Perjungimo maitinimo šaltinio apsaugos nuo viršįtampių principas
Apsaugos nuo viršįtampio įtaisas (SPD), taip pat žinomas kaip viršįtampių apsauga, yra netiesinis apsauginis įtaisas, naudojamas veikiančiose sistemose, siekiant apriboti pereinamąją viršįtampą ir nukreipti iškrovos viršįtampio srovę. Jis naudojamas apsaugoti elektros ar elektronines sistemas su žemos įtampos atsparumo lygiais nuo žaibo smūgių, elektromagnetinių impulsų ar veikimo viršįtampių pažeidimų. Pastaraisiais metais sparčiai vystėsi elektroninės informacinės sistemos (pvz., televizija, telefonas, ryšys, kompiuterių tinklai ir kt.), atsirado ir išpopuliarėjo daugybė elektroninių informacinių įrenginių. Tokio tipo sistemos ir įranga dažnai yra brangios ir svarbios, turi žemą darbinę įtampą ir atlaiko įtampos lygius, todėl jos yra labai jautrios žaibo elektromagnetiniams impulsams. Todėl apsaugai nuo viršįtampių turėtų būti naudojamas SPD.
Dėl skirtingų standartų, kurių laikosi skirtingos šalys, gaminių specifikacijos nėra unifikuotos, o parametrų identifikavimas taip pat turi savo akcentą, kuris yra daug prastesnis nei kitų elektros gaminių specifikacijos, o tai sukelia didelių nepatogumų projektuojant ir pasirenkant. Inžineriniame projekte įprastus prekių ženklus galima suskirstyti į vietinius, europietiškus ir amerikietiškus gaminius pagal jų kilmės vietą. Buitinių gaminių parametrų nustatymai yra chaotiški, su įvairiomis specifikacijomis ir aukšta likutine įtampa. Kai kurie standartizuoti gaminių modeliai yra sukurti taip, kad imituotų Europos gaminius, o kiti – pagal nacionalinius standartinius parametrus. Dauguma produktų yra paženklinti In ir Imax. Dėl žemų reikalavimų, taikomų vietiniams gaminiams, žemo pastato lygio ir aukštos įrangos atsparumo įtampos verčių, kai kuriuos parametrų reikalavimus galima atitinkamai sušvelninti.
Europietiški gaminiai paprastai ženklinami maksimalia iškrovos srove, pagal šį parametrą taip pat nustatomas gaminio modelis. Pavyzdžiui, gerai žinomas Europos prekės ženklas XXX65 ir XXX40, kur 65 ir 40 reikšmės yra Imax. Tačiau Kinijos standartai aiškiai numato, kad pasirinkimui turėtų būti naudojama vardinė iškrovimo srovė In, o tai šiuo metu yra nepatogi situacija, su kuria susiduriama inžineriniame projekte. Patikrinus gaminio informaciją, In reikšmė XX65 neviršija 20kA, o In reikšmė XX40 neviršija 15kA. Jei laikomasi rekomenduojamų GB50343 verčių, šie du gaminiai gali būti naudojami tik trijų lygių apsaugai įrangos pabaigoje. Tačiau realiame projekte jie montuojami pirmame ir antrame lygiuose, o tai aiškiai neatitinka nacionalinių standartų pasirinkimo parametrų, o liekamoji įtampa yra didelė. Įprasti modeliai paprastai viršija 1200 V. Kai laidų aplinka nėra gera, lengva viršyti įrangos atsparumo įtampos vertę. Paprastai Europos gaminiai turi santykinai mažą Uc vertę ir oportunistiškai žymi linijos įtampą, todėl renkantis modelius lengviau suklaidinti.
BPD veikimo principas
Apsauga nuo viršįtampių tinka 220/380V žemos įtampos maitinimo šaltinio apsaugai ir yra netiesinis komponentas. Pagal IEC standartus viršįtampių apsauga yra įtaisas, daugiausia naudojamas perdavimo linijos viršįtampiui ir viršsrovei slopinti. Pagrindinis reikalavimas, kad apsauga nuo viršįtampių atliktų apsauginį vaidmenį, yra atlaikyti numatomą žaibo srovę ir veiksmingai užgesinti galios dažnio nuolatinę srovę, susidariusią po žaibo srauto per maksimalią viršįtampio fiksavimo įtampą. Ji apriboja momentinę viršįtampą, patenkančią į elektros liniją ar signalo perdavimo liniją iki įtampos diapazono, kurį įranga ar sistema gali atlaikyti, arba išleidžia stiprią žaibo srovę į žemę, kad apsaugotų apsaugotą įrangą ar sistemą nuo smūgio sukeltų pažeidimų.
Apsaugos nuo viršįtampių tipai ir konstrukcijos skiriasi priklausomai nuo jų paskirties, tačiau juose yra bent vienas netiesinis įtampą ribojantis elementas. Dažniausiai naudojamos apsaugos nuo viršįtampių yra MOV (MetalOxideVaristor) ir dujų išlydžio vamzdžiai. Elektros šuoliai turi galingą energiją ir negali būti sustabdyti. Dėl šios priežasties strategija, kaip apsaugoti jautrią elektros įrangą nuo viršįtampių pažeidimų, yra nukreipti viršįtampius nuo įrangos ir tada nutekėti į žemę.
Apsauga nuo viršįtampių MOV susideda iš trijų dalių: metalo oksido medžiagos viduryje, dviem puslaidininkiais sujungtos su maitinimo šaltiniu ir įžeminimo laidu. Kai įvyksta viršįtampis, MOV iš karto veikia su 1-3 nanosekundžių atsako laiku. "V" MOV yra reostatas. Reagavimo momentu MOV varža nukrenta nuo maksimalios vertės iki beveik nulio omų, o per MOV į žemę patenka viršsrovė. Apsaugota elektros įranga ir toliau veikia esant normaliai darbinei įtampai. Jo puslaidininkiniai komponentai turi savybę keisti varžą keičiantis įtampai. Kai įtampa nukrenta žemiau tam tikros vertės, elektronų judėjimas puslaidininkyje sukuria didelę varžą. Priešingai, kai įtampa viršija šią specifinę vertę, elektronų judėjimas pasikeis, o puslaidininkių varža sumažės iki beveik nulio omų. Įtampa yra normali, o apsaugos nuo viršįtampių MOV šone veikia tuščiąja eiga, nepažeidžiant elektros linijos.
