Princip i dizajn prekidača za zaštitu od prenapona

Prekidač za zaštitu od prenapona je zapravo ono što obično nazivamo uređajem za zaštitu od prenapona, koji se također naziva i štitnik od prenapona.To je vrsta opreme ili kola koja pruža sigurnosnu zaštitu za različitu električnu opremu, instrumente i komunikacijska kola.Koristi se za apsorpciju prenapona ili vršnog napona između AC mreže kako bi se osiguralo da oprema ili kolo koje štiti neće biti oštećeni.
Prekidač za zaštitu od prenapona može podnijeti prenapone ili skokove od hiljada volti, naravno, to ovisi o parametrima i specifikacijama odabranog štitnika od prenapona.Postoje i spd štitnici od prenapona namijenjeni za nekoliko stotina volti, ovisno o scenariju upotrebe korisnika.Zaštitnik od prenapona može izdržati skokove visokog napona u trenu, ali trajanje napona ne može biti predugo, inače će se zaštitnik zagrijati i izgorjeti zbog prekomjerne apsorpcije energije.

Šta je prenapon?

Prenapon je vrsta prolazne smetnje.Pod određenim uslovima, trenutni napon na električnoj mreži prelazi opseg nominalnog normalnog napona.Generalno, ovaj prolazni proces neće trajati predugo, ali može imati vrlo veliku amplitudu.Može biti iznenadna visoka za samo milioniti dio sekunde.Na primjer, trenutak munje, isključenje induktivnog opterećenja ili spajanje velikih opterećenja će imati veliki utjecaj na električnu mrežu.U većini slučajeva, ako oprema ili kolo priključeno na električnu mrežu nema mjere zaštite od prenapona, uređaj se lako može oštetiti, a stupanj oštećenja će biti vezan za nivo otpornog napona uređaja.

U normalnim radnim uslovima, napon na ispitnoj tački se održava na stabilnom stanju od 500V.Međutim, ako se prekidač q iznenada isključi, na ispitnoj tački će se pojaviti visoki napon zbog efekta obrnute elektromotorne sile zbog nagle promjene induktivne struje.

Dva često korištena kruga za zaštitu od prenapona

1. Zaštita od prenapona prvog nivoa

Uređaj za zaštitu od prenapona prvog nivoa obično se postavlja na ulazu u kuću ili zgradu.Zaštitiće svu opremu sa ulazne tačke priključka od progona prenapona.Obično su kapacitet i zapremina prenaponske zaštite prvog nivoa i veoma veliki i skup, ali je neophodan.

2. Zaštita od prenapona drugog nivoa

Zaštitnik od prenapona drugog nivoa nije tako velikog kapaciteta kao prvi nivo i upija manje energije, ali je vrlo prenosiv.Obično se instalira na pristupnoj tački električne opreme, kao što je utičnica, ili je čak integrisan u prednji kraj napojne ploče električne opreme kako bi se omogućila sekundarna zaštita opreme.

Sljedeća slika je jednostavan šematski dijagram instalacije uređaja za zaštitu od prenapona:

Zajednički krug sekundarne zaštite od prenapona

Za mnoge ljude malo se zna o sekundarnom krugu za zaštitu od prenapona, jer je većina njih integrirana na napojnoj ploči.Takozvana napojna ploča je često prednji kraj ulaza mnoge električne opreme, obično AC-AC, AC-DC kolo je također kolo koje je direktno uključeno u utičnicu.Najvažnija uloga gromobranskog kola dizajniranog na ploči za napajanje je da pruži pravovremenu zaštitu u slučaju prenapona, kao što je isključivanje strujnog kola ili apsorbiranje prenapona, struje.
Druga vrsta sekundarnog kola za zaštitu od prenapona, kao što je UPS (neprekidno napajanje), neki složeni UPS izvori napajanja će imati ugrađeni krug za zaštitu od prenapona, koji ima istu funkciju kao i zaštitnik od prenapona na običnoj ploči napajanja.

Kako radi uređaj za zaštitu od prenapona?

Postoji zaštita od prenapona, koja će prekinuti napajanje na vrijeme kada dođe do prenapona.Ova vrsta zaštite od prenapona je vrlo inteligentan i složen.i naravno, relativno je skup, i generalno se rijetko koristi.Ova vrsta zaštite od prenapona obično se sastoji od senzora napona, kontrolera i brave.Senzor napona uglavnom prati da li postoji fluktuacija napona električne mreže.Kontroler čita signal prenapona naponskog senzora i pravovremeno kontrolira zasun kao uključenje-isključenje upravljačkog kruga aktuatora kada se ocijeni kao signal prenapona.
Postoji još jedan tip kola za zaštitu od prenapona, koji ne prekida strujno kolo kada dođe do prenapona, ali steže prenaponski napon i apsorbira energiju prenapona.Ovo je obično ugrađeno u ploču, kao što će sklopovi prekidača napajanja imati ovaj tip kola za zaštitu od prenapona.Krug je općenito kako je prikazano na donjoj slici:

Zaštitnik od prenapona 1, preko granice između linije pod naponom i neutralnog voda, odnosno strujnog kruga za suzbijanje diferencijalnog režima.Zaštitnici od prenapona 2 i 3 su povezani sa žicom pod naponom na uzemljenje i neutralnom žicom na uzemljenje, što je uobičajeno potiskivanje.Prenaponski uređaj u diferencijalnom režimu koristi se za stezanje i apsorpciju prenapona između žice pod naponom i neutralne žice.Na isti način, uobičajeni prenaponski uređaj se koristi za stezanje prenapona fazne žice za uzemljenje.Općenito, dovoljno je instalirati zaštitnik od prenapona 1 za manje zahtjevne standarde prenapona, ali za neke zahtjevne prilike mora se dodati common mode zaštita od prenapona.

Poreklo prenapona

Postoji mnogo faktora koji mogu proizvesti udarni napon, uglavnom zbog udara groma, punjenja i pražnjenja kondenzatora, rezonantnih kola, induktivnih sklopnih kola, smetnji u pogonu motora, itd. Može se reći da je udarni napon u električnoj mreži svuda.Stoga je vrlo potrebno dizajnirati zaštitnik od prenapona u kolu.

Medijum koji širi talas

Samo uz odgovarajući medij za širenje, udarni napon ima mogućnost da uništi električnu opremu.

Dalekovod-Elektrovod je najvažniji i direktni medij za širenje prenapona, jer se skoro sva električna oprema napaja dalekovodom, a dalekovodna distributivna mreža je sveprisutna.

Radio talasi – u stvari, glavni ulaz je antena, koja lako prima bežične prenapone ili udare groma, koji mogu pokvariti električnu opremu u trenu.Kada grom udari u antenu, ona prodire u radio-frekventni prijemnik.

Alternator-U oblasti automobilske elektronike takođe će se s naglaskom definisati prenaponski udari.Često kada alternator ima složene fluktuacije, stvara se veliki udarni napon.

Induktivni krug - kada se napon na oba kraja induktora naglo promijeni, često se stvara udarni napon.

Kako dizajnirati strujni krug za zaštitu od prenapona

Nije teško dizajnirati krug za zaštitu od prenapona.Zapravo, da bi se dizajnirao ugrađeni sklop za zaštitu od prenapona, najjednostavniji način zahtijeva samo jednu komponentu, to jest MOV varistor ili TVS diode za prolazne promjene.Kao što je prikazano na donjoj slici, štitnici od prenapona 1-3 mogu biti varistor MOV ili TVS.

Ponekad je potrebno samo spojiti MOV varistor paralelno između neutralnog voda AC strujnog voda kako bi se zadovoljio IEC standard.U mnogim aplikacijama, potrebno je istovremeno dodati krug za zaštitu od prenapona između žice pod naponom i uzemljenja kako bi se ispunili zahtjevi viših standarda za prenapone, na primjer, zahtjev je veći od 4KV.

Zaštita od prenapona za Varistor MOV

Osnovne karakteristike MOV-a

1. MOV je skraćenica za metalni oksidni varistor, metal oksidni otpornik, njegova vrijednost otpora će se mijenjati u skladu s naponom na otporniku.Obično se koristi između mreža naizmjenične struje za rješavanje prenapona.
2. MOV je poseban uređaj zasnovan na naponu.
3. Kada MOV radi, njegove karakteristike su malo slične diodama, nelinearne i nisu pogodne za Ohmov zakon, ali su njegove naponske i strujne karakteristike dvosmjerne, dok su diode jednosmjerne.
4. Više je kao dvosmjerna TVS dioda.
5. Kada napon na varistoru ne dostigne napon stege, on je u stanju otvorenog kola.

Odabir lokacije varistora u krugu zaštite od prenapona

Varistor je kritična komponenta u zaštitniku od prenapona.Prilikom projektovanja, vodite računa da bude što bliže osiguraču na ulaznom kraju, kao što je prikazano na donjoj slici.Na ovaj način se može osigurati da se osigurač može pregorjeti na vrijeme kada se pojavi udarna struja, a daljnji krug bude u otvorenom stanju kako bi se izbjegla veća oštećenja ili čak požar uzrokovan udarnom strujom.