SPD-ის პრობლემები და გადაწყვეტილებები ვოლტმეტრის მეორე контурах

ეს სტატია სიღრმისეულად ანალიზირებს აღწერილ სიტუაციას და შეჯამებს პრობლემების გადარჩენის ტექნიკურ ზომებს.

1. SPD პროდუქტების ძირითადი პრობლემები ვოლტმეტრის მეორე контурах

დღეს სახელმწიფო და საერთაშორისო ბაზარზე არსებობენ დენის ნაშთის გარეშე მუშაობის მქონე SPD-ები (სიჩქარით მიმართული ჭერები). მათი ძირითადი შემომთავსებელი დენის რუქები გამოყენებენ დენის გასრულების თუბებს/ჭრილობებს, რომლებიც აქვთ მაღალი დენის გასრულების შესაძლებლობა (ცინკის ოქსიდის ვარისტორებზე მეტი). თუმცა, მათ აქვთ საკუთარი სიკვდილის შედეგები: დაბალი ვოლტაჟის შეზღუდვა, დენის გასრულების ვოლტაჟი და გრძელი პასუხისმგებელობა (მითითებული 100 ns). ეს ხელს უშლის მეორე რუქის შემთხვევით დაცვას. უფრო ცუდია, რომ დენის გასრულების ვოლტაჟი ხშირად ქვედა ვოლტმეტრის მეორე რუქის ვოლტაჟს (100 V) შეამცირებს რამდენიმე ვოლტამდე, რაც გაზრდის და კონტროლის სისტემას აჩვენებს მაღალი დენის ხაზის ვოლტაჟის დაკარგვას. ამიტომ, სიჩქარით მიმართული ჭერები გამოყენებაში არ არიან საჭირო.

2. ამოხსნა და ძირითადი შინაარსი

ბაზარზე ხშირად გამოყენებული SPD-ების ძირითადი დენის გასრულების ელემენტები შეიძლება იყოს დენის გასრულების თუბი CDT, ცინკის ოქსიდის ვარისტორი MOV და ტრანსიენტული ვოლტაჟის დაზღვევი TVD. TVD-ს აქვს უკვეთესი პასუხისმგებელობა (1 ns), კარგი ვოლტაჟის შეზღუდვა და დაბალი დენის ნაშთი (ქვემოთ 1 μA); დაზიანების შემდეგ ის ამარცხებს და დაითვენებს, რადგან არ იქმნება შორტი. თუმცა, მისი დენის გასრულების შესაძლებლობა დაბალია (1 kA). ასევე, CDT, GAP და TVD-ს აქვს უფრო ძლიერი მაღალი დენის ანტი-იმპულსური შესაძლებლობა, ვიდრე MOV-ს, რაც უზრუნველყოფს 10 kV იმპულსების გადატაცებას სტრუქტურული დაზიანების გარეშე.

ამ ელემენტების ადვილებების შერწყმით და კომბინირებული რუქის გამოყენებით შეიქმნა პროდუქტი (MOV-ი პარალელურად შერეული CDT-თან და TVD-თან), როგორც ნაჩვენებია ფიგურა 1-ში.

ფიგურა 1: დენის გასრულების პრინციპი

როდესაც ჭერი A-დან შედის ჭერი, პირველად MOV დარჩება არამისადვილებით შერეული. თუმცა, MOV-ის დენის ნაშთი უდრის A და B წერტილებს შორის პოტენციას. ამ მომენტში, TVS აქტივირდება 1 ns-ში, ქმნის შესაბამის რუქას B და C წერტილებს შორის. შესაბამისად, მთლიანი ჭერის ვოლტაჟი იყენებს MOV-ს შორის A და B წერტილებს. რადგან MOV-ის აქტივირების ვოლტაჟი Um არის კომბინირებული რუქის აქტივირების ვოლტაჟის Uc 50% მხოლოდ, მაღალი ვოლტაჟი აჩქარებს MOV-ის აქტივირებას, რაც მის ტიპიურ 25 ns პასუხისმგებელობას შეამცირებს დაახლოებით 12.5 ns-მდე. ამ პერიოდში, როდესაც დენის გასრულების დენი ჯერ კიდევ იზრდება, დირექტული რუქა A და B წერტილებს შორის ატარებს უმეტეს ჭერის ვოლტაჟს B და C წერტილებს შორის (სადაც TVD-ის მაქსიმალური დენის შესაძლებლობა არის ~1 kA).

დიზაინის მხრივ, CDT-ის აქტივირების ვოლტაჟი არის 50% დაბალი, ვიდრე Uc. ასევე, ნაწილობრივ შერეული MOV-ის შიდა რეზისტორი RL ქმნის ვოლტაჟის დაცვას, რაც ამაღლებს B წერტილის ვოლტაჟს დენის წყაროს ვოლტაჟზე. ტესტები აჩვენებს, რომ ეს შეამცირებს CDT-ის აქტივირების დროს 100 ns-დან 15 ns-მდე, რაც აძლევს მთელი რუქის სრული შერეულობას 25 ns-ში - რაც ემთხვევა სამარტო MOV-ის პასუხისმგებელობას.

დენის გასრულების შემდეგ, TVD-ის დამაკლის დენის ნაშთი და CDT-ის სრული დაშლა არავითარ მონაცემს არ ატარებს, რაც არ შეიძლება შეიქმნას შესაძლო საფრთხეები. ვოლტაჟის შეზღუდვის შესახებ, TVD-ის ზუსტი აქტივირება (როდესაც აქტივირების ვოლტაჟი უდრის შეზღუდვის ვოლტაჟს) უზრუნველყოფს დაბალ შეზღუდვის საშუალებას. რადგან Um = 0.5Uc, MOV-ის შეზღუდვის ვოლტაჟი რუქაში არის 1.5Uc, რაც იძლევა კომბინირებული რუქის შეზღუდვის ვოლტაჟს 2Uc-ს, რაც არასამართლებად უკეთესია, ვიდრე სამარტო MOV მოდულების 3× რაცია.

დამატებითი მონიტორინგის რუქა შერეულია კომპონენტების დარღვევის გამოვლას. როდესაც შიდა ელემენტები დარღვევის საფრთხეს არიან, მონიტორინგის წერტილი გადადის ღიად დახურულიდან, რაც ინდიკირებს SPD-ის დარღვევას. ცხრილი 1 შედარებს სამარტო MOV მოდულების და კომბინირებული დენის გასრულების SPD-ის პერფორმანსს იდენტურ პირობებში.

ეს ახალი ტიპის SPD აქვს დენის ნაშთი, თუმცა შეძლებს საშუალებას დააკავშიროს გადახვევა ძალიან დაბალ დონეზე (ქვემოთ 10 μA). ასევე, შეძლებს დენის ნაშთის პარამეტრების უცვლელობას და სწრაფად დაშლას გადახვევის შექმნის შემდეგ. ეს არის იდეალური პროდუქტი, რომელიც გამოიყენება ვოლტმეტრის მეორე რუქაში.

SPD იყენებს კომბინირებულ დენის გასრულების რუქას ცინკის ოქსიდის ვარისტორის მოდულის ჩანაცვლებისთვის, რათა შეუძლია ვოლტმეტრის მეორე რუქის გადახვევის დაცვის ტექნიკური ზომების შესაძლებლობა. ეს შეუძლია არ დაარღვიოს დენის ნაშთის ზრდა მრავალჯერ დარღვევის შემდეგ, როგორც ჭერის ან მუშაობის გადახვევის შემდეგ. ასევე, როდესაც ხდება დარღვევა და დაზიანება, არ იქმნება შორტი. თუ SPD-ს აქვს დარღვევის ან შორტის დაზიანება, ექსპლუატაციის და შენახვის პერსონალს შეუძლია განაცხადოს შეტყობინების წერტილი SPD-ის შესახებ, რაც არ დაარღვიებს დაცვის მართალი ან არასწორი მუშაობის პრობლემებს.

3. დასკვნა

არსებული პრაქტიკაში, კომბინირებულ რუქას მქონე SPD-ს დენის ნაშთის მნიშვნელობა არ იცვლება დაწყებიდან დარღვევამდე (დარღვევის შემდეგ ის დაითვენებს), და შეუძლია დაეკონტროლოს ქვემოთ 3 μA-დან. ასევე, კომბინირებულ რუქას მქონე SPD-ს შეუძლია დაამატოს დარღვევის მონიტორინგის შეტყობინების წერტილი, რაც ექსპლუატაციის და შენახვის პერსონალს დაეხმარება დამატებით მონიტორინგში.

კომბინირებულ ვოლტმეტრის მეორე რუქის გადახვევის დარღვევის ტექნოლოგიის გამოყენებით, შეიძლება არ დაარღვიოს დაცვის უსაფრთხოების მართალი ან არასწორი მუშაობის რისკი სპეციფიკური SPD-ის მეორე რუქის დაზეკვლის დამალულ პრობლემების გამო. ეს ნამდვილად ხდის დაცვას ჭერის და მუშაობის გადახვევის წინააღმდეგ ვოლტმეტრის მეორე რუქაში, რაც უზრუნველყოფს ელექტროენერგიის მეორე შენახვის ტექნიკის უსაფრთხო მუშაობას სევერულ ამინდის პირობებში და ავარიის შემთხვევაში.