Salamaniskut ovat pohjimmiltaan valtavia kipinäpurkauksia, jotka syntyvät, kun varaus kerääntyy tiettyyn pisteeseen ukkospilven ja maan väliin tai niiden väliin, mikä häiritsee ilman eristystä. salamaniskut laukaisevat pääasiassa:
1. Suora salamanisku
Pahimmassa tapauksessa salama iskee suoraan rakennuksiin, laitteisiin tai ihmisiin.
Liipaisuolosuhteet: Maan päällä olevat esineet (esim. korkea rakennus, puu, lähetystorni, puut, tornit, eristyneet ihmiset) muodostavat voimakkaimman sähkökentän yhdessä ukkospilvien kanssa, mikä tekee siitä lyhimmän polun varauksen purkautumiselle.
2. Epäsuorat salamaefektit (yleisempi, laajempi alue)
Vaikka salama ei iskeisikään suoraan laitteeseen, se voi aiheuttaa tuhoavan (lyhytaikaisen) jännitteen:
· Indusoitu salama (jaettu sähköstaattiseen induktioon ja sähkömagneettiseen induktioon):
• Sähköstaattinen induktio: Kun varautunut ukkospilvi kulkee pään yläpuolella, se indusoi suuren määrän vastakkaisia varauksia alla oleviin yläjohtoihin. Kun pilvi purkautuu toiseen kohteeseen, nämä sitovat varaukset vapautuvat välittömästi, mikä luo korkeita{1}}jännitepiikkejä, jotka kulkevat pitkin linjaa.
Sähkömagneettinen induktio: Voimakkaat ja ohimenevät virrat salamakanavassa voivat aiheuttaa erittäin korkean jännitteen ympäröiviin metallisilmukoihin (esim. voimajohtosilmukat, signaalijohdot).
· Johtokyky (maapotentiaalin nousu):
• Kun salama iskee rakennuksen ukkossuojajärjestelmään tai läheiseen maahan, maadoitusvastuksen läpi kulkee valtava salamavirta, jolloin kosketuspisteen sähköpotentiaali nousee satoihin tuhansiin tai jopa miljooniin voltteihin hetkessä. Tämä korkea potentiaali voi "palautua" sisäiseen laitteeseen laitteen maadoitusjohdon kautta, mikä aiheuttaa tuhoavan potentiaalieron laitteessa ja tuhoaa sen.
· Salamapurskeen tunkeutuminen:
• Salama iskee kaukaisiin johtoihin, puhelinlinjoihin, kaapelilinjoihin jne. Näitä metallijohtimia pitkin kulkee valtavat salamavirrat aaltojen muodossa tunkeutuen ja vahingoittaen kytkettyjä laitteita.
Osa 2: SPD:n käyttö suojaukseen
Ylijännitesuojalaitteen tarkoituksena ei ole estää salamaniskuja, vaan tarjota turvallinen, matalan impedanssin polun salamavirta ja ylijännitesuoja salamaniskun aikana, mikä rajoittaa laitteen jännitteen turvalliselle tasolle.
1. SPD:n keskeinen toimintaperiaate
Ajattele sitä "älykytkimenä" tai "jänniteherkänä venttiilinä":
Normaalikäytössä: SPD korkea impedanssi ja on olennaisesti avoin piiri, jolla on vain vähän vaikutusta piiriin.
Kun ylijännite/ylijännite esiintyy: Tapahtuu: SPD:stä tulee matalaimpedanssinen tila (erittäin nopeasti) nanosekunneissa, jolloin se johtaa ja ohjaa nopeasti suuria virtapiikkejä maahan.
Jäljelle jäämisen jälkeen: SPD palautuu automaattisesti korkean impedanssin tilaan ja piiri palaa normaaliksi.
2.Oikea SPD-suojausjärjestelmä: Monivaiheinen suojaus-
Kattavan suojan tarjoamiseksi käytetään usein hierarkkisen suojan käsitettä, kuten useita puolustuslinjoja:
Luokka 1/I (entinen B-luokka):
Asennuspaikka: pääjakotaulu (huoltosisäänkäynti).
Toiminto: Vapauttaa suurimman osan salamaniskuista suorasta tai indusoidusta salamaniskusta (yleensä 10/350 μM aaltomuoto). Suuren purkauskapasiteetin omaavaa SPD:tä käytetään yleisesti kipinävälien perusteella.
Tavoite: Suojaa koko rakennuksen sähköjärjestelmä suurimmalta ukkosmyrskyltä.
Luokka 2 / II (entinen C-luokka):
Sijainti: Jakotaulu (esim. lattiapaneelit) tai avainlaitteiden jakotaulu (esim. palvelinhuoneet, ilmastointi, hissi).
Toiminto: Rajoittaa edelleen jäännösjännitettä ja absorboi jäännösenergiaa tyypin 1 SPD:n kautta. Metal Oxide Varistoriin (MOV) perustuvia SSD-levyjä käytetään yleisesti.
Tavoite: Suojaa jakelupiirit ja laitteet tietyillä alueilla.
Luokka 3 / III (entinen D):
Sijainti: Laitteen etuosa, kuten pistokelistat herkälle instrumentille tai laitteen sisällä oleva ylijännitesuojamoduuli.
Toiminto: Tarjoaa hienon suojan kiinnittämällä jännitteen tasolle, jonka laite kestää turvallisesti (yleensä alle 1,5 kV).
Tavoite: Tarjoaa lopullinen puolustuslinja herkimmille ja kalliimmille elektronisille laitteille (esim. palvelimet, lääketieteelliset laitteet, teolliset PLC:t).
Signaalin SPD:t: linjat, kuten verkkokaapelit, puhelinlinjat ja valvontavideokaapelit, vaativat myös erityisiä signaalinkäsittelyjärjestelmiä. Ne toimivat samalla tavalla, mutta ne on suunniteltu signaalilinjan jännitetasoille ja liitäntätyypille.
3. SPD-asennuksen pääkohdat
• Hyvä maadoitus on edellytys: SPD SPD siirtää energiaa tehokkaasti ilman matalan{0}}impedanssin maadoitusjärjestelmää. Maadoitus on salamansuojauksen perusta.
• Lyhyet ja paksut liitäntäjohdot: SPD-liitäntä- ja maadoitusjohtimien on oltava mahdollisimman lyhyitä ja paksuja lyijy-induktanssin minimoimiseksi. Liian pitkät johdot voivat johtaa huomattavaan induktiojännitteeseen, mikä heikentää huomattavasti suojauksen tehokkuutta.
Koordinointi: SSD:n eri vaiheet edellyttävät energian koordinointia asteittaisen purkamisen varmistamiseksi, mikä on suunniteltu estämään yksittäisen SPD:n ylikuormitus.