Nə olur şimşək vuruşu zamanı dalğalama qoruyucusunun içində

Şimşek vuruşu sırasında bir dalga koruma cihazının içinde ne olur?

Şimşek vuruşu sırasında, dalga koruma cihazları (SPD) elektrik ekipmanlarını geçici aşırı gerilimlerden (yani, dalgalar) korumada önemli rol oynar. Bu olaylar sırasında SPD'nin içinde meydana gelen ana süreçler ve mekanizmalar şunlardır:

1. Dalga Tespiti ve Tepki

Şimşek vuruşu nedeniyle oluşan dalga güç sistemine girdiğinde, dalga koruma cihazı bu anormal gerilimi hızlıca tespit eder. Genellikle, SPD'lerde bir eşik gerilim değeri belirlenmiştir; tespit edilen gerilim bu eşik değerini aştığında, koruyucu koruma mekanizmasını aktive eder.

2. Enerji Emilimi ve Dağılımı

SPD'ler, bağlı elektrik ekipmanlarına ulaşmasını önlemek için dalga enerjisini emer ve dağıtır. Yaygın emilim ve dağıtım mekanizmaları şunlardır:

a. Metal Oksit Varistörleri (MOVs)

• Çalışma Prensibi: MOV'lar, uygulanan gerilime göre direnç değiştiren doğrusal olmayan direnç malzemeleridir. Normal çalışma gerilimleri altında, MOV'lar yüksek direnç gösterir; gerilim belirli bir eşik değerini aştığında, direnci keskin olarak düşer ve akımın geçmesine izin verir.

• Enerji Dağılımı: MOV'lar fazla elektrik enerjisini ısıya dönüştürerek dağıtır. MOV'lar, birden fazla küçük dalga sonrası kendi kendine toparlanabilir ve devam edebilir, ancak büyük veya sık tekrarlayan dalgalar sonrasında başarısız olabilirler.

b. Gaz İyonlama Tüpü (GDTs)

• Çalışma Prensibi: GDT'ler, inaktif gaz ile doldurulmuş kapalı tüplerdir. İki uç arasındaki gerilim belirli bir değeri aştığında, içerdeki gaz iyonlaşır ve akım için iletken bir yol oluşturur.

• Enerji Dağılımı: GDT'ler, gaz iyonlaşmasıyla oluşturulan plazma aracılığıyla dalga enerjisini dağıtır ve gerilim normal seviyeye döndüğünde plazmayı otomatik olarak söndürerek yalıtımı geri getirir.

c. Geçici Gerilim Sınırlama (TVS) Diyotları

• Çalışma Prensibi: TVS diyotları, normal çalışma gerilimleri altında yüksek direnç durumunda kalırlar. Gerilim bozulma gerilimini aştığında, diyot hızla düşük direnç durumuna geçerek akımın akmasına izin verir.

• Enerji Dağılımı: TVS diyotları, dahili PN kelebeği içindeki lavina etkisi aracılığıyla dalga enerjisini dağıtır ve hızlı tepki veren küçük dalgalar için uygunlardır.

3. Enerji Yönlendirme ve Topraklama

SPD'ler sadece dalga enerjisini emer, aynı zamanda bazı kısmını da toprak hatlarına yönlendirerek ekipmanlara olan etkisini daha da azaltır. Spesifik mekanizmalar şunlardır:

• Yönlendirme Devreleri: SPD'ler, aşırı gerilimi yük cihazlarına direkt girmesini engellemek için özel yönlendirme devreleri ile tasarlanmıştır.

• Topraklama Sistemi: İyi bir topraklama sistemi, etkili SPD işlemi için kritik öneme sahiptir. Topraklama sistemi, dalga enerjisini hızlıca yere dağıtmak için düşük impedanslı bir yol sağlamalıdır.

4. Dalga Sonrası Kurtarma

Dalga olayından sonra, SPD normal çalışma durumuna dönmeli. Farklı tür koruyucular farklı kurtarma mekanizmalarına sahiptir:

• MOVs: Dalga MOV'ye kalıcı hasar vermezse, gerilim normalleştiğinde otomatik olarak yüksek direnç durumuna dönecektir.

• GDT'ler: Gerilim normal seviyeye döndüğünde, GDT'nin içindeki plazma otomatik olarak sönecek ve yalıtım durumu geri gelecektir.

• TVS Diyotları: Gerilim normalleştiğinde, TVS diyotları da otomatik olarak yüksek direnç durumuna dönecektir.

5. Arızalı Modlar ve Koruma

SPD'ler dalgaları ele almak üzere tasarlanmıştır, ancak aşırı durumlarda hala başarısız olabilirler. Güvenliği sağlamak için birçok SPD ek özelliklere sahiptir:

• Isı Kesici Cihazlar: MOV veya diğer bir bileşen aşırı ısındığında ve başarısız olduğunda, ısı kesici cihaz devreyi kesecek, yangın ve diğer tehlikeleri önleyecektir.

• Gösterge Işıkları/Alarmlar: Bazı SPD'ler, koruyucunun doğru şekilde çalışıp çalışmadığını kullanıcıya bildirmek için gösterge ışıkları veya alarmlar ile donatılmıştır.

Sonuç

Şimşek vuruşu sırasında, dalga koruma cihazları aşağıdaki adımlarla elektrik ekipmanlarını korur:

• Dalga Tespiti: Gerilimin normal aralıkları aşan durumları tanımlayın.

• Enerji Emilimi ve Dağılımı: MOV'lar, GDT'ler ve TVS diyotları gibi bileşenleri kullanarak dalga enerjisini ısı veya diğer enerji formlarına dönüştürün.

• Toprak Hatlarına Yönlendirme: Aşırı gerilimi toprak hatlarına yönlendirerek ekipmanlara olan etkisini minimize edin.

• Normal Duruma Dönüş: Dalga sona erdikten sonra, koruyucu normal çalışma durumuna döner.

• Arıza Koruması: Aşırı durumlarda daha fazla hasara engel olmak için ek güvenlik önlemleri sağlayın.