Проектна схема на вериги за мълниезащита за импулсни захранвания
Анализ на мълния
Най-честата вреда на електронните устройства не се причинява от директни удари на мълнии, а от токови удари, предизвикани в захранващите и комуникационните линии по време на удари на мълния. От една страна, поради силно интегрираната вътрешна структура на електронните устройства (VLSI чипове), нивото на устойчивост на напрежение и свръхток на оборудването е намаляло и способността да издържа на мълния (включително индуцирана мълния и експлоатационни пренапрежения) също е намаляла. От друга страна, поради увеличаването на пътищата на източника на сигнал, системата е по-податлива на проникване на мълниеносна вълна от преди. Пренапрежението може да навлезе в компютърно оборудване чрез електропроводи или сигнални линии и ние ще обсъдим тези два аспекта поотделно:
1) Пренапрежение на тока
Пренапреженията на тока не се причиняват само от удари на мълния, но също и от повреди на късо съединение и тежко превключване на товара в електроенергийната система. Електрическата мрежа се простира на хиляди километри и вероятността както от удари на мълнии, така и от пренапрежения в мрежата е висока. Когато падне мълния на стотици километри от вас, светкавичният удар се предава със скоростта на светлината през електрическата мрежа, отслабва се от подстанции и т.н. Когато достигне компютъра ви, все още може да има хиляди волта. Това високо напрежение е много кратко, само десетки до стотици микросекунди или недостатъчно, за да изгори компютъра. Въпреки това, той причинява големи щети на полупроводниковите компоненти вътре в компютъра, точно както шумът на старите високоговорители е по-голям от този на новите, защото вътрешните компоненти са повредени. Тъй като тези повреди се задълбочават, компютърът постепенно става по-нестабилен или може да причини загуба на важни данни.
GE Corporation в Съединените щати установи, че разпределителните линии с ниско{0}}напрежение (110V) в домакинствата, ресторантите, апартаментите и други зони са претърпели повече от 800 ударни напрежения, превишаващи първоначалното работно напрежение в рамките на 10 000 часа (приблизително една година и два месеца), като над 300 надвишават 1000V. Такова пренапрежение на напрежението може потенциално да повреди електронните устройства наведнъж.
2) Пренапрежение на сигналната система
Основните източници на пренапрежение в сигналните системи са индуцирани мълнии, електромагнитни смущения, радиосмущения и електростатични смущения. Металните предмети (като телефонни линии) се влияят от тези сигнали за смущения, което може да причини грешки в предадените данни, засягайки точността и скоростта на предаване. Премахването на тези смущения ще подобри състоянието на предаване на мрежата.
Въз основа на горепосочените технически дефекти и условия, тази статия проектира еднофазна паралелна верига за превключване на електрозахранване срещу мълнии, базирана на варистори и керамични газоразрядни тръби в съответствие с действителната употреба.
