Schutzanalyse des Blitzstoßgenerators

1. Prüfnormen für Blitzwellen elektronischer Geräte
Der nationale Standard für Blitzwellen elektronischer Geräte ist GB/T17626.5 (entspricht dem internationalen Standard IEC61000-4-5). Die Norm dient hauptsächlich dazu, die verschiedenen Situationen zu simulieren, die durch indirekte Blitzeinschläge entstehen:
(1) Blitze schlagen in die mittlere und äußere Leitung ein und eine große Strommenge fließt in die äußere Leitung oder den Erdungswiderstand, was die Störspannung verursacht.
(2) Indirekte Blitzeinschläge (z. B. Lichteinschläge zwischen Wolken oder in Wolken) spüren die Spannung und den Strom auf der externen Leitung.
(3) Blitzeinschlagslinien befinden sich in der Nähe von Objekten, und die um sie herum aufgebauten starken elektromagnetischen Felder können die Spannung an der externen Leitung spüren.
(4) Ein Blitz schlägt in das benachbarte Erdreich ein und der Erdstrom wird eingeleitet, wenn er durch das öffentliche Erdungssystem fließt.

Neben der Simulation von Blitzeinschlägen simulieren die Standards auch das Umspannwerk und andere Ereignisse sowie die durch den Schaltvorgang verursachten Störungen (verursacht Spannungsspitzen beim Schalten), wie zum Beispiel:
(1) Die beim Schalten des Hauptstromnetzes erzeugten Störungen (z. B. beim Schalten der Kondensatorgruppe).
(2) Das gleiche Gitter stört, wenn der kleinere Schalter in der Nähe des Geräts schlägt.
(3) Wechseln Sie zur Kristallröhrenausrüstung mit Resonanzleitung.
(4) Verschiedene systematische Fehler, wie z. B. Kurzschlüsse und fliegende Lichtbögen zwischen Geräteerdungsnetzen oder Erdungssystemen.

Der Standard beschreibt zwei verschiedene Wellenformgeneratoren: Einer ist die Wellenform, die durch Blitzeinschläge in die Stromleitung induziert wird; Das andere sind die Wellenformen, die auf der Kommunikationsleitung induziert werden.

Wie funktioniert ein Überspannungsgenerator?
Das SG61000-5 Überspannungsgenerator bietet eine gemeinsame Grundlage für die Bewertung des Widerstands von Netzkabeln und internen Steckverbindern verschiedener Geräte gegen transiente Hochenergiestörungen, die durch natürliche Blitzstoßinduktion und Lastumschaltung mit großer Kapazität verursacht werden. Es erfüllt voll und ganz die IEC 61000-4-5, EN61000-4-5 und GB / T17626.5 Standards.

Beide Leitungen gehören zur Air-Rack-Leitung, die Impedanz der Leitungen ist jedoch unterschiedlich: Die auf der Stromleitung erzeugten Wellenformen sind relativ schmaler (50 µS) und die Grenze sollte steiler sein (1.2 µS). und die Induktion auf der Kommunikationsleitung wird induziert. Der Wellenauftritt ist breiter, die Vorderfront dürfte aber langsamer sein. Später analysieren wir hauptsächlich die Schaltung mit den Wellenformen, die durch Blitzeinschläge auf der Stromleitung erzeugt werden, und stellen außerdem kurz die Blitzschutztechnologie der Kommunikationsschaltung vor.

2. Das Funktionsprinzip der Simulation einer Blitzwellen-Überspannungsimpuls-Erzeugungsschaltung

Das Bild oben zeigt die Überspannung, die durch die Induktion eines elektrischen Blitzschlags an der Stromverteilungsanlage entsteht. Oder der Blitzstrom des Blitzstroms, der durch den Anti-Hochspannungs-Impulsstromkreis geleitet wird, der vom Blitzstrom durch den öffentlichen Erdungswiderstand erzeugt wird.
Die Einzelimpulsenergie von 4KV beträgt 100J

In der Abbildung ist Cs ein Energiespeicherkondensator (ca. 10 UF, was der Leiyun-Kapazität entspricht); Bei uns handelt es sich um ein Hochspannungsnetzteil; Rc ist ein Ladewiderstand; Rs ist die Impulsdauer zur Widerstandsbildung (die Entladungskurve bildet Widerstand); Rm ist der Widerstand, der dem Widerstand Ls entspricht, wenn der Strom ansteigt, um eine Induktivität zu bilden. Für den Blitz- und Schlagfestigkeitstest gelten unterschiedliche Parameteranforderungen für verschiedene Produkte. Die Parameter in der Abbildung oben können je nach Produktstandardanforderungen geringfügig geändert werden.

Grundlegende Parameteranforderungen:
(1) Offene Ausgangsspannung: 0.5 ~ 6 kV, aufgeteilt in 5 Ausgangsstufen, die letzte Stufe wird vom Benutzer und Hersteller bestimmt;
(2) Kurzschluss-Ausgangsstrom: 0.25 ～ 2 KA, für verschiedene Teststufen;
(3) Innenwiderstand: 2 Ohm, zusätzlicher Widerstand 10, 12, 40, 42 Ohm, für andere Versuchsstufen;
(4) Wellenausgangspolarität: positiv/negativ; Wenn der Wellenausgang mit der Stromversorgung synchronisiert ist, beträgt die Phase 0 bis 360 Grad;
(5) Wiederholungshäufigkeit: Mindestens einmal pro Minute.

Die harte Stufe des Blitzwiderstandstests ist in Stufe 5 unterteilt:
Stufe 1: Gute Schutzumgebung;
Stufe 2: Es gibt eine bestimmte Schutzumgebung;
Stufe 3: normale elektromagnetische Belästigungsumgebung, besondere Installationsanforderungen für Geräte, z. B. Industriearbeitsplätze;
Stufe 4: Umgebung, die stark belästigt wird. Zum Beispiel zivile Luftregallinien, beispiellose Hochspannungs-Umspannwerke.
Klasse X: Sie wird vom Benutzer und vom Hersteller bestimmt.

Der 18uF-Kondensator in der Abbildung kann je nach rauem Niveau unterschiedlich sein, und der Auswahlwert kann unterschiedlich sein, aber ab einem bestimmten Wert ist er im Grunde nicht mehr aussagekräftig.

10-Ohm-Widerstand und 9uF-Kondensatoren können je nach rauem Niveau unterschiedlich gewählt werden. Es macht nicht viel Sinn.

Die wichtigsten Parameter:
(1) DC-Durchbruchspannung. Dieser Wert wird durch den Spannungswert einer niedrigen Anstiegsrate (dv/dt = 100 V/s) bestimmt.
(2) Intellektuelle (oder Wellen-)Durchbruchspannung. Es stellt die dynamischen Eigenschaften der Entladungsröhre dar, und der Spannungswert der Anstiegsrate ist der Spannungswert von DV/DT = 1 kV/uS.
(3) Benannter Stoßentladungsstrom. Der Nennentladestrom der 8/20uS-Wellenform (8uS, Halbspitzendauer von 20uS) wird normalerweise 10 Mal entladen.
(4) Standard-Entladestrom. Aufgrund des gültigen Nennwerts des 50-Hz-Wechselstroms beträgt die Zeit für jede Entladung 1 s und die Entladung 10 Mal.
(5) Der maximale Auslösestrom bei einem einzelnen Schlag. Für einen einzelnen maximalen Entladestrom für 8/20US-Stromwellen.
(6) Häufiger aktueller Wert der Arbeit. Für einen einzelnen maximalen Entladestrom für 8/20uS-Stromwellen. Bei 50-Hz-Wechselstrom kann es dem gültigen Wert des Maximalstroms von 9 aufeinanderfolgenden Wochen standhalten.
(7) Isolationswiderstand. Für einen einzelnen maximalen Entladestrom für 8/20uS-Stromwellen. Bei 50-Hz-Wechselstrom kann es dem gültigen Wert des Maximalstroms von 9 aufeinanderfolgenden Wochen standhalten.
(8) Kapazität. Die Kapazität zwischen der Entladungsröhre liegt im Allgemeinen zwischen 2 und 10 pF und ist damit die kleinste aller Vorrichtungen zur Absorption transienter Störungen.

Beispiel einer Ultrahochwellen-Spannungsunterdrückungsschaltung
Beispiel 1

Die obige Abbildung ist ein elektrisches Prinzipdiagramm, das einer stärkeren Blitzimpulsspannung standhalten kann. In der Abbildung: G1 und G2 sind Gasentladungsrohre, die hauptsächlich zur Unterdrückung von Hochspannungs-Co-Modul-Gießimpulsen verwendet werden. Es hat die Fähigkeit zu unterdrücken; VR ist ein druckempfindlicher Widerstand, der hauptsächlich zur Unterdrückung modularer Hochspannungsdifferenzwellenimpulse verwendet wird. Nach der G1-, G2- und VR-Unterdrückung werden Amplitude und Energie von Co-Mode- und Differentialwellen stark reduziert.

Die Durchbruchspannung von G1 und G2 kann zwischen 1000 Vp und 3000 Vp gewählt werden. Die Spannung von VR beträgt im Allgemeinen das 1.7-fache des Maximalwerts der industriellen Frequenzspannung.
Nach dem Durchschlag von G1, G2 wird der Folgestrom erzeugt. Achten Sie darauf, eine Sicherung einzubauen, um einen Kurzschluss des Folgestroms zu verhindern.

Beispiel 2

Zwei spannungsempfindliche Widerstände VR1, VR2 und eine Entladungsröhre G3 wurden hinzugefügt. Der Hauptzweck besteht darin, die Unterdrückung der Kovaruanzspannung zu verstärken. Aufgrund des Leckstroms des Spannungswiderstands sind die allgemeinen elektronischen Produkte streng mit dem Leckstrom (weniger als der des Leckstroms (weniger als 0.7 mAp)), daher wird dem Bild ein Abflussrohr G3 hinzugefügt, das dies ermöglicht Der Leckstrom des Stromkreises ist gleich 0. Die Durchbruchspannung von G3 ist weitaus kleiner als die Durchbruchspannung von G1 und G2. Nachdem G3 den Leckstrom isoliert hat, kann die Durchbruchspannung des Spannungswiderstands VR1 oder VR2 entsprechend niedrig gewählt und verursacht werden eine starke Hemmwirkung.

Der Anschluss verschiedener Blitzschutzgeräte
Die Installationsreihenfolge von Blitzschutzgeräten kann nicht falsch sein. Die Entladungsröhre muss im Vordergrund stehen, gefolgt von Wellen zur Hemmung der Induktivität und des druckempfindlichen Widerstands (oder der Entladungsröhre) und dann die Halbleiter-TVS-Gates oder X-Kondensatoren und Y-Kondensatoren.

Das SG61000-5 komplett automatisch Überspannungsgenerator (auch Blitzstoß-Störfestigkeitstest, Kombinationswellengenerator, Stoßstromgenerator / Stoßspannungsgenerator, kombinierte Stoßspannungs- und Stromgenerator genannt). 

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