Устройство защиты от перенапряжения SPD

Устройство защиты от перенапряжения переменного тока T2 SLP40-275-3S + 1Устройство защиты от перенапряжения УЗИП также называют разрядником для перенапряжения. Все устройства защиты от перенапряжения для определенной цели на самом деле являются своего рода быстрым переключателем, и устройство защиты от перенапряжения активируется в определенном диапазоне напряжений. После активации подавляющий компонент устройства защиты от перенапряжения будет отключен от состояния с высоким импедансом, а полюс L будет переведен в состояние с низким сопротивлением. Таким образом можно отвести локальный импульсный ток энергии в электронном устройстве. В течение всего процесса разряда молнии устройство защиты от перенапряжения будет поддерживать относительно постоянное напряжение на полюсе. Это напряжение гарантирует, что устройство защиты от перенапряжения всегда включено и может безопасно разрядить импульсный ток на землю. Другими словами, устройства защиты от перенапряжения защищают чувствительное электронное оборудование от воздействия грозовых разрядов, коммутационной активности в сети общего пользования, процессов коррекции коэффициента мощности и другой энергии, генерируемой внутренними и внешними краткосрочными операциями.

Применение

Молния представляет очевидную угрозу для личной безопасности и представляет потенциальную угрозу для различных устройств. Повреждение оборудования скачками напряжения не ограничивается прямым Устройство защиты от перенапряжения переменного тока T2 SLP40-275-1S + 1удары молнии. Удары молнии с близкого расстояния представляют огромную угрозу для чувствительных современных электронных устройств; с другой стороны, молниеносная активность на расстоянии и разряд между грозовыми облаками могут создавать сильные пусковые токи в источнике питания и сигнальных контурах, так что нормальное проточное оборудование является нормальным. Запустите и сократите срок службы оборудования. Ток молнии протекает через землю из-за сопротивления земли, которое генерирует высокое напряжение. Это высокое напряжение не только ставит под угрозу электронное оборудование, но и угрожает жизни человека из-за скачка напряжения.

Скачок, как следует из названия, представляет собой переходное перенапряжение, превышающее нормальное рабочее напряжение. По сути, устройство защиты от перенапряжения - это мощный импульс, который происходит всего за несколько миллионных долей секунды и может вызвать скачки напряжения: тяжелое оборудование, короткие замыкания, переключение мощности или большие двигатели. Изделия, содержащие ОПН, могут эффективно поглощать внезапные всплески энергии для защиты подключенного оборудования от повреждений.

Устройство защиты от перенапряжения, также называемое грозозащитным разрядником, представляет собой электронное устройство, обеспечивающее безопасность различных электронных устройств, инструментов и линий связи. Когда внезапно возникает ток или напряжение в электрической цепи или линии связи из-за внешних помех, устройство защиты от перенапряжения может провести шунт за очень короткое время, тем самым избегая повреждения другого оборудования в цепи из-за перенапряжения.

Основные характеристики

Устройство защиты от перенапряжения имеет большой расход, низкое остаточное напряжение и быстрое время отклика;

Используйте новейшие технологии гашения дуги, чтобы полностью избежать пожара;

Схема защиты контроля температуры со встроенной тепловой защитой;

С индикацией состояния питания, указывающей рабочее состояние устройства защиты от перенапряжения;

Структура строгая, работа стабильная и надежная.

Терминология

1, система молниеприемника

Устройства защиты от перенапряжения используются для металлических предметов и металлических конструкций, которые непосредственно принимают или выдерживают удары молнии, таких как молниеотводы, молниезащитные пояса (линии), сети молниезащиты и т. Д.

2, система токоотвода

Сетевой фильтр соединяет металлический провод молниеотвода с заземляющим устройством.

3, система заземления

Сумма заземляющего электрода и заземляющего проводника.

4, заземляющий электрод

Металлический проводник, закопанный в землю и находящийся в непосредственном контакте с землей. Также известен как заземляющий полюс. Различные металлические элементы, металлические конструкции, металлические трубы, металлическое оборудование и т. Д., Которые непосредственно контактируют с землей, также могут служить заземляющим электродом, который называется естественным заземляющим электродом.

5, заземляющий провод

Подключите соединительные провода или проводники заземляющего устройства от клеммы заземления электрооборудования к соединительным проводам или проводам заземляющего устройства от металлических предметов, которые нуждаются в выравнивании потенциалов, общей клемме заземления, итоговой плате заземления, общем заземлении. бар, и уравнивание потенциалов.

6, прямая молния

Прямые удары молнии по реальным объектам, таким как здания, заземление или устройства защиты от молний.

7, обратное перекрытие

Ток молнии проходит через точку заземления или систему заземления, вызывая изменение потенциала земли в регионе. Контратаки с потенциалом земли могут вызвать изменения в потенциале системы заземления, что может вызвать повреждение электронного и электрического оборудования.

8, система молниезащиты (LPS)

Устройства защиты от перенапряжения уменьшают ущерб, наносимый молнией зданиям, установкам и т. Д., Включая внешние и внутренние системы молниезащиты.

8.1 Внешняя система молниезащиты

Деталь молниезащиты фасада или корпуса здания. Сетевой фильтр обычно состоит из молниеприемника, токоотвода и заземляющего устройства для предотвращения прямых ударов молнии.

8.2 Внутренняя система молниезащиты

Часть молниезащиты внутри здания (конструкции), устройство защиты от перенапряжений обычно состоит из системы уравнивания потенциалов, общей системы заземления, системы экранирования, разумной проводки, устройства защиты от перенапряжения и т. Д., Которые в основном используются для уменьшения и предотвращения тока молнии Электромагнитный эффект, генерируемый в защитное пространство.

Анализ

Молнии - одно из самых серьезных стихийных бедствий. Ежегодно в мире происходят бесчисленные жертвы и материальный ущерб в результате грозовых разрядов. При большом количестве применений электронных и микроэлектронных интегрированных устройств, повреждение систем и оборудования, вызванное грозовым перенапряжением и грозовыми электромагнитными импульсами, увеличивается. Поэтому очень важно как можно скорее решить проблему молниезащиты зданий и электронных информационных систем.

Разряд молнии в устройстве защиты от перенапряжения может возникать между облаками или облаками или между облаками и землей; в дополнение к внутреннему перенапряжению, вызванному использованием большого количества электрического оборудования, система электроснабжения (стандарт низковольтной системы электроснабжения Китая: переменный ток 50 Гц 220/380 В), а также воздействие электрического оборудования и защиты от молнии и перенапряжения стал в центре внимания.

Удар молнии между облаком и землей устройства защиты от перенапряжения состоит из одной или нескольких отдельных молний, ​​каждая из которых несет несколько очень сильных токов с очень короткой продолжительностью. Типичный разряд молнии включает два или три удара молнии с интервалом примерно одну двадцатую секунды между каждым ударом молнии. Большинство грозовых токов составляют от 10,000 100,000 до 100 XNUMX ампер, а их продолжительность обычно составляет менее XNUMX микросекунд.

Использование оборудования большой мощности и инверторного оборудования в системе электроснабжения устройства защиты от перенапряжения привело к все более серьезной внутренней проблеме перенапряжения. Мы связываем это с эффектами переходного перенапряжения (TVS). Допустимый диапазон напряжения питания присутствует для любого питаемого устройства. Иногда даже очень небольшой удар от перенапряжения может привести к подаче напряжения или повреждению оборудования. Это случай повреждения, связанного с переходным перенапряжением (TVS). В частности, для некоторых чувствительных микроэлектронных устройств иногда небольшой всплеск может вызвать фатальный ущерб.

В связи с ужесточением требований к молниезащите связанного оборудования установка устройства защиты от перенапряжения (SPD) для подавления скачков и переходных перенапряжений в линии и перегрузки по току в дренажной линии стала важной частью современной технологии молниезащиты. один.

1, характеристики молнии

Молниезащита включает в себя внешнюю молниезащиту и внутреннюю молниезащиту. Внешняя молниезащита в основном используется для молниеприемников (молниеотводы, молниезащитные сети, молниезащитные пояса, молниеотводы), токоотводов и заземляющих устройств. Основная функция устройства защиты от перенапряжения - обеспечение защиты корпуса здания от прямых ударов молнии. Молнии, которые могут поразить здание, разряжаются в землю через молниеотводы (пояса, сети, провода), токоотводы и т. Д. Внутренняя молниезащита включает молниезащиту, линейные скачки, контратаки потенциала земли, проникновение молний, ​​а также электромагнитные и электростатические индукция. Метод основан на уравнивании потенциалов, включая прямое соединение и косвенное соединение через SPD, так что металлический корпус, линия оборудования и земля образуют условное эквипотенциальное тело, а внутренние устройства шунтируются и индуцируются молнией и другими скачками напряжения. Ток молнии или импульсный ток отводится в землю для защиты людей и оборудования в здании.

Молния характеризуется очень быстрым ростом напряжения (в пределах 10 мкс), высоким пиковым напряжением (от десятков тысяч до миллионов вольт), большим током (от десятков до сотен тысяч ампер) и небольшой продолжительностью (от десятков до сотен микросекунд)). скорость передачи высока (передача со скоростью света), энергия очень велика, и она является наиболее разрушительной среди перенапряжений.

2, классификация сетевых фильтров

СПД - незаменимое устройство для молниезащиты электронного оборудования. Его функция заключается в ограничении мгновенного перенапряжения в линии электропередачи и линии передачи сигнала до диапазона напряжений, который может выдержать оборудование или система, или в разрядке мощного тока молнии в землю. Защищайте защищаемое оборудование или системы от ударов.

2,1 Классификация по принципу работы

По принципу работы SPD можно разделить на тип переключателя напряжения, тип ограничения напряжения и комбинированный тип.

(1) Переключатель напряжения типа SPD. В отсутствие переходных перенапряжений он демонстрирует высокий импеданс. Как только он реагирует на переходное перенапряжение молнии, его импеданс изменяется на низкий импеданс, позволяя проходить току молнии, также известному как «SPD с переключателем короткого замыкания».

(2) SPD с ограничением давления. Когда нет переходного перенапряжения, это высокий импеданс, но по мере увеличения импульсного тока и напряжения его импеданс будет продолжать уменьшаться, а его характеристики тока и напряжения сильно нелинейны, что иногда называют SPD с фиксированным типом.

(3) Комбинированный SPD. Это комбинация компонента типа переключения напряжения и компонента типа ограничения напряжения, которая может отображаться как тип переключения напряжения или тип ограничения напряжения, или и то, и другое, в зависимости от характеристик приложенного напряжения.

2.2 Классификация по назначению

В соответствии с их использованием SPD можно разделить на SPD линии питания и SPD сигнальной линии.

2.2.1 Силовая линия SPD

Поскольку энергия ударов молнии очень велика, необходимо постепенно разрядить энергию удара молнии на землю с помощью градиентного разряда. Установите устройство защиты от перенапряжений или устройство защиты от перенапряжений с ограничением напряжения, которое проходит испытание по классификации класса I, на стыке прямой молниезащиты (LPZ0A) или прямой молниезащиты (LPZ0B) и первой защитной зоны (LPZ1). Первичная защита, которая разряжает постоянный ток молнии или разряжает большое количество проводимой энергии, когда линия электропередачи подвергается прямым ударам молнии. Устройство защиты от перенапряжения с ограничением напряжения устанавливается на стыке каждой зоны (включая зону LPZ1) за первой зоной защиты в качестве второго, третьего или более высокого уровня защиты. Устройство защиты второго уровня представляет собой защитное устройство от остаточного напряжения устройства предварительной защиты и от наведенного удара молнии в зоне действия. Когда поглощение энергии молнии передней сценой велико, некоторые детали все еще довольно велики для оборудования или устройства защиты третьего уровня. Передаваемая энергия потребует дальнейшего поглощения устройством защиты второго уровня. В то же время линия передачи молниеотвода первой ступени также будет индуцировать излучение электромагнитного импульса молнии. Когда линия достаточно длинная, энергия индуцированной молнии становится достаточно большой, и требуется устройство защиты второго уровня для дальнейшего отвода энергии молнии. Устройство защиты третьей ступени защищает остаточную энергию молнии через устройство защиты второй ступени. В соответствии с уровнем выдерживаемого напряжения защищаемого оборудования, если двухуровневая молниезащита может достичь предела напряжения ниже уровня напряжения оборудования, необходимы только два уровня защиты; если уровень выдерживаемого напряжения оборудования низкий, может потребоваться четыре или даже более уровней защиты.

Выбирая SPD, нужно понимать некоторые параметры и принципы их работы.

(1) Волна 10/350 мкс - это форма волны, имитирующая прямой удар молнии, и энергия формы волны большая; волна 8/20 мкс - это форма волны, которая имитирует индукцию молнии и проводимость молнии.

(2) Номинальный ток разряда In относится к пиковому току, протекающему через SPD, и к волне тока 8/20 мкс.

(3) Максимальный ток разряда Imax, также известный как максимальная скорость потока, относится к максимальному току разряда, который может выдержать УЗИП с волной тока 8/20 мкс.

(4) Максимальное длительное выдерживаемое напряжение Uc (среднеквадратичное значение) относится к максимальному действующему значению переменного напряжения или постоянного напряжения, которое может непрерывно подаваться на SPD.

(5) Остаточное напряжение Ur относится к значению остаточного давления при номинальном токе разряда In.

(6) Напряжение защиты Up характеризует параметр характеристики напряжения между клеммами ограничения SPD, и его значение может быть выбрано из списка предпочтительных значений, которое должно быть больше, чем максимальное значение предельного напряжения.

(7) Тип SPD с переключателем напряжения в основном разряжает волну тока 10/350 мкс, а SPD с ограничением напряжения в основном разряжает волну тока 8/20 мкс.

2.2.2 Сигнальная линия SPD

Сигнальная линия SPD фактически представляет собой грозозащитный разрядник, установленный в линии передачи сигнала, как правило, в передней части устройства, для защиты последующих устройств и предотвращения воздействия грозовых волн на поврежденное устройство из сигнальной линии.

1) Выбор уровня защиты по напряжению (Up)

Значение Up не должно превышать номинальное напряжение защищаемого оборудования. Up требует, чтобы SPD был хорошо согласован с изоляцией защищаемого оборудования.

В системе электроснабжения и распределения низкого напряжения оборудование должно иметь определенную способность выдерживать скачки напряжения, то есть способность выдерживать удары и перенапряжения. Если невозможно получить значение ударного перенапряжения различного оборудования трехфазной системы 220/380 В, его можно выбрать в соответствии с указанными показателями IEC 60664-1.

2) Выбор номинального тока разряда In (ударная пропускная способность)

Пиковый ток, протекающий через SPD, волна тока 8/20 мкс. Он используется для классификационных испытаний УЗИП класса II, а также для предварительной обработки УЗИП для классификационных испытаний класса I и класса II.

Фактически, In - это максимальное пиковое значение импульсного тока, которое может пройти указанное количество раз (обычно 20 раз) и заданную форму сигнала (8/20 мкс) без существенного повреждения SPD.

3) Выбор максимального тока разряда Imax (предельная пропускная способность при ударе)

Пиковый ток, протекающий через SPD, волна тока 8/20 мкс, используется для испытания на классификацию II. Imax имеет много общего с In, которые используют пиковый ток 8/20 мкс, чтобы выполнить тест классификации класса II на SPD. Разница тоже очевидна. Imax выполняет только испытание на удар SPD, и SPD не вызывает значительных повреждений после испытания, и In может провести 20 таких испытаний, и SPD не может быть существенно разрушен после испытания. Следовательно, Imax - это предел тока удара, поэтому максимальный ток разряда также называется предельной пропускной способностью импульсного потока. Очевидно, Imax> In.

принцип работы

Устройство защиты от перенапряжения - незаменимое устройство для молниезащиты электронного оборудования. Раньше его называли «разрядником» или «устройством защиты от перенапряжения». Английский обозначается аббревиатурой SPD. Роль устройства защиты от перенапряжения заключается в том, чтобы переходное перенапряжение в линии электропередачи и линии передачи сигнала ограничивалось диапазоном напряжения, которое может выдержать оборудование или система, либо мощный ток молнии разряжается в землю для защиты защищенного оборудования или система от ударов и повреждений.

Тип и структура устройства защиты от перенапряжения варьируются от приложения к приложению, но он должен содержать по крайней мере один нелинейный компонент ограничения напряжения. Основными компонентами, используемыми в устройствах защиты от перенапряжений, являются разрядный промежуток, газовая разрядная трубка, варистор, подавляющий диод и дроссельная катушка.

Базовый компонент

1. Разрядная щель (также известная как защитная щель):

Обычно он состоит из двух металлических стержней, разделенных определенным зазором, контактирующим с воздухом, один из которых соединен с фазной линией L источника питания или нейтральной линией (N) требуемого защитного устройства, а другой металлический стержень и линия заземления (PE) подключена. Когда возникает переходное перенапряжение, разрыв пробивается, и часть заряда перенапряжения вводится в землю, что предотвращает повышение напряжения на защищаемом устройстве. Расстояние между двумя металлическими стержнями разрядного зазора можно регулировать по мере необходимости, конструкция относительно проста, а недостатком является плохое гашение дуги. Улучшенный разрядный промежуток представляет собой угловой зазор, и его функция гашения дуги лучше, чем у первого. Это вызвано действием электрической мощности F контура и повышением потока горячего воздуха для гашения дуги.

2. Газоразрядная трубка:

Он состоит из пары холодных отрицательных пластин, которые отделены друг от друга и заключены в стеклянную или керамическую трубку, заполненную определенным инертным газом (Ar). Чтобы увеличить вероятность срабатывания разрядной трубки, в разрядной трубке также предусмотрен запускающий агент. Этот тип газонаполненной газоразрядной трубки бывает двухполюсного и трехполюсного.

Технические параметры газоразрядной трубки: напряжение разряда постоянного тока Udc; напряжение ударного разряда Up (обычно Up≈ (2 ~ 3) Udc; выдерживаемый ток промышленной частоты In; выдерживаемый импульсный ток Ip; сопротивление изоляции R (> 109 Ом)); межэлектродная емкость (1-5ПФ)

Газоразрядная трубка может использоваться в условиях постоянного и переменного тока. Выбранное напряжение разряда постоянного тока Udc следующее: Использование в условиях постоянного тока: Udc≥1.8U0 (U0 - напряжение постоянного тока для нормальной работы линии)

Использование в условиях переменного тока: U dc ≥ 1.44Un (Un - среднеквадратичное значение переменного напряжения для нормальной работы линии)

3. Варистор:

Это металлооксидный полупроводниковый варистор с ZnO в качестве основного компонента. Когда напряжение, приложенное к обоим концам, достигает определенного значения, сопротивление становится очень чувствительным к напряжению. Его принцип работы эквивалентен последовательному и параллельному соединению нескольких полупроводниковых PN. Варистор характеризуется хорошими нелинейными характеристиками (I = CUα, α - коэффициент нелинейности), большой пропускной способностью (~ 2КА / см2), низким нормальным током утечки (10-7 ~ 10-6А), низким остаточным напряжением (в зависимости от on В рабочем напряжении и пропускной способности варистора) время отклика на переходное перенапряжение быстрое (~ 10-8 с), нет свободного хода.

Технические параметры варистора являются варистор напряжения (т.е. напряжение переключения) ООН, опорное напряжение Ульма; остаточное напряжение Ures; коэффициент остаточного напряжения K (K = Ures / UN); максимальная пропускная способность Imax; ток утечки; время отклика.

Варистор используется при следующих условиях: напряжение варистора: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 - номинальное напряжение источника питания промышленной частоты)

Минимальное опорное напряжение: Ульм ≥ (1.8 ~ 2) Uac (используется в условиях постоянного тока)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (используется в условиях переменного тока, Uac - рабочее напряжение переменного тока)

Максимальное опорное напряжение варистора должно определяться выдерживаемого напряжения защищаемого электронного устройства. Остаточное напряжение варистора должно быть ниже уровня напряжения защищаемого электронного устройства, т.е. (Ulma) max≤Ub / K. Где K - коэффициент остаточного напряжения, а Ub - напряжение повреждения защищаемого устройства.

4. Подавляющий диод:

Подавляющий диод имеет ограничивающую функцию. Он работает в области обратного пробоя. Благодаря низкому фиксирующему напряжению и быстрому отклику он особенно подходит для использования в качестве компонентов защиты последнего уровня в многоуровневых схемах защиты. Вольт-амперная характеристика подавляющего диода в области пробоя может быть выражена следующей формулой: I = CUα, где α - коэффициент нелинейности, для стабилитрона α = 7 9, в лавинном диоде α = 5 7.

Технические параметры подавляющего диода

(1) Напряжение пробоя, которое относится к напряжению пробоя при заданном токе обратного пробоя (часто 1 мА), которое обычно находится в диапазоне от 2.9 В до 4.7 В для стабилитронов, и номинальном пробое лавинных диодов. Напряжение ношения часто находится в диапазоне от 5.6 до 200 В.

(2) Максимальное напряжение фиксации: это максимальное напряжение, возникающее на обоих концах трубки, когда через нее проходит большой ток заданной формы.

(3) Импульсная мощность: это произведение максимального напряжения зажима на обоих концах трубки и эквивалента тока в трубке при заданной форме волны тока (например, 10/1000 мкс).

(4) Напряжение обратного смещения: это максимальное напряжение, которое может быть приложено к обоим концам трубки в зоне обратной утечки, при котором трубка не должна сломаться. Это обратное напряжение смещения должно быть значительно выше, чем самый высокий пик рабочего напряжения защищенной электронной системы, то есть оно не может находиться в состоянии слабой проводимости во время нормальной работы системы.

(5) Максимальный ток утечки: это максимальный обратный ток, протекающий через трубку при обратном напряжении смещения.

(6) Время отклика: 10-11 с

5. Дроссельная катушка:

Дроссельная катушка представляет собой устройство подавления синфазных помех с ферритом в качестве сердечника. Он симметрично намотан на тот же ферритовый тороидальный сердечник двумя катушками одинакового размера и с одинаковым числом витков. Чтобы сформировать четырехконтактное устройство, необходимо подавить большую индуктивность синфазного сигнала, и это мало влияет на дифференциальную индуктивность сигнала дифференциального режима. Дроссельная катушка может эффективно подавлять синфазный сигнал помех (например, помехи от молнии) в симметричной линии, но не влияет на сигнал дифференциального режима, который обычно передает линия.

При производстве дроссельная катушка должна соответствовать следующим требованиям:

1) Провода, намотанные на сердечник катушки, должны быть изолированы друг от друга, чтобы избежать короткого замыкания между витками катушки при переходном перенапряжении.

2) Когда через катушку протекает большой мгновенный ток, сердечник не кажется насыщенным.

3) Сердечник в катушке должен быть изолирован от катушки, чтобы предотвратить пробой между ними при переходном перенапряжении.

4) Катушка должна быть намотана как можно больше, чтобы снизить паразитную емкость катушки и повысить ее способность выдерживать мгновенное перенапряжение.

6. Короткое замыкание на 1/4 длины волны

Ломик с длиной волны 1/4 длины - это устройство защиты от перенапряжения для микроволнового сигнала, основанное на спектральном анализе грозовых волн и теории стоячей волны антенного фидера. Длина металлической перемычки в этом предохранителе зависит от рабочей частоты сигнала (например, 900 МГц или 1800 МГц). Определяется размер 1/4 длины волны. Длина параллельного закорачивающего стержня имеет бесконечное сопротивление для рабочей частоты сигнала, что эквивалентно разомкнутой цепи и не влияет на передачу сигнала. Однако для молний, ​​поскольку энергия молнии в основном распределяется ниже n + KHZ, закорачивающая перемычка. Для волнового импеданса молнии мало, что эквивалентно короткому замыканию, уровень энергии молнии разряжается в землю.

Поскольку диаметр закорачивающего стержня 1/4 длины волны обычно составляет несколько миллиметров, сопротивление ударному току хорошее и может достигать 30 кА (8/20 мкс) или более, а остаточное напряжение невелико. Это остаточное напряжение в основном вызвано самоиндукцией перемычки. Недостатком является то, что полоса мощности узкая, а ширина полосы составляет от 2% до 20%. Другой недостаток состоит в том, что смещение постоянного тока не может быть применено к антенно-фидеру, что ограничивает некоторые применения.

Базовая схема

Схема устройства защиты от перенапряжения имеет разные формы в зависимости от потребностей. Основными компонентами являются несколько вышеупомянутых типов. Технически известный исследователь продуктов молниезащиты может спроектировать различные схемы, так же как можно использовать коробку блоков. Различные структурные узоры. Работники по защите от молний несут ответственность за разработку эффективных и экономичных продуктов.

Степень защиты

Молниезащитный разрядник первой ступени устройства защиты от перенапряжения может истекать для постоянного тока молнии или истекать, когда линия передачи электроэнергии подвергается прямому удару молнии. В местах, где возможны прямые удары молнии, КЛАСС-I должен быть выполнен. Молниезащита. Грозозащитный разрядник второй ступени - это устройство защиты от остаточного напряжения внешнего устройства молниезащиты и от удара молнии в зоне действия молнии. При большом поглощении энергии молнии в передней ступени остается часть оборудования или устройство молниезащиты третьего уровня. Это довольно большое количество энергии, которое будет передано, и для дальнейшего поглощения требуется разрядник второй ступени. В то же время линия передачи молниеотвода первой ступени также будет наводить импульсное электромагнитное излучение молнии LEMP. Когда линия достаточно длинная, энергия индуцированной молнии становится достаточно большой, и требуется устройство молниезащиты второго уровня для дальнейшего разряда энергии молнии. Грозозащитный разрядник третьей ступени защищает LEMP и остаточную энергию молнии через грозозащитный разрядник второй ступени.

Рисунок 5-Общий вид концепции-зоны-молниезащиты

Защита первого уровня

Назначение устройства защиты от перенапряжения - предотвратить передачу импульсного напряжения непосредственно из области LPZ0 в область LPZ1, ограничивая импульсное напряжение от десятков тысяч до сотен тысяч вольт до 2500–3000 В.

Устройство защиты от перенапряжения, установленное на стороне низкого напряжения силового трансформатора, представляет собой грозозащитный разрядник с трехфазным переключателем напряжения. Грозовой поток не должен быть ниже 60КА. Источником питания этого класса должен быть молниеотвод большой мощности, подключенный между фазами ввода системы электроснабжения пользователя и землей. Обычно требуется, чтобы устройство защиты от перенапряжения этого класса имело максимальную ударную нагрузку более 100 кА на фазу, а необходимое предельное напряжение было менее 1500 В, что называется устройством защиты от перенапряжения класса I и устройством защиты от перенапряжения. Эти электромагнитные ограничители перенапряжения, спроектированные так, чтобы выдерживать высокие токи молнии и индуктивных ударов молнии, а также привлекать высокоэнергетические скачки, шунтируют большие броски тока на землю. Они обеспечивают только ограничивающее напряжение (максимальное напряжение, которое появляется на линии при протекании пускового тока через разрядник источника питания, называется ограничивающим напряжением). Протектор КЛАССА I в основном используется для поглощения больших пусковых токов, только они не могут полностью защитить чувствительное электрическое оборудование внутри системы электропитания.

Устройство защиты от перенапряжения первого уровня может защищать от молний 10/350 мкс и 100 кА и соответствует высочайшим стандартам защиты, установленным IEC. Технические характеристики следующие: поток молнии больше или равен 100 кА (10/350 мкс); остаточное напряжение не более 2.5 кВ; время отклика меньше или равно 100 нс.

Защита второго уровня

Назначение устройства защиты от перенапряжения - дополнительное ограничение остаточного перенапряжения через грозозащитный разрядник первой ступени до 1500-2000 В и эквипотенциальное подключение LPZ1-LPZ2.

Грозозащитный разрядник источника питания, выводимый линией распределительного шкафа, должен быть устройством молниезащиты источника питания с ограничением напряжения в качестве защиты второго уровня. Максимальный ток молнии не должен быть ниже 20 кА. Он должен быть установлен в источнике питания важного или чувствительного электрического оборудования. Автотранспортная станция. Эти ограничители перенапряжения обеспечивают лучшее поглощение остаточной энергии перенапряжения через ограничитель перенапряжения на входе источника питания заказчика и имеют отличное подавление переходных перенапряжений. Для разрядника перенапряжения, используемого в этой области, требуется максимальная ударная мощность 45 кА или более на фазу, а требуемое предельное напряжение должно быть менее 1200 В, что называется КЛАСС II блок питания грозозащитный разрядник. Обычная система электропитания пользователя может обеспечить защиту второго уровня, чтобы удовлетворить требованиям работы электрического оборудования.

В устройстве защиты от перенапряжения второй ступени используется устройство защиты класса C для полнорежимной защиты между фазами, фазой-землей и средним заземлением. Основные технические параметры: пропускная способность молнии более или равная 40 кА (8/20 мкс); остаточное напряжение Пиковое значение не более 1000В; время отклика не более 25нс.

Защита третьего уровня

Назначение устройства защиты от перенапряжения - в конечном итоге защитить оборудование за счет снижения остаточного перенапряжения до менее 1000 В, чтобы энергия перенапряжения не повредила оборудование.

Когда устройство молниезащиты источника питания, установленное на входящем конце источника питания переменного тока электронного информационного оборудования, используется в качестве защиты третьего уровня, оно должно быть устройством молниезащиты с ограничением напряжения последовательного типа, и его молниезащиты текущая мощность не должна быть ниже 10КА.

Последняя линия защиты устройства защиты от перенапряжения может использоваться со встроенным устройством защиты от перенапряжения во внутреннем источнике питания потребителя, чтобы полностью исключить небольшие переходные перенапряжения. Используемый здесь разрядник импульсных перенапряжений требует максимальной ударной мощности не более 20 кА на фазу, а необходимое ограничивающее напряжение должно быть менее 1000 В. Необходимо иметь третий уровень защиты для некоторых особо важных или особо чувствительных электронных устройств, а также для защиты электрооборудования от переходных перенапряжений, генерируемых в системе.

Для источника питания выпрямителя, используемого в оборудовании СВЧ связи, оборудовании связи мобильных станций и радиолокационном оборудовании, необходимо выбрать Устройство молниезащиты источника постоянного тока с адаптацией рабочего напряжения в качестве конечной ступени защиты в соответствии с защитой своего рабочего напряжения.

Уровень 4 и выше

Устройство защиты от перенапряжения в соответствии с уровнем выдерживаемого напряжения защищаемого оборудования, если двухуровневая молниезащита может достичь предельного напряжения ниже уровня выдерживаемого напряжения оборудования, ему необходимо выполнить только два уровня защиты, если оборудование выдерживает напряжение уровень низкий, может потребоваться четыре или более уровней защиты. Четвертый уровень защиты его молниезащиты не должен быть ниже 5КА.

Способ установки

1, стандартные требования к установке SPD

Сетевой фильтр устанавливается на стандартную шину 35 мм.

Для фиксированных SPD необходимо выполнить следующие шаги для обычной установки:

1) Определите путь тока разряда

2) Пометьте провод на предмет дополнительного падения напряжения на клемме устройства.

3) Чтобы избежать ненужных индуктивных петель, пометьте PE-провод каждого устройства.

4) Установите эквипотенциальное соединение между устройством и SPD.

5) Координировать энергетическое согласование многоуровневых УЗИП

Чтобы ограничить индуктивную связь между установленной защитной частью и незащищенной частью устройства, требуются определенные измерения. Взаимоиндуктивность может быть уменьшена путем отделения чувствительного источника от расходуемой цепи, выбора угла контура и ограничения области замкнутого контура.

Когда проводник токонесущего компонента является частью замкнутого контура, контур и индуцированное напряжение уменьшаются по мере приближения проводника к цепи.

В общем, лучше отделить защищенный провод от незащищенного, и он должен быть отделен от провода заземления. В то же время, чтобы избежать переходной квадратурной связи между силовым кабелем и кабелем связи, необходимо провести необходимые измерения.

2, выбор диаметра заземляющего провода SPD

Линия передачи данных: требование больше 2.5 мм2; если длина превышает 0.5 м, она должна быть больше 4 мм.2.

Powerline: при площади поперечного сечения фазовой линии S≤16 мм2, линия заземления использует S; при площади поперечного сечения фазовой линии 16 мм2≤S≤35 мм2, линия заземления использует 16 мм2; при площади поперечного сечения фазовой линии S≥35 мм2, для линии заземления требуется S / 2.

Основными параметрами

  1. Номинальное напряжение Un: Номинальное напряжение защищаемой системы является постоянным. В системе информационных технологий этот параметр указывает тип предохранителя, который следует выбрать, который указывает действующее значение переменного или постоянного напряжения.
  1. Номинальное напряжение Uc: может подаваться на указанный конец устройства защиты в течение длительного времени, не вызывая изменения характеристик устройства защиты и не активируя максимальное эффективное значение напряжения защитного элемента.
  1. Номинальный ток разряда Isn: Максимальный пик пускового тока, который допускается устройством защиты, когда стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс подается на устройство защиты 10 раз.
  1. Максимальный ток разряда Imax: Максимальный пик пускового тока, который допускается устройством защиты, когда на устройство защиты подается стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс.
  1. Уровень напряжения защиты Up: максимальное значение предохранителя в следующих испытаниях: напряжение пробоя с наклоном 1 кВ / мкс; остаточное напряжение номинального разрядного тока.
  1. Время отклика tA: Чувствительность срабатывания и время отказа специального компонента защиты, в основном отражающееся в протекторе, и изменение в определенное время зависит от крутизны du / dt или di / dt.
  1. Скорость передачи данных Vs: указывает, сколько битовых значений передается за одну секунду, единица измерения: бит / с; это опорное значение устройства молниезащиты правильно выбрана в системе передачи данных, а также скорость передачи данных устройства защиты от молнии, зависит от режима передачи системы.
  1. Вносимые потери Ae: отношение напряжения до и после вставки устройства защиты с заданной частотой.
  1. Обратные потери Ar: Указывает коэффициент переднего фронта волны, отраженной устройством защиты (точка отражения), который является параметром, который напрямую измеряет, совместимо ли устройство защиты с полным сопротивлением системы.
  1. Максимальный ток продольного разряда: относится к пиковому значению максимального пускового тока, которому подвергается устройство защиты, когда стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс применяется к каждому заземлению.
  1. Максимальный ток бокового разряда: Максимальный пик пускового тока, которому подвергается устройство защиты, когда стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мкс применяется между линией и линией.
  1. Сетевое сопротивление: относится к сумме полного сопротивления и индуктивного сопротивления контура, протекающего через устройство защиты при номинальном напряжении Un. Часто называется «системным импедансом».
  1. Пиковый ток разряда: существует два типа: номинальный ток разряда Isn и максимальный ток разряда Imax.
  1. Ток утечки: относится к постоянному току, протекающему через устройство защиты при номинальном напряжении Un 75 или 80.

Классифицируется по принципу работы

  1. Тип переключателя: Принцип работы устройства защиты от перенапряжения - высокий импеданс, когда нет мгновенного перенапряжения, но как только он реагирует на переходное перенапряжение молнии, его импеданс внезапно изменяется на низкое значение, позволяя проходить току молнии. При использовании в качестве такого устройства оно имеет: разрядный промежуток, газоразрядную трубку, тиристор и т.п.
  1. Тип ограничения напряжения: принцип работы устройства защиты от перенапряжения - высокий импеданс, когда нет переходных перенапряжений, но его полное сопротивление будет непрерывно уменьшаться с увеличением импульсного тока и напряжения, а его характеристики тока и напряжения сильно нелинейны. В качестве таких устройств используются следующие устройства: оксид цинка, варисторы, подавляющие диоды, лавинные диоды и т.п.
  1. Разделенный или турбулентный ：

Тип шунта: параллельно защищаемому устройству, демонстрирует низкий импеданс для импульса молнии и высокий импеданс для нормальной рабочей частоты.

Турбулентный тип: в сочетании с защищаемым устройством он демонстрирует высокий импеданс для импульса молнии и низкий импеданс для нормальной рабочей частоты.

В качестве таких устройств используются следующие устройства: дроссельные катушки, фильтры верхних частот, фильтры нижних частот, четвертьволновые короткозамыкатели и т.п.

Использование устройства защиты от перенапряжения SPD

(1) Устройство защиты питания: устройство защиты переменного тока, устройство защиты постоянного тока, устройство защиты мощности переключения и т. Д.

Модуль молниезащиты переменного тока подходит для защиты силовых помещений, распределительных шкафов, распределительных шкафов, распределительных панелей постоянного и переменного тока и т. Д.

В здании есть наружные распределительные коробки ввода и распределительные коробки строительного слоя;

Для промышленных электрических сетей низкого напряжения (220 / 380VAC) и гражданских электрических сетей;

В энергосистеме он в основном используется для ввода или вывода трехфазного питания на экране источника питания главного диспетчерского пункта автоматизации или подстанции.

Подходит для различных систем питания постоянного тока, таких как:

Щит распределения питания постоянного тока;

Оборудование электропитания постоянного тока;

Распределительная коробка постоянного тока;

Шкаф электронной информационной системы;

Выход вторичного источника питания.

(2) Устройство защиты сигнала: устройство защиты низкочастотного сигнала, устройство защиты высокочастотного сигнала, устройство защиты антенного фидера и т. Д.

Сетевое сигнальное устройство молниезащиты:

Индуктивная защита от перенапряжения, вызванного ударами молнии и электромагнитными импульсами молнии для сетевого оборудования, такого как SWITCH, HUB, ROUTER 10/100 Мбит / с; · Защита коммутатора сети помещения; · Защита сервера сетевой комнаты; · Сетевая комната защиты других устройств сетевого интерфейса;

Встроенный блок молниезащиты с 24 портами в основном используется для централизованной защиты нескольких сигнальных каналов в интегрированных сетевых шкафах и шкафах вспомогательных переключателей.

Устройство молниезащиты видеосигнала:

Устройство защиты от перенапряжения в основном используется для защиты оборудования видеосигнала от точки к точке. Он может защитить различное оборудование для передачи видеосигнала от индуктивного удара молнии и перенапряжения от линии передачи сигнала. Это также применимо к передаче RF при том же рабочем напряжении. Встроенный многопортовый блок молниезащиты для видеосигнала в основном используется для централизованной защиты устройств управления, таких как записывающие устройства с жестким диском и видеорезки в интегрированном шкафу управления.

Бренд сетевого фильтра

Наиболее распространенными разрядниками на рынке являются: устройство защиты от перенапряжения LSP (Китай), устройство защиты от перенапряжения OBO (Германия), устройство защиты от перенапряжения DEHN, устройство защиты от перенапряжения PHOENIX, устройство защиты от перенапряжения ECS (США), устройство защиты от перенапряжения PANAMAX (США), устройство защиты от перенапряжения (INNOVATIVE), устройство защиты от перенапряжения US POLYPHASER, устройство защиты от перенапряжения Soule, США , UK ESP Furse сетевой фильтр и т. Д.