Zibens spērieni būtībā ir milzīga dzirksteļaizlāde, kas rodas, kad lādiņš uzkrājas līdz noteiktam punktam starp pērkona negaisa mākoni un zemi vai starp tiem, izjaucot gaisa izolāciju. zibens spērienus galvenokārt izraisa:
1. Tiešs zibens spēriens
Sliktākajos gadījumos zibens iesper tieši ēkās, iekārtās vai cilvēkos.
Iedarbināšanas apstākļi: objekti uz zemes (piemēram, augsta ēka, koks, pārraides tornis, koki, torņi, izolēti cilvēki) kopā ar negaisa mākoņiem veido spēcīgāko elektrisko lauku, padarot to par īsāko ceļu lādiņa izlādei.
2. Netiešā zibens efekti (izplatītāk, plašāks diapazons)
Pat ja zibens tieši neietriec jūsu ierīci, tas var izraisīt destruktīvu (pārejošu) pārspriegumu, jo:
· Inducētais zibens (sadalīts elektrostatiskajā indukcijā un elektromagnētiskajā indukcijā):
• Elektrostatiskā indukcija: kad uzlādēts negaisa mākonis iet virs galvas, tas inducē lielu daudzumu pretēju lādiņu uz zemāk esošajiem gaisa vadiem. Kad mākonis izlādējas uz citu mērķi, šie saistošie lādiņi tiek nekavējoties atbrīvoti, radot augstus -sprieguma pārspriegumus, kas pārvietojas pa līniju.
Elektromagnētiskā indukcija: spēcīgas un pārejošas strāvas zibens kanālā var radīt ļoti augstu spriegumu apkārtējās metāla cilpās (piemēram, elektropārvades līnijas cilpās, signālu līnijās).
· Vadītspēja (zemes potenciāla pieaugums):
• Kad zibens iesper aa ēkas zibensaizsardzības sistēmā vai tuvējā zemē, caur zemējuma pretestību iziet milzīga zibens strāva, izraisot elektrisko potenciālu saskares punktā vienā mirklī līdz simtiem tūkstošu vai pat miljoniem voltu. Šis lielais potenciāls var būt "atgriezenisks" uz iekšējo ierīci, izmantojot ierīces zemējuma vadu, izraisot destruktīvu potenciālu atšķirību visā ierīcē un iznīcinot to.
· Zibens pārsprieguma ielaušanās:
• Zibens iesper attālos vados, telefona līnijās, kabeļu līnijās utt. Pa šiem metāla vadītājiem viļņu veidā virzās milzīgas zibens strāvas, kas iebrūk un bojā pievienotās ierīces.
2. daļa: Kā izmantot SPD aizsardzībai
Pārsprieguma aizsardzības ierīces mērķis nav novērst zibens spērienus, bet gan nodrošināt drošu, zemas{0}}pretestības ceļa zibens strāvu un pārsprieguma enerģiju zibens spēriena laikā, tādējādi ierobežojot ierīces spriegumu līdz drošam līmenim.
1. VPD darbības pamatprincips
Uztveriet to kā "viedo slēdzi" vai "sprieguma jutīgu vārstu":
Normālas darbības laikā: SPD augsta pretestība un būtībā ir atvērta ķēde ar nelielu ietekmi uz ķēdi.
Kad notiek pārsprieguma/pārspriegums: notiek: SPD nanosekundēs kļūst par zemas pretestības stāvokli (ļoti ātri), ātri vadot un novirzot uz zemi lielus strāvas pārspriegumus.
Pēc pārsprieguma samazināšanās: SPD automātiski atiestatās uz augstās pretestības stāvokli un ķēde atgriežas normālā stāvoklī.
2. Pareiza SPD aizsardzības sistēma: daudzpakāpju{1}}aizsardzība
Lai nodrošinātu visaptverošu aizsardzību, bieži tiek izmantots hierarhiskas aizsardzības jēdziens, piemēram, vairākas aizsardzības līnijas:
1/I kategorija (agrāk B klase):
Uzstādīšanas vieta: galvenais sadales panelis (servisa ieeja).
Funkcija: atbrīvo lielāko daļu zibens spēriena ar lielu enerģiju no tiešiem vai izraisītiem zibens spērieniem (parasti 10/350 μM viļņu forma). SPD ar lielu izlādes jaudu parasti izmanto, pamatojoties uz dzirksteļu spraugām.
Mērķis: Aizsargāt visas ēkas elektrosistēmu pret lielāko pērkona negaisu.
2./II kategorija (agrāk C klase):
Atrašanās vieta: sadales panelis (piemēram, grīdas paneļi) vai galvenā aprīkojuma sadales panelis (piemēram, serveru telpas, gaisa kondicionētājs, lifts).
Funkcija: vēl vairāk ierobežo atlikušo spriegumu un absorbē atlikušo enerģiju, izmantojot 1. tipa SPD. Parasti tiek izmantoti cietvielu diskdziņi (SSD), kuru pamatā ir metāla oksīda varistors (MOV).
Mērķis: aizsargāt sadales ķēdes un iekārtas noteiktās zonās.
3./III kategorija (agrāk D):
Atrašanās vieta: ierīces priekšpuse, piemēram, kontaktdakšas sloksnes jutīgam instrumentam vai pārsprieguma aizsardzības modulis ierīces iekšpusē.
Funkcija: Nodrošina precīzu aizsardzību, fiksējot spriegumu līdz līmenim, ko ierīce var droši izturēt (parasti mazāk nekā 1,5 kV).
Mērķis: nodrošināt pēdējo aizsardzības līniju visjutīgākajām un dārgākajām elektroniskajām iekārtām (piemēram, serveriem, medicīnas iekārtām, rūpnieciskajiem PLC).
Signāla SPD: līnijām, piemēram, tīkla kabeļiem, telefona līnijām un novērošanas video kabeļiem, ir nepieciešamas arī specializētas signālu apstrādes sistēmas. Tie darbojas tādā pašā veidā, bet ir paredzēti signāla līnijas sprieguma līmeņiem un saskarnes veidam.
3. Galvenie punkti SPD instalēšanai
• Labs zemējums ir priekšnoteikums: SPD SPD efektīvi pārsūta enerģiju bez zemas -pretestības zemējuma sistēmas. Zemējums ir zibensaizsardzības pamats.
• Īsi un biezi savienojuma vadi: SPD savienojuma un zemējuma vadiem jābūt pēc iespējas īsākiem un biezākiem, lai samazinātu svina induktivitāti. Pārāk gari vadi var izraisīt ievērojamu indukcijas spriegumu, kas ievērojami samazina aizsardzības efektivitāti.
Koordinācija: dažādiem SSD posmiem ir nepieciešama enerģijas koordinācija, lai nodrošinātu pakāpenisku izlādi, kas paredzēta, lai novērstu jebkura atsevišķa SPD pārslodzi.