Principio di protezione da sovratensione per alimentatori switching
I limitatori di sovratensione sono adatti a proteggere alimentatori a bassa tensione 220/380V e sono componenti non lineari. Secondo gli standard IEC, i limitatori di sovratensione sono dispositivi che sopprimono principalmente la sovratensione e la sovracorrente nelle linee trasmesse. I limitatori di sovratensione svolgono un ruolo protettivo e il requisito di base è che devono resistere al passaggio della corrente di fulmine prevista ed estinguere efficacemente la corrente continua a frequenza industriale generata dopo il flusso del fulmine attraverso il morsetto di tensione massima della sovratensione, limitare la sovratensione istantanea in ingresso la linea elettrica e la linea di trasmissione del segnale entro l'intervallo di tensione che l'apparecchiatura o il sistema può sopportare, o scaricare la forte corrente del fulmine a terra, proteggendo l'apparecchiatura o il sistema protetto dai danni causati dall'impatto.
Il tipo e la struttura dei dispositivi di protezione da sovratensione variano a seconda dell'uso previsto, ma deve essere incluso almeno un elemento limitatore di tensione non lineare. I comuni dispositivi di protezione da sovratensione includono MOV (varistore a ossido di metallo) e tubi a scarica di gas. Surge contiene energia potente e non può essere prevenuta. Per questo motivo, la strategia per proteggere le apparecchiature elettriche sensibili dai danni da sovratensione consiste nel deviare la sovratensione dall'apparecchiatura e convogliarla nel terreno.
Il dispositivo di protezione da sovratensione MOV è composto da tre parti: al centro un materiale in ossido di metallo, che è collegato all'alimentazione e al filo di terra tramite due semiconduttori. Quando si verifica un picco, il MOV si attiva immediatamente con un tempo di risposta di 1-3 nanosecondi. La "V" in MOV è un resistore variabile. Al momento della risposta, la resistenza del MOV scende dal suo valore massimo quasi a zero ohm e la sovracorrente fluisce nel terreno attraverso il MOV. L'apparecchiatura elettrica protetta continua a funzionare alla normale tensione operativa. I suoi componenti semiconduttori hanno la proprietà di cambiare resistenza con la variazione di tensione. Quando la tensione è inferiore a un valore specifico, il movimento degli elettroni nel semiconduttore produce un'elevata resistenza. Al contrario, quando la tensione supera questo valore specifico, il movimento degli elettroni cambierà e la resistenza del semiconduttore diminuirà quasi di zero ohm. La tensione è normale e il dispositivo di protezione da sovratensione MOV è inattivo sul lato, il che non influisce sulla linea di alimentazione.
Gli indicatori dei vantaggi e degli svantaggi del dispositivo di protezione da sovratensione MOV più costoso: (1) Tensione di serraggio: rappresenta il valore di tensione che farà sì che il MOV si colleghi al filo di terra. Minore è la tensione di bloccaggio, migliori sono le prestazioni di protezione. (2) Capacità di assorbimento/dissipazione di energia: questo valore nominale rappresenta la quantità di energia che il limitatore di sovratensione può assorbire prima di bruciarsi, in joule. Maggiore è il suo valore, migliore è la prestazione di protezione. (3) Tempo di risposta: i dispositivi di protezione dalle sovratensioni non si disconnetteranno immediatamente e ci sarà un leggero ritardo nella loro risposta alle sovratensioni.
Un altro comune dispositivo di protezione dalle sovratensioni è un tubo a scarica di gas. Questi tubi a scarica di gas hanno la stessa funzione dei MOV, poiché spostano la corrente in eccesso dal filo sotto tensione al filo di terra utilizzando gas inerte come conduttore tra i due fili. Quando la tensione rientra in un intervallo specifico, la composizione del gas determina che si tratta di un cattivo conduttore. Se la tensione aumenta e supera questo intervallo, l'intensità della corrente sarà sufficiente a ionizzare il gas, rendendo il tubo a scarica di gas un ottimo conduttore. Condurrà la corrente a terra finché la tensione non tornerà ai livelli normali, quindi diventerà di nuovo un cattivo conduttore.
