Kuinka SPD (Surge Protection Device) toimii?

Ylijännitesuojalaitteet (SPD) ovat välttämättömiä laitteita, jotka suojaavat sähkölaitteita jännitepiikkien tai ylijännitteiden aiheuttamilta vaurioilta. Nämä ylijännitepiikit, jotka voivat johtua salaman tai sähkökatkoksista, voivat häiritä herkkiä elektronisia laitteita ja jopa tuhota niitä.

SPD:t ohjaavat ylijännitteen, joka syntyy jännitteen aikana, pois suojatuista laitteista. He tekevät tämän siirtämällä ylimääräistä energiaa polkua pitkin, joka johtaa maahan, pois laitteista. SPD:t voidaan asentaa kohtaan, jossa sähkö tulee rakennukseen, tai jopa yksittäisiin laitteisiin suojaamaan niitä jännitepiikkeiltä.

SPD:n kaksi pääkomponenttia ovat metallioksidivaristorit (MOV) ja kaasupurkausputket (GDT). MOV:t on valmistettu metallioksidista ja ne on suunniteltu johtamaan sähköä jännitepiikin sattuessa. Kun jännite ylittää tietyn kynnyksen, MOV johtaa sähköä ja ohjaa ylijännitteen pois suojaamistaan ​​laitteista. GDT:t toimivat samalla tavalla hajottamalla ja johtamalla ylimääräistä jännitettä pois laitteesta.

MOV:iden ja GDT:iden lisäksi SPD:t sisältävät yleensä myös sulakkeen, jota kutsutaan transienttijännitteen vaimentimeksi (TVS). TVS auttaa suojaamaan SPD:tä ja laitteita, joihin se on kytketty, mahdollisilta oikosuluilta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että SPD:t ovat kriittisiä laitteita, jotka auttavat suojaamaan elektronisia laitteita mahdollisesti haitallisilta jännitepiikeiltä. Ilman niitä laitteet voivat helposti tuhoutua salaman, sähkökatkoksen tai muiden jännitevaihteluiden aiheuttamien ylijännitepiikin vuoksi. Kun SPD:t käytetään oikein, voit olla mielenrauhassa ja suojata arvokkaat elektroniset laitteet odottamattomilta jännitteiltä ja katkoksilta.

SPD-kategoriat tai -tyypit

SPD:n kaksi päätyyppiä ovat jännitteenrajoitus- ja jännitteenkytkentäkomponentit. Jännitettä rajoittavien komponenttien impedanssi muuttuu jännitteiden noustessa, mikä johtaa transienttijännitteen puristamiseen. Jännitteen kytkentäkomponentit “kytkevät päälle”, kun kynnysjännite ylittyy ja putoavat välittömästi alhaiseen impedanssiin. Useimmissa järjestelmissä on nykyään molemmat komponenttityypit yhdessä kunkin yksittäisen osan vahvuuksien yhdistämiseksi ja heikkouksien rajoittamiseksi.

Esimerkkejä jännitettä rajoittavista komponenteista ovat metallioksidivaristorit (MOV) ja transienttijännitteenvaimennusdiodit (TVS). Jännitekytkentäkomponentteja ovat kaasupurkausputket (GDT) ja kipinävälit.

Toimintaperiaate

SPD:t voivat vaihdella tyypeissä, mutta niillä on yhteinen toimintaperiaate: Normaalilla jännitteellä se ei vaikuta piirin toimintaan. Kun korkea piikkijännite syntyy, ylijännitesuojalaitteen impedanssi pienenee hyvin nopeasti. Siten ylijännitevirta virtaa maahan ylijännitesuojan kautta sen sijaan, että se menisi laitteeseen suojaamaan piirejä ja muita siihen kytkettyjä laitteita.

SPD-tyypit

SPD-tyypit riippuvat sijainnista, johon se on asennettu,

Tyypin 1 SPD:t – pääjakelupaneeli

Tyypin 2 SPD:t – Alajakelupaneeli

Tyypin 3 SPD:t – kuormitussuojapaneeli

Tekniikan mukaan SPD:itä on kahta tyyppiä, nimittäin,

• Gas Discharge Tube (GDT) – Käyttää kipinäväliä elektrodien yli, jotka on sijoitettu suljettuun lasiin, joka on täytetty jalokaasuilla, jotka on suunniteltu hajoamaan jännitteellä, joka on korkeampi kuin käyttöjännite, joka saa sen johtamaan. Tämä on jännitteenvaihtojärjestelmä (toimii hitaammin kuin MOV).
• Metallioksidivaristori (MOV) – MOV on pyöreän/suorakaiteen muotoinen kappale sintrattua sinkkioksidia ja muita saman yhden tai monikerroksisen kerroksen oksideja. Kun esiintyy ylijännite, resistanssi MOV:n yli pienenee nopeasti aiheuttaen suuren virran. MOV:t ovat jännitteenrajoitusjärjestelmiä (toimii nopeammin kuin GDT).
• Avalanche Breakdown Diode (ABD) – P-N-liitosdiodi, joka on suunniteltu kokemaan lumivyöryn rikkoutuminen (sähköilmiö puolijohteessa, joka mahdollistaa suurten virtamäärien kulkemisen), kun käytetään nimellisjännitettä suurempaa jännitettä.