Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Publish Tempo: 2024-10-18 Origine: Sito
I dispositivi di protezione delle sovratensioni (SPD) sono componenti cruciali nei sistemi elettrici, progettati per proteggere le apparecchiature sensibili dagli effetti dannosi di sovratensioni o ondate transitorie. Queste ondate sono picchi brevi e potenti in tensione in grado di inserire sistemi elettrici da fonti esterne come fulmini o essere generati internamente a causa di commutazione del carico, start-up del motore o interruzioni di alimentazione.
Senza SPD, questi inglesi di tensione possono causare gravi danni, dalla distruzione di elettronica sensibili e sistemi di controllo alla causa di tempi di inattività prolungati e costose riparazioni. La necessità di una protezione affidabile in onda cresce man mano che le case moderne e le strutture industriali diventano più dipendenti dalle apparecchiature elettroniche. Per questo motivo, gli SPD sono fondamentali per chiunque cerchi di garantire un funzionamento ininterrotto e sicuro delle loro installazioni elettriche.
· Ivagenti esterni : causati da fattori ambientali come i fulmini, che possono introdurre transitori ad alta tensione nei sistemi di alimentazione.
· Ivagenti interni : risulta dalla commutazione di azioni, come accendere o disattivare le apparecchiature di grandi dimensioni. Queste sovratensioni interne, sebbene di solito più piccole di grandezza rispetto ai fulmini, sono più frequenti e possono ancora causare usura significativa all'elettronica sensibile.
Le conseguenze della non protezione dei sistemi elettrici con gli SPD includono danni alle attrezzature, durata ridotta di dispositivi, perdita di dati e tempi di inattività significativi, in particolare in contesti industriali e commerciali.
Gli SPD operano deviando o limitando la corrente di aumento e bloccando la tensione a un livello più sicuro. Durante il normale funzionamento, l'SPD rimane in uno stato ad alta impedenza, consentendo alla corrente normale di fluire attraverso il circuito senza ostacoli. Quando si verifica un evento di aumento, l'SPD rileva la tensione in eccesso e passa istantaneamente a uno stato a bassa impedenza, incanalando l'ondata dalle apparecchiature sensibili, spesso a terra.
Dopo aver affrontato l'ondata, l'SPD si ripristina automaticamente nel suo stato ad alta impedenza, pronto a rispondere alle spalle future. Questa rapida commutazione tra l'impedenza alta e bassa garantisce che gli SPD possano proteggere continuamente le attrezzature senza interventi manuali o tempi di inattività.
1. Rilevamento di sovratensioni : non appena la tensione sale al di sopra di una certa soglia, lo SPD si attiva.
2. Surge Diversion : il dispositivo riduce l'impedenza, consentendo alla tensione in eccesso di bypassare le parti sensibili del circuito, spesso dirette in modo sicuro al sistema di messa a terra.
3. Ripristina : una volta mitigato l'ondata, l'SPD ritorna in uno stato passivo, pronto per la prossima ondata.
La rapida risposta degli SPD (spesso misurati in nanosecondi) è fondamentale per prevenire gli effetti dannosi dei picchi di tensione, in particolare per l'elettronica moderna che operano su livelli di tensione precisi.
Gli SPD fanno affidamento su diversi componenti chiave per svolgere le loro funzioni protettive. Questi componenti sono progettati per limitare la tensione bloccandola a un livello di sicurezza o passare a uno stato a bassa impedenza per reindirizzare l'ondata.
1.Componenti di limitazione della tensione :
Varistori di ossido di metallo (MOVS) : i mov sono ampiamente utilizzati negli SPD per la loro capacità di assorbire e dissipare alti livelli di energia di aumento. Movs reagisce rapidamente agli aumenti, bloccando la tensione e proteggendo i dispositivi collegati. Il loro vantaggio principale è il bilanciamento dei tempi di risposta e della capacità di gestione dell'energia.
Diiodi di soppressione della tensione transitoria (TVS) : i diodi TVS reagiscono ancora più velocemente di Movs, rendendoli ideali per proteggere le apparecchiature delicate e rapide come semiconduttori e sistemi di comunicazione. Tuttavia, i diodi TVS gestiscono correnti di aumento più piccole rispetto ai mov.
2.Componenti di cambio di tensione :
Tubi di scarico del gas (GDT) : i GDT sono ideali per applicazioni in cui sono previste correnti ad alte sorgenti, ad esempio nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione. Passano da uno stato ad alta impedenza a uno stato a bassa impedenza quando le tensioni di aumento superano una soglia specifica, consentendo loro di gestire aumenti di energia più elevati ma con tempi di risposta più lenti rispetto a mov o diodi TVS.
SCARICA I GAP : Spark Gaps Utilizzare aria o altri gas per formare un percorso di rottura elettrico quando le tensioni di aumento raggiungono un certo punto. Sono utilizzati in protezione ad alta tensione e sono più lenti per reagire rispetto ai dispositivi a stato solido.
3.SPD ibridi : alcuni SPD combinano sia i componenti di limitazione della tensione che di commutazione della tensione per offrire una protezione completa attraverso una più ampia gamma di eventi di sovratensione. I disegni ibridi combinano la risposta rapida dei diodi TVS con le capacità di gestione dell'energia di MOVS o GDT.
Gli SPD variano ampiamente nelle loro prestazioni in base ai tipi di componenti che usano. Comprendere questi fattori aiuta a selezionare l'SPD giusto per diverse applicazioni:
1. Tempo di risposta : questo è il tempo impiegato per reagire a un SPD a un aumento. I diodi TVS hanno i tempi di risposta più veloci (nella gamma di nanosecondi), mentre gli spazi scintillanti e i GDT sono più lenti per reagire ma possono gestire inglesi più grandi.
2. Corrente di follow-on : i dispositivi di commutazione della tensione come GDT possono consentire a una piccola corrente di continuare a fluire dopo che l'ondata è passata, che si chiama corrente di follow-on. Questo in genere non è un problema nei sistemi AC, ma è importante considerare per le applicazioni DC.
3. Tensione di leT-through : questa è la tensione residua che è autorizzata a passare attraverso l'SPD durante un evento di aumento. Dispositivi come i diodi TVS offrono la migliore limitazione della tensione di lettere, ma la loro capacità di gestire grandi correnti di aumento è limitata. I mov forniscono un buon equilibrio offrendo una tensione di lesting moderata e capacità di gestione della corrente più elevate.
I MOV sono spesso considerati una soluzione di riferimento perché forniscono una buona miscela di velocità di risposta, capacità di sovratensione e durata generale.
Quando si seleziona un SPD , è essenziale valutare le metriche delle prestazioni chiave per garantire che il dispositivo soddisfi le esigenze di protezione del sistema elettrico specifico.
1. Tensione operativa continua massima (MCOV) : questa è la massima tensione che un SPD può gestire continuamente senza subire danni. Gli SPD con valutazioni MCOV più elevate sono più adatti per i sistemi che sperimentano variazioni di tensione sostenute.
2. Valutazione della protezione della tensione (VPR) o livello di protezione della tensione (UP) : questo valore indica la tensione massima consentita di passare attraverso l'SPD durante un evento di aumento. Un VPR inferiore corrisponde a una migliore protezione perché minimizza la tensione di aumento che raggiunge l'apparecchiatura.
3. Corrente di scarico nominale (IN) : questa valutazione mostra quanta corrente di aumento dell'SPD può gestire ripetutamente senza degrado. È una caratteristica fondamentale per i sistemi che sperimentano onere frequenti.
4. Stato di indicazione : gli indicatori visivi (come LED o flag meccanici) mostrano lo stato operativo dell'SPD, rendendo facile identificare se il dispositivo funziona correttamente o necessita di sostituzione.
Gli SPD sono classificati in base alla loro corrente di aumento, che riflette la loro capacità di gestire diversi livelli di energia. Ci sono in genere due aspetti della capacità di sovratensione:
1. Endurance : si riferisce alla capacità dell'SPD di gestire più piccoli inglesi nel tempo.
2. Capacità di aumento massima di una tantum : ciò riflette quanta energia l'SPD può gestire in un singolo evento di aumento. È importante notare che le valutazioni del produttore per la capacità di sovratensione possono variare e non esiste uno standard universale per la definizione di questo valore, il che lo rende meno affidabile a fini di confronto.
Gli SPD sono classificati per tipo e classe di test in base agli standard del settore come quelli di UL e IEC. I tipi principali includono:
· SPDS di tipo 1 : installato all'ingresso del servizio principale e proteggere da once esterne come i fulmini.
· SPDS di tipo 2 : installato a valle in sub-pannelli e proteggere da once interne generate all'interno dell'edificio.
· SPDS di tipo 3 : installato vicino alle apparecchiature che proteggono, offrendo protezione localizzata da piccole asmesse.
Per una protezione completa, è necessario SPD a cascata (installazione di più livelli di dispositivi) in un sistema elettrico. Questa strategia garantisce che siano mitigate sia i grandi inglesi esterni che i piccoli ingenti interni.
Una strategia coordinata per la protezione da aumento prevede l'uso di SPD in diversi punti in un sistema elettrico per offrire più livelli di difesa. All'ingresso del servizio principale, gli SPD di tipo 1 possono bloccare grandi once di fonti esterne. Più in basso, gli SPD di tipo 2 forniscono una protezione aggiuntiva contro i supremi generati internamente o quelli che bypassano il primo livello di protezione. Infine, gli SPD di tipo 3 situati nel punto di utilizzo assicurano che l'attrezzatura sensibile sia protetta da eventuali inglesi residui.
Questo approccio a strati è considerato le migliori pratiche per ridurre al minimo il rischio di danni alle attrezzature e garantire l'affidabilità del sistema a lungo termine.
I dispositivi di protezione delle sovratensioni (SPD) sono essenziali per proteggere le installazioni elettriche dagli effetti dannosi delle sovratensioni. Sia che si tratti di ingenti esterni causati da fulmini o invanitori interni dalla commutazione del carico, gli SPD assicurano il funzionamento sicuro e affidabile dell'apparecchiatura. I design ibridi, che combinano le migliori caratteristiche dei componenti di limitazione della tensione e di cambio di tensione, forniscono una protezione completa in una varietà di scenari.
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