SPD (อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก) ทำงานอย่างไร

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าจากความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟกระชากหรือไฟกระชาก ไฟกระชากเหล่านี้ซึ่งอาจเกิดจากฟ้าผ่าหรือไฟฟ้าดับ อาจรบกวนและทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนได้.

SPD ทำงานโดยการโอนแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดขึ้นระหว่างไฟกระชากออกจากอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน พวกเขาทำได้โดยการเคลื่อนย้ายพลังงานส่วนเกินไปตามเส้นทางที่ลงสู่พื้นดิน ห่างจากอุปกรณ์ SPD สามารถติดตั้งได้ในจุดที่พลังงานไฟฟ้าเข้าสู่อาคาร หรือแม้แต่บนอุปกรณ์แต่ละชิ้น เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากแรงดันไฟกระชาก.

ส่วนประกอบหลักสองประการของ SPD คือวาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์ (MOV) และท่อระบายก๊าซ (GDT) MOV ทำจากโลหะออกไซด์และได้รับการออกแบบมาให้นำไฟฟ้าเมื่อเกิดแรงดันไฟกระชาก เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่กำหนด MOV จะนำไฟฟ้าโดยปัดแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินออกจากอุปกรณ์ที่ป้องกันอยู่ GDT ทำงานในลักษณะเดียวกัน โดยการแยกและนำแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินออกจากอุปกรณ์.

นอกเหนือจาก MOV และ GDT แล้ว SPD มักจะรวมฟิวส์ที่เรียกว่าตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS) ไว้ด้วย TVS ช่วยปกป้อง SPD และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากการลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้น.

โดยสรุป SPD เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากไฟกระชากที่อาจเป็นอันตราย หากไม่มีอุปกรณ์เหล่านี้ อุปกรณ์อาจถูกทำลายได้ง่ายจากไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่า ไฟฟ้าดับ หรือความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ ด้วยการใช้ SPD อย่างเหมาะสม คุณจะวางใจได้และปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อันมีค่าของคุณจากไฟกระชากและไฟดับที่ไม่คาดคิด.

หมวดหมู่หรือประเภท SPD

SPD สองประเภทหลักคือการจำกัดแรงดันไฟฟ้าและส่วนประกอบการสลับแรงดันไฟฟ้า ส่วนประกอบจำกัดแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนอิมพีแดนซ์เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดการหนีบแรงดันไฟชั่วขณะ ส่วนประกอบสวิตชิ่งแรงดันไฟฟ้าจะ “เปิด” เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์ และจะลดลงเหลืออิมพีแดนซ์ต่ำทันที ระบบส่วนใหญ่ในปัจจุบันรวมส่วนประกอบทั้งสองประเภทเข้าด้วยกันเพื่อรวบรวมจุดแข็งและจำกัดจุดอ่อนของแต่ละส่วน.

ตัวอย่างของส่วนประกอบจำกัดแรงดันไฟฟ้า ได้แก่ วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์ (MOV) และไดโอดลดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS) ส่วนประกอบการสลับแรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยท่อระบายก๊าซ (GDT) และช่องว่างประกายไฟ.

หลักการทำงาน

SPD อาจแตกต่างกันไปในประเภท แต่มีหลักการทำงานร่วมกัน: ที่แรงดันไฟฟ้าปกติ จะไม่ส่งผลต่อการทำงานของวงจร เมื่อแรงดันไฟกระชากสูงเกิดขึ้น ความต้านทานของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นกระแสไฟกระชากจะไหลลงดินผ่านอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแทนที่จะเข้าสู่อุปกรณ์เพื่อป้องกันวงจรและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เชื่อมต่ออยู่.

ประเภทของ SPD

ประเภทของ SPD ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้ง,

SPD ประเภท 1 – แผงกระจายหลัก

SPD ประเภท 2 – แผงกระจายย่อย

SPD ประเภท 3 – แผงป้องกันโหลด

โดยเทคโนโลยี SPD มีอยู่ 2 ประเภท คือ,

• ท่อจ่ายแก๊ส (GDT) – ใช้ช่องว่างประกายไฟข้ามอิเล็กโทรดที่วางอยู่ในแก้วที่ปิดสนิทซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซมีตระกูลซึ่งได้รับการออกแบบมาให้พังทลายลงที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า นี่คือระบบสวิตช์แรงดันไฟฟ้า (ทำงานช้ากว่า MOV).
• วาริสเตอร์ออกไซด์ของโลหะ (MOV) – MOV เป็นตัวรูปทรงกลม/สี่เหลี่ยมของซิงค์ออกไซด์เผาผนึกและออกไซด์อื่นๆ ของแซนวิชชั้นเดียว/หลายชั้นที่เหมือนกัน เมื่อเกิดไฟกระชาก ความต้านทานข้าม MOV จะลดลงอย่างรวดเร็วทำให้เกิดกระแสไหลขนาดใหญ่ MOV เป็นระบบจำกัดแรงดันไฟฟ้า (ทำงานเร็วกว่า GDT).
• Avalanche Breakdown Diode (ABD) – ไดโอดแบบแยก P-N ออกแบบมาเพื่อเผชิญกับการพังทลายของหิมะถล่ม (ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในเซมิคอนดักเตอร์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลจำนวนมาก) เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด.