Principio de protección contra sobretensiones del suministro de energía regulado.
El dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD), también conocido como protector contra sobretensiones, es un dispositivo de protección no lineal que se utiliza para limitar la sobretensión transitoria y guiar la sobretensión de descarga en sistemas activos, y se utiliza para proteger aparatos eléctricos con niveles bajos de tensión soportada o sistemas electrónicos. protegido contra rayos y pulsos electromagnéticos de rayos o daños por sobretensión operativa. En los últimos años, los sistemas de información electrónica (como la televisión, el teléfono, las comunicaciones, las redes informáticas, etc.) se han desarrollado rápidamente y han surgido y se han vuelto populares una gran cantidad de dispositivos de información electrónica. Estos sistemas y equipos suelen ser caros e importantes, y su tensión de trabajo y su nivel de tensión soportada son muy bajos, por lo que son extremadamente vulnerables a los impulsos electromagnéticos de los rayos. Por lo tanto, se requiere SPD para la protección de voltaje.
Debido a los diferentes estándares seguidos por varios países, las especificaciones del producto no están unificadas y la identificación de parámetros también tiene su propio énfasis, que es muy inferior a otras especificaciones de productos eléctricos, lo que trae grandes inconvenientes para el diseño y la selección. En diseño de ingeniería, las marcas comunes se pueden dividir en productos nacionales, productos europeos y productos americanos según el lugar de origen. La configuración de parámetros de los productos nacionales es caótica, con diversas especificaciones y alta presión residual. Algunas de las configuraciones del modelo de productos estandarizados imitan los productos europeos y otras siguen los parámetros de calibración nacionales. La mayoría de los productos están marcados con In e Imax. Dado que los productos domésticos tienen requisitos relativamente bajos para los sitios de aplicación, bajas calidades de construcción y grandes valores de voltaje soportado para equipos, algunos requisitos de parámetros se pueden relajar adecuadamente.
Los productos europeos generalmente marcan la corriente máxima de descarga y el modelo del producto también se configura de acuerdo con este parámetro. Por ejemplo XXX65 y XXX40 de una famosa marca europea, los valores 65 y 40 son Imax. Sin embargo, la norma china estipula claramente que se debe utilizar la corriente de descarga nominal In para la selección del tipo, lo cual es una situación embarazosa que se encuentra actualmente en el diseño de ingeniería. Después de verificar la información del producto, el valor In de XX65 no excede los 20 kA y el valor In de XX40 no excede los 15 kA. Según el valor recomendado de GB50343, estos dos productos solo se pueden utilizar para la protección de tercer nivel del terminal del equipo, pero en el diseño real, están instalados en el primer y segundo nivel, lo que obviamente no coincide con los parámetros de selección. del estándar nacional y el voltaje residual más alto, los modelos ordinarios generalmente exceden los 1200 V, una vez que el entorno de cableado no es bueno, es fácil exceder el valor de voltaje soportado del equipo. Generalmente, el valor Uc de los productos europeos es pequeño y el voltaje de línea está marcado de manera oportunista, por lo que es fácil inducir a error al seleccionar un modelo.
El protector contra sobretensiones es adecuado para la protección de fuentes de alimentación de bajo voltaje de 220/380 V. Es un componente no lineal. Según la norma IEC, el protector contra sobretensiones es un dispositivo que suprime principalmente la sobretensión y la sobrecorriente de la línea conducida. El protector contra sobretensiones desempeña un papel protector. El requisito básico es que debe resistir la corriente del rayo que se espera que pase y, a través del voltaje de sujeción máximo de la sobretensión, puede extinguir efectivamente el flujo continuo de frecuencia industrial generado después del paso de la corriente del rayo, y evitar la descarga instantánea. sobretensión en la línea eléctrica y la línea de transmisión de señal. La sobretensión se limita dentro del rango de voltaje que el equipo o sistema puede soportar, o la fuerte corriente del rayo se filtra al suelo para proteger el equipo o sistema protegido de daños debido al impacto.
El tipo y la estructura de los protectores contra sobretensiones varían según los diferentes propósitos, pero se incluye al menos un elemento limitador de voltaje no lineal. Los protectores contra sobretensiones de uso común incluyen MOV (varistor de óxido metálico) y tubos de descarga de gas. Las sobretensiones contienen mucha energía y no se pueden detener. Por esta razón, la estrategia para proteger los equipos eléctricos sensibles contra daños causados por sobretensiones eléctricas es desviar la sobretensión lejos del equipo y hacia el suelo.
El protector contra sobretensiones MOV consta de tres partes: la mitad es un material de óxido metálico y dos semiconductores están conectados a la alimentación y a tierra. Cuando se produce una sobrecarga, el MOV actúa inmediatamente y el tiempo de respuesta es de 1 a 3 nanosegundos. La "V" del MOV es un reóstato. En el momento de la respuesta, la resistencia del MOV cae desde el valor máximo a casi cero ohmios y la sobrecorriente fluye hacia el suelo a través del MOV. El equipo eléctrico protegido continúa funcionando bajo voltaje de trabajo normal. Sus elementos semiconductores tienen la propiedad de cambiar la resistencia a medida que cambia el voltaje. Cuando el voltaje está por debajo de cierto valor, el movimiento de los electrones en el semiconductor crea una alta resistencia. Por el contrario, cuando el voltaje excede ese valor específico, el movimiento de los electrones cambia y la resistencia del semiconductor disminuye cerca de cero ohmios. El voltaje es normal y el protector contra sobretensiones MOV está inactivo, lo que no afecta la línea eléctrica.
Los indicadores de las ventajas y desventajas del protector contra sobretensiones MOV: (1) Tensión de sujeción: indica el valor de tensión que hará que el MOV se conecte a tierra. Cuanto menor sea el voltaje de sujeción, mejor será el rendimiento de la protección. (2) Capacidad de absorción/disipación de energía: este valor nominal indica cuánta energía puede absorber el protector contra sobretensiones antes de quemarse, en julios. Cuanto mayor sea el valor, mejor será el rendimiento de la protección. (3) Tiempo de respuesta: Los protectores contra sobretensiones no se desconectan inmediatamente, tienen un ligero retraso en responder a la sobretensión.
Otro dispositivo de protección contra sobretensiones común es un tubo de descarga de gas. Estos tubos de descarga de gas hacen lo mismo que los MOV: mueven el exceso de corriente de la corriente a tierra utilizando un gas inerte como conductor entre los dos cables. Cuando el voltaje está en un rango determinado, la composición del gas determina que sea un mal conductor. Si el voltaje supera este rango, la corriente será lo suficientemente fuerte como para ionizar el gas, lo que convierte al tubo de descarga de gas en un muy buen conductor. Conduce corriente a tierra hasta que el voltaje vuelve a los niveles normales y luego vuelve a ser un mal conductor.
