Prinsippet for overspenningsbeskyttelse for bytte av strømforsyninger
Surge Protective Device (SPD), også kjent som surge protector, er en ikke-lineær beskyttelsesenhet som brukes til å begrense forbigående overspenning og lede utladningsoverspenningsstrøm i strømførende systemer, og brukes til å beskytte elektriske apparater med lave motstandsspenningsnivåer eller elektroniske systemer er beskyttet mot lynnedslag og elektromagnetiske lynimpulser eller driftsoverspenningsskader. De siste årene har elektroniske informasjonssystemer (som fjernsyn, telefon, kommunikasjon, datanettverk osv.) utviklet seg raskt, og et stort antall elektroniske informasjonsenheter har dukket opp og blitt populære. Slike systemer og utstyr er ofte dyre og viktige, og deres arbeidsspenning og tålespenningsnivå er svært lavt, så de er ekstremt sårbare for elektromagnetiske lynpulser. Derfor kreves SPD for spenningsbeskyttelse.
På grunn av de forskjellige standardene som følges av forskjellige land, er produktspesifikasjonene ikke enhetlige, og parameteridentifikasjonen har også sin egen vekt, som er langt dårligere enn andre elektriske produktspesifikasjoner, noe som gir stor ulempe for design og valg. I ingeniørdesign kan vanlige merker deles inn i innenlandske produkter, europeiske produkter og amerikanske produkter i henhold til opprinnelsesstedet. Parameterinnstillingene for innenlandske produkter er kaotiske, med ulike spesifikasjoner og høyt resttrykk. Noen av modellinnstillingene til standardiserte produkter imiterer europeiske produkter, og noen følger de nasjonale kalibreringsparametrene. De fleste produktene er merket med In og Imax. Siden husholdningsprodukter har relativt lave krav til brukssteder, lave byggekvaliteter og stort utstyr tåler spenningsverdier, kan noen parameterkrav lempes på passende måte.
Europeiske produkter markerer generelt den maksimale utladningsstrømmen, og produktmodellen er også satt i henhold til denne parameteren. For eksempel, XXX65 og XXX40 av et kjent europeisk merke, verdiene 65 og 40 er Imax. Imidlertid fastsetter den kinesiske standarden tydelig at den nominelle utladningsstrømmen In skal brukes for typevalg, noe som er en pinlig situasjon man møter i ingeniørdesign for tiden. Etter å ha sjekket produktinformasjonen, overstiger ikke In-verdien på XX65 20kA, og In-verdien på XX40 overstiger ikke 15kA. I henhold til den anbefalte verdien av GB50343 kan disse to produktene bare brukes til tredjenivåbeskyttelse av utstyrsterminalen, men i den faktiske utformingen er de installert på første og andre nivå, noe som åpenbart ikke er i samsvar med valgparameterne av den nasjonale standarden, og gjenværende spenning Høyere, vanlige modeller generelt overstiger 1200V, når ledningsmiljøet ikke er bra, er det lett å overskride motstandsspenningsverdien til utstyret. Vanligvis er Uc-verdien til europeiske produkter liten, og linjespenningen er opportunistisk markert, så det er lett å være misvisende når du velger modell.
Hvordan SPD-er fungerer
Overspenningsvernet er egnet for 220/380V lavspent strømforsyningsbeskyttelse. Det er en ikke-lineær komponent. I henhold til IEC-standarden er overspenningsvernet en enhet som hovedsakelig undertrykker overspenningen og overstrømmen til den ledede ledningen. Overspenningsvernet spiller en beskyttende rolle. Det grunnleggende kravet er at den må tåle lynstrømmen som forventes å passere gjennom, og gjennom den maksimale klemspenningen til overspenningen kan den effektivt slukke den kontinuerlige strøm-frekvensstrømmen som genereres etter at lynstrømmen har passert gjennom, og forhindre den momentane bølge inn i kraftledningen og signaloverføringslinjen. Overspenningen er begrenset innenfor spenningsområdet som utstyret eller systemet tåler, eller den sterke lynstrømmen lekkes til bakken for å beskytte det beskyttede utstyret eller systemet mot skade på grunn av støt.
Type og struktur på overspenningsvern varierer i henhold til forskjellige formål, men minst ett ikke-lineært spenningsbegrensende element er inkludert. Vanlige overspenningsbeskyttere inkluderer MOV (Metal Oxide Varistor) og gassutladningsrør. Strømstøt inneholder mye energi og kan ikke stoppes. Av denne grunn er strategien for å beskytte sensitivt elektrisk utstyr mot skade fra elektriske overspenninger å shunte overspenningen bort fra utstyret og ned i bakken.
Overspenningsvernet MOV består av tre deler: midten er et metalloksidmateriale, og to halvledere er koblet til strøm og jord. Når en bølge oppstår, virker MOV umiddelbart, og responstiden er 1 til 3 nanosekunder. "V" i MOV er en reostat. I responsøyeblikket faller motstanden til MOV fra maksimalverdien til nesten null ohm, og overstrømmen flyter ned i bakken gjennom MOV. Det beskyttede elektriske utstyret fortsetter å fungere under normal arbeidsspenning. Dens halvlederelementer har egenskapen til å endre motstand når spenningen endres. Når spenningen er under en viss verdi, skaper bevegelsen av elektroner i halvlederen høy motstand. Motsatt, når spenningen overstiger den spesifikke verdien, endres elektronenes bevegelse og motstanden til halvlederen synker nær null ohm. Spenningen er normal, og overspenningsvernet MOV er inaktiv, noe som ikke påvirker strømledningen.
Indikatorer for fordeler og ulemper med overspenningsvern MOV: (1) Klemmespenning: Indikerer spenningsverdien som vil føre til at MOV kobles til bakken. Jo lavere klemspenning, jo bedre beskyttelsesytelse. (2) Energiabsorpsjon/-spredningskapasitet: Denne nominelle verdien indikerer hvor mye energi overspenningsvernet kan absorbere før det brenner ut, i joule. Jo høyere verdi, jo bedre beskyttelsesytelse. (3) Responstid: Overspenningsbeskyttere kobles ikke fra umiddelbart, de har en liten forsinkelse i å reagere på overspenningen.
En annen vanlig overspenningsvernanordning er et gassutladningsrør. Disse gassutladningsrørene gjør det samme som MOV-er, de flytter overflødig strøm fra strømførende til jord ved å bruke en inert gass som en leder mellom de to ledningene. Når spenningen er i et visst område, bestemmer sammensetningen av gassen at det er en dårlig leder. Hvis spenningen stiger utenfor dette området, vil strømmen være sterk nok til å ionisere gassen, noe som gjør gassutladningsrøret til en veldig god leder. Den leder strøm til jord til spenningen går tilbake til normale nivåer, for så å bli en dårlig leder igjen.
(1) Kraftlinje SPD
Siden energien til lynnedslag er veldig stor, er det nødvendig å frigjøre energien fra lynnedslag til bakken trinn for trinn gjennom metoden for hierarkisk utladning. I den direkte lynbeskyttelsessonen (LPZ0A) eller i krysset mellom den direkte lynbeskyttelsessonen (LPZ0B) og den første beskyttelsessonen (LPZ1), installer et overspenningsvern eller en spenningsbegrensende overspenningsvern som har bestått Klasse I-klassifiseringstesten som den første. Det første beskyttelsesnivået er å utlade den direkte lynstrømmen, eller når kraftoverføringslinjen blir direkte truffet av lynet, vil den utlade den enorme energien som ledes. Installer en spenningsbegrensende overspenningsvern i krysset mellom hver divisjon (inkludert LPZ1-området) etter den første beskyttelsessonen, som et andre, tredje eller høyere beskyttelsesnivå. Andre-nivå-beskytteren er en beskyttelsesanordning for restspenningen til den forrige nivå-beskytteren og det induserte lynnedslaget i området. Når et stort lynnedslag energiabsorberes i frontnivået, er det fortsatt en del som er ganske stor for utstyret eller tredjenivåbeskytteren. Energien vil bli overført og må absorberes ytterligere av andrenivåbeskytteren. Samtidig vil overføringslinjen som går gjennom lynbeskyttelsesanordningen på første nivå også indusere lynelektromagnetisk pulsstråling. Når linjen er lang nok, blir energien til det induserte lynet stor nok, noe som krever en andrenivåbeskytter for å utlade lynenergien ytterligere. Tredjenivåbeskytteren beskytter den gjenværende lynenergien som passerer gjennom andrenivåbeskytteren. I henhold til motstandsspenningsnivået til det beskyttede utstyret, hvis to-nivå lynbeskyttelse kan begrense spenningen lavere enn motstandsspenningsnivået til utstyret, er det bare nødvendig med to beskyttelsesnivåer; hvis motstandsspenningsnivået til utstyret er lavt, fire nivåer eller enda flere beskyttelsesnivåer.
Signallinje SPD
Med den brede anvendelsen av informasjonssystemer, på grunn av det store antallet nettverkslinjer og det lave motstandsspenningsnivået til elektronisk utstyr, er lynnedslag mer og mer skadelig for informasjonssystemer. Skaden av lyn på informasjonssystemet er hovedsakelig forårsaket av lynets elektromagnetiske puls, inkludert lynoverspenningsbølgen som ledes langs linjen, det høypotensiale motangrepet generert av lynstrømmen på jordledningen, den elektrostatiske induksjonen og den elektromagnetiske induksjonen av lynet. elektromagnetisk felt. Beskyttelsestiltakene for elektromagnetiske pulser inkluderer avlytting, shunting, potensialutjevning, skjerming, jording og rimelig kabling. Installasjon av SPD på signallinjen er et viktig tiltak for informasjonssystemet for å hindre elektromagnetiske pulser. Den kan samtidig spille rollen som avskjæring, shunting og ekvipotensialbinding. Signallinjen SPD skal kobles til signalporten til det beskyttede utstyret. Utgangsterminalen er koblet til porten til det beskyttede utstyret, som kan deles inn i seriekobling og parallellkobling, og er vanligvis installert i serie på signallinjen. Derfor, når du velger en signal SPD, bør en SPD med et mindre innsettingstap velges.
