Tổng quan về thiết bị chống sét lan truyền
Người sử dụng thiết bị điện tử, điện thoại và hệ thống xử lý dữ liệu phải đối mặt với vấn đề giữ cho thiết bị này hoạt động bất chấp quá điện áp thoáng qua do sét gây ra. Có một số lý do cho thực tế này (1) mức độ tích hợp cao của các thành phần điện tử làm cho thiết bị dễ bị tổn thương hơn, (2) gián đoạn dịch vụ là không thể chấp nhận được (3) mạng truyền dữ liệu bao phủ các khu vực rộng lớn và dễ bị nhiễu hơn.
Mục lục bài viết
tia chớp
Lightning, được điều tra kể từ nghiên cứu đầu tiên của Benjamin Franklin vào năm 1749, nghịch lý là đã trở thành một mối đe dọa ngày càng tăng đối với xã hội điện tử cao của chúng ta.
Sự hình thành tia chớp
Tia chớp được tạo ra giữa hai vùng mang điện tích trái dấu, thường là giữa hai đám mây bão hoặc giữa một đám mây và mặt đất.
Đèn flash có thể đi vài dặm, tiến về phía mặt đất trong nhảy liên tiếp: các nhà lãnh đạo tạo ra một kênh ion hóa cao. Khi nó chạm đến mặt đất, quá trình flash hoặc quay lại thực sự diễn ra. Sau đó, một dòng điện có cường độ hàng chục nghìn Ampe sẽ đi từ mặt đất đến đám mây hoặc ngược lại qua kênh ion hóa.
Sét trực tiếp
Tại thời điểm phóng điện, có một dòng điện xung có giá trị cực đại từ 1,000 đến 200,000 Ampe, với thời gian tăng khoảng vài micro giây. Tác động trực tiếp này là một yếu tố nhỏ làm hỏng hệ thống điện và điện tử vì nó có tính cục bộ cao.
Cách bảo vệ tốt nhất vẫn là cột thu lôi cổ điển hoặc Hệ thống chống sét (LPS), được thiết kế để thu dòng phóng điện và dẫn nó đến một điểm cụ thể.
Hiệu ứng gián tiếp
Có ba loại hiệu ứng sét gián tiếp:
Ảnh hưởng đến đường dây trên không
Những đường dây như vậy rất lộ và có thể bị sét đánh trực tiếp, điều này trước tiên sẽ phá hủy một phần hoặc hoàn toàn dây cáp, sau đó gây ra điện áp tăng cao truyền tự nhiên dọc theo dây dẫn đến thiết bị kết nối đường dây. Mức độ thiệt hại phụ thuộc vào khoảng cách giữa đòn tấn công và thiết bị.
Sự gia tăng tiềm năng mặt đất
Dòng sét trong đất gây ra sự gia tăng điện thế đất thay đổi theo cường độ dòng điện và trở kháng đất cục bộ. Trong một hệ thống lắp đặt có thể được kết nối với một số khu đất (ví dụ: liên kết giữa các tòa nhà), một cuộc tấn công sẽ gây ra chênh lệch tiềm năng rất lớn và thiết bị kết nối với các mạng bị ảnh hưởng sẽ bị phá hủy hoặc gián đoạn nghiêm trọng.
Bức xạ điện từ
Đèn flash có thể được coi như một ăng-ten vài dặm cao mang một dòng xung một số phần mười của kilo-ampe, tỏa ra trường điện từ cường độ cao (vài kV / m tại hơn 1km). Các trường này tạo ra điện áp và dòng điện mạnh trong các đường dây gần hoặc trên thiết bị. Các giá trị phụ thuộc vào khoảng cách từ đèn flash và các thuộc tính của liên kết.
Hoạt động công nghiệp
Sự gia tăng đột biến trong công nghiệp bao gồm hiện tượng do bật hoặc tắt nguồn điện.
Sự tăng vọt trong công nghiệp là do:
- Khởi động động cơ hoặc máy biến áp
- Bộ khởi động đèn neon và natri
- Chuyển đổi mạng lưới điện
- Chuyển “dội lại” trong mạch cảm ứng
- Hoạt động của cầu chì và cầu dao
- Đường dây điện rơi
- Liên hệ kém hoặc không liên tục
Những hiện tượng này tạo ra quá độ vài kV với thời gian tăng lên theo bậc của micro giây, gây nhiễu thiết bị trong mạng mà nguồn nhiễu được kết nối với.
Quá áp tĩnh điện
Về phương diện điện, con người có điện dung từ 100 đến 300 picofarads và có thể nhận điện tích tới 15kV bằng cách đi trên thảm, sau đó chạm vào một vật dẫn điện nào đó và được phóng điện trong vài micro giây, với dòng điện khoảng XNUMX Ampe . Tất cả các mạch tích hợp (CMOS, v.v.) khá dễ bị loại nhiễu này, thường được loại bỏ bằng cách che chắn và nối đất.
Ảnh hưởng của quá áp
Quá áp có nhiều loại ảnh hưởng đến thiết bị điện tử theo thứ tự giảm dần tầm quan trọng:
Sự phá hủy:
- Sự cố điện áp của các mối nối bán dẫn
- Phá hủy liên kết của các thành phần
- Phá hủy các dấu vết của PCB hoặc các điểm tiếp xúc
- Sự phá hủy các thử nghiệm / thyristor theo dV / dt.
Can thiệp vào các hoạt động:
- Hoạt động ngẫu nhiên của chốt, thyristor và triac
- Xóa bộ nhớ
- Chương trình lỗi hoặc sự cố
- Dữ liệu và lỗi truyền tải
Lão hóa sớm:
Các thành phần tiếp xúc với quá áp có tuổi thọ ngắn hơn.
Thiết bị bảo vệ sốc
Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) là một giải pháp được công nhận và hiệu quả để giải quyết vấn đề quá áp. Tuy nhiên, để có hiệu quả cao nhất, nó phải được chọn tùy theo rủi ro của ứng dụng và được cài đặt theo các quy tắc của kỹ thuật.
