Ano ang nangyayari sa loob ng surge protector kapag may pagkakaroon 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 naglalaro ng mahalagang papel sa pagprotekta ng mga electrical equipment mula sa transient overvoltages (i.e., surges). Narito ang pangunahing proseso at mekanismo na nangyayari sa loob ng isang SPD sa mga ganitong pangyayari:

1. Pagkakatuklas at Tugon sa Surge

Kapag ang surge na dulot ng lightning strike pumasok sa power system, ang surge protective device ay mabilis na nakakadetect ng abnormal na voltage na ito. Karaniwan, ang SPDs ay may threshold voltage na itinalaga; kapag ang natuklasan na voltage ay lumampas sa threshold na ito, ang protector ay ikinakatawan ang kanyang mekanismo ng proteksyon.

2. Pag-absorb at Pag-dissipate ng Enerhiya

Ang SPDs ay umiabsorb at nagsasalamat ng surge energy upang maiwasan na ito'y makarating sa mga konektadong electrical equipment. Ang mga karaniwang mekanismo ng absorption at dissipation ay kinabibilangan ng:

a. Metal Oxide Varistors (MOVs)

• Prinsipyong Paggawa: Ang MOVs ay mga nonlinear resistive materials na may resistance na nagbabago depende sa applied voltage. Sa normal na operating voltages, ang MOVs ay may mataas na resistance; kapag ang voltage ay lumampas sa tiyak na threshold, ang kanilang resistance ay bumababa nang mabilis, pinapayagan ang current na lumampas.

• Pag-dissipate ng Enerhiya: Ang MOVs ay nagsasalin ng excess electrical energy sa init at nagsasalamat nito. Habang ang MOVs ay may self-recovery characteristics at maaaring magpatuloy na gumana pagkatapos ng maraming small surges, maaari silang bumigay pagkatapos ng malaking o madalas na surges.

b. Gas Discharge Tubes (GDTs)

• Prinsipyong Paggawa: Ang GDTs ay mga 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.

• Pag-dissipate ng Enerhiya: Ang GDTs ay nagsasalamat ng surge energy sa pamamagitan ng plasma na nabuo ng gas ionization at awtomatikong inihuhuli ang plasma kapag ang voltage ay bumalik sa normal, na nagsisimula ng insulating state.

c. Transient Voltage Suppression (TVS) Diodes

• Prinsipyong Paggawa: Ang 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 nagsaswitch sa low-resistance state, pinapayagan ang current na lumampas.

• Pag-dissipate ng Enerhiya: Ang TVS diodes ay nagsasalamat ng surge energy sa pamamagitan ng avalanche effect sa kanilang internal PN junctions at angkop para sa fast-response small surges.

3. Pag-divert at Grounding ng Enerhiya

Hindi lamang ang SPDs ay umiabsorb ng surge energy, kundi din nagsasala ng ilan rito sa ground lines upang mas mabawasan ang impact sa equipment. Ang mga partikular na mekanismo ay kinabibilangan ng:

• Diversion Circuits: Ang SPDs ay disenyo ng may espesyal na diversion circuits upang gabayan ang overvoltage patungo sa ground line, pinapahintulutan ang ito na hindi direkta na pumasok sa load devices.

• Grounding System: Ang isang mahusay na grounding system ay mahalaga upang matiyak ang epektibong pag-operate ng SPD. Ang grounding system ay dapat magbigay ng low-impedance path upang mabilis na nagsasalamat ng surge energy sa lupa.

4. Post-Surge Recovery

Pagkatapos ng surge event, ang SPD ay kailangan bumalik sa normal na operating state. Ang iba't ibang uri ng protectors ay may iba't ibang recovery mechanisms:

• MOVs: Kung ang surge ay hindi nagdulot ng permanenteng pinsala sa MOV, ito ay awtomatikong babalik sa high-resistance state kapag ang voltage ay bumalik sa normal.

• GDTs: Kapag ang voltage ay bumalik sa normal, ang plasma sa loob ng GDT ay awtomatikong inihuhuli, bumabalik sa insulating state.

• TVS Diodes: Pagkatapos ang voltage ay bumalik sa normal, ang TVS diodes ay awtomatikong babalik sa high-resistance state.

5. Mga Mode ng Pagkabigo at Proteksyon

Bagama't ang SPDs ay disenyo upang hawakan ang mga surges, maaari pa rin silang bumigay sa extreme cases. Upang matiyak ang kaligtasan, maraming SPDs ay may additional features:

• Thermal Disconnect Devices: Kapag ang MOV o ibang component ay sobrang mainit at bumigay, ang thermal disconnect device ay sasabog ng circuit upang maiwasan ang sunog at ibang hazards.

• Indicator Lights/Alarms: Ang ilang SPDs ay may kasamang indicator lights o alarms upang ipaalam sa mga user kung ang protector ay tuloy-tuloy na gumagana nang tama.

Kwento

Sa panahon ng lightning strike, ang surge protective devices ay nagpaprotekta ng mga electrical equipment sa pamamagitan ng mga sumusunod na hakbang:

• Surge Detection: Kilalanin ang mga sitwasyon kung saan ang voltage ay lumampas sa normal na ranges.

• Absorption at Dissipation ng Enerhiya: Gumamit ng mga component tulad ng MOVs, GDTs, at TVS diodes upang isalin ang surge energy sa init o ibang anyo ng enerhiya.

• Diversion sa Ground Lines: Gabayan ang overvoltage patungo sa ground lines upang mabawasan ang impact sa equipment.

• Bumalik sa Normal State: Pagkatapos ng surge, ang protector ay bumabalik sa normal na operating state.

• Fault Protection: Magbigay ng karagdagang safety measures sa extreme cases upang maiwasan ang karagdagang pinsala.