Principen för överspänningsskydd för att byta strömförsörjning
Överspänningsskyddsanordning (SPD), även känd som överspänningsskydd, är en icke-linjär skyddsanordning som används för att begränsa transient överspänning och styra urladdningsström i strömförande system, och används för att skydda elektriska apparater med låga motståndsspänningsnivåer eller elektroniska system. skyddas mot blixtnedslag och elektromagnetiska blixtpulser eller skador på driftöverspänning. De senaste åren har elektroniska informationssystem (som tv, telefon, kommunikation, datanät etc.) utvecklats snabbt och ett stort antal elektroniska informationsanordningar har dykt upp och blivit populära. Sådana system och utrustning är ofta dyra och viktiga, och deras arbetsspänning och tåla spänningsnivå är mycket låg, så de är extremt känsliga för elektromagnetiska blixtar. Därför krävs SPD för spänningsskydd.
På grund av de olika standarderna som följs av olika länder, är produktspecifikationerna inte enhetliga, och parameteridentifieringen har också sin egen betoning, som är mycket sämre än andra elektriska produktspecifikationer, vilket medför stora olägenheter för design och val. Inom ingenjörsdesign kan vanliga varumärken delas in i inhemska produkter, europeiska produkter och amerikanska produkter enligt ursprungsplatsen. Parameterinställningarna för inhemska produkter är kaotiska, med olika specifikationer och högt resttryck. Vissa av modellinställningarna för standardiserade produkter imiterar europeiska produkter, och vissa följer de nationella kalibreringsparametrarna. De flesta av produkterna är märkta med In och Imax. Eftersom hushållsprodukter har relativt låga krav på applikationsplatser, låga byggnadskvaliteter och stor utrustning tål spänningsvärden, kan vissa parameterkrav lättas upp på lämpligt sätt.
Europeiska produkter markerar i allmänhet den maximala urladdningsströmmen, och produktmodellen är också inställd enligt denna parameter. Till exempel, XXX65 och XXX40 av ett känt europeiskt varumärke, värdena 65 och 40 är Imax. Den kinesiska standarden anger dock tydligt att den nominella urladdningsströmmen In ska användas för typval, vilket är en pinsam situation som man möter i teknisk design för närvarande. Efter att ha kontrollerat produktinformationen överstiger inte In-värdet på XX65 20kA och In-värdet på XX40 inte överstiger 15kA. Enligt det rekommenderade värdet för GB50343 kan dessa två produkter endast användas för skydd på tredje nivån av utrustningsterminalen, men i själva designen installeras de på första och andra nivån, vilket uppenbarligen är oförenligt med urvalsparametrarna av den nationella standarden, och restspänningen Högre, vanliga modeller överstiger i allmänhet 1200V, när ledningsmiljön inte är bra, är det lätt att överskrida utrustningens motstå spänningsvärde. I allmänhet är Uc-värdet för europeiska produkter litet, och nätspänningen är opportunistiskt markerad, så det är lätt att vara vilseledande när man väljer modell.
Hur SPD fungerar
Överspänningsskyddet är lämpligt för 220/380V lågspänningsskydd. Det är en icke-linjär komponent. Enligt IEC-standarden är överspänningsskyddet en enhet som huvudsakligen dämpar överspänningen och överströmmen i den ledande ledningen. Överspänningsskyddet spelar en skyddande roll. Det grundläggande kravet är att den måste motstå blixtströmmen som förväntas passera igenom, och genom den maximala klämspänningen för överspänningen kan den effektivt släcka det kontinuerliga strömflödet från strömfrekvensen som genereras efter att blixtströmmen passerar och förhindra den momentana strömmar in i kraftledningen och signalöverföringsledningen. Överspänningen är begränsad inom det spänningsområde som utrustningen eller systemet tål, eller så läcker den starka blixtströmmen till marken för att skydda den skyddade utrustningen eller systemet från skador på grund av stötar.
Typen och strukturen av överspänningsskydd varierar beroende på olika syften, men minst ett olinjärt spänningsbegränsande element ingår. Vanligt använda överspänningsskydd inkluderar MOV (Metal Oxide Varistor) och gasurladdningsrör. Strömstötar innehåller mycket energi och går inte att stoppa. Av denna anledning är strategin för att skydda känslig elektrisk utrustning från skador från elektriska överspänningar att shunta överspänningen bort från utrustningen och ner i marken.
Överspänningsskyddet MOV består av tre delar: mitten är ett metalloxidmaterial och två halvledare är anslutna till strömmen och jord. När en ökning inträffar, agerar MOV omedelbart, och svarstiden är 1 till 3 nanosekunder. "V" i MOV är en reostat. Vid svarsögonblicket sjunker motståndet hos MOV från det maximala värdet till nästan noll ohm, och överströmmen flyter ner i marken genom MOV. Den skyddade elektriska utrustningen fortsätter att fungera under normal arbetsspänning. Dess halvledarelement har egenskapen att ändra resistans när spänningen ändras. När spänningen är under ett visst värde skapar rörelsen av elektroner i halvledaren ett högt motstånd. Omvänt, när spänningen överstiger det specifika värdet, förändras elektronernas rörelse och halvledarens resistans minskar nära noll ohm. Spänningen är normal och överspänningsskyddet MOV är inaktivt, vilket inte påverkar kraftledningen.
Indikatorer för för- och nackdelar med överspänningsskydd MOV: (1) Spännspänning: Indikerar spänningsvärdet som kommer att få MOV att ansluta till jord. Ju lägre klämspänning, desto bättre skyddsprestanda. (2) Energiabsorptions-/avledningskapacitet: Detta nominella värde anger hur mycket energi överspänningsskyddet kan absorbera innan det brinner ut, i joule. Ju högre värde, desto bättre skyddsprestanda. (3) Svarstid: Överspänningsskydd kopplas inte bort omedelbart, de har en liten fördröjning att svara på överspänningen.
En annan vanlig överspänningsskyddsanordning är ett gasurladdningsrör. Dessa gasurladdningsrör gör samma sak som MOV, de flyttar överskottsström från spänningsförande till jord genom att använda en inert gas som en ledare mellan de två ledningarna. När spänningen ligger inom ett visst område avgör gasens sammansättning att det är en dålig ledare. Om spänningen stiger utanför detta område kommer strömmen att vara tillräckligt stark för att jonisera gasen, vilket gör gasurladdningsröret till en mycket bra ledare. Den leder ström till jord tills spänningen återgår till normala nivåer och blir sedan en dålig ledare igen.
(1) Kraftledning SPD
Eftersom energin från blixtnedslag är mycket stor, är det nödvändigt att släppa energin från blixtnedslag till marken steg för steg genom metoden för hierarkisk urladdning. I den direkta åskskyddszonen (LPZ0A) eller i korsningen mellan den direkta åskskyddszonen (LPZ0B) och den första skyddszonen (LPZ1), installera ett överspänningsskydd eller ett spänningsbegränsande överspänningsskydd som har klarat klass I-klassificeringstestet som det första. Den första skyddsnivån är att ladda ur blixtströmmen, eller när kraftöverföringsledningen träffas direkt av blixten, kommer den att ladda ur den enorma energi som leds. Installera ett spänningsbegränsande överspänningsskydd vid korsningen av varje avdelning (inklusive LPZ1-området) efter den första skyddszonen, som en andra, tredje eller högre skyddsnivå. Andranivåskyddet är en skyddsanordning för restspänningen från föregående nivåskydd och det inducerade blixtnedslaget i området. När en stor energiabsorption av blixtnedslag inträffar i frontnivån, finns det fortfarande en del som är ganska stor för utrustningen eller tredjenivåskyddet. Energin kommer att överföras och måste absorberas ytterligare av skyddet på andra nivån. Samtidigt kommer transmissionsledningen som går genom åskskyddsanordningen på första nivån också att inducera elektromagnetisk blixtstrålning. När linjen är tillräckligt lång blir energin från den inducerade blixten tillräckligt stor, vilket kräver ett skydd på andra nivån för att ytterligare ladda ur blixtenergin. Tredjenivåskyddet skyddar den återstående blixtenergin som passerar genom andranivåskyddet. Enligt den skyddade utrustningens motståndsspänningsnivå krävs endast två skyddsnivåer om åskskyddet med två nivåer kan begränsa spänningen lägre än utrustningens tålspänningsnivå; om utrustningens motståndsspänningsnivå är låg, fyra nivåer eller till och med fler skyddsnivåer.
Signalledning SPD
Med den breda tillämpningen av informationssystem, på grund av det stora antalet nätverkslinjer och den låga spänningsnivån för elektronisk utrustning, blir blixtnedslag mer och mer skadliga för informationssystem. Blixtens skada på informationssystemet orsakas huvudsakligen av blixtens elektromagnetiska puls, inklusive blixtens överspänningsvåg som leds längs linjen, den högpotentiala motattacken som genereras av blixtströmmen på jordledningen, den elektrostatiska induktionen och den elektromagnetiska induktionen av blixten. elektromagnetiskt fält. Skyddsåtgärderna för elektromagnetiska pulser inkluderar avlyssning, shuntning, potentialutjämning, skärmning, jordning och rimlig ledning. Att installera SPD på signalledningen är en viktig åtgärd för informationssystemet för att förhindra elektromagnetiska pulser. Den kan samtidigt spela rollen som avlyssning, shuntning och potentialutjämning. Signalledningen SPD ska anslutas till signalporten på den skyddade utrustningen. Dess utgångsterminal är ansluten till porten på den skyddade utrustningen, som kan delas in i seriell anslutning och parallell anslutning, och är vanligtvis installerad i serie på signallinjen. När du väljer en signal SPD bör därför en SPD med mindre insättningsförlust väljas.
