Пет метода заштите од пренапонског заштитника
Методе за заштиту од пренапона
1. Паралелни уређаји за заштиту од пренапона (SPD) повезани преко далековода
Под нормалним условима, варистори унутар пренапонске заштите остају у стању високе импедансе. Када електричну мрежу удари гром или дође до краткотрајних пренапона услед прекидања, заштитник реагује у року од наносекунди, узрокујући да варистори пређу у стање ниске импедансе, брзо ограничавајући пренапон на безбедан ниво. Уколико дође до продужених пренапона или пренапона, варистор се деградира и загрева, покрећући механизам термичког искључивања како би се спречили пожари и заштитила опрема.
2. Серијски филтерски заштитници од пренапона повезани у линији са напајајућим колима
Ови заштитници обезбеђују чисто и безбедно напајање за осетљиву електронску опрему. Пренапони грома не носе само огромну енергију већ и изузетно стрме брзине пораста напона и струје. Иако паралелни SPD-ови могу да сузбију амплитуде пренапона, они не могу да спљоште њихове оштре таласне фронтове. SPD-ови серијског филтерског типа, повезани линијски са колима за напајање, користе MOV-ове (MOV1, MOV2) да би ограничили пренапоне у наносекундама. Поред тога, LC филтер смањује стрмину брзине пораста напона и струје пренапона за скоро 1.000 пута и смањује преостали напон за пет пута, штитећи осетљиве уређаје.
3. Инсталирање варистора са стезањем напона између фаза и водова ради ограничавања пренапона
Ова метода добро функционише за осветљење, лифтове, клима уређаје и моторе, који имају већу отпорност на пренапонске напоне. Међутим, мање је ефикасна за модерну компактну електронику са високом интеграцијом. На пример, у једнофазним системима од 220 V AC, варистори се обично инсталирају између неутралног вода и земље како би апсорбовали индуковане ударе грома. Ефикасност заштите у потпуности зависи од избора варистора и поузданости.
Стезни напон се подешава на основу вршног напона мреже (310V), узимајући у обзир:
- 20% флуктуација мреже,
- толеранција компоненте од 10%,
- 15% фактора поузданости (старење, влага, топлота).
Дакле, типични нивои стезања крећу се од 470V до 510V. Пренапони испод 470V пролазе без утицаја.
Док стандардна електрична опрема (нпр. мотори, осветљење) може да издржи 1.500 V наизменичне струје (вршни напон од 2.500 V), модерна електроника ради на ±5 V до ±15 V, са максималним толеранцијама испод 50 V. Високофреквентни скокови испод 470 V и даље могу да се прошире кроз паразитске капацитивности у трансформаторима и напајањима, оштећујући интегрисана кола. Штавише, због преосталог напона варистора и индуктивности водова, јаки пренапони могу да подигну нивое стезања на 800 V–1.000 V, додатно угрожавајући електронику.
4. Побољшање заштите помоћу ултра-изолационих трансформатора (метода изолације)
Заштићени изолациони трансформатор се убацује између извора напајања и оптерећења како би блокирао високофреквентну буку, а истовремено омогућио правилно секундарно уземљење. Сметње заједничког режима, које су релативне у односу на земљу, делују преко међунамотајне капацитивности. Уземљени штит између примарног и секундарног намотаја одвраћа ове сметње, смањујући излазну буку.
5. Метода апсорпције
Апсорпционе компоненте сузбијају пренапоне пребацивањем са високе на ниску импедансу када се прекораче гранични напони. Уобичајени уређаји укључују:
- Варистори – Ограничен капацитет за руковање струјом.
- Гасне цеви за пражњење (GDT)– Спори одговор.
- TVS диоде / цеви за пражњење у чврстом стању – Брже, али са компромисима у апсорпцији енергије.
