¿Cuál es el papel del spd en la electricidad débil?
El tipo y construcción de los protectores contra sobretensiones varían según la aplicación, pero se debe incluir al menos un elemento limitador de tensión no lineal. Los componentes básicos utilizados en los protectores contra sobretensiones son: espacio de descarga, tubo de descarga lleno de gas, varistor, diodo de supresión y bobina de choque.
1. Clasificación de los protectores contra sobretensiones:
1. Clasificación según principio de funcionamiento:
1. Tipo de conmutación: Su principio de funcionamiento es que cuando no hay transitorio Presenta una alta impedancia durante la sobretensión, pero una vez que responde a una sobretensión transitoria del rayo, su impedancia cambia repentinamente a un valor bajo para permitir el paso de la corriente del rayo. Los dispositivos utilizados como tales incluyen: espacios de descarga, tubos de descarga de gas y transistores de corriente de puerta.
2. Tipo limitador de voltaje: su principio de funcionamiento es que tiene alta interferencia cuando no hay sobrevoltaje transitorio, pero a medida que la sobretensión y el voltaje aumentan, su impedancia continuará disminuyendo y su corriente- voltaje Las características son fuertemente no lineales. Como tales dispositivos se utilizan: óxido de zinc, varistor, diodo de supresión, diodo de avalancha, etc.
3. Tipo paralelo o tipo estrangulador
Tipo paralelo: Cuando se conecta en paralelo con el equipo protegido, el pulso del rayo presenta baja impedancia, pero presenta alta impedancia a la frecuencia normal de funcionamiento.
Tipo estrangulador: conectado en serie con el equipo protegido, presentando alta impedancia a los impulsos del rayo y baja impedancia a la frecuencia normal de operación.
Los componentes utilizados en este tipo de equipos incluyen: bobinas de choque, filtros de paso alto, filtros de paso bajo y cortocircuitos de 1/4 de longitud de onda.
Según la finalidad: (1) Protector de alimentación: protector de alimentación de CA, protector de alimentación de CC, protector de fuente de alimentación conmutada.
(2) Protector de señal: protector de señal de baja frecuencia, protector de señal de alta frecuencia, protector de alimentador de antena.
2. Composición básica y principio de funcionamiento del pararrayos:
1. Espacio de descarga (también llamado espacio de protección):
Generalmente está compuesto por expuesto Consta de dos varillas metálicas separadas por un cierto espacio en el aire. Una varilla metálica está conectada a la línea de fase de alimentación L1 o línea neutra (N) del equipo protegido, y la otra varilla metálica está conectada al cable de tierra (. PE). Cuando se produce una sobretensión transitoria en la línea de tierra. Cuando se produce una sobretensión instantánea, se rompe el hueco y parte de la carga de sobretensión se introduce en tierra, evitando así que suba la tensión en el equipo protegido. La distancia entre las dos varillas metálicas de este espacio de descarga se puede ajustar según sea necesario y la estructura es relativamente simple. La desventaja es que el rendimiento de extinción del arco es deficiente. El espacio de descarga mejorado es un espacio de esquina y su función de extinción del arco es mejor que la anterior. Depende de la acción de la energía eléctrica F en el circuito y de la acción ascendente del flujo de aire caliente para extinguir el arco.
2. Tubo de descarga de gas:
Está compuesto por un par de placas de cátodo frío encapsuladas en un tubo de vidrio o tubo cerámico lleno de una determinada cantidad de gas inerte (Ar). Para mejorar la probabilidad de disparo del tubo de descarga, se instala un agente de disparo auxiliar en el tubo de descarga.
Este tipo de tubo de descarga lleno de gas es de tipo bipolar y tripolar.
Los parámetros técnicos del tubo de descarga de gas son los siguientes: voltaje de descarga de CC Udc voltaje de descarga de impulso Up (generalmente Up≈); (2~3) Udc; Frecuencia de alimentación y corriente auxiliar In; impulso y corriente auxiliar Ip; resistencia de aislamiento R (gt; 109Ω); capacitancia entre electrodos (1~5PF)
Se puede utilizar el tubo de descarga de gas. En condiciones de CC y CA, el voltaje de descarga de CC seleccionado Udc es el siguiente: Cuando se usa en condiciones de CC: Udc ≥ 1,8U0 (U0 es el voltaje de CC cuando la línea funciona normalmente)
Cuando se usa en CA condiciones: Udc ≥ 1.44Un (Un es el valor efectivo de la tensión CA cuando la línea está funcionando normalmente)
3. Varistor:
Es un semiconductor de óxido metálico no lineal Resistencia con óxido de zinc como componente principal, cuando el voltaje que actúa en sus dos extremos alcanza un cierto valor, la resistencia es muy sensible al voltaje. Su principio de funcionamiento es equivalente a la conexión en serie y en paralelo de un varistor semiconductor múltiple PN. por buenas características no lineales (I en el coeficiente no lineal α. = CUα), gran capacidad de corriente (~ 2KA/cm2), pequeña corriente de fuga normal (10-7 ~ 10-6A), baja tensión residual (dependiendo de la tensión de funcionamiento y la capacidad actual del varistor), y bueno para transitorios. El tiempo de respuesta de sobretensión es rápido (~ 10-8 s) y no hay corriente continua.
Los principales parámetros técnicos del varistor son: voltaje. sensibilidad (es decir, voltaje de conmutación) UN, voltaje de referencia Ulma, voltaje residual Ures, relación de voltaje residual K (K=Ures/UN), capacidad de rendimiento máxima Imax, corriente de fuga, tiempo de respuesta
Las condiciones para usar el varistor son: tensión del varistor: UN ≥ [(√2× 1.2)/0.7]U0 (U0 es la tensión nominal de la fuente de alimentación de frecuencia industrial)
Tensión mínima de referencia: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (usado en condiciones de CC)
Ulma ≥ (2,2 ~ 2,5) Uac (usado en condiciones de CA, Uac es el voltaje de trabajo de CA)
El voltaje de referencia máximo del varistor debe ser determinado por el voltaje soportado del equipo electrónico protegido, y el voltaje residual del varistor debe ser inferior al nivel de voltaje del equipo electrónico protegido, es decir, (Ulma) max ≤ Ub/K, donde K es la relación de voltaje residual y Ub es el voltaje del equipo protegido
4. Diodo de supresión:
El diodo de supresión tiene una función limitadora de voltaje de sujeción. Funciona en la región de ruptura inversa debido a su baja. voltaje de sujeción y velocidad de respuesta rápida, es especialmente adecuado para su uso como los últimos niveles de elementos de protección en circuitos de protección de múltiples niveles. Las características de voltamperaje del diodo de supresión en la región de ruptura se pueden expresar mediante la siguiente fórmula: I=CUα, donde α es el coeficiente no lineal. Para diodos Zener, α=7~9, y para diodos de avalancha, α=5~7 /p>
Parámetros técnicos de los diodos de supresión
. (1) Voltaje de ruptura nominal, que se refiere al voltaje de ruptura bajo la corriente de ruptura inversa especificada (generalmente lma). El voltaje de ruptura nominal de los diodos Zener generalmente está entre 2,9 V ~ 4,7 V, mientras que el voltaje de ruptura nominal de los diodos de avalancha suele estar entre 5,6 V ~ 200 V.
(2) Tensión máxima de sujeción: se refiere a la tensión máxima que aparece en ambos extremos del tubo cuando pasa por una corriente grande con una forma de onda específica.
(3) Potencia de pulso: es el producto del voltaje de sujeción máximo a través del tubo y la corriente equivalente de la forma de onda de corriente especificada (como 10/1000μs) en el tubo.
(4) Voltaje de desplazamiento inverso: se refiere al voltaje máximo que se puede aplicar a ambos extremos del tubo de electrones en el área de fuga inversa. Bajo este voltaje, el tubo de electrones no debe romperse. Este voltaje de desplazamiento inverso debe ser significativamente mayor que el voltaje operativo pico más alto del sistema electrónico protegido, es decir, no está en un estado de conducción débil durante el funcionamiento normal del sistema.
(5) Corriente de fuga máxima: Se refiere a la corriente inversa máxima que fluye en el tubo bajo la acción del voltaje de desplazamiento inverso.
(6) Tiempo de respuesta: 10-11 s
5. Bobina de estrangulación: La bobina de estrangulación es un dispositivo de supresión de interferencias en modo **** con un núcleo de ferrita. bobinas del mismo tamaño y el mismo número de vueltas enrolladas simétricamente alrededor del mismo núcleo de anillo de ferrita para formar un dispositivo de cuatro terminales, que puede suprimir la gran inductancia exhibida por las señales en modo ****, mientras que la pequeña fuga exhibida por el modo diferencial Las señales tienen un efecto supresor. La pequeña inductancia de fuga que presentan las señales en modo diferencial tiene poco efecto. El uso de bobinas de estrangulación en líneas balanceadas puede suprimir eficazmente las señales de interferencia en modo **** (como la interferencia de rayos), mientras que la transmisión normal de la línea no tiene ningún impacto en las señales de modo diferencial.
Este tipo de bobina de estrangulación debe cumplir los siguientes requisitos al fabricarse:
1) Los cables enrollados alrededor del núcleo de la bobina deben estar aislados entre sí para garantizar que resistirán la acción. de sobretensión transitoria no se produce ninguna falla por cortocircuito entre las vueltas de la bobina.
2) Cuando una gran corriente transitoria fluye a través de la bobina, el núcleo de hierro no debe saturarse.
3) El núcleo de hierro de la bobina debe estar aislado de la bobina para evitar la ruptura entre los dos bajo sobretensión transitoria.
4) La bobina debe enrollarse en una sola capa tanto como sea posible, lo que puede reducir la capacitancia parásita de la bobina y mejorar la capacidad de la bobina para soportar sobretensiones transitorias.
Cortocircuitador de 6.1/4 longitud de onda
El cortocircuito de 1/4 de longitud de onda es un protector contra sobretensiones de señal de microondas elaborado en base al análisis del espectro de las ondas del rayo y la teoría de la onda estacionaria de la antena. Esta La longitud de este protector se determina en función del tamaño de 1/4 de longitud de onda de la frecuencia de la señal de trabajo de la varilla metálica de cortocircuito (como 900 MHZ o 1800 MHZ). La longitud de esta varilla de cortocircuito paralela tiene una impedancia infinita para la frecuencia de la señal de trabajo, lo que equivale a un circuito abierto y no afecta la transmisión de la señal. Sin embargo, para las ondas del rayo, dado que la energía del rayo se distribuye principalmente por debajo de n KHZ, esto La impedancia de la varilla de cortocircuito a las ondas del rayo es muy pequeña, lo que equivale a un cortocircuito, y la energía del rayo se filtra al suelo paso a paso.
Dado que el diámetro de la varilla de cortocircuito de 1/4 de longitud de onda es generalmente de unos pocos milímetros, su capacidad para soportar corriente de impulso es muy buena, hasta más de 30 KA (8/20 μs), y la El voltaje residual es muy pequeño. El voltaje residual se debe principalmente a La desventaja causada por la inductancia de la varilla de cortocircuito en sí es que la banda de frecuencia es estrecha, con un ancho de banda de aproximadamente 2 a 20. Otra desventaja es que la polarización de CC no puede. agregarse a la función de alimentación anticipada, de modo que algunas instalaciones de alimentación anticipada no puedan utilizar polarización de CC.
3. Circuito básico del protector contra sobretensiones
El circuito del protector contra sobretensiones tiene diferentes formas según las diferentes necesidades. Su composición básica es la que los investigadores expertos en productos de protección contra rayos pueden diseñar. Una variedad de circuitos, al igual que una caja de bloques de construcción, pueden crear diferentes patrones estructurales. Desarrollar productos que sean a la vez eficaces y rentables es una tarea importante para los trabajadores de protección contra rayos.