หน้าที่ของตัวป้องกันฟ้าผ่าและการใช้งานที่หลากหลาย

หน้าที่ของตัวป้องกันฟ้าผ่าและการใช้งานที่หลากหลาย

มีผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ และการใช้งานของพวกมันก็กว้างขวางขึ้นเรื่อย ๆ และอุปกรณ์สื่อสารก็ค่อยๆพัฒนาไปในทิศทางของการย่อขนาดในการออกแบบฮาร์ดแวร์ เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับระดับความต้านทานแรงดันไฟกระชากของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปมีแรงกระตุ้นที่ต่ำกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่ติดตั้งระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ ดังนั้นจึงเสี่ยงต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า กล่าวคือ แรงดันไฟกระชากในระบบวงจร 220V จะมีแรงดันไฟผันผวนที่สามารถเข้าถึง 5,000 หรือ 10000V ได้ทันที นั่นคือไฟกระชาก

ไฟกระชากหรือที่รู้จักในชื่อแรงดันเกินชั่วคราวคือความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรโดยทันที ซึ่งมักกินเวลาประมาณหนึ่งในล้านของวินาทีในวงจรไฟกระชากเรียกอีกอย่างว่าไฟกระชากตามชื่อที่บ่งบอกว่าเป็นแรงดันไฟเกินในทันทีที่เกินแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานปกติโดยพื้นฐานแล้ว การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วคือชีพจรที่รุนแรงซึ่งเกิดขึ้นในเวลาเพียงไม่กี่ล้านวินาทีสาเหตุที่เป็นไปได้ของไฟกระชาก ได้แก่ เครื่องจักรกลหนัก ไฟฟ้าลัดวงจร สวิตช์กำลัง หรือเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ผลิตภัณฑ์ที่มีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถดูดซับพลังงานระเบิดขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อปกป้องอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากความเสียหาย

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก หรือที่รู้จักในชื่อ อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้การป้องกันความปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือวัด และสายสื่อสารต่างๆเมื่อกระแสไฟกระชากหรือแรงดันไฟเกิดขึ้นอย่างกะทันหันในวงจรไฟฟ้าหรือสายสื่อสารเนื่องจากการรบกวนจากภายนอก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถดำเนินการแบ่งในระยะเวลาอันสั้น ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงความเสียหายของไฟกระชากไปยังอุปกรณ์อื่นๆ ในวงจรภายใต้สภาวะปกติ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมีความต้านทานสูง และไม่มีการรั่วไหลเกิดขึ้นเมื่อเกิดแรงดันไฟเกินในวงจร เครื่องป้องกันไฟกระชากจะทำงานในระยะเวลาอันสั้น ทำให้พลังงานของแรงดันไฟเกินรั่วไหลเพื่อปกป้องอุปกรณ์หลังจากที่แรงดันไฟฟ้าเกินหายไป ตัวป้องกันไฟกระชากจะกลับสู่สถานะอิมพีแดนซ์สูง ซึ่งจะไม่ส่งผลต่อแหล่งจ่ายไฟปกติของแหล่งจ่ายไฟเลยอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าคือการรวมกันของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ป้องกันแรงดันไฟเกินที่สามารถทนต่อกระแสสูงหลายร้อยแอมแปร์ และใช้งานคู่ขนานกันบนสายจ่ายไฟและสายส่งสัญญาณเมื่อพบฟ้าผ่าและไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูง ไฟฟ้าลัดวงจรจะปรากฎทันที และสวิตช์ไฟหลักจะถูกตัดการเชื่อมต่อพร้อมกัน เพื่อป้องกันอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบดั้งเดิมที่สุด คือช่องว่างรูปกรงเล็บ ปรากฏขึ้นในปลายศตวรรษที่ 19 และใช้สำหรับสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ เพื่อป้องกันฟ้าผ่าจากฉนวนอุปกรณ์ที่สร้างความเสียหายและทำให้ไฟฟ้าดับ จึงเรียกว่า "อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก"อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันสูงสมัยใหม่ไม่เพียงแต่ใช้เพื่อจำกัดแรงดันไฟเกินที่เกิดจากฟ้าผ่าในระบบไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อจำกัดแรงดันไฟเกินที่เกิดจากการทำงานของระบบด้วย

ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง พัลส์ฟ้าผ่าอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าผันผวนในวงจรไฟฟ้าประเทศของฉันมีพื้นที่ฟ้าผ่าหลายแห่ง และฟ้าผ่าเป็นปัจจัยสำคัญที่สร้างแรงดันไฟกระชากในสายไฟฟ้าดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเสริมความแข็งแกร่งให้กับระบบป้องกันฟ้าผ่าในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำเนื่องจากเครือข่ายการสื่อสารได้รับความนิยมในวงกว้างและแนวโน้มการย่อขนาดของอุปกรณ์สื่อสาร ทำให้มีเส้นทางการบุกรุกมากขึ้นสำหรับอุปกรณ์สื่อสารด้วยฟ้าผ่าดังแสดงในรูปด้านล่าง เสาอากาศ สายสัญญาณ สายไฟฟ้า สายกราวด์ และสายเครือข่ายล้วนเป็นเส้นทางอินพุต
ดังนั้นจึงมีประเภทที่เกี่ยวข้องกันของตัวป้องกันไฟกระชาก, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากการสื่อสาร, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก LAN, SPD แบบพื้นถึงพื้น และ SPD ของตัวป้อนเสาอากาศ และประเภทที่แตกต่างกันไปตามเส้นทางการบุกรุกที่เป็นไปได้ต่างๆผลิตภัณฑ์ป้องกันฟ้าผ่าของ Anxun มีวางจำหน่ายแล้ว และมีอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าภายนอกที่ตรงตามมาตรฐานการทดสอบ IEC61643-11นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีทิศทางการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ผ่านการรับรอง CRCC, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจากเซลล์แสงอาทิตย์, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก CATV และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบป้องกันการระเบิด

วงจรของตัวป้องกันไฟกระชากมีรูปแบบและรูปแบบที่แตกต่างกันไปตามความต้องการที่แตกต่างกันเนื่องจากพลังงานมหาศาลของสายฟ้าฟาด จึงจำเป็นต้องปลดปล่อยพลังงานของสายฟ้าฟาดลงสู่พื้นทีละน้อยโดยใช้วิธีการคายประจุแบบค่อยเป็นค่อยไปอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับแรกสามารถปล่อยกระแสฟ้าผ่าโดยตรงอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับที่สองเป็นอุปกรณ์ป้องกันสำหรับแรงดันตกค้างของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับก่อนหน้าและ LEMP รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าในพื้นที่อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับที่สาม เป็นการป้องกัน LEMP และพลังงานฟ้าผ่าที่ตกค้างที่ไหลผ่านตัวป้องกันฟ้าผ่าระดับที่สอง

ดังแสดงในรูปด้านล่าง อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับแรกจะจำกัดแรงดันไฟกระชากตั้งแต่หลายหมื่นถึงหลายแสนโวลต์ที่ 2500-3000V และกระแสฟ้าผ่าของตัวมันจะต้องไม่น้อยกว่า 60KAสามารถป้องกันคลื่นฟ้าผ่าขนาด 10/350μs และ 100KA ได้ถึงมาตรฐานการป้องกันสูงสุดที่กำหนดโดย IECค่าแรงดันตกค้างไม่เกิน 2.5KV;เวลาตอบสนองน้อยกว่าหรือเท่ากับ 100ns
ตัวป้องกันฟ้าผ่าระดับที่สองจะจำกัดค่าของแรงดันไฟกระชากตกค้างที่ส่งผ่านตัวป้องกันฟ้าผ่าระดับแรกไปที่ 1500-2000V ความจุไฟกระชากสูงสุดมากกว่า 45kA ต่อเฟส แรงดันจำกัดที่ต้องการควรน้อยกว่า 1200V และ ความจุกระแสฟ้าผ่ามากกว่าหรือเท่ากับ 40KA (8/20μs);ค่าสูงสุดของแรงดันตกค้างไม่เกิน 1,000V;เวลาตอบสนองไม่เกิน 25ns

การป้องกันระดับที่สามจะลดค่าของแรงดันไฟกระชากที่เหลือให้อยู่ภายใน 1200V เพื่อที่พลังงานจากไฟกระชากจะไม่ทำให้อุปกรณ์เสียหายเมื่ออุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าที่ติดตั้งที่ปลายขาเข้าของไฟ AC ของอุปกรณ์ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ถูกใช้เป็นการป้องกันระดับที่สาม ควรใช้อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบจำกัดแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรม และความจุกระแสฟ้าผ่าไม่ควรต่ำกว่า 10KA.

ข้างต้นเป็นการแนะนำฟังก์ชันของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าและการใช้งานที่หลากหลายฉันหวังว่ามันจะเป็นประโยชน์กับคุณ