Войти
Устройство защиты от перенапряжения SPD для установки в низковольтный распределительный щит. Защиты от перенапряжений (или шип - супрессор, ограничитель перенапряжение, перенапряжение переключающего, защита от перенапряжения устройство [ СПД ] или переходный напряжение варистор [ TVSS ]) является устройство или устройство, предназначенными для защиты электрических устройств от скачков напряжения в переменном токе (AC) цепи. Скачок напряжения - это переходное явление, которое обычно длится от 1 до 30 микросекунд и может достигать более 1000 вольт. Молния, попадающая в линию электропередачи, может вызвать скачок напряжения более 100000 вольт, прожечь изоляцию проводов и вызвать возгорание, но даже небольшие скачки напряжения могут разрушить самые разные электронные устройства, компьютеры, зарядные устройства, модемы, телевизоры и т. Д., Которые случаются. быть подключенным в то время. Обычно устройство защиты от перенапряжения срабатывает при установленном напряжении, примерно в 3-4 раза превышающем напряжение сети, и отклоняет ток на землю. Некоторые устройства могут поглощать шип и выделять его в виде тепла. Обычно их оценивают в соответствии с количеством энергии в джоулях, которое они могут поглотить.
В цепи переменного тока скачок напряжения - это переходное явление, обычно продолжающееся от 1 до 30 микросекунд, которое может достигать более 1000 вольт. Молния, попадающая в линию электропередачи, может дать много тысяч, а иногда и 100000 вольт. Выключенный двигатель может генерировать скачок напряжения в 1000 или более вольт. Шипы могут нарушить изоляцию проводки и разрушить электронные устройства, такие как лампочки, зарядные устройства, модемы, телевизоры и т. Д.
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.
Долговременный скачок напряжения, продолжающийся секунды, минуты или часы, вызванный отказами силового трансформатора, такими как потеря нейтрали или другая ошибка энергокомпании, не защищены устройствами защиты от переходных процессов. Длительные скачки напряжения могут разрушить защитные устройства во всем здании или на всей территории. Даже десятки миллисекунд могут оказаться дольше, чем может выдержать протектор. Долговременные скачки напряжения могут подавляться или не подавляться предохранителями и реле максимального напряжения.
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.
Наиболее распространенный и эффективный способ - это метод закорачивания, при котором электрические линии временно замыкаются вместе (как с помощью искрового промежутка) или зажимаются до заданного напряжения (как с помощью MOV), что приводит к большому протеканию тока. Напряжение снижается, поскольку ток короткого замыкания протекает через сопротивление в линиях электропередач. Энергия шипа рассеивается в линиях электропередач (и / или в земле ) или в корпусе MOV, преобразуясь в тепло. Поскольку всплеск длится всего 10 микросекунд, повышение температуры минимально. Однако, если шип достаточно большой или достаточно длинный, например, при ударе молнии поблизости, может не хватить сопротивления линии электропередачи или заземления, и MOV (или другой элемент защиты) может быть разрушен, а линии электропередач расплавятся.
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.
Удлинитель питания со встроенным устройством защиты от перенапряжения и несколькими розетками Термины устройство защиты от перенапряжения ( SPD) и ограничитель импульсных перенапряжений ( TVSS) используются для описания электрических устройств, обычно устанавливаемых в распределительных щитах, системах управления технологическими процессами, системах связи и других промышленных системах, работающих в тяжелых условиях, с целью защиты от электрические скачки и всплески, в том числе вызванные молнией. Уменьшенные версии этих устройств иногда устанавливаются в электрических панелях подъезда жилых помещений, чтобы защитить домашнее оборудование от подобных опасностей.
Устройство защиты от перенапряжения, установленное на панели автоматического выключателя в жилом помещении. 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.
Это одни из наиболее заметных спецификаций, определяющих устройство защиты от перенапряжения для сети переменного тока, а также для некоторых приложений защиты передачи данных.
Адаптер розетки типа G для Великобритании с сетевым фильтром Также известное как сквозное напряжение, это определяет, какое всплеск напряжения вызовет короткое замыкание или зажим защитных компонентов внутри устройства защиты от перенапряжения. Более низкое напряжение ограничения указывает на лучшую защиту, но иногда может привести к сокращению ожидаемого срока службы всей системы защиты. Три нижних уровня защиты, определенные в рейтинге UL, составляют 330 В, 400 В и 500 В. Стандартное сквозное напряжение для устройств на 120 В переменного тока составляет 330 вольт.
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.
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.
Некоторые производители обычно проектируют устройства защиты от перенапряжения с более высоким номиналом джоулей путем параллельного подключения нескольких MOV, что может привести к ошибочным показателям. Поскольку отдельные MOV имеют немного разные пороги напряжения и нелинейные характеристики при воздействии одной и той же кривой напряжения, любой данный MOV может быть более чувствительным, чем другие. Это может привести к тому, что один MOV в группе будет проводить больше (явление, называемое текущим перегревом ), что приведет к возможному чрезмерному использованию и, в конечном итоге, к преждевременному выходу из строя этого компонента. Однако другие MOV в группе действительно немного помогают, поскольку они начинают проводить, поскольку напряжение продолжает расти, как это происходит, поскольку MOV не имеет резкого порога. Он может начать короткое замыкание при 270 вольт, но не достигнет полного короткого замыкания до 450 или более вольт. Второй MOV может начинаться с 290 вольт, а другой - с 320 вольт, поэтому все они могут помочь ограничить напряжение, а при полном токе есть эффект последовательного балласта, который улучшает распределение тока, но с указанием фактического рейтинга в джоулях как суммы всех отдельных MOVs неточно отражает общую зажимную способность. Первый MOV может нести большую нагрузку и выйти из строя раньше. Один производитель MOV рекомендует использовать меньшее количество MOV, но большего размера (например, 60 мм против 40 мм в диаметре), если они могут поместиться в устройстве, соответствовать им и снижать их номинальные характеристики. В некоторых случаях может потребоваться четыре 40-миллиметровых MOV, чтобы быть эквивалентными одному 60-миллиметровому MOV.
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.
Эффективная емкость поглощения всплеск энергии всей системы зависит от соответствия MOV, так Снижение номинальных характеристик на 20% или более, как правило, требуется. Этим ограничением можно управлять, используя тщательно подобранные наборы MOV, подобранные в соответствии со спецификацией производителя.
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.
Сетевые фильтры не срабатывают мгновенно; есть небольшая задержка, несколько наносекунд. Из-за более длительного времени отклика и в зависимости от полного сопротивления системы подключенное оборудование может подвергаться некоторым скачкам напряжения. Однако скачки обычно намного медленнее и достигают своего пикового напряжения за несколько микросекунд, а устройство защиты от перенапряжения с наносекундным временем отклика сработает достаточно быстро, чтобы подавить наиболее разрушительную часть всплеска.
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.
Двухполюсный сетевой фильтр для установки в распределительные щиты. 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.
Ни один из этих стандартов не гарантирует, что протектор обеспечит надлежащую защиту в данном приложении. Каждый стандарт определяет, что защитник должен или может выполнить, на основе стандартизованных тестов, которые могут или не могут коррелировать с условиями, присутствующими в конкретной реальной ситуации. Для обеспечения достаточной защиты может потребоваться специализированный инженерный анализ, особенно в ситуациях с высоким риском молнии.
Системы, используемые для уменьшения или ограничения скачков высокого напряжения, могут включать в себя один или несколько из следующих типов электронных компонентов. Некоторые системы подавления скачков напряжения используют несколько технологий, поскольку у каждого метода есть свои сильные и слабые стороны. Первые шесть перечисленных методов работают в основном за счет отвода нежелательной импульсной энергии от защищаемой нагрузки через защитный компонент, подключенный по параллельной (или шунтированной) топологии. Последние два метода также блокируют нежелательную энергию с помощью защитного компонента, подключенного последовательно с подачей питания на защищаемую нагрузку, и дополнительно могут шунтировать нежелательную энергию, как в более ранних системах.
Устройство защиты от перенапряжения с одной розеткой, с видимым соединением и защитными лампами Оксида металла варистор (МОВ) состоит из объемного полупроводникового материала ( как правило, спекают гранулированного оксида цинка ), которые могут проводить большие токи, когда представлены с напряжением выше номинального напряжения. MOV обычно ограничивают напряжение примерно в 3-4 раза превышающим нормальное напряжение цепи, отводя импульсный ток в другое место, кроме защищаемой нагрузки. MOV могут быть подключены параллельно для увеличения токовой нагрузки и ожидаемого срока службы при условии, что они являются согласованными наборами.
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.
Благодаря хорошему соотношению цены и качества, MOV являются наиболее распространенным элементом защиты в недорогих базовых устройствах защиты переменного тока.
Переходных напряжение подавление диоды (TVS диод) представляет собой тип лавинного диода, который может ограничить пики напряжения. Эти компоненты обеспечивают самое быстрое ограничивающее действие защитных компонентов (теоретически в пикосекундах ), но обладают относительно низкой способностью к поглощению энергии. Напряжения могут быть ограничены до значения, которое меньше чем вдвое превышает нормальное рабочее напряжение. Если текущие импульсы остаются в пределах номинальных значений устройства, ожидаемый срок службы исключительно велик. Если номинальные параметры компонентов превышены, диод может выйти из строя из-за постоянного короткого замыкания; в таких случаях защита может оставаться, но нормальная работа схемы прекращается в случае сигнальных линий малой мощности. Из-за относительно ограниченной пропускной способности по току TVS-диоды часто используются только в цепях с меньшими выбросами тока. TVS-диоды также используются там, где всплески случаются значительно чаще, чем один раз в год, поскольку этот компонент не будет ухудшаться при использовании в пределах своих номиналов. Уникальный тип TVS диод (торговые названия Transzorb или Transil ) содержит обратный спаренные серии лавинные диоды для биполярной работы.
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.
Trisil представляет собой тип тиристорного устройства защиты от перенапряжений (ЦПД), специализированного электронного устройство твердотельного используется в ЛОМЕ схем для защиты от перенапряжения условий. SIDACtor еще один тиристорный типа устройство используется для подобных защитных целей.
Эти устройства семейства тиристоров можно рассматривать как имеющие характеристики, похожие на искровой разрядник или GDT, но они могут работать намного быстрее. Они похожи на TVS-диоды, но могут «пробиться» до низкого напряжения ограничения, аналогичного ионизированному и проводящему искровому разряднику. После срабатывания низкое фиксирующее напряжение допускает большие скачки тока, ограничивая при этом рассеивание тепла в устройстве.
Типовая схема маломощной молниезащиты. Обратите внимание на MOV (синие диски) и GDT (маленькие серебряные цилиндры). Газоразрядная трубка (ГДЛ) представляет собой герметичное застекленное устройство, содержащее специальную газовую смесь, остающейся между двумя электродами, который проводит электрический ток после того, ионизируется высоким напряжением шипа. GDT могут проводить больше тока для своего размера, чем другие компоненты. Подобно MOV, GDT имеют конечный срок службы и могут обрабатывать несколько очень больших переходных процессов или большее количество более мелких переходных процессов. Типичный режим отказа возникает, когда напряжение срабатывания повышается настолько, что устройство становится неэффективным, хотя удары молнии иногда могут вызывать полное короткое замыкание.
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.
GDT создают эффективное короткое замыкание при срабатывании триггера, так что если присутствует какая-либо электрическая энергия (всплеск, сигнал или мощность), GDT закорачивает это. После срабатывания GDT будет продолжать проводить (называемый последующим током) до тех пор, пока весь электрический ток в достаточной степени не уменьшится и газовый разряд не погаснет. В отличие от других устройств защиты от шунта, однажды сработавший GDT будет продолжать проводить при напряжении ниже высокого напряжения, которое первоначально ионизировало газ; такое поведение называется отрицательным сопротивлением. Дополнительная вспомогательная схема может потребоваться в приложениях постоянного (и некоторых переменного тока) для подавления последующего тока, чтобы предотвратить его разрушение GDT после рассеивания инициирующего всплеска. Некоторые GDT предназначены для преднамеренного замыкания на заземленную клемму при перегреве, что приводит к срабатыванию внешнего предохранителя или автоматического выключателя.
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.
Объемный полупроводник, «ограничивающий перенапряжение», похожий на MOV, хотя он также не фиксирует его. Однако он обычно имеет более длительный срок службы, чем MOV. Он используется в основном в цепях постоянного тока с высокой энергией, таких как поле возбудителя генератора переменного тока. Он может непрерывно рассеивать мощность и сохраняет свои характеристики фиксации в течение всего выброса, если его размер соответствует требованиям.
Устройство сопряжения с телефонной сетью с искровыми разрядниками. Два латунных объекта с шестигранной головкой слева закрывают ограничители, которые действуют для короткого замыкания перенапряжения на наконечниках или кольцевых линиях на землю. 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 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.
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.
Используемая в трактах передачи РЧ-сигналов, эта технология имеет настроенный шлейф короткого замыкания на четверть длины волны, который позволяет ему передавать полосу частот, но обеспечивает короткое замыкание для любых других сигналов, особенно в направлении постоянного тока. Полосы пропускания могут быть узкополосными (от ± 5% до ± 10% ширины полосы) или широкополосными (от ± 25% до ± 50% ширины полосы). Разрядники для четвертьволновых коаксиальных перенапряжений имеют коаксиальные клеммы, совместимые с обычными разъемами коаксиального кабеля (особенно типов N или 7-16 ). Они обеспечивают наиболее надежную защиту для радиочастотных сигналов выше 400 МГц ; на этих частотах они могут работать намного лучше, чем газоразрядные ячейки, обычно используемые в универсальных / широкополосных коаксиальных разрядниках. Четвертьволновые разрядники полезны для телекоммуникационных приложений, таких как Wi-Fi на частоте 2,4 или 5 ГГц, но менее полезны для частот TV / CATV. Поскольку четвертьволновый разрядник замыкает линию на низких частотах, он несовместим с системами, которые посылают мощность постоянного тока для LNB по коаксиальному нисходящему каналу.
Эти устройства не измеряются в джоулях, потому что они работают иначе, чем предыдущие подавители, и они не зависят от материалов, которые по своей природе изнашиваются во время повторяющихся скачков напряжения. Подавители SM в основном используются для контроля переходных скачков напряжения на подаче электроэнергии к защищаемым устройствам. По сути, они представляют собой сверхмощные фильтры нижних частот, подключенные так, чтобы пропускать линейное напряжение 50 или 60 Гц к нагрузке, блокируя и отклоняя более высокие частоты. Этот тип подавителя отличается от других тем, что в нем используются группы катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов, которые подавляют скачки напряжения и броски тока на нейтральный провод, в то время как другие конструкции шунтируются на заземляющий провод. Скачки не перенаправляются, а фактически подавляются. Индукторы замедляют энергию. Поскольку катушка индуктивности, включенная последовательно с контуром, замедляет всплеск тока, пиковая энергия всплеска распространяется во временной области, безвредно поглощается и медленно высвобождается из конденсаторной батареи.
Экспериментальные результаты показывают, что большая часть энергии всплеска происходит при энергии ниже 100 Дж, поэтому превышение проектных параметров SM маловероятно. Глушители SM не представляют опасности возгорания, если поглощенная энергия превышает проектные пределы диэлектрического материала компонентов, поскольку энергия скачка также ограничивается дуговым замыканием на землю во время ударов молнии, оставляя остаток перенапряжения, который часто не превышает теоретический максимум (например, 6000 В при 3000 А с смоделированной формой волны 8 × 20 микросекунд, указанной в IEEE / ANSI C62.41). Поскольку SM работают как при повышении тока, так и при повышении напряжения, они могут безопасно работать в самых тяжелых условиях перенапряжения.
Подавление SM фокусирует свою защитную философию на входе источника питания, но не предлагает ничего для защиты от скачков напряжения, возникающих между входом устройства SM и линиями данных, такими как антенны, телефонные соединения или соединения LAN, или несколько таких устройств, подключенных каскадом и связанных с первичным устройств. Это потому, что они не отводят импульсную энергию на линию заземления. Передача данных требует, чтобы линия заземления была чистой, чтобы ее можно было использовать в качестве контрольной точки. Согласно этой философии проектирования, такие события уже защищены устройством SM до подачи питания. NIST сообщает, что «отправка их [скачков] в сток заземляющего проводника заставляет их снова появиться в течение микросекунды примерно в 200 метрах от другого проводника». Таким образом, наличие защиты на линии передачи данных требуется только в том случае, если перенапряжения перенаправляются на линию заземления.
Устройства SM обычно крупнее и тяжелее, чем устройства, в которых используются другие технологии подавления скачков напряжения. Первоначальная стоимость фильтров SM выше, обычно от 130 долларов США, но при правильном использовании можно ожидать длительного срока службы. Затраты на установку в полевых условиях могут быть выше, поскольку устройства SM устанавливаются последовательно с источником питания, что требует отключения питания и повторного подключения.
