Prinsippet for bytte av overspenningsbeskyttelse for strømforsyning
Surge Protective Device (SPD), også kjent som Surge Protector, er en ikke-lineær beskyttelsesenhet som brukes i strømførende systemer for å begrense forbigående overspenning og lede utladningsstøtstrøm. Den brukes til å beskytte elektriske eller elektroniske systemer med lavspenningsmotstandsnivåer fra lynnedslag, elektromagnetiske pulser 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 populært. Disse typer systemer og utstyr er ofte dyre og viktige, med lav driftsspenning og tåler spenningsnivåer, noe som gjør dem svært utsatt for elektromagnetiske lynpulser. Derfor bør SPD brukes til overspenningsbeskyttelse.
Arbeidsprinsippet til SPD
Overspenningsvernet er egnet for beskyttelse av 220/380V lavspent strømforsyning og er en ikke-lineær komponent. I henhold til IEC-standarder er overspenningsvernet en enhet som hovedsakelig brukes til å undertrykke overspenningen og overstrømmen til overføringslinjen. Det grunnleggende kravet for at en overspenningsbeskytter skal spille en beskyttende rolle, er å motstå den forventede lynstrømmen og effektivt slukke strømfrekvensens kontinuerlige strøm generert etter lynstrømmen gjennom den maksimale klemspenningen til overspenningen. Den begrenser den øyeblikkelige overspenningen som kommer inn i kraftledningen eller signaloverføringslinjen til det spenningsområdet som utstyret eller systemet kan tåle, eller utlader sterk lynstrøm i bakken for å beskytte det beskyttede utstyret eller systemet mot skade forårsaket av støt.
Typene og strukturene til overspenningsvern varierer i henhold til deres forskjellige bruksområder, men de inneholder minst ett ikke-lineært spenningsbegrensende element. Vanlig brukte overspenningsbeskyttere inkluderer MOV-er (MetalOxideVaristors) og gassutladningsrør. Elektriske overspenninger inneholder kraftig energi og kan ikke stoppes. Av denne grunn er strategien for å beskytte sensitivt elektrisk utstyr mot overspenningsskader å avlede overspenningen fra utstyret og deretter strømme ned i bakken.
Overspenningsvernet MOV består av tre deler: et metalloksidmateriale i midten, koblet med to halvledere til strømforsyningen og jordledningen. Når en bølge oppstår, virker MOV umiddelbart med en responstid på 1-3 nanosekunder. "V" i MOV er en reostat. I responsøyeblikket synker motstanden til MOV fra sin maksimale verdi til nesten null ohm, og overstrøm flyter ned i bakken gjennom MOV. Det beskyttede elektriske utstyret fortsetter å fungere med normal driftsspenning. Dens halvlederkomponenter har egenskapen til å endre motstand med spenningsendringer. Når spenningen faller under en bestemt verdi, genererer bevegelsen av elektroner i en halvleder høy motstand. Tvert imot, når spenningen overstiger denne spesifikke verdien, vil elektronenes bevegelse endres, og halvledermotstanden vil avta til nesten null ohm. Spenningen er normal, og overspenningsvernet MOV er inaktiv på siden, uten å påvirke strømledningen.
Indikatorer for fordeler og ulemper med overspenningsvernanordninger (MOVs):
(1) Klemmespenning: representerer spenningsverdien som vil få MOV til å koble til jordledningen. Jo lavere klemspenning, jo bedre beskyttelsesytelse.
(2) Energiabsorpsjon/-spredningskapasitet: Denne nominelle verdien representerer hvor mye energi overspenningsvernet kan absorbere før det brennes ned, i joule. Jo høyere verdi, jo bedre beskyttelsesytelse.
(3) Responstid: Overspenningsvern kobles ikke umiddelbart fra, og det vil være en liten forsinkelse i responsen på overspenninger.
En annen vanlig overspenningsvernanordning er et gassutladningsrør. Disse gassutladningsrørene har samme funksjon som MOV-er, og flytter overskuddsstrøm fra den strømførende ledningen til jordledningen, og oppnår denne funksjonen ved å bruke inertgass som en leder mellom de to ledningene. Når spenningen er innenfor et spesifikt område, bestemmer sammensetningen av gassen at det er en dårlig leder. Hvis spenningen stiger og overskrider dette området, vil styrken på strømmen være tilstrekkelig til å ionisere gassen, noe som gjør gassutladningsrøret til en veldig god leder. Den vil lede strøm til jordledningen til spenningen går tilbake til normale nivåer, og deretter bli en defekt leder.
