Šta se dešava unutar zaštitnog uređaja od strujnog talasa tokom udara munje?

Šta se dešava unutar uređaja za zaštitu od prekomjernih napona tokom udara munje?

Tokom udara munje, uređaji za zaštitu od prekomjernih napona (SPD) igraju ključnu ulogu u zaštiti električnog opreme od privremeno prekomjernih napona (tj. prekomjerna). Evo glavnih procesa i mehanizama koji se događaju unutar SPD-a tokom ovakvih situacija:

1. Detekcija i reakcija na prekomjer

Kada prekomjer uzrokovan udarom munje uđe u sistem snabdijevanja strujom, uređaj za zaštitu od prekomjernih napona brzo detektuje ovaj neobičan napon. Obično, SPD-ovi imaju postavljen prag napona; kada detektovani napon premaši taj prag, zaštitni uređaj aktivira svoj mehanizam zaštitne.

2. Apsoorcija i disipacija energije

SPD-ovi apsorbiraju i disipiraju energiju prekomjera kako bi sprečili da stigne do povezane električne opreme. Uobičajeni mehanizmi apsorpcije i disipacije uključuju:

a. Metalne oksidne varistore (MOVs)

• Princip rada: MOV-ovi su nelinearni otporni materijali čiji se otpor menja sa primenjenim naponom. Pod normalnim radnim naponima, MOV-ovi pokazuju visok otpor; kada napon premaši određenu granicu, njihov otpor drastično pada, omogućavajući prolaz struje.

• Disipacija energije: MOV-ovi pretvaraju prekomjernu električnu energiju u toplinu i disipiraju je. Iako MOV-ovi imaju karakteristike samopokretanja i mogu nastaviti da funkcionišu nakon više manjih prekomjera, mogu propasti nakon velikih ili čestih prekomjera.

b. Cevice s gasnim razlaganjem (GDTs)

• Princip rada: GDT-ovi su zatvorene cevice ispunjene inertnim plinom. Kada napon između dve strane premaši određenu vrednost, plin unutra ionizuje, stvarajući provodni put za struju.

• Disipacija energije: GDT-ovi disipiraju energiju prekomjera kroz plazmu stvorenu jonizacijom plina i automatski ugase plazmu kada napon vrati na normalu, vraćajući izolaciju.

c. Dijod za supresiju privremenog napona (TVS dijodi)

• Princip rada: TVS dijodi ostaju u stanju visokog otpora pod normalnim radnim naponima. Kada napon premaši njihov prekidni napon, dijod brzo prelazi u stanje niskog otpora, omogućavajući prolaz struje.

• Disipacija energije: TVS dijodi disipiraju energiju prekomjera kroz lavinsku efekt unutar njihovih internih PN spojeva i su prikladni za brze reakcije na male prekomjere.

3. Odvođenje energije i poticanje na zemlju

SPD-ovi ne samo što apsorbiraju energiju prekomjera, već i odvode delo te energije na zemljni linije kako bi dalje smanjili uticaj na opremu. Specifični mehanizmi uključuju:

• Odvodne šeme: SPD-ovi su dizajnirani sa specifičnim odvodnim šemama koje vode prekomjerne napone na zemljni linije, sprečavajući da direktno uđu u opterećene uređaje.

• Sistem zemljanja: Dobri sistem zemljanja je ključan za osiguranje efikasnog rada SPD-a. Sistem zemljanja treba da pruži put sa niskim impedansom za brzo disipiranje energije prekomjera u zemlju.

4. Oporavak posle prekomjera

Nakon događaja prekomjera, SPD mora da se vrati u svoje normalno radno stanje. Različiti tipovi zaštitnika imaju različite mehanizme oporavka:

• MOVs: Ako prekomjer ne uzrokuje trajnu oštećenje MOV-a, on će automatski vratiti u stanje visokog otpora kada napon normalizuje.

• GDT-ovi: Kada napon vrati na normalu, plazma unutar GDT-a automatski ugasi, vraćajući stanje izolacije.

• TVS dijodi: Nakon normalizacije napona, TVS dijodi takođe automatski vrate u stanje visokog otpora.

5. Načini propusta i zaštita

Iako su SPD-ovi dizajnirani da rukuju prekomjerima, mogu i propasti u ekstremnim situacijama. Da bi se osigurala sigurnost, mnogi SPD-ovi uključuju dodatne funkcije:

• Termalni odspajajući uređaji: Kada MOV ili drugi komponent pregreje i propadne, termalni odspajajući uređaj će prekinuti vezu kako bi sprečio požare i druge opasnosti.

• Indikatorske svetla/alarmi: Neki SPD-ovi dolaze opremljeni indikatorskim svetlima ili alarmima kako bi obavestili korisnike da li zaštitnik još uvek ispravno funkcioniše.

Zaključak

Tokom udara munje, uređaji za zaštitu od prekomjernih napona štite električnu opremu kroz sledeće korake:

• Detekcija prekomjera: Identifikuje situacije kada napon premaši normalne granice.

• Apsorpcija i disipacija energije: Koriste komponente kao što su MOV-ovi, GDT-ovi i TVS dijodi kako bi pretvorili energiju prekomjera u toplinu ili druge forme energije.

• Odvod na zemljne linije: Vode prekomjerne napone na zemljne linije kako bi minimalizirali uticaj na opremu.

• Povratak u normalno stanje: Nakon prekomjera, zaštitnik se vraća u svoje normalno radno stanje.

• Zaštita od grešaka: Pružaju dodatne sigurnosne mere u ekstremnim situacijama kako bi sprečili dalji oštećenje.