Het fatale defect van LED-lampen – overspanning en preventie

Wat is een piek?

Overspanningsbeveiliging

Gasontladingsbuis

Het is samengesteld uit een paar koude negatieve platen die van elkaar zijn gescheiden en zijn ingekapseld in een glazen buis of keramische buis gevuld met een bepaald inert gas (Ar). Om de activeringswaarschijnlijkheid van de ontladingsbuis te verbeteren, is er een hulptriggermiddel in de ontladingsbuis. Deze met gas gevulde ontladingsbuis is van het tweepolige type en het driepolige type.

De technische parameters van gasontladingsbuizen omvatten voornamelijk: DC-ontladingsspanning Udc; impulsontladingsspanning Up (in het algemeen Up≈(2～3) Udc; stroomfrequentie en stroomafgifte In; impuls- en leveringsstroom Ip; isolatieweerstand R (>109Ω)); Interelektrode capaciteit (1-5PF)

De gasontladingsbuis kan worden gebruikt onder DC- en AC-condities. De geselecteerde DC-ontladingsspanning Udc is als volgt: Gebruikt onder DC-omstandigheden: Udc≥1.8U0 (U0 is de DC-spanning waarbij de lijn normaal werkt)

Gebruik onder AC-omstandigheden: U dc≥1.44Un (Un is de effectieve waarde van de AC-spanning voor normale werking van de lijn)

varistor

Het is een niet-lineaire weerstand van metaaloxidehalfgeleiders met ZnO als hoofdbestanddeel. Wanneer de aan beide uiteinden aangelegde spanning een bepaalde waarde bereikt, is de weerstand erg gevoelig voor spanning. Het werkingsprincipe is gelijk aan de serie-parallelle verbinding van meerdere halfgeleider-PN’s. Varistors worden gekenmerkt door goede niet-lineaire eigenschappen (I=niet-lineaire coëfficiënt α in CUα), grote stroomcapaciteit (~2KA/cm2), lage normale lekstroom (10-7～10-6A) en lage restspanning ( afhankelijk van de. Vanwege de werkspanning en stroomcapaciteit van de varistor is de responstijd op onmiddellijke overspanning snel (~ 10-8 s) en is er geen vrijloop.

De technische parameters van varistor omvatten hoofdzakelijk: varistorspanning (dwz schakelspanning) UN, referentiespanning Ulma; restspanning Ures; restspanningsverhouding K (K=Ures/UN); maximale stroomcapaciteit Imax; Lekstroom; reactietijd .

De gebruiksvoorwaarden van varistor zijn: varistorspanning: UN≥[(√2×1.2)/0.7]Uo (Uo is de nominale spanning van de netfrequentievoeding)

Minimale referentiespanning: Ulma≥(1.8～2) Uac (gebruikt onder DC-omstandigheden)

Ulma≥(2.2～2.5) Uac (gebruikt onder AC-omstandigheden, Uac is AC-werkspanning)

De maximale referentiespanning van de varistor moet worden bepaald door de weerstandsspanning van het beschermde elektronische apparaat, en de restspanning van de varistor moet lager zijn dan het verliesspanningsniveau van het beschermde elektronische apparaat, dat wil zeggen (Ulma)max≤Ub/ K, hierboven Waar K de restspanningsverhouding is, is Ub de verliesspanning van de beschermde apparatuur.

Onderdrukkingsdiode

Suppressordiode heeft de functie van het klemmen en beperken van de spanning. Het werkt in de omgekeerde storingszone. Vanwege zijn lage klemspanning en snelle actierespons, is het bijzonder geschikt voor gebruik als de laatste paar beveiligingscomponenten in meerlagige beveiligingscircuits. De volt-ampère-karakteristieken van de onderdrukkingsdiode in de doorslagzone kunnen worden uitgedrukt door de volgende formule: I=CUα, waarbij α de niet-lineaire coëfficiënt is, voor de zenerdiode α=7～9, en voor de lawinediode α=5 ～7.

 

De technische parameters van onderdrukkingsdiodes omvatten voornamelijk:

⑴ Nominale doorslagspanning, die verwijst naar de doorslagspanning onder de gespecificeerde omgekeerde doorslagstroom (meestal lma). Wat de Zener-diode betreft, ligt de nominale doorslagspanning over het algemeen in het bereik van 2,9 V – 4,7 V, terwijl de lawinediode een nominale waarde heeft. De doorslagspanning ligt vaak in het bereik van 5,6 V tot 200 V.

⑵ Maximale klemspanning: verwijst naar de hoogste spanning die aan beide uiteinden van de buis verschijnt wanneer de grote stroom van de gespecificeerde golfvorm wordt doorgegeven.

⑶ Pulsvermogen: het verwijst naar het product van de maximale klemspanning aan beide uiteinden van de buis en de equivalente stroom in de buis onder de gespecificeerde stroomgolfvorm (zoals 10/1000μs).

⑷ Omgekeerde verplaatsingsspanning: dit verwijst naar de maximale spanning die op beide uiteinden van de buis in de omgekeerde lekzone kan worden toegepast, en de buis mag onder deze spanning niet worden afgebroken. Deze omgekeerde verplaatsingsspanning moet aanzienlijk hoger zijn dan de piekbedrijfsspanning van het beschermde elektronische systeem, dat wil zeggen dat het niet in een zwakke geleidingstoestand mag zijn wanneer het systeem normaal werkt.

⑸ Maximale lekstroom: het verwijst naar de maximale tegenstroom die in de buis stroomt onder invloed van omgekeerde verplaatsingsspanning.

⑹Responstijd: 10-11s

Smoorspoel

De smoorspoel is een common-mode ontstoringsapparaat met ferrietkern. Het bestaat uit twee spoelen van dezelfde grootte en hetzelfde aantal windingen die symmetrisch zijn gewikkeld op dezelfde ringkern van ferriet, die een vier-terminal vormen. Het apparaat heeft een onderdrukkend effect op de grote inductantie van het common-mode-signaal, maar heeft weinig effect op de kleine lekinductantie voor het differentiële modussignaal. Het gebruik van smoorspoelen in gebalanceerde lijnen kan common-mode-interferentiesignalen (zoals blikseminterferentie) effectief onderdrukken zonder de differentiële mode-signalen die normaal door de lijn worden verzonden, te beïnvloeden.

De smoorspoel moet bij het maken aan de volgende eisen voldoen:

1) De draden die op de kern van de spoel zijn gewikkeld, moeten van elkaar worden geïsoleerd om ervoor te zorgen dat er geen kortsluiting optreedt tussen de windingen van de spoel onder invloed van onmiddellijke overspanning.

2) Wanneer de momentane grote stroom door de spoel vloeit, mag de magnetische kern niet verzadigd zijn.

3) De magnetische kern in de spoel moet worden geïsoleerd van de spoel om doorslag tussen de twee te voorkomen onder invloed van voorbijgaande overspanning.

4) De spoel dient zoveel mogelijk in een enkele laag te worden gewikkeld. Dit kan de parasitaire capaciteit van de spoel verminderen en het vermogen van de spoel om tijdelijke overspanning te weerstaan, verbeteren.

 

1/4 golflengte kortsluiting

Het 1/4 golflengte-kortsluitapparaat is een overspanningsbeveiliging voor microgolven die is gemaakt op basis van de spectrumanalyse van de bliksemgolf en de staande golftheorie van de antenne en feeder. De lengte van de metalen kortsluitstaaf in deze beschermer is gebaseerd op de werksignaalfrequentie (zoals 900 MHZ of 1800 MHZ) wordt bepaald door de grootte van 1/4 golflengte. De lengte van de parallelle kortsluitbalk is oneindig voor de frequentie van het werksignaal, wat equivalent is aan een open circuit en geen invloed heeft op de transmissie van het signaal. Echter, voor bliksemgolven, omdat de bliksemenergie voornamelijk wordt verdeeld onder n + KHZ, is deze kortsluitbalk. De bliksemgolfimpedantie is erg klein, wat overeenkomt met een kortsluiting, en het bliksemenergieniveau wordt in de grond gelekt.

Aangezien de diameter van de 1/4-golflengte kortsluitstaaf over het algemeen enkele millimeters is, zijn de prestaties van de slagstroomweerstand goed, die meer dan 30KA (8/20μs) kunnen bereiken, en is de restspanning erg klein. Deze restspanning wordt voornamelijk veroorzaakt door de eigen inductantie van de kortsluitbalk. Het nadeel is dat de powerband relatief smal is, met een bandbreedte van ongeveer 2% tot 20%. Een andere tekortkoming is dat het niet mogelijk is om een ​​DC-bias toe te voegen aan de antenne-feederfaciliteit, wat bepaalde toepassingen beperkt.

Gegradeerde bescherming

Gegradeerde beveiliging van overspanningsbeveiligingen (ook wel bliksembeveiligingen genoemd)

Omdat de energie van blikseminslagen erg groot is, is het noodzakelijk om de energie van blikseminslagen geleidelijk naar de grond af te voeren via een hiërarchische ontladingsmethode. Het bliksembeveiligingsapparaat op het eerste niveau kan de directe bliksemstroom ontladen of de enorme energie ontladen die wordt geleid wanneer de stroomtransmissielijn direct door bliksem wordt getroffen.

Voor plaatsen waar directe blikseminslag kan optreden, moet bliksembeveiliging KLASSE-I worden uitgevoerd. Het bliksembeveiligingsapparaat op het tweede niveau is een beveiligingsapparaat voor de restspanning van het bliksembeveiligingsapparaat op het frontniveau en de geïnduceerde blikseminslag in het gebied.

Wanneer de energieabsorptie van de blikseminslag op het eerste niveau plaatsvindt, is er nog steeds een deel van de apparatuur of het bliksembeveiligingsapparaat op het derde niveau. Het is nogal een enorme hoeveelheid energie die zal worden overgedragen, en het moet verder worden geabsorbeerd door het bliksembeveiligingsapparaat van het tweede niveau.

Tegelijkertijd zal de transmissielijn die door het bliksembeveiligingsapparaat van het eerste niveau gaat, ook elektromagnetische pulsstraling van blikseminslag LEMP induceren. Wanneer de lijn lang genoeg is, wordt de energie van de geïnduceerde bliksem groot genoeg en is het bliksembeveiligingsapparaat van het tweede niveau vereist om de bliksemenergie verder te ontladen.

Het bliksembeveiligingsapparaat op het derde niveau beschermt LEMP en de resterende bliksemenergie die door het bliksembeveiligingsapparaat op het tweede niveau gaat.

Eerste niveau bescherming

Het doel is om te voorkomen dat de overspanning rechtstreeks van de LPZ0-zone naar de LPZ1-zone wordt geleid, en om de overspanning van tienduizenden tot honderdduizenden volt te beperken tot 2500-3000V.

 

De overspanningsbeveiliging die aan de laagspanningszijde van de thuistransformator is geïnstalleerd, moet een driefasige overspanningsbeveiliging zijn als het eerste beschermingsniveau en de bliksemstroom mag niet minder zijn dan 60KA. Dit niveau van overspanningsbeveiliging moet een overspanningsbeveiliging met grote capaciteit zijn die is aangesloten tussen de inkomende fasen van het voedingssysteem van de gebruiker en de aarde. Het is over het algemeen vereist dat dit niveau van overspanningsbeveiliging een maximale impactcapaciteit heeft van meer dan 100 KA per fase, en de vereiste limietspanning is minder dan 1500 V, wat KLASSE I overspanningsbeveiliging wordt genoemd. Deze elektromagnetische bliksemafleiders zijn speciaal ontworpen om grote stromen van bliksem en geïnduceerde bliksem te weerstaan ​​en om hoge energiepieken aan te trekken, die grote hoeveelheden piekstromen naar de grond kunnen afleiden. Ze bieden slechts een beperkte spanning (wanneer de impulsstroom door de overspanningsafleider vloeit, wordt de maximale spanning die op de lijn verschijnt de grensspanning genoemd) als middelmatige bescherming, omdat KLASSE I-beschermers voornamelijk grote overspanningen absorberen. Ze kunnen de gevoelige elektrische apparatuur in het voedingssysteem niet volledig beschermen.

De overspanningsbeveiliging van het eerste niveau kan 10/350μs, 100KA bliksemgolven voorkomen en de hoogste beschermingsnorm bereiken die is gespecificeerd door IEC. De technische referentie is: de bliksemstroom is groter dan of gelijk aan 100KA (10/350μs); de restspanningswaarde is niet groter dan 2,5 KV; de responstijd is minder dan of gelijk aan 100ns.

Tweede niveau bescherming

Het doel is om de waarde van de resterende overspanning via de bliksemafleider van het eerste niveau verder te beperken tot 1500-2000V en een equipotentiaalverbinding voor LPZ1-LPZ2 te implementeren.

De uitgang van de overspanningsbeveiliging van het distributiekastcircuit moet een spanningsbeperkende overspanningsbeveiliging zijn als het tweede beschermingsniveau. De bliksemstroomcapaciteit mag niet minder zijn dan 20KA en moet worden geïnstalleerd in het onderstation dat stroom levert aan belangrijke of gevoelige elektrische apparatuur. Wegendistributiekantoor. Deze bliksemafleiders van de voeding kunnen de resterende overspanningsenergie die door de overspanningsafleider is gegaan bij de ingang van de voeding van de gebruiker beter absorberen en hebben een betere onderdrukking van voorbijgaande overspanning. De hier gebruikte overspanningsbeveiliging vereist een maximale impactcapaciteit van 45kA of meer per fase, en de vereiste grensspanning moet lager zijn dan 1200V, wat CLASS Ⅱ overspanningsbeveiliging wordt genoemd. Het algemene voedingssysteem voor gebruikers kan het tweede beschermingsniveau bereiken om te voldoen aan de vereisten voor de werking van elektrische apparatuur

De bliksemafleider van het tweede niveau neemt klasse C-beschermer aan voor fase-centrum, fase-aarde en midden-aarde volledige modusbescherming. De belangrijkste technische parameters zijn: bliksemstroomcapaciteit groter dan of gelijk aan 40KA (8/20μs); restspanning De piekwaarde is niet meer dan 1000V; de responstijd is niet meer dan 25ns.

Niveau 3 bescherming

Het doel is om de apparatuur uiteindelijk te beschermen door de waarde van de resterende piekspanning te verlagen tot binnen 1000V, zodat de piekenergie de apparatuur niet beschadigt.

De overspanningsbeveiliging die is geïnstalleerd aan het inkomende uiteinde van de wisselstroomvoeding van elektronische informatieapparatuur, moet een spanningsbeperkende overspanningsbeveiliging in serie zijn als het derde beschermingsniveau en de bliksemstroomcapaciteit mag niet minder zijn dan 10KA.

De laatste verdedigingslinie kan een ingebouwde bliksembeveiliging in de interne voeding van de elektrische apparatuur gebruiken om het doel te bereiken om de kleine tijdelijke overspanning volledig te elimineren. De hier gebruikte overspanningsbeveiliging vereist een maximale impactcapaciteit van 20KA of minder per fase, en de vereiste limietspanning moet lager zijn dan 1000V. Voor sommige bijzonder belangrijke of bijzonder gevoelige elektronische apparatuur is het noodzakelijk om het derde niveau bescherming te hebben, en het kan ook de elektrische apparatuur beschermen tegen de tijdelijke overspanning die in het systeem wordt gegenereerd.

Voor de gelijkrichtervoeding die wordt gebruikt in microgolfcommunicatieapparatuur, communicatieapparatuur voor mobiele stations en radarapparatuur, is het raadzaam om een ​​bliksembeveiliging van gelijkstroomvoeding te selecteren die is aangepast aan de werkspanning als de uiteindelijke bescherming volgens de beveiligingsbehoeften van de werkspanning.

Niveau 4 en hoger bescherming

Volgens het weerstandsniveau van de beschermde apparatuur, als de bliksembeveiliging op twee niveaus de spanning kan beperken om lager te zijn dan het weerstandsniveau van de apparatuur, zijn er slechts twee beschermingsniveaus nodig. Als het weerstandsniveau van de apparatuur laag is, vier niveaus of zelfs meer beschermingsniveaus. De bliksemstroomcapaciteit van het vierde niveau van bescherming mag niet minder zijn dan 5KA.