziemienia, powodując zmianę potencjału ziemi w regionie. Kontrataki potencjału uziemienia mogą powodować zmiany potencjału systemu uziemienia, co może spowodować uszkodzenie sprzętu elektronicznego i elektrycznego.

8, system ochrony odgromowej (LPS)

Ochronniki przeciwprzepięciowe ograniczają szkody wyrządzone przez wyładowania atmosferyczne w budynkach, instalacjach itp., W tym w zewnętrznych i wewnętrznych instalacjach odgromowych.

8.1 Zewnętrzna instalacja odgromowa

Ochrona odgromowa części zewnętrznej lub bryły budynku. Ochronnik przeciwprzepięciowy zazwyczaj składa się z odgromnika, przewodu dolnego i urządzenia uziemiającego, aby zapobiec bezpośrednim uderzeniom pioruna.

8.2 Wewnętrzna instalacja odgromowa

Część ochrony odgromowej wewnątrz budynku (konstrukcji), ogranicznik przepięć zwykle składa się z systemu wyrównania potencjałów, wspólnego systemu uziemienia, systemu ekranowania, rozsądnego okablowania, zabezpieczenia przeciwprzepięciowego itp., Stosowanych głównie w celu zmniejszenia i zapobiegania prądowi piorunowemu Efekt elektromagnetyczny generowany w przestrzeń ochronna.

Analiza

Katastrofy piorunowe to jedne z najpoważniejszych klęsk żywiołowych. Każdego roku na świecie dochodzi do niezliczonych ofiar i strat materialnych spowodowanych przez pioruny. Przy dużej liczbie zastosowań zintegrowanych urządzeń elektronicznych i mikroelektronicznych rośnie liczba uszkodzeń systemów i urządzeń spowodowanych przepięciami piorunowymi i piorunowymi impulsami elektromagnetycznymi. Dlatego bardzo ważne jest, aby jak najszybciej rozwiązać problem ochrony budynków i elektronicznych systemów informatycznych przed piorunami.

Wyładowanie atmosferyczne na urządzeniu przeciwprzepięciowym może wystąpić między chmurami lub chmurami lub między chmurami a ziemią; oprócz wewnętrznego przepięcia spowodowanego użyciem wielu urządzeń elektrycznych o dużej pojemności, systemu zasilania (norma chińskiego systemu zasilania niskiego napięcia: AC 50 Hz 220/380 V) oraz wpływu sprzętu elektrycznego i ochrony przed wyładowaniami atmosferycznymi i przepięciami stał się w centrum uwagi.

Uderzenie pioruna między chmurą a ziemią ochronnika przeciwprzepięciowego składa się z jednej lub kilku oddzielnych wyładowań atmosferycznych, z których każda przenosi pewną liczbę bardzo wysokich prądów o bardzo krótkim czasie trwania. Typowe wyładowanie piorunowe obejmuje dwa lub trzy uderzenia pioruna, około jednej dwudziestej sekundy między każdym uderzeniem pioruna. Większość prądów piorunowych wynosi od 10,000 100,000 do 100 XNUMX amperów, a ich czas trwania jest zwykle krótszy niż XNUMX mikrosekund.

Zastosowanie sprzętu o dużej pojemności i sprzętu inwerterowego w systemie zasilania ograniczników przepięciowych spowodowało coraz poważniejszy problem z wewnętrznymi przepięciami. Przypisujemy to skutkom przepięcia przejściowego (TVS). Dopuszczalny zakres napięcia zasilania występuje dla każdego zasilanego urządzenia. Czasami nawet bardzo wąskie wyładowanie przepięciowe może spowodować zasilanie lub uszkodzenie sprzętu. Dzieje się tak w przypadku krótkotrwałego uszkodzenia przepięcia (TVS). Zwłaszcza w przypadku niektórych wrażliwych urządzeń mikroelektronicznych czasami niewielki wzrost napięcia może spowodować śmiertelne uszkodzenie.

Wraz z coraz ostrzejszymi wymaganiami dotyczącymi ochrony odgromowej powiązanych urządzeń, instalacja urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej (SPD) w celu tłumienia przepięć i przejściowych przepięć na linii oraz przetężenia na linii upustowej stała się ważną częścią nowoczesnej technologii ochrony odgromowej. jeden.

1, charakterystyka błyskawicy

Ochrona odgromowa obejmuje zewnętrzną ochronę odgromową i wewnętrzną ochronę odgromową. Zewnętrzna ochrona odgromowa jest używana głównie do odgromników (piorunochronów, sieci odgromowych, pasów odgromowych, linii odgromowych), przewodów odprowadzających i urządzeń uziemiających. Główną funkcją listwy przeciwprzepięciowej jest zapewnienie ochrony bryły budynku przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. Pioruny, które mogą uderzyć w budynek, są wyładowywane do ziemi przez piorunochrony (pasy, sieci, druty), przewody odprowadzające itp. Wewnętrzna ochrona odgromowa obejmuje ochronę odgromową, przepięcia linii, kontrataki potencjału ziemi, wtargnięcie fali piorunowej oraz elektromagnetyczne i elektrostatyczne indukcja. Metoda opiera się na połączeniu ekwipotencjalnym, w tym na połączeniu bezpośrednim i pośrednim przez SPD, tak aby metalowy korpus, linia wyposażenia i uziemienie tworzyły warunkowe ciało ekwipotencjalne, a urządzenia wewnętrzne są bocznikowane i indukowane przez wyładowania atmosferyczne i inne przepięcia. Prąd piorunowy lub prąd udarowy jest odprowadzany do ziemi w celu ochrony bezpieczeństwa ludzi i sprzętu w budynku.

Piorun charakteryzuje się bardzo szybkim wzrostem napięcia (w granicach 10μs), wysokim napięciem szczytowym (dziesiątki tysięcy do milionów woltów), dużym prądem (dziesiątki do setek tysięcy amperów) i krótkim czasem trwania (od dziesiątek do setek mikrosekund)), prędkość transmisji jest duża (przesyła się z prędkością światła), energia jest bardzo duża i jest najbardziej niszczycielska spośród przepięć.

2, klasyfikacja ograniczników przepięć

SPD jest niezbędnym urządzeniem do ochrony odgromowej sprzętu elektronicznego. Jego funkcją jest ograniczenie chwilowego przepięcia linii elektroenergetycznej i linii transmisji sygnału do zakresu napięć, które sprzęt lub system może wytrzymać, lub rozładowanie silnego prądu piorunowego do ziemi. Chroń chroniony sprzęt lub systemy przed wstrząsami.

2,1 Klasyfikacja według zasady działania

Sklasyfikowane zgodnie z zasadą działania, SPD można podzielić na typ przełącznika napięcia, typ ograniczenia napięcia i typ kombinacji.

(1) Przełącznik napięciowy typu SPD. W przypadku braku przejściowego przepięcia wykazuje wysoką impedancję. Gdy reaguje na przepięcie przejściowe pioruna, jego impedancja zmienia się na niską, umożliwiając przepływ prądu piorunowego, znanego również jako „przełącznik zwarciowy typu SPD”.

(2) Ogranicznik ciśnienia SPD. Gdy nie ma przepięcia przejściowego, jest to wysoka impedancja, ale wraz ze wzrostem prądu udarowego i napięcia, jego impedancja będzie nadal spadać, a jego charakterystyki prądowe i napięciowe są silnie nieliniowe, czasami nazywane „zaciskanymi SPD”.

(3) Połączony SPD. Jest to kombinacja elementu typu przełączającego napięcie i elementu typu ograniczającego napięcie, który może być wyświetlany jako typ przełączania napięcia lub typ ograniczający napięcie lub oba, w zależności od charakterystyki przyłożonego napięcia.

2.2 Klasyfikacja według celu

W zależności od zastosowania, SPD można podzielić na SPD linii energetycznej i SPD linii sygnałowej.

2.2.1 SPD linii energetycznej

Ponieważ energia uderzenia pioruna jest bardzo duża, konieczne jest stopniowe odprowadzanie energii uderzenia pioruna do ziemi za pomocą stopniowego wyładowania. Na styku strefy bezpośredniej ochrony odgromowej (LPZ0A) lub strefy bezpośredniej ochrony odgromowej (LPZ0B) i pierwszej strefy ochrony odgromowej (LPZ1) należy zainstalować ogranicznik przepięć lub ogranicznik przepięć ograniczający napięcie, który przejdzie pomyślnie test klasyfikacyjny klasy I. Zabezpieczenie pierwotne, które wyładowuje bezpośredni prąd piorunowy lub wyładowuje duże ilości energii przewodzonej, gdy linia elektroenergetyczna jest narażona na bezpośrednie uderzenia pioruna. Ochronnik przeciwprzepięciowy ograniczający napięcie jest instalowany na styku każdej strefy (w tym strefy LPZ1) za pierwszą strefą ochronną jako drugi, trzeci lub wyższy poziom ochrony. Ochronnik drugiego poziomu jest urządzeniem ochronnym dla napięcia szczątkowego ochronnika stopnia wstępnego i indukowanego uderzenia pioruna w tym obszarze. Gdy pochłanianie energii pioruna przez przednią scenę jest duże, niektóre części są nadal dość duże dla urządzenia lub ochraniacza trzeciego poziomu. Przekazywana energia będzie wymagać dalszej absorpcji przez ochraniacz drugiego poziomu. W tym samym czasie linia transmisyjna odgromnika pierwszego stopnia będzie również indukować piorunowe promieniowanie elektromagnetyczne. Kiedy linia jest dostatecznie długa, energia wywołanego pioruna staje się wystarczająco duża i potrzebny jest ochraniacz drugiego poziomu, aby dalej upuszczać energię błyskawicy. Ochraniacz trzeciego stopnia chroni resztkową energię pioruna poprzez ochraniacz drugiego stopnia. Zgodnie z poziomem napięcia wytrzymywanego chronionego sprzętu, jeśli dwustopniowa ochrona odgromowa może osiągnąć limit napięcia poniżej poziomu napięcia urządzenia, potrzebne są tylko dwa poziomy ochrony; jeśli poziom napięcia wytrzymywanego sprzętu jest niski, może wymagać czterech poziomów lub nawet więcej poziomów ochrony.

Wybierz SPD, musisz zrozumieć niektóre parametry i jak one działają.

(1) Fala 10 / 350μs jest przebiegiem symulującym bezpośrednie uderzenie pioruna, a energia fali jest duża; fala 8/20 μs jest przebiegiem symulującym indukcję pioruna i przewodzenie pioruna.

(2) Nominalny prąd wyładowczy In odnosi się do prądu szczytowego przepływającego przez SPD i fali prądowej 8/20 μs.

(3) Maksymalny prąd rozładowania Imax, znany również jako maksymalne natężenie przepływu, odnosi się do maksymalnego prądu rozładowania, który może wytrzymać SPD przy fali prądu 8 / 20μs.

(4) Maksymalne trwałe napięcie wytrzymywane Uc (wartość skuteczna) odnosi się do maksymalnych wartości skutecznych napięcia przemiennego lub napięcia stałego, które można w sposób ciągły przyłożyć do SPD.

(5) Napięcie resztkowe Ur odnosi się do wartości ciśnienia resztkowego przy znamionowym prądzie wyładowczym In.

(6) Napięcie zabezpieczenia Up charakteryzuje parametr charakterystyki napięciowej pomiędzy zaciskami granicznymi SPD, a jego wartość można wybrać z listy wartości preferowanych, która powinna być większa niż najwyższa wartość napięcia granicznego.

(7) Przełącznik napięciowy typu SPD rozładowuje głównie falę prądową 10/350 μs, a typ SPD ograniczający napięcie głównie rozładowuje falę prądową 8/20 μs.

2.2.2 Linia sygnału SPD

Linia sygnałowa SPD jest w rzeczywistości odgromnikiem sygnałowym zainstalowanym w linii transmisji sygnału, zwykle na przednim końcu urządzenia, w celu ochrony kolejnych urządzeń i zapobiegania wpływowi fal piorunowych na uszkodzone urządzenie z linii sygnałowej.

1) Wybór poziomu ochrony napięciowej (Up)

Wartość Up nie powinna przekraczać znamionowego napięcia chronionego sprzętu. W górę wymaga, aby SPD był dobrze dopasowany do izolacji chronionego sprzętu.

W systemie zasilania i dystrybucji niskiego napięcia sprzęt powinien mieć określoną zdolność wytrzymywania udarów, to znaczy odporność na wstrząsy i przepięcia. Gdy nie można uzyskać wartości przepięcia udarowego różnych urządzeń sieci trójfazowej 220 / 380V, można ją dobrać zgodnie z podanymi wskaźnikami normy IEC 60664-1.

2) Dobór znamionowego prądu wyładowczego In (przepustowość udarowa)

Szczytowy prąd przepływający przez SPD, fala prądowa 8/20 μs. Służy do przeprowadzania testów klasyfikacyjnych SPD w klasie II, a także do wstępnej obróbki SPD w badaniach klasyfikacyjnych klasy I i klasy II.

W rzeczywistości In to maksymalna wartość szczytowa prądu udarowego, która może przejść określoną liczbę razy (zwykle 20 razy) i określony przebieg (8/20 μs) bez znacznego uszkodzenia SPD.

3) Wybór maksymalnego prądu rozładowania Imax (ograniczenie przepływu uderzeniowego)

Prąd szczytowy przepływający przez SPD, fala prądowa 8/20 μs, jest używany do testu klasyfikacyjnego klasy II. Imax ma wiele podobieństw do In, które wykorzystują prąd szczytowy fali prądowej 8/20 μs do przeprowadzenia testu klasyfikacyjnego klasy II na SPD. Różnica jest również oczywista. Imax wykonuje tylko test udarności na SPD, a SPD nie powoduje znacznych uszkodzeń po teście, a In może wykonać 20 takich testów, a SPD nie może zostać znacząco zniszczony po teście. Dlatego Imax jest aktualną granicą wpływu, więc maksymalny prąd rozładowania nazywany jest również ostateczną przepustowością impulsu. Oczywiście Imax> In.

zasada działania

Urządzenie przeciwprzepięciowe jest niezbędnym urządzeniem do ochrony odgromowej sprzętu elektronicznego. Kiedyś nazywano go „ogranicznikiem” lub „zabezpieczeniem przed przepięciem”. Angielski jest w skrócie SPD. Rolą zabezpieczenia przeciwprzepięciowego jest Przejściowe przepięcie w linii zasilającej i linii transmisji sygnału jest ograniczone do zakresu napięcia, które może wytrzymać sprzęt lub system, lub silny prąd piorunowy jest wyładowywany do ziemi w celu ochrony chronionego sprzętu lub system przed uderzeniem i uszkodzeniem.

Typ i konstrukcja ogranicznika przepięć różnią się w zależności od zastosowania, ale powinien zawierać co najmniej jeden nieliniowy element ograniczający napięcie. Podstawowe elementy zastosowane w ogranicznikach przepięć to szczelina wyładowcza, rura wyładowcza wypełniona gazem, warystor, dioda gasząca oraz cewka dławikowa.

Podstawowy składnik

1. Luka zrzutowa (znana również jako luka ochronna):

Zwykle składa się z dwóch metalowych prętów oddzielonych pewną szczeliną wystawioną na działanie powietrza, z których jeden jest podłączony do linii fazowej zasilania L lub linii neutralnej (N) wymaganego urządzenia ochronnego, a drugi metalowy pręt i podłączona jest linia uziemienia (PE). Uderzenie przejściowego przepięcia powoduje przerwanie szczeliny i wprowadzenie części ładunku przepięciowego do ziemi, co pozwala uniknąć wzrostu napięcia na chronionym urządzeniu. Odległość między dwoma metalowymi prętami szczeliny wyładowczej można regulować w razie potrzeby, a konstrukcja jest stosunkowo prosta, a wadą jest słaba skuteczność gaszenia łuku. Ulepszona szczelina wyładowcza jest szczeliną kątową, a jej funkcja gaszenia łuku jest lepsza niż poprzednia. Jest to spowodowane działaniem mocy elektrycznej F obwodu i wzrostem strumienia gorącego powietrza w celu zgaszenia łuku.

2. Rura wyładowcza:

Składa się z pary zimnych ujemnych płyt, które są oddzielone od siebie i zamknięte w szklanej lub ceramicznej rurce wypełnionej pewnym gazem obojętnym (Ar). W celu zwiększenia prawdopodobieństwa wyzwolenia rury wyładowczej, w rurze wyładowczej znajduje się również czynnik wyzwalający. Ten typ rury wyładowczej wypełnionej gazem jest dwubiegunowy i trójbiegunowy.

Parametry techniczne rury wyładowczej to: napięcie wyładowania DC Udc; napięcie wyładowania udarowego Up (ogólnie Up≈ (2 ~ 3) Udc; prąd wytrzymywany o częstotliwości sieciowej In; prąd udarowy wytrzymywany Ip; rezystancja izolacji R (> 109Ω)); pojemność między elektrodami (1-5PF)

Rura wyładowcza może być używana w warunkach DC i AC. Wybrane napięcie rozładowania DC Udc jest następujące: Używaj w warunkach DC: Udc≥1.8U0 (U0 jest napięciem stałym dla linii do normalnej pracy)

Użytkowanie w warunkach AC: U dc ≥ 1.44Un (Un jest wartością skuteczną napięcia AC dla normalnej pracy linii)

3. warystor:

Jest to warystor półprzewodnikowy z tlenku metalu, którego głównym składnikiem jest ZnO. Gdy napięcie przyłożone do obu końców osiągnie określoną wartość, rezystancja jest bardzo wrażliwa na napięcie. Jego zasada działania jest równoważna szeregowemu i równoległemu połączeniu wielu półprzewodników PN. Warystor charakteryzuje się dobrą charakterystyką nieliniową (I = CUα, α jest współczynnikiem nieliniowym), dużą przepustowością (~ 2KA / cm2), niskim normalnym prądem upływu (10-7 ~ 10-6A), niskim napięciem szczątkowym (w zależności od przy napięciu roboczym warystora i przepustowości), czas odpowiedzi na przepięcie przejściowe jest krótki (~ 10-8s), bez luzu.

Parametry techniczne warystora to napięcie warystora (tj. Napięcie przełączania) UN, napięcie odniesienia Ulma; napięcie szczątkowe Ures; współczynnik napięcia szczątkowego K (K = Ures / UN); maksymalna przepustowość Imax; prąd upływu; czas odpowiedzi.

Warystor jest używany w następujących warunkach: napięcie warystora: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 jest napięciem znamionowym zasilacza o częstotliwości sieciowej)

Minimalne napięcie odniesienia: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (używane w warunkach prądu stałego)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (używane w warunkach AC, Uac to napięcie robocze AC)

Maksymalne napięcie odniesienia warystora powinno być określone przez napięcie wytrzymywane chronionego urządzenia elektronicznego. Napięcie szczątkowe warystora powinno być mniejsze niż poziom napięcia chronionego urządzenia elektronicznego, tj. (Ulma) max≤Ub / K. Gdzie K to stosunek napięcia szczątkowego, a Ub to napięcie uszkodzenia chronionego urządzenia.

4. Dioda gasząca:

Dioda gasząca ma ograniczoną funkcję zacisku. Działa w regionie odwrotnego podziału. Ze względu na niskie napięcie zacisku i szybką reakcję jest szczególnie odpowiedni do stosowania jako elementy zabezpieczające ostatniego poziomu w wielopoziomowych obwodach zabezpieczających. Charakterystykę woltoamperową diody gaszącej w rejonie przebicia można wyrazić wzorem: I = CUα, gdzie α jest współczynnikiem nieliniowym, dla diody Zenera α = 7 ～ 9, w diodzie lawinowej α = 5 7.

Parametry techniczne diod gaszących

(1) Napięcie przebicia, które odnosi się do napięcia przebicia przy określonym wstecznym prądzie przebicia (często 1 mA), który zwykle mieści się w zakresie od 2.9 V do 4.7 V dla diod Zenera, oraz znamionowego przebicia diod lawinowych. Napięcie zużycia często mieści się w zakresie od 5.6 V do 200 V.

(2) Maksymalne napięcie cęgowe: odnosi się do najwyższego napięcia występującego na obu końcach rury, gdy przepływa ona duży prąd o zadanym przebiegu.

(3) Moc impulsu: Odnosi się do iloczynu maksymalnego napięcia cęgów na obu końcach rury i równoważnika prądu w rurze przy określonym przebiegu prądu (np. 10/1000 μs).

(4) Odwrotne napięcie przesunięcia: odnosi się do maksymalnego napięcia, które można przyłożyć do obu końców rury w strefie upływu wstecznego, przy którym rura nie powinna się zepsuć. To odwrotne napięcie przesunięcia powinno być znacznie wyższe niż najwyższy szczyt napięcia roboczego chronionego układu elektronicznego, tj. Nie może znajdować się w stanie słabego przewodzenia podczas normalnej pracy układu.

(5) Maksymalny prąd upływu: odnosi się do maksymalnego prądu wstecznego przepływającego przez rurkę przy odwrotnym napięciu przesunięcia.

(6) Czas odpowiedzi: 10-11 s

5. Cewka dławikowa:

Cewka dławiąca jest urządzeniem tłumiącym zakłócenia w trybie wspólnym z rdzeniem ferrytowym. Jest symetrycznie nawinięty na ten sam ferrytowy rdzeń toroidalny za pomocą dwóch cewek tej samej wielkości i tej samej liczby zwojów. Aby utworzyć urządzenie czterozaciskowe, konieczne jest stłumienie dużej indukcyjności sygnału w trybie wspólnym i ma to niewielki wpływ na indukcyjność różnicową sygnału w trybie różnicowym. Cewka dławiąca może skutecznie tłumić sygnał interferencyjny trybu wspólnego (taki jak interferencja pioruna) w linii zrównoważonej, ale nie ma wpływu na sygnał trybu różnicowego, który normalnie transmituje linia.

Cewka dławiąca podczas produkcji powinna spełniać następujące wymagania:

1) Przewody nawinięte na rdzeniu cewki powinny być odizolowane od siebie, aby nie doszło do zwarcia awaryjnego między zwojami cewki pod wpływem przejściowego przepięcia.

2) Gdy cewka przepływa przez duży prąd chwilowy, rdzeń nie wydaje się być nasycony.

3) Rdzeń w cewce powinien być odizolowany od cewki, aby zapobiec przebiciu między nimi pod przejściowym przepięciem.

4) Cewka powinna być nawinięta tak bardzo, jak to możliwe, co może zmniejszyć pasożytniczą pojemność cewki i zwiększyć zdolność cewki do chwilowego przepięcia.

6. Zwarcie na 1/4 długości fali

Łom o długości 1/4 fali jest zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym sygnału mikrofalowego opartym na analizie widmowej fal pioruna i teorii fali stojącej podajnika antenowego. Długość metalowego pręta zwarciowego w tym zabezpieczeniu zależy od częstotliwości sygnału roboczego (np. 900 MHz lub 1800 MHz). Określa się rozmiar 1/4 długości fali. Równoległa długość pręta zwarciowego ma nieskończoną impedancję dla częstotliwości roboczej sygnału, co jest równoważne rozwarciu obwodu i nie wpływa na transmisję sygnału. Jednak w przypadku fal pioruna, ponieważ energia pioruna jest głównie rozprowadzana poniżej n + KHZ, pasek zwarcia. Impedancja fali pioruna jest niewielka, co odpowiada zwarciu, poziom energii pioruna jest odprowadzany do ziemi.

Ponieważ średnica pręta zwierającego 1/4 długości fali wynosi zwykle kilka milimetrów, odporność na prąd udarowy jest dobra i może osiągnąć 30KA (8/20 μs) lub więcej, a napięcie resztkowe jest małe. To napięcie resztkowe jest głównie spowodowane indukcyjnością własną pręta zwarciowego. Wadą jest to, że pasmo mocy jest wąskie, a szerokość pasma wynosi około 2% do 20%. Inną wadą jest to, że polaryzacja DC nie może być zastosowana do podajnika anteny, co ogranicza niektóre zastosowania.

Obwód podstawowy

Obwód ochronnika przeciwprzepięciowego ma różne formy w zależności od różnych potrzeb. Podstawowymi komponentami jest kilka wyżej wymienionych typów. Znany technicznie badacz produktów do ochrony odgromowej może zaprojektować różne obwody, tak jak można zastosować pudełko bloków. Różne wzory strukturalne. Do obowiązków pracowników ochrony odgromowej należy opracowywanie produktów, które są zarówno skuteczne, jak i opłacalne.

Stopniowana ochrona

Odgromnik pierwszego stopnia ochronnika przepięciowego może krwawić pod wpływem bezpośredniego prądu pioruna lub wyciekać, gdy linia elektroenergetyczna jest narażona na bezpośrednie uderzenie pioruna. W miejscach, w których mogą wystąpić bezpośrednie uderzenia pioruna, KLASA I należy wykonać. Ochrona przed piorunami. Odgromnik drugiego stopnia jest urządzeniem zabezpieczającym przed napięciem szczątkowym czołowego urządzenia odgromowego i uderzeniem pioruna w tym obszarze. W przypadku dużej absorpcji energii pioruna na przednim stopniu nadal pozostaje część wyposażenia lub urządzenie odgromowe trzeciego stopnia. To dość duża ilość energii, która zostanie przesłana i wymaga drugiego stopnia ogranicznika do dalszej absorpcji. Jednocześnie linia transmisyjna odgromnika pierwszego stopnia będzie również indukować impulsowe promieniowanie elektromagnetyczne LEMP. Gdy linia jest wystarczająco długa, energia wyładowania atmosferycznego staje się wystarczająco duża i do dalszego rozładowania energii pioruna potrzebne jest urządzenie odgromowe drugiego poziomu. Odgromnik trzeciego stopnia chroni LEMP i resztkową energię pioruna przez odgromnik drugiego stopnia.

Ochrona pierwszego stopnia

Zadaniem ochronnika przeciwprzepięciowego jest zapobieganie przenoszeniu napięcia udarowego bezpośrednio z obszaru LPZ0 do obszaru LPZ1, ograniczając przepięcia od dziesiątek tysięcy do setek tysięcy woltów do 2500-3000V.

Ochronnik przeciwprzepięciowy instalowany po stronie niskiego napięcia transformatora mocy jest trójfazowym odgromnikiem typu wyłącznikowego. Strumień pioruna nie powinien być mniejszy niż 60KA. Odgromnikiem tej klasy zasilającym powinien być odgromnik dużej mocy zasilany, podłączony pomiędzy fazami wejścia sieci zasilającej użytkownika a ziemią. Zwykle wymagane jest, aby ochronnik przeciwprzepięciowy tej klasy miał maksymalną udarność większą niż 100 kA na fazę, a wymagane napięcie graniczne jest mniejsze niż 1500 V, co jest nazywane zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym klasy I i ochroną przeciwprzepięciową. Zaprojektowane, aby wytrzymać wysokie prądy wyładowań atmosferycznych i indukcyjnych uderzeń piorunów oraz przyciągać przepięcia o wysokiej energii, te elektromagnetyczne ograniczniki przepięć bocznikują duże ilości prądu rozruchowego do ziemi. Zapewniają jedynie napięcie ograniczające (maksymalne napięcie, które pojawia się na linii, gdy prąd rozruchowy przepływa przez ogranicznik zasilania, nazywane jest napięciem ograniczającym). Ochronnik KLASY Klasy I jest używany głównie do pochłaniania dużych prądów rozruchowych, ale nie może w pełni chronić wrażliwego sprzętu elektrycznego wewnątrz systemu zasilania.

Ochronnik przeciwprzepięciowy pierwszego poziomu może chronić przed falami pioruna 10 / 350μs i 100KA i spełniać najwyższe standardy ochrony określone przez IEC. Odniesienie techniczne jest następujące: strumień pioruna jest większy lub równy 100KA (10 / 350μs); napięcie resztkowe nie jest większe niż 2.5KV; czas odpowiedzi jest mniejszy lub równy 100ns.

Ochrona drugiego stopnia

Zadaniem ochronnika przepięciowego jest dalsze ograniczenie szczątkowego napięcia udarowego przechodzącego przez odgromnik pierwszego stopnia do 1500-2000V i ekwipotencjalne połączenie LPZ1-LPZ2.

Odgromnik zasilający wyprowadzony z linii szafy rozdzielczej powinien być ogranicznikiem napięcia zasilającego odgromnika jako ochrona drugiego stopnia. Prąd piorunowy nie powinien być mniejszy niż 20KA. Powinien być zainstalowany w zasilaniu ważnych lub wrażliwych urządzeń elektrycznych. Drogowa stacja dystrybucji. Te ograniczniki przepięć zapewniają lepszą absorpcję energii szczątkowej przez ogranicznik przepięć na wlocie zasilacza klienta i mają doskonałe tłumienie przepięć przejściowych. Ochronnik przepięciowy stosowany w tym obszarze wymaga maksymalnej udarności 45 kA lub większej na fazę, a wymagane napięcie graniczne powinno być mniejsze niż 1200 V, co jest nazywane KLASA II odgromnik zasilania. Ogólny system zasilania użytkownika może osiągnąć drugi poziom ochrony, aby spełnić wymagania działania sprzętu elektrycznego.

Ochronnik przeciwprzepięciowy drugiego stopnia wykorzystuje zabezpieczenie klasy C do ochrony międzyfazowej, fazy-uziemienia i średniego uziemienia w pełnym trybie. Główne parametry techniczne to: przepustowość pioruna większa lub równa 40KA (8 / 20μs); napięcie szczątkowe Wartość szczytowa nie przekracza 1000 V; czas odpowiedzi nie przekracza 25ns.

Ochrona trzeciego poziomu

Celem zabezpieczenia przeciwprzepięciowego jest ostateczna ochrona sprzętu poprzez zmniejszenie napięcia szczątkowego do wartości poniżej 1000 V, tak aby energia udaru nie uszkodziła sprzętu.

Gdy urządzenie odgromowe zasilacza zainstalowane na końcu wejściowego źródła zasilania prądem przemiennym elektronicznego sprzętu informacyjnego jest używane jako zabezpieczenie trzeciego poziomu, powinno to być szeregowe urządzenie odgromowe z ogranicznikiem napięcia, a jego odgromnik pojemność prądowa nie może być mniejsza niż 10KA.

Ostatnią linię ochrony przeciwprzepięciową można zastosować z wbudowanym zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym w wewnętrznym zasilaniu konsumenta, aby uzyskać całkowitą eliminację małych przepięć przejściowych. Stosowany tutaj ogranicznik przepięć mocy wymaga maksymalnej udarności 20 kA lub mniejszej na fazę, a wymagane napięcie ograniczające powinno być mniejsze niż 1000 V. Konieczne jest posiadanie trzeci poziom ochrony dla niektórych szczególnie ważnych lub szczególnie wrażliwych urządzeń elektronicznych, a także do ochrony sprzętu elektrycznego przed przejściowymi przepięciami generowanymi w systemie.

W przypadku zasilania prostownikowego stosowanego w sprzęcie łączności mikrofalowej, sprzęcie łączności stacji ruchomej oraz sprzęcie radarowym należy wybrać Zabezpieczenie odgromowe zasilacza DC z dostosowaniem napięcia roboczego jako końcowym zabezpieczeniem stopnia zgodnie z zabezpieczeniem jego napięcia roboczego.

Poziom 4 i wyższy

Ochronnik przeciwprzepięciowy zgodnie z poziomem napięcia wytrzymywanego chronionego sprzętu, jeśli dwupoziomowa ochrona odgromowa może osiągnąć napięcie graniczne poniżej poziomu napięcia wytrzymywanego urządzenia, wystarczy wykonać dwa poziomy ochrony, jeśli urządzenie wytrzymuje napięcie poziom jest niski, może wymagać czterech lub więcej poziomów ochrony. Czwarty stopień ochrony jego przepustowości piorunowej nie powinien być niższy niż 5KA.

Metoda instalacji

1, rutynowe wymagania instalacyjne SPD

Listwa przeciwprzepięciowa jest instalowana na standardowej szynie 35 mm

W przypadku stałych SPD należy przestrzegać następujących kroków podczas zwykłej instalacji:

1) Określ ścieżkę prądu rozładowania

2) Oznaczyć przewód pod kątem dodatkowego spadku napięcia spowodowanego na zacisku urządzenia.

3) Aby uniknąć niepotrzebnych pętli indukcyjnych, oznacz przewód PE każdego urządzenia.

4) Ustanowić wyrównanie potencjałów między urządzeniem a SPD.

5) Koordynacja koordynacji energetycznej wielopoziomowego SPD

Aby ograniczyć sprzężenie indukcyjne między zainstalowaną częścią ochronną a niezabezpieczoną częścią urządzenia, wymagane są pewne pomiary. Indukcyjność wzajemną można zmniejszyć poprzez oddzielenie źródła czujnika od obwodu protektorowego, wybór kąta pętli i ograniczenie obszaru zamkniętej pętli.

Gdy przewodnik elementu przenoszącego prąd jest częścią zamkniętej pętli, pętla i indukowane napięcie są zmniejszane, gdy przewodnik zbliża się do obwodu.

Generalnie lepiej jest oddzielić chroniony przewód od niezabezpieczonego przewodu i powinien być oddzielony od przewodu uziemiającego. Jednocześnie, aby uniknąć przejściowego sprzężenia kwadraturowego między kablem zasilającym a kablem komunikacyjnym, należy wykonać niezbędne pomiary.

2, wybór średnicy przewodu uziemiającego SPD

Linia danych: wymóg jest większy niż 2.5 mm²; gdy długość przekracza 0.5 m, wymagane jest, aby była większa niż 4 mm².

Powerline: Gdy pole przekroju poprzecznego linii fazowej S≤16mm², linia naziemna wykorzystuje S; gdy pole przekroju poprzecznego linii fazowej wynosi 16 mm²≤S≤35 mm², linia uziemienia wykorzystuje 16 mm²; gdy pole przekroju poprzecznego linii fazowej S≥35mm², linia uziemienia wymaga S / 2.

Główne parametry

1. Napięcie nominalne Un: napięcie znamionowe chronionego systemu jest stałe. W systemie informatycznym parametr ten wskazuje, jaki rodzaj zabezpieczenia należy wybrać, co wskazuje na efektywną wartość napięcia przemiennego lub stałego.

2. Napięcie znamionowe Uc: może być przyłożone do określonego końca ochronnika przez długi czas bez powodowania zmiany charakterystyki ochronnika i aktywowania maksymalnej wartości skutecznej napięcia elementu ochronnego.

3. Znamionowy prąd wyładowczy Isn: Maksymalny szczytowy prąd rozruchowy, który jest tolerowany przez zabezpieczenie, gdy standardowa fala pioruna o przebiegu 8/20 μs jest przyłożona do zabezpieczenia 10 razy.

4. Maksymalny prąd rozładowania Imax: Maksymalny szczytowy prąd rozruchowy, który jest tolerowany przez zabezpieczenie, gdy do zabezpieczenia przyłożona jest standardowa fala pioruna o przebiegu 8/20 μs.

5. Poziom ochrony Up: Maksymalna wartość zabezpieczenia w następujących testach: napięcie przeskoku o nachyleniu 1KV / μs; napięcie resztkowe znamionowego prądu rozładowania.

6. Czas reakcji tA: Czułość działania i czas przebicia specjalnego elementu ochronnego odbijającego się głównie w ochraniaczu, a zmiana w pewnym czasie zależy od nachylenia du / dt lub di / dt.

7. Szybkość transmisji danych Vs: wskazuje, ile wartości bitowych jest przesyłanych w ciągu jednej sekundy, jednostką jest: bps; jest to wartość odniesienia prawidłowo dobranego urządzenia odgromowego w systemie transmisji danych, a szybkość transmisji danych odgromnika zależy od trybu transmisji systemu.

8. Tłumienność wtrąceniowa Ae: Stosunek napięcia przed i za włożeniem ochronnika przy danej częstotliwości.

9. Return Loss Ar: Wskazuje stosunek fali narastającej odbijanej przez urządzenie zabezpieczające (punkt odbicia), który jest parametrem bezpośrednio mierzącym, czy urządzenie zabezpieczające jest kompatybilne z impedancją systemu.

10. Maksymalny podłużny prąd rozładowania: odnosi się do wartości szczytowej maksymalnego prądu rozruchowego, na który narażony jest ochraniacz, gdy do każdego uziemienia przyłożona jest standardowa fala pioruna o kształcie fali 8 / 20μs.

11. Maksymalny boczny prąd rozładowania: Maksymalny szczyt prądu rozruchowego, na który narażony jest ochraniacz, gdy między linią a linią jest przyłożona standardowa fala pioruna o przebiegu 8/20 μs.

12. Impedancja online: odnosi się do sumy impedancji i reaktancji indukcyjnej pętli przepływającej przez zabezpieczenie pod napięciem znamionowym Un. Często określana jako „impedancja systemu”.

13. Szczytowy prąd rozładowania: Istnieją dwa typy: znamionowy prąd rozładowania Isn i maksymalny prąd rozładowania Imax.

14. Prąd upływu: odnosi się do prądu stałego przepływającego przez zabezpieczenie przy napięciu znamionowym Un 75 lub 80.

Sklasyfikowane według zasady działania

1. Typ przełącznika: Zasada działania ochronnika przeciwprzepięciowego polega na wysokiej impedancji, gdy nie ma chwilowego przepięcia, ale gdy zareaguje na przejściowe przepięcie pioruna, jego impedancja nagle zmieni się na niską wartość, umożliwiając przepływ prądu piorunowego. Stosowane jako takie urządzenie posiada: szczelinę wyładowczą, rurę wyładowczą, tyrystor i tym podobne.

2. Typ ogranicznika napięcia: Zasada działania ochronnika przeciwprzepięciowego polega na wysokiej impedancji, gdy nie ma przepięcia przejściowego, ale jego impedancja będzie się zmniejszać w sposób ciągły wraz ze wzrostem prądu udarowego i napięcia, a jego charakterystyki prądowe i napięciowe są silnie nieliniowe. Urządzeniami stosowanymi jako takie są: tlenek cynku, warystory, diody gaszące, diody lawinowe i tym podobne.

3. Rozszczepiony lub burzliwy ：

Typ bocznikowy: Równolegle do chronionego urządzenia, wykazujący niską impedancję dla impedancji pioruna i wysoką impedancję dla normalnej częstotliwości roboczej.

Typ turbulentny: szeregowo z chronionym urządzeniem wykazuje wysoką impedancję impedancji pioruna i niską impedancję dla normalnej częstotliwości roboczej.

Urządzenia stosowane jako takie to: cewki dławikowe, filtry górnoprzepustowe, filtry dolnoprzepustowe, zwarcia ćwierćfalowe i tym podobne.

Korzystanie z urządzenia przeciwprzepięciowego SPD

(1) Zabezpieczenie zasilania: zabezpieczenie zasilania prądem przemiennym, zabezpieczenie zasilania prądem stałym, zabezpieczenie przełączania zasilania itp.

Moduł ochrony odgromowej prądu przemiennego nadaje się do ochrony zasilania pomieszczeń rozdzielczych, szaf rozdzielczych, szaf rozdzielczych, paneli dystrybucji zasilania AC / DC itp.

W budynku znajdują się zewnętrzne skrzynki rozdzielcze wejściowe i skrzynki rozdzielcze warstwy budynku;

Do przemysłowych sieci energetycznych niskiego napięcia (220 / 380VAC) i cywilnych sieci energetycznych;

W systemie elektroenergetycznym służy głównie do doprowadzenia lub wyprowadzenia mocy trójfazowej na ekranie zasilania sterowni głównej maszynowni automatyki lub podstacji.

Nadaje się do różnych systemów zasilania prądem stałym, takich jak:

Panel dystrybucji zasilania DC;

Sprzęt do zasilania prądem stałym;

Skrzynka rozdzielcza DC;

Szafka na systemy elektroniczne;

Wyjście dodatkowego źródła zasilania.

(2) Zabezpieczenie sygnału: zabezpieczenie sygnału niskiej częstotliwości, zabezpieczenie sygnału wysokiej częstotliwości, zabezpieczenie podajnika antenowego itp.

Urządzenie ochrony odgromowej sygnału sieciowego:

Indukcyjne zabezpieczenie przeciwprzepięciowe spowodowane uderzeniami pioruna i piorunowymi impulsami elektromagnetycznymi dla urządzeń sieciowych, takich jak 10 / 100Mbps SWITCH, HUB, ROUTER; · Ochrona przełącznika sieciowego w pokoju sieciowym; · Ochrona serwera w pokoju sieciowym; · Ochrona urządzeń sieciowych w pokoju sieciowym;

24-portowa zintegrowana skrzynka odgromowa jest używana głównie do scentralizowanej ochrony wielu kanałów sygnałowych w zintegrowanych szafach sieciowych i szafach podrzędnych.

Urządzenie do ochrony odgromowej sygnału wideo:

Ochronnik przeciwprzepięciowy jest używany głównie do ochrony punkt-punkt sprzętu sygnału wideo. Może chronić różne urządzenia do transmisji wideo przed indukcyjnym uderzeniem pioruna i napięciem udarowym z linii transmisji sygnału. Ma również zastosowanie do transmisji RF pod tym samym napięciem roboczym. Zintegrowana wieloportowa skrzynka odgromowa wideo jest używana głównie do scentralizowanej ochrony urządzeń sterujących, takich jak nagrywarki dysku twardego i przecinarki wideo w zintegrowanej szafie sterowniczej.

Marka przeciwprzepięciowa

Najpopularniejszymi ogranicznikami na rynku są: chińskie zabezpieczenie przeciwprzepięciowe LSP, niemieckie zabezpieczenie przeciwprzepięciowe OBO, ochrona przeciwprzepięciowa DEHN, ochrona przeciwprzepięciowa PHOENIX, ochrona przeciwprzepięciowa US ECS, ochrona przeciwprzepięciowa US PANAMAX, ochrona przeciwprzepięciowa INNOVATIVE, ochrona przeciwprzepięciowa US POLYPHASER, ochrona przeciwprzepięciowa France Soule , Brytyjskie zabezpieczenie przeciwprzepięciowe ESP Furse itp.