I. Введение
Защитные устройства Surge (SPD) являются важными компонентами в электрических системах, предназначенных для защиты чувствительного оборудования от разрушительных воздействий переходных перенапряжений или всплесков. Эти всплески представляют собой короткие, мощные шипы в напряжении, которые могут вводить электрические системы из внешних источников, таких как удары молнии или генерируемые внутренне из-за переключения нагрузки, запуска двигателя или перерывов питания.
Без SPD эти скачки напряжения могут нанести серьезный ущерб, от разрушения чувствительной электроники и систем управления до вызывания длительного времени простоя и дорогостоящего ремонта. Потребность в надежной защите от скачек растет, поскольку современные дома и промышленные объекты становятся все более зависящими от электронного оборудования. По этой причине SPD жизненно важны для тех, кто хочет обеспечить непрерывную и безопасную работу своих электрических установок.
Происхождение скачков
· Внешние скачки : вызваны факторами окружающей среды, такими как удары молнии, которые могут вводить переходные процессы в силовых системах в силовые системы.
· Внутренние скачки : возникает в результате переключения действий, таких как включение или выключение большого оборудования. Эти внутренние скачки, хотя обычно меньше по величине, чем удары молнии, являются более частыми и все еще могут вызвать значительный износ для чувствительной электроники.
Последствия не защиты электрических систем с помощью SPD включают повреждение оборудования, снижение срока службы устройств, потери данных и значительное время простоя, особенно в промышленных и коммерческих условиях.
II Как работают защитные устройства (SPD)
SPD работают, отвлекая или ограничивая ток всплеска и зажимая напряжение на более безопасное уровень. Во время нормальной работы SPD остается в состоянии высокого импеданса, что позволяет нормальному току протекать через цепь. Когда происходит всплеск события, SPD обнаруживает избыточное напряжение и мгновенно переключается на состояние с низким импедансом, направляя всплеск от чувствительного оборудования, часто на землю.
После работы с всплеском, SPD автоматически сбрасывается в свое состояние с высоким импедансом, готовый реагировать на будущие скачки. Это быстрое переключение между высоким и низким импедансом гарантирует, что SPD могут непрерывно защищать оборудование без ручного вмешательства или простоя.
Ключевые этапы работы:
1. Обнаружение всплесков : как только напряжение поднимается выше определенного порога, SPD активируется.
2. Распределение всплесков : устройство уменьшает импеданс, позволяя избыточному напряжению обходить чувствительные части цепи, часто направляясь безопасно на систему заземления.
3. Сброс : После того, как всплеск уменьшится, SPD возвращается в пассивное состояние, готовое к следующему всплеску.
Свифт -реакция SPD (часто измеряемые в наносекундах) имеет решающее значение для предотвращения разрушительных воздействий пиков напряжения, особенно для современной электроники, которые работают на точных уровнях напряжения.
Iii. Ключевые компоненты SPD
SPD полагаются на несколько ключевых компонентов для выполнения своих защитных функций. Эти компоненты предназначены для ограничения напряжения путем зажатия его до безопасного уровня или переключения в состояние с низким импедансом, чтобы перенаправить всплеск.
1.Компоненты ограничения напряжения :
Варисторы оксида металла (MOVS) : MOV широко используются в SPD для их способности поглощать и рассеять высокие уровни энергии всплеска. Движения быстро реагируют на скачки, зажимая напряжение и защищая подключенные устройства. Их основное преимущество-уравновешивание времени отклика и энергетической способности.
Диоды переходного напряжения (телевизоры) Диоды : телевизионные диоды реагируют даже быстрее, чем движения, что делает их идеальными для защиты деликатного оборудования с быстрым ответом, таким как полупроводники и системы связи. Тем не менее, телевизионные диоды обрабатывают меньшие потоки всплесков, чем движения.
2.Компоненты переключения напряжения :
Газовые пробирки (GDT) : GDT идеально подходят для применений, где ожидаются высокие токи на вершине, например, в системах распределения питания. Они переходят с состояния с высоким импедансом на состояние с низким импедансом, когда напряжения перенапряжения превышают определенный порог, что позволяет им обрабатывать более высокие скачки энергии, но с более медленным временем отклика по сравнению с диодами движений или телевизоров.
Промежутки Spark : Spark Caps используют воздух или другие газы, чтобы сформировать путь к электрическому расщеплению, когда напряжения перенапряжения достигают определенной точки. Они используются в высоковольтной защите и более медленнее реагируют по сравнению с твердыми устройствами.
3.Гибридные SPD : некоторые SPD объединяют как ограничивающие напряжения, так и компоненты переключения напряжений, чтобы обеспечить комплексную защиту в более широком диапазоне всплесков. Гибридные конструкции сочетают в себе быструю реакцию телевизионных диодов с возможностями обработки энергии или GDT.
IV Типы компонентов SPD и факторов производительности
SPD сильно различаются в их производительности в зависимости от типов компонентов, которые они используют. Понимание этих факторов помогает в выборе правильного SPD для различных приложений:
1. Время ответа : это время, которое требуется для SPD, чтобы отреагировать на всплеск. Телевизионные диоды имеют самое быстрое время отклика (в наносекундном диапазоне), в то время как зазоры искры и GDS медленнее реагируют, но могут обрабатывать большие скачки.
2. Последующее ток : устройства переключения напряжения, такие как GDT, могут позволить небольшому току продолжать течь после прохождения всплеска, что называется последующим током. Обычно это не проблема в системах переменного тока, но важно учитывать приложения DC.
3. Пропускное напряжение : это остаточное напряжение, которое разрешено проходить через СПД во время всплеска. Такие устройства, как телевизионные диоды, предлагают наилучшее ограничение let-leprough напряжение, но их способность к обработке больших потоков всплеска ограничена. Движения обеспечивают хороший баланс, предлагая умеренное напряжение let-let-leprough и более высокие возможности обращения с током.
Движения часто считаются решением, потому что они обеспечивают хорошее сочетание скорости отклика, увеличения и общей долговечности.
V. Ключевые функции производительности SPD для рассмотрения
При выборе SPD , важно оценить ключевые показатели производительности, чтобы убедиться, что устройство удовлетворяет потребности в защите вашей конкретной электрической системы.
1. Максимальное непрерывное рабочее напряжение (MCOV) : это максимальное напряжение, которое SPD может непрерывно обрабатывать без повреждения. SPD с более высокими оценками MCOV лучше подходят для систем, которые испытывают устойчивые изменения напряжения.
2. Оценка защиты напряжения (VPR) или уровень защиты напряжения (UP) : это значение указывает на максимальное напряжение, разрешенное проходить через SPD во время всплеска. Более низкий VPR соответствует лучшей защите, потому что он минимизирует напряжение всплеска, достигающее оборудования.
3. Номинальный ток разгрузки (в) : этот рейтинг показывает, сколько тока всплеска SPD может обращаться неоднократно без ухудшения. Это важная особенность для систем, которые испытывают частые скачки.
4. Статус индикации : визуальные индикаторы (такие как светодиоды или механические флаги) показывают состояние работы SPD, что позволяет легко определить, правильно ли устройство функционирует или требует замены.
VI Емкость и ограничения по всему течению
SPD рассчитаны на основе их мощности тока всплеска, которая отражает их способность обрабатывать различные уровни энергии всплеска. Обычно существует два аспекта всплеска емкости:
1. Выносливость : относится к способности SPD справляться с несколькими меньшими скачками с течением времени.
2. Единственная максимальная мощность перенапряжения : это отражает, сколько энергии SPD может обрабатывать в одном событии Surge. Важно отметить, что оценки производителей для мощности всплеска могут варьироваться, и нет универсального стандарта для определения этого значения, что делает его менее надежным для сравнения.
VII. Классификация SPD
SPD классифицируются по типам и тестовым классам в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как из UL и IEC. Основные типы включают:
· SPD типа 1 : установлен на основном входе в обслуживание и защищайте от внешних скачков, таких как удары молнии.
· SPD типа 2 : установлены вниз по течению в подпанели и защищают от внутренних скачков, генерируемых в здании.
· SPD типа 3 : установлено рядом с оборудованием, которое они защищают, предлагая локализованную защиту от меньших скачков.
Для комплексной защиты необходимы каскадные SPD (установка нескольких слоев устройств) по всей электрической системе. Эта стратегия гарантирует, что как большие внешние скачки, так и меньшие внутренние скачки смягчаются.
VIII. Скоординированная стратегия защиты от переноса
Стратегия скоординированной стратегии защиты от переноса включает использование SPD в разных точках в электрической системе, чтобы предложить несколько слоев защиты. На главном входе в службу SPD типа 1 может блокировать большие скачки из внешних источников. В дальнейшем SPD типа 2 обеспечивают дополнительную защиту от всплесков, генерируемых внутри, или тех, которые обходят первый слой защиты. Наконец, SPD типа 3, расположенные в точке использования, гарантируют, что чувствительное оборудование защищено от любых остаточных скачков.
Этот многослойный подход считается наилучшей практикой для минимизации риска повреждения оборудования и обеспечения долгосрочной надежности системы.
IX. Заключение
Защитные устройства Surge (SPD) необходимы для защиты электрических установок от вредного воздействия всплесков. Независимо от того, имея ли дело с внешними скачками, вызванными молнией или внутренними всплесками переключения нагрузки, SPD обеспечивают безопасную и надежную работу вашего оборудования. Гибридные конструкции, которые сочетают в себе лучшие функции компонентов ограничения напряжения и переключения напряжения, обеспечивают комплексную защиту в различных сценариях.
Для высококачественных решений SPD и экспертного руководства посетите Yint-Electronic для получения дополнительной информации о выборе подходящего устройства для ваших конкретных потребностей. Их продукты гарантируют, что ваши электрические системы защищены от непредсказуемых и разрушительных последствий скачков.