Ano ang nangyayari sa loob ng surge protector kapag may pag-atake ng kidlat
Ano ang Nangyayari Sa Loob ng Surge Protective Device Sa Panahon ng Lightning Strike?
Sa panahon ng lightning strike, ang surge protective devices (SPDs) ay may mahalagang papel sa pagprotekta ng mga electrical equipment mula sa transient overvoltages (i.e., surges). Ito ang pangunahing proseso at mekanismo na nangyayari sa loob ng isang SPD sa ganitong mga pangyayari:
1. Pagdedetekta at Tugon sa Surge
Kapag ang surge na dulot ng lightning strike pumasok sa power system, mabilis na detektado ng surge protective device ang abnormal na voltage na ito. Karaniwan, ang mga SPDs ay may threshold voltage na itinakda; kapag ang natukoy na voltage ay lumampas sa threshold na ito, aktibo ang protector ng mekanismo ng proteksyon nito.
2. Pag-absorb at Pag-dissipate ng Enerhiya
Ang mga SPDs ay umuusbong at nagdidisipate ng enerhiya ng surge upang mapigilan ito mula makarating sa konektadong electrical equipment. Ang mga karaniwang mekanismo ng absorption at dissipation ay kinabibilangan ng:
a. Metal Oxide Varistors (MOVs)
Prinsipyong Paggana: Ang mga MOVs ay nonlinear resistive materials na kung saan ang resistance ay nagbabago depende sa applied voltage. Sa normal na operating voltages, ang mga MOVs ay nagpapakita ng mataas na resistance; kapag ang voltage ay lumampas sa tiyak na threshold, ang kanilang resistance ay biglang bumaba, pinapayagan ang current na lumampas.
Pagdissipate ng Enerhiya: Ang mga MOVs ay inuusok ang labas na electrical energy sa init at nagdidisipate nito. Habang ang mga MOVs ay may self-recovery characteristics at maaaring magpatuloy na gumana pagkatapos ng maraming maliliit na surges, maaari silang mabigo pagkatapos ng malaki o madalas na surges.
b. Gas Discharge Tubes (GDTs)
Prinsipyong Paggana: Ang mga GDTs ay sealed tubes na puno ng inert gas. Kapag ang voltage sa dalawang dulo ay lumampas sa tiyak na halaga, ang gas sa loob ay ionizes, nagbibigay ng conductive path para sa current.
Pagdissipate ng Enerhiya: Ang mga GDTs ay nagdidisipate ng surge energy sa pamamagitan ng plasma na nabuo ng gas ionization at awtomatikong nalilipol ang plasma kapag ang voltage ay bumalik sa normal, nairestore ang insulation.
c. Transient Voltage Suppression (TVS) Diodes
Prinsipyong Paggana: Ang mga TVS diodes ay nananatiling sa high-resistance state sa ilalim ng normal na operating voltages. Kapag ang voltage ay lumampas sa kanilang breakdown voltage, ang diode ay mabilis na babaguhin sa low-resistance state, pinapayagan ang current na lumampas.
Pagdissipate ng Enerhiya: Ang mga TVS diodes ay nagdidisipate ng surge energy sa pamamagitan ng avalanche effect sa kanilang internal PN junctions at angkop para sa mabilis na tugon sa maliliit na surges.
3. Pag-divert at Grounding ng Enerhiya
Hindi lamang umuusbong ng enerhiya ng surge ang mga SPDs kundi din nagdidivert ng bahagi nito sa ground lines upang mas mabawasan pa ang impact sa equipment. Ang mga tiyak na mekanismo ay kinabibilangan ng:
Diversion Circuits: Ang mga SPDs ay disenyo sa may espesyal na diversion circuits upang gabayan ang overvoltage patungo sa ground line, pinapigilan ito mula direktang pumasok sa load devices.
Grounding System: Mahalagang key para siguraduhin ang epektibong paggana ng SPD ang isang mabuting grounding system. Ang grounding system ay dapat magbigay ng low-impedance path upang mabilisan na ma-disipate ang surge energy sa lupa.
4. Pagbabalik sa Normal State Pagkatapos ng Surge
Pagkatapos ng surge event, ang SPD ay kailangan bumalik sa normal na operating state. May iba't ibang recovery mechanisms ang iba't ibang uri ng protectors:
MOVs: Kung hindi nagdulot ng permanenteng pinsala ang surge sa MOV, ito ay awtomatikong babalik sa high-resistance state kapag normal ang voltage.
GDTs: Kapag normal na ang voltage, ang plasma sa loob ng GDT ay awtomatikong nalilipol, nairestore ang insulating state.
TVS Diodes: Pagkatapos ng normal na voltage, ang TVS diodes ay awtomatikong babalik rin sa high-resistance state.
5. Mga Mode ng Pagkabigo at Proteksyon
Bagama't disenyo ang mga SPDs upang hawakan ang mga surges, maaari pa rin silang mabigo sa ekstremong kaso. Upang siguruhin ang kaligtasan, maraming SPDs ang may dagdag na features:
Thermal Disconnect Devices: Kapag ang MOV o ibang komponento ay sobrang mainit at nabigo, ang thermal disconnect device ay sasara ang circuit upang mapigilan ang sunog at iba pang panganib.
Indicator Lights/Alarms: Ang ilang SPDs ay may kasamang indicator lights o alarms upang ipaalam sa mga user kung ang protector ay tuloy-tuloy pa ring gumagana nang tama.
Pagschluss
Sa panahon ng lightning strike, ang surge protective devices ay nagprotekta ng electrical equipment sa pamamagitan ng sumusunod na hakbang:
Surge Detection: Kilalanin ang mga sitwasyon kung saan ang voltage ay lumampas sa normal na ranggo.
Absorption at Dissipation ng Enerhiya: Gamitin ang mga komponento tulad ng MOVs, GDTs, at TVS diodes upang i-convert ang surge energy sa init o iba pang anyo ng enerhiya.
Diversion to Ground Lines: Gabayan ang overvoltage patungo sa ground lines upang mabawasan ang impact sa equipment.
Return to Normal State: Pagkatapos ng surge, ang protector ay babalik sa normal na operating state.
Fault Protection: Magbigay ng dagdag na safety measures sa ekstremong kaso upang mapigilan ang karagdagang pinsala.
