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Il limitatore di sovratensione, chiamato anche protettore contro i fulmini, è un dispositivo elettronico che fornisce protezione di sicurezza per varie apparecchiature elettroniche, strumenti e linee di comunicazione. Quando un picco di corrente o tensione viene generato improvvisamente nel circuito elettrico o nel circuito di comunicazione a causa di interferenze esterne, il sovraccarico protettore può condurre e deviare in brevissimo tempo, in modo da evitare che la sovratensione danneggi altre apparecchiature del circuito. un certo spazio tra loro, uno dei quali è collegato alla linea di fase di alimentazione L1 o alla linea di neutro (N) del dispositivo di protezione richiesto Collegato, un'altra asta metallica è collegata al filo di terra (PE). Quando si verifica la sovratensione istantanea, il traferro viene abbattuto e una parte della carica di sovratensione viene introdotta nel terreno, evitando l'aumento di tensione sull'apparecchiatura protetta. La distanza tra le due aste metalliche nel traferro può essere regolata a piacere , e la struttura è relativamente semplice, ma lo svantaggio è che le prestazioni di estinzione dell'arco sono scarse. Lo spazio di scarica migliorato è uno spazio angolare. La sua funzione di estinzione dell'arco è migliore della precedente. Si basa sulla potenza elettrica F del circuito e sull'effetto ascendente del flusso di aria calda per estinguere l'arco.
Il tubo a scarica di gas è composto da una coppia di piastre a catodo freddo separate l'una dall'altra e racchiuse in un tubo di vetro o di ceramica riempito con un determinato gas inerte (Ar). Al fine di migliorare la probabilità di innesco del tubo di scarica, vi è un agente di innesco ausiliario nel tubo di scarico. Questo tubo di scarico riempito di gas ha un tipo a due poli e un tipo a tre poli. I parametri tecnici del tubo a scarica di gas includono principalmente: Tensione di scarica DC Udc; tensione di scarica impulsiva Up (solitamente Up≈(2～3) Udc; frequenza di rete La corrente In; l'impatto e la corrente Ip; la resistenza di isolamento R (>109Ω); la capacità interelettrodo (1-5PF). tubo di scarica può essere utilizzato sia in condizioni cc che ca La tensione di scarica cc selezionata Udc è la seguente: Utilizzo in condizioni cc: Udc≥1.8U0 (U0 è la tensione cc per il normale funzionamento della linea) Utilizzo in condizioni ca: U dc≥ 1.44Un (Un è il valore effettivo della tensione CA per il normale funzionamento della linea) Il varistore si basa su ZnO Come componente principale della resistenza non lineare del semiconduttore di ossido di metallo, quando la tensione applicata alle sue due estremità raggiunge un certo valore, la resistenza è molto sensibile alla tensione.Il suo principio di funzionamento è equivalente al collegamento in serie e parallelo di più PN a semiconduttore.Le caratteristiche dei varistori sono non lineari Buone caratteristiche di linearità (I=coefficiente non lineare α in CUα), grande corrente capacità (~2KA/cm2), perdita normale bassa corrente di invecchiamento (10-7～10-6A), bassa tensione residua (a seconda del lavoro del varistore Tensione e capacità di corrente), tempo di risposta rapido alla sovratensione transitoria (~10-8s), nessuna ruota libera. I parametri tecnici del varistore includono principalmente: tensione del varistore (cioè tensione di commutazione) UN, tensione di riferimento Ulma; tensione residua Ure; rapporto di tensione residua K (K=Ures/UN); portata massima di corrente Imax; corrente di dispersione; tempo di risposta. Le condizioni di utilizzo del varistore sono: tensione varistore: UN≥[(√2×1.2)/0.7] Uo (Uo è la tensione nominale dell'alimentatore di frequenza industriale) Tensione di riferimento minima: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (usato in condizioni CC) Ulma ≥ (2,2 ~ 2,5) Uac (utilizzato in condizioni CA, Uac è la tensione di lavoro CA) La tensione di riferimento massima del varistore deve essere determinata dalla tensione di tenuta del dispositivo elettronico protetto e dalla tensione residua del il varistore deve essere inferiore al livello di tensione di perdita del dispositivo elettronico protetto, ovvero (Ulma)max≤Ub/K, la formula sopra K è il rapporto di tensione residua, Ub è la tensione di perdita dell'apparecchiatura protetta.
Diodo soppressore Il diodo soppressore ha la funzione di bloccare e limitare la tensione. Funziona nell'area di ripartizione inversa. Grazie alla sua bassa tensione di bloccaggio e alla rapida risposta all'azione, è particolarmente adatto per gli ultimi livelli di protezione nei circuiti di protezione multilivello. elemento.Le caratteristiche volt-ampere del diodo di soppressione nella zona di rottura possono essere espresse dalla seguente formula: I=CUα, dove α è il coefficiente non lineare, per il diodo Zener α=7～9, nel diodo a valanga α= 5～7. Diodo di soppressione I principali parametri tecnici sono: ⑴ Tensione di rottura nominale, che si riferisce alla tensione di rottura sotto la corrente di rottura inversa specificata (solitamente lma). Per quanto riguarda il diodo Zener, la tensione di rottura nominale è generalmente compresa tra 2,9 V e 4,7 V e la tensione di rottura nominale dei diodi a valanga è spesso compresa tra 5,6 V e 200 V. Tensione di serraggio massima: si riferisce alla più alta tensione che appare a entrambe le estremità del tubo quando viene passata la grande corrente della forma d'onda specificata.⑶ Potenza dell'impulso: si riferisce al prodotto della massima tensione di bloccaggio a entrambe le estremità del tubo e il valore equivalente della corrente nel tubo sotto la forma d'onda di corrente specificata (come 10/1000μs).⑷Tensione di spostamento inverso: si riferisce alla tensione massima che può essere applicata a entrambe le estremità del tubo nella zona di dispersione inversa e il tubo non deve essere scomposto sotto questa tensione .Questa tensione di spostamento inverso dovrebbe essere significativamente superiore alla tensione operativa di picco del sistema elettronico protetto, ovvero non può essere in uno stato di conduzione debole quando il sistema funziona normalmente.⑸Massima corrente di dispersione: si riferisce a la massima corrente inversa che scorre nel tubo sotto l'azione della tensione di spostamento inverso.⑹Tempo di risposta: 10-11 s Bobina dell'induttanza La bobina dell'induttanza è un dispositivo di soppressione delle interferenze di modo comune con ferrite come nucleo. È costituito da due bobine della stessa dimensione e dello stesso numero di spire che sono avvolte simmetricamente sulla stessa ferrite Sul nucleo toroidale del corpo è formato un dispositivo a quattro terminali, che ha un effetto soppressivo sulla grande induttanza del modo comune segnale, ma ha scarso effetto sulla piccola induttanza di dispersione per il segnale di modo differenziale. L'uso di bobine d'arresto in linee bilanciate può sopprimere efficacemente i segnali di interferenza di modo comune (come l'interferenza di fulmini) senza influenzare la normale trasmissione dei segnali di modo differenziale sul linea.La bobina dell'induttanza deve soddisfare i seguenti requisiti durante la produzione: 1) I fili avvolti sul nucleo della bobina devono essere isolati l'uno dall'altro per garantire che non si verifichino cortocircuiti tra le spire della bobina sotto l'azione di sovratensione istantanea. 2) Quando una grande corrente istantanea scorre attraverso la bobina, il nucleo magnetico non dovrebbe essere saturato.3) Il nucleo magnetico nella bobina dovrebbe essere isolato dal bobina per evitare la rottura tra i due sotto l'azione della sovratensione transitoria.4) La bobina dovrebbe essere avvolta il più possibile in un unico strato. Ciò può ridurre la capacità parassita della bobina e migliorare la capacità della bobina di resistere alla sovratensione istantanea. Dispositivo di cortocircuito a 1/4 di lunghezza d'onda Il dispositivo di cortocircuito a 1/4 di lunghezza d'onda è un dispositivo di protezione contro le sovratensioni del segnale a microonde realizzato in base all'analisi dello spettro dei fulmini onde stazionarie e teoria delle onde stazionarie di antenna e feeder. La lunghezza della barra di cortocircuito in metallo in questo protettore si basa sul segnale di lavoro La frequenza (come 900MHZ o 1800MHZ) è determinata dalla dimensione di 1/4 di lunghezza d'onda. La lunghezza della barra di cortocircuito parallela ha un'impedenza infinita per il frequenza del segnale di lavoro, che è equivalente a un circuito aperto e non influisce sulla trasmissione del segnale. Tuttavia, per le onde del fulmine, poiché l'energia del fulmine è distribuita principalmente al di sotto di n+KHZ, questa barra di cortocircuito L'impedenza dell'onda del fulmine è molto piccola, che equivale a un cortocircuito, e il livello di energia del fulmine viene disperso nel terreno. il diametro della barra di cortocircuito da 1/4 di lunghezza d'onda è generalmente di pochi millimetri, le prestazioni di resistenza alla corrente d'urto sono buone, che possono raggiungere più di 30KA (8/20μs) e la tensione residua è molto piccola. Questa tensione residua è principalmente causata dall'induttanza propria della barra di cortocircuito. Lo svantaggio è che la banda della frequenza di alimentazione è relativamente stretta e la larghezza di banda è compresa tra circa il 2% e il 20%. Un altro difetto è che non è possibile aggiungere una polarizzazione CC alla funzione di alimentazione dell'antenna, il che limita alcune applicazioni.

Protezione gerarchica dei limitatori di sovratensione (noti anche come dispositivi di protezione contro i fulmini) protezione gerarchica Poiché l'energia dei fulmini è molto grande, è necessario scaricare gradualmente l'energia dei fulmini a terra attraverso il metodo della scarica gerarchica.Il fulmine di primo livello dispositivo di protezione può scaricare la corrente di fulmine diretta o scaricare l'enorme energia condotta quando la linea di trasmissione di potenza viene colpita direttamente da un fulmine. Per i luoghi in cui possono verificarsi fulmini diretti, è necessario realizzare una protezione contro i fulmini di CLASSE I. Il dispositivo di protezione contro i fulmini di secondo livello è un dispositivo di protezione per la tensione residua del dispositivo di protezione contro i fulmini di livello frontale e la fulminazione indotta nell'area . Quando si verifica l'assorbimento di energia del fulmine di livello frontale, è ancora presente una parte dell'apparecchiatura o il dispositivo di protezione contro i fulmini di terzo livello. È una quantità piuttosto grande di energia che verrà trasmessa e deve essere ulteriormente assorbita dal dispositivo di protezione contro i fulmini di secondo livello. Allo stesso tempo, la linea di trasmissione che passa attraverso il dispositivo di protezione contro i fulmini di primo livello indurrà anche i fulmini radiazione di impulsi elettromagnetici LEMP. Quando la linea è abbastanza lunga, l'energia del fulmine indotto diventa abbastanza grande e il dispositivo di protezione contro i fulmini di secondo livello è necessario per scaricare ulteriormente l'energia del fulmine. Il dispositivo di protezione contro i fulmini di terzo livello protegge LEMP e l'energia residua del fulmine che passa attraverso il dispositivo di protezione contro i fulmini di secondo livello. Lo scopo del primo livello di protezione è impedire che la sovratensione venga condotta direttamente dalla zona LPZ0 nella zona LPZ1 e limitare la sovratensione da decine di migliaia a centinaia di migliaia di volt a 2500-3000 V. Il dispositivo di protezione da sovratensione installato sul lato a bassa tensione del trasformatore di alimentazione domestico dovrebbe essere un dispositivo di protezione da sovratensione di tipo a interruttore di tensione trifase come primo livello di protezione e la sua portata del fulmine non dovrebbe essere meno di 60KA.Questo livello di protezione da sovratensione dovrebbe essere un dispositivo di protezione da sovratensione di grande capacità collegato tra ciascuna fase della linea in ingresso dell'alimentatore dell'utente s sistema e la terra. In genere è richiesto che questo livello di protezione da sovratensione abbia una capacità di impatto massima di oltre 100 KA per fase e la tensione limite richiesta sia inferiore a 1500 V, che è chiamata protezione da sovratensione di CLASSE I. Questi fulmini elettromagnetici i dispositivi di protezione sono appositamente progettati per resistere alle grandi correnti di fulmine e fulmini indotti e per attirare sovratensioni ad alta energia, che possono deviare a terra grandi quantità di sovracorrenti. Forniscono solo una protezione di livello medio (la tensione massima che appare sul linea quando la corrente impulsiva attraversa lo scaricatore di sovratensione è chiamata tensione limite), poiché i protettori di CLASSE I assorbono principalmente grandi correnti di picco. Non possono proteggere completamente le apparecchiature elettriche sensibili all'interno del sistema di alimentazione. Lo scaricatore di fulmini di primo livello può prevenire 10/350 μs, 100 KA di fulmini e raggiungere il più alto standard di protezione stabilito dalla IEC. Il riferimento tecnico è: la portata del fulmine è maggiore o uguale a 100KA (10/350μs); il valore della tensione residua non è superiore a 2,5KV; il tempo di risposta è inferiore o uguale a 100ns. Lo scopo del secondo livello di protezione è di limitare ulteriormente il valore della sovratensione residua che passa attraverso il primo livello dello scaricatore di fulmini a 1500-2000V e realizzare il collegamento equipotenziale per LPZ1- LPZ2.L'uscita del limitatore di tensione dal circuito dell'armadio di distribuzione deve essere un limitatore di tensione come secondo livello di protezione e la sua capacità di corrente di fulmine non deve essere inferiore a 20KA. Dovrebbe essere installato nella sottostazione che fornisce alimentazione ad apparecchiature elettriche importanti o sensibili. Ufficio di distribuzione stradale. Questi scaricatori di fulmini di alimentazione possono assorbire meglio l'energia residua di sovratensione che è passata attraverso lo scaricatore di sovratensione all'ingresso dell'alimentatore dell'utente e hanno una migliore soppressione delle sovratensioni transitorie. Il protettore di sovratensione utilizzato qui richiede una capacità di impatto massima di 45kA o più per fase e la tensione limite richiesta deve essere inferiore a 1200V. Si chiama protezione contro le sovratensioni di CLASSE Ⅱ. Il sistema di alimentazione dell'utente generale può raggiungere la protezione di secondo livello per soddisfare i requisiti del funzionamento delle apparecchiature elettriche. Lo scaricatore di fulmini dell'alimentatore di secondo livello adotta il protettore di tipo C per la protezione in modalità completa centro fase, fase-terra e terra di mezzo, principalmente I parametri tecnici sono: la capacità della corrente di fulmine è maggiore o uguale a 40KA (8/ 20μs); il valore di picco della tensione residua non è superiore a 1000V; il tempo di risposta non è maggiore di 25ns.

Lo scopo del terzo livello di protezione è il mezzo definitivo per proteggere l'apparecchiatura, riducendo il valore della sovratensione residua a meno di 1000 V, in modo che l'energia di sovratensione non danneggi l'apparecchiatura. Il limitatore di sovratensione installato all'estremità in ingresso dell'alimentazione CA delle apparecchiature informatiche elettroniche dovrebbe essere un limitatore di tensione in serie come terzo livello di protezione e la sua capacità di corrente di fulmine non dovrebbe essere inferiore a 10KA. L'ultima linea di difesa può utilizzare un potere integrato scaricatore di fulmini nell'alimentazione interna dell'apparecchiatura elettrica per raggiungere lo scopo di eliminare completamente la minuscola sovratensione transitoria. Il limitatore di sovratensione utilizzato qui richiede una capacità di impatto massima di 20 KA o meno per fase e la tensione limite richiesta deve essere inferiore a 1000V. Per alcune apparecchiature elettroniche particolarmente importanti o particolarmente sensibili è necessario avere il terzo livello di protezione, e può al in modo da proteggere le apparecchiature elettriche dalla sovratensione transitoria generata all'interno del sistema. Per l'alimentazione del raddrizzatore utilizzata nelle apparecchiature di comunicazione a microonde, nelle apparecchiature di comunicazione delle stazioni mobili e nelle apparecchiature radar, si consiglia di selezionare una protezione contro i fulmini con alimentazione CC adatta alla tensione di lavoro come la protezione finale in base alle esigenze di protezione della sua tensione di lavoro. La protezione di quarto livello e superiore si basa sul livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura protetta. Se i due livelli di protezione contro i fulmini possono limitare la tensione in modo che sia inferiore al livello di tensione di tenuta dell'apparecchiatura, sono necessari solo due livelli di protezione. Se l'apparecchiatura ha un livello di tensione di tenuta inferiore, può richiedere quattro o più livelli di protezione. La capacità di corrente di fulmine del quarto livello di protezione non deve essere inferiore a 5KA.[3] Il principio di funzionamento della classificazione degli scaricatori di sovratensione è suddiviso in tipo ⒈ interruttore: il suo principio di funzionamento è che quando non c'è sovratensione istantanea, presenta un'alta impedenza, ma una volta che risponde alla sovratensione transitoria del fulmine, la sua impedenza cambia improvvisamente a un valore basso, consentendo il fulmine La corrente passa. Quando vengono utilizzati come tali dispositivi, i dispositivi includono: gap di scarica, tubo di scarica a gas, tiristore, ecc. l'aumento della corrente di picco e della tensione, la sua impedenza continuerà a diminuire e le sue caratteristiche di corrente-tensione sono fortemente non lineari. I dispositivi utilizzati per tali dispositivi sono: ossido di zinco, varistori, diodi soppressori, diodi a valanga, ecc.⒊ Tipo shunt o tipo choke tipo shunt: collegato in parallelo con l'apparecchiatura protetta, presenta una bassa impedenza all'impulso del fulmine, e presenta un'alta impedenza al normale op frequenza di attivazione.Tipo di induttanza: In serie con l'apparecchiatura protetta, presenta un'alta impedenza agli impulsi di fulmine e presenta una bassa impedenza alle normali frequenze di funzionamento.I dispositivi utilizzati per tali dispositivi sono: bobine di arresto, filtri passa-alto, filtri passa-basso , dispositivi di cortocircuito a 1/4 di lunghezza d'onda, ecc.

In base allo scopo (1) Protezione dell'alimentazione: protezione dell'alimentazione CA, protezione dell'alimentazione CC, protezione dell'alimentazione a commutazione, ecc. Pannelli di distribuzione di corrente continua e così via; Ci sono scatole di distribuzione dell'alimentazione in ingresso esterne nell'edificio e scatole di distribuzione dell'alimentazione al piano dell'edificio; power wave I limitatori di sovratensione sono utilizzati per reti elettriche industriali a bassa tensione (220/380VAC) e reti elettriche civili; nei sistemi di alimentazione, sono principalmente utilizzati per l'ingresso o l'uscita dell'alimentazione trifase nel quadro di alimentazione della sala di controllo principale della sala di automazione e della sottostazione. È adatto a vari sistemi di alimentazione CC, come ad esempio: Quadro di distribuzione dell'alimentazione CC ; Apparecchiature di alimentazione CC; Scatola di distribuzione dell'alimentazione CC; gabinetto del sistema di informazione elettronica; terminale di uscita dell'apparecchiatura di alimentazione secondaria.⑵Protezione del segnale: protezione del segnale a bassa frequenza, protezione del segnale ad alta frequenza, protezione dell'alimentatore dell'antenna, ecc. L'ambito di applicazione del dispositivo di protezione contro i fulmini del segnale di rete viene utilizzato per SWITCH, HUB, ROUTER e altre apparecchiature di rete fulminazioni e protezione contro le sovratensioni indotte da impulsi elettromagnetici da fulmini; ·Protezione dell'interruttore di rete della sala di rete; ·Protezione del server della sala di rete; ·Sala di rete altro Protezione delle apparecchiature con interfaccia di rete; · La scatola di protezione contro i fulmini integrata a 24 porte viene utilizzata principalmente per la protezione centralizzata di canali multi-segnale in armadi di rete integrati e armadi di derivazione. Protezione contro le sovratensioni di segnale. I dispositivi di protezione contro i fulmini del segnale video sono utilizzati principalmente per apparecchiature di segnale video punto-punto. La protezione sinergica può proteggere tutti i tipi di apparecchiature di trasmissione video dai rischi causati dal fulmine indotto e dalla sovratensione dalla linea di trasmissione del segnale ed è anche applicabile alla trasmissione RF con la stessa tensione di lavoro. Il fulmine video multiporta integrato La scatola di protezione viene utilizzata principalmente per la protezione centralizzata di apparecchiature di controllo come videoregistratori su disco rigido e video cutter nell'armadio di controllo integrato.