Принцип заштите од пренапона
Заштитни уређај од пренапона (СПД), такође познат као заштитник од пренапона, је нелинеарни заштитни уређај који се користи у системима под напоном за ограничавање пролазног пренапона и вођење пренапонске струје пражњења. Користи се за заштиту електричних или електронских система са ниским нивоом отпорности на напон од удара грома, електромагнетних импулса или оштећења од пренапона. Последњих година електронски информациони системи (као што су телевизија, телефон, комуникација, рачунарске мреже итд.) су се брзо развијали, а појавио се и популаризовао велики број електронских информационих уређаја. Ови типови система и опреме су често скупи и важни, са ниским радним напоном и отпорним нивоима напона, што их чини веома подложним електромагнетним импулсима грома. Стога, СПД треба користити за заштиту од пренапона.
Због различитих стандарда које прате различите земље, спецификације производа нису обједињене, а идентификација параметара такође има свој нагласак, који је далеко инфериорнији у односу на друге спецификације електричних производа, што доноси велике непријатности дизајну и одабиру. У инжењерском дизајну, уобичајени брендови се углавном могу поделити на домаће производе, европске производе и америчке производе на основу њиховог места порекла. Поставке параметара домаћих производа су хаотичне, са различитим спецификацијама и високим резидуалним напоном. Неки од стандардизованих модела производа су постављени да имитирају европске производе, док други прате националне стандардне параметре. Већина производа је означена са Ин и Имак. Због ниских захтева домаћих производа за места примене, ниских нивоа зграда и високих вредности отпорног напона опреме, неки захтеви параметара се могу на одговарајући начин ублажити.
Европски производи су углавном означени максималном струјом пражњења, а модел производа је такође подешен на основу овог параметра. На пример, познати европски бренд КСКСКС65 и КСКСКС40, где су вредности 65 и 40 Имак. Међутим, кинески стандарди јасно предвиђају да се за избор треба користити номинална струја пражњења Ин, што је незгодна ситуација са којом се тренутно сусрећемо у инжењерском пројектовању. Након провере информација о производу, вредност Ин од КСКС65 не прелази 20кА, а вредност Ин од КСКС40 не прелази 15кА. Ако се поштују препоручене вредности ГБ50343, ова два производа се могу користити само за тростепену заштиту на крају опреме. Међутим, у стварном дизајну, они су инсталирани на првом и другом нивоу, што је очигледно у супротности са изборним параметрима националних стандарда, а преостали напон је висок. Обични модели углавном прелазе 1200В. Када окружење ожичења није добро, лако је премашити вредност отпорног напона опреме. Уопштено говорећи, европски производи имају релативно малу Уц вредност и опортунистички су у означавању напона линије, што олакшава обману приликом одабира модела.
Принцип рада СПД-а
Заштитник од пренапона је погодан за заштиту нисконапонског напајања 220/380В и представља нелинеарну компоненту. Према ИЕЦ стандардима, заштитник од пренапона је уређај који се углавном користи за сузбијање пренапона и прекомерне струје далековода. Основни захтев да заштитник од пренапона има заштитну улогу је да издржи очекивану струју грома и ефикасно угаси континуирану струју фреквенције струје која се генерише након што муња протиче кроз максимални напон стезања пренапона. Он ограничава тренутни пренапон који улази у далековод или вод за пренос сигнала на опсег напона који опрема или систем могу да издрже, или испушта јаку струју грома у земљу како би заштитио заштићену опрему или систем од оштећења изазваних ударом.
Типови и структуре штитника од пренапона варирају у зависности од њихове употребе, али садрже најмање један нелинеарни елемент за ограничавање напона. Уобичајено коришћени штитници од пренапона укључују МОВ (МеталОкидеВаристорс) и цеви за пражњење гаса. Електрични удари садрже моћну енергију и не могу се зауставити. Из тог разлога, стратегија за заштиту осетљиве електричне опреме од оштећења од пренапона је да се пренапон одврати од опреме и затим тече у земљу.
Заштита од пренапона МОВ се састоји од три дела: металног оксидног материјала у средини, спојеног са два полупроводника на напајање и жицу за уземљење. Када дође до пренапона, МОВ одмах делује са временом одзива од 1-3 наносекунди. "В" у МОВ је реостат. У тренутку одговора, отпор МОВ пада са своје максималне вредности на скоро нула ома, а прекомерна струја тече у земљу кроз МОВ. Заштићена електрична опрема наставља да ради на нормалном радном напону. Његове полупроводничке компоненте имају својство да мењају отпор са променама напона. Када напон падне испод одређене вредности, кретање електрона у полупроводнику ствара висок отпор. Напротив, када напон пређе ову специфичну вредност, кретање електрона ће се променити, а отпор полупроводника ће се смањити на скоро нула ома. Напон је нормалан, а штитник од пренапона МОВ мирује са стране, без утицаја на струјни вод.
Индикатори за предности и недостатке уређаја за заштиту од пренапона (МОВ) су: (1) Напон стезања: представља вредност напона који ће довести до спајања МОВ-ова на жицу за уземљење. Што је нижи напон стезања, то су боље перформансе заштите. (2) Капацитет апсорпције/дисипања енергије: Ова номинална вредност представља колико енергије заштитник од пренапона може да апсорбује пре него што се сагоре, у џулима. Што је већа вредност, то су боље перформансе заштите. (3) Време одзива: Заштитници од пренапона се не искључују одмах, и доћи ће до малог кашњења у њиховом одговору на пренапоне.
Још један уобичајени уређај за заштиту од пренапона је цев за пражњење гаса. Ове цеви за гасно пражњење имају исту функцију као МОВ, померајући вишак струје од жице под напоном до жице за уземљење, и постижу ову функцију коришћењем инертног гаса као проводника између две жице. Када је напон унутар одређеног опсега, састав гаса одређује да је лош проводник. Ако напон порасте и пређе овај опсег, јачина струје ће бити довољна да јонизује гас, чинећи цев за пражњење гаса веома добрим проводником. Он ће водити струју до жице за уземљење док се напон не врати на нормалне нивое, а затим ће постати неисправан проводник
