Notícia

O protetor de surto, também chamado de protetor de raios, é um dispositivo eletrônico que fornece proteção de segurança para vários equipamentos eletrônicos, instrumentos e linhas de comunicação. Quando um pico de corrente ou tensão é gerado repentinamente no circuito elétrico ou circuito de comunicação devido a interferência externa, o surto o protetor pode conduzir e desviar em um tempo muito curto, de modo a evitar que o surto danifique outros equipamentos no circuito. Intervalo de descarga do componente básico (também conhecido como intervalo de proteção): Geralmente é composto de duas hastes de metal expostas ao ar com um certo vão entre eles, um dos quais é conectado à linha de fase de potência L1 ou linha neutra (N) do dispositivo de proteção necessário. Conectado, outra haste de metal é conectada ao fio de aterramento (PE). Quando ocorre a sobretensão instantânea, o gap é rompido e uma parte da carga de sobretensão é introduzida no solo, evitando o aumento da tensão no equipamento protegido. A distância entre as duas hastes de metal no gap de descarga pode ser ajustada conforme necessário , e a estrutura é relativamente simples, mas a desvantagem é que o desempenho de extinção de arco é fraco. A lacuna de descarga melhorada é uma lacuna angular. Sua função de extinção de arco é melhor do que a anterior. Ele depende da energia elétrica F do circuito e do efeito ascendente do fluxo de ar quente para extinguir o arco.
O tubo de descarga de gás é composto por um par de placas catódicas frias separadas uma da outra e encerradas em um tubo de vidro ou tubo de cerâmica preenchido com um determinado gás inerte (Ar). Para melhorar a probabilidade de disparo do tubo de descarga, existe um agente de disparo auxiliar no tubo de descarga. Este tubo de descarga preenchido com gás tem tipo bipolar e tipo tripolar. Os parâmetros técnicos do tubo de descarga de gás incluem principalmente: Tensão de descarga DC Udc; tensão de descarga de impulso Up (geralmente Up≈ (2 ～ 3) Udc; frequência de energia A corrente In; o impacto e a corrente Ip; a resistência de isolamento R (> 109Ω); a capacitância entre eletrodos (1-5PF). O gás o tubo de descarga pode ser usado em condições DC e AC. A tensão de descarga DC selecionada Udc é a seguinte: Use sob condições DC: Udc≥1,8U0 (U0 é a tensão DC para operação de linha normal) Use sob condições AC: U dc≥ 1.44Un (Un é o valor efetivo da tensão CA para operação de linha normal) O varistor é baseado em ZnO Como o principal componente da resistência não linear do semicondutor de óxido metálico, quando a tensão aplicada às suas duas extremidades atinge um certo valor, a resistência é muito sensível à tensão. Seu princípio de funcionamento é equivalente à conexão em série e paralela de vários PNs semicondutores. As características dos varistores são não lineares Boas características de linearidade (I = coeficiente não linear α em CUα), grande corrente capacidade (~ 2KA / cm2), vazamento normal baixo corrente de idade (10-7 ～ 10-6A), baixa tensão residual (dependendo do trabalho do varistor Tensão e capacidade da corrente), tempo de resposta rápido para sobretensão transitória (~ 10-8s), sem giro livre. Os parâmetros técnicos do varistor incluem principalmente: tensão do varistor (isto é, tensão de comutação) UN, tensão de referência Ulma; tensão residual Ures; relação de tensão residual K (K = Ures / UN); capacidade máxima de corrente Imax; corrente de fuga; tempo de resposta. As condições de uso do varistor são: tensão do varistor: UN≥ [(√2 × 1,2) /0,7] Uo (Uo é a tensão nominal da fonte de alimentação de frequência industrial) Tensão de referência mínima: Ulma ≥ (1,8 ~ 2) Uac (usado sob condições DC) Ulma ≥ (2,2 ~ 2,5) Uac (usado em condições AC, Uac é a tensão de trabalho AC) A tensão máxima de referência do varistor deve ser determinada pela tensão suportável do dispositivo eletrônico protegido e a tensão residual de o varistor deve ser inferior ao nível de perda de tensão do dispositivo eletrônico protegido, ou seja, (Ulma) max≤Ub / K, a fórmula K acima é a relação de tensão residual, Ub é a tensão de perda do equipamento protegido.
Diodo supressor O diodo supressor tem a função de prender e limitar a tensão. Ele funciona na área de decomposição reversa. Por causa de sua baixa tensão de fixação e resposta de ação rápida, é especialmente adequado para os últimos níveis de proteção em circuitos de proteção de vários níveis. elemento. As características volt-ampere do diodo de supressão na zona de ruptura podem ser expressas pela seguinte fórmula: I = CUα, onde α é o coeficiente não linear, para o diodo Zener α = 7 ～ 9, no diodo de avalanche α = 5 ～ 7. Diodo de supressão Os principais parâmetros técnicos são: ⑴ Tensão nominal de ruptura, que se refere à tensão de ruptura sob a corrente de ruptura reversa especificada (geralmente lma). Quanto ao diodo Zener, a tensão de ruptura nominal está geralmente na faixa de 2,9 V ～ 4,7 V, e a tensão de ruptura nominal dos diodos de avalanche está muitas vezes na faixa de 5,6 V a 200 V.⑵ Tensão de fixação máxima: Refere-se à mais alta tensão que aparece em ambas as extremidades do tubo quando a grande corrente da forma de onda especificada é passada.⑶ Potência de pulso: Refere-se ao produto da tensão máxima de aperto em ambas as extremidades do tubo e o valor equivalente da corrente no tubo sob a forma de onda de corrente especificada (como 10 / 1000μs) .⑷ Tensão de deslocamento reverso: refere-se à tensão máxima que pode ser aplicada a ambas as extremidades do tubo na zona de vazamento reversa, e o tubo não deve ser quebrado sob esta tensão . Esta tensão de deslocamento reverso deve ser significativamente maior do que a tensão de operação de pico do sistema eletrônico protegido, ou seja, não pode estar em um estado de condução fraca quando o sistema está operando normalmente. Corrente de fuga máxima: refere-se a a corrente reversa máxima fluindo no tubo sob a ação da tensão de deslocamento reverso. Tempo de resposta: 10-11s Bobina de estrangulamento A bobina de estrangulamento é um dispositivo de supressão de interferência de modo comum com ferrite como núcleo. Consiste em duas bobinas do mesmo tamanho e o mesmo número de voltas que são enroladas simetricamente na mesma ferrita. Um dispositivo de quatro terminais é formado no núcleo toroidal do corpo, que tem um efeito supressor na grande indutância do modo comum sinal, mas tem pouco efeito na pequena indutância de vazamento para o sinal de modo diferencial. O uso de bobinas de estrangulamento em linhas balanceadas pode suprimir efetivamente sinais de interferência de modo comum (como interferência de relâmpago) sem afetar a transmissão normal de sinais de modo diferencial no A bobina de estrangulamento deve atender aos seguintes requisitos durante a produção: 1) Os fios enrolados no núcleo da bobina devem ser isolados uns dos outros para garantir que nenhuma quebra de curto-circuito ocorra entre as espiras da bobina sob a ação de sobretensão instantânea. 2) Quando uma grande corrente instantânea flui através da bobina, o núcleo magnético não deve estar saturado.3) O núcleo magnético na bobina deve ser isolado da bobina para evitar quebra entre os dois sob a ação de sobretensão transitória.4) A bobina deve ser enrolada em uma única camada tanto quanto possível. Isso pode reduzir a capacitância parasita da bobina e aumentar a capacidade da bobina de resistir à sobretensão instantânea. Dispositivo de curto-circuito de comprimento de onda / 4 O dispositivo de curto-circuito de comprimento de onda de 1/4 é um protetor de pico de sinal de microondas feito com base na análise de espectro de relâmpagos ondas e a teoria das ondas estacionárias da antena e do alimentador. O comprimento da barra de curto-circuito de metal neste protetor é baseado no sinal de trabalho. A frequência (como 900MHZ ou 1800MHZ) é determinada pelo tamanho de 1/4 do comprimento de onda. O comprimento da barra de curto-circuito paralela tem impedância infinita para o frequência do sinal de trabalho, que é equivalente a um circuito aberto e não afeta a transmissão do sinal. No entanto, para ondas de raio, porque a energia do raio é distribuída principalmente abaixo de n + KHZ, esta barra de curto-circuito. A impedância da onda de raio é muito pequena, o que é equivalente a um curto-circuito, e o nível de energia do raio vaza para o solo. o diâmetro da barra de curto-circuito de 1/4 de comprimento de onda é geralmente de alguns milímetros, o desempenho da resistência de corrente de impacto é bom, podendo chegar a mais de 30KA (8 / 20μs) e a tensão residual é muito pequena. Essa tensão residual é causada principalmente pela própria indutância da barra de curto-circuito. A desvantagem é que a banda de frequência de energia é relativamente estreita e a largura de banda é de cerca de 2% a 20%. Outra deficiência é que não é possível adicionar uma polarização DC ao alimentador de antena, o que limita certas aplicações.

Proteção hierárquica de protetores de sobretensão (também conhecidos como protetores de raio) proteção hierárquica Como a energia dos raios é muito grande, é necessário descarregar gradualmente a energia dos raios para a terra através do método de descarga hierárquica. O raio de primeiro nível O dispositivo de proteção pode descarregar a corrente direta de um raio ou descarregar a enorme energia conduzida quando a linha de transmissão de energia é atingida diretamente por um raio. Para locais onde podem ocorrer descargas atmosféricas diretas, a proteção contra descargas atmosféricas de CLASSE-I deve ser realizada. O dispositivo de proteção contra descargas atmosféricas de segundo nível é um dispositivo de proteção para a tensão residual do dispositivo de proteção contra descargas atmosféricas de nível frontal e a descarga atmosférica induzida na área . Quando ocorre a absorção de energia do raio de nível frontal, ainda há uma parte do equipamento ou o dispositivo de proteção contra raios de terceiro nível. É uma grande quantidade de energia que será transmitida e precisa ser absorvida ainda mais pelo dispositivo de proteção contra raios de segundo nível. Ao mesmo tempo, a linha de transmissão que passa pelo dispositivo de proteção contra raios de primeiro nível também induzirá raios radiação de pulso eletromagnético LEMP. Quando a linha é longa o suficiente, a energia do relâmpago induzido torna-se grande o suficiente e o dispositivo de proteção contra relâmpagos de segundo nível é necessário para descarregar ainda mais a energia do relâmpago. O dispositivo de proteção contra relâmpagos de terceiro nível protege o LEMP e a energia residual do relâmpago que passa através o dispositivo de proteção contra raios de segundo nível. O objetivo do primeiro nível de proteção é evitar que a tensão de surto seja conduzida diretamente da zona LPZ0 para a zona LPZ1 e limitar a tensão de surto de dezenas de milhares a centenas de milhares de volts para 2500-3000V. O protetor de surto de energia instalado no lado de baixa tensão do transformador de energia doméstico deve ser um protetor de surto de energia do tipo interruptor de tensão trifásico como o primeiro nível de proteção, e sua taxa de fluxo de relâmpago não deve ser menos de 60KA. Este nível de protetor de sobretensão de energia deve ser um protetor de sobretensão de energia de grande capacidade conectado entre cada fase da linha de entrada da fonte de alimentação do usuário sistema e terra. Geralmente, é necessário que este nível de protetor de sobretensão de energia tenha uma capacidade máxima de impacto de mais de 100KA por fase e a tensão limite necessária seja inferior a 1500 V, que é chamada de protetor de sobretensão de energia CLASSE I. Estes raios eletromagnéticos dispositivos de proteção são especialmente projetados para suportar grandes correntes de raios e raios induzidos e para atrair picos de alta energia, que podem desviar grandes quantidades de correntes de surto para o solo. Eles fornecem apenas proteção de nível médio (a tensão máxima que aparece no quando a corrente de impulso flui através do pára-raios de energia é chamada de tensão limite), porque os protetores CLASSE I absorvem principalmente grandes correntes de surto. Eles não podem proteger completamente o equipamento elétrico sensível dentro do sistema de fonte de alimentação. O pára-raios de energia de primeiro nível pode evitar ondas de raio de 10 / 350μs, 100KA e atingir o mais alto padrão de proteção estipulado pela IEC. A referência técnica é: a taxa de fluxo de raios é maior ou igual a 100KA (10 / 350μs); o valor da tensão residual não é superior a 2,5 KV; o tempo de resposta é menor ou igual a 100 ns. O objetivo do segundo nível de proteção é limitar ainda mais o valor da tensão de surto residual passando pelo primeiro nível do para-raios para 1500-2000V e implementar a conexão equipotencial para LPZ1- LPZ2.A saída do protetor contra surtos de energia do circuito do gabinete de distribuição deve ser um protetor contra surtos de energia com limitação de tensão como o segundo nível de proteção, e sua capacidade de corrente elétrica não deve ser inferior a 20KA. Deve ser instalado na subestação que fornece energia para equipamentos elétricos importantes ou sensíveis. Escritório de distribuição de estradas. Esses pára-raios de fonte de alimentação podem absorver melhor a energia residual de pico que passou pelo pára-raios na entrada da fonte de alimentação do usuário e têm uma melhor supressão de sobretensão transitória. O protetor de sobretensão de energia usado aqui requer uma capacidade máxima de impacto de 45kA ou mais por fase, e a tensão limite exigida deve ser inferior a 1200V. É chamado de protetor contra surtos de energia CLASSE Ⅱ. O sistema de fonte de alimentação do usuário geral pode alcançar a proteção de segundo nível para atender aos requisitos de operação do equipamento elétrico. O pára-raios de fornecimento de energia de segundo nível adota o protetor tipo C para proteção de modo completo de fase-centro, fase-terra e terra média, principalmente. Os parâmetros técnicos são: a capacidade de corrente de raio é maior ou igual a 40KA (8 / 20μs); o valor de pico da tensão residual não é maior do que 1000 V; o tempo de resposta não é maior que 25 ns.

O objetivo do terceiro nível de proteção é o meio final de proteger o equipamento, reduzindo o valor da tensão residual de surto para menos de 1000V, de modo que a energia de surto não danifique o equipamento. O protetor de surto de energia instalado na extremidade de entrada da fonte de alimentação CA do equipamento eletrônico de informação deve ser um protetor contra surtos de tensão limitador de tensão em série como o terceiro nível de proteção, e sua capacidade de corrente elétrica não deve ser inferior a 10KA. A última linha de defesa pode usar uma alimentação embutida pára-raios na fonte de alimentação interna do equipamento elétrico para atingir o objetivo de eliminar completamente a pequena sobretensão transitória. O protetor contra surtos de energia usado aqui requer uma capacidade máxima de impacto de 20KA ou menos por fase, e a tensão limite necessária deve ser inferior a 1000V. Para alguns equipamentos eletrônicos particularmente importantes ou particularmente sensíveis, é necessário ter o terceiro nível de proteção, e pode al portanto, proteja o equipamento elétrico da sobretensão transitória gerada dentro do sistema. Para a fonte de alimentação do retificador usada em equipamentos de comunicação de micro-ondas, equipamentos de comunicação de estação móvel e equipamentos de radar, é aconselhável selecionar um protetor de raios de fonte de alimentação DC adaptado à tensão de trabalho como a proteção final de acordo com as necessidades de proteção de sua tensão de trabalho. O quarto nível de proteção e acima é baseado no nível de tensão suportável do equipamento protegido. Se os dois níveis de proteção contra raios podem limitar a tensão para ser inferior ao nível de tensão suportável do equipamento, apenas dois níveis de proteção são necessários. Se o equipamento tiver um nível de tensão suportável inferior, pode exigir quatro ou mais níveis de proteção. A capacidade de corrente elétrica do quarto nível de proteção não deve ser inferior a 5KA. [3] O princípio de funcionamento da classificação dos protetores contra sobretensão divide-se em ⒈ tipo de chave: seu princípio de funcionamento é que quando não há sobretensão instantânea apresenta uma alta impedância, mas uma vez que responde à sobretensão transitória do raio, sua impedância muda repentinamente para um valor baixo, permitindo relâmpagos A corrente passa. Quando usados ​​como tais dispositivos, os dispositivos incluem: gap de descarga, tubo de descarga de gás, tiristor, etc.⒉ Tipo de limitação de tensão: Seu princípio de funcionamento é de alta resistência quando não há sobretensão instantânea, mas com o aumento da corrente de surto e tensão, sua impedância continuará a diminuir, e suas características de corrente-tensão são fortemente não lineares. Os dispositivos usados ​​para tais dispositivos são: óxido de zinco, varistores, diodos supressores, diodos de avalanche, etc.⒊ Tipo de derivação ou tipo choke tipo shunt: conectado em paralelo com o equipamento protegido, apresenta baixa impedância ao pulso de raio e alta impedância ao op normal frequência de eração. Tipo de engate: Em série com o equipamento protegido, apresenta alta impedância aos pulsos de raio, e baixa impedância às frequências normais de operação. Os dispositivos utilizados para tais dispositivos são: bobinas de estrangulamento, filtros passa-alto, filtros passa-baixo , Dispositivos de curto-circuito de 1/4 de comprimento de onda, etc.

De acordo com a finalidade (1) Protetor de energia: protetor de energia CA, protetor de energia CC, protetor de energia de comutação, etc. O módulo de proteção contra raios de energia CA é adequado para a proteção de energia de salas de distribuição de energia, gabinetes de distribuição de energia, armários de distribuição, CA Painéis de distribuição de energia DC, etc .; Existem caixas de distribuição de energia de entrada ao ar livre no edifício e caixas de distribuição de energia no piso do edifício; Os protetores contra surtos de onda de energia são usados ​​para redes de energia industrial e civil de baixa tensão (220 / 380VAC); em sistemas de energia, eles são usados ​​principalmente para entrada ou saída de energia trifásica no painel de fonte de alimentação da sala de controle principal da sala de automação e subestação. É adequado para vários sistemas de fonte de alimentação DC, tais como: Painel de distribuição de energia DC ; Equipamento de alimentação DC; Caixa de distribuição de energia DC; gabinete de sistema de informação eletrônico; terminal de saída do equipamento de fonte de alimentação secundária. Protetor de sinal: protetor de sinal de baixa frequência, protetor de sinal de alta frequência, protetor de alimentador de antena, etc. ROUTER e outros equipamentos de rede contra descargas atmosféricas e proteção contra sobretensão induzida por pulso eletromagnético; · Proteção de switch de rede da sala de rede; · Proteção do servidor da sala de rede; · Sala de rede outra Proteção de equipamentos com interface de rede; · A caixa de proteção contra raios integrada de 24 portas é usada principalmente para proteção centralizada de canais multissinais em gabinetes de rede integrados e gabinetes de distribuição de ramal. Protetores contra surtos de sinal. Os dispositivos de proteção contra raios de sinal de vídeo são usados ​​principalmente para equipamentos de sinal de vídeo ponto a ponto. A proteção de sinergia pode proteger todos os tipos de equipamento de transmissão de vídeo dos perigos causados ​​pelo raio induzido e sobretensão da linha de transmissão de sinal, e também é aplicável à transmissão de RF sob a mesma tensão de trabalho. A caixa de proteção é usada principalmente para proteção centralizada de equipamentos de controle, como gravadores de vídeo de disco rígido e cortadores de vídeo no gabinete de controle integrado.