Nguyên lý làm việc của chống sét lan truyền – Công Nghệ Cơ – Điện Tự Động Vương An

Hệ thống chống sét lan truyền được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận có nguyên lý hoạt động tạo nên một hệ thống vận hành chống sét hiệu quả nhất.

Muốn thiết bị chống sét lan truyền hoạt động tốt và cắt xug sét tối đa cần sử dụng thiết bị có bộ lọc sét tốt để tiêu hao phần xung sét tồn đọng còn lại trên thiết bị điện sau khi đã được cắt sét.

Tùy vào cấu tạo của bộ lọc trong thiết bị chống sét lan truyền mà sản phẩm được chia thành 3 thiết bị chính như sau:

+ Thiết bị chống sét lan truyền không có bộ lọc (hay còn gọi là thiết bị cắt sét mắc song song với hệ thống điện cần bảo vệ).

+ Thiết bị chống sét lan truyền có bộ lọc: sử dụng thiết bị EMI / RFI lọc để bảo vệ quá tải, quá áp của hệ thống điện công nghiệp

+ Thiết bị chống sét có bộ lọc thông thấp LC

Nguyên lý làm việc chống sét lan truyền

• Nguyên lý mạch bảo vệ: Nguyên lý hoạt động của các thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu là khi có đột biến điện áp sẽ hấp thu năng lượng đột biến đó và triệt tiêu năng lượng này, vì điện áp được tính dựa trên các dây pha – pha (L – L hoặc Ph – Ph), pha – trung tính (L – N hoặc Ph – N), pha – đất (L – G hoặc Ph – G), đất – trung tính (N – G) nên sẽ có nhiều đường để thiết bị triệt tiêu năng lượng sét, mỗi đường này gọi là mode, vì thế mới có sự phân biệt độ bảo vệ giữa các mode như 2 modes, 3 modes, 4 modes, 7 modes, 10 modes. Chế độ bảo vệ toàn diện nhất là chế độ 10 modes, còn gọi là full discrete modes (để so sánh sự khác biệt giữa các chế độ bảo vệ xin tham khảo ở phần sau).
• Nguyên lý mạch bảo vệ lai ghép (hydrid network): Trên một đường hấp thu năng lượng sét/ xung nhiễu lại được bố trí nhiều linh kiện chống sét đã đề cập ở trên để có thể đáp ứng được với nhiều loại đột biến điện, ví dụ sét đánh thì sẽ có đột biến điện áp ở mức cao, trong khi một số đột biến điện khác có điện áp nhỏ hơn nhưng lại có tần số cao hơn v.v… ứng dụng nguyên lý này vào công nghệ chế tạo thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu gọi là mạch lai ghép. Công nghệ mạch hydird mới nhất hiện nay được gọi là mạch lai ghép thế hệ thứ 3 (third hydrid network).
• Khuyết điểm của mạch lai ghép thế hệ thứ 3 (third hydrid network): Tuy nhiên, mạch hydrid vẫn chưa phải là giới hạn cuối cùng về công nghệ vì vẫn có hạn chế về độ bền thiết bị do nhiệt sinh ra làm giảm tuổi thọ thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét, khắc phục hiện tượng này như thế nào sẽ tạo nên sự khác biệt giữa các thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu trên thị trường.
• Công nghệ bảo vệ các mode – discrete all mode protection: thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét phải có các linh kiện bảo vệ giữa các đường dây pha – trung tính (L-N), pha – đất (L-PE) và trung tính – đất (N-PE) trong tất cả các ứng dụng. Ở ứng dụng ba pha, thiết bị phải có các linh kiện bảo vệ giữa các dây pha – pha (L-L), pha – trung tính (L-N), pha – đất (L-PE), trung tính – đất (N-PE)
• Công nghệ cầu chì nhiệt ở mức linh kiện (thermal conductive compound): thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét phải có sự bảo vệ hiện tượng quá nhiệt (nhiệt độ tăng quá cao bên trong) dưới dạng cầu chì nhiệt ở mức linh kiện tích hợp cho từng linh kiện MOV để bảo đảm đáp ứng được mức độ an toàn, tránh hiện tượng lớp tản nhiệt bị tan chảy và đáp ứng được tất cả các tiêu chuẩn liệt kệ trong IEC 61643-1 and UL 1449 Second Edition Rev. February 2007.
  MOV 3 chân ở hình bên có bọc lớp tản nhiệt và có chân thứ 3 là công nghệ cầu chì ngắt dòng cho MOV khi MOV bị quá nhiệt, công nghệ này cho phép các con MOV tản nhiệt tốt hơn và khi quá giới hạn chịu đựng sẽ được ngắt ra khỏi mạch, đây là công nghệ hiện đại và an toàn nhất trên thế giới hiện nay.
• Công nghệ tản nhiệt trên board mạch (thermal encapsulation): thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét phải có hợp chất tản nhiệt, giảm chấn động, va đập, cách nhiệt nội tại bên trong bao phủ toàn mạch, mạch điện có cấu hình mắc song song hoặc nối tiếp thiết kế khác nhau tùy theo ứng dụng và ở thể rắn. Thiết bị phải có khả năng tự phục hồi trở về trạng thái bình thường sau khi xử lý xong xung nhiễu trong thời gian không quá 5 nanoseconds. Vì thời gian đáp ứng với xung nhiễu bắt buộc phải <1ns.
• Công nghệ nắn sóng sine chuẩn (sinewave tracking): Ngoài ra, các hãng sản xuất thiết bị cắt lọc sét và triệt xung nhiễu còn gặp phải vấn đề nắn sóng sine chuẩn, vì nếu sóng sine không chuẩn do bị sóng hài hoặc nhiễu can thiệp thì các thiết bị vi xử lý, vi điều khiển sẽ chạy không chính xác như đã đề cập ở phần trên. Cho nên thiết bị triệt xung nhiễu và cắt lọc sét có nắn sóng sine chuẩn phải là dạng cao cấp hơn thiết bị cắt lọc sét thông thường. Vì chúng không những “ngăn sét gây hư hỏng thiết bị, mà khi không có sét còn giúp lọc xung nhiễu gây ra trong nguồn điện, đưa sóng sine về dạng chuẩn thật đẹp để hệ thống vi xử lý, vi điều khiển chạy ổn định!”.
  
• Công nghệ mạch true frequency attenuation network: là dạng mạch nắn sóng sine chuẩn ở mức độ cao hơn, ý nghĩa là mạch lọc suy giảm tần số xung nhiễu (“True” frequency attenuation), mạch này có tác dụng giảm điện áp dư hiệu quả hơn mạch nắn sóng sine chuẩn thông thường đôi khi đến 80%.