電圧サージの検出
サージプロテクターは、あらゆる形態の電圧スパイクから電気機器を常に保護するデバイスです。彼らはこのアクションを実行するために特定のメカニズムを採用しています。
電圧監視
サージ保護装置は通常、電気回路内の電圧を監視します。サージ保護装置が設定レベルよりも高い電圧を検出すると、この防御機能が実装されます。たとえば、雷雨の際、住宅所有者のテレビ システムのサージ保護装置は、最大 6000 ボルトのサージを感知する可能性があります。
電圧の迂回
異常なレベルの電圧が検出されると、サージ保護装置が直ちに接地ケーブルとワイヤを介して電圧を地面に送ります。たとえば、金属酸化物バリスタにはこのような優れた性能があります。これらのケーブル コンポーネントは、テストされたスケールで同じ大きさの電圧レベルを吸収し、耐えます。また、プロテクタは過剰電圧を即座に安全に迂回させます。
電圧の連続性
サージが迂回された場合、サージプロテクターは時間内に簡単に主な動作を継続します。たとえば、止められない構造のサージプロテクターでは、開口部が最終的に閉じるまでに数回のスパイクに耐えることがあります。たとえば、20,000 アンペアを超えるサージ電流が容赦なく流れた場合でも、開口部は開いたままになります。
プロセス効率の統計的検証
すべての保護規格において、データは一般に、サージプロテクターが時々非常に成功していることを示しています。国際電気安全財団が実施した調査によると、サージ保護装置を使用した後の電子機器の劣化と不可逆的な時間の損失は最大 30% 増加する可能性があります。
実践例とメンテナンス
この特性が機能するためには、サージプロテクターを住宅で使用し、2 ～ 3 年ごと、または特定のイベント後にテストして交換する必要がある現実の環境に理想的に適しています。家庭用電化製品や機器へのサージによる損傷を一般的に防ぐために、住宅所有者は、サバイバーが以前の攻撃によって損傷したことがわかっている電化製品の電源を入れるために使用された後、サージプロテクターの緑色のインジケータライトが点灯したままであることを確認することがよくあります。たとえば、雷雨の後にこれを行うのが一般的です。
サージ電流の迂回
サージ保護は、過剰なエネルギーを安全な経路にそらすことによって、予期せぬ電流のスパイクの影響を軽減するように設計されています。このセクションでは、実際の例と保護装置の有効性の推定を含めて、この転用プロセスがどのように機能するかを検証します。
サージプロテクターの主な特性
サージプロテクターは主に、不要な過電圧信号を電気機器から遠ざけるように設計されています。説明したステップの結果、過剰なエネルギーに関連する予想される問題を防ぐことで、これを達成できます。たとえば、家庭用に設計されたサージ保護装置は 120 ボルトを超える電圧を検出し、相互作用して電圧を迂回させます。同様に、ガス放電管の体積と役割電圧の最適性は、関連するデバイスがどのように動作するか、またセットバックが検出された場合に電源とどのように相互作用できるかを示します。
動作メカニズム
エネルギー転用の行為は通常、サージ保護装置で構成される MOV および GDT によって実行されます。より具体的には、MOV の動作には、グランドへの低抵抗パスを確立することによって過剰な電圧をクランプすることが含まれます。サージは電圧レベルの範囲によって対処され、家電製品が処理できるより安全なレベルに圧縮されます。通常、MOV がサージをクランプし、多くの場合、クランプされたレベルを 330 ボルト以下に下げるまでにマイクロ秒かかります。
有効性・信頼性
TVSS のエネルギー転用メカニズムの統計的効率という点では、その有効性を支持する証拠は非常に圧倒的です。テストの熱が示すように、適切に設計されたサージ保護装置は最大 10,000 アンペアのサージ電流に対応でき、この技術は 99.99% のケースでこのレベルのサージに対応できる可能性があります。これは、住宅や軽商業施設の建設中にも当てはまりました。テストと実証的な QA レポートが示すように、アプライアンスの長期耐久性にはこれが必要です。
実際の例
次の実際の例では、嵐の際に雷による 5,000 ボルトのサージを受けるガス放電管を取り上げています。前述のプロセスにより、テレビとコンピューターの完全な破壊はおそらく回避され、その重要性が改めて示されました。
メンテナンス/保守性の定期テスト
大きなエネルギー負荷を迂回させるサージ保護装置は、修理または交換が必要になる場合があります。代わりに、製品には、デバイスの回路がアクティブなままであることを示す「アクティブ」または「保護」ライトなどの保守性検証システムが組み込まれていることがよくあります。
電圧クランプ
機能の説明
電圧クランプはサージプロテクターの性能にとって重要な機能です。デバイスがコンセントに差し込まれている場合、デバイスに供給される電圧が一定のレベルを超えない場合にのみ安全に使用できます。このような事態が発生した場合、サージ保護装置が直ちに電圧をクランプし、電気機器への損傷を防ぎます。この場合、これを可能にするために使用されるテクノロジーが簡単に説明され、このセクションでは実際の例も示されます。電圧のサージが発生すると、サージプロテクターが電圧を即座にクランプし、接続されたデバイスの損傷を防ぐために事前に設定された安全レベルを超えないようにします。たとえば、120 ボルトがデバイスの通常の電圧である場合、330 ボルトにすると、クランプ デバイスをトリガーすることなく有益な変化が可能になります。
使用コンポーネント
接続されたデバイスが流れを処理できる安全なレベルに電圧をクランプするための最良かつ最も一般的な方法は、金属酸化物バリスタなどのバリスタを使用することです。この種のコンポーネントを分類するために使用される重要な機能は、指定された電圧に基づいて抵抗が変化することです。内部では、これらのコンポーネントは大きな抵抗で接続されている必要があり、電圧サージが発生したときにのみ変化します。さらに重要なのは、コンポーネントがエネルギーを自動化して熱の形で放出する前に、反応がナノ秒間発生することです。 。たとえば、ホームシアターやフラットテレビに電力を供給するバリスタに千ジュールのサージが流入する可能性があります。その結果、10 倍の負荷により、最大 5,000 ボルトの電圧が生成される前に電圧が消費されます。
正常な状態の回復
サージプロテクターは、電気機器を短絡やその他の同様の障害から保護するために不可欠です。このシーケンスでは、例と定量的データを使用して、それらが実際にどのように機能するかを説明します。
サージ電圧の検出
保護シーケンスの最初のステップは異常電圧の検出です。サージ保護装置は、電源線と中性線の間の電圧を継続的に監視するセンサーを使用します。一般的なサージ保護装置は、たとえば 330 ボルトを超える電圧で作動するようにプログラムされている場合があり、これは家庭で使用されるサージ保護装置の一般的な方法でもあります。
保護機構の作動
回路の欠陥が検出されるとすぐに、サージ保護装置が過剰な電気を接地して一連の MOV (それぞれ定格 25 ～ 30 アンペア) に伝導します。 MOV は、サンドイッチシリコンシステム、Fike 5612 サージプロテクターで作られたサージ抑制器です。 MOV は指定された電圧レベル (通常の 130 ボルトでは 330 ボルト) でトリガーされ、通常、MOV が動作を開始するまでに必要な時間はわずか 1 ナノ秒です。 MOV とそれに接続されている回路の一部は、サージ保護装置に接続されているデバイスに安全な 130 ボルトを供給するために必要な量の電気のみを吸収し、アースに伝導します。
過剰なエネルギーの散逸
そして、MOV は余剰エネルギーを吸収し、熱に変えて環境に放出します。残りの余剰エネルギーが引き起こす可能性のある破壊的な影響を避けるために、この処理は迅速に実行される必要があり、通常、このプロセスにかかる時間は 1 ナノ秒未満です。 1995 年のバージニア大学研究グループの報告書では、1 つの 25 アンペア MOV が最大 1870 アンペア 25 ワットの Fike 5612 サージ プロテクターを吸収する可能性があり、これは 50 ジュールのエネルギーに相当します。
再起動または交換
一部のサージプロテクターは、提供されたエネルギー量が吸収能力を超えた場合、さらに手動でリセットまたは交換する必要があります。 MOV が吸収した一定量のエネルギーのみが熱に変化し、残りはそこに残るという原理を利用することが可能です。インジケーターライトを備えたデバイスは、動作ステータスを示す LED も使用します。たとえば、緑色のライトは完全な保護を意味し、赤色のライトは MOV が浄化に必要なエネルギー量を吸収したことを意味します。 、Fike 5612 サージプロテクター。
継続的なモニタリング
サージプロテクターは、接続されている電線の状態を分析し続けます。過剰な電圧によって危険が生じた場合、サージプロテクターがデバイスを電源から切断します。次に、所有者に、他人の Web サイトのスイッチがオフになったことを通知するハイパーテキスト メッセージを送信します。サージプロテクターがどのように機能するかを理解することは、所有者が電子機器である Fike 5612 サージプロテクターの寿命を延ばすのに役立ちます。
継続的な監視とメンテナンス
サージプロテクターの保守と監視
サージ保護装置は、単に取り付けて忘れる防止装置ではなく、継続的な監視と防止の設置が必要です。このセクションでは、関連する手順を例とともに詳しく説明します。
定期点検
定期点検 is a critical part of ensuring that the surge protectors are working. It is recommended to not ignore the inspection process and pursue the opportunities to make inquiries ‘at least twice a year’. During inspection, it may be possible to ‘visually inspect the surge protective device for burn marks, exploded gas suppression tubes, and other charred electronics’.
パフォーマンス テスト
To ensure that the surge protectors are still functional, one needs to deliver performance テスト using a ‘specializes test equipment’. By applying a voltage source, which would be 500 volt with a half a microsecond pulse duration. It means that inspection of MOV clamps and whether the device can still junction between the source ground voltage and the connected source phase should still provide safety measures. Thus, the purpose of the test is to deliver some physical input of the assumed surge using the test input.
メンテナンス
サージプロテクターの主な問題の 1 つは、サージプロテクターが埃や破片を吸収することです。そのため、ほこりが機構を絶縁するように作用する可能性があるため、熱の放出が妨げられる可能性があります。そのため、技術者は定期的なメンテナンス スケジュールに従い、ヒューズと通気口を清掃する必要があります。さらに、メンテナンスの目的には、他のすべてのワイヤがしっかりと締まっているか、交換が必要な摩耗したプラスチックやゴム絶縁体がないかどうかを確認することも含まれる場合があります。技術的なメンテナンス要件の目的は、時間の経過とともに抵抗やアーク放電によって破損する可能性がある緩んだ接続をねじ込むことでもあります。
データロギング
産業用またはハイエンドのサージプロテクターにはデータログが組み込まれています。定期的なメンテナンスでは、可能な限りこのデータを記録する必要があります。工業用またはサージの多い場所では、生産量が多いため、少なくともユニットの平均減価償却寿命がわかっていれば、プロテクターの交換がより早く必要になる可能性があります。
代替戦略
ほとんどのサージプロテクターは時間の経過とともに劣化するように設計されていることも知られています。ほとんどのサージプロテクター、特に MOV には寿命があるため、これは考慮すべき特に重要な注意事項です。寿命データの 1 つは、適切な「SPD-8 などの使い捨て保護デバイス」に基づいて適切にライセンスを取得しているほとんどのユニットで知られています。標準的な用途の家庭では、サージプロテクターは 5 年ごとに交換することが推奨されます。センサーの産業用途では、2 年ごとにサージプロテクターをより頻繁に交換することが必須になる場合があります。
