Analýza ochrany generátoru přepětí blesku

1. Zkušební normy pro elektronická zařízení, bleskové vlny
Národní norma pro bleskové vlny elektronických zařízení je GB/T17626.5 (ekvivalent mezinárodní normy IEC61000-4-5). Standardem je především simulace různých situací způsobených nepřímými údery blesku:
(1) Blesk udeří do středního a vnějšího vedení a do vnějšího vedení nebo zemního odporu teče velké množství proudu, což způsobuje rušivé napětí.
(2) Nepřímé údery blesku (jako jsou světelné údery mezi mraky nebo v oblacích) pociťují napětí a proud na externím vedení.
(3) Vedení úderu blesku je blízko objektů a silná elektromagnetická pole kolem nich mohou cítit napětí na externím vedení.
(4) Blesk udeří do sousední země a zemní proud je zaveden, když prochází veřejným uzemňovacím systémem.

Kromě simulace úderů blesku normy také simulují rozvodnu a další příležitosti a rušení způsobené spínáním (způsobuje přechodné napětí při spínání), jako například:
(1) Rušení generované během spínání hlavního napájecího systému (jako je spínání skupiny kondenzátorů).
(2) Stejná mřížka je rušení, když menší spínač v blízkosti zařízení bije.
(3) Přepněte na zařízení křišťálové trubice s rezonanční linkou.
(4) Různé systematické poruchy, jako je zkrat a porucha letmého oblouku mezi sítěmi uzemnění zařízení nebo uzemňovacími systémy.

Norma popisuje dva různé generátory tvaru vlny: jeden je tvar vlny, který je indukován údery blesku do elektrického vedení; druhým jsou průběhy, které jsou indukovány na komunikační lince.

Jak funguje přepěťový generátor?
Projekt SG61000-5 generátor přepětí poskytuje společný základ pro hodnocení odolnosti napájecích kabelů a vnitřních konektorů různých zařízení vůči přechodnému rušení s vysokou energií způsobenému přirozenou indukcí blesku a přepínáním zátěže s velkou kapacitou. Plně splňuje IEC 61000-4-5, EN61000-4-5  a  GB / T17626.5 standardy.

Obě vedení patří do vzduchové stojanové linky, ale impedance vedení je odlišná: průběhy generované na elektrickém vedení jsou relativně užší (50uS) a hranice by měla být strmá (1.2US); a indukce na komunikační lince je indukována. Vznik vln je širší, ale čelo by mělo být pomalejší. Později jsme analyzovali především obvod s průběhy vytvářenými údery blesku do elektrického vedení a také krátce představili technologii ochrany před bleskem komunikačního obvodu.

2. Princip funkce simulace obvodu generování impulzů přepětí bleskové vlny

Výše uvedený obrázek ukazuje přepětí generované indukcí bleskového elektrického výboje do rozvodného zařízení. Nebo bleskový proud bleskového proudu procházející obvodem generovaným impulzem proti vysokému napětí generovaným bleskovým proudem přes veřejný zemní odpor.
Energie jednoho pulzu 4KV je 100J

Na obrázku je Cs akumulační kondenzátor energie (asi 10UF, což odpovídá Leiyunově kapacitě); Us je vysokonapěťový napájecí zdroj; Rc je nabíjecí odpor; Rs je doba trvání pulsu pro vytvoření odporu (výbojová křivka tvoří odpor); Rm je odpor přizpůsobující odpor Ls, když proud stoupá a vytváří indukčnost. Test odolnosti proti blesku a třesku má různé požadavky na parametry pro různé produkty. Parametry na obrázku výše mohou být mírně změněny podle požadavků normy produktu.

Požadavky na základní parametry:
(1) Otevřené výstupní napětí: 0.5 ~ 6 kV, rozdělené do 5 úrovní výstupu, poslední úroveň je určena uživatelem a výrobcem;
(2) Zkratový výstupní proud: 0.25 ～ 2KA, pro různé úrovně testů;
(3) Vnitřní odpor: 2 ohmy, dodatečný odpor 10, 12, 40, 42 ohmů, pro další různé úrovně zkoušek;
(4)Polarita výstupu vln: kladná/záporná; když je výstup vlny synchronizován s napájením, fáze je 0 až 360 stupňů;
(5) Frekvence opakování: Alespoň jednou za minutu.

Drsná úroveň testu odolnosti proti blesku je rozdělena do úrovně 5:
Úroveň 1: Dobré ochranné prostředí;
úroveň 2: Existuje určité ochranné prostředí;
úroveň 3: běžné prostředí elektromagnetického obtěžování, zvláštní požadavky na instalaci zařízení, jako je průmyslová pracoviště;
úroveň 4: prostředí, které je silně obtěžováno. Například civilní vzduchové regálové vedení, bezprecedentní vysokonapěťové rozvodny.
Třída X: Je určena uživatelem a výrobcem.

Kondenzátor 18uF na obrázku se může lišit podle drsné úrovně a hodnota výběru může být různá, ale po určité hodnotě to v zásadě nemá velký význam.

Odpor 10 ohmů a kondenzátory 9uF lze vybrat odlišně podle drsné úrovně. Nedává to moc smysl.

Hlavní parametry:
(1) DC průrazné napětí. Tato hodnota je určena hodnotou napětí nízkého náběhu (dv/dt = 100V/s).
(2) Intelektuální (nebo vlnové) průrazné napětí. Představuje dynamickou charakteristiku výbojky a hodnota napětí rychlosti náběhu je hodnota napětí DV/DT = 1KV/us.
(3) Jmenovaný rázový vybíjecí proud. Jmenovitý vybíjecí proud o tvaru vlny 8/20uS (8uS, trvání poloviční špičky 20uS) se obvykle vybije 10krát.
(4) Standardní vybíjecí proud. Prostřednictvím jmenovité platné hodnoty střídavého proudu 50Hz je doba každého výboje 1s a výboj 10násobný.
(5) Maximální spouštěcí proud při jediném nárazu. Pro jeden maximální vybíjecí proud pro proudové vlny 8/20 US.
(6) Častá aktuální hodnota práce. Pro jeden maximální vybíjecí proud pro proudové vlny 8/20uS. Pro střídavý proud 50Hz vydrží platnou hodnotu maximálního proudu 9 po sobě jdoucích týdnů.
(7) Izolační odpor. Pro jeden maximální vybíjecí proud pro proudové vlny 8/20uS. Pro střídavý proud 50Hz vydrží platnou hodnotu maximálního proudu 9 po sobě jdoucích týdnů.
(8) Kapacita. Kapacita mezi výbojovou trubicí je obecně mezi 2 a 10 pF, což je nejmenší ze všech zařízení pohlcujících přechodné rušení.

Příklad obvodu pro potlačení ultravysokého napětí
Příklad 1

Výše uvedený obrázek je schéma elektrického principu, které může odolat silnějšímu pulznímu napětí vylévajícímu blesk. Na obrázku: G1 a G2 jsou plynové výtlačné trubky, které se používají hlavně k potlačení vysokonapěťového komodulového pulzu lití. Má schopnost potlačit; VR je tlakově citlivý odpor, který se používá hlavně k potlačení vysokonapěťového diferenciálního modulárního vlnového pulzu. Po potlačení G1, G2 a VR se výrazně sníží amplituda a energie komodálních a diferenciálních vln.

Průrazné napětí G1 a G2 lze zvolit 1000Vp ~ 3000Vp. Napětí VR je obecně 1.7 násobek maximální hodnoty napětí průmyslové frekvence.
Po průrazu G1, G2 bude generován následný proud. Nezapomeňte přidat pojistku, abyste zabránili zkratu následného proudu.

Příklad 2

Byly přidány dva napěťově citlivé odpory VR1, VR2 a výbojka G3. Hlavním účelem je posílit potlačení napětí kovaruance. Kvůli svodovému proudu napěťového odporu jsou obecné elektronické výrobky přísné na svodový proud (menší než svodový proud (méně než 0.7 mAp), takže k obrázku je přidána výbojová trubka G3, díky čemuž je svodový proud proudového obvodu rovný 0. Průrazné napětí G3 je mnohem menší než průrazné napětí G1 a G2. Poté, co G3 izoluje svod, průrazné napětí napěťového odporu VR1 nebo VR2 může být odpovídajícím způsobem zvoleno jako nízké a způsobit silný inhibiční účinek.

Připojení různých zařízení na ochranu před bleskem
Pořadí instalace zařízení na ochranu před bleskem nemůže být chybné. Výbojová trubice musí být v popředí, následovaná vlnami pro potlačení odporu induktoru a tlakově citlivého odporu (nebo výbojky) a poté polovodičovými hradly TVS nebo X kondenzátory a Y kondenzátory.

Projekt SG61000-5 plně automatické generátor přepětí (nazývaný také test odolnosti proti bleskovému rázu, generátor kombinovaných vln, generátor rázového proudu / generátor rázového napětí, kombinovaný generátor rázového napětí a proudu). 

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:SG61000-5