ภาพรวมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (AC และ DC POWER, DATALINE, COAXIAL, GAS TUBES)

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก) เป็นอุปกรณ์หรืออุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากพยายาม จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยการปิดกั้นหรือการลัดวงจรของแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ต้องการให้สูงกว่าเกณฑ์ที่ปลอดภัย บทความนี้กล่าวถึงข้อมูลจำเพาะและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับประเภทของตัวป้องกันที่เบี่ยงเบน (กางเกงขาสั้น) ของแรงดันไฟฟ้าไปที่พื้น อย่างไรก็ตามมีความครอบคลุมของวิธีการอื่น ๆ

แถบพลังงานพร้อมตัวป้องกันไฟกระชากในตัวและเต้ารับหลายช่อง
คำว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชั่วคราว (TVSS) ใช้เพื่ออธิบายอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มักติดตั้งในแผงจ่ายไฟระบบควบคุมกระบวนการระบบสื่อสารและระบบอุตสาหกรรมที่ใช้งานหนักอื่น ๆ เพื่อจุดประสงค์ในการป้องกัน ไฟฟ้ากระชากและแหลมรวมทั้งที่เกิดจากฟ้าผ่า บางครั้งอุปกรณ์เหล่านี้รุ่นลดขนาดลงจะติดตั้งในแผงไฟฟ้าทางเข้าที่อยู่อาศัยเพื่อป้องกันอุปกรณ์ในครัวเรือนจากอันตรายที่คล้ายคลึงกัน

ภาพรวมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก AC

ภาพรวมของแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว

ผู้ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โทรศัพท์และระบบประมวลผลข้อมูลต้องเผชิญกับปัญหาในการทำให้อุปกรณ์นี้ใช้งานได้แม้จะมีแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวที่เกิดจากฟ้าผ่า มีสาเหตุหลายประการสำหรับข้อเท็จจริงนี้ (1) การรวมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในระดับสูงทำให้อุปกรณ์มีความเสี่ยงมากขึ้น (2) การหยุดชะงักของบริการเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ (3) เครือข่ายการส่งข้อมูลครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่และมีการรบกวนมากขึ้น

แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวมีสาเหตุหลักสามประการ:

• ฟ้าแลบ
• อุตสาหกรรมและสวิตช์ไฟกระชาก
• การปล่อยไฟฟ้าสถิต (ESD)

ฟ้าแลบ

Lightning ซึ่งได้รับการตรวจสอบตั้งแต่การวิจัยครั้งแรกของ Benjamin Franklin ในปี 1749 ได้กลายเป็นภัยคุกคามต่อสังคมอิเล็กทรอนิกส์ของเราอย่างขัดแย้งกัน

การก่อตัวของสายฟ้า

แฟลชฟ้าผ่าถูกสร้างขึ้นระหว่างสองโซนที่มีประจุตรงข้ามกันโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่างเมฆพายุสองก้อนหรือระหว่างเมฆก้อนเดียวกับพื้นดิน

แฟลชอาจเดินทางไปได้หลายไมล์และพุ่งเข้าหาพื้นอย่างก้าวกระโดดต่อเนื่อง: ผู้นำสร้างช่องที่แตกตัวเป็นไอออนสูง เมื่อถึงพื้นแฟลชจริงหรือจังหวะย้อนกลับจะเกิดขึ้น กระแสในจำนวนหมื่นแอมป์จะเดินทางจากพื้นสู่คลาวด์หรือในทางกลับกันผ่านช่องไอออไนซ์

สายฟ้าโดยตรง

ในช่วงเวลาของการคายประจุจะมีการไหลของกระแสอิมพัลส์ที่อยู่ในช่วง 1,000 ถึง 200,000 แอมป์สูงสุดโดยมีเวลาเพิ่มขึ้นประมาณสองสามไมโครวินาที ผลกระทบโดยตรงนี้เป็นปัจจัยเล็กน้อยที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากมีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นสูง
การป้องกันที่ดีที่สุดยังคงเป็นสายล่อฟ้าแบบคลาสสิกหรือ Lightning Protection System (LPS) ซึ่งออกแบบมาเพื่อจับกระแสที่ปล่อยออกมาและนำไปยังจุดใดจุดหนึ่ง

ผลกระทบทางอ้อม

เอฟเฟกต์ฟ้าผ่าทางอ้อมมีสามประเภท:

ส่งผลกระทบต่อเส้นค่าใช้จ่าย

เส้นดังกล่าวมีการเปิดเผยมากและอาจถูกฟ้าผ่าโดยตรงซึ่งจะทำลายสายเคเบิลบางส่วนหรือทั้งหมดก่อนจากนั้นจะทำให้เกิดแรงดันไฟกระชากสูงซึ่งเดินทางตามตัวนำไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อตามสายตามธรรมชาติ ขอบเขตของความเสียหายขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างการโจมตีและอุปกรณ์

ศักยภาพของพื้นดินที่เพิ่มขึ้น

การไหลของฟ้าผ่าในพื้นดินทำให้ศักย์ไฟฟ้าของโลกเพิ่มขึ้นซึ่งแตกต่างกันไปตามความเข้มของกระแสและอิมพีแดนซ์ของโลกในท้องถิ่น ในการติดตั้งที่อาจเชื่อมต่อกับหลายพื้นที่ (เช่นทางเชื่อมระหว่างอาคาร) การนัดหยุดงานจะทำให้เกิดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นมากและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายที่ได้รับผลกระทบจะถูกทำลายหรือหยุดชะงักอย่างรุนแรง

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

แฟลชอาจถือได้ว่าเป็นเสาอากาศสูงหลายไมล์ซึ่งมีกระแสอิมพัลส์หลายสิบกิโลแอมแปร์แผ่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง (หลายกิโลโวลต์ / เมตรที่มากกว่า 1 กม.) สนามเหล่านี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าและกระแสที่แรงในสายที่อยู่ใกล้หรือบนอุปกรณ์ ค่าต่างๆขึ้นอยู่กับระยะห่างจากแฟลชและคุณสมบัติของลิงค์

ไฟกระชากในอุตสาหกรรม
ไฟกระชากในโรงงานอุตสาหกรรมครอบคลุมปรากฏการณ์ที่เกิดจากการเปิดหรือปิดแหล่งพลังงานไฟฟ้า
ไฟกระชากในอุตสาหกรรมเกิดจาก:

• สตาร์ทมอเตอร์หรือหม้อแปลง
• ไฟนีออนและโซเดียม
• การสลับเครือข่ายพลังงาน
• สลับ "การตีกลับ" ในวงจรอุปนัย
• การทำงานของฟิวส์และเซอร์กิตเบรกเกอร์
• สายไฟล้ม
• รายชื่อติดต่อไม่ดีหรือไม่ต่อเนื่อง

ปรากฏการณ์เหล่านี้ทำให้เกิดช่วงเวลาหลายกิโลโวลต์โดยมีเวลาเพิ่มขึ้นของลำดับไมโครวินาทีอุปกรณ์รบกวนในเครือข่ายที่เชื่อมต่อแหล่งที่มาของการรบกวน

แรงดันไฟฟ้าเกิน

ด้วยไฟฟ้ามนุษย์มีความจุตั้งแต่ 100 ถึง 300 picofarads และสามารถรับประจุได้มากถึง 15kV โดยการเดินบนพรมจากนั้นสัมผัสวัตถุที่นำไฟฟ้าบางส่วนและปล่อยออกมาในไม่กี่ไมโครวินาทีโดยมีกระแสประมาณสิบแอมป์ . วงจรรวมทั้งหมด (CMOS ฯลฯ ) ค่อนข้างเสี่ยงต่อการก่อกวนประเภทนี้ซึ่งโดยทั่วไปจะถูกกำจัดโดยการป้องกันและต่อสายดิน

ผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าเกิน

แรงดันไฟฟ้าเกินมีผลกระทบหลายประเภทต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตามลำดับความสำคัญที่ลดลง:

การทำลาย:

• การสลายแรงดันไฟฟ้าของทางแยกเซมิคอนดักเตอร์
• การทำลายพันธะของส่วนประกอบ
• การทำลายแทร็คของ PCB หรือหน้าสัมผัส
• การทำลายการทดลอง / ไทริสเตอร์โดย dV / dt.

การรบกวนการดำเนินงาน:

• การทำงานแบบสุ่มของสลักไทริสเตอร์และไตรแอก
• ลบหน่วยความจำ
• โปรแกรมผิดพลาดหรือขัดข้อง
• ข้อผิดพลาดของข้อมูลและการส่ง

ริ้วรอยก่อนวัย:

ส่วนประกอบที่สัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าเกินจะมีอายุการใช้งานสั้นลง

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เป็นโซลูชันที่ได้รับการยอมรับและมีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาแรงดันไฟฟ้าเกิน อย่างไรก็ตามเพื่อให้ได้ผลดีที่สุดจะต้องเลือกตามความเสี่ยงของแอปพลิเคชันและติดตั้งตามกฎของศิลปะ

ภาพรวมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC

การพิจารณาความเป็นมาและการป้องกัน

Utility-Interactive หรือ Grid-Tie Solar Photovoltaic (PV) Systems เป็นโครงการที่มีความต้องการและใช้ต้นทุนสูงมาก พวกเขามักกำหนดให้ระบบ Solar PV System สามารถใช้งานได้เป็นเวลาหลายสิบปีก่อนที่จะสามารถให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่ต้องการได้
ผู้ผลิตหลายรายจะรับประกันอายุการใช้งานระบบมากกว่า 20 ปีในขณะที่อินเวอร์เตอร์โดยทั่วไปรับประกันเพียง 5-10 ปี ต้นทุนและผลตอบแทนจากการลงทุนทั้งหมดคำนวณตามช่วงเวลาเหล่านี้ อย่างไรก็ตามระบบ PV จำนวนมากยังไม่ครบกำหนดเนื่องจากลักษณะที่เปิดเผยของแอปพลิเคชันเหล่านี้และการเชื่อมต่อโครงข่ายกลับไปที่กริดยูทิลิตี้ AC แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีกรอบโลหะและติดตั้งในที่โล่งหรือบนหลังคาทำหน้าที่เป็นสายล่อฟ้าที่ดีมาก ด้วยเหตุนี้จึงควรลงทุนในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหรือ SPD อย่างรอบคอบเพื่อกำจัดภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นเหล่านี้และทำให้อายุการใช้งานของระบบสูงขึ้น ค่าใช้จ่ายสำหรับระบบป้องกันไฟกระชากที่ครอบคลุมน้อยกว่า 1% ของรายจ่ายระบบทั้งหมด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้ส่วนประกอบที่เป็น UL1449 4th Edition และเป็นส่วนประกอบส่วนประกอบประเภท 1 (1CA) เพื่อให้แน่ใจว่าระบบของคุณมีการป้องกันไฟกระชากที่ดีที่สุดในตลาด

ในการวิเคราะห์ระดับภัยคุกคามทั้งหมดของการติดตั้งเราต้องทำการประเมินความเสี่ยง

• ความเสี่ยงจากการหยุดทำงานของระบบปฏิบัติการ - พื้นที่ที่มีฟ้าผ่ารุนแรงและพลังงานไฟฟ้าที่ไม่เสถียรมีความเสี่ยงมากกว่า
• ความเสี่ยงในการต่อสายไฟ - ยิ่งพื้นที่ผิวของแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์มากเท่าไหร่การสัมผัสกับฟ้าผ่าโดยตรงและ / หรือเหนี่ยวนำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ความเสี่ยงในพื้นที่ผิวของแอปพลิเคชัน - ตารางยูทิลิตี้ AC เป็นแหล่งที่มาของการเปลี่ยนชั่วคราวและ / หรือฟ้าผ่า
• ความเสี่ยงทางภูมิศาสตร์ - ผลที่ตามมาของการหยุดทำงานของระบบไม่ได้ จำกัด เฉพาะการเปลี่ยนอุปกรณ์เท่านั้น การสูญเสียเพิ่มเติมอาจเป็นผลมาจากคำสั่งซื้อที่สูญหายพนักงานที่ไม่ได้ใช้งานการทำงานล่วงเวลาความไม่พอใจของลูกค้า / ผู้บริหารค่าขนส่งแบบเร่งด่วนและค่าขนส่งที่เร่งขึ้น

แนะนำแนวทางปฏิบัติ

1) ระบบสายดิน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะแบ่งช่วงเวลาชั่วคราวไปยังระบบสายดิน เส้นทางกราวด์อิมพีแดนซ์ต่ำที่มีศักยภาพเท่ากันมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในการทำงานอย่างถูกต้อง ระบบไฟฟ้าสายสื่อสารวัตถุโลหะที่มีสายดินและไม่มีเหตุผลทั้งหมดต้องได้รับการผูกมัดอย่างเท่าเทียมกันเพื่อให้รูปแบบการป้องกันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2) การเชื่อมต่อใต้ดินจากอาร์เรย์ PV ภายนอกไปยังอุปกรณ์ควบคุมไฟฟ้า

ถ้าเป็นไปได้การเชื่อมต่อระหว่าง Solar PV Array ภายนอกและอุปกรณ์ควบคุมกำลังภายในควรอยู่ใต้ดินหรือป้องกันไฟฟ้าเพื่อจำกัดความเสี่ยงจากฟ้าผ่าโดยตรงและ / หรือข้อต่อ

3) โครงการป้องกันแบบประสานงาน

เครือข่ายพลังงานและการสื่อสารที่มีอยู่ทั้งหมดควรได้รับการแก้ไขด้วยการป้องกันไฟกระชากเพื่อกำจัดช่องโหว่ของระบบ PV ซึ่งจะรวมถึงแหล่งจ่ายไฟ AC ยูทิลิตี้หลัก, เอาต์พุต AC อินเวอร์เตอร์, อินพุต DC อินเวอร์เตอร์, ตัวรวมสตริง PV และสายข้อมูล / สัญญาณอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่น Gigabit Ethernet, RS-485, ลูปกระแส 4-20mA, PT-100, RTD และ โมเด็มโทรศัพท์

ภาพรวมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสายข้อมูล

ภาพรวมสายข้อมูล

อุปกรณ์โทรคมนาคมและการส่งข้อมูล (PBX, โมเด็ม, เทอร์มินัลข้อมูล, เซ็นเซอร์ ฯลฯ ... ) มีความเสี่ยงมากขึ้นที่จะเกิดไฟกระชากจากฟ้าผ่า มีความละเอียดอ่อนซับซ้อนและมีช่องโหว่ที่เพิ่มขึ้นในการเกิดไฟกระชากเนื่องจากการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้ในเครือข่ายต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการสื่อสารและการประมวลผลข้อมูลของ บริษัท ด้วยเหตุนี้จึงควรระมัดระวังที่จะประกันพวกเขาจากเหตุการณ์ที่อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและก่อกวนเหล่านี้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสายข้อมูลที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าของอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและรักษาความต่อเนื่องของการไหลของข้อมูลของคุณ

เทคโนโลยีของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของโทรศัพท์และสายข้อมูล LSP ทั้งหมดใช้วงจรไฮบริดหลายขั้นตอนที่เชื่อถือได้ซึ่งรวมท่อระบายก๊าซ (GDT) สำหรับงานหนักและไดโอด Silicon Avalanche (SAD) ที่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว วงจรประเภทนี้ให้

• กระแสไฟที่กำหนด 5kA (15 ครั้งโดยไม่ทำลายต่อ IEC 61643)
• เวลาตอบสนองน้อยกว่า 1 นาโนวินาที
• ระบบตัดการเชื่อมต่อที่ไม่ปลอดภัย
• การออกแบบความจุต่ำช่วยลดการสูญเสียสัญญาณ

พารามิเตอร์สำหรับการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

ในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ถูกต้องสำหรับการติดตั้งของคุณโปรดคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:

• แรงดันไฟฟ้าของสายที่กำหนดและสูงสุด
• กระแสไฟสูงสุด
• จำนวนบรรทัด
• ความเร็วในการส่งข้อมูล
• ประเภทของขั้วต่อ (ขั้วต่อสกรู RJ, ATT110, QC66)
• การติดตั้ง (ราง DIN, พื้นผิว)

การติดตั้ง

เพื่อให้มีประสิทธิภาพต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากตามหลักการต่อไปนี้

ต้องเชื่อมต่อจุดกราวด์ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและอุปกรณ์ป้องกัน
มีการติดตั้งการป้องกันไว้ที่ทางเข้าบริการของการติดตั้งเพื่อเบี่ยงเบนกระแสไฟฟ้าโดยเร็วที่สุด
ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในระยะใกล้น้อยกว่า 90 ฟุตหรือ 30 เมตร) กับอุปกรณ์ที่มีการป้องกัน หากไม่สามารถปฏิบัติตามกฎนี้ได้ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำรองไว้ใกล้กับอุปกรณ์
ตัวนำสายดิน (ระหว่างเอาท์พุทดินของตัวป้องกันและวงจรพันธะการติดตั้ง) ต้องสั้นที่สุด (น้อยกว่า 1.5 ฟุตหรือ 0.50 เมตร) และมีพื้นที่หน้าตัดอย่างน้อย 2.5 มม. กำลังสอง
ความต้านทานดินต้องเป็นไปตามรหัสไฟฟ้าในพื้นที่ ไม่จำเป็นต้องมีการต่อสายดินพิเศษ
สายเคเบิลที่มีการป้องกันและไม่มีการป้องกันต้องแยกออกจากกันเพื่อ จำกัด การเชื่อมต่อ

มาตรฐาน

มาตรฐานการทดสอบและคำแนะนำในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของสายสื่อสารต้องเป็นไปตามมาตรฐานต่อไปนี้:

UL497B: ตัวป้องกันสำหรับการสื่อสารข้อมูลและวงจรสัญญาณเตือนไฟไหม้
IEC 61643-21: การทดสอบอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสายสื่อสาร
IEC 61643-22; ทางเลือก / การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสายสื่อสาร
NF EN 61643-21: การทดสอบอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับสายการสื่อสาร
Guide UTE C15-443: การเลือก / การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

เงื่อนไขพิเศษ: ระบบป้องกันฟ้าผ่า

หากโครงสร้างที่จะป้องกันติดตั้ง LPS (ระบบป้องกันฟ้าผ่า) อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับโทรคมนาคมหรือสายข้อมูลที่ติดตั้งไว้ที่ทางเข้าบริการอาคารจะต้องได้รับการทดสอบกับรูปคลื่น 10 / 350us ที่มีแรงกระตุ้นฟ้าผ่าโดยตรงอย่างน้อยที่สุด กระแสไฟกระชาก 2.5kA (การทดสอบหมวด D1 IEC-61643-21)

ภาพรวมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก Coaxial

การป้องกันอุปกรณ์วิทยุสื่อสาร

อุปกรณ์วิทยุสื่อสารที่ติดตั้งในแอปพลิเคชันถาวรเร่ร่อนหรือมือถือมีความเสี่ยงโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อการถูกฟ้าผ่าเนื่องจากการใช้งานในพื้นที่ที่เปิดเผย การหยุดชะงักที่พบบ่อยที่สุดต่อความต่อเนื่องของบริการเป็นผลมาจากไฟกระชากชั่วคราวที่เกิดจากฟ้าผ่าโดยตรงไปยังเสาเสาอากาศระบบกราวด์โดยรอบหรือเกิดจากการเชื่อมต่อระหว่างสองพื้นที่
อุปกรณ์วิทยุที่ใช้ในสถานีฐาน CDMA, GSM / UMTS, WiMAX หรือ TETRA จะต้องพิจารณาความเสี่ยงนี้เพื่อประกันการบริการที่ไม่สะดุด LSP นำเสนอเทคโนโลยีป้องกันไฟกระชากเฉพาะสามสายสำหรับสายการสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ที่เหมาะสำหรับความต้องการในการปฏิบัติงานที่แตกต่างกันของแต่ละระบบ

เทคโนโลยีป้องกันไฟกระชาก RF
ท่อแก๊ส DC Pass Protection
ซีรี่ส์ P8AX

ท่อระบายแก๊ส (GDT) DC Pass Protection เป็นส่วนประกอบป้องกันไฟกระชากเพียงตัวเดียวที่สามารถใช้งานได้กับการส่งความถี่สูงมาก (สูงสุด 6 GHz) เนื่องจากมีความจุต่ำมาก ในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโคแอกเซียลที่ใช้ GDT GDT จะเชื่อมต่อแบบขนานระหว่างตัวนำกลางและตัวป้องกันภายนอก อุปกรณ์จะทำงานเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าสปาร์คโอเวอร์ในระหว่างสภาวะแรงดันไฟฟ้าเกินและสายจะลัดวงจร (แรงดันอาร์ก) สั้น ๆ และเบี่ยงเบนไปจากอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน แรงดันไฟฟ้าประกายไฟขึ้นอยู่กับการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าเกิน ยิ่ง dV / dt ของแรงดันไฟฟ้าเกินสูงเท่าใดแรงดันไฟฟ้าของตัวป้องกันไฟกระชากก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินหายไปท่อปล่อยก๊าซจะกลับสู่สถานะพาสซีฟปกติซึ่งมีฉนวนสูงและพร้อมที่จะทำงานอีกครั้ง
GDT ถูกจัดให้อยู่ในตัวยึดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าได้สูงสุดในระหว่างเหตุการณ์ไฟกระชากขนาดใหญ่และยังคงถอดออกได้ง่ายมากหากจำเป็นต้องบำรุงรักษาเนื่องจากสถานการณ์สิ้นสุดอายุ P8AX ซีรี่ส์สามารถใช้กับสายโคแอกเชียลที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงถึง - / + 48V DC

การป้องกันแบบไฮบริด
DC Pass - ซีรีส์ CXF60
DC ถูกบล็อก - ซีรีส์ CNP-DCB

Hybrid DC Pass Protection เป็นการเชื่อมโยงระหว่างส่วนประกอบการกรองและท่อระบายก๊าซสำหรับงานหนัก (GDT) การออกแบบนี้ให้แรงดันไฟฟ้าตกค้างต่ำที่ยอดเยี่ยมสำหรับการรบกวนความถี่ต่ำเนื่องจากกระแสไฟฟ้าและยังให้ความสามารถในการปล่อยกระแสไฟกระชากสูง

Quarter Wave DC ถูกบล็อกการป้องกัน
ชุด PRC

Quarter Wave DC Blocked Protection เป็นตัวกรองสัญญาณผ่านแบนด์ที่ใช้งานอยู่ ไม่มีส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ แต่ลำตัวและต้นขั้วที่เกี่ยวข้องจะถูกปรับให้เป็นหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นที่ต้องการ ซึ่งอนุญาตให้ใช้เฉพาะย่านความถี่ที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้นที่จะผ่านหน่วยได้ เนื่องจากฟ้าผ่าทำงานบนสเปกตรัมที่เล็กมากเท่านั้นตั้งแต่ไม่กี่ร้อย kHz ไปจนถึงไม่กี่ MHz ดังนั้นและความถี่อื่น ๆ ทั้งหมดจึงลัดวงจรลงสู่พื้น เทคโนโลยี PRC สามารถเลือกได้สำหรับแถบกว้างหรือแถบกว้างขึ้นอยู่กับการใช้งาน ข้อ จำกัด เพียงประการเดียวสำหรับกระแสไฟกระชากคือประเภทตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไปขั้วต่อ 7/16 Din สามารถรองรับ 100kA 8 / 20us ได้ในขณะที่ขั้วต่อชนิด N สามารถรองรับได้ถึง 50kA 8 / 20us

มาตรฐาน

UL497E - ตัวป้องกันสำหรับตัวนำนำเสาอากาศ

พารามิเตอร์สำหรับการเลือก Coaxial Surge Protector

ข้อมูลที่จำเป็นในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแอปพลิเคชันของคุณอย่างเหมาะสมมีดังต่อไปนี้:

• ช่วงความถี่
• แรงดันไฟ
• ประเภทการเชื่อมต่อ
• ประเภทเพศ
• การติด
• เทคโนโลยี

การติดตั้ง

การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบโคแอกเซียลอย่างเหมาะสมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อกับระบบสายดินที่มีความต้านทานต่ำ ต้องปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้อย่างเคร่งครัด:

• ระบบสายดินของอุปกรณ์: ตัวนำยึดทั้งหมดของการติดตั้งจะต้องเชื่อมต่อกันและเชื่อมต่อกลับเข้ากับระบบสายดิน
• การเชื่อมต่อความต้านทานต่ำ: อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโคแอกเซียลจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อที่มีความต้านทานต่ำกับระบบกราวด์
  

  ---

ภาพรวมการปล่อยก๊าซ

การป้องกันส่วนประกอบระดับบอร์ด PC

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในปัจจุบันมีความเสี่ยงมากขึ้นต่อการเกิดไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่าและการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าเนื่องจากมีความไวมากขึ้นและซับซ้อนในการป้องกันเนื่องจากความหนาแน่นของชิปสูงฟังก์ชันตรรกะไบนารีและการเชื่อมต่อข้ามเครือข่ายต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการสื่อสารและการประมวลผลข้อมูลของ บริษัท และโดยทั่วไปอาจมีผลกระทบต่อผลกำไร ด้วยเหตุนี้จึงควรระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาต่อต้านเหตุการณ์ที่อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและก่อกวนเหล่านี้ ท่อระบายก๊าซหรือ GDT สามารถใช้เป็นส่วนประกอบแบบสแตนด์อโลนหรือรวมกับส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อสร้างวงจรป้องกันหลายขั้นตอน - ท่อก๊าซทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบการจัดการพลังงานสูง โดยทั่วไปแล้ว GDT จะถูกนำไปใช้ในการป้องกันการสื่อสารและการใช้งานสายข้อมูลแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเนื่องจากมีความจุต่ำมาก อย่างไรก็ตามพวกเขาให้ประโยชน์ที่น่าสนใจมากสำหรับสายไฟ AC รวมถึงไม่มีกระแสไฟฟ้ารั่วการจัดการพลังงานสูงและลักษณะการสิ้นสุดอายุการใช้งานที่ดีขึ้น

เทคโนโลยีท่อระบายแก๊ส

ท่อระบายก๊าซอาจถือได้ว่าเป็นสวิตช์ที่เร็วมากซึ่งมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดการเสียจากวงจรเปิดไปจนถึงไฟฟ้าลัดวงจร (แรงดันอาร์กประมาณ 20V) ลักษณะการทำงานของท่อระบายก๊าซมีโดเมนปฏิบัติการสี่โดเมน:

GDT อาจถือได้ว่าเป็นสวิตช์ที่ทำงานได้อย่างรวดเร็วโดยต้องดำเนินการคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดการพังทลายและเปลี่ยนจากวงจรเปิดเป็นไฟฟ้าลัดวงจร ผลลัพธ์ที่ได้คือแรงดันอาร์กประมาณ 20V DC มีขั้นตอนการทำงานสี่ขั้นตอนก่อนที่หลอดจะเปลี่ยนเต็มที่

• โดเมนที่ไม่ทำงาน: โดดเด่นด้วยความต้านทานฉนวนที่ไม่มีที่สิ้นสุดในทางปฏิบัติ
• โดเมนเรืองแสง: เมื่อถึงจุดแตกหักค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ถ้ากระแสถูกระบายออกโดยท่อปล่อยก๊าซน้อยกว่าประมาณ 0.5A (ค่าคร่าวๆที่แตกต่างกันไปตามส่วนประกอบ) แรงดันไฟฟ้าต่ำทั่วขั้วจะอยู่ในช่วง 80-100V
• ระบบอาร์ค: เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นท่อปล่อยก๊าซจะเปลี่ยนจากแรงดันไฟฟ้าต่ำไปเป็นแรงดันอาร์ก (20V) เป็นโดเมนนี้ที่ท่อปล่อยก๊าซมีประสิทธิภาพสูงสุดเนื่องจากการปล่อยกระแสไฟฟ้าสามารถเข้าถึงได้หลายพันแอมแปร์โดยไม่มีแรงดันไฟฟ้าอาร์คข้ามขั้วเพิ่มขึ้น
• การสูญพันธุ์: ที่แรงดันไบอัสประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้าต่ำท่อปล่อยก๊าซจะครอบคลุมคุณสมบัติการเป็นฉนวนเริ่มต้น

การกำหนดค่า 3 อิเล็กโทรด

การป้องกันสายสองสาย (เช่นคู่โทรศัพท์) ด้วยท่อปล่อยก๊าซ 2 ขั้ว XNUMX ท่ออาจทำให้เกิดปัญหาต่อไปนี้:
หากสายป้องกันอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินในโหมดทั่วไปการกระจายตัวของแรงดันไฟฟ้าเกินของประกายไฟ (+/- 20%) ท่อปล่อยก๊าซอันใดอันหนึ่งจะเกิดประกายไฟในช่วงเวลาสั้น ๆ ก่อนที่อีกท่อหนึ่ง (โดยทั่วไปจะไม่กี่ไมโครวินาที) ลวดที่มีประกายไฟเกินจึงต่อสายดิน (ละเลยแรงดันไฟฟ้าส่วนโค้ง) เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกินโหมดทั่วไปให้เป็นแรงดันไฟฟ้าเกินในโหมดที่แตกต่างกัน สิ่งนี้อันตรายมากสำหรับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน ความเสี่ยงจะหายไปเมื่อท่อระบายก๊าซที่สองโค้งเกิน (ไม่กี่ไมโครวินาทีต่อมา)
รูปทรง 3 อิเล็กโทรดช่วยขจัดข้อเสียนี้ ประกายไฟที่ขั้วเดียวทำให้อุปกรณ์พังโดยทั่วไปเกือบจะในทันที (ไม่กี่นาโนวินาที) เนื่องจากมีกล่องหุ้มที่เติมก๊าซเพียงอันเดียวที่ใส่ขั้วไฟฟ้าทั้งหมดที่ได้รับผลกระทบ

จุดจบของชีวิต

ท่อระบายก๊าซได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อแรงกระตุ้นจำนวนมากโดยไม่ทำลายหรือสูญเสียลักษณะเริ่มต้น (การทดสอบแรงกระตุ้นโดยทั่วไปคือ 10 เท่า x 5kA อิมพัลส์สำหรับแต่ละขั้ว)

ในทางกลับกันกระแสไฟฟ้าที่สูงมากอย่างต่อเนื่องคือ 10A rms เป็นเวลา 15 วินาทีโดยจำลองการปล่อยสายไฟ AC เข้าสู่สายโทรคมนาคมและจะนำ GDT ออกจากการให้บริการทันที

หากต้องการการสิ้นสุดของชีวิตที่ไม่ปลอดภัยนั่นคือการลัดวงจรที่จะรายงานความผิดปกติไปยังผู้ใช้เมื่อตรวจพบความผิดปกติของสายควรเลือกท่อระบายก๊าซที่มีคุณสมบัติไม่ปลอดภัย (การลัดวงจรภายนอก) .

การเลือกท่อระบายแก๊ส

• ข้อมูลที่จำเป็นในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแอปพลิเคชันของคุณอย่างเหมาะสมมีดังต่อไปนี้:
  จุดประกายไฟ DC มากกว่าแรงดันไฟฟ้า (โวลต์)
• อิมพัลส์ประกายไฟเกินแรงดันไฟฟ้า (โวลต์)
• ความจุกระแสไฟฟ้า (kA)
• ความต้านทานฉนวน (Gohms)
• ความจุ (pF)
• การติด (Surface Mount, Standard Leads, Custom Leads, Holder)
• บรรจุภัณฑ์ (เทปและรีลแพ็คกระสุน)

ช่วงของ DC spark มากกว่าแรงดันไฟฟ้า:

• ต่ำสุด 75V
• ค่าเฉลี่ย 230V
• ไฟฟ้าแรงสูง 500V
• แรงดันไฟฟ้าสูงมาก 1000 ถึง 3000V

* ความอดทนต่อแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปคือ +/- 20%

กระแสจำหน่าย

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของก๊าซปริมาตรและวัสดุของอิเล็กโทรดรวมถึงการรักษา นี่เป็นลักษณะสำคัญของ GDT และเป็นลักษณะที่แตกต่างจากอุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ เช่น Varistors, Zener Diodes เป็นต้น ... ค่าทั่วไปคือ 5 ถึง 20kA พร้อมด้วยอิมพัลส์ 8 / 20us สำหรับส่วนประกอบมาตรฐาน นี่คือค่าที่ท่อปล่อยก๊าซสามารถทนได้ซ้ำ ๆ (ขั้นต่ำ 10 อิมพัลส์) โดยไม่ทำลายหรือเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดพื้นฐาน

แรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์ Sparkover

ประกายไฟเกินแรงดันไฟฟ้าต่อหน้าชัน (dV / dt = 1kV / us); จุดประกายอิมพัลส์เหนือแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตาม dV / dt ที่เพิ่มขึ้น

ความต้านทานฉนวนและความจุ

ลักษณะเหล่านี้ทำให้มองไม่เห็นท่อระบายก๊าซในสภาพการทำงานปกติ ความต้านทานของฉนวนสูงมาก (> 10 Gohm) ในขณะที่ความจุต่ำมาก (<1 pF)

มาตรฐาน

มาตรฐานการทดสอบและคำแนะนำในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของสายสื่อสารต้องเป็นไปตามมาตรฐานต่อไปนี้:

• UL497B: ตัวป้องกันสำหรับการสื่อสารข้อมูลและวงจรสัญญาณเตือนไฟไหม้

การติดตั้ง

เพื่อให้มีประสิทธิภาพต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากตามหลักการต่อไปนี้

• ต้องเชื่อมต่อจุดกราวด์ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและอุปกรณ์ป้องกัน
• มีการติดตั้งการป้องกันไว้ที่ทางเข้าบริการของการติดตั้งเพื่อเบี่ยงเบนกระแสไฟฟ้าโดยเร็วที่สุด
• ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในระยะใกล้น้อยกว่า 90 ฟุตหรือ 30 เมตร) กับอุปกรณ์ที่มีการป้องกัน หากไม่สามารถปฏิบัติตามกฎนี้ได้ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำรองไว้ใกล้กับอุปกรณ์
• ตัวนำสายดิน (ระหว่างเอาท์พุทดินของตัวป้องกันและวงจรพันธะการติดตั้ง) ต้องสั้นที่สุด (น้อยกว่า 1.5 ฟุตหรือ 0.50 เมตร) และมีพื้นที่หน้าตัดอย่างน้อย 2.5 มม. กำลังสอง
• ความต้านทานดินต้องเป็นไปตามรหัสไฟฟ้าในพื้นที่ ไม่จำเป็นต้องมีการต่อสายดินพิเศษ
• สายเคเบิลที่มีการป้องกันและไม่มีการป้องกันต้องแยกออกจากกันเพื่อ จำกัด การเชื่อมต่อ

การบำรุงรักษา

ท่อปล่อยก๊าซ LSP ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนใหม่ภายใต้สภาวะปกติ ออกแบบมาเพื่อทนต่อกระแสไฟกระชากที่ใช้งานหนักซ้ำ ๆ โดยไม่เกิดความเสียหาย
อย่างไรก็ตามการวางแผนสำหรับสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดจึงเป็นเรื่องที่รอบคอบและด้วยเหตุนี้ LSP ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเปลี่ยนส่วนประกอบการป้องกันในทางปฏิบัติ สถานะของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสายข้อมูลของคุณสามารถทดสอบได้กับรุ่น SPT1003 ของ LSP หน่วยนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อทดสอบการจุดประกายไฟกระแสตรงที่แรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าและความต่อเนื่องของสายไฟ (อุปกรณ์เสริม) ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก SPT1003 เป็นชุดปุ่มกดขนาดกะทัดรัดพร้อมจอแสดงผลดิจิตอล ช่วงแรงดันไฟฟ้าของเครื่องทดสอบคือ 0 ถึง 999 โวลต์ สามารถทดสอบส่วนประกอบแต่ละชิ้นเช่น GDT, ไดโอด, MOV หรืออุปกรณ์สแตนด์อะโลนที่ออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชัน AC หรือ DC

เงื่อนไขพิเศษ: ระบบป้องกันฟ้าผ่า

หากโครงสร้างที่จะป้องกันติดตั้ง LPS (ระบบป้องกันฟ้าผ่า) อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับโทรคมนาคมสายข้อมูลหรือสายไฟ AC ที่ติดตั้งไว้ที่ทางเข้าอาคารบริการจะต้องได้รับการทดสอบกับรูปคลื่นกระแสฟ้าผ่า 10 / 350us โดยตรง ด้วยกระแสไฟกระชากขั้นต่ำ 2.5kA (การทดสอบหมวด D1 IEC-61643-21)