Mitä diodeja käytetään yleisesti ylijännitesuojaukseen jakeluverkoissa?

一, TVS-diodi: tarkkuussuojasydän millisekuntitason vasteella
1. Laitteen ominaisuudet ja toimintaperiaate
TVS (Transient Voltage Suppressor) -diodit on suunniteltu lumivyöryvaikutuksen perusteella, ja niiden tärkeimmät edut ovat nanosekunnin vastenopeus (pienempi tai yhtä suuri kuin 1 × 10⁻¹ ² sekuntia) ja tarkka puristusjännitteen säätö. Kun transienttijännite ylittää läpilyöntijännitteensä (VBR), laite siirtyy nopeasti suuren resistanssin tilasta matalan resistanssin tilaan ja puristaa jännitteen turvalliselle alueelle (VC-arvo) ohjaamalla suuria virtoja. Tyypillinen puristuskerroin (VC/VBR) on 1,2-1,4. Esimerkiksi P0640SC-sarjan TVS-putki kestää tuhansien ampeerien huippuvirtoja ja niinkin alhaisia ​​jännitteitä kuin satoja voltteja, joten se soveltuu suojaamiseen 600V/800V suurjännitejakeluverkoissa.

2. Valinnan avainparametrit
Käänteinen katkaisujännite (VRMM): Sen tulee olla 1,1-1,2 kertaa korkeampi kuin piirin normaali käyttöjännite. Esimerkiksi 120 V järjestelmä edellyttää laitteiden käyttöä, joiden VRMM on suurempi tai yhtä suuri kuin 132 V.
Huippupulssiteho (PPP): Laskettu ylijänniteenergian perusteella, kuten PPP, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin E (ylijännite)/VC 8/20 μs aaltomuodossa.
Liitoskapasitanssi (CJ): Matalakapasitanssiset laitteet (kuten 0,1-10pF) tulee valita korkeataajuisille signaalilinjoille signaalin vaimenemisen välttämiseksi. Esimerkiksi USB 3.0 -liitäntä edellyttää TVS-putkien käyttöä, joiden CJ on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,3 pF.
3. Tyypilliset sovellusskenaariot
Palvelinkeskuksen virransyöttö: SMBJ-sarjan TVS-putkia käytetään kolmen -tason suojauksen rakentamiseen. Ensimmäinen taso käyttää suuritehoisia -teholaitteita (kuten 1500 W) suurien energiapiikitten vaimentamiseen, ja kolmas taso käyttää matalakapasitanssisia laitteita (kuten 500 W) herkkien sirujen suojaamiseen.
Aurinkosähköinvertterin DC-puoli: Rinnakkaiset TVS-putket on kytketty DC 1000 V -järjestelmään estämään pilvipeitteen tai ryhmäkytkennän aiheuttamaa transienttia ylijännitettä.
2, puolijohdepurkausputki (TSS): rungon suojaus suurelle virtakapasiteetille
1. Laitteen ominaisuudet ja toimintaperiaate
TSS (Thyristor Surge Suppressors) ottaa käyttöön PNPN-nelikerroksisen rakenteen, jossa tyristorien kytkentäominaisuudet yhdistyvät diodien yksisuuntaiseen johtavuuteen. Sen tärkeimmät edut ovat sen erittäin korkea ylijännitetoleranssi (jopa kymmeniä kiloampeereja) ja alhaiset jäännösjänniteominaisuudet (tyypillinen VC-arvo Vähemmän tai yhtä suuri kuin 2 kertaa VBR). Esimerkiksi P0640SC-sarjan TSS kestää 20 kA:n ylijännitteen ja alle 800 V:n jäännösjännitteen 8/20 μs aaltomuodossa, mikä tekee siitä sopivan korkeajännitteisten jakeluverkon runkojohtojen suojaamiseen.

2. Valinnan avainparametrit
Breakdown voltage (VBO): Sen on vastattava järjestelmän nimellisjännitettä, esimerkiksi valittaessa laitteita VBO{0}}kV 10 kV järjestelmässä.
Nykyinen kantokyky (Ipp): Salaman riskitason perusteella laitteet, joiden Ipp on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 kA, tulisi valita ukkosalueille.
Vasteaika: Tyypillinen arvo Vähemmän tai yhtä suuri kuin 100 ns, vaatii koordinointia TVS-putken kanssa, jotta saavutetaan asteittainen suoja.
3. Tyypilliset sovellusskenaariot
Ala-aseman tulopää: TSS:n ja MOV:n sarjassa oleva yhdistetty suojausjärjestelmä otetaan käyttöön, jossa TSS on ensimmäinen vaihe, joka vaimentaa suuria{0}}energiapiikkejä, ja MOV on toinen vaihe jäännösjännitteen rajoittamiseksi.
Tuulipuiston keräyslinja: rinnakkainen TSS 35 kV kaapeliliittimessä kaapelitoiminnan aiheuttaman ylijännitteen vaimentamiseksi.
3, Varistor (MOV): Taloudellinen ja tehokas yleissuojaus
1. Laitteen ominaisuudet ja toimintaperiaate
MOV (Metal Oxide Varistor) käyttää sinkkioksidia päämateriaalina ja saavuttaa jännitteenrajoitustoiminnon epälineaarisilla volttiampeeriominaisuuksilla. Sen tärkeimmät edut ovat korkea kustannustehokkuus-ja suuri virtakapasiteetti (jopa useita satoja kiloampeeria per siru), mutta sillä on ikääntymisvaikutus (suorituskyvyn heikkeneminen pitkäaikaisen-käytön jälkeen). Esimerkiksi 14D471K MOV kestää 40 kA:n aaltovirran 8/20 μs aaltomuodossa ja soveltuu päätesuojaukseen matalajännitteisissä jakeluverkoissa.

2. Valinnan avainparametrit
Jänniteherkkä (V1mA): Sen on oltava korkeampi kuin piirin suurin jatkuva käyttöjännite, esimerkiksi valittaessa laitteita, joiden V1mA on suurempi tai yhtä suuri kuin 320 V 220 V järjestelmässä.
Virtakapasiteetti: Salaman riskitason mukaan luokan C suojaus vaatii Iimp Suuremman tai yhtä suuren kuin 65 kA (10/350 μs aaltomuoto).
Vuotovirta: Tyypillinen arvo Alle tai yhtä suuri kuin 20 μA, säännöllinen testaus vaaditaan vanhenemisen ja vikojen estämiseksi.
3. Tyypilliset sovellusskenaariot
Asuntojen jakelurasia: MOV:lla luodaan kolme-tason suojausta, ensimmäinen taso asentaa korkean-energiset laitteet (kuten 20 kA) päätulolinjan päähän ja kolmas taso matalan-teholaitteet (kuten 2 kA) pistorasiaan.
Teollisuusmoottorin ohjauskaappi: rinnakkainen MOV taajuusmuuttajan tulopäässä moottorin käynnistyspysäytyksen aiheuttaman transientin ylijännitteen vaimentamiseksi.
4. Monitasoisen suojausjärjestelmän rakentamisstrategia
1. Asteisen suojauksen periaate
Yhdistelmäkaavio "karkea suojaus + hienosuojaus":

Taso 1 (karkea suojaus): Asenna TSS tai korkean{1}}energian MOV järjestelmän sisäänkäyntiin suurten energiapiippujen (kuten salamaniskujen) vaimentamiseksi.
Toinen taso (tarkkuussuojaus): Asenna TVS-putket laitteen etupäähän jäännösjännitteen rajoittamiseksi turvalliselle tasolle (esimerkiksi sirun kestojännitearvon alapuolelle).
Kolmas taso (paikallinen suojaus): Liitä pienitehoiset{0}}TVS-putket rinnakkain herkkien komponenttien viereen lopullisen suojan saamiseksi.
2. Parametrien koordinoinnin avainkohdat
Energian koordinointi: Varmista, että etu{0}}pään laitteet absorboivat energiaa Enintään 80 % kokonaisyliaaltoenergiasta, jotta vältytään taustalaitteiden ylikuormitukselta.
Jännitteen koordinointi: Jokaisen laitteen tason VC-arvoa on vähennettävä asteittain "gradienttisuojauksen" muodostamiseksi. Esimerkiksi ensimmäisen tason VC on 1500 V, toisen tason VC on 800 V ja kolmannen tason VC on 400 V.
Aikakoordinointi: Käytä laitteen vasteajan eroa (TSS ≈ 100 ns, TVS ≈ 1 ns) nopean vasteen saavuttamiseksi.