O defeito fatal das lâmpadas LED – sobretensão e prevenção

 O que é Surge

A corrente de pico se refere à corrente de pico ou corrente de sobrecarga que é muito maior do que a corrente de estado estacionário gerada no momento em que a alimentação é ligada ou quando o circuito está anormal.

No projeto eletrônico, surto se refere principalmente ao forte pulso gerado no momento em que a fonte de alimentação (principalmente se refere apenas à fonte de alimentação) é ligada. Porque a linearidade do próprio circuito pode ser maior do que o pulso da própria fonte de alimentação; ou devido à fonte de alimentação ou outros circuitos no circuito. Parte da interferência por si só ou picos externos é chamada de surto. É provável que o circuito queime no momento de um surto, como quebra da capacitância da junção PN, explosão de resistência, etc. design, capacitores simples e comumente usados ​​em indutância paralela e série são usados.

Causas do aumento repentino

As fontes de picos no sistema de alimentação são divididas em externas (causas de raios) e internas (partida e parada de equipamentos elétricos, falhas, etc.).

Causas externas

Sobretensão de raio

O aumento repentino causado por um raio é o mais prejudicial. Durante a descarga atmosférica, pode ocorrer sobretensão perigosa na faixa de 1,5 ~ 2KM centrada no relâmpago. O surto (externo) causado por um raio é caracterizado por um tipo de pulso monofásico com enorme energia. A tensão do surto externo pode ser aumentada rapidamente de centenas de volts para 20.000 V em alguns microssegundos, que podem ser transmitidos por uma longa distância. De acordo com ANSI / IEEE C62.41-1991, o surto instantâneo pode ser tão alto quanto 20000V e a corrente instantânea pode chegar a 10000A. De acordo com as estatísticas, os picos fora do sistema vêm principalmente do impacto de raios e outros sistemas, representando cerca de 20%.

 

(1) Sobretensão induzida por raios: o campo eletromagnético variável em alta velocidade produzido por descargas atmosféricas, o campo elétrico irradiado por raios atua sobre os condutores e induz altas sobretensões. Este tipo de sobretensão tem uma frente íngreme e decai rapidamente.

(2) Sobretensão de surto de raio direto: Queda de raio direto na rede elétrica. Devido à enorme energia instantânea e poder superdestrutivo, não há equipamento que possa proteger contra descargas atmosféricas diretas.

(3) Sobretensão de sobretensão por condução de raio: É conduzida por uma linha aérea remota. Como o equipamento conectado à rede elétrica possui diferentes capacidades de supressão de sobretensão, a energia de sobretensão de condução diminui com a extensão da linha.

(4) Sobretensão de surto oscilante: A linha de alimentação é equivalente a uma indutância, e há uma capacitância distribuída entre o solo e os objetos metálicos adjacentes, formando um circuito de ressonância paralelo. No sistema de alimentação TT e TN, quando ocorre uma falha de aterramento monofásica, os componentes de alta frequência parecem ressoar e produzir sobretensão muito alta na linha, o que danifica principalmente o instrumento secundário.

Um raio direto é o evento mais sério, especialmente se o raio atingir uma linha de transmissão aérea próxima à entrada do usuário. Quando esses eventos ocorrem, a tensão da linha de transmissão aérea sobe para centenas de milhares de volts, geralmente causando flashover de isolamento. A distância de transmissão da corrente do raio na linha de energia é de um quilômetro ou mais, e a corrente de pico perto do ponto de queda do raio pode chegar a 100 kA ou mais.

A corrente da linha de baixa tensão na entrada do usuário pode atingir 5kA a 10kA por fase. Em áreas com atividades frequentes de trovões e relâmpagos, as instalações de energia podem sofrer quedas diretas de relâmpagos várias vezes por ano, causando fortes correntes de relâmpago. No entanto, os incidentes acima raramente ocorrem em áreas onde os cabos de energia subterrâneos são usados ​​para fornecimento de energia ou em áreas onde os raios não são frequentes.

É mais provável que ocorram quedas de raios indiretos e picos internos, e a maior parte dos danos ao equipamento elétrico está relacionado a eles. Portanto, o foco da prevenção de oscilação de energia é absorver e suprimir essa parte da energia de oscilação.

 

Razão interna

Sobretensão de sobretensão operacional

As causas dos surtos internos estão relacionadas à inicialização e desligamento do equipamento dentro do sistema de alimentação e à falha na operação da rede de alimentação:

No sistema de energia, devido à operação do disjuntor, a entrada e remoção da carga, ou a falha do sistema e outras mudanças no estado interno do sistema, os parâmetros do sistema serão alterados, o que causará a energia eletromagnética interna processo de conversão ou transição de transmissão no sistema de potência. Ocorreu uma sobretensão. O pico no sistema vem principalmente do impacto da carga elétrica dentro do sistema, que é responsável por cerca de 80%. As causas da sobretensão interna causada pelo sistema de energia podem ser divididas em:

(1) Entrada e retirada de grandes cargas elétricas;

(2) Entrada e remoção de carga perceptual;

(3) Entrada e remoção do capacitor de compensação do fator de potência

(4) Falha de curto-circuito

O sistema de alimentação irá causar surtos internos devido à partida e parada de equipamentos de alta potência, falhas de linha, ações de chaveamento e operação de equipamentos de frequência variável, o que afetará adversamente o equipamento elétrico. Em particular, equipamentos microeletrônicos, como computadores e comunicações, trouxeram impactos fatais. Mesmo que não cause danos permanentes ao equipamento, anormalidades e pausas na operação do sistema trarão sérias consequências. Como usinas nucleares, sistemas médicos, sistemas de automação de fábricas em grande escala, sistemas de negociação de valores mobiliários, switches de bureau de telecomunicações, hubs de rede, etc.

 

Surge performance

Os surtos geralmente existem no sistema de distribuição de energia, o que significa que os surtos estão em toda parte. As principais manifestações de surto no sistema de distribuição são:

—Flutuação de tensão

—Em condições normais de trabalho, máquinas e equipamentos irão parar ou iniciar automaticamente

—Existem condicionadores de ar, compressores, elevadores, bombas ou motores em equipamentos elétricos

—O sistema de controle do computador muitas vezes é reiniciado sem motivo

—O motor frequentemente precisa ser substituído ou rebobinado

—A vida útil do equipamento elétrico é encurtada devido a falha, reinicialização ou problemas de tensão

 

 Características do surto

O tempo de oscilação é muito curto, provavelmente da ordem de picossegundos. Quando ocorre um surto, a amplitude da tensão e da corrente excede mais de duas vezes o valor normal. Como o capacitor do filtro de entrada é carregado rapidamente, a corrente de pico é muito maior do que a corrente de entrada em estado estacionário. A fonte de alimentação deve limitar o nível de surto que chaves CA, pontes retificadoras, fusíveis e filtros EMI podem suportar. Troque o loop repetidamente, a tensão de entrada CA não deve danificar a fonte de alimentação ou fazer com que o fusível queime.

 

 O dano da onda

Princípio de destruição e fenômeno:

As causas de surtos (pulsos transitórios) incluem raios, aterramento insuficiente, comutação de carga indutiva, solução de problemas da rede elétrica e descarga eletrostática (ESD), que pode resultar em perda de dados (ou danos) ou até mesmo danos ao equipamento. Entre eles, o relâmpago é o mais destrutivo. O surto causado por descargas atmosféricas e a descarga instantânea ou descarga de arco gerada pela chave de contato tem os seguintes fenômenos:

Arco: deixando traços óbvios de arco nas peças danificadas,

 

 Corona: Existem traços óbvios de corrosão elétrica na superfície do isolador, e o isolamento da parte corroída é reduzido.

 

 O IC e outros componentes do circuito de controle estão danificados,

 

 Os componentes do retificador e os componentes de estabilização de tensão de equipamentos eletrônicos em geral e eletrodomésticos estão danificados,

 

 Falha de aterramento provoca eletrificação do equipamento (aterramento monofásico): causando curto-circuito entre as fases do equipamento (curto-circuito entre fases do motor).

 

Classificação de perigo

Existem dois tipos principais de riscos de sobretensão: riscos catastróficos e riscos cumulativos.

 

Risco catastrófico: Se um surto de tensão exceder a capacidade de carga do equipamento, o equipamento será completamente destruído ou sua vida útil será muito reduzida.

 

A tensão de isolamento normal de um motor é cerca de duas vezes a tensão normal de trabalho mais 1000 V, portanto, a tensão de isolamento de um motor de 220 V é geralmente de 1500 V. O surto impacta continuamente a camada de isolamento do motor, fazendo com que a camada de isolamento seja quebrada.

 

Riscos cumulativos: Os efeitos cumulativos de vários pequenos surtos fazem com que o desempenho de dispositivos semicondutores diminua, falhas de equipamento e vida útil reduzida e, em última análise, levam a paralisações de produção ou produtividade reduzida.

 

Impacto no equipamento

Existência de surtos: geralmente existem surtos no sistema de distribuição de energia, o que significa que os surtos estão em toda parte. As principais manifestações de surto no sistema de distribuição são:

Flutuação de tensão

Em condições normais de trabalho, máquinas e equipamentos irão parar ou iniciar automaticamente

Existem condicionadores de ar, compressores, elevadores, bombas ou motores no equipamento elétrico, e o sistema de controle do computador muitas vezes é reiniciado sem motivo

O motor frequentemente precisa ser substituído ou rebobinado

O equipamento elétrico encurtou a vida útil devido a falha, reinicialização ou problemas de tensão

Impacto da sobretensão no equipamento: O impacto da sobretensão em equipamentos eletrônicos e elétricos sensíveis tem os seguintes tipos:

dano

Dispositivo semicondutor de quebra de tensão

Destrua a superfície metalizada dos componentes

Destrua o circuito impresso da placa de circuito impresso ou o ponto de contato

Destrua o SCR / tiristor duplo de três terminais …

interferência

Travado, tiristor ou triac fora de controle

Arquivo de dados parcialmente danificado

Erro do programa de processamento de dados

Erros e falhas na recepção e transmissão de dados

Falha de causa desconhecida …

Envelhecimento prematuro

As peças envelhecem com antecedência e a vida útil dos aparelhos elétricos é muito reduzida

A qualidade do som de saída e a qualidade da imagem estão degradadas

Proteção contra sobretensão

O protetor de sobretensão, também chamado de protetor de raios, é um dispositivo eletrônico que fornece proteção de segurança para vários equipamentos eletrônicos, instrumentos e linhas de comunicação. Quando um pico de corrente ou tensão é gerado repentinamente no circuito elétrico ou circuito de comunicação devido a interferência externa, o protetor de surto pode conduzir e desviar em um tempo muito curto, evitando assim o surto para outro equipamento no circuito.

Elemento básico

Lacuna de descarga

(Também chamado de lacuna de proteção):

Geralmente é composto por duas hastes de metal expostas ao ar separadas por um certo espaço. Uma das hastes de metal é conectada à linha de fase de potência L1 ou à linha neutra (N) do equipamento de proteção necessário, e a outra haste de metal é conectada à conexão de fase do fio de aterramento (PE), quando ocorre a sobretensão instantânea, o O gap é rompido e parte da carga de sobretensão é introduzida no solo, evitando o aumento da tensão no equipamento protegido.

A distância entre as duas hastes de metal na lacuna de descarga pode ser ajustada conforme necessário, e a estrutura é relativamente simples, mas sua desvantagem é o baixo desempenho de extinção de arco. A lacuna de descarga aprimorada é uma lacuna angular. Sua função de extinção de arco é melhor do que a anterior. Ele depende da energia elétrica F do circuito e do efeito ascendente do fluxo de ar quente para extinguir o arco.