مبدأ جهاز الحماية من الطفرة

مقدمة

جهاز حماية الطفرة (SPD)، المعروف أيضًا باسم"مانعة الصواعق"or "جهاز حماية الجهد الزائد"، هو جهاز لا غنى عنه في الحماية من الصواعق للمعدات الإلكترونية.وتتمثل وظيفتها في الحد من الجهد الزائد العابر في خط الطاقة وخط نقل الإشارة إلى النطاق الذي يمكن أن يتحمله الجهاز أو النظام، أو تفريغ تيار البرق القوي في الأرض، لحماية المعدات أو الأنظمة المحمية من التلف الناتج عن الصدمة .

نطاق تطبيق SPD هو بشكل أساسي حماية الطاقة لنظام إمداد وتوزيع الطاقة منخفض الجهد وحماية خط نقل الإشارة لنظام المعلومات الإلكتروني.الأول هو قمع تداخل النبض الكهرومغناطيسي البرقي (EMP-RRB- القادم من دائرة إمداد الطاقة، والأخير هو قمع تداخل النبض الكهرومغناطيسي القادم من دائرة الإشارة. كلا كائن الحماية هو معدات وأجهزة نظام المعلومات الإلكتروني.

تعبير

نوع وهيكل أجهاز حماية الطفرةيختلف باختلاف الأغراض، ولكن يجب أن يحتوي على عنصر محدد للجهد غير الخطي واحد على الأقل.المكونات الرئيسية لأجهزة الحماية من زيادة التيار هي مكثف أكسيد المعدن (MOV)، أو صمام ثنائي السيليكون الانهياري أو صمامات TRANSORB الثنائية، أو الأنبوب المملوء بالغاز، وما إلى ذلك.

1) MOV عبارة عن مانع فعال للاندفاع المفاجئ، يستخدم بشكل أساسي لمنع الأضرار الكارثية للمعدات، ولكنه يتطلب وقت استجابة، مما يعني أن فترة قصيرة جدًا من ذروة التيار قد تدخل إلى المعدات قبل تنشيط دائرة العتبة.ولذلك، فإن جهاز الحماية من زيادة التيار الذي صممته MOV غير مناسب لحماية المعدات الحساسة باستخدام المعالجات الدقيقة.يُستخدم هذا التصميم حاليًا في 90% من أدوات الحماية الحالية من زيادة التيار في السوق.

2) تستجيب الثنائيات الانهيارية أو الثنائيات TRANSORB بشكل أسرع من MOV وتكون حساسة للعابرين، ولكن السعة القصوى لهذا العنصر أيضًا أصغر بكثير من تلك الخاصة بـ MOV متوسطة الحجم.

3) يتمتع الأنبوب المملوء بالغاز بوقت استجابة طويل، ولكنه يمكنه امتصاص كميات كبيرة من اندفاعات الطاقة، وهو مصمم بشكل عام ليكون بمثابة"الحل الأخير"إجراء لقمع تيارات التيار المتردد، مما يمنع دخول زيادات الطاقة التي لم يتم تصفيتها في المرحلة السابقة.

كيف تعمل

منذ ذلك الحين'ساجهاز حماية الطفرة، يترك'تبدأ بالزيادة.يُعرف الاندفاع أيضًا باسم الاندفاع، كما يوحي الاسم، فهو يتجاوز جهد التشغيل العادي للجهد الزائد اللحظي.في الأساس، الطفرة عبارة عن نبضة عنيفة تحدث خلال بضعة أجزاء من المليون من الثانية ويمكن أن تحدث بسبب المعدات الثقيلة أو الدوائر القصيرة أو مفاتيح الطاقة أو المحركات الكبيرة.تمتص المنتجات المزودة بمانعات الصواعق بشكل فعال الزيادة المفاجئة في الطاقة لحماية أجهزة التوصيل من التلف.

وفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم جهاز الحماية من زيادة التيار إلى نوع المفتاح أو نوع تحديد الجهد أو نوع التحويل أو نوع الاختناق:

1) نوع المفتاح: يعمل كممانعة عالية عندما لا يكون هناك جهد زائد عابر، ولكن بمجرد استجابته للجهد الزائد العابر البرق، تتغير ممانعته فجأة إلى قيمة منخفضة، مما يسمح بمرور تيار البرق.الأجهزة المستخدمة في هذه الأجهزة هي: فجوة التفريغ، الأنبوب المملوء بالغاز، الثايرستور، وغيرها.

2) نوع تحديد الجهد: يعمل كممانعة عالية عندما لا يكون هناك جهد زائد عابر، لكن ممانعته تقل مع زيادة تيار الدخل والجهد، وتكون خصائص التيار والجهد غير خطية بقوة.تشمل الأجهزة المستخدمة في مثل هذه الأجهزة أكسيد الزنك، والمتغيرات، والصمام الثنائي لقمع الجهد العابر، والصمام الثنائي الانهياري، وما إلى ذلك.

3) نوع الانقسام أو الاختناق

نوع التحويل: بالتوازي مع المعدات المحمية، فإنه يقدم مقاومة منخفضة لنبضة البرق ومقاومة عالية لتردد العمل العادي؛نوع الخانق: في سلسلة مع المعدات المحمية، فإنه يقدم مقاومة عالية لنبض البرق، ولكن لتردد العمل العادي يقدم مقاومة منخفضة.تشمل الأجهزة المستخدمة في مثل هذه الأجهزة ملفات الاختناق، ومرشح التمرير العالي، ومرشح التردد المنخفض، والدوائر القصيرة ذات ربع الموجة.