Анализ защиты генератора грозовых перенапряжений

1. Стандарты испытаний электронного оборудования на грозовые разряды.
Национальный стандарт волн молний для электронного оборудования — GB/T17626.5 (эквивалентен международному стандарту IEC61000-4-5). Стандарт в основном предназначен для моделирования различных ситуаций, вызванных непрямыми ударами молнии:
(1) Молния ударяет по средней и внешней линиям, и большой ток течет во внешнюю линию или сопротивление заземления, что вызывает помехи.
(2) Косвенные удары молнии (такие как удары света между облаками или в облаках) ощущают напряжение и ток во внешней линии.
(3) Линии удара молнии находятся близко к объектам, и мощные электромагнитные поля, установившиеся вокруг них, могут ощущать напряжение на внешней линии.
(4) Молния ударяет в соседнюю землю, и ток заземления возникает, когда он проходит через общественную систему заземления.

В дополнение к моделированию ударов молнии стандарты также моделируют подстанцию ​​и другие случаи, а также помехи, возникающие в результате действия переключения (вызывающие переходные процессы напряжения при переключении), такие как:
(1) Помехи, возникающие при переключении основной энергосистемы (например, при переключении группы конденсаторов).
(2) Та же сетка является помехой, когда бьется меньший переключатель возле устройства.
(3) Переключитесь на оборудование кварцевой трубки с резонансной линией.
(4) Различные систематические неисправности, такие как короткое замыкание и отказ летящей дуги между сетями заземления оборудования или системами заземления.

Стандарт описывает два различных генератора сигналов: один — это сигнал, индуцируемый ударами молнии в линии электропередач; другой - формы сигналов, которые индуцируются в линии связи.

Как работает импульсный генератор?
Ассоциация SG61000-5 импульсный генератор обеспечивает общую основу для оценки устойчивости шнуров питания и внутренних разъемов различного оборудования к переходным помехам высокой энергии, вызванным естественной индукцией грозовых перенапряжений и переключением нагрузки большой емкости. Он полностью соответствует IEC 61000-4-5, EN61000-4-5 и GB / T17626.5 стандарты.

Обе линии относятся к линии воздушной стойки, но импеданс линий разный: формы волны, генерируемые на линии электропередач, относительно уже (50 мкСм), а граница должна быть крутой (1.2 мкСм); и наводится индукция на линии связи. Выход волн шире, но передний фронт должен быть медленнее. Позже мы в основном проанализируем схему с формами сигналов, возникающими при ударе молнии по линии электропередач, а также кратко представим технологию молниезащиты цепи связи.

2. Принцип работы имитации схемы генерации импульса перенапряжения молнии.

На приведенном выше рисунке показано перенапряжение, возникающее в результате индуцирования удара молнии электрическим током в распределительном оборудовании. Или ток молнии от тока молнии, прошедшего через цепь импульса защиты от высокого напряжения, генерируемую током молнии через общественное сопротивление заземления.
Энергия одиночного импульса 4кВ составляет 100Дж.

На рисунке Cs представляет собой конденсатор для накопления энергии (около 10 мкФ, что эквивалентно емкости Leiyun); Us — высоковольтный источник питания; Rc — зарядный резистор; Rs – длительность импульса формирования сопротивления (разрядная кривая формирования сопротивления); Rm — это сопротивление, соответствующее сопротивлению Ls по мере того, как ток возрастает, образуя индуктивность. Испытание на устойчивость к молниям и ударам имеет разные требования к параметрам для разных продуктов. Параметры на рисунке выше могут быть немного изменены в соответствии с требованиями стандарта продукта.

Требования к основным параметрам:
(1) Открытое выходное напряжение: 0.5 ~ 6 кВ, разделенное на 5 выходных уровней, последний уровень определяется пользователем и производителем;
(2) Выходной ток короткого замыкания: 0.25 ～ 2 кА, для разных уровней испытаний;
(3) Внутреннее сопротивление: 2 Ом, дополнительное сопротивление 10, 12, 40, 42 Ом, для других уровней испытаний;
(4) Выходная полярность волны: положительная/отрицательная; когда выход волны синхронизирован с источником питания, фаза составляет от 0 до 360 градусов;
(5) Частота повторения: не реже одного раза в минуту.

Суровый уровень теста на сопротивление удару молнии делится на уровень 5:
Уровень 1: Хорошая защитная среда;
уровень 2: существует определенная среда защиты;
уровень 3: обычная среда с электромагнитными помехами, особые требования к установке оборудования, например, промышленное рабочее место;
уровень 4: окружение, которое подвергается сильному преследованию. Например, гражданские воздушные эстакады, беспрецедентные высоковольтные подстанции.
Класс X: определяется пользователем и производителем.

Конденсатор 18 мкФ на рисунке может быть разным в зависимости от резкого уровня, и значение выбора может быть разным, но после определенного значения это в основном не имеет большого значения.

Сопротивление 10 Ом и конденсаторы 9 мкФ могут быть выбраны по-разному в зависимости от жесткого уровня. Это не имеет особого смысла.

Основные параметры:
(1) Напряжение пробоя постоянного тока. Это значение определяется значением напряжения малой скорости нарастания (dv/dt = 100В/с).
(2) Интеллектуальное (или волновое) напряжение пробоя. Он представляет собой динамические характеристики газоразрядной трубки, а значение напряжения скорости нарастания равно значению напряжения DV/DT = 1 кВ/мкс.
(3) Ударный разрядный ток. Номинальный разрядный ток формы волны 8/20 мкс (8 мкс, продолжительность полупика 20 мкс) обычно разряжается 10 раз.
(4) Стандартный разрядный ток. При номинальном действительном значении переменного тока 50 Гц время каждого разряда составляет 1 с, а разряд - 10 раз.
(5) Максимальный ток одиночного удара. Для одного максимального разрядного тока для 8/20 волн тока US.
(6) Частая текущая стоимость работы. Для одного максимального тока разряда для волн тока 8/20 мкс. Для питания переменного тока частотой 50 Гц он может выдерживать действительное значение максимального тока в течение 9 недель подряд.
(7) Сопротивление изоляции. Для одного максимального тока разряда для волн тока 8/20 мкс. Для питания переменного тока частотой 50 Гц он может выдерживать действительное значение максимального тока в течение 9 недель подряд.
(8) Вместимость. Емкость между газоразрядной трубкой обычно составляет от 2 до 10 пФ, что является наименьшим из всех устройств, поглощающих переходные помехи.

Пример схемы подавления сверхвысоковолнового напряжения
Пример 1

На приведенном выше рисунке показана принципиальная электрическая схема, которая может противостоять более сильному импульсному напряжению разряда молнии. На рисунке: G1 и G2 - газоразрядные трубы, которые в основном используются для подавления высоковольтного сомодульного импульса заливки. Обладает способностью подавлять; VR - это чувствительное к давлению сопротивление, которое в основном используется для подавления высоковольтного дифференциального модульного волнового импульса. После подавления G1, G2 и VR значительно снижаются амплитуда и энергия сомодовых и дифференциальных волн.

Напряжение пробоя G1 и G2 может быть выбрано в пределах 1000Vp ~ 3000Vp. Напряжение VR обычно в 1.7 раза превышает максимальное значение напряжения промышленной частоты.
После пробоя G1, G2 будет генерироваться следящий ток. Обязательно добавьте предохранитель, чтобы предотвратить короткое замыкание последующего тока.

Пример 2

Добавлены два вольточувствительных сопротивления VR1, VR2 и разрядная трубка G3. Основная цель состоит в том, чтобы усилить подавление напряжения коварюантности. Из-за тока утечки сопротивления напряжения, обычные электронные продукты строго относятся к току утечки (меньше, чем ток утечки (менее 0.7 мА), поэтому на изображение добавлена ​​выпускная труба G3, что делает ток утечки цепи тока равен 0. Напряжение пробоя G3 намного меньше, чем напряжение пробоя G1 и G2.После того, как G3 изолирует утечку, напряжение пробоя сопротивления напряжения VR1 или VR2 может быть выбрано как низкое соответственно и вызвать сильный ингибирующий эффект.

Подключение различных устройств молниезащиты
Последовательность установки устройств молниезащиты не может быть нарушена. Разрядная трубка должна быть на переднем крае, за ней следуют волны для торможения индуктора и чувствительного к давлению сопротивления (или разрядной трубки), а затем полупроводниковые затворы TVS или конденсаторы X и конденсаторы Y.

Ассоциация SG61000-5 полностью автоматический импульсный генератор (также называется тестом на устойчивость к грозовым перенапряжениям, комбинированным генератором волн, генератором импульсного тока / генератором импульсного напряжения, комбинированным генератором импульсного напряжения и генератором тока). 

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:SG61000-5