Princip zaštite od prenapona regulisanog napajanja
Zaštitni uređaj od prenapona (SPD), također poznat kao zaštitnik od prenapona, je nelinearni zaštitni uređaj koji se koristi za ograničavanje prolaznog prenapona i vođenje prenaponske struje pražnjenja u sistemima pod naponom, a koristi se za zaštitu električnih uređaja s niskim otpornim nivoima napona ili elektronskih sistema. zaštićen od udara groma i elektromagnetnih impulsa groma ili oštećenja od prenapona. Poslednjih godina elektronski informacioni sistemi (kao što su televizija, telefon, komunikacija, računarska mreža itd.) su se brzo razvijali, a pojavio se i postao popularan veliki broj elektronskih informacionih uređaja. Ovakvi sistemi i oprema su često skupi i važni, a njihov radni napon i nivo otpornog napona su veoma niski, pa su izuzetno osetljivi na udare munje elektromagnetnih impulsa. Stoga je SPD potreban za zaštitu napona.
Zbog različitih standarda koje slijede različite zemlje, specifikacije proizvoda nisu unificirane, a identifikacija parametara također ima svoj naglasak, koji je daleko inferiorniji u odnosu na druge specifikacije električnih proizvoda, što donosi velike neugodnosti dizajnu i odabiru. U inženjerskom dizajnu uobičajeni brendovi se prema mjestu porijekla mogu podijeliti na domaće proizvode, evropske proizvode i američke proizvode. Postavke parametara domaćih proizvoda su haotične, sa različitim specifikacijama i visokim rezidualnim pritiskom. Neke od postavki modela standardiziranih proizvoda imitiraju evropske proizvode, a neke prate nacionalne parametre kalibracije. Većina proizvoda je označena sa In i Imax. Budući da domaći proizvodi imaju relativno niske zahtjeve za mjesta primjene, niske kvalitete građevine i velike vrijednosti otpornosti naponske opreme, neki zahtjevi za parametrima mogu se na odgovarajući način ublažiti.
Evropski proizvodi uglavnom označavaju maksimalnu struju pražnjenja, a model proizvoda je takođe podešen prema ovom parametru. Na primjer, XXX65 i XXX40 poznatog evropskog brenda, vrijednosti 65 i 40 su Imax. Međutim, kineski standard jasno propisuje da se nominalna struja pražnjenja In treba koristiti za odabir tipa, što je neugodna situacija sa kojom se trenutno susrećemo u inženjerskom dizajnu. Nakon provjere informacija o proizvodu, In vrijednost XX65 ne prelazi 20kA, a In vrijednost XX40 ne prelazi 15kA. Prema preporučenoj vrijednosti GB50343, ova dva proizvoda se mogu koristiti samo za treći nivo zaštite terminala opreme, ali su u stvarnom dizajnu instalirani na prvom i drugom nivou, što je očigledno u suprotnosti sa parametrima odabira nacionalnog standarda, a preostali napon Viši, obični modeli općenito prelaze 1200V, kada okruženje ožičenja nije dobro, lako je premašiti vrijednost napona koji podnosi opremu. Općenito, vrijednost Uc evropskih proizvoda je mala, a mrežni napon je oportunistički označen, tako da je lako zavarati prilikom odabira modela.
Zaštita od prenapona je pogodna za 220/380V niskonaponsku zaštitu napajanja. To je nelinearna komponenta. Prema IEC standardu, prenaponski zaštitnik je uređaj koji uglavnom potiskuje prenapon i prekomjernu struju provodnog voda. Zaštita od prenapona ima zaštitnu ulogu. Osnovni zahtjev je da mora izdržati struju groma kroz koju se očekuje da prođe, a kroz maksimalni napon stezanja prenapona može efikasno ugasiti kontinuirani tok frekvencije snage koji nastaje nakon prolaska struje groma i spriječiti trenutni prenapona u dalekovodu i dalekovodu za prijenos signala. Prenapon je ograničen u opsegu napona koji oprema ili sistem mogu da izdrže, ili jaka struja groma curi na tlo kako bi se zaštićena oprema ili sistem zaštitili od oštećenja usled udara.
Tip i struktura štitnika od prenapona variraju ovisno o namjeni, ali je uključen najmanje jedan nelinearni element za ograničavanje napona. Uobičajeni štitnici od prenapona uključuju MOV (Metal Oxide Varistor) i cijevi za pražnjenje plina. Prenaponi struje sadrže mnogo energije i ne mogu se zaustaviti. Iz tog razloga, strategija za zaštitu osjetljive električne opreme od oštećenja od električnih prenapona je da se prenaponi sklone dalje od opreme u zemlju.
Zaštita od prenapona MOV sastoji se od tri dijela: srednji je materijal od metalnog oksida, a dva poluprovodnika su povezana na napajanje i uzemljenje. Kada dođe do prenapona, MOV djeluje odmah, a vrijeme odziva je 1 do 3 nanosekunde. "V" u MOV-u je reostat. U trenutku odziva, otpor MOV pada sa maksimalne vrijednosti na gotovo nula oma, a prekomjerna struja teče u zemlju kroz MOV. Zaštićena električna oprema nastavlja da radi pod normalnim radnim naponom. Njegovi poluvodički elementi imaju svojstvo promjene otpora kako se mijenja napon. Kada je napon ispod određene vrijednosti, kretanje elektrona u poluvodiču stvara veliki otpor. Suprotno tome, kada napon pređe tu specifičnu vrijednost, kretanje elektrona se mijenja i otpor poluvodiča opada blizu nula oma. Napon je normalan, a štitnik od prenapona MOV je u stanju mirovanja, što ne utiče na strujni vod.
Indikatori prednosti i nedostataka MOV štitnika od prenapona: (1) Napon stezanja: Označava vrijednost napona koji će uzrokovati spajanje MOV-a na masu. Što je niži napon stezanja, to su bolje performanse zaštite. (2) Kapacitet apsorpcije/disipanja energije: Ova nominalna vrijednost pokazuje koliko energije zaštitnik od prenapona može apsorbirati prije nego što izgori, u džulima. Što je veća vrijednost, to su bolje performanse zaštite. (3) Vrijeme odziva: Zaštitnici od prenapona se ne isključuju odmah, imaju malo kašnjenje u reagiranju na prenapon.
Još jedan uobičajeni uređaj za zaštitu od prenapona je cijev za pražnjenje plina. Ove cijevi za plinsko pražnjenje rade istu stvar kao i MOV, pomiču višak struje od napona do zemlje koristeći inertni plin kao provodnik između dvije žice. Kada je napon u određenom opsegu, sastav gasa određuje da je loš provodnik. Ako napon pređe ovaj raspon, struja će biti dovoljno jaka da ionizira plin, čineći cijev za pražnjenje vrlo dobrim provodnikom. Provodi struju do zemlje dok se napon ne vrati na normalne nivoe, a zatim ponovo postaje loš provodnik.
