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Überspannungsschutz, auch Blitzschutz genannt, ist ein elektronisches Gerät, das Sicherheitsschutz für verschiedene elektronische Geräte, Instrumente und Kommunikationsleitungen bietet Der Schutz kann in sehr kurzer Zeit leiten und überbrücken, um zu verhindern, dass die Überspannung andere Geräte im Stromkreis beschädigt. Entladungsstrecke der Grundkomponente (auch als Schutzstrecke bekannt): Sie besteht im Allgemeinen aus zwei der Luft ausgesetzten Metallstäben mit eine gewisse Lücke dazwischen, von denen einer mit der Netzphasenleitung L1 oder Neutralleiter (N) des erforderlichen Schutzgerätes verbunden ist, ein weiterer Metallstab ist mit dem Erdungsdraht (PE) verbunden. Wenn die augenblickliche Überspannung auftritt, wird die Lücke durchbrochen und ein Teil der Überspannungsladung wird in den Boden eingeleitet, wodurch ein Spannungsanstieg an den geschützten Geräten vermieden wird. Der Abstand zwischen den beiden Metallstäben in der Entladungsstrecke kann nach Bedarf eingestellt werden , und der Aufbau ist relativ einfach, der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Lichtbogenlöschleistung schlecht ist. Der verbesserte Entladungsspalt ist ein Winkelspalt. Seine Lichtbogenlöschfunktion ist besser als die erstere. Es beruht auf der elektrischen Leistung F des Stromkreises und der aufsteigenden Wirkung des heißen Luftstroms, um den Lichtbogen zu löschen.
Die Gasentladungsröhre besteht aus einem Paar von voneinander getrennten Kaltkathodenplatten, die in einem mit einem bestimmten Inertgas (Ar) gefüllten Glasrohr oder Keramikrohr eingeschlossen sind. Um die Zündwahrscheinlichkeit der Entladungsröhre zu verbessern, gibt es ein Hilfsauslösemittel in der Entladungsröhre. Diese gasgefüllte Entladungsröhre hat einen zweipoligen und einen dreipoligen Typ. Zu den technischen Parametern der Gasentladungsröhre gehören hauptsächlich: DC-Entladungsspannung Udc; Stoßentladungsspannung Up (normalerweise Up≈(2~3) Udc; Netzfrequenz Der Strom In; der Stoß und der Strom Ip; der Isolationswiderstand R (>109Ω); die Zwischenelektrodenkapazität (1-5PF). Das Gas Entladungsröhre kann sowohl unter DC- als auch AC-Bedingungen verwendet werden Die gewählte DC-Entladespannung Udc ist wie folgt: Einsatz unter DC-Bedingungen: Udc≥1,8U0 (U0 ist die Gleichspannung für den normalen Netzbetrieb) Einsatz unter AC-Bedingungen: U dc≥ 1,44Un (Un ist der Effektivwert der Wechselspannung für den normalen Netzbetrieb) Der Varistor basiert auf ZnO Als Hauptkomponente des nichtlinearen Widerstands des Metalloxid-Halbleiters, wenn die an seine beiden Enden angelegte Spannung einen bestimmten Wert erreicht, der Widerstand ist sehr spannungsempfindlich Das Funktionsprinzip entspricht der Reihen- und Parallelschaltung mehrerer Halbleiter-PNs Die Eigenschaften von Varistoren sind nichtlinear Gute Linearitätseigenschaften (I=nichtlinearer Koeffizient α in CUα), großer Strom Kapazität (~2KA/cm2), geringes normales Leck Altersstrom (10-7~10-6A), niedrige Restspannung (abhängig von der Arbeit des Varistors Spannung und Stromkapazität), schnelle Reaktionszeit auf transiente Überspannung (~10-8s), kein Freilauf. Die technischen Parameter des Varistors umfassen hauptsächlich: Varistorspannung (dh Schaltspannung) UN, Referenzspannung Ulma; Restspannung Ures; Restspannungsverhältnis K (K=Ures/UN); maximale Strombelastbarkeit Imax; Leckstrom; Reaktionszeit. Die Einsatzbedingungen des Varistors sind: Varistorspannung: UN≥[(√2×1.2)/0.7] Uo (Uo ist die Nennspannung des industriellen Frequenznetzteils) Mindestreferenzspannung: Ulma ≥ (1,8 ~ 2) Uac (verwendet unter DC-Bedingungen) Ulma ≥ (2,2 ~ 2,5) Uac (verwendet unter AC-Bedingungen, Uac ist die AC-Arbeitsspannung) Die maximale Referenzspannung des Varistors sollte durch die Spannungsfestigkeit des geschützten elektronischen Geräts und die Restspannung von . bestimmt werden der Varistor sollte niedriger sein als der Verlustspannungspegel des geschützten elektronischen Geräts, nämlich (Ulma)max≤Ub/K, die obige Formel K ist das Restspannungsverhältnis, Ub ist die Verlustspannung des geschützten Geräts.
Suppressordiode Suppressordiode hat die Funktion des Klemmens und Begrenzens der Spannung. Es funktioniert im Reverse Breakdown-Bereich. Aufgrund seiner niedrigen Klemmspannung und des schnellen Ansprechverhaltens eignet es sich besonders für die letzten Schutzstufen in mehrstufigen Schutzschaltungen. Die Volt-Ampere-Kennlinie der Suppressordiode in der Durchbruchzone kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: I=CUα, wobei α der nichtlineare Koeffizient ist, für die Zener-Diode α=7~9, in der Avalanche-Diode α= 5~7. Unterdrückungsdiode Die wichtigsten technischen Parameter sind: ⑴ Bemessungsdurchbruchspannung, die sich auf die Durchbruchspannung unter dem angegebenen Sperrdurchbruchstrom (normalerweise lma) bezieht. Bei der Zener-Diode liegt die Nenndurchbruchspannung im Allgemeinen im Bereich von 2,9 V~4,7 V, und die Nenndurchbruchspannung von Avalanche-Dioden liegt oft im Bereich von 5,6 V bis 200 V.⑵Maximale Klemmspannung: Sie bezieht sich auf die höchste Spannung, die an beiden Enden der Röhre erscheint, wenn der große Strom der angegebenen Wellenform durchgelassen wird.⑶ Impulsleistung: Bezieht sich auf das Produkt aus der maximalen Klemmspannung an beiden Enden der Röhre und dem äquivalenten Wert des Stroms in der Röhre unter der angegebenen Stromwellenform (z. B. 10/1000μs).⑷Rückwärtsverschiebungsspannung: Bezieht sich auf die maximale Spannung, die an beiden Enden der Röhre in der Rückwärtsleckagezone angelegt werden kann, und die Röhre sollte unter dieser Spannung nicht durchbrochen werden .Diese Sperrspannung sollte deutlich höher sein als die Spitzenbetriebsspannung des geschützten elektronischen Systems, d.h. sie darf sich nicht in einem schwach leitenden Zustand befinden, wenn das System normal arbeitet.⑸Maximaler Ableitstrom: bezieht sich auf der maximale Rückstrom, der in der Röhre unter Einwirkung der Sperrspannung fließt.⑹Ansprechzeit: 10-11s Drosselspule Die Drosselspule ist ein Gleichtakt-Entstörgerät mit Ferrit als Kern. Es besteht aus zwei Spulen gleicher Größe und gleicher Windungszahl, die symmetrisch auf den gleichen Ferrit gewickelt sind Signal, hat aber wenig Einfluss auf die kleine Streuinduktivität für das Gegentaktsignal. Die Verwendung von Drosselspulen in symmetrischen Leitungen kann Gleichtaktstörsignale (wie Blitzstörungen) effektiv unterdrücken, ohne die normale Übertragung von Gegentaktsignalen auf dem Die Drosselspule sollte bei der Herstellung folgende Anforderungen erfüllen: 1) Die auf den Spulenkern gewickelten Drähte sollten voneinander isoliert sein, um sicherzustellen, dass bei Einwirkung einer momentanen Überspannung kein Kurzschluss zwischen den Windungen der Spule auftritt. 2) Wenn ein großer Momentanstrom durch die Spule fließt, sollte der Magnetkern nicht gesättigt werden.3) Der Magnetkern in der Spule sollte vom isoliert werden Spule, um einen Durchschlag zwischen den beiden unter Einwirkung einer transienten Überspannung zu verhindern.4) Die Spule sollte so weit wie möglich in einer einzigen Lage gewickelt werden. Dies kann die parasitäre Kapazität der Spule reduzieren und die Fähigkeit der Spule verbessern, augenblicklichen Überspannungen standzuhalten Wellen und die Theorie der stehenden Welle von Antenne und Feeder. Die Länge des Metallkurzschlussstabes in diesem Protektor basiert auf dem Arbeitssignal Die Frequenz (wie 900 MHz oder 1800 MHz) wird durch die Größe von 1/4 Wellenlänge bestimmt. Die Länge des Parallelkurzschlussstabes hat eine unendliche Impedanz für die Frequenz des Arbeitssignals, die einem offenen Stromkreis entspricht und die Übertragung des Signals nicht beeinflusst. Da die Blitzenergie jedoch hauptsächlich unterhalb von n+KHZ verteilt ist, ist bei Blitzwellen dieser Kurzschlussbalken Die Blitzwellenimpedanz ist sehr klein, was einem Kurzschluss entspricht, und der Blitzenergiepegel wird in den Boden abgegeben Der Durchmesser des 1/4-Wellenlängen-Kurzschlussstabs beträgt im Allgemeinen einige Millimeter, die Stoßstromfestigkeit ist gut und kann mehr als 30 KA (8/20 μs) erreichen, und die Restspannung ist sehr gering. Diese Restspannung wird hauptsächlich durch die Eigeninduktivität der Kurzschlussschiene verursacht. Der Nachteil besteht darin, dass das Leistungsfrequenzband relativ schmal ist und die Bandbreite etwa 2% bis 20% beträgt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es nicht möglich ist, der Antenneneinspeiseeinrichtung eine DC-Vorspannung hinzuzufügen, was bestimmte Anwendungen einschränkt.

Hierarchischer Schutz von Überspannungsableitern (auch als Blitzschutz bezeichnet) hierarchischer Schutz Da die Energie von Blitzeinschlägen sehr groß ist, ist es notwendig, die Energie von Blitzeinschlägen durch die Methode der hierarchischen Entladung schrittweise auf die Erde abzuleiten.Der Blitz der ersten Ebene Schutzvorrichtung kann direkten Blitzstrom ableiten oder die enorme Energie entladen, die geleitet wird, wenn die Stromübertragungsleitung direkt vom Blitz getroffen wird. An Orten, an denen direkte Blitzeinschläge auftreten können, muss ein Blitzschutz der Klasse I durchgeführt werden. Der Blitzschutz zweiter Stufe ist eine Schutzeinrichtung für die Restspannung des vorderen Blitzschutzgerätes und den induzierten Blitzeinschlag in der Umgebung . Wenn die Energieabsorption des vorderen Blitzeinschlags auftritt, ist noch ein Teil der Ausrüstung oder der Blitzschutzeinrichtung der dritten Ebene vorhanden. Es wird eine ziemlich große Energiemenge übertragen, die vom Blitzschutzgerät der zweiten Stufe weiter absorbiert werden muss. Gleichzeitig wird die Übertragungsleitung, die durch das Blitzschutzgerät der ersten Stufe verläuft, auch Blitze induzieren elektromagnetische Pulsstrahlung LEMP. Wenn die Leitung lang genug ist, wird die Energie des induzierten Blitzes groß genug, und das Blitzschutzgerät der zweiten Stufe wird benötigt, um die Blitzenergie weiter abzuleiten. Das Blitzschutzgerät der dritten Stufe schützt LEMP und die durchgelassene Restblitzenergie das Blitzschutzgerät der zweiten Stufe. Zweck der ersten Schutzstufe ist es, zu verhindern, dass die Überspannung direkt von der Zone LPZ0 in die Zone LPZ1 geleitet wird, und die Überspannung von Zehntausenden bis Hunderttausenden von zu begrenzen Volt bis 2500-3000 V. Der auf der Niederspannungsseite des Heimnetztransformators installierte Überspannungsschutz sollte ein Überspannungsschutz vom Dreiphasen-Spannungsschaltertyp als erste Schutzstufe sein, und seine Blitzflussrate sollte nicht sein weniger als 60KA.Dieser Überspannungsschutz sollte ein Überspannungsschutz mit großer Kapazität sein, der zwischen jeder Phase der Eingangsleitung der Stromversorgung des Benutzers angeschlossen ist s System und Erde. Es ist im Allgemeinen erforderlich, dass dieser Überspannungsschutz eine maximale Schlagbelastbarkeit von mehr als 100 KA pro Phase hat und die erforderliche Grenzspannung weniger als 1500 V beträgt, was als Überspannungsschutz der Klasse I bezeichnet wird. Diese elektromagnetischen Blitze Schutzgeräte sind speziell dafür ausgelegt, den großen Strömen von Blitzen und induzierten Blitzen standzuhalten und energiereiche Überspannungen anzuziehen, die große Mengen von Stoßströmen zur Erde ableiten können. Sie bieten nur einen mittleren Schutz (die maximale Spannung, die auf dem Leitung, wenn der Stoßstrom durch den Überspannungsableiter fließt, wird als Grenzspannung bezeichnet), da Schutzeinrichtungen der Klasse I hauptsächlich große Stoßströme absorbieren. Sie können die empfindlichen elektrischen Geräte innerhalb des Stromversorgungssystems nicht vollständig schützen. Der Blitzstromableiter der ersten Ebene kann 10/350 μs, 100 KA Blitzwellen verhindern und den höchsten von IEC vorgeschriebenen Schutzstandard erreichen. Die technische Referenz ist: der Blitzstrom größer oder gleich 100KA (10/350μs) ist; der Restspannungswert ist nicht größer als 2,5 kV; die Reaktionszeit ist kleiner oder gleich 100 ns. Der Zweck der zweiten Schutzstufe besteht darin, den Wert der Reststoßspannung, die durch die erste Stufe des Blitzableiters geht, weiter auf 1500-2000 V zu begrenzen und einen Potentialausgleich für LPZ1 zu implementieren. LPZ2.Der Überspannungsschutzausgang des Verteilerschrankstromkreises sollte ein spannungsbegrenzender Überspannungsschutz als zweite Schutzstufe sein und seine Blitzstromkapazität sollte nicht weniger als 20KA betragen. Es sollte in der Umspannstation installiert werden, die wichtige oder empfindliche elektrische Geräte mit Strom versorgt. Straßenverteilungsbüro. Diese Blitzstromableiter können die Restenergie, die durch den Überspannungsableiter am Stromeingang des Benutzers hindurchgegangen ist, besser absorbieren und haben eine bessere Unterdrückung von transienten Überspannungen. Der hier verwendete Überspannungsschutz erfordert eine maximale Stoßfestigkeit von 45 kA oder mehr pro Phase, und die erforderliche Grenzspannung sollte weniger als 1200 V betragen. Es wird als Überspannungsschutz der KLASSE Ⅱ bezeichnet. Das allgemeine Benutzerstromversorgungssystem kann den Schutz der zweiten Ebene erreichen, um die Anforderungen des Betriebs der elektrischen Ausrüstung zu erfüllen. Der Blitzstromableiter der zweiten Stufe verwendet den C-Typ-Schutz für den Vollmodusschutz der Phasenmitte, Phase-Erde und Mittelerde, hauptsächlich Die technischen Parameter sind: Die Blitzstromkapazität ist größer oder gleich 40KA (8/ 20μs); der Restspannungsspitzenwert nicht größer als 1000 V ist; die Reaktionszeit ist nicht größer als 25 ns.

Der Zweck der dritten Schutzstufe ist das ultimative Mittel zum Schutz des Geräts, indem der Wert der Reststoßspannung auf weniger als 1000 V reduziert wird, damit die Stoßenergie das Gerät nicht beschädigt. Der am Eingangsende installierte Überspannungsschutz der Wechselstromversorgung von elektronischen Informationsgeräten sollte ein serienmäßiger spannungsbegrenzender Überspannungsschutz als dritte Schutzstufe sein, und seine Blitzstromkapazität sollte nicht weniger als 10KA betragen. Die letzte Verteidigungslinie kann eine eingebaute Stromversorgung verwenden Blitzableiter in der internen Stromversorgung der elektrischen Ausrüstung, um die winzige transiente Überspannung vollständig zu eliminieren. Der hier verwendete Überspannungsschutz erfordert eine maximale Stoßbelastbarkeit von 20 KA oder weniger pro Phase und die erforderliche Grenzspannung sollte kleiner als 1000V.Für einige besonders wichtige oder besonders empfindliche elektronische Geräte ist die dritte Schutzstufe erforderlich, die auch möglich ist Schützen Sie daher die elektrische Ausrüstung vor der im System erzeugten transienten Überspannung. Für die Gleichrichterstromversorgung, die in Mikrowellen-Kommunikationsgeräten, Mobilstations-Kommunikationsgeräten und Radargeräten verwendet wird, ist es ratsam, einen an die Betriebsspannung angepassten Gleichstrom-Blitzschutz zu wählen der endgültige Schutz gemäß den Schutzanforderungen seiner Betriebsspannung. Die vierte Schutzstufe und höher basiert auf der Stehspannungsstufe des geschützten Geräts. Wenn die beiden Blitzschutzstufen die Spannung auf einen niedrigeren Wert als die Spannungsfestigkeit des Betriebsmittels begrenzen können, sind nur zwei Schutzstufen erforderlich. Wenn das Gerät eine niedrigere Spannungsfestigkeit hat, können vier oder mehr Schutzstufen erforderlich sein. Die Blitzstromkapazität der vierten Schutzstufe sollte nicht weniger als 5 KA betragen.[3] Das Funktionsprinzip der Klassifizierung von Überspannungsschutzgeräten ist in ⒈ Schaltertypen unterteilt: Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass er ohne augenblickliche Überspannung eine hohe Impedanz aufweist, aber sobald er auf die Blitzüberspannung reagiert, ändert sich seine Impedanz plötzlich auf a niedriger Wert, Blitzstrom zulassend Der Strom fließt. Bei Verwendung als solche Geräte umfassen die Geräte: Entladungsstrecke, Gasentladungsröhre, Thyristor usw. Spannungsbegrenzender Typ: Sein Funktionsprinzip ist ein hoher Widerstand, wenn keine augenblickliche Überspannung vorhanden ist, aber mit der Anstieg von Stoßstrom und -spannung, seine Impedanz wird weiter abnehmen und seine Strom-Spannungs-Kennlinie ist stark nichtlinear. Die für solche Geräte verwendeten Geräte sind: Zinkoxid, Varistoren, Suppressordioden, Avalanche-Dioden usw.⒊ Shunt-Typ oder Shunt-Typ mit Drossel: Parallel zum geschützten Gerät geschaltet, weist es eine niedrige Impedanz für den Blitzimpuls und eine hohe Impedanz für den normalen Betrieb auf schaltfrequenz.Drosseltyp: In Reihe mit dem geschützten Gerät, weist es eine hohe Impedanz für Blitzimpulse und eine niedrige Impedanz für normale Betriebsfrequenzen auf.Die für solche Geräte verwendeten Geräte sind: Drosselspulen, Hochpassfilter, Tiefpassfilter , 1/4-Wellenlängen-Kurzschlussgeräte usw.

Je nach Verwendungszweck (1) Stromschutz: Wechselstromschutz, Gleichstromschutz, Schaltstromschutz usw. Das Wechselstrom-Blitzschutzmodul eignet sich für den Stromschutz von Stromverteilerräumen, Stromverteilerschränken, Schaltschränken, Wechselstrom und Gleichstromverteilertafeln usw.; Im Gebäude befinden sich Eingangsstromverteiler für den Außenbereich und Stromverteiler im Gebäudeboden; power wave Überspannungsschutzgeräte werden für industrielle Niederspannungsnetze (220/380 VAC) und zivile Stromnetze verwendet; in Stromversorgungssystemen werden sie hauptsächlich für die dreiphasige Stromein- oder -ausgabe im Stromversorgungsfeld des Hauptkontrollraums des Automatisierungsraums und der Umspannstation verwendet. Es eignet sich für verschiedene Gleichstromversorgungssysteme, wie z ; DC-Stromversorgungsgeräte; DC-Stromverteilerkasten; Schrank für elektronische Informationssysteme; Ausgangsanschluss des sekundären Stromversorgungsgeräts.⑵Signalschutz: Niederfrequenz-Signalschutz, Hochfrequenz-Signalschutz, Antennenzuleitungsschutz usw.Der Anwendungsbereich des Netzwerksignal-Blitzschutzgeräts wird für 10/100Mbps SWITCH, HUB, ROUTER und andere Netzwerkgeräte Blitzeinschläge und elektromagnetischer Überspannungsschutz durch Blitze; ·Netzwerkraum-Netzwerkschalterschutz; ·Schutz des Netzwerkraumservers; ·Netzwerkraum Sonstiges Geräteschutz mit Netzwerkschnittstelle; ·Die integrierte 24-Port-Blitzschutzbox wird hauptsächlich für den zentralen Schutz von Multisignalkanälen in integrierten Netzwerkschränken und Abzweigschaltschränken verwendet. Überspannungsschutz für Signale. Blitzschutzgeräte für Videosignale werden hauptsächlich für Punkt-zu-Punkt-Videosignalgeräte verwendet. Der Synergieschutz kann alle Arten von Videoübertragungsgeräten vor den Gefahren schützen, die durch den induzierten Blitzschlag und die Überspannung von der Signalübertragungsleitung verursacht werden, und ist auch für die HF-Übertragung unter der gleichen Arbeitsspannung anwendbar. Der integrierte Multi-Port-Videoblitz Die Schutzbox dient hauptsächlich dem zentralen Schutz von Steuergeräten wie Festplatten-Videorecordern und Video-Cuttern im integrierten Schaltschrank.


Postzeit: 25.11.2021