Principi della protezione contro le sovratensioni
Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD), noto anche come dispositivo di protezione contro le sovratensioni, è un dispositivo di protezione non lineare utilizzato per limitare la sovratensione transitoria e guidare la corrente di sovratensione di scarica nei sistemi sotto tensione e viene utilizzato per proteggere gli apparecchi elettrici con bassi livelli di tensione di tenuta o i sistemi elettronici sono protetto da fulmini e fulmini, impulsi elettromagnetici o danni da sovratensione di funzionamento. Negli ultimi anni, i sistemi di informazione elettronica (come televisione, telefono, comunicazione, rete di computer, ecc.) si sono sviluppati rapidamente e un gran numero di dispositivi di informazione elettronica sono emersi e sono diventati popolari. Tali sistemi e apparecchiature sono spesso costosi e importanti e la loro tensione di lavoro e il livello di tensione di tenuta sono molto bassi, quindi sono estremamente vulnerabili agli impulsi elettromagnetici dei fulmini. Pertanto, SPD è necessario per la protezione della tensione.
Panoramica di 2SPD
2.1 Principio di funzionamento di SPD
La protezione contro le sovratensioni è adatta per la protezione dell'alimentazione a bassa tensione da 220/380 V. È un componente non lineare. Secondo lo standard IEC, il limitatore di sovratensione è un dispositivo che sopprime principalmente la sovratensione e la sovracorrente della linea condotta. Il limitatore di sovratensione svolge un ruolo protettivo. Il requisito di base è che deve resistere alla corrente di fulmine che dovrebbe passare attraverso e, attraverso la massima tensione di bloccaggio della sovratensione, può estinguere efficacemente il flusso continuo di frequenza di alimentazione generato dopo il passaggio della corrente di fulmine e prevenire l'istantaneo picchi nella linea elettrica e nella linea di trasmissione del segnale. La sovratensione è limitata all'interno dell'intervallo di tensione che l'apparecchiatura o il sistema può sopportare, oppure la forte corrente di fulmine viene dispersa a terra per proteggere l'apparecchiatura o il sistema protetto da danni dovuti all'impatto.
Il tipo e la struttura dei dispositivi di protezione da sovratensioni variano a seconda dei diversi scopi, ma è incluso almeno un elemento limitatore di tensione non lineare. I dispositivi di protezione contro le sovratensioni comunemente usati includono MOV (Metal Oxide Varistor) e tubi a scarica di gas. Gli sbalzi di tensione contengono molta energia e non possono essere fermati. Per questo motivo, la strategia per proteggere le apparecchiature elettriche sensibili dai danni causati da sovratensioni elettriche consiste nel deviare la sovracorrente lontano dall'apparecchiatura e nel terreno.
Il limitatore di sovratensione MOV è composto da tre parti: la parte centrale è un materiale di ossido di metallo e due semiconduttori sono collegati all'alimentazione e alla terra. Quando si verifica un picco, il MOV agisce immediatamente e il tempo di risposta va da 1 a 3 nanosecondi. La "V" nel MOV è un reostato. Al momento della risposta, la resistenza del MOV scende dal valore massimo a quasi zero ohm e la sovracorrente fluisce nel terreno attraverso il MOV. L'apparecchiatura elettrica protetta continua a funzionare con la normale tensione di esercizio. I suoi elementi semiconduttori hanno la proprietà di cambiare resistenza al variare della tensione. Quando la tensione è inferiore a un certo valore, il movimento degli elettroni nel semiconduttore crea un'elevata resistenza. Al contrario, quando la tensione supera quel valore specifico, il movimento degli elettroni cambia e la resistenza del semiconduttore diminuisce vicino a zero ohm. La tensione è normale e il limitatore di sovratensione MOV è inattivo, il che non influisce sulla linea di alimentazione.
Gli indicatori dei pro e dei contro del limitatore di sovratensione MOV: (1) Tensione di bloccaggio: indica il valore di tensione che causerà il collegamento a terra del MOV. Più bassa è la tensione di bloccaggio, migliori sono le prestazioni di protezione. (2) Capacità di assorbimento/dissipazione di energia: Questo valore nominale indica quanta energia può assorbire il limitatore di sovratensione prima di esaurirsi, in joule. Maggiore è il valore, migliori sono le prestazioni di protezione. (3) Tempo di risposta: le protezioni contro le sovratensioni non si disconnettono immediatamente, hanno un leggero ritardo nella risposta alla sovratensione.
Un altro comune dispositivo di protezione contro le sovratensioni è un tubo a scarica di gas. Questi tubi a scarica di gas fanno la stessa cosa dei MOV, spostano la corrente in eccesso dalla tensione alla terra utilizzando un gas inerte come conduttore tra i due fili. Quando la tensione è in un certo intervallo, la composizione del gas determina che è un cattivo conduttore. Se la tensione supera questo intervallo, la corrente sarà abbastanza forte da ionizzare il gas, rendendo il tubo a scarica di gas un ottimo conduttore. Conduce corrente a terra fino a quando la tensione non torna a livelli normali, quindi diventa di nuovo un cattivo conduttore.
