Viis ülepingekaitsmete kaitsemeetodit

Ülepingekaitse meetodid

1. Paralleelsed ülepingekaitseseadmed (SPD-d), mis on ühendatud üle elektriliinide

Tavalistes tingimustes jäävad ülepingekaitse sees olevad varistorid kõrge impedantsiga olekusse. Kui elektrivõrku tabab välk või kui lülitustoimingute tõttu tekivad mööduvad ülepinged, reageerib kaitse nanosekundite jooksul, pannes varistorid lülituma madala impedantsiga olekusse, mis piirab ülepinge kiiresti ohutule tasemele. Pikaajaliste ülepingete või ülepingete korral varistor laguneb ja kuumeneb, käivitades termilise lahtiühendamise mehhanismi, et vältida tulekahjusid ja kaitsta seadmeid.

2. Seeriafiltri tüüpi ülepingekaitsmed, mis on ühendatud toiteahelatega

Need kaitsmed pakuvad tundlikele elektroonikaseadmetele puhast ja ohutut toidet. Pikselöökidel tekivad lisaks tohutule energiale ka äärmiselt järskud pinge ja voolu tõusukiirused. Kuigi paralleelsed SPD-d suudavad pingetõuke amplituudi maha suruda, ei suuda nad nende teravaid lainefronte lamendada. Jadafiltriga SPD-d, mis on ühendatud toiteahelatega, kasutavad MOV-e (MOV1, MOV2), et nanosekundites ülepingeid piirata. Lisaks vähendab LC-filter pinge ja voolu tõusukiiruse järskust ligi 1000 korda ja jääkpinget viiekordselt, kaitstes tundlikke seadmeid.

3. Pingepiiravate varistoride paigaldamine faaside ja liinide vahele ülepinge ületamiseks

See meetod sobib hästi valgustuse, liftide, kliimaseadmete ja mootorite puhul, millel on suurem vastupidavus pingetõusule. See on aga vähem efektiivne tänapäevaste kompaktsete ja suure integreeritusega elektroonikaseadmete puhul. Näiteks ühefaasilistes 220 V vahelduvvoolusüsteemides paigaldatakse varistorid tavaliselt neutraali ja maanduse vahele, et absorbeerida indutseeritud välgulööke. Kaitse tõhusus sõltub täielikult varistori valikust ja töökindlusest.

Kinnituspinge määratakse võrgu tipppinge (310 V) põhjal, võttes arvesse järgmist:
- 20% võrgu kõikumised,
- 10% komponendi tolerants,
- 15% töökindluse tegurid (vananemine, niiskus, kuumus).
Seega jäävad tüüpilised kinnitustasemed vahemikku 470 V kuni 510 V. Ülepingepinged alla 470 V läbivad neid muutumatuna.

Kuigi standardsed elektriseadmed (nt mootorid, valgustus) taluvad 1500 V vahelduvvoolu (tipp 2500 V), töötab tänapäevane elektroonika pingevahemikus ±5 V kuni ±15 V, maksimaalse tolerantsiga alla 50 V. Kõrgsageduslikud impulsid alla 470 V võivad siiski trafode ja toiteallikate parasiitsete mahtuvuste kaudu sidestuda, kahjustades integraallülitusi. Lisaks võivad tugevad impulsid varistori jääkpinge ja juhtmete induktiivsuse tõttu tõsta kinnitustasemeid 800 V–1000 V-ni, mis ohustab elektroonikat veelgi.

4. Kaitse suurendamine üliisolatsioonitrafodega (isolatsioonimeetod)

Toiteallika ja koormuse vahele on paigaldatud varjestatud isolatsioonitrafo, mis blokeerib kõrgsageduslikku müra, võimaldades samal ajal korralikku sekundaarset maandust. Ühisrežiimi interferents, mis on maanduse suhtes, ühendub mähistevahelise mahtuvuse kaudu. Primaar- ja sekundaarmähiste vaheline maandatud varjestus suunab selle interferentsi kõrvale, vähendades väljundmüra.

5. Imendumismeetod

Neelavad komponendid summutavad pingetõusu, lülitudes lävipinge ületamisel kõrgelt impedantsilt madalale. Levinud seadmed on järgmised:
- Varistorid – Piiratud voolutaluvus.
- Gaaslahendustorud (GDT-d)– Aeglane reageering.
- TVS-dioodid / tahkislahenduslambid – Kiirem, aga energia neeldumise osas kompromissidega.