Aşırı Gerilim Koruma Cihazına Genel Bakış (AC ve DC GÜÇ, DATALİN, KOAKSİYEL, GAZ TÜPLERİ)


Aşırı Gerilim Koruma Cihazı (veya aşırı gerilim koruyucu veya aşırı gerilim değiştirici), elektrikli cihazları ani voltaj yükselmelerinden korumak için tasarlanmış bir cihaz veya cihazdır. Bir aşırı gerilim koruyucu, güvenli bir eşiğin üzerindeki istenmeyen voltajları topraklamak için bloke ederek veya kısa devre yaparak bir elektrikli cihaza sağlanan voltajı sınırlamaya çalışır. Bu makale öncelikle, bir voltaj yükselmesini toprağa yönlendiren (kısaltan) koruyucu tipiyle ilgili özellikleri ve bileşenleri tartışmaktadır; ancak, diğer yöntemlerin kapsamı da vardır.

Yerleşik aşırı gerilim koruyuculu ve birden çok çıkışlı bir güç çubuğu
Aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) ve geçici gerilim dalgalanma önleyici (TVSS) terimleri, tipik olarak güç dağıtım panellerine, proses kontrol sistemlerine, iletişim sistemlerine ve diğer ağır hizmet tipi endüstriyel sistemlere monte edilen elektrikli cihazları tanımlamak için kullanılır. yıldırımın neden olduğu elektrik dalgalanmaları ve ani yükselmeler. Bu cihazların küçültülmüş versiyonları, bir evdeki ekipmanı benzer tehlikelerden korumak için bazen konut servis girişi elektrik panellerine monte edilir.

AC Aşırı Gerilim Koruma Cihazına Genel Bakış

Geçici Aşırı Gerilimlere Genel Bakış

Elektronik ekipman ve telefon ve veri işleme sistemlerinin kullanıcıları, yıldırımın neden olduğu geçici aşırı gerilimlere rağmen bu ekipmanı çalışır durumda tutma sorunuyla karşılaşmalıdır. Bunun birkaç nedeni vardır (1) elektronik bileşenlerin yüksek düzeyde entegrasyonu ekipmanı daha savunmasız hale getirir, (2) hizmet kesintisi kabul edilemez (3) veri iletim ağları geniş alanları kapsar ve daha fazla bozukluğa maruz kalır.

Geçici aşırı gerilimlerin üç ana nedeni vardır:

  • Şimşek
  • Endüstriyel ve anahtarlama dalgalanmaları
  • Elektrostatik Deşarj (ESD)ACImagegenel Bakış

Şimşek

Benjamin Franklin'in 1749'daki ilk araştırmasından bu yana araştırılan Lightning, paradoksal bir şekilde, yüksek elektronik toplumumuz için büyüyen bir tehdit haline geldi.

Yıldırım oluşumu

İki zıt yük bölgesi arasında, tipik olarak iki fırtına bulutu arasında veya bir bulut ile yer arasında şimşek çakması oluşur.

Flaş birkaç mil yol kat edebilir ve art arda sıçrayışlarla yere doğru ilerleyebilir: lider, oldukça iyonize bir kanal oluşturur. Zemine ulaştığında, gerçek flaş veya dönüş vuruşu gerçekleşir. On binlerce Amperlik bir akım daha sonra iyonize kanal aracılığıyla yerden buluta veya tam tersi yönde hareket edecektir.

Doğrudan Yıldırım

Boşalma anında, yaklaşık birkaç mikrosaniye yükselme süresiyle 1,000 ila 200,000 Amper tepe arasında değişen bir dürtü akımı akışı vardır. Bu doğrudan etki, elektrik ve elektronik sistemlerin zarar görmesinde küçük bir faktördür, çünkü oldukça yereldir.
En iyi koruma, hala deşarj akımını yakalamak ve belirli bir noktaya iletmek için tasarlanmış klasik paratoner veya Yıldırımdan Korunma Sistemidir (LPS).

Dolaylı etkiler

Üç tür dolaylı yıldırım etkisi vardır:

Havai hat üzerindeki etki

Bu tür hatlar çok açıkta ve doğrudan yıldırım çarpabilir, bu da önce kabloları kısmen veya tamamen tahrip eder ve daha sonra iletkenler boyunca hatta bağlı ekipmana doğal olarak giden yüksek aşırı gerilimlere neden olur. Hasarın boyutu, çarpma ile ekipman arasındaki mesafeye bağlıdır.

Zemin potansiyelindeki artış

Yerdeki yıldırım akışı, akım şiddetine ve yerel toprak empedansına göre değişen toprak potansiyeli artışlarına neden olur. Birkaç zemine bağlanabilen bir kurulumda (örneğin, binalar arasındaki bağlantı), bir grev çok büyük bir potansiyel farkına neden olur ve etkilenen ağlara bağlı ekipman yok edilir veya ciddi şekilde kesintiye uğrar.

Elektromanyetik radyasyon

Flaş, birkaç mil yüksekliğinde birkaç kilo-amperlik bir darbe akımı taşıyan, yoğun elektromanyetik alanlar yayan (1 km'den fazla birkaç kV / m) bir anten olarak kabul edilebilir. Bu alanlar, ekipmanın yakınındaki veya üzerindeki hatlarda güçlü gerilimler ve akımlar oluşturur. Değerler, flaştan uzaklığa ve bağlantının özelliklerine bağlıdır.

Endüstriyel Dalgalanmalar
Endüstriyel dalgalanma, elektrik güç kaynaklarının açılıp kapatılmasının neden olduğu bir olguyu kapsar.
Endüstriyel dalgalanmalara şunlar neden olur:

  • Motorları veya transformatörleri başlatma
  • Neon ve sodyum ışık başlangıçları
  • Güç ağlarını değiştirme
  • Endüktif devrede "sıçrama" anahtarını
  • Sigortaların ve devre kesicilerin çalışması
  • Düşen elektrik hatları
  • Zayıf veya aralıklı temaslar

Bu fenomenler, mikrosaniye mertebesinde yükselen sürelerle birkaç kV'luk geçici akımlar üretir ve bozulma kaynağının bağlı olduğu ağlardaki ekipmanı rahatsız eder.

Elektrostatik Aşırı Gerilimler

Elektriksel olarak, bir insan 100 ila 300 pikofarad arasında değişen bir kapasiteye sahiptir ve halı üzerinde yürüyerek 15 kV'a kadar bir yük alabilir, ardından iletken bir nesneye dokunabilir ve yaklaşık on Amperlik bir akımla birkaç mikrosaniye içinde deşarj edilebilir. . Tüm entegre devreler (CMOS, vb.), Genellikle ekranlama ve topraklama ile ortadan kaldırılan bu tür bir bozulmaya karşı oldukça savunmasızdır.

Aşırı Gerilimlerin Etkileri

Aşırı gerilimlerin, önemi azalan sırayla elektronik ekipman üzerinde birçok etkisi vardır:

İmha:

  • Yarı iletken bağlantıların gerilim dağılımı
  • Bileşenlerin yapıştırılmasının bozulması
  • PCB'lerin veya kontakların izlerinin imhası
  • Denemelerin / tristörlerin dV / dt tarafından imhası.

İşlemlere müdahale:

  • Mandalların, tristörlerin ve triyakların rastgele çalışması
  • Hafızanın silinmesi
  • Program hataları veya çökmeler
  • Veri ve iletim hataları

Erken yaşlanma:

Aşırı gerilime maruz kalan bileşenlerin ömrü daha kısadır.

Aşırı Gerilim Koruma Cihazları

Aşırı Gerilim Koruma Cihazı (SPD), aşırı gerilim sorununu çözmek için tanınmış ve etkili bir çözümdür. Ancak en büyük etki için, uygulamanın riskine göre seçilmeli ve teknik kurallara uygun olarak kurulmalıdır.


DC Güç Dalgalanma Koruma Cihazına Genel Bakış

Arka Plan ve Koruma Hususları

Yardımcı Etkileşimli veya Şebeke Bağlantılı Güneş Enerjisi Fotovoltaik (PV) Sistemleri, çok zorlu ve maliyetli projelerdir. İstenilen yatırım getirisini sağlayabilmesi için genellikle Güneş PV Sisteminin birkaç on yıl boyunca çalışır durumda olmasını gerektirirler.
Çoğu üretici, 20 yıldan daha uzun bir sistem ömrünü garanti ederken, inverter genellikle sadece 5-10 yıl garantilidir. Tüm maliyetler ve yatırım getirisi bu zaman dilimlerine göre hesaplanır. Ancak, birçok PV sistemi, bu uygulamaların açıkta kalan doğası ve AC elektrik şebekesine geri bağlanması nedeniyle olgunluğa ulaşmamaktadır. Güneş PV dizileri, metalik çerçevesi ile açıkta veya çatılara monte edilmiş, çok iyi bir paratoner görevi görür. Bu nedenle, bu potansiyel tehditleri ortadan kaldırmak ve böylece sistem ömrünü maksimuma çıkarmak için bir Aşırı Gerilim Koruyucu Cihaz veya SPD'ye yatırım yapmak akıllıca olacaktır. Kapsamlı bir aşırı gerilim koruma sisteminin maliyeti, toplam sistem harcamasının% 1'inden azdır. Sisteminizin piyasada bulunan en iyi aşırı gerilim korumasına sahip olmasını sağlamak için UL1449 4. Baskı ve Tip 1 Bileşen Montajları (1CA) olan bileşenleri kullandığınızdan emin olun.

Kurulumun tam tehdit seviyesini analiz etmek için bir risk değerlendirmesi yapmalıyız.

  • Operasyonel Kapalı Kalma Riski - Şiddetli yıldırım ve dengesiz şebeke gücüne sahip alanlar daha savunmasızdır.
  • Güç Ara Bağlantı Riski - Solar PV dizisinin yüzey alanı ne kadar büyükse, doğrudan ve / veya indüklenmiş yıldırım dalgalanmalarına o kadar fazla maruz kalma.
  • Uygulama Yüzey Alanı Riski - AC elektrik şebekesi, geçiş geçişlerinin ve / veya indüklenen yıldırım dalgalanmalarının olası bir kaynağıdır.
  • Coğrafi Risk - Sistemin kapalı kalma süresinin sonuçları sadece ekipman değişimiyle sınırlı değildir. Kayıp siparişler, boşta çalışan işçiler, fazla mesai, müşteri / yönetim memnuniyetsizliği, hızlandırılmış navlun ücretleri ve hızlandırılmış nakliye maliyetlerinden ek kayıplar meydana gelebilir.

Uygulamaları Öner

1) Topraklama Sistemi

Dalgalanma Koruyucular, geçici akımları topraklama sistemine yönlendirir. Aynı potansiyelde düşük empedanslı bir toprak yolu, aşırı gerilim koruyucularının düzgün çalışması için kritik öneme sahiptir. Koruma şemasının verimli bir şekilde çalışması için tüm güç sistemleri, iletişim hatları, topraklanmış ve topraklanmamış metal nesnelerin eşpotansiyel olarak bağlanması gerekir.

2) Harici PV Dizisinden Elektrik Kontrol Ekipmanına Yeraltı Bağlantısı

Mümkünse, harici Solar PV Dizisi ile dahili güç kontrol ekipmanı arasındaki bağlantı, doğrudan yıldırım çarpması ve / veya kuplaj riskini sınırlandırmak için yer altında veya elektriksel olarak korunmalıdır.

3) Koordineli Koruma Şeması

PV sistemi güvenlik açıklarını ortadan kaldırmak için mevcut tüm güç ve iletişim ağları aşırı gerilim korumasıyla ele alınmalıdır. Bu, birincil AC yardımcı güç kaynağı, İnvertör AC çıkışı, İnvertör DC girişi, PV dizisi birleştirici ve Gigabit Ethernet, RS-485, 4-20mA akım döngüsü, PT-100, RTD gibi diğer ilgili veri / sinyal hatlarını ve telefon modemleri.


Veri Hattı Aşırı Gerilim Koruma Cihazına Genel Bakış

Veri Hattına Genel Bakış

Telekomünikasyon ve veri aktarım cihazları (PBX, modemler, veri terminalleri, sensörler, vb.) Yıldırım kaynaklı voltaj dalgalanmalarına karşı giderek daha savunmasız hale geliyor. Daha hassas, karmaşık hale geldiler ve birkaç farklı ağdaki olası bağlantıları nedeniyle indüklenen dalgalanmalara karşı artan bir savunmasızlığa sahipler. Bu cihazlar, bir şirketin iletişim ve bilgi işlemesi için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, onları bu potansiyel olarak maliyetli ve yıkıcı olaylara karşı sigortalamak akıllıca olacaktır. Doğrudan hassas bir ekipmanın önüne sıralı olarak monte edilen bir veri hattı aşırı gerilim koruyucusu, kullanım ömürlerini artıracak ve bilgilerinizin akışının sürekliliğini sağlayacaktır.

Dalgalanma Koruyucular Teknolojisi

Tüm LSP telefon ve veri hattı aşırı gerilim koruyucuları, ağır hizmet Gaz Deşarj Tüplerini (GDT'ler) ve hızlı yanıt veren Silikon Çığ Diyotlarını (SAD'ler) birleştiren güvenilir bir çok aşamalı hibrit devreye dayanmaktadır. Bu tür bir devre,

  • 5kA Nominal Deşarj Akımı (IEC 15'e göre 61643 kez tahribatsız)
  • 1 nanosaniyeden az yanıt süresi
  • Arıza emniyetli bağlantı kesme sistemi
  • Düşük kapasitans tasarımı, sinyal kaybını en aza indirir

Dalgalanma Koruyucusu Seçme Parametreleri

Kurulumunuz için doğru aşırı gerilim koruyucuyu seçmek için aşağıdakileri aklınızda bulundurun:

  • Nominal ve Maksimum Hat Gerilimleri
  • Maksimum Hat Akımı
  • Hat Sayısı
  • Veri İletim Hızı
  • Konektör Tipi (Vidalı Terminal, RJ, ATT110, QC66)
  • Montaj (Din Ray, Yüzeye Montaj)

Montaj

Etkili olması için, aşırı gerilim koruyucunun aşağıdaki ilkelere göre kurulması gerekir.

Aşırı gerilim koruyucunun ve korunan ekipmanın zemin noktası yapıştırılmalıdır.
Koruma, darbe akımını mümkün olan en kısa sürede yönlendirmek için tesisatın servis girişine monte edilir.
Aşırı gerilim koruyucusu, korunan ekipmanın yakınına, 90 fit veya 30 metreden daha az) kurulmalıdır. Bu kurala uyulamazsa, ekipmanın yakınına ikincil aşırı gerilim koruyucuları kurulmalıdır.
Topraklama iletkeni (koruyucunun toprak çıkışı ile kurulum bağlantı devresi arasında) olabildiğince kısa (1.5 fit veya 0.50 metreden az) ve en az 2.5 mm kare kesit alanına sahip olmalıdır.
Toprak direnci yerel elektrik kurallarına uygun olmalıdır. Özel bir topraklamaya gerek yoktur.
Korumalı ve korumasız kablolar, bağlantıyı sınırlandırmak için birbirlerinden iyice ayrı tutulmalıdır.

STANDARTLAR

İletişim hattı aşırı gerilim koruyucuları için Test Standartları ve kurulum önerileri aşağıdaki standartlara uygun olmalıdır:

UL497B: Veri İletişimi ve Yangın Alarmı Devreleri için Koruyucular
IEC 61643-21: İletişim Hatları için Aşırı Gerilim Koruyucu Testleri
IEC 61643-22; İletişim Hatları için Aşırı Gerilim Koruyucuların Seçimi / Kurulumu
NF EN 61643-21: İletişim Hatları için Aşırı Gerilim Koruyucu Testleri
Kılavuz UTE C15-443: Aşırı Gerilim Koruyucularının Seçimi / Kurulumu

Özel Koşullar: Yıldırımdan Korunma Sistemleri

Korunacak yapı bir LPS (Yıldırımdan Korunma Sistemi) ile donatılmış ise, bina servis girişine takılan telekom veya data hatları için aşırı gerilim koruyucuların, minimum 10 / 350us dalga formunda doğrudan yıldırım darbesi ile test edilmesi gerekir. 2.5kA'lık aşırı akım (D1 kategori testi IEC-61643-21).


Koaksiyel Aşırı Gerilim Koruma Cihazına Genel Bakış

Radyo Haberleşme Cihazları İçin Koruma

Sabit, göçebe veya mobil uygulamalarda kullanılan radyo iletişim ekipmanı, maruz kalan alanlardaki uygulamaları nedeniyle özellikle yıldırım çarpmalarına karşı savunmasızdır. Hizmet sürekliliğindeki en yaygın bozulma, anten direğine, çevreleyen yer sistemine doğrudan yıldırım çarpmalarından kaynaklanan veya bu iki alan arasındaki bağlantılarda indüklenen geçici dalgalanmalardan kaynaklanmaktadır.
CDMA, GSM / UMTS, WiMAX veya TETRA baz istasyonlarında kullanılan radyo ekipmanı, kesintisiz hizmet sağlamak için bu riski göz önünde bulundurmalıdır. LSP, her sistemin farklı işletim gereksinimleri için ayrı ayrı uygun olan Radyo Frekansı (RF) iletişim hatları için üç özel aşırı gerilim koruma teknolojisi sunar.

RF Dalgalanma Koruma Teknolojisi
Gaz Tüpü DC Geçiş Koruması
P8AX serisi

Gaz Deşarj Tüpü (GDT) DC Geçiş Koruması, çok düşük kapasitansı nedeniyle çok yüksek frekanslı iletimde (6 GHz'e kadar) kullanılabilen tek aşırı gerilim koruma bileşenidir. GDT tabanlı bir koaksiyel aşırı gerilim koruyucusunda GDT, merkezi iletken ile harici ekran arasına paralel olarak bağlanır. Cihaz, aşırı gerilim durumunda kıvılcım gerilimine ulaşıldığında ve hat kısa bir süre kısaldığında (ark gerilimi) ve hassas ekipmandan uzaklaştırıldığında çalışır. Kıvılcım voltajı, aşırı voltajın yükselen cephesine bağlıdır. Aşırı gerilimin dV / dt'si ne kadar yüksekse, aşırı gerilim koruyucunun kıvılcım gerilimi o kadar yüksek olur. Aşırı gerilim ortadan kalktığında, gaz deşarj tüpü normal pasif, çok yalıtılmış durumuna döner ve tekrar çalışmaya hazırdır.
GDT, büyük dalgalanma olayları sırasında iletimi en üst düzeye çıkaran ve bir ömür sonu senaryosu nedeniyle bakım gerektiğinde çok kolay bir şekilde çıkarılabilen özel olarak tasarlanmış bir tutucuda tutulur. P8AX Serisi, - / + 48V DC'ye kadar DC gerilimleri çalıştıran koaksiyel hatlarda kullanılabilir.

Hibrit Koruma
DC Geçiş - CXF60 serisi
DC Engellendi - CNP-DCB serisi

Hibrit DC Geçiş Koruması, filtreleme bileşenlerinin ve ağır hizmet gaz boşaltma tüpünün (GDT) bir birleşimidir. Bu tasarım, geçici elektrik akımlarından kaynaklanan düşük frekanslı bozulmalar için mükemmel bir düşük artık geçiş voltajı sağlar ve yine de yüksek bir aşırı gerilim deşarj akımı kapasitesi sağlar.

Çeyrek Dalga DC Engelli Koruma
PRC serisi

Quarter Wave DC Blocked Protection, aktif bir bant geçiş filtresidir. Aktif bileşeni yoktur. Bunun yerine gövde ve karşılık gelen saplama, istenen dalga boyunun dörtte birine ayarlanmıştır. Bu, yalnızca belirli bir frekans bandının üniteden geçmesine izin verir. Yıldırım yalnızca birkaç yüz kHz'den birkaç MHz'e kadar çok küçük bir spektrumda çalıştığından, kendisi ve diğer tüm frekanslar toprağa kısa devre yapar. PRC teknolojisi, uygulamaya bağlı olarak çok dar bant veya geniş bant için seçilebilir. Dalgalanma akımı için tek sınırlama, ilgili konektör tipidir. Tipik olarak, 7/16 Din konektör 100kA 8 / 20us'u işleyebilirken, N-tipi bir konektör 50kA 8 / 20us'a kadar işleyebilir.

Koaksiyel-Aşırı Gerilim Koruması-Genel Bakış

STANDARTLAR

UL497E - Anten Giriş İletkenleri için Koruyucular

Koaksiyel Aşırı Gerilim Koruyucusu Seçme Parametreleri

Uygulamanız için bir aşırı gerilim koruyucuyu doğru şekilde seçmek için gereken bilgiler şunlardır:

  • Frekans aralığı
  • Hat voltajı
  • Bağlayıcı Tipi
  • Cinsiyet Tipi
  • Montaj
  • Teknoloji

MONTAJ

Bir koaksiyel aşırı gerilim koruyucunun doğru kurulumu, büyük ölçüde düşük empedanslı bir topraklama sistemine bağlantısına bağlıdır. Aşağıdaki kurallara kesinlikle uyulmalıdır:

  • Eş Potansiyel Topraklama Sistemi: Tesisatın tüm kuşaklama iletkenleri birbirine bağlanmalı ve tekrar topraklama sistemine bağlanmalıdır.
  • Düşük Empedans Bağlantısı: Koaksiyel aşırı gerilim koruyucunun Toprak Sistemine düşük dirençli bir bağlantısı olması gerekir.

Gaz Deşarjına Genel Bakış

PC Kartı Seviye Bileşenleri için Koruma

Günümüzün mikroişlemci tabanlı elektronik ekipmanı, yıldırımın neden olduğu voltaj dalgalanmalarına ve elektrik anahtarlama geçişlerine karşı giderek daha savunmasız hale geliyor çünkü bunlar daha hassas hale geldi ve yüksek yonga yoğunluğu, ikili mantık işlevleri ve farklı ağlar arasındaki bağlantı nedeniyle korumaları karmaşık hale geldi. Bu cihazlar, bir şirketin iletişim ve bilgi işlemesi için kritik öneme sahiptir ve tipik olarak alt satıra etki edebilir; bu nedenle, bu potansiyel olarak maliyetli ve yıkıcı olaylara karşı onları sağlamak ihtiyatlı olacaktır. Bir Gaz Deşarj Tüpü veya GDT, bağımsız bir bileşen olarak kullanılabilir veya çok aşamalı bir koruma devresi oluşturmak için diğer bileşenlerle birleştirilebilir - gaz tüpü, yüksek enerji işleme bileşeni olarak işlev görür. GDT'ler tipik olarak çok düşük kapasitansından dolayı iletişim ve veri hattı DC voltaj uygulamalarının korunmasında kullanılır. Bununla birlikte, AC güç hattında kaçak akım olmaması, yüksek enerji kullanımı ve daha iyi kullanım ömrü özellikleri dahil çok çekici faydalar sağlarlar.

GAZ BOŞALTMA TÜPÜ TEKNOLOJİSİ

Gaz deşarj tüpü, açık devreden yarı kısa devreye (yaklaşık 20V ark voltajı) bir arıza meydana geldiğinde çok hızlı değişen iletkenlik özelliklerine sahip bir tür çok hızlı anahtar olarak kabul edilebilir. Buna göre, bir gaz boşaltma tüpünün davranışında dört çalışma alanı vardır:
gdt_labels

GDT, bir arıza meydana geldiğinde çok hızlı değişen ve bir açık devreden yarı kısa devreye dönüşen özellikleri yürütmek zorunda olan çok hızlı hareket eden bir anahtar olarak kabul edilebilir. Sonuç, yaklaşık 20V DC'lik bir ark voltajıdır. Tüp tamamen değişmeden önce dört işlem aşaması vardır.

  • Çalışmayan alan: Pratik olarak sonsuz yalıtım direnci ile karakterize edilmiştir.
  • Glow alanı: Arıza anında iletkenlik aniden artar. Akım, gaz deşarj tüpü tarafından boşaltılırsa (bileşenden bileşene farklılık gösteren kabaca bir değer) yaklaşık 0.5A'dan düşükse, terminallerdeki düşük voltaj 80-100V aralığında olacaktır.
  • Ark rejimi: Akım arttıkça, gaz deşarj tüpü düşük voltajdan ark voltajına (20V) geçer. Gaz deşarj tüpünün en etkili olduğu alan budur, çünkü akım deşarjı, terminaller arasındaki ark voltajı artmadan birkaç bin ampere ulaşabilir.
  • Sönme: Kabaca düşük gerilime eşit bir ön gerilimde, gaz deşarj tüpü başlangıçtaki yalıtım özelliklerini kapsar.

gdt_graph3 Elektrot Yapılandırması

İki telli bir hattın (örneğin bir telefon çiftinin) iki 2 elektrotlu gaz deşarj tüpüyle korunması aşağıdaki soruna neden olabilir:
Korunan hat, ortak modda aşırı gerilime maruz kalırsa, gaz deşarj tüplerinden biri olan kıvılcım aşırı gerilimlerinin dağılımı (+/-% 20), diğerinden çok kısa bir süre önce kıvılcım çıkarır (tipik olarak birkaç mikrosaniye), Bu nedenle, kıvılcım atan tel topraklanır (ark voltajları ihmal edilerek), ortak mod aşırı voltajını diferansiyel mod aşırı voltajına dönüştürür. Bu, korunan ekipman için çok tehlikelidir. İkinci gaz deşarj tüpü arkaya geçtiğinde (birkaç mikrosaniye sonra) risk ortadan kalkar.
3 elektrotlu geometri bu dezavantajı ortadan kaldırır. Bir kutbun üzerindeki kıvılcım, cihazın genel olarak hemen bozulmasına neden olur (birkaç nanosaniye), çünkü etkilenen tüm elektrotları barındıran yalnızca tek bir gazla dolu muhafaza vardır.

Hayatın sonu

Gaz deşarj tüpleri, ilk özelliklerde bozulma veya kayıp olmadan birçok darbeye dayanacak şekilde tasarlanmıştır (tipik darbe testleri, her bir polarite için 10 kez x 5kA darbelerdir).

Öte yandan, AC güç hattından bir telekomünikasyon hattına düşmeyi simüle ederek, sürekli çok yüksek bir akım, yani 10 saniye için 15A rms ve GDT'yi derhal hizmet dışı bırakacaktır.

Arıza emniyetli bir ömür sonu, yani hat arızası tespit edildiğinde son kullanıcıya bir arıza bildirecek kısa devre isteniyorsa, arıza emniyetli (harici kısa devre) gaz deşarj tüpü seçilmelidir. .

Gaz Deşarj Tüpü Seçme

  • Uygulamanız için bir aşırı gerilim koruyucuyu doğru şekilde seçmek için gereken bilgiler şunlardır:
    Aşırı DC kıvılcımı (Volt)
  • Darbe kıvılcımı aşırı voltaj (Volt)
  • Deşarj akımı kapasitesi (kA)
  • İzolasyon direnci (Gohms)
  • Kapasite (pF)
  • Montaj (Yüzeye Montaj, Standart Uçlar, Özel Uçlar, Tutucu)
  • Ambalaj (Bant ve Makara, Cephane paketi)

Mevcut DC kıvılcım aşırı voltaj aralığı:

  • Asgari 75V
  • Ortalama 230V
  • Yüksek Gerilim 500V
  • Çok Yüksek Voltaj 1000 ila 3000V

* Arıza gerilim toleransı genellikle + / -% 20'dir.

gdt_chart
Deşarj Akımı

Bu, gazın özelliklerine, elektrotun hacmine ve malzemesine artı işlenmesine bağlıdır. Bu, GDT'nin ana özelliğidir ve onu diğer koruma cihazından ayıran özelliktir, yani Varistörler, Zener Diyotlar, vb. Tipik değer, standart bileşenler için 5 / 20us'luk bir dürtü ile 8 ila 20kA'dır. Bu, gaz deşarj tüpünün, temel özelliklerinde bozulma veya değişiklik olmaksızın tekrar tekrar (minimum 10 impuls) dayanabileceği değerdir.

Impulse Sparkover Voltajı

Dik bir cephe varlığında kıvılcım aşırı gerilim (dV / dt = 1kV / us); dV / dt'nin artmasıyla aşırı gerilim kıvılcımı yükselir.

İzolasyon Direnci ve Kapasitans

Bu özellikler, gaz boşaltma borusunu normal çalışma koşullarında pratik olarak görünmez kılar. Kapasitans çok düşükken (<10 pF) izolasyon direnci çok yüksektir (> 1 Gohm).

STANDARTLAR

İletişim hattı aşırı gerilim koruyucuları için Test Standartları ve kurulum önerileri aşağıdaki standartlara uygun olmalıdır:

  • UL497B: Veri İletişimi ve Yangın Alarmı Devreleri için Koruyucular

MONTAJ

Etkili olması için, aşırı gerilim koruyucunun aşağıdaki ilkelere göre kurulması gerekir.

  • Aşırı gerilim koruyucunun ve korunan ekipmanın zemin noktası yapıştırılmalıdır.
  • Koruma, darbe akımını mümkün olan en kısa sürede yönlendirmek için tesisatın servis girişine monte edilir.
  • Aşırı gerilim koruyucusu, korunan ekipmanın yakınına, 90 fit veya 30 metreden daha az) kurulmalıdır. Bu kurala uyulamazsa, ekipmanın yakınına ikincil aşırı gerilim koruyucuları kurulmalıdır.
  • Topraklama iletkeni (koruyucunun toprak çıkışı ile kurulum bağlantı devresi arasında) mümkün olduğunca kısa olmalıdır (1.5 fit veya 0.50 metreden az) ve en az 2.5 mm kare kesit alanına sahip olmalıdır.
  • Toprak direnci yerel elektrik kurallarına uygun olmalıdır. Özel bir topraklamaya gerek yoktur.
  • Korumalı ve korumasız kablolar, bağlantıyı sınırlandırmak için birbirlerinden iyice ayrı tutulmalıdır.

BAKIM

LSP gaz deşarj tüpleri, normal koşullar altında bakım veya değiştirme gerektirmez. Tekrarlanan, ağır hizmet aşırı gerilim akımlarına zarar vermeden dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
Bununla birlikte, en kötü durum senaryosunu planlamak ihtiyatlıdır ve bu nedenle; LSP, mümkün olan yerlerde koruma bileşenlerinin değiştirilmesi için tasarlanmıştır. Veri hattı aşırı gerilim koruyucunuzun durumu LSP'nin SPT1003 modeli ile test edilebilir. Bu ünite aşırı gerilim koruyucunun DC kıvılcım aşırı gerilimini, sıkma gerilimlerini ve hat sürekliliğini (isteğe bağlı) test etmek için tasarlanmıştır. SPT1003, dijital ekrana sahip kompakt, basma düğmeli bir birimdir. Test cihazının voltaj aralığı 0 ila 999 volttur. AC veya DC uygulamaları için tasarlanmış GDT'ler, diyotlar, MOV'lar veya bağımsız cihazlar gibi ayrı bileşenleri test edebilir.

ÖZEL ŞARTLAR: YILDIRIMDAN KORUNMA SİSTEMLERİ

Korunacak yapı bir LPS (Yıldırımdan Korunma Sistemi) ile donatılmışsa, bina servis girişine takılan telekom, veri hatları veya AC güç hatları için aşırı gerilim koruyucuların, 10 / 350us dalga biçimine doğrudan yıldırım darbesi ile test edilmesi gerekir. minimum 2.5kA dalgalanma akımıyla (D1 kategori testi IEC-61643-21).