Penki viršįtampių apsaugų apsaugos metodai
Apsaugos nuo viršįtampių metodai
1. Lygiagretūs viršįtampių apsaugos įtaisai (SPD), prijungti prie elektros linijų
Įprastomis sąlygomis viršįtampių apsaugos viduje esantys varistoriai išlieka didelės varžos būsenoje. Kai į elektros tinklą trenkia žaibas arba dėl perjungimo operacijų atsiranda trumpalaikiai viršįtampiai, apsauga sureaguoja per nanosekundes, todėl varistoriai persijungia į mažos varžos būseną, greitai sumažindami viršįtampio vertę iki saugaus lygio. Jei atsiranda ilgalaikiai viršįtampiai arba viršįtampiai, varistorius suyra ir įkaista, suaktyvėdamas terminio atjungimo mechanizmas, kuris apsaugo nuo gaisrų ir įrangą.
2. Nuosekliosios filtro tipo viršįtampių apsaugos, sujungtos linijoje su maitinimo grandinėmis
Šie apsaugos įrenginiai užtikrina švarią ir saugią energiją jautriai elektroninei įrangai. Žaibo viršįtampiai ne tik perneša didžiulę energiją, bet ir itin staigų įtampos bei srovės kilimo greitį. Nors lygiagretūs viršįtampių apsaugos įtaisai (SPD) gali slopinti viršįtampių amplitudes, jie negali suplokštinti jų aštrių bangos frontų. Nuosekliojo filtro tipo SPD, sujungti linijoje su maitinimo grandinėmis, naudoja MOV tranzistorius (MOV1, MOV2), kad per nanosekundes užfiksuotų viršįtampius. Be to, LC filtras beveik 1000 kartų sumažina viršįtampio įtampos ir srovės kilimo greičio statumą ir penkis kartus sumažina liekamąją įtampą, taip apsaugodamas jautrius įrenginius.
3. Įtampos fiksavimo varistorų montavimas tarp fazių ir linijų, siekiant apriboti viršįtampius
Šis metodas gerai veikia apšvietimui, liftams, oro kondicionieriams ir varikliams, kurie pasižymi didesniu atsparumu viršįtampiams. Tačiau jis yra mažiau efektyvus šiuolaikinei kompaktiškai elektronikai, pasižyminčiai didele integracija. Pavyzdžiui, vienfazėse 220 V kintamosios srovės sistemose varistoriai paprastai įrengiami tarp neutralės ir įžeminimo, kad sugertų indukuotus žaibo šuolius. Apsaugos efektyvumas visiškai priklauso nuo varistoriaus pasirinkimo ir patikimumo.
Fiksavimo įtampa nustatoma pagal tinklo įtampos piką (310 V), atsižvelgiant į:
- 20 % tinklo įtampos svyravimų,
- 10 % komponento tolerancija,
- 15 % patikimumo veiksniai (senėjimas, drėgmė, karštis).
Taigi, tipiniai užspaudimo lygiai svyruoja nuo 470 V iki 510 V. Viršįtampiai, mažesni nei 470 V, praeina nepakitę.
Nors standartinė elektros įranga (pvz., varikliai, apšvietimas) gali atlaikyti 1 500 V kintamąją įtampą (2 500 V piką), šiuolaikinė elektronika veikia nuo ± 5 V iki ± 15 V, o maksimali tolerancija yra mažesnė nei 50 V. Aukšto dažnio šuoliai, mažesni nei 470 V, vis tiek gali būti sujungti per parazitines transformatorių ir maitinimo šaltinių talpas, sugadindami integrines grandines. Be to, dėl varistoriaus liekamosios įtampos ir laidų induktyvumo stiprūs viršįtampiai gali padidinti prispaudimo lygius iki 800 V–1 000 V, o tai dar labiau kelia pavojų elektronikai.
4. Apsaugos stiprinimas naudojant itin izoliacinius transformatorius (izoliacijos metodas)
Tarp maitinimo šaltinio ir apkrovos įterpiamas ekranuotas izoliacinis transformatorius, kuris blokuoja aukšto dažnio triukšmą ir kartu užtikrina tinkamą antrinį įžeminimą. Bendrojo režimo trukdžiai, kurie yra santykiniai įžeminimo atžvilgiu, susijungia per apvijų tarpusavio talpą. Įžemintas ekranas tarp pirminės ir antrinės apvijų nukreipia šiuos trukdžius, sumažindamas išėjimo triukšmą.
5. Absorbcijos metodas
Absorbciniai komponentai slopina viršįtampius, perjungdami iš didelės į mažą varžą, kai viršijama ribinė įtampa. Įprasti įtaisai:
- Varistoriai – Ribotas srovės apdorojimo pajėgumas.
- Dujų išlydžio vamzdeliai (GDT)– Lėtas atsakas.
- TVS diodai / kietojo kūno išlydžio vamzdeliai – Greitesnis, bet su energijos sugerties kompromisais.
