Princípio de proteção contra surtos de fonte de alimentação regulada
O dispositivo de proteção contra surtos (SPD), também conhecido como protetor contra surtos, é um dispositivo de proteção não linear usado para limitar sobretensões transitórias e orientar a corrente de surto de descarga em sistemas ativos e é usado para proteger aparelhos elétricos com baixos níveis de tensão suportáveis ou sistemas eletrônicos são protegido contra descargas atmosféricas e pulsos eletromagnéticos de raios ou danos por sobretensão operacional. Nos últimos anos, os sistemas electrónicos de informação (tais como televisão, telefone, comunicação, redes informáticas, etc.) desenvolveram-se rapidamente, e um grande número de dispositivos electrónicos de informação surgiram e tornaram-se populares. Tais sistemas e equipamentos são muitas vezes caros e importantes, e sua tensão de trabalho e nível de tensão suportável são muito baixos, tornando-os extremamente vulneráveis a pulsos eletromagnéticos de raios. Portanto, o SPD é necessário para proteção de tensão.
Devido aos diferentes padrões seguidos por vários países, as especificações do produto não são unificadas, e a identificação dos parâmetros também tem ênfase própria, que é muito inferior a outras especificações de produtos elétricos, o que traz grandes transtornos ao projeto e seleção. No projeto de engenharia, as marcas comuns podem ser divididas em produtos nacionais, produtos europeus e produtos americanos de acordo com o local de origem. As configurações dos parâmetros dos produtos nacionais são caóticas, com especificações diversas e alta pressão residual. Algumas das configurações do modelo de produtos padronizados imitam produtos europeus e algumas seguem os parâmetros de calibração nacionais. A maioria dos produtos está marcada com In e Imax. Como os produtos nacionais têm requisitos relativamente baixos para locais de aplicação, baixos níveis de construção e valores de tensão suportáveis para equipamentos grandes, alguns requisitos de parâmetros podem ser adequadamente flexibilizados.
Os produtos europeus geralmente marcam a corrente máxima de descarga e o modelo do produto também é definido de acordo com este parâmetro. Por exemplo, XXX65 e XXX40 de uma famosa marca europeia, os valores 65 e 40 são Imax. No entanto, a norma chinesa estipula claramente que a corrente de descarga nominal In deve ser usada para a seleção do tipo, o que é uma situação embaraçosa encontrada atualmente nos projetos de engenharia. Após verificar as informações do produto, o valor In de XX65 não excede 20kA e o valor In de XX40 não excede 15kA. De acordo com o valor recomendado de GB50343, estes dois produtos só podem ser utilizados para a proteção de terceiro nível do terminal do equipamento, mas no projeto real são instalados no primeiro e segundo níveis, o que obviamente é inconsistente com os parâmetros de seleção do padrão nacional, e a tensão residual Mais alta, os modelos comuns geralmente excedem 1200V, uma vez que o ambiente de fiação não é bom, é fácil exceder o valor de tensão suportável do equipamento. Geralmente, o valor Uc dos produtos europeus é pequeno e a tensão da linha é marcada de forma oportunista, por isso é fácil enganar-se ao selecionar um modelo.
O protetor contra surtos é adequado para proteção de fonte de alimentação de baixa tensão de 220/380 V. É um componente não linear. De acordo com a norma IEC, o protetor contra surtos é um dispositivo que suprime principalmente as sobretensões e sobrecorrentes da linha conduzida. O protetor contra surtos desempenha um papel protetor. O requisito básico é que ele deve suportar a corrente do raio que deve passar e, através da tensão máxima de fixação do surto, pode extinguir efetivamente o fluxo contínuo de frequência de potência gerado após a passagem da corrente do raio e evitar o instantâneo surge na linha de energia e na linha de transmissão de sinal. A sobretensão é limitada dentro da faixa de tensão que o equipamento ou sistema pode suportar, ou a forte corrente do raio vaza para o solo para proteger o equipamento ou sistema protegido contra danos devido ao impacto.
O tipo e a estrutura dos protetores contra surtos variam de acordo com as diferentes finalidades, mas pelo menos um elemento limitador de tensão não linear está incluído. Os protetores contra surtos comumente usados incluem MOV (varistor de óxido metálico) e tubos de descarga de gás. Os surtos de energia contêm muita energia e não podem ser interrompidos. Por esta razão, a estratégia para proteger equipamentos elétricos sensíveis contra danos causados por surtos elétricos é desviar o surto do equipamento para o solo.
O protetor contra surtos MOV consiste em três partes: o meio é um material de óxido metálico e dois semicondutores são conectados à alimentação e ao aterramento. Quando ocorre um surto, o MOV atua imediatamente e o tempo de resposta é de 1 a 3 nanossegundos. O “V” no MOV é um reostato. No momento da resposta, a resistência do MOV cai do valor máximo para quase zero ohms, e a sobrecorrente flui para o solo através do MOV. O equipamento elétrico protegido continua a operar sob tensão normal de trabalho. Seus elementos semicondutores têm a propriedade de mudar a resistência conforme a tensão muda. Quando a tensão está abaixo de um determinado valor, o movimento dos elétrons no semicondutor cria uma alta resistência. Por outro lado, quando a tensão excede esse valor específico, o movimento dos elétrons muda e a resistência do semicondutor diminui perto de zero ohms. A tensão está normal e o protetor contra surtos MOV está ocioso, o que não afeta a linha de energia.
Os indicadores dos prós e contras do protetor contra surtos MOV: (1) Tensão de fixação: Indica o valor da tensão que fará com que o MOV se conecte ao terra. Quanto menor for a tensão de fixação, melhor será o desempenho da proteção. (2) Capacidade de absorção/dissipação de energia: Este valor nominal indica quanta energia o protetor contra surtos pode absorver antes de queimar, em joules. Quanto maior o valor, melhor será o desempenho da proteção. (3) Tempo de resposta: Os protetores contra surtos não se desconectam imediatamente, eles apresentam um pequeno atraso na resposta ao surto.
Outro dispositivo comum de proteção contra surtos é um tubo de descarga de gás. Esses tubos de descarga de gás fazem a mesma coisa que os MOVs: eles movem o excesso de corrente da corrente para o terra usando um gás inerte como condutor entre os dois fios. Quando a tensão está em uma determinada faixa, a composição do gás determina que ele é um mau condutor. Se a tensão ultrapassar esta faixa, a corrente será forte o suficiente para ionizar o gás, tornando o tubo de descarga de gás um condutor muito bom. Ele conduz a corrente para o terra até que a tensão retorne aos níveis normais e, então, torna-se novamente um mau condutor.
