อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าใน 5 ขั้นตอนอย่างไร

การตรวจจับแรงดันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเป็นอุปกรณ์ที่คอยปกป้องเครื่องใช้ไฟฟ้าของเราจากแรงดันไฟกระชากทุกรูปแบบตลอดเวลา พวกเขาใช้กลไกเฉพาะในการดำเนินการนี้

การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโดยทั่วไปจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า หากอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสังเกตเห็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าระดับที่ตั้งไว้ ระบบจะทำการป้องกันนี้ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง เครื่องป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบโทรทัศน์ของเจ้าของบ้านอาจรับรู้ถึงไฟกระชากสูงถึง 6,000 โวลต์

การผันแรงดันไฟฟ้า

เมื่อใดก็ตามที่ตรวจพบระดับแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะส่งแรงดันไฟฟ้าไปที่กราวด์ทันทีผ่านสายกราวด์และสายไฟ ตัวอย่างเช่น วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์มีความสามารถพิเศษเช่นนี้ ส่วนประกอบสายเคเบิลเหล่านี้ดูดซับและทนทานต่อระดับแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดเท่ากันบนสเกลที่ทดสอบ ตัวป้องกันจะเปลี่ยนทิศทางแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินทันทีและปลอดภัย

ความต่อเนื่องของแรงดันไฟฟ้า

เมื่อมีการเปลี่ยนทิศทางไฟกระชาก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะทำงานหลักต่อไปได้อย่างง่ายดายและทันเวลา ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีโครงสร้างที่ไม่อาจหยุดยั้งได้ อาจต้องใช้หนามแหลมสองสามอันก่อนที่รูรับแสงจะปิดในที่สุด ตัวอย่างเช่น รูรับแสงยังคงเปิดอยู่ได้แม้ว่าจะมีกระแสไฟกระชากมากกว่า 20,000 แอมแปร์ผ่านไปอย่างไม่ลดละก็ตาม

การตรวจสอบทางสถิติของประสิทธิภาพกระบวนการ

ด้วยมาตรฐานการป้องกันทั้งหมด ข้อมูลโดยทั่วไปแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประสบความสำเร็จอย่างมากในบางครั้ง จากการสำรวจที่จัดทำโดย Electrical Safety Foundation International พบว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เสื่อมสภาพและสูญเสียเวลาอย่างถาวรหลังจากใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 30%

ตัวอย่างการปฏิบัติและการบำรุงรักษา

เพื่อให้ทำงานได้ คุณลักษณะนี้เหมาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมจริงที่ควรใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในที่อยู่อาศัย ตลอดจนทดสอบและเปลี่ยนทุกสองถึงสามปีหรือหลังจากเหตุการณ์บางอย่าง เพื่อป้องกันความเสียหายจากไฟกระชากที่เกิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ในบ้านโดยทั่วไป เจ้าของบ้านมักจะตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าไฟสีเขียวบนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากยังคงสว่างอยู่หลังจากใช้งานเพื่อเปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ผู้รอดชีวิตทราบถึงความเสียหายจากการโจมตีครั้งก่อน เช่น เป็นเรื่องปกติที่จะทำเช่นนี้หลังเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

การผันกระแสไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากได้รับการออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบจากกระแสไฟกระชากที่ไม่คาดคิด โดยการโอนพลังงานส่วนเกินไปยังเส้นทางที่ปลอดภัย ส่วนนี้จะตรวจสอบว่ากระบวนการเปลี่ยนเส้นทางทำงานอย่างไร พร้อมด้วยตัวอย่างในชีวิตจริงและการประมาณประสิทธิภาพของอุปกรณ์ป้องกัน

คุณสมบัติที่สำคัญของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากได้รับการออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแรงดันไฟเกินที่ไม่ต้องการออกไปจากอุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นหลัก จากขั้นตอนที่อธิบายไว้ สามารถทำได้โดยการป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากพลังงานที่มากเกินไป ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ออกแบบมาสำหรับใช้ในบ้านจะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 120 โวลต์และจะโต้ตอบเพื่อเปลี่ยนทิศทาง ในทำนองเดียวกัน ปริมาตรและบทบาทของแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดของท่อระบายก๊าซจะอธิบายวิธีการทำงานของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง และวิธีที่อุปกรณ์สามารถโต้ตอบกับแหล่งจ่ายไฟเมื่อตรวจพบความล้มเหลว

กลไกการออกฤทธิ์

โดยทั่วไปการผันพลังงานจะดำเนินการโดย MOV และ GDT ที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กิจกรรมของ MOV เกี่ยวข้องกับการยึดแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปโดยการสร้างเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำลงกราวด์ ไฟกระชากได้รับการแก้ไขโดยช่วงระดับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งได้รับการบีบอัดให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยกว่าซึ่งเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านสามารถรองรับได้ โดยทั่วไปจะใช้เวลาไมโครวินาทีก่อนที่ MOV จะเกิดไฟกระชาก ซึ่งจะลดระดับที่หนีบไว้ที่ 330 โวลต์หรือน้อยกว่าในหลายกรณี

ความมีประสิทธิผล/ความน่าเชื่อถือ

ในแง่ของประสิทธิภาพทางสถิติของกลไกการเปลี่ยนพลังงานของ TVSS มีหลักฐานมากมายที่สนับสนุนประสิทธิผลของกลไกเหล่านี้ จากการทดสอบความร้อนแสดงให้เห็นว่า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถรองรับกระแสไฟกระชากได้สูงถึง 10,000 แอมแปร์ และมีแนวโน้มว่าเทคโนโลยีจะสามารถรองรับไฟกระชากระดับนี้ได้ในกรณี 99.99% นี่เป็นกรณีระหว่างการก่อสร้างที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ขนาดเบา ตามที่การทดสอบและรายงาน QA เชิงประจักษ์แสดงให้เห็นว่า มีความจำเป็นต่อความทนทานในระยะยาวของอุปกรณ์

ตัวอย่างชีวิตจริง

ตัวอย่างจากชีวิตต่อไปนี้เป็นท่อระบายก๊าซที่เกิดไฟกระชาก 5,000 โวลต์จากฟ้าผ่าระหว่างเกิดพายุ กระบวนการข้างต้นน่าจะป้องกันไม่ให้ทีวีและคอมพิวเตอร์ของฉันถูกทำลายโดยสิ้นเชิง ซึ่งส่งสัญญาณถึงความสำคัญของมันอีกครั้ง

การบำรุงรักษา/การทดสอบความสามารถในการให้บริการเป็นระยะ

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่เปลี่ยนเส้นทางพลังงานจำนวนมากอาจจำเป็นต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ แต่ผลิตภัณฑ์มักมีระบบตรวจสอบความสามารถในการให้บริการ เช่น ไฟ "ใช้งานอยู่" หรือ "ป้องกัน" ซึ่งบ่งชี้ว่าวงจรของอุปกรณ์ยังคงทำงานอยู่

การหนีบแรงดันไฟฟ้า

คำอธิบายของฟังก์ชั่น

การหนีบแรงดันไฟฟ้าเป็นหน้าที่สำคัญของประสิทธิภาพของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก เมื่อเสียบอุปกรณ์เข้ากับเต้ารับไฟฟ้าจะสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยหากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไม่เกินระดับที่กำหนดเท่านั้น หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะจับแรงดันไฟฟ้าทันทีเพื่อป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า ในกรณีนี้ มีการอธิบายเทคโนโลยีที่ใช้ในการเปิดใช้งานสิ่งนี้โดยย่อ และในส่วนนี้จะนำเสนอการเปรียบเทียบในชีวิตจริงด้วย เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินเกิดขึ้น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะจับแรงดันไฟฟ้าทันที และรับประกันว่าจะไม่เกินระดับที่ปลอดภัยที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น หากแรงดันไฟฟ้าปกติของอุปกรณ์อยู่ที่ 120 โวลต์ ก็ให้เป็น 330 โวลต์ ซึ่งจะช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เป็นประโยชน์โดยไม่ต้องกระตุ้นอุปกรณ์จับยึด

ส่วนประกอบที่ใช้

วิธีที่ดีที่สุดและใช้กันทั่วไปในการจับยึดแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ในระดับที่ปลอดภัยซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสามารถจัดการกับการไหลได้คือการใช้วาริสเตอร์ เช่น วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ คุณลักษณะสำคัญที่ใช้ในการจำแนกส่วนประกอบประเภทนี้คือความต้านทานที่แปรผันตามแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ภายใน ส่วนประกอบเหล่านี้จะต้องเชื่อมต่อกันด้วยความต้านทานขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ก็ต่อเมื่อแรงดันไฟกระชากเข้ามาเท่านั้น ที่สำคัญกว่านั้น ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเป็นเวลานาโนวินาทีก่อนที่ส่วนประกอบจะสามารถสร้างพลังงานอัตโนมัติและปล่อยออกมาในรูปของความร้อน . ตัวอย่างเช่น อาจเป็นไปได้ที่ไฟกระชากหนึ่งพันจูลจะไหลเข้าสู่วาริสเตอร์ที่จ่ายไฟให้กับโฮมเธียเตอร์หรือทีวีจอแบน ดังนั้นโหลดสิบครั้งจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ไปก่อนที่จะสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 5,000 โวลต์

การฟื้นฟูสภาวะปกติ

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมีความสำคัญในการปกป้องเครื่องใช้ไฟฟ้าจากการลัดวงจรและการรบกวนอื่น ๆ ที่คล้ายกัน ลำดับนี้จะอธิบายวิธีการทำงานในชีวิตจริง โดยอาศัยตัวอย่างและข้อมูลเชิงปริมาณช่วย

การตรวจจับแรงดันไฟกระชาก

ขั้นตอนแรกของลำดับการป้องกันคือการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากใช้เซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟและสายไฟที่เป็นกลางอย่างต่อเนื่อง เครื่องป้องกันไฟกระชากทั่วไปอาจถูกตั้งโปรแกรมให้กระตุ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่เกิน เช่น 330 โวลต์ ซึ่งเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไปสำหรับเครื่องป้องกันไฟกระชากที่ใช้ในครัวเรือน

การมีส่วนร่วมของกลไกการป้องกัน

ทันทีที่ตรวจพบวงจรที่ผิดพลาด อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะทำงานโดยการต่อสายดินของกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปและนำไฟฟ้าไปยังชุด MOV – ประมาณ 25-30 แอมป์ในแต่ละชุด MOV คือเครื่องป้องกันไฟกระชาก ที่ทำจากระบบซิลิกอนประกบ Fike 5612 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก MOV จะทริกเกอร์ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ - สำหรับแรงดันไฟฟ้า 130 โวลต์ปกติซึ่งจะเป็น 330 โวลต์ - และโดยทั่วไปจะใช้เวลาเพียงนาโนวินาทีเท่านั้นเพื่อให้ MOV เริ่มทำงาน MOV และส่วนหนึ่งของวงจรที่เชื่อมต่อกับจะดูดซับและดำเนินการลงกราวด์เฉพาะปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแรงดันไฟฟ้า 130 โวลต์ที่ปลอดภัยที่จะจ่ายให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครื่องป้องกันไฟกระชาก

การกระจายพลังงานที่มากเกินไป

จากนั้น MOV จะดูดซับพลังงานส่วนเกินและเปลี่ยนเป็นความร้อนเพื่อออกสู่สิ่งแวดล้อม จะต้องดำเนินการอย่างรวดเร็ว เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงทำลายใดๆ ที่เกิดจากพลังงานส่วนเกินที่เหลือ และโดยทั่วไปกระบวนการนี้จะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งนาโนวินาที รายงานของกลุ่มวิจัยของมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในปี 1995 แสดงให้เห็นว่า MOV 25 แอมป์หนึ่งตัวอาจดูดซับสูงถึง 1870 แอมป์ 25 วัตต์ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก Fike 5612 ซึ่งเท่ากับพลังงาน 50 จูล

การรีบูตหรือการเปลี่ยน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากบางชนิดจำเป็นต้องรีเซ็ตหรือเปลี่ยนด้วยตนเองเพิ่มเติม หากปริมาณพลังงานที่ให้ไว้เกินความสามารถในการดูดซับ เป็นไปได้โดยการใช้หลักการที่ว่าพลังงานจำนวนหนึ่งที่ถูกดูดซับโดย MOVs เท่านั้นที่จะเปลี่ยนเป็นความร้อนในขณะที่ส่วนที่เหลือยังคงอยู่ อุปกรณ์ที่มีไฟแสดงสถานะยังใช้ LED ที่แสดงสถานะการทำงาน เช่น ไฟสีเขียวมักจะเกี่ยวข้องกับการป้องกันเต็มรูปแบบ ในขณะที่สีแดงหมายความว่า MOV ได้ดูดซับปริมาณพลังงานที่ต้องทำความสะอาดแล้ว , Fike 5612 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก.

การติดตามผลอย่างต่อเนื่อง

เครื่องป้องกันไฟกระชากยังคงวิเคราะห์สภาพของสายไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่ หากเกิดอันตรายจากแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไป อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ออกจากแหล่งจ่ายไฟ จากนั้นจะส่งข้อความไฮเปอร์เท็กซ์ให้เจ้าของทราบเกี่ยวกับการปิดเว็บไซต์ของบุคคลอื่น ความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะช่วยให้เจ้าของสามารถยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเขา นั่นคืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก Fike 5612

การตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง

การบำรุงรักษาและการตรวจสอบอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไม่ได้เป็นเพียงอุปกรณ์ป้องกันการติดตั้งและลืมเท่านั้น แต่ยังต้องมีการติดตั้งการตรวจสอบและการป้องกันอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนที่เกี่ยวข้องพร้อมทั้งตัวอย่าง

การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ

การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ 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’.

ผลงาน การทดสอบ

To ensure that the surge protectors are still functional, one needs to deliver performance การทดสอบ 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.

การซ่อมบำรุง

ปัญหาหลักอย่างหนึ่งของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากคือการดูดซับฝุ่นและเศษขยะ ด้วยเหตุนี้ความร้อนจึงอาจไม่สามารถปล่อยออกมาได้เนื่องจากฝุ่นอาจทำหน้าที่ป้องกันกลไก เป็นผลให้ช่างเทคนิคจำเป็นต้องปฏิบัติตามกำหนดการบำรุงรักษาตามปกติและทำความสะอาดฟิวส์และช่องระบายอากาศ นอกจากนี้ วัตถุประสงค์ของการบำรุงรักษายังอาจเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบว่าสายไฟอื่นๆ ทั้งหมดแน่นหนาและไม่มีการแยกพลาสติกหรือยางที่ชำรุดซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือไม่ จุดประสงค์ของข้อกำหนดการบำรุงรักษาทางเทคนิคคือเพื่อขันสกรูในจุดเชื่อมต่อที่หลวมซึ่งอาจเสียหายจากความต้านทานและการอาร์กเมื่อเวลาผ่านไป

การบันทึกข้อมูล

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากระดับอุตสาหกรรมหรือระดับไฮเอนด์มีการบันทึกข้อมูลในตัว การบำรุงรักษาตามปกติจำเป็นต้องบันทึกข้อมูลนี้ทุกครั้งที่เป็นไปได้ สำหรับสถานที่อุตสาหกรรมหรือพื้นที่ที่มีกระแสไฟกระชากสูง การผลิตที่สูงอาจหมายความว่าอุปกรณ์ป้องกันจำเป็นต้องเปลี่ยนเร็วกว่านี้ โดยอย่างน้อยก็ทราบอายุการใช้งานโดยเฉลี่ยของหน่วย

กลยุทธ์การทดแทน

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาให้เสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ต้องพิจารณาเนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานที่จำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับ MOV ข้อมูลอายุการใช้งานข้อมูลหนึ่งเป็นที่รู้จักสำหรับหน่วยส่วนใหญ่ที่ได้รับใบอนุญาตอย่างเหมาะสมภายใต้ 'อุปกรณ์ป้องกันแบบใช้ครั้งเดียวที่เหมาะสม เช่น SPD-8' ในบ้านที่ใช้งานมาตรฐาน แนะนำให้เปลี่ยนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทุกๆ ห้าปี ในการใช้งานเซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรม อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากบ่อยขึ้นทุก ๆ สองปี