Тиристорная защита от перенапряжения: устройства и принципы работы

alexxlabРазное
Что такое тиристорная защита от перенапряжения. Как работают тиристорные ограничители перенапряжений. Какие типы устройств защиты от скачков напряжения существуют. Как выбрать подходящее устройство защиты.

Содержание

Принцип работы тиристорной защиты от перенапряжений

Тиристорная защита от перенапряжения — это эффективный способ защиты электрооборудования от скачков напряжения в сети. Принцип работы основан на быстром переключении тиристора в проводящее состояние при превышении порогового напряжения.

Основные компоненты схемы тиристорной защиты:

  • Тиристор — ключевой элемент, переключающийся в проводящее состояние
  • Стабилитрон — задает пороговое напряжение срабатывания
  • Предохранитель — отключает цепь при длительной перегрузке
  • Варистор — поглощает импульсные помехи

При нормальном напряжении тиристор закрыт. Когда напряжение превышает порог, стабилитрон открывается и подает ток на управляющий электрод тиристора. Тиристор мгновенно переходит в проводящее состояние и шунтирует нагрузку.


Виды устройств тиристорной защиты от перенапряжения

Существует несколько основных типов устройств на основе тиристоров для защиты от перенапряжений:

  • Однофазные ограничители для бытовых сетей 220В
  • Трехфазные устройства для промышленных сетей 380В
  • Модульные системы с возможностью наращивания
  • Комбинированные устройства с варисторами и разрядниками
  • Специализированные ограничители для телекоммуникационного оборудования

Выбор конкретного типа зависит от параметров защищаемой сети и оборудования.

Преимущества тиристорной защиты перед другими видами

Тиристорные ограничители имеют ряд преимуществ по сравнению с другими устройствами защиты от перенапряжений:

  • Сверхбыстрое быстродействие — доли микросекунд
  • Способность выдерживать большие импульсные токи
  • Возможность многократного срабатывания
  • Низкое собственное потребление в дежурном режиме
  • Высокая надежность и длительный срок службы
  • Возможность комбинирования с другими защитными элементами

Это делает тиристорную защиту оптимальным выбором для ответственных применений.


Критерии выбора устройств тиристорной защиты

При выборе тиристорного ограничителя перенапряжений необходимо учитывать следующие основные параметры:

  • Максимальное длительное рабочее напряжение
  • Уровень ограничения напряжения
  • Максимальный импульсный ток
  • Время срабатывания
  • Мощность рассеивания
  • Диапазон рабочих температур
  • Стойкость к перегрузкам

Важно правильно подобрать устройство по этим характеристикам для обеспечения надежной защиты оборудования.

Применение тиристорных ограничителей перенапряжения

Тиристорные устройства защиты от перенапряжений широко применяются в различных областях:

  • Защита бытовой и офисной техники
  • Системы электроснабжения промышленных предприятий
  • Защита телекоммуникационного оборудования
  • Системы автоматики и управления
  • Электротранспорт
  • Альтернативная энергетика

Они обеспечивают надежную защиту как отдельных устройств, так и целых систем от опасных скачков напряжения.

Монтаж и эксплуатация тиристорных ограничителей

При монтаже и эксплуатации тиристорных устройств защиты от перенапряжений следует соблюдать ряд правил:


  • Устанавливать как можно ближе к защищаемому оборудованию
  • Обеспечить надежное заземление
  • Не превышать максимально допустимые параметры
  • Периодически проверять работоспособность
  • Заменять устройства после сильных перегрузок
  • Соблюдать температурный режим эксплуатации

Правильный монтаж и обслуживание гарантируют длительную и надежную работу системы защиты.

Новые разработки в области тиристорной защиты

Ведутся активные исследования по совершенствованию тиристорных ограничителей перенапряжений:

  • Создание сверхбыстрых тиристоров с временем включения менее 100 нс
  • Разработка интеллектуальных устройств с микропроцессорным управлением
  • Повышение энергоемкости и стойкости к перегрузкам
  • Миниатюризация и интеграция в микросхемы
  • Создание гибридных устройств на основе тиристоров и полупроводников

Это позволит значительно улучшить характеристики и расширить области применения тиристорной защиты от перенапряжений.


УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

от admin

   Рекомендуется собрать несложное устройство защиты от перенапряжения, позволяющее обезопасить работу низковольтных схем. Мы рассмотрим простые схемы защиты нагрузки от повышенного напряжения, которое может появиться на выходе блока питания при его неисправности. Первая схема построена на тиристоре.

   При номинальном напряжении питания стабилитрон VD1 заперт. Соответственно, в непроводящем (выключенном) состоянии находится и тиристор VS1. Как только входное напряжение превысит уро¬вень, определяемый напряжением «пробоя» стабилитрона VD1, он отпирается и открывает тиристор VS1. Тот закорачивает шины питания, и за счет этого перегорает предохранитель FU1. Тогда пьезоизлучатель со встроенным генератором НА1 начинает сигнализировать об аварии. Соглашаясь с автором по принципу работы основной схемы, хочу высказать свои сомнения по поводу индикации. Ток через пьезоизлучатель НА1 носит импульсный характер, т.е. периодически существуют моменты, когда ток в цепи НА1 ничтожно мал, поскольку внутренний генератор НА1 выполнен на МОП-транзисторах. У тиристоров есть такой параметр, как минимальный ток удержания. Если ток через открытый тиристор становится меньше некоторого значения, тиристор закрывается (переходит в непроводящее состояние). Естественно, чем мощнее используется тиристор, тем больший ток удержания он имеет. Экспериментально проверено, что указанные на рис.1 тиристоры типа КУ202 не могут обеспечить работу пьезоизлучателя НА1 типа КР1-4332-12 (и аналогичных) в схеме. После перегорания предохранителя FU1 тиристор VS1 запирается. Но выход прост: достаточно зашунтировать излучатель НА1 резистором, как это изображено на рис.3.

   По сравнению с базовой схемой (рис.1) количество элементов не изменилось, просто резистор R1 перенесен в другую цепь. Шунтирование входа блока защиты резистором, как это было сделано, вряд ли оправдано. Схеме на рис.2 присущ аналогичный недостаток. При срабатывании защиты и перегорании предохранителя FU1 относительно большое сопротивление излучателя НА1, включаемое последовательно со стабилитроном VD1, приводит к размыканию «контактов» 4-6 оптореле VU1. Повторного включения светодиода оптореле не произойдет, а излучатель НА1 не будет подавать звуковых сигналов. Выход из положения — изменить включение резистора R1, как это сделано на рис.4. 

   При исправном предохранителе FU1 R1 практически не влияет на работу схемы. Но как только перегорит предохранитель, ток излучателя НА1 и светодиода HL1 будет протекать именно через этот резистор. Индикаторный светодиод HL1 будет светиться только после перегорания предохранителя FU1. Добавленный диод VD2 в обеих схемах исключает протекание тока через нагрузку после перегорания предохранителя. Этот диод в схеме на рис.3 должен выдерживать такой же ток, как и использованный тиристор VS1, а в схеме на рис. 4 может быть маломощным, например, типа КД522. Существенным моментом всех схем является выбор типа стабилитрона VD1. Если взять стабилитрон на 15 В, то считая, что для отпирания тиристора VS1 (рис.3) или засветки излучающего светодиода оптопары VU1 (рис.4) необходимо напряжение не менее 1,5 В, получаем выходное напряжение блока питания, при котором срабатывают описанные схемы защиты, не менее 16,5 В. Включение последовательно со стабилитроном VD1 балластного сопротивления еще более повышает порог срабатывания защиты. Поэтому в каждом случае, когда задается напряжение срабатывания защиты, необходимо выбирать соответствующий тип стабилитрона VD1 (с конкретным напряжением стабилизации). Например, если требуется, чтобы защита сработала при напряжении 11… 12 В, необходим стабилитрон с напряжением стабилизации порядка 9,5… 10 В. Это может быть, например, Д814В или аналогичные. Учитывая кратковременность протекания тока через резистор R2 в схеме на рис.3, его допустимая мощность рассеивания может быть значительно снижена.

   Не следует забывать, что и тиристоры, и оптореле — очень быстродействующие элементы, чего нельзя сказать о плавких предохранителях. На их пережигание требуется относительно большое время. В зависимости от превышения тока через предохранитель по сравнению с его номинальным, время перегорания плавкой вставки может колебаться от долей секунды до нескольких секунд. Зависимость времени срабатывания предохранителя от силы тока через него — один из основных параметров предохранителя. К сожалению, эта зависимость для большинства типов предохранителей широкой массе радиолюбителей неизвестна. Может получиться так, что предохранитель в схеме защиты перегорит, но за такое время, которого, увы, хватит тиристору или оптореле, чтобы «расстаться с жизнью» (если использовать тиристоры или оптореле без ограничения максимального тока через них). Как выход из положения, на рис.4 показан защитный резистор R3. Его сопротивление определяется, исходя из максимально допустимого тока через защитный элемент (тиристор или оптореле) и максимально допустимого напряжения.

Аналогичный резистор стоит предусмотреть и в схеме на рис.3.

Originally posted 2019-07-30 05:04:11. Republished by Blog Post Promoter

Устройства защиты от скачков напряжения

Устройство защиты от скачков напряжения

УЗМ-50, УЗМ-51, узкий корпус!

  • Номинальный ток нагрузки 63А/250В (14кВт)
  • Максимальный ток нагрузки 80А/250В (18кВт)- 5мин
  • Двухпороговая защита от перенапряжения (задержка срабатывания): >270В/0,2с и >300В/20мс
  • Двухпороговая защита от снижения напряжения (задержка срабатывания): <155В/10с и <130В/100мс
  • Сохраняет работоспособность в широком диапазоне напряжения питания — 0…440В
  • Подключение нагрузки при переходе сетевого напряжения через ноль
  • Ширина корпуса — 18мм

Подробнее

Устройства защиты от скачков напряжения

УЗМ-50Ц

 

  • Максимальный ток коммутации 63А/250В (14кВт)

  • Сохраняет работоспособность в диапазоне напряжений 20. ..440В

  • Синхронное управление реле — замыкание контактов реле осуществляется при переходе сетевого напряжения через ноль

  • Защита однофазных потребителей от скачков, длительных перенапряжений и  провалов напряжения, возникающих в результате аварий на линии (обрыв нуля, перехлёстывание проводов и пр.)
  • Варисторная защита электрооборудования  от высоковольтных импульсных скачков сетевого напряжения (коммутационные помехи, удалённые грозовые разряды и пр.)
  • Номинальный/максимальный ток коммутации 63А/80А при напряжении 250В
  • Функция дистанционного управления (контактор)

  • Задержка повторного включения 10сек … 360сек (выбирается пользователем)

  • Климатическое исполнение УХЛ4 (-250C…+550C)

Подробнее

Устройство защиты от скачков напряжения

УЗМ-50ЦМ, узкий корпус!

  • Номинальный ток коммутации 63А (Максимальный ток коммутации 80А в течение 30 минут)
  • Регулируемые пороги защиты от перенапряжения и снижения напряжения, >240. ..290В и <100…190В
  • Фиксированный порог защиты от перенапряжения >300В/20мс
  • Фиксированный порог защиты от снижения напряжения <85В/100мс
  • Ограничение потребляемой мощности >0,5…14,5кВт
  • Сохраняет работоспособность в диапазоне напряжений от 30В до 440В
  • Энергонезависимая память событий (число отключений, минимальное и максимальное значение напряжения)
  • Измерение параметров сети (напряжение, ток, мощность)
  • Подключение нагрузки при переходе сетевого напряжения через ноль
  • Ширина корпуса — 18мм

Подробнее

Устройства защиты от скачков напряжения

УЗМ-51М      УЗМ-51МТ       УЗМ-16

     

  • УЗМ-51М и УЗМ-51МТ: Максимальный ток коммутации 63А/250В (14кВт)

  • УЗМ-16: Максимальный ток коммутации 16А

  • Синхронное управление реле — замыкание контактов реле осуществляется при переходе сетевого напряжения через ноль

  • Защита однофазных потребителей от скачков, длительных перенапряжений и  провалов напряжения, возникающих в результате аварий на линии (обрыв нуля, перехлёстывание проводов и пр. )
  • Варисторная защита электрооборудования  от высоковольтных импульсных скачков сетевого напряжения (коммутационные помехи, удалённые грозовые разряды и пр.)
  • Номинальный/максимальный ток коммутации 63А/80А при напряжении 250В
  • Функция дистанционного управления (контактор), термозащита (УЗМ-51МТ)

  • Задержка повторного включения 10с или 6мин (выбирается пользователем)

  • Климатическое исполнение УХЛ4 (-250C…+550C) или УХЛ2 (-400C…+550C)

Подробнее

Устройства защиты от скачков напряжения

УЗМ-3-63К

  • Наличие  функции дистанционного управления (3-х фазный статический контактор)

  • Контроль обрыва фаз и контроль чередования фаз

  • Максимальный ток коммутации 63А по каждой из фаз (14,5кВтх3)

  • Контроль частоты сети 45-55Гц

  • Двухпороговая защита от перенапряжения/(задержка срабатывания):  >265В/0,2с,  >300В/20мс

  • Двухпороговая защита от снижения напряжения/(задержка срабатывания):  <170В/10с,  <130В/100мс

  • Встроенная варисторная защита от импульсных возмущений в сети

  • Переключаемая задержка повторного включения от 2с до 8мин

  • Функция дистанционного управления (контактор)

  • Время срабатывания при скачках напряжения — менее 30мс

Подробнее

 

Язык Русский

Орфографическая ошибка в тексте:

Чтобы сообщить об ошибке технической поддержки, нажмите кнопку «Отправить сообщение об ошибке». Вы также можете отправить свой комментарий.

Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) | Защита на уровне TVS/предохранителя/платы

4 В наличии 40SC

Мин: 5

Мульти: 5

Полная катушка: 3000

16325

EP

 BORN

77V 120mA 58V 5uA SMB (DO-214AA) Тиристор Подавители перенапряжений (TSS) ROHS

 C152005 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) — 2,2 А 4 В 80 пФ 77 мА08 1 58 В 5 мкА — —

Мин. : 5

Мульти: 5

Полная катушка: 2500

14600

2 В наличии8 0СА 4
RUILON (Shenzhen Ruilongyuan Elec)

25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMB (DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

 SMB (9002-1MB 9 DO-29315

9002-1MB) 4AA)		 Лента и катушка (TR) 50 А 2,2 А 4 В 150 пФ 25 В 50 мА 6 В 0 0 -4A 90 0 0 -4A 904 —

Мин. : 10

Мульти: 10

Полная катушка: 3000

12890

В наличии

 BEP

0008

 BORN

25 В 30 мА 6 В 5 мкА SMB (DO-214AA) Тиристорный выброс Подавители (TSS) ROHS

 C152011 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) — 008A 008 45 пФ 25 В 30 мА 6 В 5 мкА — —

СКИДКА 7%

Мин. : 10

Мульти: 10

Полная катушка: 5000

12480

B 90 90 300TB-AL

 Brightking

40 В 10 мА 25 В 5 мкА Тиристорные ограничители перенапряжений ( TSS) ROHS

 C522871 SMA Лента и катушка (TR) 75 А 2,2 А 4 В 50 пФ 40 В 0 08 25 В 5 мкА — —

Мин. : 10

Мульти: 10

Полная катушка: 5000

10410

9004

В наличии 900 0080ТБ

 BORN

25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMA Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

 C152007 SMA8 90e (лента) — 2,2 А 4 В 100 пФ 25 В 50 мА 6 В 5 мкА — —

Мин: 5

Мульти: 5

Полная катушка: 3000

9930

В наличии

 BEP3100SB BORN

2 500V 3

04 275 В 5 мкА SMB (DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

 C152004 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) — 2,2 А 4 В 50 пФ 900 08 120 мА 275 В 5 мкА — —

СКИДКА 10%

Мин: 5

Мульти: 5

Полная катушка: 3000

9845

P

7
8 В наличии
8 SC-MS В наличии 9008 100TA09
MSKSEMI

520 В 100 мА 400 В 5 мкА SMB(DO-214AA ) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

 C2995283 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 100 А 2,2 А 4 В 45 пФ 520 В 100 мА09 4000408 4000408 5 мкА — —

Мин: 10

Мульти: 10

Полная катушка: 5000

9570

 РОЖДЕННЫЙ

350 В 120 мА 275 В 5 мкА SMA (DO-214AC) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

 C
  • 5
    		•  SMA (TRe-214AC) 900el — 2. 2А 4 В 33 пФ 350 В 120 мА 275 В 5 мкА —
    0808

    СКИДКА 7%

    Мин.: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    9155

    В наличии

    		 P3100SB08 04

    350 В 150 мА 275 В 5 мкА SMB(DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS ) ROHS

    		 C484920 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 80A 2. 2A 0004 900 8 45пФ 350В 150мА 275В 5 мкА — —

    СКИДКА 12%

    Мин.: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    8455

    KP

    84 В наличии4 0SC В наличии 9000 40TA 9 0008 TR В наличии 080MA — В наличии 9000 00TA 90
    KUU

    350 В 150 мА 275 В 5 мкА SMB Тиристорные ограничители перенапряжений (TSS) ROHS

    		 C2892563 SMB Лента и катушка (TR) 100 А 2,2 А 4 В 30 пФ 350 В 7 В08 0 850408 5 мкА — —

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 5000

    8430

    		 ПОЛУПРОДУКТЫ

    77 В 150 мА 58 В 5 мкА SMA Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C294930 SMA Лента (лента) 45 А 2,2 А 4 В 50 пФ 77 В 150 мА 58 В 5 мкА — —

    СКИДКА 5%

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 5000

    7500

    В наличии

    		 P0080TA Brightking0808 9 мА 6 В 5 мкА SMA Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C78325 SMA Лента и катушка (TR) 45 А 2,2 А 4 В 50 пФ 25 В 9 008 мА 008 5 мкА — —

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 3000

    7020

    		 BORN

    25V 50mA 75V 5uA SOD-123 Тиристорные ограничители перенапряжений ( TSS) ROHS

    		 C156382 SOD-123 Лента и катушка (TR) — 2,2 А 4 В 50 пФ 25 В 50 мА 75 В 5 мкА —8 2

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 5000

    6830

    		 SEMIWARE

    40 В 50 мА 25 В 5 мкА SMA Тиристорные ограничители перенапряжений (TSS) ROHS

    		 C294926 SMA Лента и катушка (TR) 45A 2. 2A 4V 9004 008 40 В 50 мА 25 В 5 мкА — —

    СКИДКА 7%

    Мин.: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    6820

    На складе

    		 P0080SC Brightking

    25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMB(DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 0004 C523049 SMB(DO-214AA) Лента и Катушка (TR) 100 А 2,2 А 4 В 100 пФ 25 В 50 мА — — —8 6 В 5 мкА

    СКИДКА 5%

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 3000

    6570

    		4 В наличии8 0SB4 4В В наличии 9000 80SB
    Brightking

    25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMB (DO-214AA) Тиристор Подавители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C523048 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 80A 0 70пФ 25В 50мА 6В 5мкА — —

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 3000

    6000

    		 SURGING

    DO-214AA Тиристорные ограничители перенапряжений (TSS) ROHS

    		 C5155136 DO-214AA Лента и катушка (TR) — — — — — — — —8 —
    8 —
    8

    Мин: 1

    Мульти: 1

    Полная катушка: 3000

    5964

    2 TISP7 50х4BJR-S 80 9004 2 пФ
    BOURNS

    350В 150мА 275В 5мкА SMB(DO-214AA ) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C96055 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 100A 5A 350 В 150 мА 275 В 5 мкА — —

    Мин. : 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    5840

    В наличии

    		 SPD9811B-2/TR WILLSEMI(Will Semicon)

    SMB(DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		46 855 90
    SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) — — — — — — — — —

    Мин: 50

    Мульти: 50

    Полная катушка: 7500

    5750

    		4 В наличии8 0TA
    ПОЛУПРОДУКТЫ

    25В 50мА 6В 5мкА SMA(DO-214AC) Тиристор Подавители перенапряжений (TSS) ROHS

    		 C294922 SMA(DO-214AC) Лента и катушка (TR) 45A 0 0. 04A04 0 0.04A04 4В 50пФ 25В 50мА 6 В 5 мкА — —

    СКИДКА 5%

    Мин.: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    5720

    P0

    8
    8 SB-3K6
    Brightking

    25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMB (DO-214AA ) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C78324 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 80 A 2,2 A 4 В 70 пФ8 90 04 50 мА 6 В 5 мкА — —

    СКИДКА 10%

    Мин: 10

    Мульти: 10

    Полная катушка: 5000

    5660

    В наличии

    		 P0080TB-MS MSKSEMI

    25 В 40 мА 6 В 5 мкА SMA Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    8 C 90 SMA Лента и катушка (TR) 80A 2. 2A 4 В 29 пФ 25 В 40 мА 6 В 5 мкА — —

    Мин.: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 3000

    5570

    В наличии

    8SC
    4
    SEMIWARE

    500V 50mA 390V 5uA SMB(DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C294953 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 100A 9 04 9 008A 008 70 пФ 500 В 50 мА 390 В 5 мкА — —

    Мин: 5

    Мульти: 5

    Полная катушка: 2500

    5425

    P

    7 SB06 67
    RUILON (Шэньчжэнь Ruilongyuan Elec)

    25 В 50 мА 6 В 5 мкА SMB ( DO-214AA) Тиристорные ограничители перенапряжения (TSS) ROHS

    		 C16672 SMB(DO-214AA) Лента и катушка (TR) 80A 2. 2A 4V 150pF 90 0 588 2 004 50 мА 6 В 5 мкА — —

    СКИДКА 10%

    Мин: 20

    Мульти: 20

    Полная катушка: 7500

    5360

    В наличии

    		 P0080TA-MS MSKSEMI

    25 В 40 мА 6 В 5 мкА SMA(DO-214AC) Тиристорные ограничители перенапряжений (TSS) ROHS

    		806 SMA(DO-214AC) Лента и катушка ( TR) — 2,2 А 4 В 25 пФ 25 В 40 мА 6 В8 — 90 90 0 А

    0 000 008

    —

    Защитные тиристоры SIDACtor® | SIDACtor® Тиристоры | Тиристоры

    • Критерии выбора устройства SIDACtor®
    • Нормативные требования
    • Описание семейства продуктов SIDACtor®
    • SIDACtor® Конструкция и работа
    • SIDACtor по сравнению с другими устройствами защиты от перенапряжения
    • Электрические параметры устройства SIDACtor
    • Защита телекоммуникаций SIDACtor
    • Руководство по нормативным стандартам широкополосной связи и телекоммуникаций

    Критерии выбора устройства SIDACtor ®

    При выборе устройства SIDACtor ® используйте следующие критерии:

    Напряжение в выключенном состоянии (В

    DRM )

    Напряжение V DRM устройства SIDACtor ® должно быть больше, чем максимальное рабочее напряжение цепи, которую защищает устройство SIDACtor ®.

    Пример 1: Для приложения POTS (обычная телефонная служба) преобразуйте максимальное рабочее напряжение звонка (150 ВСКЗ) в пиковое напряжение и добавьте максимальное смещение постоянного тока батареи центрального офиса:

    • 150 В СКЗ v2 + 56,6 В шт. = 268,8 В ПК
    • ∴ В DRM > 268,8 В

    Пример 2: Для приложения ISDN добавьте максимальное напряжение источника питания постоянного тока к максимальному напряжению передаваемого сигнала (для приложений в США U-интерфейс не будет иметь постоянного напряжения, но будет использоваться в европейских и японских ISDN). приложения могут):

    • 150 В ПК + 3 В ПК = 153 В ПК
    • ∴ В DRM > 153 В

    Напряжение переключения (V

    S )

    Напряжение V S устройства SIDACtor ® должно быть равно или меньше номинального мгновенного пикового напряжения компонента, который он защищает.

    Пример 1: В S = В Реле пробоя

    Пример 2: В S = SLIC В Пиковый ток

    7 3 PP

    )

    Для цепей, не требуют дополнительного последовательного сопротивления, номинал импульсного тока (I PP ) устройства SIDACtor ® должны быть больше или равны импульсным токам, связанным с испытаниями на молниезащиту в соответствии с применимыми нормативными требованиями (I PK ):

    • I PP = I PK

    Для цепей, использующих дополнительное последовательное сопротивление, номинальный импульсный ток (I PP ) устройства SIDACtor ® должен быть больше или равен доступным импульсным токам, связанным с испытаниями на молниезащиту в соответствии с применимыми нормативными требованиями ( я ПК (в наличии) ):

    • I PP = I ПК (в наличии)

    Максимально доступный импульсный ток рассчитывается путем деления пикового импульсного напряжения (V PK ) на общее сопротивление цепи (R TOTAL ): ВСЕГО

    Для продольных выбросов (наконечник-земля, кольцо-земля), R ВСЕГО рассчитывается как для наконечника, так и для кольца:

    • R ИСТОЧНИК = V ПК /I ПК
    • R ВСЕГО = R ЧАЕВЫЕ + R ИСТОЧНИК
    • R ВСЕГО = R КОЛЬЦО + R ИСТОЧНИК

    Для металлических волн (Tip-Ring):

    • R SOURCE = V PK /I PK
    • R ВСЕГО = R НАКОНЕЧНИК + R КОЛЬЦО + R ИСТОЧНИК

    Пример 1: Изготовитель модема должен соответствовать требованиям TIA-968-A по перенапряжению типа A без какого-либо последовательного сопротивления.

    • I ПК = 100 А, 10×560 мкс
    • IPP = 100 А, 10×560 мкс
    • Следовательно, будет выбрано устройство SIDACtor ® с рейтингом «B» или «C».

    Пример 2: Производитель линейной карты должен соответствовать требованиям к перенапряжению GR 1089 с 30 Ом на наконечнике и 30 Ом на кольце.

    • I ПК = 100 А, 10×1000 мкс
    • В ПК = 1000 В
    • R ИСТОЧНИК = V PK /I PK = 10 O
    • R ВСЕГО = R ИСТОЧНИК + R ЧАЕВЫЕ = 40 O
    • I PK (в наличии) = V PK /R ВСЕГО = 1000 V/40 O
    • ∴ I ПП = 25 А

    Ток удержания (I

    H )

    Поскольку TIA-968-A 4.4.1.7.3 указывает, что зарегистрированное оконечное оборудование не должно превышать 140 мА постоянного тока на проводник в условиях короткого замыкания, ток удержания 9Устройство 1545 SIDACtor ® настроено на 150 мА.

    В соответствии с особыми критериями проектирования ток удержания (I H ) устройства SIDACtor ® должен быть больше, чем постоянный ток, который может подаваться в рабочем состоянии и при коротком замыкании.

    Емкость в закрытом состоянии (C O )

    Если предположить, что критическая точка вносимых потерь составляет 70 процентов от исходного значения сигнала, устройство SIDACtor ® можно использовать в большинстве приложений со скоростями передачи до 30 МГц. Для скоростей передачи более
    30 МГц, настоятельно рекомендуется новая серия MC.

    Нормативные требования

    Из-за огромной стоимости прерывания обслуживания и отказа сетевого оборудования поставщики телефонных услуг приняли различные спецификации, помогающие регулировать надежность и производительность телекоммуникационных продуктов, которые они приобретают. В Европе и большей части Дальнего Востока наиболее распространенными стандартами являются ITU-T K. 20 и K.21.

    В Северной Америке большинство действующих компаний основывают свои требования на NEB, содержащих GR1089.требованиям, TIA-968-A (ранее известному как FCC Part 68) и UL 60950-1.

    Этот раздел является парафразом существующих документов и не охватывает полностью перечисленные рекомендации, стандарты или нормативные требования. Эта информация предназначена для использования только в качестве справочной информации. Для получения точных спецификаций получите ссылочный документ из соответствующего источника.

    • Формы импульсов для различных стандартов
    • ГР 1089 — основной
    • МСЭ-Т К.20, К.21, К.44 и К.56
    • Рекомендация ITU K.homenetwork (скоро)
    • TIA-968-A (ранее известный как FCC, часть 68)
    • TIA-968-B (ранее известный как FCC, часть 68)
    • МЭК 61000-4-2, 4-4 и 4-5 Резюме
    • Стандарт материкового Китая — YD/T 950-1998
    • Стандарт материкового Китая — YD/T 993-1998
    • Стандарт материкового Китая — YD/T 1082-2000
    • Управление по сертификации и аккредитации Китайской Народной Республики
    • UL 497
    • УЛ 497А
    • UL 497B
    • УЛ 497С
    • УЛ 497D
    • UL/IEC/EN 60950-1
    • IEC/UL 62368-1 (скоро)

    Описание семейства SIDACtor ®

    Broadband Optimized™ Protection

    Семейство продуктов Broadband Optimized ™ ориентировано на обеспечение производительности и соблюдение нормативных требований к широкополосному оборудованию. Семейство Broadband Optimized с его широким спектром решений предоставляет приложения с опциями, необходимыми для удовлетворения уникальных потребностей в защите оборудования DSL (вплоть до VDSL), а также Ethernet (до 1000baseT). Оптимизация осуществляется с использованием собственных и запатентованных подходов, сводящих к минимуму негативное влияние емкости устройства на широкополосные сигналы. 9Семейство 1565 Broadband Optimized представляет собой решение для защиты от перенапряжения, которое помогает приложениям соответствовать требованиям Telcordia GR-1089, выпуск 4 и рекомендациям ITU-T K.20, K.21, K.44 и K.45.

    Защита SLIC

    Семейство продуктов SLIC ориентировано на удовлетворение уникальных потребностей в защите наборов микросхем SLIC (схема интерфейса абонентской линии). Семейство предлагает решения для защиты батарей Battrax ® с фиксированным напряжением и , способные защитить устройства SLIC от переходных процессов, вызванных молнией и перекрестным питанием переменного тока. 9Семейство 1565 SLIC представляет собой решение для защиты от перенапряжения, которое помогает приложениям соответствовать требованиям Telcordia GR-1089, выпуск 4 и рекомендациям ITU-T K.20, K.21, K.44 и K.45.

    Защита LCAS

    Семейство продуктов LCAS предназначено для специализированной защиты коммутаторов доступа к линейным цепям (LCAS). В этом семействе используется специализированная асимметричная конструкция, специально разработанная для устройств LCAS. Семейство LCAS представляет собой решение для защиты от перенапряжения, которое помогает приложениям соответствовать требованиям Telcordia GR-1089.Выпуск 4 и рекомендации ITU-T K.20, K.21, K.44 и K.45.

    Защита основной полосы

    Семейство продуктов Baseband ориентировано на выполнение требований к производительности и нормативным требованиям к телекоммуникационному оборудованию основной полосы частот, такому как голос, модемы и DS1. Они предлагают решение для защиты от перенапряжения, которое помогает приложениям соответствовать требованиям Telcordia GR-1089, выпуск 4, рекомендациям ITU-T K. 20, K.21, K.44 и K.45, а также TIA-968-A.

    Защита от высокого импульсного тока

    Изделия с высоким импульсным током представляют собой уникальное семейство очень надежных полупроводниковых защитных устройств, предназначенных для использования в условиях сильного воздействия. Это семейство включает продукты, специально разработанные для первичной защиты, такие как ячейки и устройства TO-220. Семейство High Surge Current также включает устройства, способные выдерживать 5 кА 8/20 мкс для использования в экстремальных условиях. Для повышенных требований к вторичной защите доступно устройство класса D, рассчитанное на 1000 А 2/10 мкс, в корпусе DO-214. 9Семейство 1565 High Surge Current Protection представляет собой решение для защиты от перенапряжения, которое помогает приложениям соответствовать требованиям Telcordia GR-1089, выпуск 4 и рекомендациям ITU-T K.20, K.21, K.44 и K.45.

    SIDACtor ® Таблица выбора приложений семейства

    SIDACtor ® Конструкция и работа условия сбоя питания. Уникальная структура и характеристики тиристора используются для создания устройства защиты от перенапряжения с точными и воспроизводимыми характеристиками включения с малым перенапряжением и высоким импульсным током.

    Основные параметры

    Ключевые параметры для устройств SIDACtor : V DRM , I DRM , V I

    , 4 553 H и V T ( см. рис. 1.3 на стр. 11).

    В DRM — номинальное повторяющееся пиковое напряжение устройства в выключенном состоянии (также известное как напряжение застоя) и представляет собой непрерывную пиковую комбинацию напряжения переменного и постоянного тока, которая может быть приложена к Устройство SIDACtor в выключенном состоянии.

    I DRM – максимальное значение тока утечки, возникающее в результате применения V DRM .

    Напряжение переключения (V S ) — это максимальное напряжение, которому могут подвергаться последующие компоненты в условиях быстро нарастающего (100 В/мкс) перенапряжения.

    Ток удержания (I H ) — минимальный ток, необходимый для поддержания устройства во включенном состоянии.

    Напряжение в открытом состоянии (V T ) — максимальное напряжение на устройстве при полной проводимости.

    Эксплуатация

    Устройство работает подобно переключателю. В выключенном состоянии устройство имеет токи утечки (I DRM ) менее 5 мкА, что делает его невидимым для защищаемой цепи. Когда переходное напряжение превышает V DRM устройства, устройство начинает переходить в защитный режим с характеристиками, аналогичными лавинному диоду. При подаче достаточного тока (I S ), устройство переходит во включенное состояние, шунтируя перенапряжение из защищаемой им цепи. Во включенном состоянии устройство может потреблять большое количество тока из-за низкого падения напряжения (V T ) на устройстве. Как только ток, протекающий через устройство, прерывается или падает ниже минимального тока удержания (I H ), устройство сбрасывается, возвращаясь в выключенное состояние. Если номинал I PP превышен, устройство обычно становится постоянным коротким замыканием.

    Физика

    Устройство представляет собой полупроводниковое устройство, имеющее четыре слоя с переменной проводимостью: PNPN (рис. 1.2 ниже). Четыре слоя включают в себя эмиттерный слой, верхний базовый слой, средний слой и нижний базовый слой. Эмиттер иногда называют катодной областью, а нижний базовый слой называют анодной областью.

    Рисунок 1.2 Геометрическая структура двунаправленных устройств

    SIDACtor

    Когда напряжение на устройстве увеличивается и превышает V DRM устройства, электрическое поле на центральном соединении достигает значения, достаточного для лавинного размножения. По мере лавинного умножения импеданс устройства начинает уменьшаться, а ток начинает увеличиваться до тех пор, пока коэффициент усиления по току устройства не превысит единицу. Как только единица превышена, устройство переключается с высокого импеданса (измеряется при V S ) на низкий импеданс (измеряется при V T ) до тех пор, пока ток, протекающий через устройство, не уменьшится ниже его тока удержания (I H ).

    Сравнение защиты от перенапряжения

    Четыре наиболее часто используемые технологии защиты от перенапряжения:

    • Устройства SIDACtor ®
    • Газоразрядные трубки (ГДЦ)
    • Металлооксидные варисторы (MOV)
    • Диоды ТВС

    Все четыре технологии подключаются параллельно к защищаемой цепи, и все они демонстрируют высокий импеданс в выключенном состоянии при смещении с напряжением, меньшим, чем их соответствующие напряжения блокировки.

    Устройства SIDACtor ®

    Устройство SIDACtor ® представляет собой устройство PNPN, которое можно рассматривать как тиристорное устройство без затвора. При превышении пикового напряжения в выключенном состоянии (V DRM ) устройство SIDACtor ® ограничивает переходное напряжение в пределах номинального напряжения переключения устройства (V S ). Затем, как только ток, протекающий через устройство SIDACtor ®, превысит ток переключения, устройство сработает и имитирует состояние короткого замыкания. Когда ток течет через SIDACtor ® меньше тока удержания устройства (I H ), устройство SIDACtor ® сбрасывается и возвращается к своему высокому импедансу в выключенном состоянии.

    Преимущества

    Преимущества устройства SIDACtor ® включают быстрое время отклика (рис. 1.1), стабильные электрические характеристики, долговременную надежность и малую емкость. Кроме того, поскольку устройство SIDACtor ® представляет собой ломовое устройство, оно не может быть повреждено напряжением.

    Ограничения

    Поскольку устройство SIDACtor ® представляет собой ломовое устройство, его нельзя использовать непосредственно через линию переменного тока; он должен располагаться за грузом. Невыполнение этого требования приведет к превышению максимального номинального тока устройства SIDACtor ® во включенном состоянии, что может привести к тому, что устройство перейдет в состояние постоянного короткого замыкания.

    Применение

    Несмотря на то, что устройства SIDACtor ® используются и в других целях, они в основном используются в качестве основного устройства защиты от перенапряжения в телекоммуникационных цепях и цепях передачи данных. Для приложений вне этой области следуйте критериям проектирования в » SIDACtor ® Критерии выбора устройства».

    Газоразрядные трубки

    Газоразрядные трубки (ГРТ) представляют собой стеклянные или керамические пакеты, заполненные инертным газом и закрытые с каждого конца электродом. Когда переходное напряжение превышает напряжение пробоя постоянным током Номинальные характеристики устройства, перепад напряжения вызывает возгорание электродов газовой трубки, в результате чего возникает дуга, которая, в свою очередь, ионизирует газ внутри трубки и обеспечивает путь с низким импедансом для прохождения переходного процесса. Удерживающее напряжение постоянного тока и ток, газовая трубка возвращается в выключенное состояние.0007

    Преимущества

    Газоразрядные трубки имеют высокий импульсный ток и низкую номинальную емкость. Номинальные токи могут достигать
    20 кА, а номинальные емкости могут составлять всего 1 пФ при нулевом смещении.

    Применение

    Газоразрядные трубки обычно используются для первичной защиты из-за их высокой стойкости к перенапряжениям. Однако их низкие помехи для высокочастотных компонентов делают их кандидатами для высокоскоростных каналов передачи данных.

    Металлооксидные варисторы

    Металлооксидные варисторы (MOV) представляют собой двухвыводные сквозные компоненты, обычно имеющие форму дисков. Изготовленные из спеченных оксидов и схематически эквивалентные двум встречно-параллельным PN-переходам, MOV шунтируют переходные процессы, уменьшая свое сопротивление при подаче напряжения.

    Преимущества

    Поскольку способность MOV к перенапряжению определяется его физическими размерами, доступны высокие номинальные значения импульсного тока. Кроме того, поскольку MOV являются зажимными устройствами, их можно использовать в качестве устройств защиты от переходных процессов во вторичных линиях электропередачи переменного тока.

    Области применения

    Хотя использование MOV запрещено во многих телекоммуникационных приложениях (кроме одноразового оборудования), они полезны в приложениях переменного тока, где требуется зажимное устройство, а жесткие допуски по напряжению не требуются.

    Диоды TVS

    Диоды для подавления переходных напряжений (TVS) — это ограничивающие подавители напряжения, которые имеют встречно-параллельные PN-переходы. Во время проводимости диоды TVS создают путь с низким импедансом, изменяя свое сопротивление при подаче напряжения на их клеммы. Как только напряжение будет снято, диод выключится и вернется к своему высокому импедансу в выключенном состоянии.

    Преимущества

    Поскольку TVS-диоды являются полупроводниковыми устройствами, они не изнашиваются и их электрические параметры не изменяются, пока они работают в заданных пределах. Диоды TVS эффективно ограничивают быстро нарастающие переходные процессы и хорошо подходят для низковольтных приложений, не требующих шунтирования большого количества энергии.

    Применения

    Из-за низкой номинальной мощности TVS-диоды не используются в качестве первичных средств защиты интерфейсов между наконечниками и кольцами, но их можно использовать в качестве вторичных устройств защиты, встроенных в цепь.

    Уровни выброса по сравнению с dv/dt

    На рисунке 1.4 ниже показано сравнение пикового напряжения между устройствами SIDACtor ®, газоразрядными трубками (GDT), металлооксидными варисторами (MOV) и TVS-диодами, все с номинальным значением номинальное напряжение отключения 230 В. Ось X представляет dv/dt (нарастание напряжения по отношению ко времени), приложенное к каждому устройству защиты, а ось Y представляет максимальное падение напряжения на каждом устройстве защиты.

    Рисунок 1.4 Уровни выброса в зависимости от dv/dt

    Защита телекоммуникаций

    Поскольку раннее телекоммуникационное оборудование было сконструировано из таких компонентов, как механические реле, катушки и электронные лампы, оно было в некоторой степени невосприимчиво к ударам молнии и перебоям в подаче электроэнергии. Но по мере того, как пошаговые коммутаторы и носители цифровых шлейфов уступают место более современному оборудованию, такому как мультиплексоры, маршрутизаторы, шлюзы и IP-коммутаторы, возрастает потребность в защите этого оборудования от системных переходных процессов, вызванных грозовыми разрядами и перебоями в подаче электроэнергии.

    Молния

    Во время грозы переходные напряжения индуцируются в телекоммуникационной системе токами молнии, которые проникают в токопроводящий экран подвесного кабеля или через подземные кабели через токи заземления.

    Когда это происходит, ток, проходящий через токопроводящую оболочку кабеля, создает одинаковое напряжение как на наконечнике, так и на кольцевом проводнике на концевых концах. Известный как продольный скачок напряжения, пиковое значение и форма волны, связанные с этим состоянием, зависят от расстояния, которое переходный процесс проходит по кабелю, и материалов, из которых изготовлен кабель.

    Хотя перенапряжения, вызванные молнией, всегда носят продольный характер, дисбаланс, возникающий из-за оконечного оборудования и асимметричной работы первичных защитных устройств, также может привести к металлическим переходным процессам. Перенапряжение типа «наконечник-кольцо» обычно наблюдается в оконечном оборудовании и является основной причиной, по которой большинство регулирующих органов требуют, чтобы телекоммуникационное оборудование имело как продольную, так и металлическую защиту от перенапряжения.

    Сбой питания

    Другим системным переходным процессом, который является обычным явлением для телекоммуникационных кабелей, является воздействие сети переменного тока. Обычное использование столбов, траншей и заземляющих проводов приводит к различным уровням воздействия, которые можно разделить на категории прямого отключения питания, индуктивности и повышения потенциала земли.

    Прямая неисправность питания возникает, когда линия питания вступает в прямой контакт с телекоммуникационными кабелями. Прямой контакт обычно вызывается падением деревьев, зимним обледенением, сильными грозами и автомобильными авариями. Сбой прямого питания может привести к возникновению больших токов в линии.

    Энергоиндукция является обычным явлением, когда силовые и телекоммуникационные кабели проложены в непосредственной близости друг от друга. Электромагнитная связь между кабелями приводит к тому, что системные переходные процессы наводятся на телекоммуникационные кабели, что, в свою очередь, может вызвать чрезмерный нагрев и возгорание оконечного оборудования, расположенного на концах кабеля.

    Повышение потенциала земли в результате протекания больших токов короткого замыкания на землю. Из-за разного удельного сопротивления грунта и наличия нескольких точек заземления могут возникнуть разности потенциалов в системе.

    Молния

    Молния — одно из самых распространенных и опасных явлений природы. В любой момент времени по всему миру происходит около 2000 гроз, при этом молнии ударяют в землю более 100 раз в секунду. Согласно IEEE C.62, в течение одного года в Соединенных Штатах молния ударяет в среднем 52 раза на квадратную милю, что приводит к 100 смертельным случаям, 250 травмам и ущербу для оборудования на сумму более 100 миллионов долларов.

    Явление молнии

    Молния возникает в результате сложного взаимодействия дождя, льда, сквозняков вверх и вниз во время типичной грозы. Движение капель дождя и льда в облаке приводит к сильному накоплению электрических зарядов вверху и внизу грозового облака. Обычно положительные заряды концентрируются в верхней части грозовой тучи, а отрицательные — у ее основания. Сама молния не возникает до тех пор, пока разность потенциалов между двумя зарядами не станет достаточно большой, чтобы преодолеть изолирующее сопротивление воздуха между ними.

    Формирование молнии

    Молния начинает формироваться, когда уровень отрицательного заряда, содержащегося в нижних слоях облаков, начинает увеличиваться и притягивает положительный заряд, расположенный на Земле. Когда образование отрицательного заряда достигает пикового уровня, волна электронов, называемая ступенчатым лидером, начинает устремляться к Земле. Перемещаясь с шагом 50 метров, ступенчатый лидер инициирует электрический путь (канал) для удара молнии. По мере приближения ступенчатого лидера к земле взаимное притяжение положительных и отрицательных зарядов приводит к тому, что положительный поток электронов подтягивается от земли к ступенчатому лидеру. Положительно заряженный поток известен как стример. Когда стример и ступенчатый лидер вступают в контакт, он замыкает электрическую цепь между облаком и землей. В этот момент взрывной поток электронов устремляется к земле со скоростью, равной половине скорости света, и завершает формирование молнии.

    Молния

    Первоначальная вспышка молнии происходит, когда ступенчатый лидер и стример соединяются, что приводит к протеканию тока на Землю. Последующие удары (3-4) происходят по мере того, как большое количество отрицательного заряда перемещается дальше по ступенчатому лидеру. Эти последующие удары, известные как возвратные удары, нагревают воздух до температуры, превышающей 50 000 ° F, и вызывают мерцающую вспышку, связанную с молнией. Общая продолжительность большинства разрядов молнии составляет от 500 миллисекунд до одной секунды.

    Во время удара молнии соответствующие напряжения колеблются от 20 000 В до 1 000 000 В, а средние токи составляют около 35 000 А. Однако максимальные токи, связанные с молнией, достигают 300 000 А. Молния ударяет в землю в среднем 100 раз в секунду.

  • Удары молнии могут поражать компьютеры и другое электронное оборудование на расстоянии до километра.
  • Молния вызывает кратковременные перенапряжения (очень быстрые скачки напряжения) в линиях питания, передачи данных, сигнальных и телефонных линиях. Затем эти выбросы распространяются на уязвимое оборудование и влияют на него.
  • Электронное оборудование, подверженное риску, включает компьютерное и периферийное оборудование, системы управления зданием, системы IP-PBX, оборудование кабельного телевидения, системы пожарной безопасности и безопасности, системы PoE и массивы освещения.
  • Переходные перенапряжения могут привести к мгновенному повреждению оборудования и его цепей, что приведет к дорогостоящим и длительным простоям в работе и скрытым повреждениям, а также к поломкам спустя недели или месяцы.
  • Даже оборудование в здании со структурной молниезащитой по-прежнему подвергается большому риску, поскольку структурная защита предназначена для предотвращения повреждения здания и предотвращения гибели людей.

    Похожие записи

    21.11.2024 0

    Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

    19.11.2024 0

    Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

    19.11.2024 0

    Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *