Els llamps són essencialment una descàrrega d'espurna enorme que es produeix quan s'acumula la càrrega fins a un punt determinat entre un núvol de tempesta i el terra o entre ells, pertorbant l'aïllament de l'aire. Els llamps es desencadenen principalment per:
1.Ramp directe
En el pitjor dels casos, el llamp incideix directament en edificis, equips o persones.
Condicions del desencadenant: els objectes a terra (per exemple, un edifici alt, arbre, torre de transmissió, arbres, torres, persones aïllades) formen el camp elèctric més fort juntament amb els núvols de tronades, el que el converteix en el camí més curt per a la descàrrega de càrrega.
2. Efectes de llamp indirectes (més comuns, rang més ampli)
Fins i tot si el llamp no colpeja directament el vostre dispositiu, pot provocar un augment destructiu (transitori) per:
· Llamps induïts (dividits en inducció electrostàtica i inducció electromagnètica):
• Inducció electrostàtica: quan un núvol de tronades carregat passa per sobre, indueix una gran quantitat de càrregues oposades als cables aeri per sota. Quan el núvol es descarrega a un altre objectiu, aquestes càrregues vinculants s'alliberen immediatament, creant sobretensions d'alta-tensió que viatgen al llarg de la línia.
Inducció electromagnètica: els corrents forts i transitoris al canal del llamp poden provocar una tensió molt alta als bucles metàl·lics circumdants (per exemple, bucles de línia elèctrica, línies de senyal).
· Conducció (augment del potencial del sòl):
• Quan un llamp incideix en el sistema de protecció contra llamps d'un edifici o en una terra propera, un gran corrent de llamps travessa la resistència de connexió a terra, fent que el potencial elèctric en el punt de contacte augmenti a centenars de milers o fins i tot milions de volts en un instant. Aquest alt potencial pot ser un "flashback" al dispositiu intern mitjançant el cable de terra del dispositiu, provocant una diferència de potencial destructiva a través del dispositiu i destruint-lo.
· Intrusió per sobretensions llamps:
• Els llamps impacten cables llunyans, línies telefòniques, línies de cable, etc. Al llarg d'aquests conductors metàl·lics circulen grans corrents de llamps en forma d'ones, envaint i danyant els dispositius connectats.
Part 2: Com utilitzar SPD per a la protecció
L'objectiu del dispositiu de protecció contra sobretensions no és prevenir els llamps, sinó proporcionar un corrent de llamps de baixa{0}}impedància i una energia de sobretensió durant els llamps, limitant així la tensió del dispositiu a un nivell segur.
1. Principi de funcionament bàsic del SPD
Penseu en això com un "interruptor intel·ligent" o "vàlvula sensible a la tensió":
Durant el funcionament normal: SPD d'alta impedància i és essencialment un circuit obert amb poc efecte sobre el circuit.
Quan es produeix una sobretensió o sobretensió: Es produeix: SPD es converteix en un estat d'impedància baixa (molt ràpidament) en nanosegons, conduint i dirigint ràpidament grans sobretensions de corrent a terra.
Després de disminuir la sobretensió: SPD es restableix automàticament al seu estat d'alta impedància i el circuit torna a la normalitat.
2.Sistema de protecció SPD correcte: protecció multi-etapa
Per tal de proporcionar una protecció integral, s'utilitza sovint el concepte de protecció jeràrquica, com ara múltiples línies de defensa:
Categoria 1/I (antigament classe B):
Lloc d'instal·lació: quadre de distribució principal (entrada de servei).
Funció: allibera la major part dels llamps d'alta energia dels llamps directes o induïts (generalment una forma d'ona de 10/350 μM). SPD amb una gran capacitat de descàrrega s'utilitza habitualment en funció dels buits d'espurna.
Objectiu: Protegir el sistema elèctric de tot l'edifici de la tempesta més gran.
Categoria 2/II (antigament classe C):
Ubicació: tauler de distribució (per exemple, panells de terra) o tauler de distribució d'equips clau (per exemple, sales de servidors, aire condicionat, ascensor).
Funció: limita encara més la tensió residual i absorbeix l'energia residual mitjançant SPD tipus 1. S'utilitzen habitualment unitats d'estat sòlid (SSD) basades en varistors d'òxid metàl·lic (MOV).
Objectiu: Protegir els circuits i equips de distribució en zones específiques.
Categoria 3/III (antiga D):
Ubicació: l'extrem frontal d'un dispositiu, com ara les tires d'endoll per a un instrument sensible o un mòdul de protecció contra sobretensions dins del dispositiu.
Funció: proporciona una protecció fina fixant la tensió a un nivell que el dispositiu pugui suportar amb seguretat (normalment menys d'1,5 kV).
Objectiu: proporcionar una línia de defensa final per als equips electrònics més sensibles i cars (per exemple, servidors, equips mèdics, PLC industrials).
SPD de senyal: línies com ara cables de xarxa, línies telefòniques i cables de vídeo de vigilància també requereixen sistemes de processament de senyal especialitzats. Funcionen de la mateixa manera, però estan dissenyats per als nivells de tensió i el tipus d'interfície de línia de senyal.
3. Punts clau per a la instal·lació de SPD
• Una bona connexió a terra és un requisit previ: SPD SPD transfereix energia de manera eficient sense un sistema de connexió a terra de baixa -impedància. La posada a terra és la base de la protecció contra llamps.
• Cables de connexió curts i gruixuts: els cables de connexió SPD i de terra han de ser tan curts i gruixuts com sigui possible per minimitzar la inductància del cable. Els cables excessivament llargs poden provocar una tensió d'inducció notable, reduint en gran mesura l'eficàcia de la protecció.
Coordinació: les diferents etapes de l'SSD requereixen una coordinació energètica per garantir la descàrrega gradual tal com està dissenyada per evitar la sobrecàrrega de qualsevol SPD únic.