Принцип захисту від перенапруг імпульсного джерела живлення
Пристрій захисту від перенапруги (SPD), також відомий як пристрій захисту від перенапруги, є нелінійним захисним пристроєм, який використовується в системах під напругою для обмеження перехідної перенапруги та спрямування струму розряду. Використовується для захисту електричних або електронних систем з низьким рівнем витримки напруги від ударів блискавки, електромагнітних імпульсів або пошкодження робочої перенапруги. В останні роки електронні інформаційні системи (такі як телебачення, телефон, зв'язок, комп'ютерні мережі тощо) швидко розвиваються, з'являється та популяризується велика кількість електронних інформаційних пристроїв. Ці типи систем і обладнання часто є дорогими та важливими, мають низьку робочу напругу та рівні витримуваної напруги, що робить їх дуже чутливими до електромагнітних імпульсів блискавки. Тому для захисту від перенапруги слід використовувати SPD.
Принцип роботи СПД
Пристрій захисту від перенапруг підходить для захисту джерела низької напруги 220/380 В і є нелінійним компонентом. Відповідно до стандартів IEC, пристрій захисту від перенапруг – це пристрій, який в основному використовується для придушення перенапруги та перевантаження по струму в лінії електропередачі. Основна вимога до пристрою захисту від перенапруги, щоб відігравати захисну роль, полягає в тому, щоб витримувати очікуваний струм блискавки та ефективно гасити безперервний струм промислової частоти, який утворюється після того, як блискавка протікає через максимальну напругу фіксації перенапруги. Він обмежує миттєву перенапругу, яка надходить на лінію електропередачі або лінію передачі сигналу, до діапазону напруг, який може витримати обладнання чи система, або розряджає сильний струм блискавки в землю, щоб захистити захищене обладнання чи систему від пошкодження, спричиненого ударом.
Типи та конструкції пристроїв захисту від перенапруги відрізняються залежно від їх використання, але вони містять принаймні один нелінійний елемент обмеження напруги. Зазвичай використовувані пристрої захисту від перенапруг включають MOV (металооксидні варистори) і газорозрядні трубки. Електричні стрибки містять потужну енергію, і їх неможливо зупинити. З цієї причини стратегія захисту чутливого електрообладнання від пошкодження від перенапруги полягає в тому, щоб відвести перенапругу від обладнання, а потім стікати в землю.
Засіб захисту від перенапруг MOV складається з трьох частин: металооксидного матеріалу в середині, з’єднаного двома напівпровідниками з джерелом живлення та дроту заземлення. Коли виникає сплеск, MOV негайно спрацьовує з часом відгуку 1-3 наносекунд. Буква "V" у MOV означає реостат. У момент спрацьовування опір MOV падає від свого максимального значення майже до нуля Ом, і надструм протікає в землю через MOV. Захищене електрообладнання продовжує працювати при нормальній робочій напрузі. Його напівпровідникові компоненти мають властивість змінювати опір зі зміною напруги. Коли напруга падає нижче певного значення, рух електронів у напівпровіднику створює високий опір. Навпаки, коли напруга перевищує це конкретне значення, рух електронів зміниться, а опір напівпровідника зменшиться майже до нуля Ом. Напруга в нормі, а захист від перенапруги MOV не працює збоку, не впливаючи на лінію живлення.
Індикатори переваг і недоліків пристроїв захисту від перенапруг (MOV):
(1) Напруга фіксації: означає значення напруги, яке змусить MOV підключитися до проводу заземлення. Чим нижча напруга затиску, тим краще ефективність захисту.
(2) Ємність поглинання/розсіювання енергії: це номінальне значення вказує на те, скільки енергії може поглинути захисник від перенапруг, перш ніж згорить, у джоулях. Чим вище значення, тим краще ефективність захисту.
(3) Час спрацьовування: пристрої захисту від перенапруги не відключаються відразу, і буде невелика затримка в їх реакції на перенапруги.
Іншим поширеним пристроєм захисту від перенапруг є газорозрядна трубка. Ці газорозрядні трубки виконують ту саму функцію, що й MOV, переміщуючи надлишковий струм від проводу під напругою до проводу заземлення та досягаючи цієї функції за допомогою використання інертного газу як провідника між двома проводами. Коли напруга знаходиться в певному діапазоні, склад газу визначає, що він є поганим провідником. Якщо напруга підскочить і перевищить цей діапазон, сила струму буде достатньою для іонізації газу, що зробить газорозрядну трубку дуже хорошим провідником. Він буде проводити струм до проводу заземлення, доки напруга не повернеться до нормального рівня, а потім стане несправним провідником.
