Hakkurivirtalähteen ylijännitesuojausperiaate
SurgeProtectiveDevice, SPD, joka tunnetaan myös nimellä ylijännitesuoja, on epälineaarinen suojalaite, jota käytetään rajoittamaan transienttia ylijännitettä ja ohjaamaan purkauspurkausylivirtaa jännitteisissä järjestelmissä, ja sitä käytetään suojaamaan sähkö- tai elektroniikkajärjestelmiä, joiden jännitetaso on alhainen salamaniskuilta ja vaurioilta. salaman sähkömagneettisesta pulssista tai käyttöylijännitteestä. Viime vuosina sähköiset tietojärjestelmät (kuten televisio, puhelin, viestintä, tietokoneverkko jne.) ovat kehittyneet nopeasti, ja suuri määrä sähköisiä tietolaitteita on syntynyt ja tullut suosituiksi. Tällaiset järjestelmät ja laitteet ovat usein kalliita ja tärkeitä, ja niiden käyttöjännite ja kestojännitetaso ovat erittäin alhaiset, joten ne ovat erittäin herkkiä salaman sähkömagneettisille pulsseille. Siksi SPD tarvitaan jännitesuojaukseen.
Eri maiden noudattamien erilaisten standardien vuoksi tuotespesifikaatiot eivät ole yhtenäisiä, ja myös parametrien tunnistamisella on oma painotuksensa, joka on huomattavasti muita sähkötuotespesifikaatioita huonompi, mikä tuo suuria haittoja suunnitteluun ja valintaan. Teknisessä suunnittelussa yleiset tuotemerkit voidaan jakaa alkuperäpaikan mukaan kotimaisiin tuotteisiin, eurooppalaisiin tuotteisiin ja amerikkalaisiin tuotteisiin. Kotimaisten tuotteiden parametriasetukset ovat kaoottisia, erilaisilla spesifikaatioilla ja korkealla jäännöspaineella. Osa standardoitujen tuotteiden malliasetuksista jäljittelee eurooppalaisia tuotteita ja osa noudattaa kansallisia kalibrointiparametreja. Suurin osa tuotteista on merkitty In- ja Imax-merkinnöillä. Koska kotimaisilla tuotteilla on suhteellisen alhaiset vaatimukset käyttökohdille, alhainen rakennuslaatu ja suuret laitteet kestävät jännitearvoja, joitain parametrivaatimuksia voidaan lieventää asianmukaisesti.
Eurooppalaiset tuotteet merkitsevät yleensä suurimman purkausvirran, ja myös tuotemalli asetetaan tämän parametrin mukaan. Esimerkiksi tunnetun eurooppalaisen tuotemerkin XXX65 ja XXX40 arvot 65 ja 40 ovat Imax. Kiinalainen standardi kuitenkin määrää selvästi, että tyypin valinnassa tulee käyttää nimellispurkausvirtaa In, mikä on tällä hetkellä teknisessä suunnittelussa kiusallinen tilanne. Tuotetietojen tarkistamisen jälkeen In-arvo XX65 ei ylitä 20kA ja In-arvo XX40 ei ylitä 15kA. GB50343:n suositusarvon mukaan näitä kahta tuotetta voidaan käyttää vain laitepäätteen kolmannen tason suojaukseen, mutta varsinaisessa suunnittelussa ne on asennettu ensimmäiselle ja toiselle tasolle, mikä on selvästi ristiriidassa valintaparametrien kanssa. kansallisen standardin ja jäännösjännite Korkeammat, tavalliset mallit ylittävät yleensä 1200 V, kun johdotusympäristö ei ole hyvä, on helppo ylittää laitteen kestävyysjännite. Yleisesti ottaen eurooppalaisten tuotteiden Uc-arvo on pieni ja verkkojännite on opportunistisesti merkitty, joten mallia valittaessa on helppo olla harhaanjohtava.
Ylijännitesuojainten luokitus
SPD on välttämätön laite elektronisten laitteiden ukkossuojauksessa. Sen tehtävänä on rajoittaa voimajohtoon ja signaalinsiirtolinjaan tulevaa hetkellistä ylijännitettä laitteen tai järjestelmän kestämälle jännitealueelle tai vuotaa voimakas salamavirta maahan. , suojaamaan suojattua laitetta tai järjestelmää iskuilta.
Luokiteltu toimintaperiaatteen mukaan
Toimintaperiaatteensa mukaan SPD voidaan jakaa jännitekytkintyyppiin, jänniterajoitustyyppiin ja yhdistelmätyyppiin.
(1) Jännitekytkintyyppi SPD. Sen impedanssi on korkea, kun hetkellistä ylijännitettä ei ole, ja kun se reagoi salamannopeaseen ylijännitteeseen, sen impedanssi muuttuu yhtäkkiä matalaksi, jolloin salamavirta pääsee kulkemaan läpi, joka tunnetaan myös nimellä "oikosulkukytkintyyppinen SPD".
(2) Painetta rajoittava SPD. Kun hetkellistä ylijännitettä ei ole, se on korkea impedanssi, mutta aaltovirran ja -jännitteen kasvaessa sen impedanssi pienenee edelleen, ja sen virta-jännite-ominaisuudet ovat voimakkaasti epälineaariset, joskus kutsutaan "puristin SPD".
(3) Yhdistetty SPD. Yhdistelmä jännitettä kytkevistä ja jännitettä rajoittavista komponenteista, joilla voi olla joko jännitteen kytkentä tai jänniterajoitus tai molemmat ominaisuudet riippuen käytetyn jännitteen ominaisuuksista.
Luokittelu tarkoituksen mukaan
Käyttötarkoituksensa mukaan SPD voidaan jakaa kahteen tyyppiin: voimalinja SPD ja signaalilinja SPD.
(1) Voimalinja SPD
Koska salaman iskujen energia on erittäin suuri, on välttämätöntä vapauttaa salaman iskujen energia maahan askel askeleelta hierarkkisen purkausmenetelmän avulla. Asenna suoran salaman suojavyöhykkeen (LPZ0A) tai suoran salamansuojavyöhykkeen (LPZ0B) ja ensimmäisen suojavyöhykkeen (LPZ1) risteykseen ylijännitesuoja tai jänniterajoittava ylijännitesuoja, joka on läpäissyt luokan I luokitustestin ensimmäisenä. Ensimmäinen suojaustaso on purkaa suora salamavirta tai kun voimansiirtolinjaan osuu suoraan salama, se purkaa valtavan johdetun energian. Asenna jännitettä rajoittava ylijännitesuoja jokaisen jaon risteykseen (mukaan lukien LPZ1-alue) ensimmäisen suojavyöhykkeen jälkeen toiseksi, kolmanneksi tai korkeammaksi suojatasoksi. Toisen tason suoja on suojalaite edellisen tason suojan jäännösjännitteelle ja alueelle aiheutuneelle salamaniskulle. Kun etutasossa tapahtuu suuri salamaniskun energian absorptio, on vielä melko suuri osa laitteelle tai kolmannen tason suojalle. Energia välittyy, ja toisen tason suojaimen on absorboitava sitä edelleen. Samanaikaisesti ensimmäisen tason salamansuojalaitteen läpi kulkeva siirtojohto aiheuttaa myös salaman sähkömagneettista pulssisäteilyä. Kun linja on tarpeeksi pitkä, indusoidun salaman energiasta tulee riittävän suuri, mikä vaatii toisen tason suojan purkamaan salamaenergiaa edelleen. Kolmannen tason suoja suojaa toisen tason suojan läpi kulkevaa jäännössalamaenergiaa. Suojatun laitteen kestojännitetason mukaan, jos kaksitasoinen ukkossuoja voi rajoittaa jännitteen alemmaksi kuin laitteen kestojännitetaso, tarvitaan vain kaksi suojaustasoa; jos laitteen kestojännitetaso on alhainen, neljä tasoa tai jopa Enemmän suojaustasoja.
(2) Signaalilinja SPD
Tietojärjestelmien laajan käytön myötä verkkolinjojen suuresta määrästä ja elektroniikkalaitteiden alhaisesta kestävyydestä johtuen salamaniskut ovat yhä haitallisempia tietojärjestelmille. Salaman haitat tietojärjestelmälle aiheutuvat pääasiassa salaman sähkömagneettisesta pulssista, mukaan lukien linjaa pitkin kulkeutuva salaman ylijänniteaalto, salamavirran aiheuttama suuripotentiaalinen vastahyökkäys maajohtimeen, salaman sähköstaattinen induktio ja sähkömagneettinen induktio elektromagneettinen kenttä. Sähkömagneettisten pulssien suojatoimenpiteitä ovat sieppaus, ohitus, potentiaalin tasaus, suojaus, maadoitus ja järkevä johdotus. SPD:n asentaminen signaalilinjaan on tietojärjestelmälle tärkeä toimenpide sähkömagneettisten pulssien estämiseksi. Se voi toimia samanaikaisesti sieppauksena, ohituksena ja potentiaalintasauksena. Signaalilinja SPD tulee kytkeä suojatun laitteen signaaliporttiin. Sen lähtöliitin on kytketty suojatun laitteen porttiin, joka voidaan jakaa sarja- ja rinnakkaisliitäntään, ja se on yleensä asennettu sarjaan signaalilinjaan. Siksi signaalin SPD:tä valittaessa tulee valita SPD, jolla on pienempi välityshäviö.
