Bir varistör ve bir kapasitör arasındaki fark nedir? Varistör - bu nedir? Varistörler: çalışma prensibi, çeşitleri ve uygulamaları

Elektronik ekipmanla karşılaşan herkes, çoğu elektronik bileşenin adının "stor" ile bittiğini fark etmiş olmalıdır. Direnç, transistör, tristör, stabistör.

Elektronik devrelerin başka bir bileşenini düşünün. Varistör olarak adlandırılır ve uygulanan voltaj miktarına bağlı olarak direnci değişen bir dirençtir.

Varistör (Değişken Direnç), değişken direnç olarak çevrilir. Ve varistör devre şemalarında bu şekilde gösterilir.

Eğik çizginin yanındaki İngilizce U harfi, elektronik bileşenin direncinin voltaja bağlı olduğunu gösterir. Diyagramlarda, varistör genellikle iki harfle işaretlenmiştir. TR , ve onlardan sonra devreye varistörün seri numarasını (1, 2, 3...) koyun.

Bir varistör, presleme yoluyla silisyum karbür (SiC) veya çinko oksit (ZnO) tozundan yapılan yarı iletken bir cihazdır. Varistör simetrik ve lineer olmayan bir akım-voltaj karakteristiğine sahiptir, bu nedenle DC ve AC devrelerinde kullanılabilir. Varistörler, elektrik devreleri için son derece kullanışlı bir kaliteye sahiptir. Voltaj belirli bir eşiği aştığında dirençlerini önemli ölçüde değiştirebilirler.

Bir elektronik cihazı devre dışı bırakabilecek bir voltaj darbesi durumunda, varistör direncini neredeyse anında yüzlerce MΩ'dan onlarca ohm'a değiştirir, yani güç devresini kısa devre yapar, bu nedenle varistörün önünde Her zaman geleneksel bir sigorta takılıdır.

Daha önce, bu tür koruyucu amaçlar için gazlı arestörler kurulmuştu, ancak hızları ve güvenilirlikleri varistörlerin parametreleriyle karşılaştırılamaz. Örneğin, kurşunsuz ve doğrudan bir baskılı devre kartına lehimlenmiş bir disk varistörü, birkaç nanosaniyeden fazla olmayan bir tepki süresine sahiptir.

Varistör besleme devresine paralel olarak bağlanır. Tehlikeli voltaj darbelerinin yokluğunda, içinden geçen akım küçüktür ve varistör, esasen bir dielektrik olduğu için devrenin çalışmasını etkilemez.

Aşırı gerilim darbesi meydana gelirse, varistör, özelliğin doğrusal olmaması nedeniyle direncini neredeyse sıfıra düşürür. Yük şöntlenir ve emilen enerji ısı olarak dağılır. Varistör atalete sahip değildir, bu nedenle nabzın “kesilmesinden” sonra anında tekrar çok büyük bir direnç kazanır.

Aşırı gerilim darbesi çok büyük ve güçlüyse, varistör arızalanır. Bazen vücudu çatlar, hatta birkaç parçaya bölünür.

Yüksek voltajlı bir darbe aldığı ve devrenin hızlı bir şekilde kesilmesine katkıda bulunduğu için, bir elektrik kesintisi durumunda varistörün çok yardımcı olduğu görülür. Bu durumda, devrenin ana kısmı bozulmadan kalır. Fotoğrafta, 220V şebekedeki bir güç dalgalanmasından sonra arızalanan projektörden gelen güç kaynağı.

Sigortayı değiştirdikten sonra projektör tamamen eski haline geldi. Sigortanın ve varistörün kendisinin değiştirilmesi dışında hiçbir karmaşık onarım gerekli değildi. Bu, küçük bir ayrıntının pahalı bir cihazı nasıl kurtarabileceğidir.

Varistör parametreleri.

Varistörlerin ana parametreleri:

Varistörün sınıflandırma gerilimi (Varistor Gerilimi). Bu, varistörden 1 mA'lık bir akımın geçtiği voltajdır. Bu parametre çalışmıyor ve oldukça şartlı. Bir varistör seçerken, daha sonra tartışılacak olan parametrelere dikkat etmelisiniz;

İzin Verilen Maksimum Voltaj (ACrms). Varistörler için AC voltajın (rms) rms değeri belirtilir. Bu, varistörün "tetiklediği" ve koruyucu işlevlerini yerine getirerek akımı kendi içinden geçirmeye başladığı alternatif voltajın değeridir;

İzin Verilen Maksimum Gerilim (DC). İzin verilen maksimum alternatif voltajla aynı, ancak doğru akım için. Kural olarak, bu parametrenin değeri alternatif akımdan daha büyüktür. Ayrıca volt (V) cinsinden belirtilir;

Maksimum Sıkma Gerilimi. Bu, varistörün hasar görmeden dayanabileceği maksimum voltajdır. Kural olarak, varistörden akan akımın belirli bir değeri için pazarlık yapılır. Limit voltajı aşılırsa varistör arızalanır. Bu durumda varistör kasası ikiye bölünür hatta parçalanır.

Joule (J) cinsinden maksimum emilen enerji. Bu, varistörün kendisini yok etme tehdidi olmaksızın ısı şeklinde yayabileceği maksimum darbe enerjisinin değeridir;

Çalışma süresi - izin verilen maksimum voltaj aşıldığında varistörün yüksek direnç durumundan düşük direnç durumuna geçtiği süre. Yaygın olarak kullanılan varistörler için bu değer birkaç on nanosaniyedir (ns). Örneğin, 25 ns.

İzin verilen sapma (Vistör Voltaj Toleransı) - varistörün yeterlilik voltajının izin verilen sapması. Yüzde -% olarak belirtilir. ±%5, ±%10, ±%20 vb. olabilir. İthal varistörlerin işaretlenmesinde, varistörün işaretlenmesinde tolerans değeri bir harf ile şifrelenir. Örneğin, Joyin varistörleri için aşağıdaki atama kabul edilir: K - ± %10, L - ± %15, M - ± %20, P - ± %25. Böylece, JVR-07N391 tipi bir varistör için K – sapma ±%10'dan fazla değil.

Elektronik devreler için varistör seçerken, belirli bir varistörün referans sayfasına (veri sayfası) başvurmak daha iyidir. Bu daha makul bir çözüm olacaktır, çünkü koruyucu elemanın parametrelerini yargılamanın oldukça zor olduğu ithal varistörler durumunda sadece yeterlilik voltajının değeri uygulanır.

Varistörlerin kullanımı.

Geleneksel 220 voltluk bir ağ için, 275 - 420 voltluk bir yanıt voltajıyla koruyucu varistörler kurulur. İşte iyi korunan bir ağ filtresi örneği.

Bu hat filtresi üç varistör tarafından korunmaktadır. Yani, darbenin nüfuzu, yalnızca faz devresi boyunca değil, aynı zamanda sıfır devresi boyunca da güvenilir bir şekilde engellenir. Varistör RU1, faz ve nötr iletken arasında durur. Temel koruma sağlar. Diğer iki RU2 ve RU3, faz ile toprak arasında ve nötr ile toprak arasında bağlanır. Çoğu zaman, tüm elektronik ev aletlerinin tüm sokaktaki tüm kullanıcılar için arızalı olduğu bir durum vardır. Binlerce kişinin mahkemeye ifade yazacağını bilemediği bu tür davalarla ilgili TV şovları bile vardı.

Ve mesele şu ki, örneğin bir sokak veya bir mikro bölge sağlayan güç kaynağı hattında, faz ve sıfır yerine bir faz her iki kablodan da geçti. Bu, korunmasız ev aletleri için neredeyse kesin bir ölümdür. Yani, N ve PE telleri arasında, her şey yolundaysa, voltaj olmamalıdır. N kablosunda bir fazın görünmesi durumunda, varistör RU2 korumalı üniteyi güvenli bir şekilde atlayacaktır. Bu, tüketici elektroniği güç devrelerinde varistör kullanımına bir örnektir.

Minyatür çok katmanlı varistörler uzun süredir cep telefonu devrelerinde kullanılmaktadır ve onları statik elektrikten korur. Varistörler, bilgisayar konektörlerini ve mikroişlemci çıkışlarını aynı statikten güvenilir şekilde korumak için de kullanılır. Varistörler, otomotiv elektroniği ve telekomünikasyon ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Güç kaynaklarının giriş devrelerinde varistörler bulunabilir. İşte yedekli bir güç kaynağı kartındaki 391KD14 varistörün fotoğrafı.

Ve burada, güç kaynağını 220V şebekedeki voltaj dalgalanmalarından korumak için FNR-14K391 varistörü Granit güvenlik cihazının devresine monte edilmiştir.

Floresan lambalar için elektronik balast kartlarında da bir varistör bulabilirsiniz. Fotoğraf, dört lineer flüoresan lamba için elektronik balast devresine monte edilmiş bir MYG-10K471 varistörünü göstermektedir. Tahtada RU olarak belirtilir.

Tüketici elektroniğinin korunması için varistörler genellikle iki terminalli bir disk şeklinde bulunur. Disk çapı ne kadar büyük olursa, varistörü o kadar güçlü voltaj darbesi söndürebilir. Bir varistörün "bastırabileceği" darbe gücü veya enerjisi genellikle joule (J) cinsinden ölçülür.

Burada, örneğin, birkaç varistör var. Varistör çapının milimetre cinsinden değeri, kural olarak, varistörün kendisinin işaretine girilir, örneğin, JVR- 07 N391K (çap - 7 mm.).

Fotoğrafta gösterilen en büyük varistör tipi MYG-14K391'in çapı 14 mm'dir. (~ 70 J), biraz daha küçük bir varistör MYG-10K471 - 10 mm. (~45 J) ve küçük JVR-07N391K - 7 mm. (~30 J).

Joule (J) cinsinden absorpsiyon enerjisinin değeri parantez içinde verilmiştir. Gördüğünüz gibi, en büyük çapı 14 mm olan bir varistör. 70 jul tehlikeli bir darbenin enerjisini söndürebilirken, en küçük varistör 7 mm çapındadır. sadece 30 jul söndürebilir. Böylece, varistör çapının boyutuna göre, maksimum absorpsiyon enerjisi dolaylı olarak yargılanabilir. Elektronik devrelerde yüksek absorpsiyon enerjisi için tasarlanmış varistörlerin kurulmasının tercih edildiği açıktır. Devreye paralel bağlanmış iki özdeş varistörün de takılması önerilir.

SMD montajı için varistörler de vardır. Görünüşte SMD diyotlarına benzerler ve bu nedenle onları ayırt etmek oldukça zordur.

Yerli üretim varistörleri arasında CH2-1A, CH1-2-1, VR-4V, vb. Markalı ürünler bulunur.

Elbette varistörlerin dezavantajları vardır, ancak gaz deşarj cihazlarıyla karşılaştırıldığında çok önemli değildirler. Her şeyden önce, varistörler düşük frekanslarda oldukça büyük gürültüye sahiptir ve ayrıca parametrelerini zamana ve sıcaklığa göre değiştirir.

Koruyucu bileşenler arasında varistöre ek olarak başka bir elektronik bileşen - baskılayıcı olduğunu belirtmekte fayda var. Bu sözde koruyucu diyot veya geçiştir. İşlevleri açısından (ancak cihaz değil!) Bir varistöre biraz benzer, ancak yüksek bir hıza sahiptir ve kural olarak düşük voltajlı devrelerde kullanılır.

Ev eşyalarını korumak için kullanılan düşük güçlü varistörlere ek olarak endüstri, yüksek gerilim ve akımlar için çok güçlü varistörler üretmektedir. Trafo merkezlerinde kullanılırlar ve her zaman yıldırımdan korunma sistemlerine dahildirler.

Varistörleri kendi kendine yapılan yapılara kurarken, bazen kritik koşullar oluştuğunda varistörlerin "patlayabileceği" ve kurulumu ve diğer elektronik bileşenleri böyle bir "patlamanın" sonuçlarından korumak için akılda tutulmalıdır. koruyucu ekranlara yerleştirmeye çalışın. Silisyum karbür ve çinko oksit varistörlerini karşılaştırırsak, uzmanlara göre ikincisi tercih edilir.

Tregubov S.V., Doktora
Panteleev V.A., Ph.D.
Frese O.G.
http://komi.com/progress/product/varistor/manual/

Tanıtım

Her elektrik tesisatı, anma gerilimine karşılık gelen yalıtıma sahiptir. Tesisata uygulanan işletme gerilimi, anma geriliminden farklı olabilir, ancak güvenilir işletme ancak en yüksek işletme gerilimlerinin değerlerinin üzerine çıkmadığı takdirde sağlanır. Genellikle elektrikli ekipmanın arızalanmasının nedeni voltaj darbelerinin varlığıdır. Bir voltaj darbesi, bir elektrik şebekesindeki bir noktada voltajda meydana gelen ani bir değişiklik ve ardından birkaç milisaniyeye kadar bir süre boyunca voltajın orijinal seviyesine veya yakın seviyesine geri dönmesidir. Elektrik şebekelerinde ortaya çıkan voltaj darbeleri, anahtarlama ve yıldırım olarak ikiye ayrılır.

Anahtarlama voltajı darbelerinin enerji kaynağı, sistemin reaktif (endüktif ve kapasitif) elemanlarında depolanan ve normal ve acil anahtarlama sırasında geçici modlarda darbelerin ortaya çıkmasına neden olan enerjidir. Darbe anahtarlama voltajlarının değerleri, elektrik sisteminin parametrelerine, anahtarlama cihazlarının özelliklerine ve ayrıca anahtarlama anındaki akımın fazına bağlıdır.

Yıldırım dalgalanmaları, bir elektrik tesisatının içine veya yakınına yıldırım düşmesinden kaynaklanır.

ABD verilerine göre, ev ağlarında bile anahtarlama darbelerinin voltaj değerleri 20 kV'a ulaşabilir. Yaklaşık olarak aynı veriler Japon, Fransız ve diğer araştırmacılar tarafından verilmektedir. 0,4 kV şebekelerde endüstriyel elektrikli ekipmanın çalışması üzerine tarafımızca yürütülen çalışmalar, örneğin, güç motorları için şiddetli anahtarlama koşulları altında, anahtarlama darbelerinin voltaj değerinin 70 kV'u geçebileceğini belirtmemize izin verir. Elektrikli ekipman üzerindeki böyle bir etkinin sonuçları hakkında konuşmaya gerek yok. Çoğu durumda elektrikli makinelerin çalışmasının zor koşullarda (kirlilik, nem yalıtımı, ünitelerin sık sık çalıştırılması ve durdurulması) gerçekleştirilmesi gerçeği nedeniyle durum genellikle karmaşıktır, bu da elektrikli ekipmanın yalıtımını hızlandırılmış olması nedeniyle özellikle savunmasız hale getirir. aşınma ve elektrik gücünde azalma.

Valf tutucular, RC devreleri, LC filtreleri vb., ekipmanı aşırı gerilimlerden korumak için farklı ülkelerde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda, varistör adı verilen doğrusal olmayan yarı iletken dirençlerin kullanımı, dünya çapında herhangi bir tür aşırı gerilime karşı en etkili (ve ucuz) koruma aracı olarak kabul edilmiştir. Varistörün ayırt edici bir özelliği, simetrik ve belirgin bir doğrusal olmayan akım-voltaj özelliğidir (CVC - bkz. Şekil 1). Bu nedenle, varistörler, çeşitli cihazları darbe gerilimlerinden koruma problemlerini basit ve etkili bir şekilde çözmenize izin verir. Varistörün temel prensibi çok basittir. Varistör, korunan ekipmana paralel olarak bağlanır, yani. normal çalışma sırasında, korunan cihazın çalışma voltajının etkisi altındadır. Çalışma modunda (darbe voltajlarının yokluğunda), varistörden geçen akım ihmal edilebilir ve bu nedenle bu koşullar altında varistör bir yalıtkandır.

Şekil.1 Bir varistörün tipik akım-voltaj özelliği

Bir voltaj darbesi meydana geldiğinde, varistör, karakteristiğinin doğrusal olmaması nedeniyle, direncini bir ohm'un kesirlerine karşı keskin bir şekilde azaltır ve yükü şant eder, korur ve emilen enerjiyi ısı şeklinde dağıtır. Bu durumda, kısa bir süre için varistörden bir akım akabilir ve birkaç bin ampere ulaşabilir. Varistör pratik olarak ataletsiz olduğundan, voltaj darbesi söndükten sonra tekrar çok büyük bir direnç kazanır. Bu nedenle, bir varistörün elektrikli ekipmana paralel olarak dahil edilmesi, normal koşullar altında çalışmasını etkilemez, ancak zayıflamış yalıtımın bile güvenliğini tamamen sağlayan tehlikeli voltaj darbelerini “keser” (bkz. Şekil 2).

En yaygın olarak kullanılan varistörler çinko oksit bazlı varistörlerdir; bu, ilk olarak, imalatlarının göreceli basitliğinden ve ikinci olarak, çinko oksidin yüksek enerjili voltaj darbelerini absorbe etme kabiliyetinden kaynaklanmaktadır. Varistörler, varistörlerin preslenmesi (çoğunlukla bir disk veya rondela şeklinde), bunları ateşleme, elektrotlar uygulama, lehimleme uçları ve elektriksel olarak yalıtkan ve neme dayanıklı kaplamaların uygulanmasını içeren olağan "seramik" teknolojisine göre üretilir. Bu teknoloji bazı durumlarda üreticilerin bireysel siparişler için varistörler üretmesine izin verir.

Şekil.2 Ağda geçiş yaparken yük gerilimi 0,4 kV

Genel konseptler

Bir varistörün işlevselliğini belirleyen en önemli özelliği akım-voltaj özelliğidir. Özelliği, varistörün çalışma noktasının bulunduğu düşük akımlar bölümünün (koşullu olarak sıfırdan birkaç miliampere kadar) ve bazı durumlarda yüksek akımların (bin amper'e kadar) bir bölümünün varlığıdır. tünel. Tünel bölümü, büyük ölçüde koruyucu özellikleri ve özellikle sınırlayıcı voltajı, yani. bir varistör tarafından şöntlendiğinde, korunan elektrikli ekipmana etki eden maksimum voltaj. Düşük akımlar bölgesinde, I–V karakteristiği, denklemle tatmin edici bir şekilde tanımlanır.

(1) nerede I - akım, A, U - voltaj, V, V - biraz sabit, ? doğrusal olmama katsayısıdır.

Çinko oksit bazlı varistörler için doğrusal olmama katsayısı genellikle 20-60 birimdir. Doğrusal olmama katsayısı, I-V karakteristiğinin eğimini karakterize eder ve varistörün belirli bir noktada statik ve diferansiyel dirençlerinin oranı ile belirlenir.

(2)

Deneysel olarak, doğrusal olmama katsayısı formülden tahmin edilebilir.

(3)

Çoğu zaman, doğrusal olmama katsayısı 1 mA ve 10 mA akımda belirlenirken, formül (3) formu alır.

(4)

Varistörün özelliklerinden biri, sınıflandırma voltajıdır (Ucl) - bu, belirli bir akımdaki voltajdır. Kural olarak, varistör üreticileri, sınıflandırma gerilimi olarak 1mA'lık bir akımda varistör üzerindeki gerilimi belirtir.

Bazı durumlarda, varistör koruma faktörü belirtilir - bu, varistördeki 100A akımındaki voltajın 1mA akımındaki voltaja (yani sınıflandırma voltajına) oranıdır. Çinko oksit bazlı varistörler için bu katsayı 1,4 - 1,6 aralığındadır ve varistörün aşırı gerilim darbelerini sınırlama yeteneğini karakterize eder. Başka bir deyişle, voltajda 1,4-1,6 kat artış ile akım 100.000 kat (!) artar.

Bir varistörün önemli bir özelliği, izin verilen güç kaybıdır - emilen elektrik enerjisini ısı şeklinde dağıtma yeteneğini karakterize eder. Bu gösterge esas olarak varistörün geometrik boyutları ve kabloların tasarımı ile belirlenir. Güç tüketimini artırmak için, genellikle bir tür radyatör rolü oynayan büyük sonuçlar kullanılır.

Varistörler, belirli bir şekilde uygulanan voltaja bağlı olan yeterince büyük bir kapasitansa sahiptir. Şekil 3, bir varistörün tipik kapasitans-voltaj özelliklerini göstermektedir. Şekilden görülebileceği gibi, varistörün çalışma modunda (voltaj darbesi olmadığında) belirli bir kapasitansı vardır ve bir voltaj darbesine maruz kaldığında varistör kapasitansı neredeyse sıfırdır.

Şekil.3 Varistörlerin Volt-farad özellikleri

Üreticiler, teknik özelliklerde yüksek akımların olduğu bölgedeki varistör üzerindeki voltaj hakkında bilgi sağlar. Bazen bu voltaja kalan voltaj denir. Bu durumda, varistör üzerinde bu ölçümlerin yapıldığı akım darbesinin süresi (şekli) ve genliği belirtilmelidir. Çeşitli darbe akımı genliklerinde kalan voltaj, özel darbe kurulumlarında ölçülebilir.

Bir yıldırım boşalmasında varistörlerin kullanımını hesaplamak için, bazen standart bir yıldırım darbesine maruz kaldığında varistör üzerindeki voltaj hakkında bilgi verilir. Şek. Şekil 4, genellikle 8/20 µs darbe olarak adlandırılan bu darbenin şeklini göstermektedir.

Şekil 4 Test darbesi şekli 8/20 µs

Bazı durumlarda, varistör koruma faktörü belirtilir - bu, varistördeki 100 A akımdaki voltajın 1 mA akımındaki voltaja (yani sınıflandırma voltajına) oranıdır. Çinko oksit bazlı varistörler için bu katsayı 1.4-1.6 aralığındadır ve varistörün voltaj darbelerini sınırlama yeteneğini karakterize eder. 100 A'lik bir akım genliği ile, kalan voltaj, sınıflandırma voltajının (nominal veya gerçek değer) koruma faktörü ile çarpılmasıyla hesaplanabilir. Bu nedenle, örneğin, 430 V sınıflandırma voltajına ve 100 A akım darbesi ile 1,4 - 1,6 koruma faktörüne sahip bir varistör, darbe voltajını 602 - 688 V seviyesinde sınırlayacaktır.

Rusya'da, küçük boyutlu varistörlerin en seri üretimi Ukhta "Progress" fabrikasında düzenleniyor |3,4,5|. Varistörler, 10 mm kalınlığa kadar (sınıflandırma voltajına bağlı olarak) diskler şeklinde yapılır. CH2-1 ve VR-1 varistörleri 0,8 mm çapında tek yönlü kablo uçlarına sahiptir ("c" seçeneğinin CH2-1 varistörleri 0,6 mm çapında uçlara sahiptir). CH2-2 seçeneği "A", M5 dişli şok terminallerine sahiptir, "B" seçeneği M5 dişli saplamalara dönüşen büyük çıkışlara sahiptir, "G" seçeneği M5 dişli büyük disk çıkışlarına ve "C" ve "D seçeneklerine sahiptir. » Gümüş kaplı temas yüzeylerine sahiptir. Tüm varistörler için sınıflandırma akımı 1 mA'dır, voltajın sıcaklık katsayısı santigrat derece başına %0.05'ten fazla negatif değildir.

Darbe gerilimlerinin olası nedenleri

Darbe voltajları şartlı olarak dahili ve harici olarak ayrılabilir. Kural olarak, dahili darbe voltajları, reaktif (kapasitif, endüktif) yükleri değiştirirken, arıza sırasında vb. Ortaya çıkar. En büyük tehdit, endüktif yük bağlantısı kesildiğinde meydana gelen voltaj darbeleridir. Bu durumlarda, bir varistörün optimal seçimi zor değildir - sadece voltaj darbelerinin şeklini ve süresini hesaplamak (veya deneysel olarak belirlemek) gereklidir. En kötü durumda, durumlar simüle edilebilir ve varistör korumasının etkinliği test edilebilir.

Harici darbe gerilimleri, kaynakları varistör tarafından korunan sistem dışında olanlardır. Bu gibi durumların bazı nedenleri:

• yüksek voltaj kaynakları ile galvanik etkileşim;
• ağlarda anahtarlama (gerilimin tamamen açılması/kapatılması, dengeleyici kapasitör ünitelerinin açılması ve kapatılması vb.);
• yıldırım deşarjları (20 km'ye kadar mesafede hasara neden olabilir);
• endüktansın etkisi (nötr kısa devre olduğunda, özellikle uzun kablo bağlantılarına sahip ağlarda kendini gösterir).

Harici darbe gerilimlerinin nedenlerini belirlemek ve sistematize etmek neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, 220 V ev hatları için "Siemens" şirketi, aşağıdaki harici darbe voltaj değerlerini almanızı önerir (ancak yalnızca gösterge niteliğinde ve yıldırım deşarjlarını hesaba katmadan):

• genlik - 6 kV'a kadar;
• frekans - 0.05-5 MHz;
• süre - 0.1-100 μs.

Çeşitli anma gerilimlerine sahip ağlarda yıldırım ve anahtarlama gerilimi darbelerinin parametrelerinin yaklaşık değerleri de verilmiştir.

Varistör çalışma modu

Yüksek doğrusal olmama özelliğinden dolayı varistörün çalışma modunun hesaplanması basit bir iş değildir. Bu hesaplamanın amacı, varistör sınıflandırma geriliminin değerinin optimal seçimidir. Bu durumda en önemli parametre, minimum olması ve varistörün aşırı ısınmasına yol açmaması gereken çalışma akımıdır. Öte yandan, varistörün çalışma akımı çok düşükse, bir voltaj darbesi oluştuğunda varistörün sınırladığı voltaj artar ve varistör aslında ana işlevini yerine getirmez.

Yaklaşık hesaplamalar için çalışma DC voltajının 0,85 Ucl'yi geçmemesi önerilir. ve buna göre, alternatif akımda, çalışma voltajının etkin değeri 0,6 Ucl'yi geçmedi. Ne yazık ki, sorunu çözmek için bu kadar basit bir yaklaşım pratikte pek işe yaramaz.

CH2-1, CH2-2 tipi varistörlerin teknik özellikleri, doğrudan veya alternatif maksimum çalışma akımının 0,1 mA'yı geçmemesi gerektiğini belirtir. Açıktır ki, içinden bir doğru akım geçtiğinde varistör üzerinde salınan termal güç, aynı genlikteki alternatif bir akımın aktığı zamandan önemli ölçüde daha büyük olacaktır. Şekil 5, sinüzoidal bir voltajda varistör akımı dalga biçimini gösterir.

Şekil 5 Sinüzoidal voltajda varistör akımı dalga formu

Varistörlerin seçim ve kurulum yöntemi

Varistörler, korunan elektrikli ekipmana paralel olarak kurulur. Üç fazlı bir yük durumunda, bir "yıldız" ile bağlandığında, faz ile toprak arasındaki her faza ve yük bir "delta" ile bağlandığında - fazlar arasına dahil edilirler. Varistör takmak için en çok tercih edilen yer, korunan yükün yanındaki anahtarlama cihazından hemen sonradır. PROGRESS tesisi, çok uygun bir üç fazlı aşırı gerilim sınırlayıcı "Impulse-1" üretir; bu, varistörleri bir elektrik panosuna sabitlemek için bir cihaz olup, gövdeye yerleştirilmiş armatürler - uçlarla donatılmış üç varistör için tutucular içerir. Bu cihaz, "yıldız" ve "delta" olarak bağlanan üç fazlı bir yük için koruma şemalarını kolayca uygulamanıza ve ayrıca tek fazlı bir ağ tarafından desteklenen üç adede kadar bağımsız elektrik tesisatını korumanıza olanak tanır.

Kullanılan varistör tipinin seçimi ve sınıflandırma voltajının belirlenmesi, varistörün çalışmasının iki modda analizi temelinde gerçekleştirilir: çalışma ve darbeli.

1. Varistörün çalışma modunda çalışmasının analizi, Tablo 1'e göre, yükteki uzun vadeli maksimum voltajın tablo değerine en yakın olduğu, ancak onu aşmadığı böyle bir sınıflandırma voltajının belirlenmesinden oluşur. Tablodaki veriler, maksimum sınıflandırma gerilim sapmaları %10'dan fazla olmayan varistörler için geçerlidir. Yabancı üretim varistörler için izin verilen maksimum uzun süreli çalışma alternatif voltajı çoğu durumda işaretin bir parçası olarak belirtilir.

2. Varistörün darbeli modda çalışmasının analizi, aşağıdaki formüle göre maksimum anlık enerjinin hesaplanmasından oluşur:

burada E joule cinsinden maksimum anlık enerjidir, P faz başına nominal yük gücüdür (W), f AC voltaj frekansıdır (Hz), ? — Korunan yükün verimliliği. Bu tür hesaplamalar genellikle birkaç kilovat veya daha fazla yükler için yapılır.

Tablo 2'ye göre, değeri yukarıdaki formüle göre hesaplanan, enerji dağılımı sağlayan varistör tipini seçin.

Tablo 1 Volt cinsinden

sınıflandırmak katyonik Voltaj	maksimum kabul edilebilir uzun süreli akım değişken Voltaj	maksimum kabul edilebilir uzun süreli kalıcı Voltaj	sınıflandırmak katyonik Voltaj	maksimum kabul edilebilir uzun süreli akım değişken Voltaj	maksimum kabul edilebilir uzun süreli kalıcı Voltaj
10	6	8	270	175	225
15	9	12	300	190	245
22	14	18	330	210	270
27	17	22	360	230	300
33	20	26	390	250	320
39	25	31	430	275	350
47	30	38	470	300	385
56	35	45	510	320	420
68	40	56	560	350	460
82	50	65	620	385	505
100	60	85	680	420	560
120	75	100	750	460	615
150	95	125	820	510	670
180	115	150	910	550	745
200	130	170	1000	625	825
220	140	180	1100	680	895
240	150	200	1200	750	1060

Tablo 2

sınıflandırma- akılcı voltaj, V	Varistörlerin maksimum dağılma enerjisi, J
	CH2-2A	CH2-1a	CH2-1b	CH2-1v	VR-1-1	VR-1-2
10	—	—	—	—	0.18	—
15					0.26	—
22	—	—	—	—	0.56	0.23
27	—	—	—	—	0.64	0.26
33	—	—	—	—	0.71	0.30
39	—	—	—	—	1.3	0.47
47	—	—	—	—	1.6	0.56
56	—	—	—	—	1.9	0.66
68	—	—	—	—	2.3	0.76
82	—	—	—	—	—	—
100	—	17.0	10	2.7	—	—
120	—	25.2	12	3.0	—	—
150	—	31.5	15	3.8	—	—
180	—	37.8	18	4.5	—	—
200	—	42.0	20	5.0	—	—
220	—	46.2	22	5.5	—	—
240	—	50.4	25	6.0	—	—
270	—	56.7	28	—	—	—
300	—	63.0	31	—	—	—
330	104	69.3	34	—	—	—
360	115	75.6	37	—	—	—
390	125	81.9	40	—	—	—
430	138	90.3	43	—	—	—
470	152	98.7	47	—	—	—
510	168	107	—	—	—	—
560	187	118	—	—	—	—
620	207	130	—	—	—	—
680	227	143	—	—	—	—
750	248	158	—	—	—	—
820	280	172	—	—	—	—
910	312	191	—	—	—	—
1000	347	210	—	—	—	—
1100	385	233	—	—	—	—
1200	424	252	—	—	—	—
1300	463	—	—	—	—	—
1500	508	—	—	—	—	—

örnek 1 0,4 kV'luk bir ağda sargıları bir “yıldız” ile bağlarken VASO16-34-24 elektrik motorunu korumak için varistörlerin markasını belirleyin.

Çözüm.

Çünkü sargılar bir "yıldız" ile bağlanır, ardından her birine 220V ile enerji verilir. %15'lik normalleştirilmiş maksimum izin verilen voltaj sapmasını hesaba katarsak, maksimum çalışma voltajı 253 V olacaktır. Tablo 1, madde 1'in koşulunun 430 V sınıflandırma voltajına sahip varistörler tarafından karşılandığını göstermektedir.

Elektrik motorunun pasaport verilerinden gücünün 90 kW, veriminin %91.8 olduğu ve cos? = 0.64. Maksimum anlık enerjinin değerini hesaplayın:

Tablo 2, bu elektrik motorunu korumak için, maksimum 138 J dağıtma gücüne sahip 430 V sınıflandırma gerilimine sahip bir CH2-2 varistörünün (A, D seçenekleri) kullanılabileceğini göstermektedir.

Örnek 2. Sargıları bir “üçgen” ile bağlarken AO-315-UU3 elektrik motorunu korumak için varistörün markasını belirleyin.

Bir "üçgen" ile bağlandığında, her sargıya 380V ile enerji verilir. Normalleştirilmiş maksimum izin verilen voltaj sapması %15 ise, maksimum sürekli voltaj 437 V olacaktır. Tablo 1, madde 1'in koşulunun yalnızca 750 V ve daha yüksek sınıflandırma voltajına sahip varistörler kullanıldığında karşılanabileceğini göstermektedir.

Motor gücü 200 kW, verimlilik %90, çünkü? = 0.92. E'yi hesapla:

Tablo 2, zaten CH2-2 750 V varistörün daha yüksek bir yayılma enerjisine (248 J) sahip olduğunu göstermektedir, bu nedenle kullanılmalıdır.

İki fazlı bir yük kullanırken, güç değerinin 3'e bölünmesi gerekmez. Hesaplamalar, çoğu durumda varistör CH2-2'nin (A, G seçenekleri) 30'a kadar güce sahip elektrikli ekipman için koruma sağladığını göstermektedir. kw. Bu, elektrikli ev aletleri için sadece 1. maddeyi dikkate almanın ve CH2-1 tipi veya benzeri küçük boyutlu varistörleri kullanmanın pratik olarak yeterli olduğu anlamına gelir. Pratikte, hesaplanan çalışma akımının değerinin deneysel değerlerle eşleşmediği durumlar vardır. Kural olarak, bu, bilinen formüller kullanılarak hesaplanabilen reaktif akım değeri dikkate alınmadığında alternatif akımda olur. Bu nedenle, 220V'luk bir ev ağına kurulduğunda, sınıflandırma voltajı 430V olan (nominal kapasitansı 600pF'dir) CH2-1 varistörünün reaktif akımı 0.04mA olacaktır (maksimum çalışma akımı 0.1mA ile orantılıdır).

varistörlerin işbirliği

Varistörlerin seri bağlandıklarında çalışabilecekleri oldukça açıktır - içlerinde aynı akım akarken, toplam voltaj dirençlerle orantılı olarak bölünür (ilk yaklaşımda, sınıflandırma voltajlarıyla orantılı olarak) ve emilen enerji aynı oranlarda bölünmüştür. Varistörlerin paralel çalışmasını sağlamak daha zordur - I–V özelliklerinin katı bir eşleşmesi gereklidir. Bu sorun, bir seri-paralel anahtarlama devresi ile oldukça çözülebilir - yani. varistörler seri olarak istiflenir ve sütunlar paralel olarak bağlanır. Aynı zamanda varistör seçimi yapılarak varistör kolonlarının I–V karakteristiği sağlanır. Yüksek voltajlı, güçlü parafudrlar (OPN) oluştururken bunu böyle yaparlar.

Edebiyat

1. GOST 13109-97 Elektrik enerjisi. Teknik araçların uyumluluğu elektromanyetiktir. Genel amaçlı güç kaynağı sistemlerinde elektrik enerjisinin kalitesi için standartlar.
2. Panteleev V.A. Güç varistörlerinin volt-amper özellikleri. İçinde: Kuzey Avrupa'nın doğal kaynaklarının geliştirilmesi sorunları. Uhta: Ed. UII, 1996. s. 12 - 17.
3. TU 11-85. Varistör sabiti CH2-1. Özellikler OJO.468.171.
4. TU 11-85. Varistörler kalıcı VR-1. Özellikler.OZHO.468.227.
5. TU 11-85. Varistör sabiti CH2-2. Özellikler OJO.468.205.
6. Kvaskov V.B. Bipolar iletkenliğe sahip yarı iletken cihazlar.-M: Energo-atomizdat. 1988.-128 s.: hasta.

Elektronikte, görevi voltaj dalgalanmalarını sınırlamak olan bir grup bileşen ayırt edilebilir. Bu elemanlardan biri bir varistördür. Çoğu zaman, bu cihaz çoğu iyi güç kaynağında bulunabilir. Bu yazımızda varistörlerin nasıl çalıştığı ve nerelerde kullanıldığı hakkında konuşacağız.

Çalışma prensibi

Varistör, simetrik, doğrusal olmayan akım-voltaj karakteristiğine sahip yarı iletken bir cihazdır. Şekline göre varistörün hem alternatif hem de doğru akımda çalıştığı sonucuna varabiliriz. Daha ayrıntılı olarak düşünelim.

Normal durumda, varistörden geçen akım son derece küçüktür, buna denir. Belli bir elektrik kapasitansı olan bir dielektrik bileşen olarak düşünülebilir ve akım geçmediği söylenebilir. Ancak belli bir voltajda (resimde + - 60 Volt) akım geçmeye başlar.

Başka bir deyişle, koruyucu devrelerde bir varistörün çalışma prensibi bir kıvılcım aralığına benzer, yarı iletken bir cihazda sadece bir ark boşalması meydana gelmez, ancak iç direnci değişir. Direncin azalmasıyla, akım birkaç mikroamperden yüzlerce veya binlerce ampere yükselir.

Devrelerde varistörün koşullu grafik gösterimi:

Elemanın diyagramlardaki tanımı, geleneksel bir dirence benzer, ancak üzerine U harfinin uygulanabileceği bir çizgi ile çapraz olarak çizilir.Bu elemanı tahtada veya devrede bulmak için, çoğu zaman imzalara dikkat edin. RU veya VA olarak belirlenir.

varistörün görünümü:

Varistör, onu korumak için devreye paralel olarak kurulur. Bu nedenle, korunan devrenin voltaj darbesi ile enerji cihaza girmez, varistör üzerinde ısı şeklinde dağılır. Darbe enerjisi çok yüksekse varistör yanacaktır. Ama kavram yanacak, bulaşacak, iki geliştirme seçeneği var. Ya varistör basitçe parçalanacak ya da kristali çökecek ve elektrotlar kısa devre yapacaktır. Bu, rayların ve iletkenlerin yanmasına veya gövde elemanlarının ve diğer parçaların tutuşmasına neden olacaktır.

Bunu önlemek için, varistörün önündeki sinyal veya güç kablosu üzerindeki tüm devre ile seri olarak bir sigorta takılır. Ardından, güçlü bir voltaj darbesi ve uzun süreli çalışma veya varistörün yanması durumunda, sigorta da yanarak devreyi kesecektir.

Kısacası, neden böyle bir bileşene ihtiyaç duyulduğu - özellikleri, elektrik devresini, örneğin güçlü elektrikli cihazları değiştirirken, hem bilgi hatlarında hem de elektrik hatlarında meydana gelebilecek yıkıcı voltaj dalgalanmalarından korumayı mümkün kılar. Bu konuyu biraz daha aşağıda tartışacağız.

Cihaz

Varistörler oldukça basit bir şekilde düzenlenmiştir - içinde bir yarı iletken malzeme kristali vardır, çoğu zaman Çinko Oksit (ZiO) veya Silisyum Karbürdür (SiC). Bu malzemelerin preslenmiş tozu, yüksek sıcaklıkta işleme tabi tutulur (fırınlanır) ve bir dielektrik kabuk ile kaplanır. Baskılı devre kartındaki deliklere montaj için eksenel uçlu versiyonda ve ayrıca bir SMD paketinde mevcutturlar.

Aşağıdaki şekil, varistörün iç yapısını açıkça göstermektedir:

Ana ayarlar

Doğru varistörü seçmek için ana teknik özelliklerini bilmeniz gerekir:

1. Sınıflandırma voltajı, Un olarak adlandırılabilir. Bu, 1 mA'lık bir akımın varistörden akmaya başladığı voltajdır, daha fazla aşırı ile akım bir çığ gibi artar. Varistörün işaretinde belirtilen bu parametredir.
2. Nominal güç kaybı P. Elemanın özelliklerini korurken ne kadar güç harcayabileceğini belirler.
3. Tek bir darbenin maksimum enerjisi W. Joule cinsinden ölçülür.
4. Maksimum darbe akımı Ipp. Ön tarafın 8 µsn üzerinde büyüdüğü ve toplam süresinin 20 µs olduğu düşünülürse.
5. Kapalı konteyner - Co. Kapalı durumdayken varistör bir kapasitör gibi olduğundan, elektrotları iletken olmayan bir malzeme ile ayrıldığından belirli bir kapasitansa sahiptir. Bu, cihaz yüksek frekanslı devrelerde kullanıldığında önemlidir.

Ayrıca iki tür voltaj vardır:

• Um~ maksimum rms veya kök ortalama kare değişkendir;
• Um= maksimum sabittir.

Varistör markalama ve seçimi

Pratikte, örneğin, bir elektronik cihazı tamir ederken, varistör işaretlemesi ile çalışmanız gerekir, genellikle şu şekilde yapılır:

20D 471K

Nedir ve nasıl anlaşılır? İlk karakter 20D çaptır. Ne kadar büyük ve kalın olursa, varistör o kadar fazla enerji yayabilir. Ayrıca 471 sınıflandırma voltajıdır.

Genellikle bileşenin üreticisini veya özelliğini belirten başka ek karakterler mevcut olabilir.

Şimdi işlevini doğru bir şekilde yerine getirmesi için doğru varistörü nasıl seçeceğimizi anlayalım. Bir bileşen seçmek için devrede hangi voltaj ve akımla çalışacağını bilmeniz gerekir. Örneğin, 220V'luk bir devrede çalışan cihazları korumak için, sınıflandırma voltajı biraz daha yüksek (nominal değer önemli ölçüde aşıldığında çalışmak için), yani 250-260V olan bir varistör kullanılması gerektiği varsayılabilir. . Bu temelde doğru değil.

Gerçek şu ki, AC devrelerinde 220V etkin değerdir. Ayrıntılara girmezseniz, sinüzoidal sinyalin köküne 2 kat genliği, etkin değerden, yani 1.41 kattan daha büyüktür. Sonuç olarak prizlerimizdeki genlik voltajı 300-310 V'dur.

240 * 1.1 * 1.41 \u003d 372 V.

Burada 1.1 güvenlik faktörüdür.

Bu tür hesaplamalarla, çalışma voltajı 240 volttan fazla atladığında eleman çalışmaya başlayacaktır, bu da sınıflandırma voltajının en az 370 volt olması gerektiği anlamına gelir.

Aşağıda, V voltajlı AC ağlar için tipik varistör değerleri verilmiştir:

• 100V (100~120) - 271k;
• 200V (180~220) - 431k;
• 240V (210~250) - 471k;
• 240V (240~265) - 511k.

Günlük yaşamda uygulama

Varistörlerin amacı, darbeler sırasında ve hattaki devreyi korumaktır. Bu özellik, söz konusu öğelerin koruma olarak uygulamalarını bulmasına izin verdi:

• iletişim hatları;
• elektronik cihazların bilgi girişleri;
• güç devreleri.

Çoğu ucuz güç kaynağı herhangi bir koruma sağlamaz. Ancak iyi modellerde girişe varistörler takılır.

Ek olarak, herkes bilgisayarın bir düğmeli özel bir uzatma kablosuyla güce bağlanması gerektiğini bilir -. Sadece paraziti filtrelemekle kalmaz, aynı zamanda normal filtre devrelerine varistörler de monte edilir.

Elektrik devrelerinin korunmasını sağlamak için uzmanlar çok çeşitli cihazlar kullanır. Böyle bir cihaz varistördür. Sistemde ciddi sıçramalar olduğunda çalışır, böylece çalışmasını düzenler. Diğer tüm cihazlar gibi, varistörün de teknik durumunun düzenli olarak kontrol edilmesi gerekir. Bu makaleden işleyişi ile ilgili en önemli bilgileri öğrenebilirsiniz.

varistör nedir?

İlk önce bu cihazın ne olduğu üzerinde durmanız gerekir.

1. Bu cihaz yarı iletken direnç, iletkenlik seviyesi uygulanan voltajın büyüklüğü gibi bir göstergeye bağlıdır.
2. Ayrıca, doğrusal olmayan cihaz türlerine aittir.

Varistörün çalışma prensibi basittir. Elektrik devresinde normal bir voltaj seviyesi varsa varistör kendi içinden küçük bir akım geçirir. Sistemin şartlar gereği gerilimin sınır değerlerine ulaşması durumunda, varistör tüm mevcut kuvvetleri açar ve geçer. Böylece elektrik devresinin çalışması düzenlenir.

Şu anda, her üretici bu tür cihazlar için kendi işaretini belirlemektedir. Bunun nedeni, cihazların farklı özelliklere sahip. Örneğin, izin verilen maksimum voltaj veya çalışma için gereken akım seviyesi.

En yaygın işaretler, 07D390K gibi öğelerle tamamlanan CNR işaretidir. Tanımlamalar aşağıdaki anlamlara sahiptir:

1. CNR bir varistör serisidir. Bu atamaya sahip cihazlar metal oksittir.
2. 07 - cihazın çap olarak boyutu (7 milimetre).
3. D - disk aygıtı.
4. 390, izin verilen maksimum voltaj seviyesi göstergesidir.

Ana ayarlar

Ana parametreler böyle bir cihaz:

• Voltaj değeri.
• İzin verilen maksimum alternatif voltaj seviyesi.
• İzin verilen maksimum doğrudan voltaj seviyesi.
• Joule cinsinden ifade edilen maksimum olası enerji emilimi.
• Tepki Süresi.
• Çalışmada izin verilen hatalar.

Cihazların teşhisini yapmak için test cihazları adı verilen özel cihazlar tasarlanmıştır. Test etmek için test cihazı açık ve direnç moduna geçirilmelidir. Test edilen cihazın teknik durumunun gerekli tüm gereksinimleri karşılar, o zaman test cihazındaki veriler çok büyük bir değerde farklılık gösterecektir.

Cihazınızı kontrol etmeye karar verirseniz, iyi göründüğünden de emin olmalısınız. Cihazda çatlak olup olmadığına ve herhangi bir yerinde yanık olup olmadığına dikkatlice bakın. Bu tavsiyeyi göz ardı etmeyin ve cihazın görünümünün rolünü küçümsemeyin - uzmanlara göre, cihazın kapsamlı bir görsel incelemesi pek çok hoş olmayan durumdan kaçınmaya yardımcı olur.

varistör uygulaması

Modern dünyada, bu tür aparatlar oldukça geniş bir kapsama sahiptir. Endüstriyel üretim gibi alanlarda vazgeçilmezdirler: ekipman üzerine kurulurlar. Genellikle ev kullanımında vazgeçilmezdir. Bu parçalar bir dizi önemli işlevi yerine getirir:

1. Sağlamak yarı iletken cihazların güvenilir şekilde korunması– çeşitli tristör, diyot ve stabilizatör türleri.
2. Çeşitli radyo ekipmanlarının girişleri için yüksek düzeyde elektrostatik koruma oluşturun.
3. Endüktif gücü yüksek cihazlarda elektromanyetik dalgalanmaların olumsuz etkilerini önlerler.
4. olarak kullanılır kıvılcımları söndürmek için eleman anahtarlarda ve diğer ekipmanlarda.

Avantajlar

Bu tip aparat, kıvılcım boşluklarına ve diğer birçok cihaza göre çok sayıda paha biçilmez avantaja sahiptir.

ana faydalar atfedilebilir:

Kusurlar

Ancak cihazın diğer cihazlara göre çok sayıda avantajının yanında bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlar arasında şunlar gibi anlar vardır:

İlk olarak, bazen sözde kritik koşullar- cihazın patlamasına yol açmaları çok muhtemeldir. Patlamayı önlemek için özel cihazlar tasarlanmıştır - koruyucu ekranlar. Varistörün tüm tasarımını içerirler.

İkincisi, silikon varistörlerin teknik özellikleri açısından oksit varistörlerinden önemli ölçüde daha düşük olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, en uygun seçenek bir oksit varistörü satın almaktır.

Her evde pahalı elektronik cihazlar bulunur. Yarı iletken elemanlara dayalı herhangi bir cihazın yalıtımı zayıftır. Bu nedenle voltajdaki hafif bir artış elektroniği yakabilir. Çoğu zaman, ev ağlarında voltajdaki bir değişiklik dürtüsel olarak gerçekleşir, yani voltaj bir saniyenin bir kısmı için keskin bir şekilde yükselir ve ardından normal bir seviyeye döner.

Gerilim darbeleri yıldırım ve anahtarlamadır.

Yıldırım darbeleri, doğrudan bir elektrik tesisatına veya iletim hattına veya yakınlarına yıldırım düştüğünde meydana gelir. Yıldırım deşarjları, 20 km'ye kadar bir mesafede elektrik şebekesine bir darbe gelse bile ev ağlarına zarar verebilir.

Elektrikli ekipmanı reaktif elemanlarla değiştirirken anahtarlama voltajı dalgalanmaları oluşur. Yani, çok sayıda kapasitör kullanılarak inşa edilmiş ve aynı zamanda güçlü indüktörler ve transformatörlere sahip ekipmanı açarken.

En yüksek anahtarlama dalgalanmaları, elektrik motorları ve kapasitör bankaları tarafından üretilir.

Aşırı gerilimlere karşı güvenilir koruma sağlamak için 1000 V'a kadar olan şebekelerde üç koruma aşaması sağlanmalıdır. Her koruma aşamasında farklı tasarım ve parametrelerde aşırı gerilim koruma cihazları (SPD'ler) kullanılmaktadır.

İlk savunma hattı bir aşağı inen trafo merkezine veya doğrudan binanın girişine kurulmalıdır. Bir SPD olarak, arestörler en sık kullanılır, bazen güçlü varistörler.

İlk aşamadaki SPD'nin çalışma modları en zorudur - darbeli akımların büyüklüğü 25-100 kA, dalga cephesinin dikliği 10/350 μs, dalga cephesinin süresi 350 μs'dir. Bıçak temaslı hızlı sökülebilir SPD'ler burada pratik olarak kullanılmamaktadır. Çünkü yıldırım deşarjı sırasında 25-50 kA'lık darbe akımları, cihazın çıkarılabilir parçalarını kolayca yırtan büyük elektrodinamik kuvvetler oluşturur. Ek olarak, bağlantı koptuğunda, hava boşluğundan bir plazma arkı ateşlenir ve bıçak kontaklarını tahrip eder.

İlk bölümde hava boşluklarının kullanılması en çok tercih edilenidir. Ayrıca 20 kA üzerindeki darbeli akımlar için seri varistörler üretilmez. Güçlü varistörler, radyatör görevi gören ve aşırı ısıyı dağıtan büyük sonuçlarla yapıldığından.

İkinci koruma seviyesi ilk aşamadan sonra genlik olarak daha küçük olan artık darbeleri kaldırmak için gereklidir. Evin her sahibi, bu koruma aşamasının gerekli olup olmadığına kendisi karar verir. Evin elektrik girişinde ayrı bir elektrik panosunda koruma kurulur.

İkinci aşama için bir SPD olarak, bıçak temaslı koruyucu elemanlar kullanılır. Dışarıdan, bıçak kontaklı güvenlik elemanları iki ayrı parçadır. Bir parça, elektrik panosundaki bir DIN rayına sabitlenmiş bıçak kontaklı bir sokettir. Diğer kısım, doğrudan bir varistör olan çıkarılabilir bir modüldür. Koruyucu varistör, 8/20 µs dalga dikliği ile 15-20 kA aralığında darbe akımlarına dayanmalıdır. Çıkarılabilir modüller, cihazın sağlığını belirlemek için kullanılabilen bir çalışma göstergesi ile donatılabilir. Daha pahalı modellerin tasarımlarında, uzun süreli darbeli akım akışı sırasında varistörü aşırı ısınmadan koruyan termal salınımlar bulunur.

Üçüncü koruma seviyesi tüm elektronik ev aletlerinin içine monte edilmiştir. Elektrikli ev aletleri için SPD'ler olarak, yalnızca 1,2/50 µs, 8/20 µs dalga dikliği ve 15 kA'ya kadar darbe akımları için tasarlanmış küçük varistörler kullanılır. Montaj uçlu varistörler, cihaz içinde panoya lehimlenir veya ayrı ayrı sabitlenir ve ayrı kablolarla bağlanır.

Anahtarlama şeması.

Tüm varistörler yüke paralel bağlanır, bunları faz teli ile arasına dahil etmek daha doğru olur.

Üç fazlı bir ağda, yük bir yıldıza bağlandığında, her faz ile topraklama kablosu arasına varistörler bağlanır. Ve yükü bir "üçgen" ile bağlarken, fazlar arasına varistörler kurulur.

Varistörler, doğrusal olmayan elemanlar olarak, artan voltajda, dirençlerini keskin bir şekilde neredeyse sıfıra düşürür ve bu nedenle artan darbe akımlarına uzun süre dayanamazlar. Bu nedenle, korumanın ikinci aşamasının SPD'sinin, faz iletkenindeki bir kesintide koruma cihazı ile seri olarak bağlanması gereken sigortalarla korunması önerilir.

Çalışma voltajına göre varistörleri doğru seçin. Bu voltajda, eleman direncini azaltır ve tehlikeli bir darbe voltajını söndürür. Tepki gerilimi ve darbe dalgasının dikliği ile ilgili bilgiler varistörün yüzeyine uygulanır veya bunun için teknik veri sayfasında belirtilir.

Bu makaleye paralel olarak, video ekine aşina olmanızda fayda var:

Koruyucu topraklama kurulumu Elektrik aramaları. Kurulum ve bağlantı Dijital bir video gözetim kamerasının bağlanması Bakım gerektirmeyen jel akülerin geri kazanılması