Surge protector что это
surge protector
устройство защиты от импульсных перенапряжений
УЗИП
Устройство, которое предназначено для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсных токов. Это устройство содержит по крайней мере один нелинейный элемент.
[ГОСТ Р 51992-2011 (МЭК 61643-1:2005)]
КЛАССИФИКАЦИЯ (по ГОСТ Р 51992-2011 (МЭК 61643-1:2005))
Согласно классификации ГОСТ, МЭК а также немецкого стандарта DIN, Устройства Защиты от Импульсных Перенапряжений УЗИП делятся на разные категории по методу испытаний и месту установки.
Класс 1 испытаний соответствует Типу 1 и Классу Требований B
Класс 2 испытаний соответствует Типу 2 и Классу Требований C
Класс 3 испытаний соответствует Типу 3 и Классу Требований D
ВОПРОС: ЧЕМ УЗИП ТИП 1 ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ УЗИП ТИП 2?
Устройства для Защиты от Импульсных Перенапряжений Типа 3 предназначены для «тонкой» защиты наиболее ответственного и чувствительного электрооборудования, например медицинской аппаратуры, систем хранения данных и пр. УЗИП Типа 3 необходимо устанавливать не далее 5 метров по кабелю от защищаемого оборудования. Модификации УЗИП Типа 3 могут быть выполнены в виде адаптера сетевой розетки или смонтированы непосредственно в корпусе или на шасси защищаемого прибора. Для бытового применения доступна версия MSB06 скрытого монтажа, за обычной сетевой розеткой.
ВОПРОС: ЗАЧЕМ НУЖЕН СОГЛАСУЮЩИЙ ДРОССЕЛЬ?
Для правильного распределения мощности импульса между ступенями защиты ставят линию задержки в виде дросселя индуктивностью 15 мкГн или отрезок кабеля длиной не менее 15 м, имеющего аналогичную индуктивность. В этом случае сначала сработает УЗИП 1-го класса и возьмёт на себя основную энергию импульса, а затем устройство 2-го класса ограничит напряжение до безопасного уровня.
ВОПРОС: ЗАЧЕМ СТАВИТЬ УЗИП, ЕСЛИ НА ВВОДЕ УЖЕ СТОИТ АВТОМАТ ЗАЩИТЫ И УЗО?
Вводной автомат (например на 25, 40, 63 А) защищает систему электроснабжения от перегрузки и коротких замыканий со стороны потребителя. Устройство защитного отключения УЗО (например, с током отсечки 30 или 100 мА) защищает человека от случайного поражения электрическим током.
Но ни одно из этих устройств не может защитить электрическую сеть и оборудование от микросекундных импульсов большой мощности. Такую защиту обеспечивает только Устройство Защиты от Импульсных Перенапряжений УЗИП со временем срабатывания в наносекундном диапазоне.
ВОПРОС: КАК СРАВНИТЬ УЗИП РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ?
Все УЗИП, продаваемые на территории России, должны производиться и испытываться в соответствии с ГОСТ Р 51992-2002 (аналог международного стандарта МЭК 61643-1-98). ГОСТ Р 51992-2002 предусматривает наличие у каждого устройства ряда характеристик, которые производитель обязан указать в паспорте и на самом изделии.
В предыдущих номерах журнала были изложены теоретические основы применения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) в низковольтных электрических сетях. При этом отмечалась необходимость отдельного более детального рассмотрения некоторых особенностей эксплуатации УЗИП, а также типовых аварийных ситуаций, которые могут возникнуть при этом.
Повреждение УЗИП происходит следующим образом. Разрядные токи, протекающие при срабатывании защитных устройств, нагревают корпуса их нелинейных элементов до такой температуры, что при повторных ударах с той же интенсивностью (в не успевшее остыть устройство) происходит:
По указанным выше причинам все изготовители устройств защиты от перенапряжения рекомендуют осуществлять их регулярный контроль, особенно после каждой сильной грозы. Проверку необходимо осуществлять с помощью специальных тестеров, которые обычно можно заказать у фирм, занимающихся техникой защиты от перенапряжений. Контроль, осуществляемый другими способами, например, визуально или с помощью универсальных измерительных приборов, в этом случае является неэффективным по следующим причинам:
Имеющееся в варисторных ограничителях перенапряжений устройство отключения при перегреве (тепловая защита), как правило, срабатывает в результате процесса старения варистора. Суть явления заключается в том, что при длительной эксплуатации, а также в результате воздействий импульсов тока большой амплитуды происходит постепенное разрушение p-n переходов в структуре варистора, что приводит к снижению значения такого важного параметра, как наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение защитного устройства (максимальное рабочее напряжение) Uc. Этот параметр определяется для действующего напряжения электрической сети и указывается производителями защитных устройств в паспортных данных и, как правило, непосредственно на корпусе защитного устройства. Для примера: если на корпусе защитного устройства указано значение Uc = 275 В, это обозначает, что устройство будет нормально функционировать в электропитающей сети номиналом 220 В при увеличении действующего напряжения на его клеммах до 275 В включительно (значение взято с достаточным запасом при условии выполнения электроснабжающей организацией требований ГОСТ 13109 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»).
В результате «старения» варистора значение Uc снижается и в определенный момент времени может оказаться меньше чем действующее напряжение в сети. Это приведет к возрастанию токов утечки через варистор и быстрому повышению его температуры, что может вызвать деформацию корпуса устройства, проплавление фазными клеммами пластмассы и, в конечном итоге, короткое замыкание на DIN-рейку и даже пожар.
В связи с этим, для применения в электроустановках рекомендуются только те варисторные ограничители перенапряжения, которые имеют в своем составе устройство теплового отключения (терморазмыкатель). Конструкция данного устройства, как правило, очень проста и состоит из подпружиненного контакта, припаянного легкоплавким припоем к одному из выводов варистора, и связанной с ним системы местной сигнализации. В некоторых устройствах дополнительно применяются «сухие» контакты для подключения дистанционной сигнализации о выходе ограничителя перенапряжений из строя, позволяющие с помощью физической линии передавать информацию об этом на пульт диспетчера или на вход какой-либо системы обработки и передачи телеметрических данных. (См. рис. 1).
Несколько другая ситуация возникает в случае установившегося длительного превышения действующего напряжения в сети над наибольшим длительно допустимым рабочим напряжением защитного устройства (Uc), определенным ТУ для данного УЗИП. Примером такой ситуации может быть повышение напряжения по вине поставщика электроэнергии или обрыв (отгорание) нулевого проводника при вводе в электроустановку (в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью трансформатора). Как известно, в последнем случае к нагрузке может оказаться приложенным межфазное напряжение 380 В. При этом устройство защиты от импульсных перенапряжений сработает, и через него начнет протекать ток. Величина этого тока будет стремиться к величине тока короткого замыкания (рассчитывается по общеизвестным методикам для каждой точки электроустановки) и может достигать нескольких сотен ампер. Практика показывает, что устройство тепловой защиты не успевает отреагировать в подобных ситуациях из-за инерционности конструкции. Варистор, как правило, разрушается в течение нескольких секунд, после чего режим короткого замыкания также может сохраняться через дугу (по продуктам разрушения и горения варистора). Как же как и в предыдущем случае, возникает вероятность замыкания клемм устройства на корпус шкафа или DIN-рейку при расплавлении пластмассы корпуса и возможность повреждения изоляции проводников в цепях включения защитных устройств. Сказанное выше относится не только к варисторным ограничителям, но и к УЗИП на базе разрядников, которые не имеют в своем составе устройства теплового отключения. На фотографии (рис. 2) показаны последствия подобной ситуации, в результате которой произошел пожар в распределительном щите.
Рис.2 Выход из строя варисторного УЗИП привел к пожару в ГРЩ.
На рисунке 3 показано варисторное УЗИП, которое в результате аварийной ситуации стало источником пожара в щите.
Для того чтобы предотвратить подобные последствия рекомендуется устанавливать последовательно с устройствами защиты от импульсных перенапряжений предохранители с характеристиками срабатывания gG или gL (классификация согласно требованиям стандартов ГОСТ Р 50339.0-92 (МЭК 60269-1-86) или VDE 0636 (Германия) соответственно).
Практически все производители устройств защиты от импульсных перенапряжений в своих каталогах приводят требования по номинальному значению и типу характеристики срабатывания предохранителей дополнительной защиты от токов короткого замыкания. Как уже указывалось выше, для этих целей используются предохранители типа gG или gL, предназначенные для защиты проводок и распределительных устройств от перегрузок и коротких замыканий. Они обладают значительно меньшим (на 1-2 порядка) временем срабатывания по сравнению с автоматическими выключателями тех же номиналов. При этом предохранители имеют более высокую стойкость к импульсным токам значительных величин. Практический опыт и данные экспериментальных испытаний показывают, что автоматические выключатели очень часто повреждаются при воздействии импульсных перенапряжений. Известны случаи подгорания контактов или приваривания их друг к другу. И в том и в другом случае автоматический выключатель не сможет в дальнейшем выполнять свои функции.
Возможны различные варианты применения предохранителей и, соответственно, существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать еще на этапе проектирования схемы электроснабжения или при изготовлении щитовой продукции. Одна из таких особенностей заключается в том, что в случае, если в качестве защиты от токов короткого замыкания будет использоваться только общая защита (вводные предохранители), то при коротком замыкании в любом УЗИП (первой, второй или третьей ступени) всегда будет обесточиваться вся электроустановка в целом или какая-то ее часть. Применение предохранителей, включенных последовательно с каждым защитным устройством, исключает такую ситуацию. Но при этом встает вопрос подбора предохранителей с точки зрения селективности (очередности) их срабатывания. Решение этого вопроса осуществляется путем применения предохранителей тех типов и номиналов, которые рекомендованы производителем конкретных моделей устройств защиты от перенапряжений.
Пример установки предохранителей F7-F12 приведен на рисунке 4.
Рис.4 Установка защитных устройств в TN-S сеть 220/380 В
ПРИМЕР: При использовании в схеме, приведенной на рисунке 4, разрядников HS55 в первой ступени защиты и варисторных УЗИП PIII280 во второй ступени применение предохранителей F5-F7 и F8-F10 будет обусловлено выбором номинального значения предохранителей F1-F3:
· При значении F1-F3 более 315 А gG, значения F7-F9 и F10-F12 выбираются 315 А gG и 160 А gG соответственно;
· При значении F1-F3 менее 160 А gG, предохранители F7-F12 можно не устанавливать.
Иногда может потребоваться, чтобы в случае возникновения короткого замыкания в защитных устройствах не срабатывал общий предохранитель на вводе электропитающей установки. Для этого необходимо устанавливать в цепи каждого УЗИП предохранители с учетом коэффициента (1,6). Т.е. если предохранитель на входе электроустановки имеет номинальное значение 160 А gG, то предохранитель включенный последовательно с УЗИП должен иметь номинал 100 А gG.
Применение для данных целей автоматических выключателей осложняется причинами, перечисленными выше, а также не соответствием их времятоковых характеристик характеристикам предохранителей.
3. Часто встречающиеся недостатки в конструктивном исполнении устройств защиты от импульсных перенапряжений
Многими фирмами-производителями предлагаются защитные устройства классов I и II, состоящие из базы, предназначенной для установки на DIN-рейку, и сменного модуля с нелинейным элементом (разрядником или варистором) с ножевыми вставными контактами. Такое конструктивное исполнение кажется на вид более выгодным и удобным для заказчика, чем монолитный корпус, в виду возможности более простого осуществления измерения сопротивления изоляции электропроводки (при измерениях повышенными напряжениями этот модуль можно просто изъять). Однако способность сконструированных таким способом контактов пропускать импульсные токи не превышает предел Imax = 25 kA для волны (8/20 мкс) и Iimp = 20 kA для волны (10/350 мкс).
Несмотря на это, некоторые изготовители показывают в рекламных каталогах для таких защитных устройств максимальные разрядные способности величинами до Imax = 100 kA (8/20 мкс) или Iimp = 25 kA (10/350 мкс). К сожалению, это не подтверждается практическими данными. Уже при первом ударе испытательного импульса тока с такой амплитудой произойдут пережоги и разрушение не только ножевых контактов сменного модуля, но также и повреждение контактов клемм в базе. Разрушительное воздействие испытательного импульса тока Imax = 50 kA (8/20 мкс) на механическую часть такой системы и ножевой контакт показано на следующих фотографиях (рис. 5). Очевидно, что после такого воздействия сложным становится, собственно, сам вопрос извлечения вставки из базы, так как их контакты могут привариться друг к другу. Даже если вставку удастся отсоединить от базы, последнюю будет нельзя использовать далее из-за подгоревших контактов, которые приведут к резкому возрастанию переходного сопротивления и, соответственно, уровня защиты данного УЗИП.
Для того чтобы избежать подобных последствий, защитные устройства модульной конструкции необходимо применять только тогда, когда существует гарантия, что ожидаемые импульсные воздействия не превысят указанных выше значений. Это может быть выполнено в случае правильного выбора типов и классов УЗИП для конкретной электроустановки и согласования их параметров между ступенями защиты.
Одним из наиболее часто используемых вторичных источников питания является выпрямитель. Следует отметить, что практика установки элементов защиты от перенапряжений (разрядников, варисторов и т.п.) на платах или внутри блоков выпрямителя, является не правильной с нашей точки зрения. Существующий опыт показывает, что эти варисторы как правило рассчитаны на токи 7 – 10 кА (форма импульса 8/20 мкС) и по своим параметрам соответствуют третьему классу защиты согласно ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98). Как правило, эксплуатирующие организации считают данный тип защиты достаточным и никаких дополнительных мер для повышения надежности работы оборудования не принимают. Однако, при отсутствии дополнительных внешних устройств защиты от импульсных перенапряжений более высокого класса, а так же при возникновении длительных превышений рабочего напряжения питающей сети в данной ситуации возможно возникновение двух типовых аварийных ситуаций:
a) Токи значительных величин, возникающие при срабатывании установленных внутри модуля варисторов, будут протекать по печатным проводникам плат или проводам внутри блоков выпрямителя по кратчайшему пути к заземляющей клемме стойки. Это может вызвать выгорание печатных проводников на платах и возникновению на параллельных незащищенных цепях наводок, которые в свою очередь приведут к выходу из строя электронных элементов блока выпрямителя. При превышении максимальных импульсных токов, определенных для данного варистора изготовителем, возможно, его возгорание и даже разрушение, что может привести к пожару и механическому повреждению самого выпрямителя (более подробно описано в п.п. 2.1).
b) Несколько другая ситуация возникает в случае длительного установившегося превышения действующего напряжения в сети над максимальным допустимым рабочим напряжением Uc, определенным ТУ для данного варистора (как правило используются варисторы с Uc = 275 В). Подробно данная ситуация была описана выше (см п.п. 2.2). В результате описанного воздействия появляется вероятность возгорания печатных плат и внутренней проводки, а так же возникновения механических повреждений (при взрыве варистора), что подтверждается статистикой организаций, осуществляющих ремонт выпрямителей.
Пример таких повреждений показан на рисунке 6.
С точки зрения решения проблем описанных в пункте (а), наиболее правильным является вариант установки защитных устройств, при котором они размещаются в отдельном защитном щитке или в штатных силовых и распределительных щитах электроустановки объекта. Применение внешних дополнительных устройств защиты позволяет защитить выпрямитель от импульсных перенапряжений величиной в сотни киловольт и соответственно снизить до допустимого (7 – 10 кА) значения величины импульсных токов, которые будут протекать через варисторы, встроенные в выпрямитель, или практически полностью исключить их.
Для защиты оборудования от длительного установившегося превышения действующего напряжения в сети (пункт b) можно использовать устройства контроля напряжения фазы или подобные им (см. рис. 7).
Р ис. 7 Подключение устройства контроля фаз РКФ-3/1
СОДЕРЖАНИЕ
Скачки напряжения
Скачки также могут возникать на телефонных линиях и линиях передачи данных, когда к ним случайно подключаются основные линии переменного тока, или когда в них попадает молния, или когда телефонные линии и линии передачи данных проходят рядом с линиями с всплеском и индуцируется напряжение.
Защитники
Устройство защиты от импульсных перенапряжений пытается ограничить напряжение, подаваемое на электрическое устройство, путем блокировки или замыкания тока, чтобы снизить напряжение ниже безопасного порога. Блокировка осуществляется с помощью катушек индуктивности, препятствующих резкому изменению тока. Замыкание осуществляется с помощью искровых разрядников, разрядных трубок, полупроводников стабилитрона и металлооксидных варисторов (MOV), каждый из которых начинает проводить ток при достижении определенного порогового значения напряжения, или конденсаторами, которые препятствуют внезапному изменению напряжения. В некоторых устройствах защиты от перенапряжения используется несколько элементов.
Сетевые фильтры для дома могут быть в удлинителях, используемых внутри, или в устройстве снаружи на силовой панели. В розетках в современном доме используются три провода: линейный, нейтральный и заземляющий. Многие защитные устройства будут подключаться ко всем трем парам (линия – нейтраль, линия – земля и нейтраль – земля), потому что есть условия, такие как молния, когда и линия, и нейтраль имеют выбросы высокого напряжения, которые необходимо замкнуть на землю.
Определения
Использовать
Многие удлинители имеют встроенную защиту от перенапряжения; они обычно четко обозначены как таковые. Однако в нерегулируемых странах есть удлинители с маркировкой «защита от скачков» или «пиков», в которых есть только конденсатор или цепь радиопомех (или ничего), которые не обеспечивают истинную (или какую-либо) защиту от скачков напряжения.
Важные характеристики
Это одни из наиболее заметных спецификаций, определяющих устройство защиты от перенапряжения для сети переменного тока, а также для некоторых приложений защиты передачи данных.
Напряжение зажима
Underwriters Laboratories (UL), глобальная независимая научная компания по безопасности, определяет, как можно безопасно использовать средство защиты. UL 1449 стал обязательным в юрисдикциях, которые приняли NEC с 3-м изданием в сентябре 2009 года для повышения безопасности по сравнению с продуктами, соответствующими 2-му изданию. Измерение предельного напряжения с использованием в шесть раз более высокого тока (и энергии) определяет номинал защиты по напряжению (VPR). Для конкретного устройства защиты это напряжение может быть выше по сравнению с номинальными значениями подавленного напряжения (SVR) в предыдущих выпусках, которые измеряли сквозное напряжение с меньшим током. Из-за нелинейных характеристик устройств защиты, сквозные напряжения, определенные испытаниями 2-го и 3-го выпусков, не сопоставимы.
Протектор может быть больше, чтобы получить такое же сквозное напряжение во время испытаний 3-го издания. Следовательно, протектор 3-го или более позднего выпуска должен обеспечивать превосходную безопасность с увеличенным сроком службы.
Протектор с более высоким сквозным напряжением, например 400 В против 330 В, будет передавать более высокое напряжение на подключенное устройство. Конструкция подключенного устройства определяет, приведет ли этот сквозной шип к повреждению. Двигатели и механические устройства обычно не страдают. Некоторые (особенно старые) электронные компоненты, такие как зарядные устройства, светодиодные или CFL-лампы и компьютеризированные приборы, чувствительны и могут выйти из строя, а срок их службы сократится.
Рейтинг Джоуля
Номинальное значение в Джоулях определяет, сколько энергии устройство защиты от перенапряжения на основе MOV теоретически может поглотить без сбоев за один раз. Лучшие протекторы превышают номинальные значения в 1 000 джоулей и 40 000 ампер. Поскольку фактическая продолжительность всплеска составляет всего около 10 микросекунд, фактическая рассеиваемая мощность мала. Если больше, то MOV будет плавиться, а иногда закорачивать и плавиться, надеясь, что сработает предохранитель, отключив себя от цепи.
MOV (или другое закорачивающее устройство) требует сопротивления в линии питания, чтобы ограничить напряжение. Для больших линий электропередачи с низким сопротивлением требуется MOV с более высоким номиналом в джоулях. Внутри дома с проводами меньшего размера, которые имеют большее сопротивление, приемлемо меньшее MOV.
Каждый раз, когда MOV закорачивает, его внутренняя структура изменяется, а его пороговое напряжение немного снижается. После множества скачков пороговое напряжение может снизиться до уровня, близкого к линейному, то есть 120 или 240 В переменного тока. В этот момент MOV будет частично проводить и нагреваться и в конечном итоге выйти из строя, иногда в результате драматического расплавления или даже пожара. Большинство современных устройств защиты от перенапряжения имеют автоматические выключатели и температурные предохранители для предотвращения серьезных последствий. Многие также имеют светодиодный индикатор, указывающий, работают ли MOV.
Рейтинг в джоулях обычно указывается для сравнения устройств защиты от перенапряжения на основе MOV. Средний всплеск (всплеск) имеет короткую продолжительность, от наносекунд до микросекунд, а экспериментально смоделированная энергия всплеска может быть менее 100 джоулей. Хорошо спроектированные устройства защиты от перенапряжения учитывают сопротивление линий, которые подают питание, вероятность удара молнии или другого серьезного всплеска энергии и соответственно определяют MOV. Небольшое зарядное устройство может включать MOV всего 1 ватт, тогда как импульсная полоса будет иметь MOV 20 Вт или несколько из них, подключенных параллельно. Защитник дома будет иметь большой ДВС блочного типа.
Еще одна проблема заключается в том, что если один встроенный плавкий предохранитель включен последовательно с группой параллельно включенных MOV в качестве меры безопасности отключения, он откроет и отключит все оставшиеся рабочие MOV.
Согласно отраслевым стандартам тестирования, основанным на предположениях IEEE и ANSI, скачки напряжения в линии электропередач внутри здания могут достигать 6000 вольт и 3000 ампер и обеспечивать до 90 джоулей энергии, включая скачки от внешних источников, не считая ударов молний.
Общие предположения, касающиеся конкретно молнии, основанные на ANSI / IEEE C62.41 и UL 1449 (3-е издание) на момент написания этой статьи, заключаются в том, что минимальные скачки напряжения в линии электропередачи внутри здания обычно составляют 10 000 ампер или 10 кА (кА). Это основано на воздействии 20 кА на линию электропередачи, затем переданный ток равномерно распространяется в обоих направлениях по линии электропередачи, в результате чего 10 кА проходят в здание или дом. Эти предположения основаны на среднем приближении для тестирования минимальных стандартов. В то время как 10 кА обычно достаточно для минимальной защиты от ударов молнии, при ударе молнии может передаваться до 200 кА в линию электропередачи с перемещением 100 кА в каждом направлении.
Молния и другие высокоэнергетические переходные скачки напряжения могут быть подавлены с помощью устанавливаемых на столбах ограничителей электросети или с помощью устройства защиты от перенапряжения для всего дома, поставляемого владельцем. Изделие для всего дома дороже, чем простые сетевые фильтры с одной розеткой, и часто требует профессиональной установки на входящей линии электропитания; тем не менее, они предотвращают попадание шипов на линии электропередачи в дом. Ущерб от прямых ударов молнии другими путями должен контролироваться отдельно.
Время отклика
Таким образом, время отклика при стандартном тестировании не является полезным показателем способности устройства защиты от перенапряжения при сравнении устройств MOV. Все MOV имеют время отклика, измеряемое в наносекундах, в то время как формы тестовых сигналов, обычно используемые для проектирования и калибровки устройств защиты от перенапряжения, основаны на смоделированных формах импульсов, измеряемых в микросекундах. В результате у протекторов на основе MOV нет проблем с впечатляющими характеристиками времени отклика.
Технологии с более медленным откликом (в частности, GDT) могут иметь трудности с защитой от быстрых всплесков. Следовательно, в хороших конструкциях, включающих более медленные, но полезные в остальном технологии, они обычно сочетаются с более быстродействующими компонентами, чтобы обеспечить более полную защиту.
Стандарты
Некоторые часто перечисленные стандарты включают:
Каждый стандарт определяет различные характеристики защитного устройства, тестовые векторы или операционное назначение.
Третье издание стандарта UL 1449 для SPD было серьезным переписыванием предыдущих изданий, а также впервые было принято в качестве стандарта ANSI. Последующий пересмотр в 2015 году включал добавление низковольтных цепей для USB- портов зарядки и связанных с ними аккумуляторов.
Стандарты EN 62305 и ANSI / IEEE C62.xx определяют, какие выбросы защитное устройство должно отводить. EN 61643-11 и 61643-21 определяют требования к характеристикам продукта и безопасности. Напротив, МЭК только пишет стандарты и не сертифицирует какой-либо конкретный продукт как соответствующий этим стандартам. Стандарты IEC используются членами Схемы CB международных соглашений для тестирования и сертификации продукции на соответствие требованиям безопасности.
Основные компоненты
Варистор из оксида металла
MOV имеют конечный ожидаемый срок службы и деградируют при воздействии нескольких больших переходных процессов или многих небольших переходных процессов. Каждый раз, когда MOV активирует, его пороговое напряжение немного снижается. После многих всплесков пороговое напряжение может снизиться настолько, что приблизится к напряжению защиты, будь то сеть или данные. На этом этапе MOV работает все чаще и чаще, нагревается и, наконец, выходит из строя. В цепях данных канал данных становится закороченным и нефункциональным. В цепи питания вы можете получить драматическое расплавление или даже пожар, если не будете защищены каким-либо предохранителем.
Современные полосы от перенапряжения и устройства защиты дома имеют автоматические выключатели и температурные предохранители для предотвращения серьезных последствий. Тепловой предохранитель отключает MOV, когда он становится слишком горячим. Отсоединяется только MOV, остальная часть цепи остается в рабочем состоянии, но без защиты от перенапряжения. Часто светодиодный индикатор показывает, работают ли MOV. Старые защитные полосы не имели теплового предохранителя и полагались на автоматический выключатель на 10 или 15 ампер, который обычно срабатывал только после того, как MOV задымились, сгорели, лопнули, расплавились и навсегда закорочены.
Неисправность MOV представляет собой риск возгорания, что является причиной принятия UL1449 Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) в 1986 году и последующих пересмотров в 1998, 2009 и 2015 годах. Основной задачей NFPA является защита от огня.
Следовательно, все протекторы на основе MOV, предназначенные для длительного использования, должны иметь индикатор отказа защитных компонентов, и этот индикатор необходимо регулярно проверять, чтобы гарантировать, что защита по-прежнему работает.
Диод подавления переходных напряжений
TVS-диоды часто используются в высокоскоростных, но маломощных цепях, например, при передаче данных. Эти устройства могут быть соединены последовательно с другим диодом для обеспечения низкой емкости, необходимой в цепях связи.
Тиристорное устройство защиты от перенапряжения (ТЗПД)
Газоразрядная трубка (ГДТ)
Для срабатывания GDT требуется относительно много времени, что позволяет пройти через более высокий всплеск напряжения до того, как GDT проведет значительный ток. Нередко GDT пропускает импульсы 500 В и более длительностью 100 нс. В некоторых случаях необходимы дополнительные защитные компоненты, чтобы предотвратить повреждение защищаемой нагрузки, вызванное высокоскоростным сквозным напряжением, которое возникает до того, как GDT начинает работать.
Многие GDT чувствительны к свету, поскольку воздействие света снижает их пусковое напряжение. Следовательно, GDT должны быть защищены от воздействия света или должны использоваться непрозрачные версии, нечувствительные к свету.
Ограничители перенапряжения серии CG2 SN, ранее производившиеся компанией CP Clare, рекламируются как нерадиоактивные, и в таблице данных для этой серии указано, что некоторые элементы серии CG / CG2 (75–470 В) являются радиоактивными.
Из-за своей исключительно низкой емкости GDT обычно используются в высокочастотных линиях, например, в телекоммуникационном оборудовании. Из-за их способности выдерживать высокие токи GDT также могут использоваться для защиты линий электропередач, но проблема последующего тока должна контролироваться.
Селеновый ограничитель напряжения
Ограничитель перенапряжения искрового разрядника на угольном блоке
Искровой промежуток является одним из старейших защитных электрических технологий еще найденных в телефонных линиях, будучи разработана в девятнадцатом веке. Электрод из углеродного стержня удерживается изолятором на определенном расстоянии от второго электрода. Размер зазора определяет напряжение, при котором искра будет прыгать между двумя частями и замыкаться на землю. Типичный интервал для телефонных приложений в Северной Америке составляет 0,076 мм (0,003 дюйма). Подавители угольных блоков похожи на газоуловители (GDT), но два электрода находятся под воздействием воздуха, поэтому на их поведение влияет окружающая атмосфера, особенно влажность. Поскольку при их работе образуется открытая искра, эти устройства никогда не должны устанавливаться в местах, где может образоваться взрывоопасная атмосфера.
Катушки индуктивности, линейные реакторы, дроссели, конденсаторы
Катушки индуктивности, линейные дроссели, дроссели и конденсаторы используются для ограничения токов короткого замыкания и могут уменьшить или предотвратить случаи перенапряжения. В приложениях, которые ограничивают токи короткого замыкания, индукторы более известны как электрические линейные реакторы или дроссели. Сетевые дроссели могут предотвратить срабатывания по перенапряжению, повысить надежность и срок службы твердотельных устройств и уменьшить количество ложных срабатываний.
Панели распределительного шкафа с устройствами защиты от перенапряжения
Металлические панели распределительного шкафа могут содержать внешнее устройство подавления импульсных перенапряжений (TVSS) для панелей цифровых систем (пожарная сигнализация, система контроля доступа, чистое питание компьютеров и т. Д.). Электропроводка и кабели, подлежащие защите, включают как источник питания, так и любую проводку (цепь сигнализации, цепь инициирующего устройства и т. Д., Экраны), выходящую за пределы здания по подземным, воздушным или другим средствам. такие как пешеходные дорожки, мосты и т. д. Кроме того, он должен включать проводку устройств, расположенных на высоких местах, таких как чердаки, уровни крыш парковок, стояночные огни и т. д.