Ударите от мълния са по същество огромен искров разряд, който възниква при натрупване на заряд до определена точка между гръмотевичен облак и земята или между тях, нарушавайки изолацията на въздуха. мълнии се предизвикват главно от:
1.Директно попадение на мълния
В най-лошите случаи мълнията пада директно върху сгради, оборудване или хора.
Условия на задействане: Обекти на земята (напр. висока сграда, дърво, предавателна кула, дървета, кули, изолирани хора) образуват най-силното електрическо поле заедно с гръмотевичните облаци, което го прави най-краткия път за разреждане на заряда.
2. Непреки светкавични ефекти (по-често срещани, по-широк обхват)
Дори ако светкавицата не удари вашето устройство директно, тя може да причини разрушителен прилив (преходен) чрез:
· Индуцирана мълния (разделена на електростатична индукция и електромагнитна индукция):
• Електростатична индукция: Когато зареден гръмотевичен облак преминава отгоре, той индуцира голямо количество противоположни заряди върху надземните проводници отдолу. Когато облакът се разреди към друга цел, тези свързващи заряди незабавно се освобождават, създавайки високо-пренапрежения, които се движат по линията.
Електромагнитна индукция: Силни и преходни токове в канала на мълнията могат да причинят много високо напрежение в околните метални вериги (напр. вериги на електропроводи, сигнални линии).
· Проводимост (Повишаване на земния потенциал):
• Когато мълния удари системата за мълниезащита на сграда или близката земя, огромен ток от мълния преминава през съпротивлението на заземяването, което кара електрическия потенциал в точката на контакт да се повиши до стотици хиляди или дори милиони волта за миг. Този висок потенциал може да бъде „ретроспекция“ към вътрешното устройство чрез заземяващия проводник на устройството, причинявайки разрушителна потенциална разлика в устройството и унищожавайки го.
· Нахлуване при мълния:
• Мълнията удря отдалечени проводници, телефонни линии, кабелни линии и т.н. Огромни токове на мълния преминават по тези метални проводници под формата на вълни, нахлувайки и повреждайки свързани устройства.
Част 2: Как да използвате SPD за защита
Целта на устройството за защита от пренапрежение не е да предотвратява удари от мълния, а да осигури безопасен ток на мълния с нисък{0}}импеданс и енергия от удар по време на удари от мълния, като по този начин ограничава напрежението на устройството до безопасно ниво.
1. Основен работен принцип на SPD
Мислете за това като за "интелигентен превключвател" или "чувствителен на напрежение вентил":
По време на нормална работа: SPD с висок импеданс и по същество е отворена верига с малък ефект върху веригата.
Когато възникне пренапрежение/пренапрежение: Проявата: SPD става състояние с нисък импеданс (много бързо) за наносекунди, като бързо провежда и насочва големи удари на ток към земята.
След спадане на пренапрежението: SPD автоматично се нулира до състоянието си с висок импеданс и веригата се връща към нормалното.
2. Правилна SPD защитна система: Много-степенна защита
За да се осигури цялостна защита, често се използва концепцията за йерархична защита, като например множество линии на защита:
Категория 1 / I (бивш B клас):
Място на монтаж: главно разпределително табло (сервизен вход).
Функция: Освобождава повечето от ударите на мълния с висока енергия от директни или индуцирани удари на мълния (обикновено 10/350 μM форма на вълната). SPD с висок капацитет на разреждане обикновено се използва на базата на искрови междини.
Цел: Защита на електрическата система на цялата сграда срещу най-голямата гръмотевична буря.
Категория 2 / II (бивш C клас):
Местоположение: Разпределително табло (напр. подови панели) или разпределително табло на ключово оборудване (напр. сървърни стаи, климатик, асансьор).
Функция: Допълнително ограничава остатъчното напрежение и абсорбира остатъчната енергия чрез тип 1 SPD. Често се използват твърди дискове (SSD), базирани на металооксиден варистор (MOV).
Цел: Защита на разпределителните вериги и оборудването в специфични зони.
Категория 3 / III (бивш D):
Местоположение: Предният край на устройство, като щепселни ленти за чувствителен инструмент или модул за защита от пренапрежение вътре в устройството.
Функция: Осигурява фина защита чрез фиксиране на напрежението до ниво, което устройството може безопасно да издържи (обикновено по-малко от 1,5 kV).
Цел: Да се осигури последна линия на защита за най-чувствителното и скъпо електронно оборудване (напр. сървъри, медицинско оборудване, промишлени PLC).
Сигнални SPD: линии като мрежови кабели, телефонни линии и видео кабели за наблюдение също изискват специализирани системи за обработка на сигнали. Те работят по същия начин, но са проектирани за нивата на напрежение и типа интерфейс на сигналната линия.
3.Ключови точки за инсталиране на SPD
• Доброто заземяване е предпоставка: SPD SPD ефективно пренася енергия без система за заземяване с нисък{0}}импеданс. Заземяването е основата на мълниезащитата.
• Къси и дебели свързващи проводници: SPD връзката и заземяващите проводници трябва да бъдат възможно най-къси и дебели, за да се сведе до минимум индуктивността на проводника. Прекалено дългите кабели могат да доведат до забележимо индукционно напрежение, което значително намалява ефективността на защитата.
Координация: различните етапи на SSD изискват енергийна координация, за да се осигури постепенно разреждане, както е предназначено да предотврати претоварване на всеки отделен SPD.