Piecas pārsprieguma aizsargu aizsardzības metodes
Pārsprieguma aizsardzības metodes
1. Paralēlās pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD), kas savienotas pāri elektrolīnijām
Normālos apstākļos pārsprieguma aizsarga iekšpusē esošie varistori paliek augstas pretestības stāvoklī. Kad elektrotīklu iespērt zibens vai pārslēgšanas darbību dēļ rodas īslaicīgi pārspriegumi, aizsargs reaģē nanosekundēs, izraisot varistoru pārslēgšanos zemas pretestības stāvoklī, ātri ierobežojot pārspriegumu līdz drošam līmenim. Ja rodas ilgstoši pārspriegumi vai pārspriegumi, varistors degradējas un uzkarst, iedarbinot termiskās atvienošanas mehānismu, lai novērstu ugunsgrēkus un aizsargātu iekārtas.
2. Sērijas filtra tipa pārsprieguma aizsargi, kas savienoti līnijā ar strāvas ķēdēm
Šie aizsargi nodrošina tīru un drošu barošanu jutīgām elektroniskām iekārtām. Zibens pārspriegumi pārnēsā ne tikai milzīgu enerģiju, bet arī ārkārtīgi strauju sprieguma un strāvas pieauguma ātrumu. Lai gan paralēlie SPD var nomākt pārsprieguma amplitūdas, tie nevar izlīdzināt to asās viļņu frontes. Virknes filtra tipa SPD, kas savienoti rindā ar strāvas ķēdēm, izmanto MOV (MOV1, MOV2), lai nanosekundēs ierobežotu pārspriegumus. Turklāt LC filtrs gandrīz 1000 reižu samazina pārsprieguma sprieguma un strāvas pieauguma ātruma stāvumu un piecas reizes samazina atlikušo spriegumu, tādējādi aizsargājot jutīgas ierīces.
3. Sprieguma ierobežošanas varistoru uzstādīšana starp fāzēm un līnijām, lai ierobežotu pārsprieguma pārspriegumus
Šī metode labi darbojas apgaismojumam, liftiem, gaisa kondicionieriem un motoriem, kuriem ir augstāka pārsprieguma izturība. Tomēr tā ir mazāk efektīva mūsdienu kompaktajai elektronikai ar augstu integrācijas līmeni. Piemēram, vienfāzes 220 V maiņstrāvas sistēmās varistori parasti tiek uzstādīti starp neitrālo vadu un zemi, lai absorbētu inducētos zibens impulsus. Aizsardzības efektivitāte ir pilnībā atkarīga no varistora izvēles un uzticamības.
Spriegums tiek iestatīts, pamatojoties uz tīkla maksimālo spriegumu (310 V), ņemot vērā:
- 20% tīkla svārstības,
- 10% komponentu pielaide,
- 15% uzticamības faktori (novecošanās, mitrums, karstums).
Tādējādi tipiskie iespīlēšanas līmeņi ir no 470 V līdz 510 V. Pārspriegumi zem 470 V iziet cauri neietekmēti.
Lai gan standarta elektroiekārtas (piemēram, motori, apgaismojums) var izturēt 1500 V maiņstrāvu (2500 V maksimums), mūsdienu elektronika darbojas ar spriegumu no ±5 V līdz ±15 V, un maksimālā pielaide ir zem 50 V. Augstfrekvences svārstības zem 470 V joprojām var mijiedarboties caur transformatoru un barošanas avotu parazitārajām kapacitātēm, bojājot integrālās shēmas. Turklāt varistora atlikušā sprieguma un vada induktivitātes dēļ spēcīgi pārspriegumi var paaugstināt ierobežošanas līmeņus līdz 800 V–1000 V, vēl vairāk apdraudot elektroniku.
4. Aizsardzības uzlabošana ar īpaši izolētiem transformatoriem (izolācijas metode)
Starp barošanas avotu un slodzi ir ievietots ekranēts izolācijas transformators, lai bloķētu augstfrekvences troksni, vienlaikus nodrošinot pareizu sekundāro zemējumu. Kopējā režīma traucējumi, kas ir relatīvi attiecībā pret zemi, tiek savienoti caur starptinumu kapacitāti. Zemējums starp primāro un sekundāro tinumu novirza šos traucējumus, samazinot izejas troksni.
5. Absorbcijas metode
Absorbcijas komponenti slāpē pārspriegumus, pārslēdzoties no augstas uz zemu impedanci, kad tiek pārsniegts robežspriegums. Izplatītākās ierīces ir:
- Varistori – Ierobežota strāvas apstrādes jauda.
- Gāzizlādes lampas (GDT)– Lēna reakcija.
- TVS diodes / cietvielu izlādes lampas – Ātrāk, bet ar kompromisiem enerģijas absorbcijas ziņā.
