Fem skyddsmetoder för överspänningsskydd
Metoder för överspänningsskydd
1. Parallella överspänningsskydd (SPD) anslutna över kraftledningar
Under normala förhållanden förblir varistorerna inuti överspänningsskyddet i ett högimpedansläge. När elnätet träffas av blixten eller upplever kortvariga överspänningar på grund av kopplingsoperationer, reagerar skyddet inom nanosekunder, vilket får varistorerna att växla till ett lågimpedansläge och snabbt begränsa överspänningen till en säker nivå. Om långvariga överspänningar eller överspänningar uppstår, försämras varistorn och värms upp, vilket utlöser en termisk frånkopplingsmekanism för att förhindra bränder och skydda utrustning.
2. Seriefilterbaserade överspänningsskydd anslutna i linje med strömkretsar
Dessa skydd ger ren och säker strömförsörjning för känslig elektronisk utrustning. Blixtnedslag bär inte bara massiv energi utan också extremt branta spännings- och strömökningar. Medan parallella överspänningsskydd kan undertrycka överspänningsamplituder, kan de inte platta till sina skarpa vågfronter. Seriefilterbaserade överspänningsskydd, anslutna i linje med strömkretsar, använder MOV:er (MOV1, MOV2) för att dämpa överspänningar på nanosekunder. Dessutom minskar ett LC-filter branten i överspänningens spännings- och strömökningshastigheter med nästan 1 000 gånger och femfaldigar restspänningen, vilket skyddar känsliga enheter.
3. Installera spänningshållande varistorer mellan faser och ledningar för att begränsa överspänningar
Denna metod fungerar bra för belysning, hissar, luftkonditioneringsapparater och motorer, som har högre överspänningsmotståndsförmåga. Den är dock mindre effektiv för modern kompakt elektronik med hög integration. Till exempel, i enfasiga 220V AC-system installeras varistorer vanligtvis mellan neutralledare och jord för att absorbera inducerade blixtspikar. Skyddets effektivitet beror helt på varistorval och tillförlitlighet.
Spänningsspänningen ställs in baserat på nätets toppspänning (310V), med hänsyn till:
- 20 % nätfluktuationer,
- 10 % komponenttolerans,
- 15 % tillförlitlighetsfaktorer (åldring, fukt, värme).
Således varierar typiska spänningsnivåer från 470 V till 510 V. Överspänningar under 470 V passerar opåverkade.
Medan vanlig elektrisk utrustning (t.ex. motorer, belysning) tål 1 500 V AC (2 500 V toppspänning), arbetar modern elektronik vid ±5 V till ±15 V, med maximala toleranser under 50 V. Högfrekventa toppar under 470 V kan fortfarande kopplas genom parasitiska kapacitanser i transformatorer och nätaggregat, vilket skadar integrerade kretsar. Dessutom, på grund av varistorns restspänning och blyinduktans, kan starka överspänningar driva upp spänningsnivåerna till 800 V–1 000 V, vilket ytterligare äventyrar elektroniken.
4. Förbättrat skydd med ultraisoleringstransformatorer (isoleringsmetod)
En skärmad isolationstransformator sätts in mellan strömkällan och lasten för att blockera högfrekvent brus samtidigt som korrekt sekundärjordning möjliggörs. Common-mode-störningar, som är relativa till jord, kopplas genom kapacitans mellan lindningarna. En jordad skärm mellan primär- och sekundärlindningarna avleder denna störning och minskar utgående brus.
5. Absorptionsmetod
Absorberande komponenter undertrycker överspänningar genom att växla från hög till låg impedans när tröskelspänningar överskrids. Vanliga komponenter inkluderar:
- Varistorer – Begränsad strömhanteringskapacitet.
- Gasurladdningsrör (GDT)– Långsam respons.
- TVS-dioder / Halvledarurladdningsrör – Snabbare men med nackdelar med energiabsorption.
