Nguyên tắc bảo vệ chống sét lan truyền nguồn điện chuyển mạch
SurgeProtectiveDevice, SPD, còn được gọi là thiết bị chống sét lan truyền, là một thiết bị bảo vệ phi tuyến tính được sử dụng để hạn chế quá điện áp thoáng qua và dẫn hướng dòng điện đột biến phóng điện trong các hệ thống đang hoạt động và được sử dụng để bảo vệ các hệ thống điện hoặc điện tử có mức điện áp chịu được thấp khỏi sét đánh và Thiệt hại từ xung điện từ sét hoặc hoạt động quá điện áp. Trong những năm gần đây, các hệ thống thông tin điện tử (như truyền hình, điện thoại, thông tin liên lạc, mạng máy tính, v.v.) đã phát triển nhanh chóng và một số lượng lớn các thiết bị thông tin điện tử đã xuất hiện và trở nên phổ biến. Những hệ thống và thiết bị như vậy thường đắt tiền và quan trọng, điện áp làm việc và mức điện áp chịu đựng của chúng rất thấp nên rất dễ bị xung điện từ sét đánh. Do đó, SPD là cần thiết để bảo vệ điện áp.
Do các tiêu chuẩn khác nhau được tuân theo bởi các quốc gia khác nhau, thông số kỹ thuật của sản phẩm không thống nhất và nhận dạng tham số cũng có điểm nhấn riêng, kém hơn nhiều so với thông số kỹ thuật của sản phẩm điện khác, điều này gây ra sự bất tiện lớn cho thiết kế và lựa chọn. Trong thiết kế kỹ thuật, các thương hiệu phổ biến có thể được chia thành sản phẩm nội địa, sản phẩm châu Âu và sản phẩm Mỹ theo nơi xuất xứ. Cài đặt tham số của các sản phẩm trong nước rất hỗn loạn, với nhiều thông số kỹ thuật khác nhau và áp suất dư cao. Một số cài đặt mô hình của các sản phẩm được tiêu chuẩn hóa bắt chước các sản phẩm của Châu Âu và một số tuân theo các thông số hiệu chuẩn quốc gia. Hầu hết các sản phẩm được đánh dấu bằng In và Imax. Do các sản phẩm trong nước có yêu cầu tương đối thấp đối với vị trí ứng dụng, cấp công trình thấp và giá trị điện áp chịu được của thiết bị lớn, nên một số yêu cầu tham số có thể được nới lỏng một cách thích hợp.
Các sản phẩm châu Âu thường đánh dấu dòng xả tối đa và kiểu sản phẩm cũng được đặt theo tham số này. Ví dụ XXX65 và XXX40 của một hãng nổi tiếng Châu Âu thì giá trị 65 và 40 là Imax. Tuy nhiên, tiêu chuẩn Trung Quốc quy định rõ ràng rằng nên sử dụng dòng xả danh nghĩa In để lựa chọn loại, đây là một tình huống đáng xấu hổ gặp phải trong thiết kế kỹ thuật hiện nay. Sau khi kiểm tra thông tin sản phẩm, giá trị In của XX65 không vượt quá 20kA và giá trị In của XX40 không vượt quá 15kA. Theo giá trị khuyến nghị của GB50343, hai sản phẩm này chỉ có thể được sử dụng để bảo vệ thiết bị đầu cuối cấp ba, nhưng trong thiết kế thực tế, chúng được lắp đặt ở cấp một và cấp hai, điều này rõ ràng là không phù hợp với các tham số lựa chọn của tiêu chuẩn quốc gia và điện áp dư Cao hơn, các mẫu thông thường thường vượt quá 1200V, một khi môi trường dây không tốt, rất dễ vượt quá giá trị điện áp chịu được của thiết bị. Nói chung, giá trị Uc của các sản phẩm châu Âu nhỏ và điện áp đường dây được đánh dấu theo cơ hội nên rất dễ gây nhầm lẫn khi chọn kiểu máy.
Phân loại thiết bị chống sét lan truyền
SPD là thiết bị không thể thiếu trong việc chống sét cho các thiết bị điện tử. Chức năng của nó là hạn chế quá điện áp tức thời đi vào đường dây điện và đường truyền tín hiệu trong dải điện áp mà thiết bị hoặc hệ thống có thể chịu được hoặc rò rỉ dòng sét mạnh xuống đất. , để bảo vệ thiết bị hoặc hệ thống được bảo vệ khỏi tác động.
Phân loại theo nguyên lý làm việc
Theo nguyên tắc làm việc của nó, SPD có thể được chia thành loại công tắc điện áp, loại giới hạn điện áp và loại kết hợp.
(1) Công tắc điện áp loại SPD. Nó thể hiện trở kháng cao khi không có quá điện áp tức thời và một khi nó phản ứng với quá điện áp tức thời của sét, trở kháng của nó đột ngột thay đổi thành trở kháng thấp, cho phép dòng sét đi qua, còn được gọi là "SPD loại công tắc ngắn mạch".
(2) SPD giới hạn áp suất. Khi không có quá điện áp tức thời, nó có trở kháng cao, nhưng với sự gia tăng dòng điện và điện áp đột biến, trở kháng của nó sẽ tiếp tục giảm và đặc tính điện áp dòng điện của nó rất phi tuyến tính, đôi khi được gọi là "SPD kẹp".
(3) SPD kết hợp. Sự kết hợp của các thành phần chuyển đổi điện áp và giới hạn điện áp có thể thể hiện đặc tính chuyển đổi điện áp hoặc giới hạn điện áp hoặc cả hai, tùy thuộc vào đặc tính của điện áp đặt vào.
Phân loại theo mục đích
Theo công dụng của nó, SPD có thể được chia thành hai loại: SPD dòng điện và SPD dòng tín hiệu.
(1) SPD đường dây điện
Do năng lượng của sét đánh rất lớn nên cần phải giải phóng năng lượng của sét đánh xuống đất từng bước thông qua phương pháp phóng điện phân tầng. Trong vùng không chống sét trực tiếp (LPZ0A) hoặc tại điểm giao nhau của vùng chống sét trực tiếp (LPZ0B) và vùng bảo vệ đầu tiên (LPZ1), hãy lắp đặt bộ chống sét lan truyền hoặc một bộ chống sét lan truyền giới hạn điện áp đã vượt qua bài kiểm tra phân loại Loại I. Cấp độ bảo vệ đầu tiên là phóng dòng sét trực tiếp hoặc khi đường dây truyền tải điện bị sét đánh trực tiếp, nó sẽ phóng ra năng lượng khổng lồ được dẫn. Lắp đặt bộ chống sét lan truyền giới hạn điện áp ở điểm giao nhau của mỗi bộ phận (bao gồm cả khu vực LPZ1) sau vùng bảo vệ đầu tiên, như mức bảo vệ thứ hai, thứ ba hoặc cao hơn. Bộ bảo vệ cấp hai là thiết bị bảo vệ cho điện áp dư của bộ bảo vệ cấp trước và sét đánh gây ra trong khu vực. Khi sự hấp thụ năng lượng sét đánh lớn xảy ra ở cấp phía trước, vẫn có một phần khá lớn đối với thiết bị hoặc người bảo vệ cấp ba. Năng lượng sẽ được truyền đi và cần được hấp thụ thêm bởi người bảo vệ cấp hai. Đồng thời, đường truyền đi qua thiết bị chống sét cấp một cũng sẽ tạo ra bức xạ xung điện từ sét. Khi đường dây đủ dài, năng lượng của tia sét cảm ứng trở nên đủ lớn, cần có bộ bảo vệ cấp hai để tiếp tục xả năng lượng sét. Bộ bảo vệ cấp ba bảo vệ năng lượng sét còn sót lại đi qua bộ bảo vệ cấp hai. Theo cấp điện áp chịu đựng của thiết bị được bảo vệ, nếu chống sét hai cấp có thể hạn chế điện áp thấp hơn cấp điện áp chịu đựng của thiết bị thì chỉ cần bảo vệ hai cấp; nếu mức điện áp chịu được của thiết bị thấp, bốn cấp hoặc thậm chí Nhiều cấp bảo vệ hơn.
(2) Đường tín hiệu SPD
Với ứng dụng rộng rãi của hệ thống thông tin, do số lượng đường mạng lớn và mức điện áp chịu đựng thấp của thiết bị điện tử, sét đánh ngày càng có hại cho hệ thống thông tin. Tác hại của sét đối với hệ thống thông tin chủ yếu do xung điện từ sét gây ra, bao gồm sóng quá áp sét dẫn dọc theo đường dây, khả năng phản công cao do dòng sét trên dây nối đất tạo ra, cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ của sét. trường điện từ. Các biện pháp bảo vệ đối với các xung điện từ bao gồm chặn, tạo shunt, liên kết đẳng thế, che chắn, nối đất và đi dây hợp lý. Cài đặt SPD trên đường tín hiệu là một biện pháp quan trọng để hệ thống thông tin ngăn chặn các xung điện từ. Nó có thể đồng thời đóng vai trò đánh chặn, chuyển hướng và liên kết đẳng thế. Đường tín hiệu SPD phải được kết nối với cổng tín hiệu của thiết bị được bảo vệ. Thiết bị đầu cuối đầu ra của nó được kết nối với cổng của thiết bị được bảo vệ, có thể được chia thành kết nối nối tiếp và kết nối song song, và thường được cài đặt nối tiếp trên đường tín hiệu. Do đó, khi chọn SPD tín hiệu, nên chọn SPD có suy hao chèn nhỏ hơn.
