Защита от перенапряжения 5 вольт: Простая схема защиты от перенапряжения и переполюсовки

Автор: | 19.10.2021

Содержание

Простая схема защиты от перенапряжения и переполюсовки

Допустим, у вас есть некое устройство, питаемое от внешнего аккумулятора. Для определенности скажем, от это LiIon или LiPo, часто используемые в квадракоптерах. При питании от внешнего источника всегда есть неплохие шансы сжечь устройство. Самый простой способ это сделать — перепутать полярность. Еще можно запитать устройство от блока питания и, случайно крутанув ручку, превысить допустимое напряжение. Давайте рассмотрим классическую схему, защищающую от таких ошибок при помощи компонентов общей стоимостью менее 5$.

Вот эти компоненты:

Компоненты были выбраны в предположении, что устройство может потреблять до 25 А тока. Если ваше устройство потребляет меньше, можно обойтись аналогичными компонентами, рассчитанными на меньший ток. Они обойдутся вам дешевле.

Схема защиты:

При нормальном питании устройства положенными 12-ю вольтами стабилитрон D1 имеет высокое сопротивление. Управляющий электрод тиристора D2 притянут к земле через резистор R1.

Тиристор находится в закрытом состоянии. Диод D3 также закрыт, поскольку к нему приложено обратное напряжение. В итоге нагрузка получает питание.

Если напряжение питания превышает напряжение пробоя стабилитрона, ток через стабилитрон резко возрастает. Тиристор переходит в открытое состояние. Фактически, происходит короткое замыкание. В результате предохранитель перегорает и цепь размыкается. При нарушении полярности питания к диоду D3 прикладывается прямое напряжение и диод становится открыт. Опять-таки, происходит КЗ и сгорает предохранитель. Таким образом, цепь защищается как от перенапряжения, так и от переполюсовки.

Примечание: Как вариант, для защиты от переполюсовки вместо диода можно использовать МОП-транзистор. Этот способ ранее был описан в посте Шпаргалка в картинках по использованию MOSFET’ов.

Интересно, что устройство, собранное по приведенной схеме, можно сделать очень компактным. Вид спереди (без предохранителя):

Вид сзади:

Такую конструкцию можно упаковать в термоусадку и поместить прямо в корпус устройства, если в нем имеется немного свободного места. Предохранитель имеет смысл поместить не в корпус, а снаружи, на кабеле питания. Так будет легче заменять сгоревший предохранитель. Само собой разумеется, можно разместить все компоненты защиты и на кабеле. Если не вскрывать корпус, вы сохраните гарантию на устройство.

Схема была протестирована на стабилизаторе LM7805, светодиоде и резисторе в роли нагрузки, а также лабораторном блоке питания и LiPo аккумуляторе 3S в роли источников питания. Защита продемонстрировала безотказную работу во всех сценариях. В моем случае защита от перенапряжения срабатывала при 15.8 В. При необходимости, защиту можно настроить на любое напряжение, подобрав подходящий стабилитрон.

Такая вот простенькая, но надежная схема. Само собой разумеется, никакого срыва покровов здесь нет, поскольку приведенную схему можно найти в каждой второй книжке по электронике.

Метки: Электроника.

Обзор реле напряжения — устройств защиты от недопустимых колебаний в питающей сети

Введение: почему и зачем

Необходимость защиты различных нагрузок от всякого рода происшествий в питающей сети понятна всем, но такая защита — понятие очень широкое.

Всегда ли годятся стабилизаторы и ИБП

Первое, что приходит на ум в разговоре на подобные темы, это стабилизаторы и источники бесперебойного питания. Но защита, обеспечиваемая этими двумя классами устройств, скорее сводится к нормирующей регулировке, то есть к приведению напряжения, подаваемого на нагрузку, к нормальному для нее значению или к допустимому диапазону (ИБП — в том числе при пропадании напряжения на входе).

Достоинства подобных устройств защиты понятны, но не обходится и без недостатков. Самые очевидные — это немалые габариты, вес и цена, причём все эти три параметра при прочих равных тем больше, чем больше мощность нагрузки.

Есть и другие минусы. Прежде всего, КПД современных стабилизаторов и ИБП хоть и велик, но всё же не дотягивает до 100%, и если при небольших мощностях это пренебрежимый фактор, то для нагрузок в многие сотни ватт с учетом постоянного режима работы потери становятся заметными, а в несколько киловатт — значительными. И дело не только в лишних деньгах, которые накручивает электросчетчик, но и в тепле, которое надо отводить как из корпуса самого защитного устройства (а это шум), так и из помещения, в котором он находится (а это расходы на кондиционирование).

Кроме того, есть нагрузки, критичные к форме питающего напряжения — например, электродвигатели переменного тока в холодильниках и стиральных машинах, а также многие отопительные котлы с электронным управлением. А на выходе недорогих ИБП и стабилизаторов обычно бывает то, что их производители именуют «аппроксимированной (или модифицированной) синусоидой» — сигнал, по форме имеющий очень мало общего с нормальным синусом, который должен быть в сети переменного тока.

Вверху форма питающего напряжения в соответствии с ГОСТ, внизу модифицированная синусоида

Наконец, ряд нагрузок (те же двигатели, а также лазерные принтеры и МФУ) имеют значительные пусковые токи, которые в несколько раз, а то и на порядок, могут превосходить токи в рабочем режиме. Но ИБП категорически «не любят» подобного, да и многие стабилизаторы тоже, поэтому модель для работы с такими нагрузками приходится выбирать с значительным запасом по мощности, а это и лишние размеры, и вес, и главное — цена.

Конечно, в целом ряде случаев описанные нами страшилки не столь существенны по сравнению с необходимостью бесперебойного питания важных электронных устройств. Но есть еще одна «напасть», перед которой стабилизатор или ИБП бессилен: это существенное повышение напряжения в питающей сети. Например, невнимательный электрик во время ремонтных работ перепутал ноль с одной из фаз, и вот уже в вашей квартире или офисе не 220, а 380 вольт; нечто подобное может произойти и при обрыве или отгорании нулевого провода, а из менее катастрофических причин можно назвать работу со сварочным трансформатором или отключение-включение других очень мощных электроприборов при их подключении к той же фазе, что и чувствительные потребители. ИБП и стабилизаторы способны защитить от подобного разве что ценой собственной «жизни», а их ремонт — это и деньги, и время, в течение которого важные нагрузки останутся без защиты.

На этот случай существуют релейные защитные устройства (далее ЗУ) — реле напряжения, которые попросту отключают нагрузку, если напряжение в сети становится выше или ниже (а слишком низкие напряжения в отсутствие стабилизатора тоже могут быть опасны для «здоровья» нагрузки) определенного порога.

Такие ЗУ компактны и недороги, их размер и цена гораздо меньше зависят от мощности нагрузки, они почти не потребляют энергии «для собственных нужд» и соответственно не выделяют много тепла, не шумят, не искажают форму питающего напряжения и в существенно большей степени лояльны к кратковременным перегрузкам.

Их недостаток понятен: бесперебойного питания, равно как и нормирования напряжения, от них ждать не приходится. Зато они вполне могут обеспечить сохранность дорогого электронного оборудования, причем без существенных затрат. А при необходимости и желании ничто не мешает использовать их совместно с тем же ИБП, защищая одновременно и его.

Реле напряжения: на что обращать внимание при выборе

Реле напряжения можно разбить на две категории: индивидуальные, которые включаются между конкретной нагрузкой и розеткой, и групповые — они рассчитаны на бо́льшие токи нагрузки и устанавливаются в электрическом щитке. Подключение последних потребует вмешательства квалифицированного электрика, поэтому мы подробно рассмотрим образцы из первой категории, как наиболее доступной в использовании.

Начнем с основных параметров.

Диапазон рабочих напряжений самого реле напряжения. ЗУ при всех реально возможных напряжениях в сети, к которой оно подключено, должно оставаться в рабочем состоянии. К реально возможным мы относим не только 220—230 В плюс-минус 10 процентов, как того требует стандарт, но и 380 В (возможные причины для появления такого напряжения мы уже упоминали), а с учетом такого же допустимого отклонения реле напряжения должно работать в диапазоне минимум до 400, а лучше до 420 вольт.

Конечно, могут происходить и совсем уж драматические события: так, импульсные напряжения, вызываемые разрядом молнии, могут достигать десятков и сотен киловольт. Но защита от подобного — это совершенно другая история, связанная совсем с другими затратами.

Желательно, чтобы и при значительно заниженных напряжениях в питающей сети ЗУ тоже сохраняло работоспособность, помогая отслеживать происходящее. Поэтому сто́ит обращать внимание не только на верхний, но и на нижний предел диапазона рабочих напряжений, хотя это и не столь важно.

Максимальный рабочий ток. Здесь надо учитывать не только и не столько рабочие токи подключенного оборудования, но прежде всего пусковые токи. Так, у поверхностного водяного насоса Grundfos MQ3-35 ток в установившемся режиме 4 А, а при запуске достигает 11,7 А, пусть и кратковременно; у погружных насосов (кроме вибрационных, типа «Малыш» или «Ручеек») разница еще существеннее. К сожалению, не для каждого устройства из числа возможных нагрузок можно найти такие данные.

Есть и другое соображение на эту тему: при повышении питающего напряжения будет повышаться и ток, потребляемый многими типами нагрузок.

Поэтому реле напряжения лучше выбирать с запасом по току и при этом помнить: если 16-амперное реле подключено, например, к удлинителю с предельным током 10 А, то максимум для нагрузки будет именно 10 ампер, а не 16.

Время срабатывания. У реле оно не может быть нулевым, но для любых подключаемых устройств — бытовых, производственных или лабораторных, вы вряд ли найдете данные вроде «повышение питающего напряжения до 380 В допустимо в течение 0,1 с». То есть понятно одно: чем быстрее сработает реле напряжения, тем лучше. Причем если для срабатывания при понижении напряжения время может быть и побольше, то при повышении до опасного уровня нагрузку желательно отключать максимально быстро.

Есть и еще ряд моментов, как второстепенных, так и довольно важных, но таких, ответы на которые трудно сформулировать в общем виде.

Например, надежность. Исполнительным механизмом в подобных ЗУ является электромеханическое реле, контакты которого размыкаются в случае выхода напряжения в сети за установленные рамки и обесточивают нагрузку. Одним из важных параметров таких реле является расчетное количество срабатываний; оно будет зависеть как от внешних факторов — тока нагрузки и рабочего напряжения, так и от внутренних, прежде всего от материала, из которого изготовлены контакты.

При коммутациях между контактами реле происходит искрение, из-за которого поверхность дешевого сплава будет покрываться нагаром, увеличивающими переходное сопротивление; если реле не герметизировано, поверхность контактов под воздействием атмосферы будет окисляться, что даст тот же эффект. Протекающий через увеличивающееся сопротивление ток будет вызывать всё больший нагрев, который вызовет дальнейшее ухудшение электрического контакта, что в дальнейшем может привести к оплавлению пластмассовых деталей реле и даже к возникновению пожара.

И не надо думать, что если для какого-то реле заявлено 100 тысяч срабатываний, а для другого миллион, то практической разницы всё равно не будет, поскольку даже меньшего из этих значений и даже при десяти ежесуточных срабатываниях достигнуть получится лет за тридцать. Дело совсем в другом: большее расчетное значение при прочих равных свидетельствует о более качественных контактах.

Другой момент, связанный с использованием релейных ЗУ: многие устройства «не любят» частых включений-выключений. Например, холодильники после выключения рекомендуется включать только через несколько минут, это написано в их инструкциях. Поэтому очень желательно, чтобы реле напряжения имело задержку включения на случай, если сбой в питающей сети был кратковременным. И совсем хорошо, если длительность задержки может устанавливаться пользователем, причем в широких пределах.

А вот ширина регулировки диапазона изменения верхней и нижней границ срабатывания не столь уж важный параметр: вряд ли для какого-то реального устройства, подключаемого через ЗУ, потребуется слишком широкий (например, от 100 до 300 В) и особенно слишком узкий (от 210 до 230 В) диапазон. И максимальная дискретность установок тоже ни к чему: порог ровно в 253 В не потребуется ни для одного подключаемого устройства, вполне можно установить 250 или 255 — практической разницы для защиты не будет.

Прочие аспекты лучше показать на примере конкретных образцов, чему и посвящена остальная часть обзора.

Реле напряжения DigiTop, Volt Control и Rbuz с подключением в розетку

Все образцы имеют одинаковую форму, отличаясь лишь размерами. В нижней части на тыльной стороне расположена вилка для подключения к розетке питающей сети, соосно с ней на лицевой части находится выходная розетка для нагрузок. У всех моделей и вход, и выход имеют заземляющие контакты и соответствуют Тип F (Schuko) по стандарту CEE 7/4 или C2 по ГОСТ 7396.1-89.

Верхняя часть корпуса содержит органы управления и трехразрядный цифровой индикатор (светодиодный, семисегментный с точкой, красного свечения), который в нормальном режиме показывает напряжение в сети, при настройках — значения для установок, а после восстановления нормального состояния на входе может отображать время, оставшееся до подключения нагрузки; в некоторых моделях предусмотрено отображение и других величин или кодов ошибки. Есть также отдельный светодиод, обозначающий подачу напряжения на выход.

Надо сказать, что подобная «геометрия» будет удобна не всегда, а только при подключении к розетке с горизонтальным расположением контактов. Если же контакты расположены вертикально или под углом 45 градусов, как часто бывает в колодках с несколькими розетками, то ЗУ окажется повернутым, и работать с его панелью управления будет неудобно. Кроме того, в многоместных колодках почти наверняка окажутся частично перекрытыми и соседние розетки. Всё это желательно учитывать при подключении.

Особо отметим: все рассматриваемые устройства не обеспечивают защиты от коротких замыканий и значительных перегрузок, для подобных целей линия электропитания должна быть оснащена автоматическим выключателем.

И еще: в период задержки включения после восстановления нормального состояния на входе все участники обзора продолжают отслеживание, и если напряжение вновь выйдет за установленные пределы, то нагрузка по истечении интервала задержки не подключится.

Реле напряжения DigiTop VP-10AS и VP-16AS

Выпускаются ООО «Росток-Электро», эта компания занимается разработкой и производством различного электрооборудования: помимо реле разных типов, в спектре продукции есть ограничители мощности, измерители (в том числе бескорпусные), переключатели, таймеры.

Используется торговая марка DigiTop. Серия реле носит название V-protector.

Список заявленных параметров:

МодельVP-10ASVP-16AS
Напряжение на входе прибора0—400 В
Рабочее напряжение100—400 В
Максимальный ток при активной нагрузке10 А16 А
Максимальная мощность активной нагрузки2,2 кВт3,5 кВт
Время отключенияпо верхнему пределу0,02 с
по нижнему пределу1 с (120—200 В)
0,02 с (
Нижний предел отключения120—200 В (шаг 1 В)
Верхний предел отключения210—270 В (шаг 1 В)
Время задержки включения5—600 с (шаг 5 с)
Потребление от сети при 220 В≤ 2,5

Однофазное реле напряжения: как правильно подключить, схема

Однофазное реле напряжения используется для защиты бытовых электроприборов от недопустимых скачков напряжения в электрической сети. Прибор отключает дом, квартиру или отдельно нагрузку от электроснабжения, а когда все возвращается в норму, автоматически включает обратно. Существует два основных типа приборов: с автоматической выдержкой времени перед включением и настраиваемые вручную.

Подключаем различные модели

Реле контроля напряжения подключаются по-разному, в зависимости от модели, характеристик и назначения.

Локальная защита

Розеточное реле

Чтобы защитить один прибор (холодильник, телевизор, компьютер) достаточно приобрести защиту, которую достаточно просто воткнуть в розетку. Порядок действий такой:

  1. Включаем в реле сетевую вилку от нашего прибора.
  2. Вставляем наше реле в розетку.

На панели либо могут быть дополнительные элементы настройки, либо это может оказаться автоматический прибор, запрограммированный на заводе. В таком случае делать больше ничего не надо — включаем и пользуемся.

Обратите внимание! Данные реле не являются стабилизаторами напряжения.

При необходимости их нужно приобретать отдельно.

Если у прибора есть панель настроек, его необходимо грамотно настроить. Для правильной настройки устанавливают максимальное и минимальное рабочее напряжение, указанное в паспорте того аппарата, который нужно защитить.

Удлинитель

Защитное реле, выполненное в виде удлинителя, работает таким же образом. Разница лишь в количестве розеток — здесь их несколько, что позволяет одновременно подключать несколько потребителей.

Комплексная защита

Теперь разберемся, как правильно установить и смонтировать более сложные модели. Общее у них одно: они устанавливаются в электрощитах рядом с электросчетчиком и силовым автоматом. Схема подключения реле напряжения очень проста, однако могут быть нюансы, на которые будем обращать внимание.

Основные действия:

  1. При помощи индикаторной отвертки определить фазировку. Как правило, с силового автомата выходит «фаза», однако всегда стоит перепроверять.
  2. Отключить автомат, убедиться в отсутствии напряжения.

Дальше начинаются различия. Каждый производитель создает собственный дизайн, не влияющий на характеристики прибора, но вызывающий сложности у новичков.

Один из вариантов: УЗМ

Подключение реле такого типа выполняется в несколько шагов:

  1. После отключения силового автомата устанавливаем прибор на дин-рейку или крепим другим, описанным в паспорте, способом.
  2. Определяем вход — выход.
  3. Значение маркировки: INPUT — вход, L — фаза, N — ноль. Подключаем провода, соблюдая фазировку.
  4. К выходу также подключаем концы, выводим их к нагрузке.

Прибор готов к работе, подаем питание. В зависимости от настроек, он должен войти в рабочий режим через определенное время. Это время может быть жестко задано в настройках и недоступно для корректировки, а может корректироваться вручную.

С односторонним подключением

Следующий тип приборов защиты выглядит по-другому: все контакты находятся с одной стороны, к тому же их не четыре, а три. Разберемся, как его смонтировать и запустить в работу. Поможет общая для этого типа реле напряжения схема.

Первые шаги такие же, как и в предыдущем случае: определить фазу, обесточить цепь, убедиться в отсутствии напряжения. Дальше устанавливаем реле на его место. Коммутация производится таким образом:

  • Клемма 1 — рабочий ноль. Сюда подходит нулевой провод с автоматического выключателя.
  • Клемма 2 — вход. Подаем фазу с АВ.
  • Клемма 3 — выход к нагрузке.

Как видно на схеме, к первой клемме подходит провод с автомата и отсюда идет дальше к нагрузке. При грамотном монтаже электрощита должна быть нулевая шина, тогда не придется в одну клемму зажимать два конца. Она позволит сделать столько ответвлений, сколько нужно и при этом сохранить надежный контакт.

Модель РН-104

Совсем по-другому подключается такой тип защитного реле. На первый взгляд, оно ничем не отличается от предыдущего, но есть существенные различия в схеме. Ключом к пониманию является маркировка в верхней части корпуса и схема, нарисованная сбоку. Согласно ей, вход — клемма 1, выход — клемма 3. Контакт номер два — общий. Он используется и как вход питания реле, и как выход к нагрузке.

Подключая этот прибор своими руками нужно провод «фаза» подключить на крайний левый контакт, «ноль» на средний. К этому же болту подводим другой провод — к нагрузке, и оба хорошо зажимаем. При наличии нулевой шины к среднему контакту подводим провод с нее, таким образом на этом контакте будет только одно подсоединение. К нагрузке идут проводники с крайней клеммы прибора и с нулевой шины.

Реле с несколькими режимами работы

Только что были рассмотрены самые простые виды моделей реле контроля напряжения, подключение которых не вызывает особых сложностей. Стоит обратить внимание на более сложные разработки. Одна из них — РН-113. Этот аппарат может работать в нескольких режимах, поэтому схема его подключения немного отличается.

Во-первых, в верхней части на клеммнике четыре болта. Но это сдвоенные контакты: слева пара и справа пара. Такая особенность.

Во-вторых, здесь не имеет значения фазировка. Хотя логичнее всего разрывать фазу — намного безопаснее, когда потребитель в отключенном состоянии без напряжения.

В-третьих, питание на электронику подключается сверху, а снизу находятся переключающие контакты, на которые необходимо обратить особое внимание: аппарат может иметь несколько режимов работы. Рассмотрим схему.

После установки на дин-рейку (при отключенном силовом автомате), на контакты 4-7 подсоединяем вход 220 вольт. Затем фазный провод зажимаем на контакт 3 (внизу). Теперь нужно определиться, что и как мы хотим защищать.

Если нужен обычный режим — защита от повышенного и пониженного скачка — выход берем с контакта 2, как видно на рисунке, позиция 1. Переключатели Umin и Umax на корпусе реле должны быть включены оба. Подключаем нулевой проводник непосредственно к нагрузке. Можно подавать электропитание.

Для режима защиты от минимального напряжения (включен только переключатель Umin) — фаза на разрыв также подключается на контакты 2–3.

Защита от перенапряжения (включен только Umax) — фазный провод включен как на рисунке, позиция 2 — клеммы 1–3.

Четвертый режим работы — автоматическое отключение при напряжении ниже 155 вольт. Оба переключателя отключены и ручные настройки не задействованы. Нагрузка разрывается контактами 2–3, после устранения режима аварии возврат в рабочий режим происходит через установленное время.

РН-112

Другой тип подключения у этого типа реле. Выходные контакты — независимые друг от друга, подсоединение нагрузки зависит от выбранных функций. Этот аппарат больше подходит для защиты специфического оборудования в домашних мастерских, поскольку имеет рабочий режим 100 вольт.

Прибор имеет три режима работы: контроль напряжения ниже нормы, выше нормы и оба режима одновременно. На верхней планке два контакта 1 и 2 — подача питания.

Для работы в режиме общего контроля (превышение значений максимума и минимума) правый нижний регулятор поворачивается стрелкой вверх. Фазный провод подключается к контакту 5, выход к нагрузке берем с контакта 6.

Режим защиты от пониженного напряжения. Правый нижний регулятор ставим в значение «min». Нагрузка также разрывается контактами 5–6.

Защита от превышения допустимого значения напряжения. Регулятор ставим в значение «max», нагрузку подключаем к контактам 3–4.

Настройка рабочих режимов

Для нормальной работы реле контроля напряжения недостаточно его закрепить и подсоединить. Некоторые модели имеют выведенные на корпус настройки — максимальное и минимальное напряжение, при котором будет обесточена нагрузка, и время задержки включения. Этот параметр позволяет убедиться, что аварийная ситуация устранена.

Заводские настройки обычно составляют такие значения: max — 250 В, min — 175 В, время задержки — 5–15 секунд (каждый завод по-своему). Разумнее всего оставить как есть. Но если в сети сильный разброс, вызывающий частые срабатывания, можно на пять вольт изменить значения, но не более.

Подключение несколько реле контроля напряжения

Технические условия допускают подключение к частному дому или квартире трех фаз. Если для защиты электрооборудования использовать трехфазные блоки, то при аварийной ситуации на одном ответвлении обесточиваться будет все оборудование, что не очень удобно. Эта проблема решается тремя реле, подключенными отдельно на каждую фазу.

С нижней клеммы автомата производим подсоединение ко входу первого блока. С другой клеммы — на вход следующего блока. Для удобства обслуживания и ремонта делать это нужно разноцветными проводами, при этом помнить, что синий цвет — всегда «ноль». Нулевой провод выводим на нулевую шину.

Можно установить отдельные входные автоматы, чтобы в случае необходимости обесточить нужное реле, если вдруг придется его отключать. Как видим, монтаж ничем не отличается от рассмотренных примеров выше, только вместо одного блока — сразу три, каждый на свою фазу.

Выходы реле подключаем на автоматы, которые идут каждый непосредственно на свою нагрузку: освещение, розетки, бойлер. В соответствии с этим каждое реле можно настроить на разное время задержки.

Если мощности не хватает

Нередки ситуации, когда нужно установить защитные реле на мощное оборудование, но при этом сам защитный блок по техническим данным не подходит. Есть способ увеличить значение номинального тока за счет установки промежуточного реле. Идея очень проста: нагрузка подключается к сети через мощный контактор, катушки которого, в свою очередь, включены через защитный блок. В результате, основная нагрузка идет не через реле, которое не перегружено.

Подключение проводится в такой последовательности:

  • Крепим на дин-рейку рядом друг с другом реле защиты и пускатель.
  • При отключенном питании подключаем на вход питания реле «фазу» и «ноль».
  • Проводом нужного сечения подключаем «фазу» на вход размыкающего контакта пускателя.
  • Выход этого контакта — к нагрузке. «Ноль» берем непосредственно с линии.
  • На катушку пускателя подключаем два провода. Один подводим к нулевой шине, другой — к выходу разрывающих контактов реле защиты (внизу корпуса прибора).
  • Вход разрывающих контактов реле подключаем к фазному проводу сети.

Теперь можно контролировать нагрузку, значительно превышающую номинальное значение защитного реле.

Видео по теме

Как варистор защитит бытовую технику от молнии? SW19.ru

Удар молнии в соседнюю опору электропередач или просто рядом с вашим домом событие не очень приятное. Для мастера-электронщика работа в этом случае часто неблагодарная. Не рядовой случай, когда после всех объяснений и рассказов о целесообразности ремонта слышим в конце недовольное: «А почему так дорого?», «А я у другого мастера спросил и мне сказали, что сгореть должно было меньше» и всякий подобный бред жадины-профана, который не ценит чужой труд. Вариант, когда после вскрытия пациента наблюдаем пробитый «трансик» или обугленный варистор много приятнее для обеих сторон.

Современные полупроводники крайне чувствительны к превышениям допустимого напряжения и причина этого не только природные явления. Список причин можно продолжать — от доморощенного сварщика-соседа, до перекомутаций на линии. Нас больше интересует не сами причины, а как с ними бороться. Коротко об этом.

Начнём с исходных данных. Какой ток в розетке?

Смешной ответ: «220 вольт», — кому-то не режет слух. Вариант: «Переменный», — тоже не много лучше, потому как без нагрузки тока нет. А какое напряжение? Может быть уже и не 220 вольт – стандарт однако изменился.

Когда мы говорим о напряжении бытовой сети, то речь идёт о действующем значение переменного напряжения – 220 (230) В. Амплитудное значение будет больше приблизительно в 1.4 раза – 311 (325) В. Учитывая допуск в 10 процентов, получим допустимый разброс амплитуды — от 280 до 342 (292 — 358) вольт. Вот эти 358 В – законно допустимая амплитуда переменного напряжения в нашей розетке. Но и это не всё. Может меняться частота, а синусоида не всегда имеет правильную форму. Перенапряжения различной природы суровая реальность и их допустимые параметры тоже регламентируют.

И наша бытовая техника проектируется с учётом возможности эти перепады выдерживать (хотелось бы верить что это так).

Для этого в цепи питания ставят входные фильтры, разрядники, супрессоры и варисторы (первый эшелон защиты на входе радиоаппаратуры).

Входной LC-фильтр неотъемлемая часть любого импульсного БП (его отсутствие говорит о «качестве» изделия). Основное назначение – не пропускать высокочастотные помехи от работы самого БП в сеть.

Разрядник – устройство с искровым промежутком, может быть как элементом печатного монтажа так и отдельным устройством (газонаполненный, с элементами гашения дуги). Разрядники имеют относительно большое время срабатывания (несколько миллисекунд), при срабатывании искровой промежуток со временем увеличивается из-за обгорания контактов, имеют большой разброс параметров, которые к тому же сильно зависят от внешней среды.

Супрессор (он же защитный диод (стабилитрон), диодный предохранитель, TVS-диод, трансил). В цепи переменного тока используются симметричные супрессоры. При превышении порогового напряжения, внутреннее сопротивление супрессора резко падает. Результат зависит от мощности вредного импульса – нагреется и остынет или сгорит вместе с предохранителем.

Варистор Вольтамперная характеристика (ВАХ) очень похожа на ВАХ супрессора. Соответственно и принцип работы схож. Сопротивление варистора зависит от приложенного к нему напряжения. На участке малых токов (несколько миллиампер) варистор практически не влияет на работу защищаемого устройства. Защитные свойства он проявляет на участке больших токов – когда приложенное к нему напряжение превысит определённый порог.

При превышении этого порога, варистор резко уменьшает собственное сопротивление до десятков ом. Высокочастотные импульсы перенапряжения не проникают на вход устройства, а преобразуются в тепловую энергию нагрева самого варистора. Если энергия этих импульсов больше допустимой, то варистор закорачивает входную цепь и сгорает вместе с плавким предохранителем.

При возникновении высоковольтного импульса сопротивление варистора резко уменьшается до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При этом через варистор может протекать импульсный ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после исчезновения помехи его сопротивление вновь становится большим. Таким образом, включение варистора параллельно защищаемому устройству не влияет на работу последнего в нормальных условиях, но гасит импульсы опасного напряжения

Знания схемотехники входных цепей питания радиоаппаратуры и принципов работы элементов этих цепей несомненно нужны. Но обычному ремонтёру важнее знать как это проверить и чем заменить. Обугленный варистор потерял свою маркировку и вопрос что ставить взамен возникает не только у новичков (ведь цепи защиты бывают разные). Просто выпаять и забыть – не наш вариант!

Самый распространённый вариант – варистор на 470 вольт. Вспоминаем цифру сверху – 358 вольт в предполагаемом максимуме. Запас 112 вольт? Не совсем так. Варисторы имеют класс точности, и 10 процентов это лучший вариант. Считаем 20 процентов. Получаем возможный нижний предел напряжения срабатывания – 376 вольт. Теперь понятна логика производителя. Но и это не всё. Вариант ставим что есть на складе никто не отменял, главное, чтобы не было ложных срабатываний. Здесь необходимо понимание основного назначения варистора – защита от высоковольтных импульсных перенапряжений. Отвал нулевого провода в вашем доме и в результате неисправная аппаратура, а варистор целый — не редкость. Высоковольтные перенапряжения случайны и результат их воздействия непредсказуем. И если штатно варистор рассеивает высоковольтные импульсы, но когда-то наступает случай, что он не выдерживает мощности паразитного импульса и сгорает. Горит с переходом в проводящее состояние. По этой причине обязательна защита плавким предохранителем. Такая вот обязательная защита защиты.

На практике (особенно для себя любимого) лучше использовать варисторы на 390В или 430В постоянного напряжения. Воздействие высоковольтных импульсов очень не полезно для электролитов (а они чаще всего на 400В, а в дешевом ширпотребе даже на 350В).

Варисторы имеют достаточно большую емкость (до 50 нф), что ограничивает их применение на высоких частотах.

Как проверить варистор? Сразу напрашивается вариант собрать простейшую цепь из резистора для ограничения тока, варистора, нагрузки и повышающего трансформатора с возможностью регулирования напряжения. Важно выяснить точно напряжение перехода в проводящее состояние. Вариант проще – подключаем нашу цепочку к мегоометру с напряжением 500 вольт, и убеждаемся в срабатывании варистора. Косвенная проверка – измерить ёмкость варистора. Я не ошибся, именно ёмкость.

Маркировка на варисторе — это не всегда напряжение (иногда это условный код), а если и напряжение то не всегда одно и то же. Разные производители маркируют варисторы по-разному. Используются как максимальное значение рабочего действующего синусоидального напряжения (EPCOS), иногда действующее значение синусоидального напряжения при котором происходит отпирание варистора, а китайцы ставят постоянное напряжение отпирания. Надо обязательно читать документацию конкретного производителя.

Для примера: варистор EPCOS/TDK с маркировкой 241 это фактически аналог 431 у китайского TKS с маркировкой TVR оба отпираются постоянным напряжением около 430В.

Напряжение отпирания варистора величина не точная. Классический разброс составляет -15%…+20%. А у лучших производителей — не менее 10%. И зависимость от температуры никто не отменял.

Отличия варисторов от супрессоров.

Супрессор проигрывает варистору в поглощаемой энергии. Варистор тем и хорош, что тепло в нем выделяется по всей толщине материала и отсутствуют локальные перегревы. Супрессор обладает отличным быстродействием, но легко перегревается и выходит из строя при миллисекундных импульсах. Энергию варистор при коротких перенапряжениях, не рассеивает (не успевает), а поглощает.

Крутизна характеристики варистора довольно большая (но меньше чем у супрессоров).

Варисторы применяются в схемах с большой мощностью импульса, но относительно низким значением скорости его нарастания (крутизна фронта). К примеру, тиристорные преобразователи.

Супрессоры — в схемах с большей крутизной, но меньшей длительностью. Это преобразователи на основе IGBT или MOSFET-транзисторов. Работа транзисторов в ключевом режиме характеризуется малой длительностью выбросов напряжения (не более сотен нс; очень редко мкс), но при этом крутым фронтом импульса.

Стабилитроны тоже можно применять, то только в низковольтных транзисторных схемах с малыми скоростями изменения напряжения.

Короткие выводы:

1. Варисторы хорошо защищают сети питания радиоаппататуры от коротких высоковольтных выбросов напряжения, которые физически не поглощаются входными фильтрующими конденсаторами. Но не являются защитой от перенапряжений ниже напряжения открывания самого варистора.

2. Супрессоры хорошо использовать для защиты силовых ключей от переходных процессов и пиковых перенапряжений короткими импульсами.

3. При выборе варистора в качестве замены ориентируемся на напряжение открывания варистора. Обращать внимание на производителя, смотреть документацию по конкретному прибору.

4. Для защиты от перенапряжений в сети (не высоковольтных импульсных) хорошее решение применять ограничители напряжения и ограничители тока короткого замыкания (это для себя, а клиенту как совет).

P.S Всё, что выше никак не учебник и не претендует на полноту. Целенаправленно не перечислены все параметры рассмотренных элементов. Замечания на рассмотренную тему будут полезны не только автору.

Как защитить дом от импульсных перенапряжений / Статьи и обзоры / Элек.ру

В техподдержке интернет-магазина «АСберг АС» клиенты часто задают вопросы о том как защитить дом от перепадов напряжения, что такое устройства защиты от перенапряжения, какие они бывают и как их подбирать. Класс продукции УЗИП известен покупателям значительно меньше чем автоматические выключатели или УЗО и игнорирование защиты от перенапряжения часто служит причиной пожаров и выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования в частных домах. Хотелось бы восполнить этот пробел в знаниях покупателей и рассказать более подробно о том, что такое УЗИП, для чего он нужен и как его подобрать.

УЗИП: особенности выбора и применения

Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

Широкое распространение получили УЗИП
с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку

Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений — как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:

Тип устройства Для чего предназначено Где применяется
I класс Для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Защищают от импульсов 10/350 мкс: попадание молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта.
Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс.
Устанавливаются на вводе питающей сети в здание (ВРУ/ГРЩ).
Данными устройствами должны укомплектовываться вводно- распределительные устройства административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов.
II класс Обеспечивают защиту от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции дополнительной молниезащиты.
Предназначены для защиты от импульсов 8/20 мкс. Они защищают от ударов молнии в ЛЭП, от переключений в системе электроснабжения. Амплитуда токов — 15-20 кА.
Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах.
Служат дополнительной защитой от импульсов, которые не были полностью нейтрализованы УЗИП I класса.
III класс Для защиты от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нейтралью.
Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех. Предназначены для защиты от остаточных импульсов 1,2/50 мкс и 8/20 мкс импульсов после УЗИП I и II классов.
Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются.
Характерные области применения — ИТ- и медицинское оборудование. Также актуальны для частного дома или квартиры — подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей.

Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

  • Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль — земля.
  • Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза — нейтраль.

В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S.
В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП.
В нем нет контакта для подключения нулевого проводника

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

Как выбрать УЗИП?

При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты

Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.

Оценка значимости защищаемого оборудования

Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:

Группа Что включает Где определяется
Первая Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей МЭК 62305-3
Вторая Меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем МЭК 62305-4
Третья Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и отказов инженерных сетей (в основном электрические и телекоммуникационные линии) МЭК 62305-5
Оценка риска воздействия на объект

Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (электроустановки зданий):

  • МЭК 60364-4-443 (защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).
  • МЭК 60364-4-443-4 (выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.
Выбор оборудования по МЭК 6036

В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.
Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.

Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети

Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.

Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование зданияВыбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроникаВыбор защитной аппаратуры: производственное оборудованиеВыбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование

Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте.

Защита электрооборудования от импульсных перенапряжений по цепям питания

В настоящей статье рассмотрены наиболее общие вопросы применения устройств защиты от импульсных перенапряжений, даны рекомендации по их подбору и монтажу.

Настоящий этап развития техники и технологии характеризуется тем, что электрооборудования, в том числе электронного, на объектах народного хозяйства и в быту становится всё больше и больше, а само оборудование становится всё сложнее и дороже. А чем сложнее оборудование, тем оно чувствительней к различным перенапряжениям и помехам.

В данной статье рассматриваются отдельные вопросы защиты оборудования от микросекундных импульсных перенапряжений большой мощности, приходящих по цепям питания. Защита от таких перенапряжений — вопрос комплексный и в рамках одной статьи неподъёмный, поэтому остановимся на одном аспекте этой защиты — применении Устройств Защиты от Импульсных Перенапряжений (УЗИП).

Нормативная база применения УЗИП

Что такое УЗИП? Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002 «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

Согласно этому ГОСТу «Устройство для защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП): устройство, которое предназначено для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока. Это устройство содержит, по крайней мере, один нелинейный элемент». Стандарт распространяется на устройства для защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном воздействии грозовых или иных переходных перенапряжений. Данные устройства предназначены для подсоединения к силовым цепям переменного тока частотой 50-60 Гц на номинальное напряжение до 1000В (действующее значение) или 1500В постоянного тока.

В зависимости от класса испытаний УЗИП делятся на 3 типа.

Испытания класса I предназначены для имитации частично направленных грозовых импульсов тока. УЗИП, подвергаемые таким испытаниям, рекомендуются для установки на линейных вводах в здания, защищённые молниезащитными системами, а также при воздушном вводе питания. Характерной особенностью данного класса является испытание импульсным током Iimp c формой волны 10/350 мкс (1). Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up, который измеряется при In. Это «параметр, характеризующий УЗИП в части ограничения напряжения на его выводах, который выбран из числа предпочтительных значений». Его значение всегда выше остаточного напряжения Ures , т.е. пикового значения, появляющегося на выводах УЗИП вследствие прохождения разрядного тока заданной амплитуды. Up не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению, определённому в ГОСТ Р 50571.19-2000. Поэтому принято, что для УЗИП 1-го класса Up не превышает 4 кВ.


Стандартный испытательный импульс

Испытания класса II предназначены для имитации наведённого в проводниках под действием электромагнитного поля импульса. УЗИП, подвергаемые таким испытаниям (УЗИП 2-го класса), предназначены для установки после УЗИП 1-го класса в промежуточные шкафы, либо во вводной шкаф, если отсутствует вероятность попадания части прямого тока молнии в систему электроснабжения. Испытания проводятся номинальным разрядным током In и максимальным разрядным током Imax . Оба импульса имеют форму волны 8/20 мкс, но разную амплитуду. При этом Imax > In. Импульс In УЗИП должен выдержать многократно при условии его остывания до комнатной температуры в промежутке между импульсами. Обычно количество выдерживаемых импульсов от 5 до 15 (по ГОСТу количество не установлено и определяется производителем, по МЭКу – 15 импульсов). Импульс Imax УЗИП должен выдержать однократно, при этом его дальнейшая работа в соответствии с заявленными параметрами не гарантируется (но возможна). Уровень напряжения защиты Up для устройств 2-го класса не должен превышать 2,5 кВ.

Испытания класса III также имитируют наведённый импульс, но испытываются комбинированной волной напряжения 1,2/50 мкс и тока 8/20 мкс. При этом в параметрах указывается напряжение разомкнутой цепи Uoc и номинальный In и максимальный Imax токи. Уровень напряжения защиты Up для 3-го класса не должен превышать 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника, даже не проходившая испытаний на устойчивость к микросекундным импульсным перенапряжениям. Поэтому данные устройства рекомендуется использовать в непосредственной близости от защищаемого оборудования (желательно не далее 5-7 метров, а в общем, чем ближе, тем лучше).

Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для подбора УЗИП.

Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на выводы УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения при различных нештатных режимах работы сети.

Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке, защищаемой УЗИП. Данный параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. Так как большинство УЗИП подключаются параллельно цепи, то данный параметр у них не указывается.

Оценка необходимости использования УЗИП

Итак, применять или не применять УЗИП? Для ответа на этот вопрос имеются два подхода. Первый подход — формальный. Обязательность применения УЗИП прописаны в ПУЭ 7-е издание (п. 7.1.22), СП31-110-2003 (п. А5.2), ГОСТ Р 50571.19-2000, а также в некоторых ведомственных документах (РД Транснефть, СТО Газпром, СТО ФСК ЕЭС, РЖД). Если ваш объект попадает под действие этих документов, то применять надо обязательно, если нет, то можно перейти ко второму, неформальному, подходу и продолжить анализ ситуации.

Так как УЗИП защищает в основном электронное оборудование (или электронные блоки питания такого оборудования), надо понять, есть ли вам что защищать. И здесь надо учитывать не только стоимость самого оборудования, но и возможные последствия выхода его из строя или даже просто сбоев в работе. Иногда выход из строя копеечного прибора приводит к остановке всего техпроцесса и многомиллионным потерям.

Далее надо попытаться понять, насколько велика вероятность попадания импульса на ваше оборудование, а также характер и величину этого импульса. Так, если объект расположен в городе и вокруг стоят более высокие дома, то вероятность попадания к вам серьёзного импульса перенапряжения достаточно мала. Если же объект стоит в чистом поле рядом с мачтой связи, то есть реальная возможность словить не только наведённый импульс, но и часть тока молнии (2). А если вы ещё и питаетесь от воздушной линии, то вероятность такого исхода значительно увеличивается.


Возможные пути проникновения импульсов на объект

Существует стандарт МЭК 62305-2 по оценке рисков, связанных с молниезащитой. Российские федеральные стандарты не содержат методики расчета или чётких рекомендаций о необходимости применения специализированных защитных устройств. Поэтому приходится проводить эту оценку экспертно, основываясь на результатах комплексной оценки электромагнитной обстановки объекта.

Подбор типа УЗИП

Итак, в результате анализа потенциальных рисков Вы пришли к выводу, что выгоднее применить УЗИП, чем потом ликвидировать последствия экономии. Теперь предстоит выбор конкретных устройств защиты и размещение их на объекте.

Если решено защищать целиком всё здание и оборудование в нём, то прежде всего надо подобрать УЗИП для установки во вводной шкаф. Если на здании или в непосредственной близости от него есть молниеприемники или имеется воздушный ввод, то необходимо устанавливать УЗИП 1-го или 1+2 класса. Рекомендации МЭК по выбору мощности УЗИП показаны на 3.


Количественная и качественная оценка растекания токов молнии на объекте, оснащенном внешней молниезащитой.

Считается, что при попадании молнии в систему внешней молниезащиты половина тока молнии уходит в землю, а вторая половина попадает на главную заземляющую шину (ГЗШ). Далее эти 50% тока распределяются равномерно по всем присоединенным к ГЗШ коммуникациям. Отсюда делается вывод, что минимальная мощность УЗИП определяется именно той частью тока молнии, которая попадёт в систему питания. Учитывая, что 99% ударов молний в России имеют амплитуду менее 100кА, в расчетах можно исходить из этой цифры. Если в объект входит только трёхфазное электропитание, тогда, при наличии УЗИП, по каждому проводу питания пойдёт около ¼ от тех 50кА, которые попадут на ГЗШ (при режиме нейтрали TNC), т.е. около 12,5кА. Это как раз та самая минимальная величина Iimp (10/350), допустимая для 1-го класса УЗИП. С учетом неравномерности распределения токов, рекомендуется брать УЗИП с Iimp не менее 20кА (10/350) на фазу. Примером такого устройства может служить DS253E-300 производства CITEL c Iimp =25кА на фазу (4).

 
Устройство защиты от импульсных перенапряжений 1 класса.

Если же вероятность попадания части прямого тока молнии исключена, то можно применить УЗИП 2-го класса. Точный расчёт наведённого на линию импульса перенапряжения представляет довольно сложную задачу, поэтому, основываясь на нашем многолетнем опыте, для этих устройств предлагаются следующие параметры: In=20kA (8/20) и Imax=40kA (8/20). Наиболее типичным представителем таких устройств является DS43S-230 производства CITEL (5).

 
Устройство защиты от импульсных перенапряжений 2 класса

УЗИП 2-го или 3-го класса могут также применяться после 1-го класса для защиты наиболее ответственного и чувствительного оборудования, если расстояние между ними более 15м.

Если нужно защитить только одну комнату с сервером внутри, то принципы подбора УЗИП мало отличаются от вышеизложенного. Можно только добавить, что в этом случае целесообразно применить УЗИП со встроенным ВЧ-фильтром, который не только защищает от импульсных перенапряжений, но и фильтрует ВЧ помехи малой амплитуды, например DS HF (6).

 
Устройство защиты от импульсных перенапряжений со встроенным ВЧ-фильтром

Требования к монтажу УЗИП

А теперь, когда определено, какие УЗИПы и где применять, можно рассмотреть некоторые особенности их использования. Устройства для защиты по питанию могут иметь три типа подключения:

— Т-образный (параллельный), когда УЗИП подключается параллельно питающей цепи. Рабочий ток при этом через устройство защиты не идёт, т.е. вы можете его использовать при любой мощности системы электроснабжения. Сечение соединительных проводников должно выбираться в соответствии с рекомендациями производителя УЗИП.

— последовательный, когда УЗИП ставится в разрыв питающего провода. В этом случае устройство защиты должно иметь номинальный ток нагрузки IL больше максимального рабочего тока цепи, в которую оно установлено.

— V-образный тип подключения, когда рабочий ток цепи протекает по шунту, установленному внутри УЗИП (7). С точки зрения защиты от импульсных перенапряжений это оптимальная конфигурация.


V-образное подключение

Типовая схема Т-образного (параллельного) подключения УЗИП 1+2 класса в сеть TNC-S приведена на 8.


Т-образное подключение УЗИП

Здесь есть одна тонкость, связанная с применением плавких вставок FU 1-3. Существуют рекомендованные производителем УЗИП номиналы данных устройств, например, для УЗИП 1+2 ступени с импульсными токами 25кА (10/350) на фазу оптимальными являются вставки 125А по характеристике gG/gL. При этом номинале через плавкую вставку может пройти импульс 25 кА (10/350) и она останется целой. Если взять вставку меньшего номинала, УЗИП будет недоиспользован, т.к. при приходе мощного импульса плавкая вставка сгорит и исключит из работы вполне исправный УЗИП. Т.е. система защиты будет работать только при импульсах, значительно слабее тех, на которые рассчитан УЗИП. По рекомендациям МЭК номинал входного защитного устройства ВА должен быть на ступень больше, чем номинал предохранителей FU 1-3. В случае невозможности выполнения такого требования, предохранители FU 1-3 можно не устанавливать. При V-образном и последовательном соединении эти дополнительные предохранители отсутствуют в принципе.

Ещё одна особенность Т-образного монтажа УЗИП заключается в том, что длина соединительных проводов между УЗИП и точкой присоединения к сети не должны превышать 0,5м (ГОСТ Р 50571.26-2002). Это связано с тем, что микросекундный импульс перенапряжения является высокочастотным сигналом и имеет очень крутой фронт. А любой проводник, кроме активного сопротивления, имеет ещё и индуктивное. Оно очень маленькое, примерно 1 мкГн/м при сечении провода 16 кв.мм, и на промышленной частоте им обычно пренебрегают. Но при крутизне фронта тока (dI/dt) 1кА/мкс на каждом метре провода падает 1кВ. И это напряжение складывается с остаточным напряжением УЗИП и прикладывается к оборудованию (9). При этом амплитуда импульса может значительно превысить допустимые для данного оборудования значения.

Именно по этой причине нельзя устанавливать вместо предохранителей FU 1-3 автоматические выключатели. Каждый автоматический выключатель содержит катушку индуктивности, стоящую последовательно в рабочей цепи. И в случае их использования при приходе импульса основное напряжение упадёт на автоматическом выключателе, а УЗИП при этом будет работать неэффективно. В результате такое подключение не обеспечит защиту оборудования.

Ещё один вопрос, который обычно встает перед инженером – нужно ли применять УЗИП 2 или 3 класса после устройства типа 1+2, установленного во вводном щите? Ведь уровень напряжения защиты у этого устройства (Up) не более 1,5кВ, что не превышает уровень, характерный для 3 класса. Ответ — не обязательно, если расстояние по кабелю от УЗИП 1+2 класса до защищаемого оборудования не более 15-20м и рядом нет источников сильных наводок. Если же расстояние более 20 метров, то устанавливать необходимо, т.к. ситуация может развиваться, как на 10. Здесь пришедший импульс перенапряжения ограничивается УЗИП до 1,5кВ, а уже внутри здания на него накладывается помеха, наведённая от различного мощного электротехнического оборудования. Сами по себе уровни этих помех не превышают допустимый для защищаемого оборудования, но вместе эти перенапряжения могут привести к сбоям и даже выходу оборудования из строя.

Стоит отметить, что для эффективной защиты от перенапряжений расстояние от места подключения УЗИП 2 или 3 класса до защищаемого оборудования не должно превышать 5м.

В заключении можно отметить, что существующие на настоящий момент российские и международные стандарты предоставляют достаточно возможностей для защиты оборудования от микросекундных импульсных перенапряжений.

Лучшая защита от перенапряжения и пониженного напряжения — Отличные предложения по защите от перенапряжения и пониженного напряжения от продавцов защиты от перенапряжения по всему миру

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для защиты от перенапряжения и пониженного напряжения. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях.Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта максимальная защита от перенапряжения и пониженного напряжения в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили защиту от перенапряжения на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в защите от перенапряжения и пониженного напряжения и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. , а также ожидаемую экономию.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз.Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress.Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести overvoltage undervoltage protection по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Лучшая защита от перенапряжения и пониженного напряжения — Отличные предложения по защите от перенапряжения и пониженного напряжения от глобальных продавцов защиты от перенапряжения

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для защиты от перенапряжения и пониженного напряжения. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая защита от перенапряжения и пониженного напряжения в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили защиту от пониженного напряжения на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в защите от перенапряжения и пониженного напряжения и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести overvoltage protection undervoltage по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Ограничитель перенапряжения, перенапряжения и защиты от перегрузки по току

1 LTC7862 1 Ограничитель перенапряжения 4–140 В 1,2 м 50 мВ 140 В Высокопроизводительный импульсный ограничитель перенапряжения $ 3.40 (LTC7862EFE # PBF)
2 LTC4368 1 Автоматический выключатель, отключение по напряжению, блокировка обратного тока, защита от обратного входа, УФ-блокировка От 2,5 В до 60 В 80µ ± 50 мВ или + 50 мВ / -3 мВ Двунаправленный автоматический выключатель, прохождение окна напряжения с регулируемыми порогами UV / OV и реверсом в $ 1,99 (LTC4368CDD-1 # PBF)
3 LTC4380 1 Автоматический выключатель, предел тока , Защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения, УФ-блокировка 4–72 В 50 мВ Защита от перебоев с током 8 мкА, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, отключение $ 2.48 (LTC4380CDD-1 # PBF)
4 LTC4367 1 OV Disconnect, Reverse Input Protection, UV Lockout 2,5–60 В 70µ Проходное окно для напряжения с регулируемым УФ Пороговые значения / OV и защита от обратного входа, режим отключения 1,75 доллара США (LTC4367CDD # PBF)
5 LTC7860 1 Ограничение тока, защита от обратного входа, импульсный ограничитель перенапряжения 60 В (с возможностью расширения до 200 В +) 770µ 95 мВ Защита от сквозного переключения ШИМ, Регулируемый выходной зажим с таймером, Ограничение тока, Отключение м $ 2.95 (LTC7860EMSE # PBF)
6 LTM4641 1 Предел тока, отключение OV, регулятор uModule, УФ-блокировка От 4,5 В до 38 В 8 м 38 В постоянного тока, 10 А µModule Regulator с расширенной защитой входа и нагрузки 25,95 долл. США (LTM4641EY # PBF)
7 LTC4364 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, блокировка обратного тока, защита обратного входа, защита обратного выхода, ограничитель перенапряжения, УФ-блокировка 4–80 В 483µ 50 мВ Проходная защита с идеальным диодом, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, Ш $ 3.45 (LTC4364CDE-1 # PBF)
8 LT4363 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения, УФ-блокировка 4–80 В 970µ 50 мВ Ride — сквозная защита, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, режим отключения, Latc $ 2,48 (LT4363CDE-1 # PBF)
9 LTC4366 1 Защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения От 9 В до более 500 В 159µ Защита от проскальзывания, поплавки для работы с высоким напряжением, регулируемый выходной зажим с таймером, Shut $ 2.65 (LTC4366CDDB-1 # TRPBF)
10 LTC4365 1 OV Disconnect, Reverse Input Protection, UV Lockout От 2,5 до 34 В 125µ Проходное окно для напряжения с регулируемым УФ Пороговые значения / OV и защита от обратного входа, режим отключения 1,49 долл. США (LTC4365CDDB # TRPBF)
11 LTC4362 1 Автоматический выключатель, отключение OV, защита от обратного входа 2.От 5 В до 5,5 В 220µ 1,5 A Пороговое значение OV 5,8 В, внутренний полевой транзистор и чувствительный резистор, защита 28 В, драйвер PFET с обратным входом, -1 La $ 1,60 (LTC4362CDCB-1 # TRPBF)
12 LTC4361 1 Автоматический выключатель, отключение OV, защита обратного входа 2,5–5,5 В 230µ 50 мВ Порог 5,8 В OV, порог перегрузки по току 50 мВ, защита 80 В, драйвер PFET обратного входа, — 1 Защелка 1 $.40 (LTC4361CDC-1 # TRPBF)
13 LTC4360 1 OV Disconnect, Reverse Input Protection 2.5V to 5.5V 230µ 5.8V OV Порог, защита 80V, -1 для режима отключения, -2 для драйвера PFET обратного входа 1,15 доллара США (LTC4360CSC8-1 # TRPBF)
14 LT4356MP-2 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, защита обратного входа, ограничитель перенапряжения , УФ-блокировка 4–80 В 1.21 м 50 мВ Защита от проскальзывания, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, от -55C до 125C Оператор 5,94 долл. США (LT4356MPS-2 # PBF)
15 LT4356MP-1 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения 4–80 В 1,21 м 50 мВ Защита от проскальзывания, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, от -55 ° C до 125 ° C Оператор 5 долларов США.94 (LT4356MPS-1 # PBF)
16 LT4356-3 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения 4–80 В 1,21 м 50 мВ Езда — сквозная защита, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, режим отключения, Latc $ 1,98 (LT4356CDE-3 # PBF)
17 LT4356-2 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, Защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения, УФ-блокировка 4–80 В 1.21 м 50 мВ Защита от проскальзывания, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, режим отключения (вспомогательный $ 1,98 (LT4356CDE-2 # PBF)
18 LT4356-1 1 Автоматический выключатель, ограничение тока, защита от обратного входа, ограничитель перенапряжения от 4 до 80 В 1,21 м 50 мВ Защита от проскальзывания, регулируемый выходной зажим и автоматический выключатель с таймером, режим отключения, автоматический $ 1 .98 (LT4356CMS-1 # PBF)
19 LTC1696 2 OV Disconnect 0,8–24 В 170µ Контролирует два выходных напряжения от 0,8 до 24 В. Привод затвора для лома SCR или внешнего N-канального полевого транзистора 1,76 долл. США (LTC1696ES6 # TRPBF)

Защита от перенапряжения источника питания, часть 1: ломы

Инженеры, которые имеют дело с источниками питания (как и в большинстве случаев), часто видят термины защиты цепи «лом» и «зажим».«Нет, здесь нет ссылок на товары, приобретенные в местном магазине оборудования, но они являются важными« аппаратными »элементами, то есть автономными компонентами и функциями схемы без соответствующего программного обеспечения. Они используются для защиты нагрузки или системы от сбоев питания, будь то кратковременные переходные процессы или «серьезные» отказы. В этом разделе часто задаваемых вопросов будет рассмотрена роль и реализация этих широко используемых функций, связанных с питанием, которые часто классифицируются как схемы защиты от перенапряжения (OVP).

Q: В чем заключаются проблемы функции цепи OVP?

A: Он должен делать пять вещей:

  1. Разумеется, не допускайте появления чрезмерного напряжения на защищаемых компонентах;
  2. Не мешать нормальной работе, но быть «невидимым» и не «нагружать» блок питания;
  3. Различают нормальные колебания напряжения и чрезмерное перенапряжение;
  4. Быть быстрым и реагировать до того, как нагрузка будет повреждена, если действительно произойдет ситуация перенапряжения;
  5. Не иметь ложных срабатываний (ложных срабатываний), которые мешают, а также не может не реагировать на реальные условия перенапряжения.

Q: Какова роль этих ломов и зажимов?

A: Это функции схемы, которые обычно добавляются к выходу источника питания (или даже к самой подсхеме) для защиты нагрузки и системы от серьезных сбоев и отказов источника питания, а также от переходных процессов, таких как кратковременные скачки напряжения.

Q: В чем разница между ломом и зажимом?

A: лом создает короткое замыкание на выходе источника питания, тем самым отвлекая выходной ток источника питания на землю и тем самым вынуждая выходное напряжение к нулю (или близкому к нулю) вольт, Рисунок 1 .Для большинства конструкций лома действие лома автоматически возвращается к нормальному режиму работы после устранения условия перенапряжения; в некоторых реализациях необходимо полностью отключить питание, чтобы прекратить его проведение.

Рис. 1. Базовая реакция лома и зажима на кратковременный скачок напряжения показывает, как лом переходит в состояние, близкое к короткому замыканию, в то время как зажим ограничивает увеличение напряжения. (Источник изображения: Bourns, Inc.)

Напротив, фиксатор не позволяет напряжению превысить установленный уровень. Зажимы также можно назвать ограничителями переходного напряжения (TVS), поскольку они могут защищать от переходного процесса при пуске или индуктивного переходного процесса, а не от фактического отказа.Другое отличие состоит в том, что TVS обрабатывает короткие шипы, в то время как полный зажим во многих случаях может работать в течение этого времени. Для большинства клещей функция фиксации срабатывает, когда исчезает состояние перенапряжения.

По сравнению с клещами, низкое удерживающее напряжение лома позволяет ему переносить более высокий ток короткого замыкания, не рассеивая большую мощность, поэтому он может выдерживать более высокие токи и делать это в течение более длительных периодов. Также проще сконфигурировать схему так, чтобы лом также приводил к перегоранию предохранителя (и, таким образом, полностью прекращал ток), если это необходимо.

Q: Как работает лом?

A: Обычно лом представляет собой цепь с высоким сопротивлением на выходе источника питания (или на входе нагрузки, которую необходимо защитить). Когда возникает ситуация перенапряжения, она становится схемой с низким импедансом и запускает ее, и остается в режиме низкого импеданса до тех пор, пока ток не упадет ниже «тока удержания», а затем он возвращается в нормальное рабочее состояние с высоким импедансом. Ломик должен выдерживать ток, протекающий через него, в течение времени, в течение которого источник питания находится в состоянии повышенного напряжения.

Q: Как построить лом?

A: Схема относительно проста: В примере Рисунок 2 , LM431 регулируемые элементы управления регулятора стабилитрон напряжение затвора симистора, с R1 и R2, как напряжение, деленное обеспечивает опорное напряжение для LM431 (в некоторых конструкциях вместо регулятора используется «простой» стабилитрон, также можно использовать фиксированные резисторы для нерегулируемой схемы). Обычно, напряжение на R2 несколько ниже, чем опорное напряжение регулятора, так что остается выключенным, а LM431 выглядит как высокий импеданс с небольшим количеством тока.При увеличение напряжения питания за порог, напряжение на R2 превысит опорное напряжение, то LM431 начнет рисовать тока, и симистор будет срабатывать и запертый на. (Конечно, существует множество других вариантов этой схемы.)

Рис. 2: Схема лома довольно проста; Более серьезная проблема — это определение размеров и выбор таких компонентов, как эталон и TRIAC. (Источник изображения: Википедия)

В: Существуют ли дискретные ломовые устройства?

А: Да.Наиболее распространенные ломы основаны на тиристорных устройствах защиты от перенапряжений (TSP), которые представляют собой устройства PNPN на основе кремния, напряжение пробоя которых может быть точно установлено их производителем. Они предлагаются во многих типах корпусов и могут рассеивать скачки напряжения разного уровня.

Другим широко используемым устройством с ломом является газоразрядная трубка (GDT), которая представляет собой миниатюрный искровой разрядник, обычно помещенный в керамический корпус. При срабатывании высокого напряжения искровой промежуток проводит, и весь ток отклоняется.Искровые разрядники могут быть изготовлены таким образом, чтобы они защищали от умеренных напряжений (около 100 В) до тысяч вольт, например, от молнии. Когда ситуация с перенапряжением устраняется, TSP или GDT возвращается в нормальный высокоомный режим.

Во второй части этого FAQ более подробно рассматривается дополнительное устройство OVP, зажим.

Источники (все EEWorld Online)

Зачем нужен предохранитель? Часть 1 Электронные предохранители
, Часть 2: Изготовление или покупка электронных предохранителей
Предохранители для защиты электропитания, Часть 1
Предохранители для защиты электропитания, Часть 2
Выключатели нагрузки, Часть 1: Основная роль и принцип
Выключатели нагрузки, Часть 2 : Реализации и преимущества ИС
Программируемый электронный предохранитель выдерживает 4 А в диапазоне от 8 до 48 В
Безопасные предохранители
Шесть соображений для лучшей защиты цепи
Основы самозащиты источника питания
Варисторы включают предохранитель
MOV с радиальными выводами для защита от перенапряжения общего назначения

Прочие ссылки

Microsemi Corp, MicroNote 106, «Ломы и зажимы: в чем их основные различия?»
Sunpower Electronics Ltd, «Что такое защита от перенапряжения?»
Bourns, Inc., «Защита от переходного перенапряжения»

% PDF-1.3 % 211 0 объект > endobj xref 211 75 0000000016 00000 н. 0000001851 00000 н. 0000001961 00000 н. 0000003126 00000 н. 0000003810 00000 н. 0000003882 00000 н. 0000003940 00000 н. 0000004792 00000 н. 0000005262 00000 н. 0000006117 00000 н. 0000006402 00000 н. 0000006443 00000 н. 0000006465 00000 н. 0000007518 00000 н. 0000007540 00000 н. 0000008095 00000 н. 0000008117 00000 н. 0000008808 00000 н. 0000009658 00000 н. 0000010517 00000 п. 0000010589 00000 п. 0000010951 00000 п. 0000011489 00000 п. 0000012348 00000 п. 0000012749 00000 п. 0000012771 00000 п. 0000013549 00000 п. 0000013572 00000 п. 0000014839 00000 п. 0000014862 00000 п. 0000016064 00000 п. 0000017279 00000 н. 0000017489 00000 п. 0000017575 00000 п. 0000017598 00000 п. 0000018802 00000 п. 0000018825 00000 п. 0000020046 00000 н. 0000020185 00000 п. 0000024528 00000 п. 0000024666 00000 п. 0000024780 00000 п. 0000027750 00000 п. 0000027863 00000 н. 0000027977 00000 н. 0000037415 00000 п. 0000037529 00000 п. 0000037644 00000 п. 0000041098 00000 п. 0000041212 00000 п. 0000041327 00000 п. 0000362670 00000 н. 0000363592 00000 н. 0000363777 00000 н. 0000363892 00000 н. 0000364728 00000 н. 0000364806 00000 н. 0000366274 00000 н. 0000366477 00000 н. 0000366590 00000 н. 0000366730 00000 н. 0000434100 00000 н. 0000452634 00000 н. 0000908623 00000 н. 0000958965 00000 н. 0000980118 00000 п. 0001045089 00000 п. 0001045189 00000 п. 0001045292 00000 п. 0001045386 00000 п. 0001045482 00000 п. 0001045578 00000 п. 0001045672 00000 п. 0000002025 00000 н. 0000003104 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 212 0 объект > endobj 213 0 объект > endobj 284 0 объект > ручей Hb«a« f €

Статья о перенапряжении по The Free Dictionary

в электрохимии, разнице между равновесным (по составу электродного раствора) значением потенциала электрода и значением электрода потенциал, когда электрод поляризован внешним током.Когда отклонение от равновесия заметно, соотношение между перенапряжением η и плотностью i поляризующего тока обычно задается уравнением Тафеля η = a + b log 10 i , где a и b — эмпирические константы. Перенапряжение зависит от температуры, природы материала электрода и состава раствора.

Перенапряжение необходимо для ускорения желаемой электродной реакции.Если скорость электродной реакции определяется скоростью собственно электрохимической стадии, которая включает в себя перенос заряда, то перенапряжение усиливает электрическое поле, действующее на частицы, подвергающиеся разряду, что приводит к более низкой энергии активации разряда: поскольку электрическое поле должно В значительной степени из-за структуры двойного электрического слоя оказывается, что перенапряжение зависит от концентрации постороннего электролита и адсорбированных материалов, которые влияют на распределение потенциала в двойном слое.

Перенапряжение имеет ряд положительных сторон; например, действие многих ингибиторов коррозии металлов основано на повышении перенапряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.