by
Đột biến điện (Surge) là gì? Đột biến điện áp chuyển tiếp quá độ (Transient Voltage Surge) là gì?
Đột biến điện và Đột biến điện áp chuyển tiếp là sự tăng tạm thời về điện áp và dòng điện trên một mạch điện. Phạm vi điện áp của chúng lớn hơn 2000 volt và phạm vi dòng điện lớn hơn 100 ampe. Thời gian tăng đặc trưng là trong phạm vi 1 đến 10 micro giây. Sự quá độ hoặc đột biến là các vấn đề năng lượng phổ biến nhất và các tác động của chúng gây ra thiệt hại đáng kể như lỗi thiết bị điện hoặc điện tử, thời gian chết thường xuyên (frequent downtime), mất dữ liệu, mất thời gian và sự ngừng trệ hoạt động kinh doanh,...
Sự đột biến điện đến từ đâu?
Các thiệt hại lớn của thiết bị điện tử từ sự đột biến điện là sét đánh. Thiệt hại lớn nhất không phải do sét đánh trực tiếp, mà là kết quả của quá độ điện áp và đột biến dòng điện gây ra trên đường dây điện, viễn thông hoặc RF bởi các trường điện từ mạnh được tạo ra trong khi bị sét đánh. Và nguyên nhân phổ biến hơn của sự đột biến điện là hoạt động của các thiết bị điện công suất cao, chẳng hạn như thang máy, điều hòa không khí và tủ lạnh bởi việc sự chuyển mạch on-off của máy nén và động cơ. Các nguồn tăng vọt công suất khác bao gồm hệ thống dây bị lỗi, lỗi cung cấp điện tiện ích và nhiễu điện.
Bảo vệ đột biến điện (surge protector) là gì?
Thiết bị chống đột biến điện còn được biết như Thiết bị chống đột biến điện áp chuyển tiếp (Transient Voltage Surge Suppressor - TVSS), Thiết bị bảo vệ đột biến điện (Surge Protection Devices - SPD) hoặc Thiết bị chống đột biến điện (Surge Suppression Equipment - SSE) là thiết bị được thiết kế để bảo vệ các thiết bị điện và điện tử khỏi sự cố đột biến công suất và quá độ điện áp. Bộ bảo vệ Surge làm lệch hướng điện áp và dòng điện dư thừa từ sự quá độ hay tăng vọt vào dây nối đất.
Bộ bảo vệ đột biến hoạt động như thế nào?
Bộ bảo vệ Surge chuyển đổi điện áp và dòng điện dư thừa từ sự quá độ hoặc tăng vọt vào dây nối đất và ngăn không cho nó chảy qua các thiết bị điện và điện tử đồng thời cho phép điện áp bình thường tiếp tục đi dọc theo đường đi của nó. Năng lượng dư thừa này có thể gây ra thiệt hại trong các thiết bị điện và điện tử, thiết bị đo và điều khiển quá trình.
Hai chức năng chính của bộ bảo đột biến là:
1. Cung cấp đường dẫn trở kháng thấp để dẫn nhiều dòng điện để loại bỏ điện áp dư thừa.
2. Hấp thụ và chuyển dòng điện dư thừa xuống đất để bảo vệ các tác động của quá độ hay đột biến điện.
Các kiểu bảo vệ quá độ điện
Bảo vệ quá độ điện được phân thành hai loại:
- Bộ lọc (Filter): là một thiết bị đóng vai trò là rào cản đối với dòng điện tần số cao mà thường là nhiễu, đồng thời cho phép dòng điện tần số thấp đi qua không bị ảnh hưởng.
- Transitor Diverter: là một thiết bị mà đưa ra đường trở kháng rất thấp xuống đất mỗi khi điện áp trên thiết bị vượt quá giá trị nhất định, nhưng làm giảm điện áp mà có thể được đưa đến cho các thiết bị nhạy cảm.
Thành phần bộ bảo vệ đột biến điện
Các thành phần được sử dụng để giảm hoặc hạn chế điện áp cao thường bao gồm MOV, ống xả khí (Gas Discharge Tube), quang điot thác silic (Silicon Avalanche Diode),... hoặc kết hợp các thành phần này. Mỗi thành phần này có các tính năng khác nhau như sau:
MOV (Metal Oxide Varistor) bao gồm vật liệu oxit kẽm, là chất bán dẫn có điện trở thay đổi. Trong điều kiện bình thường, MOV thể hiện mình là một thiết bị có trở kháng cao nhưng khi điện áp quá cao, điện trở của MOV giảm xuống nhanh chóng để cung cấp một dòng chảy có trở kháng thấp. MOV có tuổi thọ hữu hạn và xuống cấp khi tiếp xúc với một vài quá độ lớn, hoặc nhiều quá độ nhỏ hơn. MOV là thành phần phổ biến nhất trong bộ bảo vệ tăng áp AC.
Ống phóng khí (GDT) có thể chuyển dòng điện dư thừa từ đường dây xuống mặt đất bằng cách sử dụng khí trơ làm dây dẫn từ đường dây nóng đến đường dây tiếp đất. Trong điều kiện bình thường, khí trơ đóng vai trò là chất dẫn kém, nhưng khi điện áp cao hơn mức chấp nhận được, khí trơ bị ion hóa thành chất dẫn hiệu quả để truyền dòng điện xuống đất cho đến khi điện áp trở về mức bình thường. GDT sẽ dẫn điện ở điện áp nhỏ hơn điện áp cao mà làm ion hóa khí và có thể dẫn nhiều dòng điện hơn cho kích cỡ của chúng so với các thành phần khác. GDT có tuổi thọ hữu hạn và có thể khử một vài sự quá độ điện rất lớn hoặc số lượng lớn hơn các quá độ điện nhỏ.
Silicon Avalanche Diode (SAD) cung cấp hành động giới hạn hoàn hảo của thành phần bảo vệ, nhưng có khả năng dòng điện thấp hơn. Khi điện áp tăng trên mức giới hạn, SAD sẽ chịu được sự đánh thủng kiểu thác dẫn đến điện áp được nối đất.
Các thành phần quan trọng khác, giống như điện trở, tụ điện và/hoặc cuộn cảm, được sử dụng kết hợp cùng với các thành phần bảo vệ ở trên.
Tại sao cần bảo vệ đột biến điện?
Ngày nay, rất nhiều linh kiện điện tử trong các thiết bị điện hiện đại nhỏ hơn nhiều, tinh tế và nhạy cảm hơn với sự gia tăng dòng điện. Bộ vi xử lý là một phần không thể thiếu của tất cả các máy tính và nhiều thiết bị điện hiện đại, đặc biệt nhạy cảm với sự đột biến điện. Thiết bị điện của bạn có thể tiếp xúc với sự đột biến gây hại từ đường dây điện AC và đường dây điện thoại hoặc tín hiệu.
Bộ bảo vệ đột biến điện phù hợp để sử dụng trong mọi ứng dụng kết nối với điện (nguồn điện tiện ích hoặc nguồn được tạo cục bộ), đường dây điện thoại (như modem, fax, dữ liệu, v.v.), đường dữ liệu máy tính và đường phương tiện liên lạc...
Vị trí bảo vệ đột biến điện
Surge Protector thường được áp dụng tại một số điểm trong toàn bộ cơ sở. Các tiêu chuẩn ANSI / IEEE C62.41-1991 xác định ba loại mức đột biến điện, dựa trên vị trí chiến lược trong mạng lưới đi dây cơ sở, nơi có thể gặp phải sự cố về điện. Họ phân loại kiểu bảo vệ đột biến điện, tác động tiềm tàng của đột biến hay quá độ điện và vị trí như sau:
Loại A: Được xác định là bất kỳ đầu ra và mạch nhánh dài nào kéo dài hơn 10 mét (30 ft.) từ vị trí loại B hoặc 20 mét (60 ft.) từ loại C. Bảo vệ chống sét cho loại vị trí này được áp dụng tại các ổ cắm điện, mạch riêng lẻ để bảo vệ các phần riêng biệt của thiết bị cụ thể như máy tính, cầu đo trọng lượng, thiết bị đo, thiết bị điều khiển quá trình và nguồn điện một chiều, v.v.
Loại B: Được xác định là tất cả các sub-feeder chính, hệ thống bus và các mạch nhánh ngắn như bảng phân phối, hệ thống bus công nghiệp và đường dây truyền sóng cao tần từ máy phát vô tuyến hay máy thu tới ăng-ten, mạch thiết bị lớn (heavy appliance circuits), hệ thống chiếu sáng trong tòa nhà lớn. Việc bảo vệ tại vị trí này rất hiệu quả trong việc triệt tiêu các quá độ được tạo ra bên trong thường xuyên hơn, các điều kiện quá độ luôn thay đổi, đặc biệt là các trang bị và thiết bị nhạy cảm được cung cấp từ các trạm biến áp.
Loại C: Được xác định như phần bên ngoài và lối vào dịch vụ chính bao gồm các đường cấp điện chính, máy biến áp, kết nối dịch vụ và đường trung chuyển đến các bảng lối vào dịch vụ chính, bất kỳ đường dây trên không hoặc nguồn cấp phụ, đường dây ngầm đến máy bơm giếng,.... Loại bảo vệ đột biến này được áp dụng để bảo vệ chống lại sự gián đoạn điện gây ra bên ngoài. Cài đặt này sẽ giúp bảo vệ chống sét đánh vào một cơ sở thông qua đường dây điện.
Ba loại A, B và C này xác định nên sử dụng bộ bảo vệ đột biến điện hoặc TVSS tại vị trí nào.
Sự đột biến điện đến từ đâu?
Các thiệt hại lớn của thiết bị điện tử từ sự đột biến điện là sét đánh. Thiệt hại lớn nhất không phải do sét đánh trực tiếp, mà là kết quả của quá độ điện áp và đột biến dòng điện gây ra trên đường dây điện, viễn thông hoặc RF bởi các trường điện từ mạnh được tạo ra trong khi bị sét đánh. Và nguyên nhân phổ biến hơn của sự đột biến điện là hoạt động của các thiết bị điện công suất cao, chẳng hạn như thang máy, điều hòa không khí và tủ lạnh bởi việc sự chuyển mạch on-off của máy nén và động cơ. Các nguồn tăng vọt công suất khác bao gồm hệ thống dây bị lỗi, lỗi cung cấp điện tiện ích và nhiễu điện.
Bảo vệ đột biến điện (surge protector) là gì?
Thiết bị chống đột biến điện còn được biết như Thiết bị chống đột biến điện áp chuyển tiếp (Transient Voltage Surge Suppressor - TVSS), Thiết bị bảo vệ đột biến điện (Surge Protection Devices - SPD) hoặc Thiết bị chống đột biến điện (Surge Suppression Equipment - SSE) là thiết bị được thiết kế để bảo vệ các thiết bị điện và điện tử khỏi sự cố đột biến công suất và quá độ điện áp. Bộ bảo vệ Surge làm lệch hướng điện áp và dòng điện dư thừa từ sự quá độ hay tăng vọt vào dây nối đất.
Bộ bảo vệ đột biến hoạt động như thế nào?
Bộ bảo vệ Surge chuyển đổi điện áp và dòng điện dư thừa từ sự quá độ hoặc tăng vọt vào dây nối đất và ngăn không cho nó chảy qua các thiết bị điện và điện tử đồng thời cho phép điện áp bình thường tiếp tục đi dọc theo đường đi của nó. Năng lượng dư thừa này có thể gây ra thiệt hại trong các thiết bị điện và điện tử, thiết bị đo và điều khiển quá trình.
Hai chức năng chính của bộ bảo đột biến là:
1. Cung cấp đường dẫn trở kháng thấp để dẫn nhiều dòng điện để loại bỏ điện áp dư thừa.
2. Hấp thụ và chuyển dòng điện dư thừa xuống đất để bảo vệ các tác động của quá độ hay đột biến điện.
Các kiểu bảo vệ quá độ điện
Bảo vệ quá độ điện được phân thành hai loại:
- Bộ lọc (Filter): là một thiết bị đóng vai trò là rào cản đối với dòng điện tần số cao mà thường là nhiễu, đồng thời cho phép dòng điện tần số thấp đi qua không bị ảnh hưởng.
- Transitor Diverter: là một thiết bị mà đưa ra đường trở kháng rất thấp xuống đất mỗi khi điện áp trên thiết bị vượt quá giá trị nhất định, nhưng làm giảm điện áp mà có thể được đưa đến cho các thiết bị nhạy cảm.
Thành phần bộ bảo vệ đột biến điện
Các thành phần được sử dụng để giảm hoặc hạn chế điện áp cao thường bao gồm MOV, ống xả khí (Gas Discharge Tube), quang điot thác silic (Silicon Avalanche Diode),... hoặc kết hợp các thành phần này. Mỗi thành phần này có các tính năng khác nhau như sau:
MOV (Metal Oxide Varistor) bao gồm vật liệu oxit kẽm, là chất bán dẫn có điện trở thay đổi. Trong điều kiện bình thường, MOV thể hiện mình là một thiết bị có trở kháng cao nhưng khi điện áp quá cao, điện trở của MOV giảm xuống nhanh chóng để cung cấp một dòng chảy có trở kháng thấp. MOV có tuổi thọ hữu hạn và xuống cấp khi tiếp xúc với một vài quá độ lớn, hoặc nhiều quá độ nhỏ hơn. MOV là thành phần phổ biến nhất trong bộ bảo vệ tăng áp AC.Ống phóng khí (GDT) có thể chuyển dòng điện dư thừa từ đường dây xuống mặt đất bằng cách sử dụng khí trơ làm dây dẫn từ đường dây nóng đến đường dây tiếp đất. Trong điều kiện bình thường, khí trơ đóng vai trò là chất dẫn kém, nhưng khi điện áp cao hơn mức chấp nhận được, khí trơ bị ion hóa thành chất dẫn hiệu quả để truyền dòng điện xuống đất cho đến khi điện áp trở về mức bình thường. GDT sẽ dẫn điện ở điện áp nhỏ hơn điện áp cao mà làm ion hóa khí và có thể dẫn nhiều dòng điện hơn cho kích cỡ của chúng so với các thành phần khác. GDT có tuổi thọ hữu hạn và có thể khử một vài sự quá độ điện rất lớn hoặc số lượng lớn hơn các quá độ điện nhỏ.
Silicon Avalanche Diode (SAD) cung cấp hành động giới hạn hoàn hảo của thành phần bảo vệ, nhưng có khả năng dòng điện thấp hơn. Khi điện áp tăng trên mức giới hạn, SAD sẽ chịu được sự đánh thủng kiểu thác dẫn đến điện áp được nối đất.
Các thành phần quan trọng khác, giống như điện trở, tụ điện và/hoặc cuộn cảm, được sử dụng kết hợp cùng với các thành phần bảo vệ ở trên.
Tại sao cần bảo vệ đột biến điện?
Ngày nay, rất nhiều linh kiện điện tử trong các thiết bị điện hiện đại nhỏ hơn nhiều, tinh tế và nhạy cảm hơn với sự gia tăng dòng điện. Bộ vi xử lý là một phần không thể thiếu của tất cả các máy tính và nhiều thiết bị điện hiện đại, đặc biệt nhạy cảm với sự đột biến điện. Thiết bị điện của bạn có thể tiếp xúc với sự đột biến gây hại từ đường dây điện AC và đường dây điện thoại hoặc tín hiệu.
Bộ bảo vệ đột biến điện phù hợp để sử dụng trong mọi ứng dụng kết nối với điện (nguồn điện tiện ích hoặc nguồn được tạo cục bộ), đường dây điện thoại (như modem, fax, dữ liệu, v.v.), đường dữ liệu máy tính và đường phương tiện liên lạc...
Vị trí bảo vệ đột biến điện
Surge Protector thường được áp dụng tại một số điểm trong toàn bộ cơ sở. Các tiêu chuẩn ANSI / IEEE C62.41-1991 xác định ba loại mức đột biến điện, dựa trên vị trí chiến lược trong mạng lưới đi dây cơ sở, nơi có thể gặp phải sự cố về điện. Họ phân loại kiểu bảo vệ đột biến điện, tác động tiềm tàng của đột biến hay quá độ điện và vị trí như sau:
Loại A: Được xác định là bất kỳ đầu ra và mạch nhánh dài nào kéo dài hơn 10 mét (30 ft.) từ vị trí loại B hoặc 20 mét (60 ft.) từ loại C. Bảo vệ chống sét cho loại vị trí này được áp dụng tại các ổ cắm điện, mạch riêng lẻ để bảo vệ các phần riêng biệt của thiết bị cụ thể như máy tính, cầu đo trọng lượng, thiết bị đo, thiết bị điều khiển quá trình và nguồn điện một chiều, v.v.
Loại B: Được xác định là tất cả các sub-feeder chính, hệ thống bus và các mạch nhánh ngắn như bảng phân phối, hệ thống bus công nghiệp và đường dây truyền sóng cao tần từ máy phát vô tuyến hay máy thu tới ăng-ten, mạch thiết bị lớn (heavy appliance circuits), hệ thống chiếu sáng trong tòa nhà lớn. Việc bảo vệ tại vị trí này rất hiệu quả trong việc triệt tiêu các quá độ được tạo ra bên trong thường xuyên hơn, các điều kiện quá độ luôn thay đổi, đặc biệt là các trang bị và thiết bị nhạy cảm được cung cấp từ các trạm biến áp.
Loại C: Được xác định như phần bên ngoài và lối vào dịch vụ chính bao gồm các đường cấp điện chính, máy biến áp, kết nối dịch vụ và đường trung chuyển đến các bảng lối vào dịch vụ chính, bất kỳ đường dây trên không hoặc nguồn cấp phụ, đường dây ngầm đến máy bơm giếng,.... Loại bảo vệ đột biến này được áp dụng để bảo vệ chống lại sự gián đoạn điện gây ra bên ngoài. Cài đặt này sẽ giúp bảo vệ chống sét đánh vào một cơ sở thông qua đường dây điện.
Ba loại A, B và C này xác định nên sử dụng bộ bảo vệ đột biến điện hoặc TVSS tại vị trí nào.
0 comments: