Cinco métodos de protección dos protectores contra sobretensións
Métodos de protección contra sobretensións
1. Dispositivos de protección contra sobretensións (SPD) en paralelo conectados a través de liñas eléctricas
En condicións normais, os varistores do interior do protector contra sobretensións permanecen nun estado de alta impedancia. Cando un raio alcanza a rede eléctrica ou experimenta sobretensións transitorias debido a operacións de conmutación, o protector responde en nanosegundos, facendo que os varistores cambien a un estado de baixa impedancia, fixando rapidamente a sobretensión a un nivel seguro. Se se producen sobretensións ou sobretensións prolongadas, o varistor degrádase e quéntase, o que activa un mecanismo de desconexión térmica para evitar incendios e protexer o equipo.
2. Protectores contra sobretensións tipo filtro en serie conectados en liña con circuítos de alimentación
Estes protectores proporcionan enerxía limpa e segura para equipos electrónicos sensibles. As sobretensións dos raios non só transportan unha enerxía masiva, senón tamén taxas de aumento de tensión e corrente extremadamente pronunciadas. Aínda que os SPD en paralelo poden suprimir as amplitudes das sobretensións, non poden aplanar as súas frontes de onda nítidas. Os SPD de tipo filtro en serie, conectados en liña cos circuítos de alimentación, usan MOV (MOV1, MOV2) para fixar as sobretensións en nanosegundos. Ademais, un filtro LC reduce a pendiente das taxas de aumento de tensión e corrente da sobretensión en case 1000 veces e reduce a tensión residual en cinco veces, protexendo os dispositivos sensibles.
3. Instalación de varistores de suxeición de tensión entre fases e liñas para limitar as sobretensións de pico
Este método funciona ben para iluminación, ascensores, aparellos de aire acondicionado e motores, que teñen unha maior capacidade de resistencia a sobretensións. Non obstante, é menos eficaz para a electrónica compacta moderna con alta integración. Por exemplo, nos sistemas monofásicos de CA de 220 V, os varistores adoitan instalarse entre o neutro e a terra para absorber os picos de tensión inducidos polos raios. A eficacia da protección depende enteiramente da selección e fiabilidade do varistor.
A tensión de fixación establécese en función da tensión máxima da rede (310 V), tendo en conta:
- Flutuacións da rede do 20 %,
- Tolerancia de compoñentes do 10 %,
- Factores de fiabilidade do 15 % (envellecemento, humidade, calor).
Polo tanto, os niveis de fixación típicos oscilan entre os 470 V e os 510 V. As sobretensións por debaixo dos 470 V atravesan a zona sen verse afectadas.
Aínda que os equipos eléctricos estándar (por exemplo, motores, iluminación) poden soportar 1500 V CA (pico de 2500 V), a electrónica moderna funciona a ±5 V a ±15 V, con tolerancias máximas por debaixo dos 50 V. Os picos de alta frecuencia por debaixo dos 470 V aínda poden acoplar a través de condensadores parasitos en transformadores e fontes de alimentación, danando os circuítos integrados. Ademais, debido á tensión residual do varistor e á inductancia do cable, as fortes sobretensións poden elevar os niveis de fixación a 800 V–1000 V, poñendo aínda máis en perigo a electrónica.
4. Mellora da protección con transformadores de ultra illamento (método de illamento)
Insírese un transformador de illamento blindado entre a fonte de alimentación e a carga para bloquear o ruído de alta frecuencia e, ao mesmo tempo, permitir unha conexión a terra secundaria axeitada. A interferencia de modo común, que é relativa á terra, acoplase a través da capacitancia entre enrolamentos. Unha blindaxe conectada a terra entre os enrolamentos primario e secundario desvía esta interferencia, reducindo o ruído de saída.
5. Método de absorción
Os compoñentes de absorción suprimen as sobretensións cambiando de alta a baixa impedancia cando se superan as tensións limiar. Os dispositivos comúns inclúen:
- Varistores – Capacidade limitada de manexo de corrente.
- Tubos de descarga de gas (GDT)– Resposta lenta.
- Diodos TVS / Tubos de descarga de estado sólido – Máis rápido pero con contrapartidas na absorción de enerxía.
