Συσκευή προστασίας από παλμούς

Οι σύγχρονες οικιακές συσκευές έχουν συχνά ενσωματωμένη προστασία από τις υπερτάσεις στα τροφοδοτικά τους, όμως ο πόρος των τυπικών λύσεων σε βαρίστορ εξαντλείται από το μέγιστο των 30 περιπτώσεων λειτουργίας και ακόμη και αν το ρεύμα σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης δεν υπερβαίνει τα 10 kA. Αργά ή αργότερα, η προστασία που είναι ενσωματωμένη στη συσκευή μπορεί να αποτύχει και οι συσκευές που δεν προστατεύονται από την υπέρταση απλά αποτυγχάνουν και προκαλούν πολλά προβλήματα στους ιδιοκτήτες τους. Εν τω μεταξύ, οι αιτίες των επικίνδυνων κύματος κύματος μπορεί να είναι: μια καταιγίδα, εργασίες επισκευής, κύμα κατά τη μεταγωγή ισχυρών αντιδρών φορτίων, και ποτέ δεν ξέρεις τι άλλο.

Για να αποφευχθούν τέτοιες δυσάρεστες καταστάσεις, οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (συντομογραφημένες ως SPD) σχεδιάζονται έτσι ώστε να λαμβάνουν έναν παλμό υπέρτασης έκτακτης ανάγκης, εμποδίζοντας την απενεργοποίηση των ηλεκτρικών συσκευών που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο.

Η αρχή λειτουργίας του SPD είναι αρκετά απλή: σε κανονική κατάσταση, το ρεύμα μέσα στη συσκευή ρέει μέσω μιας αγώγιμης διακλάδωσης και στη συνέχεια μέσω του φορτίου που συνδέεται εκείνη τη στιγμή με το δίκτυο. αλλά ανάμεσα στο βραχίονα και το έδαφος υπάρχει ένα προστατευτικό στοιχείο - ένα βαρίστορ ή απαγωγέας, του οποίου η αντίσταση στην κανονική λειτουργία είναι megaohms, και αν προκύψει ξαφνικά μια υπέρταση, το προστατευτικό στοιχείο θα μεταφερθεί αμέσως σε μια αγώγιμη κατάσταση και το ρεύμα θα βγει από το έδαφος προς το έδαφος.

Τη στιγμή της λειτουργίας του SPD, η αντίσταση στον βρόγχο φάσης-μηδέν θα μειωθεί σε κρίσιμη και θα εξοικονομηθούν οικιακές συσκευές, επειδή η γραμμή θα είναι πρακτικά βραχυκυκλωμένη μέσω του προστατευτικού στοιχείου του SPD. Όταν σταθεροποιηθεί η τάση στη γραμμή, το προστατευτικό στοιχείο του SPD θα επανέλθει σε μη αγώγιμη κατάσταση και το ρεύμα προς το φορτίο θα ρεύσει και πάλι μέσω της διακλάδωσης.

Υπάρχουν τρεις κατηγορίες συσκευών προστασίας από υπέρταση που διανέμονται ευρέως:

• Κατηγορία I SPD

• Κατηγορία II SPD

• Κατηγορία ΙΙΙ SPD

Οι διατάξεις προστασίας κατηγορίας Ι έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν από παλμούς υπερτάσεων με χαρακτηριστικό κύματος 10/350 μs, πράγμα που σημαίνει ότι ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος ανόδου ενός παλμού κύματος σε μέγιστο και μια πτώση σε ονομαστική τιμή δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 και 350 μικροδευτερόλεπτα, αντίστοιχα. ενώ επιτρέπεται ένα βραχυπρόθεσμο ρεύμα από 25 έως 100 kA, τέτοια παλμικά ρεύματα εμφανίζονται κατά τη διάρκεια μιας εκκένωσης από κεραυνούς όταν εισέρχεται σε γραμμή ισχύος σε απόσταση μικρότερη από 1,5 km από τον καταναλωτή.

Συσκευές αυτής της κλάσης εκτελούνται σε απαγωγείς και η τοποθέτησή τους πραγματοποιείται στον κεντρικό πίνακα ή συσκευή εισόδου-διανομής στην είσοδο του κτιρίου.

Τα SPD κατηγορίας II έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν από βραχυχρόνιο θόρυβο παλμών και είναι εγκατεστημένα σε πίνακες. Είναι σε θέση να παρέχουν προστασία από παλμούς υπέρτασης με παραμέτρους 8/20 μs, με ένταση ρεύματος από 10 έως 40 kA. Στο ΕΕΠ αυτής της κατηγορίας χρησιμοποιούνται βαρίστορ.

Δεδομένου ότι ο πόρος του βαρίστορ είναι περιορισμένος, έχει προστεθεί μια μηχανική ασφάλεια στην σχεδίαση SPD που βασίζεται σε αυτά, η οποία απλώς αφαιρεί την εκτροπή από το βαρίστορ όταν η αντίστασή του παύει να είναι επαρκής για έναν ασφαλή τρόπο προστασίας. Αυτό στην πραγματικότητα είναι η θερμική προστασία που προστατεύει τη συσκευή από υπερθέρμανση και πυρκαγιά. Στο μπροστινό μέρος της μονάδας υπάρχει ένας έγχρωμος δείκτης που σχετίζεται με την ασφάλεια, την κατάστασή της και αν χρειάζεται να αντικατασταθεί ο βαρίστορ, τότε αυτό μπορεί εύκολα να γίνει κατανοητό.

Τα SPD κατηγορίας ΙΙΙ είναι παρόμοια διατεταγμένα, με μόνη διαφορά ότι το μέγιστο ρεύμα του εσωτερικού varistor δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 kA.

Τα παραδοσιακά κυκλώματα προστασίας από παλμούς που είναι ενσωματωμένα σε οικιακές συσκευές έχουν τις ίδιες παραμέτρους, ωστόσο, όταν τους αντιγράφουν με μια εξωτερική συσκευή προστασίας τάσης ΙΙΙ, ελαχιστοποιείται η πιθανότητα πρόωρης αποτυχίας του εξοπλισμού.

Για λόγους δικαιοσύνης, αξίζει να σημειωθεί ότι για την αξιόπιστη προστασία του εξοπλισμού είναι σημαντικό να θεσπιστούν τα ΕΕΠ των κατηγοριών προστασίας Ι, ΙΙ και ΙΙΙ. Αυτό πρέπει να παρατηρηθεί, δεδομένου ότι ένα ισχυρό προστατευτικό κύματος τάξης Ι δεν θα λειτουργήσει με σύντομους παλμούς χαμηλής υπέρτασης απλώς και μόνο λόγω της χαμηλής ευαισθησίας του και ένα λιγότερο ισχυρό δεν θα αντιμετωπίσει το υψηλό ρεύμα που θα αντιμετωπίσει ένας προστατευτικός κύματος τάσης Ι.