Princip prenapetostne zaščite reguliranega napajanja
Prenapetostna zaščitna naprava (SPD), znana tudi kot prenapetostna zaščita, je nelinearna zaščitna naprava, ki se uporablja za omejevanje prehodne prenapetosti in vodenje praznjenja prenapetostnega toka v sistemih pod napetostjo ter se uporablja za zaščito električnih naprav z nizkimi stopnjami zdržljive napetosti ali elektronskih sistemov. zaščiten pred udari strele in elektromagnetnimi impulzi strele ali delovno prenapetostno poškodbo. V zadnjih letih so se elektronski informacijski sistemi (kot so televizija, telefon, komunikacije, računalniška omrežja itd.) hitro razvili, pojavilo se je in postalo priljubljeno veliko število elektronskih informacijskih naprav. Takšni sistemi in oprema so pogosto dragi in pomembni, njihova delovna napetost in stopnja vzdržljive napetosti pa sta zelo nizki, zato so izjemno občutljivi na elektromagnetne impulze strele. Zato je SPD potreben za napetostno zaščito.
Zaradi različnih standardov, ki jim sledijo različne države, specifikacije izdelka niso enotne, identifikacija parametrov pa ima tudi svoj poudarek, ki je veliko slabši od drugih specifikacij električnih izdelkov, kar prinaša velike neprijetnosti pri načrtovanju in izbiri. V inženirskem oblikovanju lahko običajne blagovne znamke glede na kraj izvora razdelimo na domače izdelke, evropske izdelke in ameriške izdelke. Nastavitve parametrov domačih izdelkov so kaotične, z različnimi specifikacijami in visokim preostalim tlakom. Nekatere nastavitve modela standardiziranih izdelkov posnemajo evropske izdelke, nekatere pa sledijo nacionalnim kalibracijskim parametrom. Večina izdelkov ima oznako In in Imax. Ker imajo domači izdelki razmeroma nizke zahteve za mesta uporabe, nizke gradbene stopnje in visoke vrednosti vzdržljive napetosti opreme, je mogoče nekatere zahteve glede parametrov ustrezno omiliti.
Evropski izdelki praviloma označujejo največji tok praznjenja, model izdelka pa je nastavljen tudi glede na ta parameter. Na primer, XXX65 in XXX40 znane evropske znamke, vrednosti 65 in 40 sta Imax. Vendar pa kitajski standard jasno določa, da je treba za izbiro tipa uporabiti nazivni razelektritveni tok In, kar je trenutno neprijetna situacija pri inženirskem načrtovanju. Po preverjanju informacij o izdelku vrednost In XX65 ne presega 20 kA, vrednost In XX40 pa ne presega 15 kA. Glede na priporočeno vrednost GB50343 se ta dva izdelka lahko uporabljata le za tretjo stopnjo zaščite terminala opreme, v dejanski izvedbi pa sta nameščena na prvi in drugi ravni, kar je očitno v neskladju z izbirnimi parametri. nacionalnega standarda in preostala napetost Višji, običajni modeli običajno presegajo 1200 V, ko okolje ožičenja ni dobro, je enostavno preseči vrednost vzdržljive napetosti opreme. Na splošno je vrednost Uc evropskih izdelkov majhna, omrežna napetost pa je oportunistično označena, zato je pri izbiri modela enostavno zavesti.
Prenapetostna zaščita je primerna za nizkonapetostno zaščito 220/380 V. Je nelinearna komponenta. V skladu s standardom IEC je prenapetostna zaščita naprava, ki v glavnem zavira prenapetost in previsok tok prevodnega voda. Prenapetostna zaščita ima zaščitno vlogo. Osnovna zahteva je, da mora prenesti tok strele, za katerega se pričakuje, da bo šel skozenj, in z največjo vpenjalno napetostjo sunkov lahko učinkovito ugasne neprekinjen tok močne frekvence, ki nastane po prehodu toka strele, in prepreči takojšnjo prenapetost v električni vod in vod za prenos signala. Prenapetost je omejena znotraj napetostnega območja, ki ga oprema ali sistem lahko prenese, ali pa močan tok strele uhaja v tla, da zaščiti zaščiteno opremo ali sistem pred poškodbami zaradi udarca.
Vrsta in zgradba prenapetostnih zaščit se razlikujeta glede na različne namene, vendar je vključen vsaj en nelinearni element za omejevanje napetosti. Običajno uporabljene prenapetostne zaščite vključujejo MOV (Metal Oxide Varistor) in plinske cevi. Napajalni sunki vsebujejo veliko energije in jih ni mogoče ustaviti. Iz tega razloga je strategija za zaščito občutljive električne opreme pred poškodbami zaradi električnih prenapetosti preusmeriti prenapetost stran od opreme v tla.
Prenapetostna zaščita MOV je sestavljena iz treh delov: sredina je iz kovinskega oksida, dva polprevodnika pa sta povezana z napajanjem in ozemljitvijo. Ko pride do prenapetosti, MOV deluje takoj, odzivni čas pa je 1 do 3 nanosekunde. "V" v MOV je reostat. V trenutku odziva upornost MOV pade z največje vrednosti na skoraj nič ohmov in prekomerni tok teče v zemljo skozi MOV. Zaščitena električna oprema še naprej deluje pod normalno delovno napetostjo. Njegovi polprevodniški elementi imajo lastnost spreminjanja upora s spremembo napetosti. Ko je napetost pod določeno vrednostjo, gibanje elektronov v polprevodniku ustvari velik upor. Nasprotno, ko napetost preseže to specifično vrednost, se gibanje elektronov spremeni in upornost polprevodnika se zmanjša blizu nič ohmov. Napetost je normalna, prenapetostna zaščita MOV pa miruje, kar ne vpliva na daljnovod.
Indikatorji prednosti in slabosti prenapetostne zaščite MOV: (1) Vpenjalna napetost: Označuje vrednost napetosti, ki bo povzročila povezavo MOV z zemljo. Nižja kot je vpenjalna napetost, boljša je zaščitna zmogljivost. (2) Zmogljivost absorpcije/razpršitve energije: Ta nazivna vrednost označuje, koliko energije lahko prenapetostna zaščita absorbira, preden izgori, v džulih. Višja kot je vrednost, boljša je učinkovitost zaščite. (3) Odzivni čas: Prenapetostne zaščite se ne odklopijo takoj, ampak se odzivajo na prenapetost z majhno zakasnitvijo.
Druga običajna naprava za zaščito pred prenapetostjo je cev za praznjenje plina. Te cevi z razelektritvijo v plinu delujejo enako kot MOV, saj premaknejo odvečni tok iz napetosti v maso z uporabo inertnega plina kot prevodnika med obema žicama. Ko je napetost v določenem območju, sestava plina določa, da je slab prevodnik. Če napetost preseže to območje, bo tok dovolj močan, da ionizira plin, zaradi česar je cev za praznjenje plina zelo dober prevodnik. Prevaja tok do ozemljitve, dokler se napetost ne vrne na normalno raven, nato pa spet postane slab prevodnik.
