A túlfeszültség elleni védelem elvei
A túlfeszültség-védő eszköz (SPD), más néven túlfeszültség-védő, egy nem lineáris védőeszköz, amely a tranziens túlfeszültség korlátozására és a kisülési túlfeszültség-áram irányítására szolgál feszültség alatt álló rendszerekben, valamint az alacsony ellenállási feszültségű elektromos készülékek védelmére vagy az elektronikus rendszerek védve van a villámcsapástól és a villám elektromágneses impulzusaitól vagy az üzemi túlfeszültség okozta károktól. Az elmúlt években az elektronikus információs rendszerek (például televízió, telefon, kommunikáció, számítógépes hálózat stb.) rohamosan fejlődtek, nagyszámú elektronikus információs eszköz jelent meg és vált népszerűvé. Az ilyen rendszerek és berendezések gyakran drágák és fontosak, üzemi feszültségük és ellenállási feszültségük nagyon alacsony, ezért rendkívül érzékenyek a villám elektromágneses impulzusaira. Ezért a feszültségvédelemhez SPD szükséges.
2SPD áttekintése
2.1 Az SPD működési elve
A túlfeszültségvédő 220/380V alacsony feszültségű tápellátás védelmére alkalmas. Ez egy nemlineáris komponens. Az IEC szabvány szerint a túlfeszültségvédő olyan eszköz, amely főként a vezető vezeték túlfeszültségét és túláramát elnyomja. A túlfeszültségvédő védő szerepet tölt be. Alapvető követelmény, hogy a várhatóan áthaladó villámáramot el kell viselnie, és a túlfeszültség maximális szorítófeszültségén keresztül hatékonyan tudja oltani a villámáram áthaladása után keletkező teljesítmény-frekvenciás folyamatos áramlást, és megakadályozza a pillanatnyi áramlást. túlfeszültség az elektromos vezetékbe és a jelátviteli vezetékbe. A túlfeszültséget a berendezés vagy rendszer által elviselhető feszültségtartományon belül korlátozzák, vagy az erős villámáram a földre szivárog, hogy megvédje a védett berendezést vagy rendszert az ütközés okozta sérülésektől.
A túlfeszültség-védők típusa és felépítése a különböző céloktól függően változik, de legalább egy nemlineáris feszültséghatároló elemet tartalmaz. Az általánosan használt túlfeszültségvédők közé tartozik a MOV (Metal Oxide Varistor) és a gázkisülési csövek. A túlfeszültségek sok energiát tartalmaznak, és nem lehet megállítani. Emiatt az érzékeny elektromos berendezések elektromos túlfeszültség okozta károsodásokkal szembeni védelmének stratégiája az, hogy a túlfeszültséget a berendezéstől a talajba söntöli.
A MOV túlfeszültségvédő három részből áll: a középső fém-oxid anyagú, a tápfeszültségre és a testre két félvezető csatlakozik. Ha túlfeszültség lép fel, a MOV azonnal működik, és a válaszidő 1-3 nanoszekundum. A "V" a MOV-ban egy reosztát. A válasz pillanatában a MOV ellenállása a maximális értékről közel nulla ohmra csökken, és a túláram a MOV-on keresztül a földbe folyik. A védett elektromos berendezés normál üzemi feszültség mellett működik tovább. Félvezető elemei rendelkeznek azzal a tulajdonsággal, hogy a feszültség változásával ellenállást váltanak. Ha a feszültség egy bizonyos érték alatt van, az elektronok mozgása a félvezetőben nagy ellenállást hoz létre. Ezzel szemben, amikor a feszültség meghaladja ezt a fajlagos értéket, az elektronok mozgása megváltozik, és a félvezető ellenállása nulla ohm közelébe csökken. A feszültség normális, a MOV túlfeszültség-védő pedig üresjáratban van, ami nincs hatással a tápvezetékre.
A MOV túlfeszültségvédő előnyei és hátrányai: (1) Rögzítő feszültség: Azt a feszültségértéket jelzi, amely a MOV-t a földhöz csatlakoztatja. Minél alacsonyabb a szorítófeszültség, annál jobb a védelmi teljesítmény. (2) Energiaelnyelési/leadási kapacitás: Ez a névleges érték azt jelzi, hogy a túlfeszültség-védő mennyi energiát képes felvenni, mielőtt kiégne, joule-ban. Minél magasabb az érték, annál jobb a védelmi teljesítmény. (3) Válaszidő: A túlfeszültségvédők nem kapcsolnak le azonnal, kis késéssel reagálnak a túlfeszültségre.
Egy másik gyakori túlfeszültség-védelmi eszköz a gázkisüléses cső. Ezek a gázkisülési csövek ugyanazt csinálják, mint a MOV-k, a felesleges áramot a feszültségről a földre mozgatják úgy, hogy inert gázt használnak vezetőként a két vezeték között. Ha a feszültség egy bizonyos tartományba esik, a gáz összetétele határozza meg, hogy rossz vezető. Ha a feszültség túllép ezen a tartományon, az áram elég erős lesz a gáz ionizálásához, így a gázkisülési cső nagyon jó vezető lesz. Az áramot addig vezeti a föld felé, amíg a feszültség vissza nem tér a normál szintre, majd ismét rossz vezetővé válik.
