Visualizações: 0 Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2024-10-18 Origem: Site
Os dispositivos protetores de surtos (SPDs) são componentes cruciais em sistemas elétricos, projetados para proteger o equipamento sensível dos efeitos prejudiciais de sobretensões ou surtos transitórios. Esses surtos são picos curtos e poderosos na tensão que podem entrar em sistemas elétricos de fontes externas, como ataques de raios ou ser gerado internamente devido à comutação de carga, startups de motor ou interrupções de energia.
Sem o SPDS, esses surtos de tensão podem causar danos graves, desde a destruição de sistemas eletrônicos e de controle sensíveis até a causa de tempo de inatividade prolongada e reparos dispendiosos. A necessidade de proteção de surto confiável cresce à medida que as casas modernas e as instalações industriais se tornam mais dependentes de equipamentos eletrônicos. Por esse motivo, o SPDS é vital para quem deseja garantir uma operação ininterrupta e segura de suas instalações elétricas.
· Surgas externas : causadas por fatores ambientais, como ataques de raios, que podem introduzir transientes de alta tensão em sistemas de energia.
· Surgas internas : resultado de ações de comutação, como ligar ou desativar grandes equipamentos. Esses surtos internos, embora geralmente menores em magnitude do que os raios, são mais frequentes e ainda podem causar desgaste significativo a eletrônicos sensíveis.
As consequências de não proteger os sistemas elétricos com SPDs incluem danos ao equipamento, vida útil reduzida de dispositivos, perda de dados e tempo de inatividade significativo, especialmente em ambientes industriais e comerciais.
O SPDS opera desviando ou limitando a corrente de onda e apertando a tensão a um nível mais seguro. Durante a operação normal, o SPD permanece em um estado de alta impedância, permitindo que a corrente normal flua através do circuito desimpedido. Quando ocorre um evento de surto, o SPD detecta o excesso de tensão e muda instantaneamente para um estado de baixa impedância, canalizando o surto para longe de equipamentos sensíveis, geralmente para o solo.
Depois de lidar com o surto, o SPD é redefinido automaticamente para seu estado de alta impedância, pronto para responder a picos futuros. Essa mudança rápida entre alta e baixa impedância garante que o SPDS possa proteger continuamente o equipamento sem intervenção manual ou tempo de inatividade.
1. Detecção de surto : Assim que a tensão sobe acima de um certo limite, o SPD ativa.
2. Desvio de surto : o dispositivo reduz a impedância, permitindo que o excesso de tensão ignore as partes sensíveis do circuito, sendo frequentemente direcionada com segurança ao sistema de aterramento.
3. Redefinir : Uma vez mitigada, o SPD retorna a um estado passivo, pronto para a próxima onda.
A resposta rápida do SPDS (geralmente medido em nanossegundos) é fundamental para impedir os efeitos prejudiciais dos picos de tensão, especialmente para eletrônicos modernos que operam em níveis precisos de tensão.
O SPDS depende de vários componentes -chave para desempenhar suas funções de proteção. Esses componentes são projetados para limitar a tensão, fixando-a em um nível seguro ou mudando para um estado de baixa impedância para redirecionar o surto.
1.Componentes limitadores de tensão :
Varistores de óxido de metal (MOVs) : os movs são amplamente utilizados no SPDS para sua capacidade de absorver e dissipar altos níveis de energia de pico. Os movs reagem rapidamente às ondas, apertando a tensão e protegendo os dispositivos conectados. Sua vantagem principal é equilibrar o tempo de resposta e a capacidade de manuseio de energia.
Diodos de supressão de tensão transitória (TVs) : os diodos de TVs reagem ainda mais rápidos que os movs, tornando-os ideais para proteger equipamentos delicados e de resposta rápida, como semicondutores e sistemas de comunicação. No entanto, os diodos das TVs lidam com correntes de surtos menores que os movs.
2.Componentes de troca de tensão :
Tubos de descarga de gás (GDTS) : os GDTs são ideais para aplicações onde são esperadas correntes de alto aumento, como nos sistemas de distribuição de energia. Eles mudam de um estado de alta impedância para um estado de baixa impedância, quando as tensões de surto excedem um limite específico, permitindo lidar com picos de energia mais altos, mas com tempos de resposta mais lentos em comparação com diodos de movs ou TVs.
Lacunas de faísca : as lacunas de faísca usam ar ou outros gases para formar um caminho de quebra elétrica quando as tensões de surtos atingem um determinado ponto. Eles são usados na proteção de alta tensão e são mais lentos para reagir em comparação com dispositivos de estado sólido.
3.SPDs híbridos : Alguns SPDs combinam componentes limitadores de tensão e comutação de tensão para oferecer proteção abrangente em uma ampla gama de eventos de surto. Os designs híbridos combinam a resposta rápida dos diodos de TVs com as capacidades de manuseio de energia dos movs ou GDTs.
Os SPDs variam amplamente em seu desempenho com base nos tipos de componentes que eles usam. Compreender esses fatores ajuda a selecionar o SPD certo para diferentes aplicativos:
1. Tempo de resposta : Este é o tempo que leva para um SPD reagir a uma onda. Os diodos das TVs têm os tempos de resposta mais rápidos (na faixa de nanossegundos), enquanto as lacunas de faísca e os GDTs são mais lentas para reagir, mas podem lidar com surtos maiores.
2. Corrente seguinte : dispositivos de comutação de tensão, como o GDTS, podem permitir que uma pequena corrente continue fluindo após a queda, o que é chamado de corrente acompanhada. Normalmente, isso não é um problema nos sistemas CA, mas é importante considerar os aplicativos CC.
3. Tensão de LET-THROUGE : Esta é a tensão residual que pode passar pelo SPD durante um evento de surto. Dispositivos como os diodos de TVs oferecem a melhor limitação da tensão de letra, mas sua capacidade de lidar com grandes correntes de surtos é limitada. Os movs fornecem um bom equilíbrio, oferecendo tensão de letra moderada e recursos mais altos de manuseio de corrente.
Os movs são frequentemente considerados uma solução preferida porque fornecem uma boa mistura de velocidade de resposta, capacidade de surto e durabilidade geral.
Ao selecionar um SPD , é essencial avaliar as principais métricas de desempenho para garantir que o dispositivo atenda às necessidades de proteção do seu sistema elétrico específico.
1. Tensão de operação contínua máxima (MCOV) : Esta é a tensão máxima que um SPD pode lidar continuamente sem sofrer danos. SPDs com classificações MCOV mais altas são mais adequadas para sistemas que experimentam variações sustentadas de tensão.
2. Classificação de proteção de tensão (VPR) ou nível de proteção de tensão (UP) : Este valor indica que a tensão máxima permitida pelo SPD durante um evento de surto. Um VPR mais baixo corresponde a uma melhor proteção porque minimiza a tensão de surto que atinge o equipamento.
3. Corrente de descarga nominal (IN) : esta classificação mostra quanta corrente de surto o SPD pode lidar repetidamente sem degradação. É uma característica crítica para sistemas que experimentam picos frequentes.
4. Status da indicação : os indicadores visuais (como LEDs ou sinalizadores mecânicos) mostram o status operacional do SPD, facilitando a identificação se o dispositivo está funcionando corretamente ou precisa de substituição.
Os SPDs são classificados com base em sua capacidade de corrente de surto, o que reflete sua capacidade de lidar com diferentes níveis de energia de puro. Normalmente existem dois aspectos da capacidade de surto:
1. Endurance : refere -se à capacidade do SPD de lidar com várias ondas menores ao longo do tempo.
2. Capacidade de onda máxima única : isso reflete quanta energia o SPD pode lidar em um único evento de surto. É importante observar que as classificações do fabricante para capacidade de surto podem variar e não há padrão universal para definir esse valor, o que o torna menos confiável para fins de comparação.
Os SPDs são categorizados por tipo e classe de teste, de acordo com os padrões do setor, como os da UL e da IEC. Os principais tipos incluem:
· Tipo 1 SPDS : instalado na entrada principal do serviço e proteja contra surtos externos, como ataques de raios.
· SPDS TIPO 2 : instalado a jusante em sub-painéis e proteja contra surtos internos gerados dentro do edifício.
· Tipo 3 SPDS : instalado próximo ao equipamento que protegem, oferecendo proteção localizada contra picos menores.
Para proteção abrangente, é necessária SPDS em cascata (instalando várias camadas de dispositivos) em todo um sistema elétrico. Essa estratégia garante que grandes surtos externos e picos internos menores sejam atenuados.
Uma estratégia coordenada de proteção de surtos envolve o uso de SPDs em diferentes pontos de um sistema elétrico para oferecer várias camadas de defesa. Na entrada principal do serviço, o SPDS tipo 1 pode bloquear grandes surtos de fontes externas. Mais adiante, os SPDs tipo 2 fornecem proteção adicional contra surtos gerados internamente ou aqueles que ignoram a primeira camada de proteção. Finalmente, o SPDS tipo 3 localizado no ponto de uso garante que o equipamento sensível seja protegido de quaisquer surtos residuais.
Essa abordagem em camadas é considerada a melhor prática para minimizar o risco de danos ao equipamento e garantir a confiabilidade do sistema de longo prazo.
Os dispositivos de proteção de pura (SPDs) são essenciais para proteger as instalações elétricas dos efeitos nocivos do surto. Seja lidando com surtos externos causados por raios ou surtos internos da comutação de carga, o SPDS garante a operação segura e confiável do seu equipamento. Designs híbridos, que combinam as melhores características dos componentes de limitação de tensão e comutação de tensão, fornecem proteção abrangente em vários cenários.
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