Apsaugos nuo viršįtampių principai
Apsauginis viršįtampio įtaisas (SPD), taip pat žinomas kaip apsauga nuo viršįtampių, yra nelinijinis apsauginis įtaisas, naudojamas apriboti pereinamąją viršįtampą ir nukreipti iškrovos viršįtampio srovę įtampingose sistemose, ir naudojamas apsaugoti elektros prietaisus, kurių atsparumo įtampa yra žema arba elektroninės sistemos yra apsaugotas nuo žaibo smūgių ir žaibo elektromagnetinių impulsų ar veikimo viršįtampių pažeidimų. Pastaraisiais metais sparčiai vystėsi elektroninės informacinės sistemos (pvz., televizija, telefonas, ryšys, kompiuterių tinklas ir kt.), atsirado ir išpopuliarėjo daugybė elektroninių informacinių įrenginių. Tokios sistemos ir įrenginiai dažnai yra brangūs ir svarbūs, o jų darbinė įtampa ir atsparumo įtampos lygis yra labai žemi, todėl yra itin pažeidžiami žaibo elektromagnetinių impulsų. Todėl SPD reikalinga apsaugai nuo įtampos.
2SPD apžvalga
2.1 BPD veikimo principas
Apsauga nuo viršįtampių tinka 220/380V žemos įtampos maitinimo šaltinio apsaugai. Tai netiesinis komponentas. Pagal IEC standartą viršįtampių apsauga yra įtaisas, kuris daugiausia slopina laidžios linijos viršįtampą ir viršsrovę. Apsauga nuo viršįtampių atlieka apsauginį vaidmenį. Pagrindinis reikalavimas yra tas, kad jis turi atlaikyti žaibo srovę, kuri turėtų praeiti, ir per maksimalią viršįtampio fiksavimo įtampą gali veiksmingai užgesinti nuolatinį galios dažnio srautą, susidarantį žaibo srovei pratekėjus, ir užkirsti kelią momentiniam viršįtampis į elektros liniją ir signalo perdavimo liniją. Viršįtampa ribojama įtampos diapazone, kurį gali atlaikyti įranga ar sistema, arba stipri žaibo srovė nuteka į žemę, kad apsaugotų įrangą ar sistemą nuo pažeidimų dėl smūgio.
Apsaugos nuo viršįtampių tipas ir struktūra skiriasi priklausomai nuo skirtingų tikslų, tačiau yra įtrauktas bent vienas netiesinis įtampą ribojantis elementas. Dažniausiai naudojamos apsaugos nuo viršįtampių yra MOV (metalo oksido varistorius) ir dujų išlydžio vamzdžiai. Energijos šuoliai turi daug energijos ir jų negalima sustabdyti. Dėl šios priežasties jautrios elektros įrangos apsaugos nuo elektros viršįtampių sukeliamos žalos strategija yra nukreipti viršįtampius nuo įrangos į žemę.
Apsauga nuo viršįtampių MOV susideda iš trijų dalių: vidurinė yra metalo oksido medžiaga, o du puslaidininkiai yra prijungti prie maitinimo ir įžeminimo. Kai atsiranda viršįtampis, MOV veikia nedelsiant, o atsako laikas yra nuo 1 iki 3 nanosekundžių. "V" MOV yra reostatas. Reagavimo momentu MOV varža nukrenta nuo maksimalios vertės iki beveik nulio omų, o viršsrovė per MOV patenka į žemę. Apsaugota elektros įranga ir toliau veikia esant normaliai darbinei įtampai. Jo puslaidininkiniai elementai turi savybę keisti varžą kintant įtampai. Kai įtampa yra mažesnė už tam tikrą vertę, elektronų judėjimas puslaidininkyje sukuria didelę varžą. Ir atvirkščiai, kai įtampa viršija tą specifinę vertę, elektronų judėjimas pasikeičia ir puslaidininkio varža sumažėja arti nulio omų. Įtampa yra normali, o apsauga nuo viršįtampių MOV neveikia, o tai neturi įtakos elektros linijai.
Apsaugos nuo viršįtampių MOV privalumų ir trūkumų rodikliai: (1) Suspaudimo įtampa: nurodo įtampos vertę, dėl kurios MOV bus prijungtas prie žemės. Kuo mažesnė užspaudimo įtampa, tuo geresnis apsaugos efektyvumas. (2) Energijos sugerties/išsklaidymo pajėgumas: ši vardinė vertė rodo, kiek energijos viršįtampių apsauga gali sugerti prieš išdegdama, džauliais. Kuo didesnė vertė, tuo geresnis apsaugos efektyvumas. (3) Reagavimo laikas: Apsaugos nuo viršįtampių neatsijungia iš karto, jie šiek tiek vėluoja reaguoti į viršįtampius.
Kitas įprastas apsaugos nuo viršįtampių įrenginys yra dujų išlydžio vamzdis. Šie dujų išlydžio vamzdžiai atlieka tą patį, ką ir MOV, jie perkelia srovę iš įtampos į žemę, naudodami inertines dujas kaip laidininką tarp dviejų laidų. Kai įtampa yra tam tikrame diapazone, dujų sudėtis lemia, kad tai yra prastas laidininkas. Jei įtampa viršija šį diapazoną, srovė bus pakankamai stipri, kad jonizuotų dujas, todėl dujų išleidimo vamzdis yra labai geras laidininkas. Jis nukreipia srovę į žemę, kol įtampa grįžta į normalų lygį, tada vėl tampa prastu laidininku.
