Prepäťová ochrana SPD

Prepäťová ochrana SPD sa nazýva aj zvodič prepätia. Všetky prepäťové ochrany na konkrétny účel sú vlastne akýmsi rýchlym prepínačom a prepäťová ochrana sa aktivuje v určitom rozsahu napätia. Po aktivácii sa odrušovacia zložka prepäťovej ochrany odpojí od stavu s vysokou impedanciou a pól L sa zmení na stav s nízkym odporom. Týmto spôsobom je možné odvzdušniť lokálny nárazový prúd energie v elektronickom prístroji. Počas celého bleskového procesu bude prepäťová ochrana udržiavať relatívne konštantné napätie na póle. Toto napätie zaručuje, že prepäťová ochrana je vždy zapnutá a môže bezpečne vybiť nárazový prúd na zem. Inými slovami, prepäťové ochrany chránia citlivé elektronické zariadenia pred účinkami bleskov, prepínaním vo verejnej sieti, procesmi korekcie účinníka a ďalšou energiou generovanou internými a externými krátkodobými činnosťami.

Využitie

Blesk zjavne ohrozuje osobnú bezpečnosť a predstavuje potenciálnu hrozbu pre rôzne zariadenia. Poškodenie elektrickým prúdom zariadenia sa neobmedzuje iba na priame údery bleskov. Úder blesku zblízka predstavuje obrovskú hrozbu pre citlivé moderné elektronické zariadenia; na druhej strane blesková činnosť vo vzdialenosti a výboji medzi búrkovými mrakmi môže vytvárať silné nárazové prúdy v napájacích a signálnych slučkách, takže zariadenie na normálny prietok je normálne. Spustite a skráťte životnosť zariadenia. Bleskový prúd preteká zemou v dôsledku prítomnosti odporu zeme, ktorý generuje vysoké napätie. Toto vysoké napätie nielenže ohrozuje elektronické zariadenie, ale vďaka krokovému napätiu tiež ohrozuje ľudský život.

Prepätie, ako už názov napovedá, je prechodné prepätie, ktoré presahuje bežné prevádzkové napätie. Prepäťová ochrana je v podstate prudký impulz, ktorý sa vyskytuje iba za niekoľko milióntin sekundy a môže spôsobiť prepätie: ťažké zariadenia, skraty, prepínanie napájania alebo veľké motory. Výrobky obsahujúce zvodiče prepätia môžu účinne absorbovať náhle nárazy energie a chrániť pripojené zariadenie pred poškodením.

Prepäťová ochrana, tiež nazývaná bleskoistka, je elektronické zariadenie, ktoré poskytuje bezpečnostnú ochranu pre rôzne elektronické zariadenia, prístroje a komunikačné vedenia. Ak v elektrickom obvode alebo komunikačnom vedení z dôvodu vonkajšej interferencie náhle vznikne náhly prúd alebo napätie, prepäťová ochrana môže vykonať skrat vo veľmi krátkom čase, čím zabráni poškodeniu ostatných zariadení v obvode prepätím.

Základné vlastnosti

Prepäťová ochrana má veľký prietok, nízke zvyškové napätie a rýchlu dobu odozvy;

Aby ste sa úplne vyhli požiarom, použite najnovšiu technológiu hasenia oblúka;

Ochranný obvod na reguláciu teploty so zabudovanou tepelnou ochranou;

S indikáciou stavu napájania označujúcim pracovný stav prepäťovej ochrany;

Štruktúra je prísna a práca je stabilná a spoľahlivá.

Terminológia

1, Systém ukončovania

Prepäťové ochrany sa používajú na kovové predmety a kovové konštrukcie, ktoré priamo prijímajú alebo odolávajú úderom blesku, napríklad bleskozvod, pásy (čiary) proti blesku, siete na ochranu pred bleskom atď.

2, systém spodného vodiča

Prepäťová ochrana spája kovový vodič bleskového receptora s uzemňovacím zariadením.

3, zemný koncový systém

Súčet zemskej elektródy a zemského vodiča.

4, uzemňovacia elektróda

Kovový vodič zakopaný v zemi, ktorý je v priamom kontakte so zemou. Známy tiež ako uzemňovací pól. Ako zemská elektróda, ktorá sa nazýva prírodná zemská elektróda, môžu slúžiť aj rôzne kovové prvky, kovové zariadenia, kovové rúry, kovové zariadenia atď., Ktoré sa priamo dotýkajú zeme.

5, uzemňovací vodič

Pripojte spojovacie vodiče alebo vodiče uzemňovacieho zariadenia z uzemňovacej svorky elektrického zariadenia k spojovacím vodičom alebo vodičom uzemňovacieho zariadenia z kovových predmetov, ktoré potrebujú vyrovnanie potenciálov, celkovú uzemňovaciu svorku, súhrnnú dosku uzemnenia, celkové uzemnenie bar a vyrovnanie potenciálov.

6, Priamy blesk

Priame údery blesku na skutočné objekty, ako sú budovy, zem alebo zariadenia na ochranu pred bleskom.

7, preskok späť

Bleskový prúd prechádza cez uzemňovací bod alebo uzemňovací systém, aby spôsobil zmenu zemného potenciálu oblasti. Protiútoky uzemňovacieho potenciálu môžu spôsobiť zmeny potenciálu uzemňovacieho systému, čo môže spôsobiť poškodenie elektronických zariadení a elektrických zariadení.

8, Systém ochrany pred bleskom (LPS)

Prepäťové ochrany znižujú škody spôsobené bleskom na budovách, inštaláciách atď., Vrátane vonkajších a vnútorných systémov ochrany pred bleskom.

8.1 Vonkajší systém ochrany pred bleskom

Časť chrániaca pred bleskom exteriéru alebo karosérie budovy. Prepäťová ochrana sa obvykle skladá z bleskového receptora, spodného vodiča a uzemňovacieho zariadenia, aby sa zabránilo priamym úderom blesku.

8.2 Vnútorný systém ochrany pred bleskom

Časť na ochranu pred bleskom vo vnútri budovy (konštrukcie), prepäťová ochrana sa zvyčajne skladá z vyrovnania potenciálov, spoločného uzemňovacieho systému, tieniaceho systému, primeraného vedenia, prepäťovej ochrany atď., Ktoré sa používajú hlavne na zníženie a prevenciu bleskového prúdu. Elektromagnetický efekt generovaný v ochranný priestor.

Analýza

Bleskové katastrofy sú jednou z najvážnejších prírodných katastrof. Na svete je každoročne nespočetné množstvo obetí a strát na majetku spôsobených bleskovými katastrofami. S veľkým počtom aplikácií elektronických a mikroelektronických integrovaných zariadení sa zvyšuje poškodenie systémov a zariadení spôsobené bleskovým prepätím a bleskovými elektromagnetickými impulzmi. Preto je veľmi dôležité čo najskôr vyriešiť problém budov a elektronických informačných systémov s ochranou pred bleskom.

Medzi mrakmi alebo mrakmi alebo medzi mrakmi a zemou sa môže vyskytnúť výboj blesku. okrem vnútorného prepätia spôsobeného používaním mnohých veľkokapacitných elektrických zariadení aj systém napájania (čínsky štandard nízkonapäťového napájacieho systému: AC 50Hz 220 / 380V) a vplyv elektrických zariadení a ochrana pred bleskom a prepätím sa stal stredobodom pozornosti.

Úder blesku medzi mrakom a zemou prepäťovej ochrany pozostáva z jedného alebo niekoľkých samostatných bleskov, každý z nich nesie množstvo veľmi vysokých prúdov s veľmi krátkymi trvaniami. Typický výboj blesku bude obsahovať dva alebo tri údery blesku, približne jednu dvadsatinu sekundy medzi každým úderom blesku. Väčšina bleskových prúdov klesá medzi 10,000 100,000 a 100 XNUMX ampérmi a ich trvanie je zvyčajne menej ako XNUMX mikrosekúnd.

Používanie veľkokapacitných zariadení a invertorových zariadení v napájacom systéme prepäťovej ochrany prinieslo čoraz vážnejší vnútorný problém prepätia. Pripisujeme to účinkom prechodného prepätia (TVS). Pre každé napájané zariadenie je prípustný rozsah napájacieho napätia. Niekedy aj veľmi úzky prepäťový ráz môže spôsobiť napájanie alebo poškodenie zariadenia. To je prípad poškodenia prechodným prepätím (TVS). Najmä u niektorých citlivých mikroelektronických zariadení môže niekedy malý nárast spôsobiť fatálne poškodenie.

S čoraz prísnejšími požiadavkami na ochranu pred bleskom súvisiaceho zariadenia sa inštalácia zariadenia na ochranu proti prepätiu (SPD) na potlačenie prepätia a prechodného prepätia na linke a nadprúdu na odbočnom potrubí stala dôležitou súčasťou modernej technológie ochrany pred bleskom. jeden.

1, charakteristiky blesku

Medzi ochranu pred bleskom patrí vonkajšia ochrana pred bleskom a vnútorná ochrana pred bleskom. Vonkajšia ochrana pred bleskom sa používa hlavne na bleskozvody (bleskozvody, siete na ochranu pred bleskom, pásy na ochranu pred bleskom, vedenia na ochranu pred bleskom), zvodiče a uzemňovacie zariadenia. Hlavnou funkciou prepäťovej ochrany je zabezpečiť ochranu telesa budovy pred priamymi údermi blesku. Blesky, ktoré môžu zasiahnuť budovu, sú vybíjané do zeme bleskozvodmi (pásy, siete, drôty), zvodmi atď. Vnútorná ochrana pred bleskom zahŕňa ochranu pred bleskom, prepätia, potenciálne protiútoky zeme, vniknutie bleskových vĺn a elektromagnetické a elektrostatické výboje. indukcia. Metóda je založená na ekvipotenciálnom prepojení vrátane priameho a nepriameho spojenia cez SPD, takže kovové teleso, vedenie zariadenia a zem tvoria podmienené ekvipotenciálne teleso a vnútorné zariadenia sú posunuté a indukované bleskom a inými prepätiami. Bleskový prúd alebo nárazový prúd sa vybíjajú do zeme, aby sa chránila bezpečnosť osôb a zariadení v budove.

Blesk sa vyznačuje veľmi rýchlym nárastom napätia (do 10 μs), vysokým špičkovým napätím (desaťtisíce až milióny voltov), ​​veľkým prúdom (desiatky až stovky tisíc ampérov) a krátkym trvaním (desiatky až stovky mikrosekúnd), prenosová rýchlosť je rýchla (prenáša sa rýchlosťou svetla), energia je veľmi obrovská a je najničivejšou spomedzi nárazových napätí.

2, klasifikácia prepäťových ochrán

SPD je nepostrádateľné zariadenie na ochranu pred bleskom elektronických zariadení. Jeho funkciou je obmedziť okamžité prepätie elektrického vedenia a vedenia prenosu signálu na rozsah napätia, ktorý vydrží zariadenie alebo systém, alebo vybíjať silný bleskový prúd do zeme. Chráňte chránené zariadenia alebo systémy pred nárazmi.

2,1 Klasifikácia podľa princípu práce

Klasifikované podľa ich pracovného princípu, SPD možno rozdeliť na typ prepínača napätia, typ limitu napätia a kombinovaný typ.

(1) Napäťový spínač typu SPD. Ak chýba prechodné prepätie, vykazuje vysokú impedanciu. Akonáhle reaguje na prechodné prepätie blesku, jeho impedancia mutuje na nízku impedanciu, čo umožňuje prechod bleskového prúdu, známy tiež ako „skratový spínač typu SPD“.

(2) SPD obmedzujúce tlak. Ak nie je prechodné prepätie, je to vysoká impedancia, ale s nárastom nárazového prúdu a napätia sa jeho impedancia bude stále znižovať a jeho prúdové a napäťové charakteristiky sú silne nelineárne, niekedy sa nazývajú „spínaný typ SPD“.

(3) Kombinovaný SPD. Ide o kombináciu súčasti typu spínaného napätia a súčasti typu obmedzujúceho napätie, ktoré sa môžu zobraziť ako typ spínaného napätia alebo typ obmedzujúci napätie alebo obidva, v závislosti od charakteristík použitého napätia.

2.2 Klasifikácia podľa účelu

Podľa ich použitia možno SPD rozdeliť na elektrické vedenie SPD a signálne vedenie SPD.

2.2.1 Elektrické vedenie SPD

Pretože energia úderu blesku je veľmi veľká, je potrebné energiu bleskového úderu postupne vybíjať na zem pomocou stupňovania výboja. Namontujte prepäťovú ochranu alebo prepäťovú ochranu obmedzujúcu napätie, ktoré vyhovejú skúške klasifikácie triedy I na križovatke priameho ochranného pásma blesku (LPZ0A) alebo priameho chráneného pásma blesku (LPZ0B) a prvého ochranného pásma (LPZ1). Primárna ochrana, ktorá vybíja priamy bleskový prúd alebo veľké množstvo vedenej energie, keď je na prenosové vedenie vystavené priamym úderom blesku. Prepäťová ochrana obmedzujúca napätie je inštalovaná na križovatke každej zóny (vrátane zóny LPZ1) za prvým ochranným pásmom ako druhá, tretia alebo vyššia úroveň ochrany. Chránič druhej úrovne je ochranné zariadenie na zvyškové napätie predstupňového chrániča a indukovaný úder blesku v oblasti. Keď je absorpcia energie blesku predného stupňa veľká, niektoré časti sú pre zariadenie alebo ochranný prostriedok tretej úrovne stále dosť veľké. Energia, ktorá sa prenáša, si bude vyžadovať ďalšiu absorpciu chráničom druhej úrovne. Prenosové vedenie bleskozvodu prvého stupňa súčasne indukuje aj elektromagnetické pulzné žiarenie blesku. Keď je vedenie dostatočne dlhé, energia indukovaného blesku sa stáva dostatočne veľká a na ďalšie odvádzanie bleskovej energie je potrebný chránič druhej úrovne. Chránič tretieho stupňa chráni zvyškovú bleskovú energiu cez chránič druhého stupňa. Podľa úrovne výdržného napätia chráneného zariadenia, ak dvojúrovňová ochrana pred bleskom môže dosiahnuť hranicu napätia pod úrovňou napätia zariadenia, sú potrebné iba dve úrovne ochrany; ak je úroveň odolnosti zariadenia nízka, môže vyžadovať štyri úrovne alebo dokonca viac úrovní ochrany.

Vyberte si SPD, musíte pochopiť niektoré parametre a ich fungovanie.

(1) Vlna 10 / 350μs je krivka, ktorá simuluje priamy úder blesku, a energia krivky je veľká; vlna 8/20 μs je tvar vlny, ktorý simuluje indukciu blesku a vedenie blesku.

(2) Menovitý vybíjací prúd In sa vzťahuje na špičkový prúd pretekajúci cez SPD a prúdovú vlnu 8/20 μs.

(3) Maximálny výbojový prúd Imax, tiež známy ako maximálny prietok, sa vzťahuje na maximálny výbojový prúd, ktorý je možné vydržať pri SPD s prúdovou vlnou 8/20 μs.

(4) Maximálne nepretržité výdržné napätie Uc (rms) sa vzťahuje na maximálne striedavé napätie rms alebo ss. Napätie, ktoré je možné nepretržite aplikovať na SPD.

(5) Zvyškové napätie Ur sa vzťahuje na hodnotu zvyškového tlaku pri menovitom vybíjacom prúde In.

(6) Ochranné napätie Up charakterizuje parameter parametra napätia medzi limitnými svorkami SPD a jeho hodnotu je možné zvoliť zo zoznamu preferovaných hodnôt, ktorý by mal byť väčší ako najvyššia hodnota limitného napätia.

(7) Napäťový prepínač typu SPD vybíja hlavne prúdovú vlnu 10/350 μs a typ SPD s obmedzením napätia vylučuje hlavne prúdovú vlnu 8/20 μs.

2.2.2 Signálna linka SPD

Signálne vedenie SPD je v skutočnosti zvodič bleskov inštalovaný v signálnom prenosovom vedení, obvykle na prednom konci zariadenia, na ochranu nasledujúcich zariadení a na zabránenie tomu, aby bleskové vlny ovplyvňovali poškodené zariadenie zo signálneho vedenia.

1) Výber úrovne ochrany napätia (hore)

Hodnota Up by nemala presiahnuť menovité napätie chráneného zariadenia. Up vyžaduje, aby bol SPD dobre prispôsobený izolácii chráneného zariadenia.

V nízkonapäťovom napájacom a distribučnom systéme by zariadenie malo mať určitú schopnosť odolávať prepätiu, to znamená schopnosť odolávať nárazom a prepätiu. Ak nie je možné získať hodnotu nárazového prepätia rôznych zariadení trojfázového systému 220 / 380V, možno ju zvoliť podľa daných indikátorov normy IEC 60664-1.

2) Výber menovitého vybíjacieho prúdu In (nárazový prietokový výkon)

Špičkový prúd pretekajúci SPD, prúdová vlna 8/20 μs. Používa sa na klasifikačný test triedy II SPD a tiež na predúpravu SPD pre klasifikačné testy triedy I a triedy II.

V skutočnosti je In maximálna špičková hodnota nárazového prúdu, ktorá môže prejsť zadaným počtom opakovaní (zvyčajne 20-krát) a zadaným tvarom vlny (8/20 μs) bez podstatného poškodenia SPD.

3) Výber maximálneho vybíjacieho prúdu Imax (limitná kapacita nárazového prietoku)

Pre test klasifikácie triedy II sa použije špičkový prúd pretekajúci SPD, prúdová vlna 8/20 μs. Imax má veľa podobností s In, ktoré používajú špičkový prúd 8/20 μs prúdovú vlnu na vykonanie klasifikačného testu triedy II na SPD. Rozdiel je tiež zrejmý. Spoločnosť Imax vykoná nárazový test iba na SPD a SPD po teste nespôsobí podstatné poškodenie a In môže urobiť 20 takýchto testov a SPD sa po teste nebude dať podstatne zničiť. Preto je Imax súčasná hranica nárazu, takže maximálny výbojový prúd sa nazýva aj maximálna kapacita impulzného toku. Je zrejmé, že Imax> V.

pracovný princíp

Prepäťová ochrana je nepostrádateľné zariadenie na ochranu pred bleskom elektronických zariadení. Hovorilo sa tomu „zvodič“ alebo „prepäťová ochrana“. Angličtina má skratku SPD. Úlohou prepäťovej ochrany je: Prechodné prepätie do elektrického vedenia a vedenia prenosu signálu je obmedzené na rozsah napätia, ktorý vydrží zariadenie alebo systém, alebo sa silný bleskový prúd vybije do zeme na ochranu chráneného zariadenia alebo systému pred nárazom a poškodením.

Typ a štruktúra prepäťovej ochrany sa líši od aplikácie k aplikácii, mala by však obsahovať najmenej jednu nelineárnu zložku obmedzujúcu napätie. Základné komponenty používané v prepäťových chráničoch sú vybitá medzera, plynom plnená výbojka, varistor, potlačovacia dióda a tlmivka.

Základná zložka

1. Vypúšťacia medzera (známa tiež ako ochranná medzera):

Spravidla sa skladá z dvoch kovových tyčí oddelených určitou medzerou vystavenou vzduchu, z ktorých jedna je spojená s fázovým vedením napájania L alebo neutrálnym vedením (N) požadovaného ochranného zariadenia a druhá kovová tyč a zemné vedenie (PE) je pripojené. Keď dôjde k prechodnému prepätiu, medzera sa rozbije a časť prepäťovej energie sa zavedie do zeme, čo zabráni nárastu napätia na chránenom zariadení. Vzdialenosť medzi dvoma kovovými tyčami výbojovej medzery sa dá nastaviť podľa potreby a konštrukcia je pomerne jednoduchá a nevýhodou je slabý výkon pri zhášaní oblúka. Vylepšená výbojová medzera je uhlová medzera a funkcia zhášania oblúka je lepšia ako funkcia prvej. Je to spôsobené pôsobením elektrickej energie F obvodu a zvýšením prúdenia horúceho vzduchu na uhasenie oblúka.

2. Výbojka:

Skladá sa z dvojice studených negatívnych platní, ktoré sú navzájom oddelené a uzavreté v sklenenej alebo keramickej trubici naplnenej určitým inertným plynom (Ar). Aby sa zvýšila pravdepodobnosť spustenia výbojky, je vo výbojke tiež poskytnuté spúšťacie činidlo. Tento typ výbojky naplnenej plynom má dvojpólový a trojpólový typ.

Technické parametre plynovej výbojky sú: jednosmerné výbojové napätie Udc; nárazové výbojové napätie Up (Spravidla Up≈ (2 ~ 3) Udc; výdržný prúd s frekvenciou In; impulzný výdržný prúd Ip; izolačný odpor R (> 109Ω)); interelektródová kapacita (1-5PF)

Plynovú výbojku je možné používať v podmienkach DC a AC. Zvolené jednosmerné výbojové napätie Udc je nasledujúce: Použitie za podmienok jednosmerného prúdu: Udc≥1.8U0 (U0 je jednosmerné napätie, aby linka fungovala normálne).

Použitie v podmienkach striedavého prúdu: U dc ≥ 1.44Un (Un je stredná kvadratická hodnota striedavého napätia pre normálnu prevádzku linky)

3. Varistor:

Je to polovodičový varistor na báze oxidu kovu, ktorého hlavnou súčasťou je ZnO. Keď napätie privedené na obidva konce dosiahne určitú hodnotu, odpor je veľmi citlivý na napätie. Jeho princíp práce je ekvivalentný sériovému a paralelnému zapojeniu viacerých polovodičových PN. Varistor sa vyznačuje dobrými nelineárnymi charakteristikami (I = CUα, α je nelineárny koeficient), veľkou prietokovou kapacitou (~ 2KA / cm2), nízkym normálnym zvodovým prúdom (10-7 ~ 10-6A), nízkym zvyškovým napätím (v závislosti zapnuté Pri prevádzkovom napätí a kapacite toku varistora) je čas odozvy na prechodné prepätie rýchly (~ 10 - 8 s), bez voľnobehu.

Technické parametre varistora sú napätie varistora (tj. Spínacie napätie) UN, referenčné napätie Ulma; zvyškové napätie Ures; pomer zvyškového napätia K (K = Ures / UN); maximálna prietoková kapacita Imax; unikajúci prúd; Doba odozvy.

Varistor sa používa za nasledujúcich podmienok: napätie varistora: UN ≥ [(√ 2 × 1.2) / 0.7] U0 (U0 je menovité napätie sieťového napájacieho zdroja)

Minimálne referenčné napätie: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (používané v podmienkach DC)

Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (používa sa v podmienkach striedavého prúdu, Uac je prevádzkové napätie striedavého prúdu)

Maximálne referenčné napätie varistora by malo byť určené výdržným napätím chráneného elektronického zariadenia. Zvyškové napätie varistora by malo byť nižšie ako úroveň napätia chráneného elektronického zariadenia, tj (Ulma) max≤Ub / K. Kde K je pomer zvyškového napätia a Ub je napätie poškodenia chráneného zariadenia.

4. Potlačovacia dióda:

Potlačovacia dióda má funkciu obmedzenú svorkou. Pôsobí v oblasti reverznej poruchy. Vďaka nízkemu upínaciemu napätiu a rýchlej odozve je vhodný najmä na použitie ako ochranné prvky poslednej úrovne vo viacúrovňových ochranných obvodoch. Voltampérovú charakteristiku supresnej diódy v oblasti rozpadu je možné vyjadriť nasledujúcim vzorcom: I = CUα, kde α je nelineárny koeficient, pre Zenerovu diódu α = 7 × 9, v lavínovej dióde α = 5 ～ 7.

Technické parametre potlačovacích diód

(1) Priraďovacie napätie, ktoré sa vzťahuje na prierazné napätie pri špecifikovanom reverznom priraďovacom prúde (často 1 mA), ktoré je zvyčajne v rozmedzí od 2.9 V do 4.7 V pre Zenerove diódy, a pri menovitom poruche lavínových diód. Nosné napätie je často v rozmedzí 5.6V až 200V.

(2) Maximálne kliešťové napätie: Vzťahuje sa na najvyššie napätie, ktoré sa objaví na oboch koncoch trubice, keď prechádza veľkým prúdom predpísaného tvaru vlny.

(3) Impulzný výkon: Vzťahuje sa na súčin maximálneho svorkového napätia na oboch koncoch trubice a prúdového ekvivalentu v trubici pri určenom prúdovom priebehu (napr. 10/1000 μs).

(4) Napätie spätného posuvu: Vzťahuje sa na maximálne napätie, ktoré je možné priviesť na oba konce trubice v zóne reverzného úniku, pri ktorej by sa trubica nemala rozpadnúť. Toto napätie reverzného posunu by malo byť podstatne vyššie ako najvyššia špička najvyššieho prevádzkového napätia chráneného elektronického systému, to znamená, že počas normálnej prevádzky systému nemôže byť v stave slabého vedenia.

(5) Maximálny zvodový prúd: Vzťahuje sa na maximálny spätný prúd pretekajúci rúrkou pod spätným posuvným napätím.

(6) Čas odozvy: 10 - 11 s

5. Tlmivka:

Sytičová cievka je zariadenie na potlačenie rušenia v bežnom režime s feritom ako jadrom. Je symetricky navinutý na rovnakom feritovom toroidnom jadre dvoma cievkami rovnakej veľkosti a rovnakým počtom závitov. Na vytvorenie štvorvodičového zariadenia je potrebné potlačiť veľkú indukčnosť signálu spoločného režimu a na diferenciálnu indukčnosť signálu diferenciálneho režimu má malý vplyv. Škrtiaca cievka môže účinne potlačiť interferenčný signál spoločného režimu (napríklad rušenie bleskom) vo vyváženej linke, ale nemá žiadny vplyv na signál diferenciálneho režimu, ktorý linka bežne vysiela.

Tlmivka by mala pri výrobe spĺňať nasledujúce požiadavky:

1) Drôty navinuté na jadre cievky by mali byť navzájom izolované, aby sa zabezpečilo, že medzi závitmi cievky pri prechodnom prepätí nedôjde k skratu.

2) Keď cievka preteká veľkým okamžitým prúdom, jadro sa nejaví nasýtené.

3) Jadro v cievke by malo byť izolované od cievky, aby sa zabránilo rozbitiu medzi nimi pri prechodnom prepätí.

4) Cievka by mala byť čo najviac navinutá, čo môže znížiť parazitnú kapacitu cievky a zvýšiť jej schopnosť okamžitého prepätia.

6. Skrat 1/4 vlnovej dĺžky

Páčidlo s vlnovou dĺžkou 1/4 je chránič proti prepätiu mikrovlnného signálu založený na spektrálnej analýze bleskových vĺn a teórii stojatých vĺn anténneho napájača. Dĺžka kovovej skratovacej tyče v tomto chrániči závisí od frekvencie prevádzkového signálu (napr. 900 MHz alebo 1800 1 MHz). Stanoví sa veľkosť vlnovej dĺžky 4/XNUMX. Dĺžka paralelnej skratovej tyče má nekonečnú impedanciu pre frekvenciu pracovného signálu, ktorá je ekvivalentná prerušenému obvodu a neovplyvňuje prenos signálu. Avšak pre bleskové vlny, pretože energia blesku je distribuovaná hlavne pod n + KHZ, skratová lišta Pre impedanciu bleskových vĺn je malá, čo zodpovedá skratu, je úroveň bleskovej energie vybíjaná do zeme.

Pretože priemer skratovej tyče 1/4 vlnovej dĺžky je zvyčajne niekoľko milimetrov, odpor nárazového prúdu je dobrý, môže dosiahnuť 30KA (8/20 μs) alebo viac a zvyškové napätie je malé. Toto zvyškové napätie je spôsobené hlavne vlastnou indukčnosťou skratovacej tyče. Nedostatkom je, že výkonové pásmo je úzke a šírka pásma je približne 2% až 20%. Ďalšou nevýhodou je, že na anténny podávač nie je možné použiť predpätie DC, čo obmedzuje niektoré aplikácie.

Základný obvod

Obvod prepäťovej ochrany má rôzne podoby podľa rôznych potrieb. Základnými komponentmi je vyššie spomenutých niekoľko typov. Technicky známy výskumník v oblasti produktov na ochranu pred bleskom môže navrhnúť rôzne obvody, rovnako ako je možné použiť krabicu blokov. Rôzne štrukturálne vzory. Pracovníci na ochranu pred bleskom sú zodpovední za vývoj produktov, ktoré sú účinné a nákladovo efektívne.

Stupňovaná ochrana

Prvý stupeň bleskoistky prepäťovej ochrany môže krvácať pre priamy bleskový prúd alebo krvácať, keď je vedenie prenosu energie vystavené priamemu úderu blesku. Na miesta, kde môže dôjsť k priamemu úderu blesku, TRIEDA-I treba vykonať. Ochrana pred bleskom. Zvodič blesku druhého stupňa je ochranné zariadenie na zvyškové napätie predného zariadenia na ochranu pred bleskom a úder blesku vyvolaný v oblasti. Ak je v prednom stolíku veľká absorpcia energie blesku, stále zostáva časť zariadenia alebo zariadenie na ochranu pred bleskom tretej úrovne. Je to pomerne obrovské množstvo energie, ktoré sa prenesie, a na ďalšiu absorpciu si vyžaduje sekundárny zvodič. Prenosové vedenie bleskozvodu prvého stupňa súčasne indukuje aj bleskové impulzné elektromagnetické žiarenie LEMP. Keď je vedenie dostatočne dlhé, energia indukovaného blesku sa stáva dostatočne veľká a na ďalšie vybíjanie bleskovej energie je potrebné zariadenie na ochranu pred bleskom druhej úrovne. Tretia etapa bleskoistky chráni LEMP a zvyškovú energiu blesku prostredníctvom bleskoistky druhého stupňa.

Prvá úroveň ochrany

Účelom prepäťovej ochrany je zabrániť tomu, aby bolo prepäťové napätie vedené priamo z oblasti LPZ0 do oblasti LPZ1, čím sa obmedzuje prepäťové napätie v rozmedzí od desaťtisíc do státisícov voltov na 2500 až 3000 V.

Prepäťová ochrana inštalovaná na nízkonapäťovej strane silového transformátora je trojfázový zvodič blesku s napájaním typu spínača. Tok blesku by nemal byť nižší ako 60KA. Zvodič blesku tejto triedy napájania je veľkokapacitný zvodič blesku pripojený medzi fázami vstupu do napájacieho systému používateľa a zemou. Všeobecne sa vyžaduje, aby chránič proti prepätiu tejto triedy mal maximálnu nárazovú kapacitu viac ako 100 KA na fázu a požadované medzné napätie bolo nižšie ako 1500 XNUMX V, čo sa nazýva chránič proti prepätiu triedy I a prepäťová ochrana. Tieto elektromagnetické zvodiče prepätia, navrhnuté tak, aby odolali veľkým prúdom bleskov a indukčných bleskov a priťahovali prepätia vysokou energiou, vybíjajú veľké množstvo zapínacieho prúdu na zem. Poskytujú iba obmedzujúce napätie (maximálne napätie, ktoré sa na linke objaví, keď zapínací prúd preteká zvodičom napájania, sa nazýva obmedzujúce napätie). Chránič Triedy I sa používa hlavne na absorbovanie veľkých nárazových prúdov. Iba nedokáže úplne ochrániť citlivé elektrické zariadenia vo vnútri napájacieho systému.

Prvotriedna ochrana proti prepätiu môže chrániť pred 10 / 350μs a 100KA bleskovými vlnami a splniť najvyššie štandardy ochrany stanovené IEC. Technický odkaz je nasledovný: tok blesku je väčší alebo rovný 100KA (10 / 350μs); zvyškové napätie nie je väčšie ako 2.5 KV; doba odozvy je menšia alebo rovná 100 ns.

Ochrana druhého stupňa

Účelom ochrany proti prepätiu je ďalšie obmedzenie zvyškového prepäťového napätia cez bleskozvod prvého stupňa na 1500-2000 V a vyrovnanie potenciálu LPZ1-LPZ2.

Zvodič blesku napájaný z napájacieho vedenia rozvádzača musí byť ako druhá úroveň ochrany zariadením na ochranu pred bleskom s napájaním obmedzujúcim napätie. Kapacita bleskového prúdu nesmie byť nižšia ako 20KA. Musí byť nainštalovaný v napájaní dôležitého alebo citlivého elektrického zariadenia. Cestná distribučná stanica. Tieto zvodiče prepätia poskytujú lepšiu absorpciu zvyškovej energie prepätia cez zvodič prepätia na vstupe napájania zákazníka a majú vynikajúce potlačenie prechodných prepätí. Zvodič prepätia používaný v tejto oblasti vyžaduje maximálnu nárazovú kapacitu 45 kA alebo viac na fázu a požadované medzné napätie by malo byť menšie ako 1200 XNUMX V, čo sa nazýva TRIEDA II zvodič bleskov. Všeobecný systém napájania používateľa môže dosiahnuť ochranu druhej úrovne, aby splnil požiadavky na prevádzku elektrického zariadenia.

Ochrana proti prepätiu druhého stupňa využíva ochranu triedy C pre ochranu v režime fázového napájania, fázového uzemnenia a stredného uzemnenia v plnom režime. Hlavné technické parametre sú: prietok blesku väčší alebo rovný 40KA (8/20 μs); zvyškové napätie Špičková hodnota nie je vyššia ako 1000 25 V; doba odozvy nie je vyššia ako XNUMXns.

Ochrana tretieho stupňa

Účelom prepäťovej ochrany je v konečnom dôsledku chrániť zariadenie znížením zvyškového prepäťového napätia na menej ako 1000 XNUMX V, aby nárazová energia nepoškodila zariadenie.

Ak sa ako ochrana tretej úrovne použije zariadenie na ochranu pred bleskom nainštalované na prichádzajúcom konci zdroja striedavého prúdu v elektronickom informačnom zariadení, musí ísť o zariadenie na ochranu pred bleskom sériového typu obmedzujúce napätie a jeho blesk súčasná kapacita nesmie byť nižšia ako 10KA.

Konečnú líniu ochrany prepäťovej ochrany je možné použiť so zabudovanou prepäťovou ochranou vo vnútornom zdroji napájania spotrebiča, aby sa dosiahlo úplné odstránenie malých prechodných prepätí. Tu používaný bleskoistka vyžaduje maximálnu nárazovú kapacitu 20KA alebo menej na fázu a požadované medzné napätie by malo byť menšie ako 1000V. Je potrebné mať a tretí stupeň ochrany pre niektoré zvlášť dôležité alebo obzvlášť citlivé elektronické zariadenia, ako aj na ochranu elektrického zariadenia pred prechodným prepätím generovaným v systéme.

Pre usmerňovací napájací zdroj používaný v mikrovlnných komunikačných zariadeniach, komunikačných zariadeniach mobilných staníc a radarových zariadeniach je potrebné zvoliť Jednosmerné napájacie zariadenie na ochranu pred bleskom s úpravou pracovného napätia ako ochrana koncového stupňa podľa ochrany jeho pracovného napätia.

Úroveň 4 a vyššia

Prepäťová ochrana podľa úrovne výdržného napätia chráneného zariadenia, ak dvojúrovňová ochrana pred bleskom dokáže dosiahnuť medzné napätie pod úrovňou výdržného napätia zariadenia, musia vykonať iba dve úrovne ochrany, ak zariadenie odoláva napätiu úroveň je nízka, možno budete potrebovať štyri alebo viac úrovní ochrany. Ochrana jeho kapacity bleskového toku štvrtej úrovne by nemala byť nižšia ako 5KA.

Metóda inštalácie

1, požiadavky na rutinnú inštaláciu SPD

Prepäťová ochrana je nainštalovaná so štandardnou lištou 35 mm

Pre pevné SPD je potrebné pri bežnej inštalácii postupovať podľa nasledujúcich krokov:

1) Určite dráhu vybíjacieho prúdu

2) Označte vodič na pokles napätia, ktorý je spôsobený na svorke zariadenia.

3) Aby ste sa vyhli zbytočným indukčným slučkám, označte PE vodič každého zariadenia.

4) Vytvorte vyrovnanie potenciálov medzi zariadením a SPD.

5) Koordinovať energetickú koordináciu viacúrovňového SPD

Na obmedzenie indukčného spojenia medzi inštalovanou ochrannou časťou a nechránenou časťou zariadenia sú potrebné určité merania. Vzájomnú indukčnosť je možné znížiť oddelením snímacieho zdroja od obetného obvodu, výberom uhla slučky a obmedzením oblasti uzavretej slučky.

Keď je vodič komponentu prenášajúci prúd súčasťou uzavretej slučky, slučka a indukované napätie sa znižujú, keď sa vodič blíži k obvodu.

Všeobecne je lepšie oddeliť chránený vodič od nechráneného vodiča a mal by byť oddelený od uzemňovacieho vodiča. Zároveň by sa malo vykonať potrebné meranie, aby sa zabránilo prechodnému kvadratúrnemu prepojeniu medzi napájacím a komunikačným káblom.

2, výber priemeru uzemňovacieho drôtu SPD

Dátový riadok: Požiadavka je väčšia ako 2.5 mm²; ak dĺžka presahuje 0.5 m, musí byť väčší ako 4 mm².

Elektrické vedenie: Keď je prierezová plocha fázovej čiary S≤16mm², pozemná čiara používa S; keď je prierez fázovej čiary 16 mm²≤S≤35 mm², pozemná linka používa 16 mm²; keď plocha prierezu fázovej čiary S> 35 mm², pozemné vedenie vyžaduje S / 2.

Hlavné parametre

1. Menovité napätie Un: Menovité napätie chráneného systému je stále. V systéme informačných technológií tento parameter označuje typ ochrany, ktorý by sa mal zvoliť, ktorý označuje efektívnu hodnotu striedavého alebo jednosmerného napätia.

2. Menovité napätie Uc: je možné dlhodobo pôsobiť na určený koniec chrániča bez toho, aby došlo k zmene charakteristík chrániča a k aktivácii maximálnej hodnoty efektívneho napätia ochranného prvku.

3. Menovitý výbojový prúd Isn: Maximálna špička nárazového prúdu, ktorú chránič toleruje, keď sa na chránič 8-krát aplikuje štandardná blesková vlna s vlnovým priebehom 20/10 μs.

4. Maximálny výbojový prúd Imax: Maximálna špička zapínacieho prúdu, ktorú chránič toleruje, keď sa na chránič aplikuje štandardná blesková vlna s vlnovým priebehom 8/20 μs.

5. Úroveň ochrany napätia hore: Maximálna hodnota chrániča v nasledujúcich testoch: prepúšťacie napätie strmosti 1 KV / μs; zvyškové napätie menovitého vybíjacieho prúdu.

6. Čas odozvy tA: Citlivosť akcie a doba rozpadu zložky špeciálnej ochrany sa odrážajú hlavne v chrániči a zmena v určitom čase závisí od sklonu du / dt alebo di / dt.

7. Rýchlosť dátového prenosu Vs: udáva, koľko bitových hodnôt sa prenáša za sekundu, jednotka je: bps; je to referenčná hodnota zariadenia na ochranu pred bleskom správne zvoleného v systéme prenosu údajov a rýchlosť prenosu údajov zariadenia na ochranu pred bleskom závisí od režimu prenosu systému.

8. Strata vloženia Ae: Pomer napätia pred a po vložení chrániča pri danej frekvencii.

9. Return Loss Ar: Indikuje pomer vlny nábežnej hrany odrážanej ochranným zariadením (bod odrazu), čo je parameter, ktorý priamo meria, či je ochranné zariadenie kompatibilné s impedanciou systému.

10. Maximálny pozdĺžny výbojový prúd: vzťahuje sa na špičkovú hodnotu maximálneho zapínacieho prúdu, ktorému je chránič vystavený, keď sa na každú zem aplikuje štandardná blesková vlna s tvarom vlny 8/20 μs.

11. Maximálny bočný výbojový prúd: Maximálny vrchol nárazového prúdu, ktorému je chránič vystavený, keď sa medzi vedenie a vedenie použije štandardná blesková vlna s tvarom vlny 8/20 μs.

12. Online impedancia: označuje súčet impedancie a indukčnej reaktancie slučky pretekajúcej chráničom pod menovitým napätím Un. Často sa označuje ako „systémová impedancia“.

13. Špičkový vybíjací prúd: Existujú dva typy: menovitý vybíjací prúd Isn a maximálny vybíjací prúd Imax.

14. Únikový prúd: označuje jednosmerný prúd pretekajúci chráničom pri nominálnom napätí Un 75 alebo 80.

Klasifikované podľa princípu práce

1. Typ prepínača: Princípom činnosti prepäťovej ochrany je vysoká impedancia, keď nedochádza k okamžitému prepätiu, ale akonáhle reaguje na prechodné prepätie blesku, jeho impedancia sa náhle zmení na nízku hodnotu, čo umožní bleskový prúd prejsť. Keď sa používa ako také zariadenie, má toto zariadenie: výbojovú medzeru, plynovú výbojku, tyristor a podobne.

2. Typ obmedzujúci napätie: Princíp činnosti prepäťovej ochrany spočíva v vysokej impedancii, keď nedochádza k prechodnému prepätiu, jeho impedancia sa však bude neustále znižovať so zvyšovaním rázového prúdu a napätia a jeho prúdové a napäťové charakteristiky sú výrazne nelineárne. Zariadenia používané ako také zariadenia sú: oxid zinočnatý, varistory, odrušovacie diódy, lavínové diódy a podobne.

3. Rozdelené alebo turbulentné ：

Typ bočníka: Paralelne s chráneným zariadením, vykazujúci nízku impedanciu voči bleskovému impulzu a vysokú impedanciu voči normálnej pracovnej frekvencii.

Turbulentný typ: V sérii s chráneným zariadením vykazuje vysokú impedanciu voči bleskovému impulzu a nízku impedanciu voči normálnej pracovnej frekvencii.

Zariadenia používané ako také zariadenia sú: tlmivky, vysokopriepustné filtre, dolnopriepustné filtre, štvrtinové vlnové skraty a podobne.

Použitie prepäťovej ochrany SPD

(1) Chránič napájania: chránič napájania striedavým prúdom, chránič napájania DC, prepínač napájania atď.

Modul ochrany pred bleskom AC je vhodný na ochranu napájania rozvodných miestností, rozvodných skríň, rozvodných skríň, rozvádzačov napájania AC / DC atď.

V budove sú vonkajšie vstupné distribučné boxy a distribučné boxy vrstvy budovy;

Pre nízkonapäťové (220 / 380VAC) priemyselné energetické siete a civilné energetické siete;

V energetickom systéme sa používa hlavne na vstup alebo výstup trojfázového napájania na obrazovke napájania hlavnej riadiacej miestnosti automatizovanej strojovne alebo rozvodne.

Vhodné pre rôzne systémy napájania jednosmerným prúdom, ako napríklad:

Panel na distribúciu jednosmerného prúdu;

Jednosmerné napájacie zariadenie;

DC rozvodná skrinka;

Skriňa elektronického informačného systému;

Výstup sekundárneho napájacieho zdroja.

(2) Chránič signálu: chránič nízkofrekvenčného signálu, chránič vysokofrekvenčného signálu, chránič privádzača antény atď.

Zariadenie na ochranu pred bleskom sieťového signálu:

Indukčná ochrana proti prepätiu spôsobená úderom blesku a bleskovými elektromagnetickými impulzmi pre sieťové zariadenia, ako napríklad 10 / 100Mbps SWITCH, HUB, ROUTER; · Ochrana sieťových prepínačov v miestnosti; · Ochrana servera v sieťovej miestnosti; · Sieťová miestnosť ochrana iného sieťového rozhrania;

24-portová integrovaná skrinka na ochranu pred bleskom sa používa hlavne na centralizovanú ochranu viacerých signálnych kanálov v integrovaných sieťových skriniach a pomocných rozvádzačoch.

Zariadenie na ochranu pred bleskom video signálu:

Prepäťová ochrana sa používa hlavne na ochranu video-obrazových zariadení bod-bod. Môže chrániť rôzne zariadenia na prenos videa pred indukčným úderom blesku a prepätím z vedenia prenosu signálu. Je tiež použiteľná na RF prenos pri rovnakom pracovnom napätí. Integrovaná viacportová skrinka na ochranu pred bleskom sa používa hlavne na centralizovanú ochranu ovládacích zariadení, ako sú rekordéry s pevným diskom a rezačky videa v integrovanej ovládacej skrini.

Značka prepäťovej ochrany

Najbežnejšie zvodiče na trhu sú: prepäťová ochrana Čína LSP, prepäťová ochrana Nemecko OBO, prepäťová ochrana DEHN, prepäťová ochrana PHOENIX, prepäťová ochrana US ECS, prepäťová ochrana US PANAMAX, prepäťová ochrana INNOVATIVE, prepäťová ochrana USA POLYPHASER, prepäťová ochrana Francúzsko Soule , UK ESP Furse prepäťová ochrana atď.