عملکرد صاعقه گیر و کاربرد گسترده آن

عملکرد صاعقه گیر و کاربرد گسترده آن

انواع محصولات الکترونیکی و الکتریکی روز به روز بیشتر می شود و زمینه های کاربردی آنها روز به روز گسترده تر می شود و تجهیزات ارتباطی به تدریج در جهت کوچک سازی توسعه می یابند.در طراحی سخت افزاری، به منظور بهبود طول عمر محصولات الکترونیکی، باید به سطح مقاومت ولتاژ برق محصولات الکترونیکی توجه ویژه ای شود.محصولات الکترونیکی معمولاً دارای سطوح ولتاژ مقاومت در برابر ضربه کمتری نسبت به تاسیسات توزیع برق با ولتاژ پایین هستند و بنابراین در برابر نوسانات ولتاژ آسیب پذیر هستند - به عنوان مثال ولتاژهای افزایشی.در سیستم مدار 220 ولت، نوسانات ولتاژی وجود خواهد داشت که می تواند به طور لحظه ای به 5000 یا 10000 ولت برسد، یعنی نوسانات ولتاژ.

سرج که به عنوان اضافه ولتاژ گذرا نیز شناخته می شود، یک نوسان ولتاژ لحظه ای است که در یک مدار رخ می دهد و معمولاً حدود یک میلیونیم ثانیه در مدار طول می کشد.Surge همچنین Surge نامیده می شود، همانطور که از نام آن پیداست، این یک اضافه ولتاژ لحظه ای است که از ولتاژ کاری معمولی بیشتر می شود.در اصل، موج یک نبض شدید است که فقط در چند میلیونم ثانیه رخ می دهد.دلایل احتمالی نوسانات عبارتند از: تجهیزات سنگین، اتصال کوتاه، سوئیچینگ برق یا موتورهای بزرگ.محصولات حاوی دستگاه‌های مسدودکننده جریان می‌توانند به طور موثر انفجارهای بزرگ انرژی را برای محافظت از تجهیزات متصل در برابر آسیب جذب کنند.

محافظ برق که به عنوان صاعقه گیر نیز شناخته می شود، یک وسیله الکترونیکی است که حفاظت ایمنی را برای تجهیزات الکترونیکی مختلف، ابزار دقیق و خطوط ارتباطی فراهم می کند.هنگامی که یک جریان یا ولتاژ ناگهانی در یک مدار الکتریکی یا خط ارتباطی به دلیل تداخل خارجی ایجاد می شود، محافظ ولتاژ می تواند شنت را در مدت زمان بسیار کوتاهی هدایت کند و در نتیجه از آسیب نوسان به سایر تجهیزات در مدار جلوگیری کند.در شرایط عادی، محافظ برق در حالت مقاومت بالا قرار دارد و هیچ نشتی رخ نمی دهد.هنگامی که اضافه ولتاژ در مدار اتفاق می افتد، محافظ ولتاژ در مدت زمان بسیار کوتاهی فعال می شود و انرژی اضافه ولتاژ را برای محافظت از تجهیزات نشت می کند.پس از ناپدید شدن اضافه ولتاژ، محافظ برق به حالت امپدانس بالا باز می گردد که به هیچ وجه بر منبع تغذیه طبیعی منبع تغذیه تأثیری نخواهد داشت.صاعقه گیر ترکیبی از وسایل الکترونیکی حفاظت از اضافه ولتاژ است که می تواند جریان های بالای صدها آمپر را تحمل کند و به طور موازی در خطوط منبع تغذیه و خطوط انتقال سیگنال استفاده می شود.در صورت مواجهه با صاعقه و ولتاژ بالا و جریان بالا، فورا اتصال کوتاه ظاهر می شود و همزمان کلید برق اصلی قطع می شود تا تجهیزات کامپیوتری محافظت شوند.

ابتدایی ترین محافظ ولتاژ، شکاف پنجه ای شکل، در اواخر قرن نوزدهم ظاهر شد و برای خطوط انتقال هوایی استفاده می شد تا از آسیب صاعقه به عایق تجهیزات و ایجاد قطعی برق جلوگیری کند، بنابراین به آن "محافظ برق" می گویند.محافظ‌های مدرن ولتاژ بالا نه تنها برای محدود کردن اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه در سیستم قدرت، بلکه برای محدود کردن اضافه ولتاژ ناشی از عملکرد سیستم استفاده می‌شوند.

در طوفان های رعد و برق، پالس های رعد و برق می توانند باعث نوسانات ولتاژ در مدارهای الکتریکی شوند.مناطق رعد و برق زیادی در کشور من وجود دارد و رعد و برق عامل مهمی است که ولتاژ موج در خط تولید می کند.بنابراین تقویت حفاظت در برابر صاعقه در سیستم توزیع برق فشار ضعیف بسیار ضروری است.با توجه به رواج گسترده شبکه های ارتباطی و روند کوچک سازی تجهیزات ارتباطی، مسیرهای نفوذ بیشتری برای تجهیزات ارتباطی توسط رعد و برق وجود دارد.همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، آنتن ها، خطوط سیگنال، خطوط برق، خطوط زمین و خطوط شبکه همگی می توانند مسیرهای ورودی آن باشند.
بنابراین، انواع متناظر محافظ برق، محافظ برق ارتباطی، محافظ ولتاژ LAN، SPD زمین به زمین و SPD تغذیه آنتن وجود دارد و انواع مختلف با مسیرهای نفوذ ممکن متفاوت مطابقت دارند.محصولات حفاظت در برابر صاعقه Anxun به راحتی در دسترس هستند و دستگاه های خارجی حفاظت در برابر صاعقه وجود دارند که استاندارد تست IEC61643-11 را برآورده می کنند.علاوه بر این، محافظ‌هایی با جهت‌های کاربردی مختلف، مانند محافظ‌های سرج دارای گواهی CRCC، محافظ‌های برق فتوولتائیک، محافظ‌های ولتاژ CATV و محافظ‌های ضد انفجار وجود دارند.

مدار محافظ برق با توجه به نیازهای مختلف اشکال و ترکیبات مختلفی دارد.با توجه به انرژی عظیم صاعقه، لازم است انرژی صاعقه به روش تخلیه درجه بندی شده به تدریج به زمین تخلیه شود.دستگاه حفاظت صاعقه سطح اول می تواند جریان صاعقه مستقیم را تخلیه کند.دستگاه حفاظت صاعقه سطح دوم یک وسیله حفاظتی برای ولتاژ باقیمانده دستگاه حفاظت صاعقه سطح قبلی و تابش پالس الکترومغناطیسی LEMP ناشی از برخورد صاعقه در منطقه است.دستگاه حفاظت در برابر صاعقه سطح سوم برای محافظت از LEMP و انرژی باقیمانده برخورد صاعقه ای است که از صاعقه گیر سطح دوم عبور می کند.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، صاعقه گیر سطح اول ولتاژ موج ده ها هزار تا صدها هزار ولت را به 2500-3000 ولت محدود می کند و جریان صاعقه آن کمتر از 60KA نیست.این می تواند از امواج رعد و برق 10/350μs و 100KA جلوگیری کند و به بالاترین استاندارد حفاظتی مشخص شده توسط IEC برسد.مقدار ولتاژ باقیمانده بیشتر از 2.5 کیلو ولت نیست.زمان پاسخ کمتر یا مساوی 100 ثانیه است.
صاعقه گیر سطح دوم مقدار ولتاژ سرج باقیمانده عبوری از صاعقه گیر سطح اول را به 1500-2000 ولت محدود می کند، حداکثر ظرفیت سرج بیش از 45 کیلو آمپر در هر فاز است، ولتاژ محدود کننده مورد نیاز باید کمتر از 1200 ولت باشد، و ظرفیت جریان صاعقه بزرگتر یا برابر با 40KA (8/20μs) است.حداکثر مقدار ولتاژ باقیمانده بیش از 1000 ولت نیست.زمان پاسخگویی بیش از 25 ثانیه نیست.

حفاظت سطح سوم مقدار ولتاژ موج باقیمانده را تا 1200 ولت کاهش می دهد، به طوری که انرژی ولتاژ به تجهیزات آسیب نمی رساند.هنگامی که صاعقه گیر برق نصب شده در انتهای ورودی برق AC تجهیزات الکترونیکی اطلاعات الکترونیکی به عنوان حفاظت سطح سوم استفاده می شود، باید یک دستگاه حفاظت رعد و برق منبع تغذیه سری محدود کننده ولتاژ باشد و ظرفیت جریان صاعقه آن نباید کمتر از 10KA.

مطلب فوق معرفی عملکرد صاعقه گیر و کاربرد گسترده آن است.امیدوارم برای شما مفید باشد.