Overspanningsbeveiligingsprincipe van gereguleerde voeding
Surge Protective Device (SPD), ook bekend als overspanningsbeveiliging, is een niet-lineair beveiligingsapparaat dat wordt gebruikt om voorbijgaande overspanning te beperken en de ontladingsstroom in onder spanning staande systemen te geleiden, en wordt gebruikt om elektrische apparaten met lage weerstandsspanningsniveaus te beschermen of elektronische systemen zijn beschermd tegen blikseminslag en bliksem-elektromagnetische pulsen of bedrijfsschade door overspanning. De afgelopen jaren hebben elektronische informatiesystemen (zoals televisie, telefoon, communicatie, computernetwerken, enz.) zich snel ontwikkeld en is er een groot aantal elektronische informatieapparaten opgekomen en populair geworden. Dergelijke systemen en apparatuur zijn vaak duur en belangrijk, en hun werkspanning en weerstandsspanningsniveau zijn erg laag, waardoor ze uiterst kwetsbaar zijn voor elektromagnetische bliksempulsen. Daarom is SPD vereist voor spanningsbeveiliging.
Vanwege de verschillende normen die door verschillende landen worden gevolgd, zijn de productspecificaties niet uniform en heeft de parameteridentificatie ook zijn eigen nadruk, die veel inferieur is aan die van andere elektrische productspecificaties, wat groot ongemak met zich meebrengt voor het ontwerp en de selectie. Bij technisch ontwerp kunnen gangbare merken worden onderverdeeld in binnenlandse producten, Europese producten en Amerikaanse producten, afhankelijk van de plaats van herkomst. De parameterinstellingen van huishoudelijke producten zijn chaotisch, met verschillende specificaties en een hoge restdruk. Sommige modelinstellingen van gestandaardiseerde producten imiteren Europese producten, en sommige volgen de nationale kalibratieparameters. De meeste producten zijn gemarkeerd met In en Imax. Omdat huishoudelijke producten relatief lage eisen stellen aan de toepassingslocaties, lage bouwkwaliteiten en grote apparatuur bestand zijn tegen spanningswaarden, kunnen sommige parametervereisten op passende wijze worden versoepeld.
Europese producten markeren over het algemeen de maximale ontlaadstroom en het productmodel wordt ook ingesteld op basis van deze parameter. Bijvoorbeeld XXX65 en XXX40 van een bekend Europees merk, de waarden 65 en 40 zijn Imax. De Chinese norm bepaalt echter duidelijk dat de nominale ontlaadstroom In moet worden gebruikt voor typeselectie, wat een gênante situatie is die we momenteel tegenkomen in technisch ontwerp. Na controle van de productinformatie is de In-waarde van XX65 niet hoger dan 20 kA en de In-waarde van XX40 niet hoger dan 15 kA. Volgens de aanbevolen waarde van GB50343 kunnen deze twee producten alleen worden gebruikt voor de bescherming op het derde niveau van de apparatuurterminal, maar in het daadwerkelijke ontwerp worden ze op het eerste en tweede niveau geïnstalleerd, wat uiteraard niet strookt met de selectieparameters van de nationale norm, en de restspanning Hogere, gewone modellen overschrijden over het algemeen 1200V, zodra de bedradingsomgeving niet goed is, is het gemakkelijk om de weerstandsspanningswaarde van de apparatuur te overschrijden. Over het algemeen is de Uc-waarde van Europese producten klein en is de lijnspanning opportunistisch gemarkeerd, waardoor het gemakkelijk is om misleidend te zijn bij het selecteren van een model.
De overspanningsbeveiliging is geschikt voor 220/380V laagspanningsvoedingsbeveiliging. Het is een niet-lineaire component. Volgens de IEC-norm is de overspanningsbeveiliging een apparaat dat voornamelijk de overspanning en overstroom van de geleide lijn onderdrukt. De overspanningsbeveiliging speelt een beschermende rol. De basisvereiste is dat het bestand moet zijn tegen de bliksemstroom die naar verwachting zal passeren, en dat het door de maximale klemspanning van de piek effectief de stroomfrequentie-continue stroom kan doven die wordt gegenereerd nadat de bliksemstroom is gepasseerd, en de onmiddellijke stroom kan voorkomen. stroomstoot in de stroomlijn en de signaaltransmissielijn. De overspanning wordt beperkt binnen het spanningsbereik waartegen de apparatuur of het systeem bestand is, of de sterke bliksemstroom lekt naar de grond om de beschermde apparatuur of het systeem te beschermen tegen schade als gevolg van schokken.
Het type en de structuur van overspanningsbeveiligers variëren afhankelijk van de verschillende doeleinden, maar er is ten minste één niet-lineair spanningsbegrenzend element inbegrepen. Veelgebruikte overspanningsbeveiligers zijn onder meer MOV (Metal Oxide Varistor) en gasontladingsbuizen. Stroompieken bevatten veel energie en kunnen niet worden gestopt. Om deze reden is de strategie voor het beschermen van gevoelige elektrische apparatuur tegen schade door elektrische spanningspieken het afleiden van de piekstroom van de apparatuur naar de grond.
De overspanningsbeveiliging MOV bestaat uit drie delen: het midden is van metaaloxidemateriaal en twee halfgeleiders zijn verbonden met de stroom en aarde. Wanneer er een piek optreedt, treedt de MOV onmiddellijk in actie en bedraagt de responstijd 1 tot 3 nanoseconden. De "V" in de MOV is een reostaat. Op het moment van respons daalt de weerstand van de MOV van de maximale waarde naar bijna nul ohm, en vloeit de overstroom via de MOV de grond in. De beveiligde elektrische apparatuur blijft werken onder normale werkspanning. De halfgeleiderelementen hebben de eigenschap dat ze de weerstand veranderen als de spanning verandert. Wanneer de spanning onder een bepaalde waarde komt, zorgt de beweging van elektronen in de halfgeleider voor een hoge weerstand. Omgekeerd, wanneer de spanning die specifieke waarde overschrijdt, verandert de beweging van elektronen en neemt de weerstand van de halfgeleider af tot bijna nul ohm. De spanning is normaal en de overspanningsbeveiliging MOV is inactief, wat geen invloed heeft op de voedingslijn.
De indicatoren van de voor- en nadelen van de overspanningsbeveiliging MOV: (1) Klemspanning: geeft de spanningswaarde aan die ervoor zorgt dat de MOV verbinding maakt met de aarde. Hoe lager de klemspanning, hoe beter de beschermingsprestaties. (2) Energieabsorptie-/dissipatiecapaciteit: Deze nominale waarde geeft aan hoeveel energie de overspanningsbeveiliging kan absorberen voordat deze doorbrandt, in joule. Hoe hoger de waarde, hoe beter de beschermingsprestaties. (3) Reactietijd: Overspanningsbeveiligers ontkoppelen niet onmiddellijk; ze reageren met een kleine vertraging op de piek.
Een ander veelgebruikt apparaat voor overspanningsbeveiliging is een gasontladingsbuis. Deze gasontladingsbuizen doen hetzelfde als MOV's: ze verplaatsen overtollige stroom van de fase naar de aarde door een inert gas te gebruiken als geleider tussen de twee draden. Wanneer de spanning zich binnen een bepaald bereik bevindt, bepaalt de samenstelling van het gas dat het een slechte geleider is. Als de spanning buiten dit bereik stijgt, zal de stroom sterk genoeg zijn om het gas te ioniseren, waardoor de gasontladingsbuis een zeer goede geleider wordt. Het geleidt stroom naar aarde totdat de spanning terugkeert naar een normaal niveau en wordt dan weer een slechte geleider.
