Načela zaštite od prenapona
Uređaj za zaštitu od prenapona (SPD), također poznat kao zaštitnik od prenapona, nelinearni je zaštitni uređaj koji se koristi za ograničavanje prijelaznog prenapona i vođenje udarne struje pražnjenja u sustavima pod naponom, a koristi se za zaštitu električnih uređaja s niskim razinama otpornog napona ili elektroničkih sustava zaštićen od udara groma i elektromagnetskih impulsa groma ili oštećenja radnog prenapona. Posljednjih su se godina elektronički informacijski sustavi (kao što su televizija, telefon, komunikacija, računalne mreže itd.) ubrzano razvijali, a pojavio se i postao popularan velik broj elektroničkih informacijskih uređaja. Takvi sustavi i oprema često su skupi i važni, a njihov radni napon i razina podnosivog napona vrlo su niski, pa su izuzetno osjetljivi na elektromagnetske impulse munje. Stoga je SPD potreban za naponsku zaštitu.
2SPD Pregled
2.1 Princip rada SPD-a
Zaštita od prenapona je prikladna za 220/380V niskonaponsku zaštitu napajanja. To je nelinearna komponenta. Prema IEC standardu, prenaponska zaštita je uređaj koji uglavnom potiskuje prenapon i prekomjernu struju provodnog voda. Zaštita od prenapona ima zaštitnu ulogu. Osnovni zahtjev je da mora izdržati struju munje za koju se očekuje da će proći, a kroz maksimalni napon stezanja prenapona može učinkovito ugasiti kontinuirani tok električne frekvencije koji se stvara nakon prolaska struje munje i spriječiti trenutni udar u strujni vod i vod za prijenos signala. Prenapon je ograničen unutar raspona napona koji oprema ili sustav može izdržati ili jaka struja groma propušta u zemlju kako bi zaštitila zaštićenu opremu ili sustav od oštećenja uslijed udara.
Tip i struktura prenaponskih zaštitnika razlikuju se ovisno o različitim namjenama, ali uključen je barem jedan nelinearni element za ograničavanje napona. Uobičajeno korišteni zaštitnici od prenapona uključuju MOV (Metal Oxide Varistor) i cijevi s plinskim pražnjenjem. Udari struje sadrže puno energije i ne mogu se zaustaviti. Iz tog razloga, strategija za zaštitu osjetljive električne opreme od oštećenja uslijed električnih prenapona je odvođenje prenapona dalje od opreme u zemlju.
Zaštita od prenapona MOV sastoji se od tri dijela: srednji je materijal od metalnog oksida, a dva poluvodiča spojena su na napajanje i masu. Kada dođe do prenapona, MOV djeluje odmah, a vrijeme odziva je 1 do 3 nanosekunde. "V" u MOV je reostat. U trenutku odziva, otpor MOV-a pada s maksimalne vrijednosti na gotovo nula ohma, a prekostruja teče u zemlju kroz MOV. Zaštićena električna oprema nastavlja raditi pod normalnim radnim naponom. Njegovi poluvodički elementi imaju svojstvo mijenjanja otpora s promjenom napona. Kada je napon ispod određene vrijednosti, kretanje elektrona u poluvodiču stvara veliki otpor. Obrnuto, kada napon prijeđe tu specifičnu vrijednost, kretanje elektrona se mijenja i otpor poluvodiča se smanjuje blizu nula ohma. Napon je normalan, a zaštita od prenapona MOV je u stanju mirovanja, što ne utječe na strujni vod.
Pokazatelji prednosti i nedostataka MOV-a za zaštitu od prenapona: (1) Napon stezanja: Označava vrijednost napona koja će uzrokovati spajanje MOV-a na uzemljenje. Što je niži napon stezanja, to je bolja zaštita. (2) Kapacitet apsorpcije/disipacije energije: Ova nazivna vrijednost pokazuje koliko energije prenaponski zaštitnik može apsorbirati prije nego što izgori, u džulima. Što je veća vrijednost, to je bolja zaštita. (3) Vrijeme odziva: Prenaponski zaštitnici se ne isključuju odmah, imaju malo kašnjenje u odgovoru na prenapon.
Drugi uobičajeni uređaj za zaštitu od prenapona je cijev za pražnjenje plina. Ove cijevi s plinskim pražnjenjem rade isto što i MOV-ovi, prebacuju višak struje s napona na uzemljenje koristeći inertni plin kao vodič između dvije žice. Kada je napon u određenom rasponu, sastav plina određuje da je on loš vodič. Ako napon skoči izvan tog raspona, struja će biti dovoljno jaka da ionizira plin, čineći cijev s izbojem plina vrlo dobrim vodičem. On provodi struju prema masi dok se napon ne vrati na normalne razine, a zatim ponovno postaje loš vodič.
