Vad är spik/överspänningsskydd och kraftledningsfilter?

Ett överspänningsskydd eller överspänningsskydd är en anordning utformad för att skydda elektriska enheter från oönskade plötsliga och kortvariga ökningar av spänningsspikar. Både spänningsstöt och spänningsspik som hänvisar till kortvarig ökning av spänningen ser likadana ut men är olika.

Medan en spänningsspik är en plötslig ökning av spänningen som varar mindre än tre nanosekunder, är en spänningshöjning en plötslig ökning av spänningen som varar i tre nanosekunder eller mer.

En spänningsspets eller överspänning är i grunden en övergående överspänning eller elektrisk impuls med kort varaktighet men hög energi, som induceras i kretsen från externa källor. Transient överspänning i växelström visas i Fig. 1.

Fig. 1: Spänningsspikar

Vanliga källor till spänningsspikar och överspänningar inkluderar elektriska strömbrytare, blixtnedslag och statisk elektricitet. Spänningsspikar kan också skapas av en snabb uppbyggnad eller avklingning av ett magnetiskt fält, vilket kan inducera energi till den tillhörande kretsen. Till exempel, om ström som flyter genom en reläspole avbryts eller strömlös, producerar induktorn en högfrekvent spänningsspets.

Den vanligaste lösningen är att placera en likriktardiod över reläspolen (induktorn). Dioden hänvisas till som en frihjuls-, suppressor- eller fly-back-diod. När strömmen bryts ger den en returväg för strömmen, så att strömflödet genom induktorn inte blockeras. Strömmen försvinner med tiden genom sitt inre motstånd, och värme alstras av induktorn och likriktaren.

Både spänningsspikar och överspänningsfenomen kan vara störande för elektrisk utrustning och orsaka avsevärd skada.

Det finns olika typer av överspännings- och spikskydd tillgängliga på marknaden. Överspänningsskyddsanordningar (SPD) och transienta spänningsdämpare (TVSe) installeras normalt i kraftdistributionssystem, tunga industrisystem och kommunikationssystem, för att skydda mot spänningsöverspänningar och toppar.

Power-line filter

Ett kraftledningsfilter är ett elektroniskt filter placerat mellan en elektrisk enhet och en extern ledning. Det är ett passivt, dubbelriktat nätverk som filtrerar en viss frekvens i kraftledningen eller kretsen.

Ett linjefilter är utformat för elektromagnetisk störning (EMI) i växelströmsnätet och består vanligtvis av induktor, kondensator och motstånd. Det minskar krusningar i utspänningen så mycket som möjligt. Vissa nätfilter ger minimal spänningsreglering, medan andra skyddar mot problem med strömkvaliteten.

Ett typiskt schema för ett passivt nätverksnätfilter visas i fig. 2. Nätverket är lämpligt för både växelström och likström med dubbelriktad dämpningsförmåga.

Fig. 2: Typiskt kraftledningsfilter

Design av överspänningsskydd

Ett enkelt överspänningsskydd är i huvudsak en metalloxidvaristor (MOV) över ingångsledningen för en elektrisk utrustning - i allmänhet endast en enskild komponent i viss utrustning. Detta kan antingen vara en MOV- eller en TVS-diod. För universell 90V AC – 264V AC-ledning är den vanliga MOV-spänningen 300V rms.

Men i fall av dyr utrustning och höga överspänningsförväntningar, såsom från kraftledningen, är det nödvändigt att hänvisa till säkerhetsstandardklassificeringarna och riktlinjerna, såsom IEC 61000-4-5, som definierar standarderna för växelströmsledningar ökar.

Vid design av kretsen bör varistorspänningsvärdet inkludera minst 20 procent säkerhetsmarginal. Till exempel, för ett 25V DC-system, bör varistorn klassas till cirka 30V. Det är dock viktigt att inte överdriva marginalen, för att undvika en stor varistor och en högre klämspänning. Dessutom måste överspänningsskyddet monteras bredvid säkringen.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC