Hva er overspenning

Generelt er en overspenning en forbigående bølge av strøm, spenning eller kraft i en elektrisk krets. Spesielt i kraftsystemer – og dette er sannsynligvis den vanligste sammenhengen vi relaterer til overspenninger til – er en overspenning, eller forbigående, en overspenning i undersyklusen med en varighet på mindre enn en halv syklus av den normale spenningsbølgeformen. En bølge kan være enten positiv eller negativ polaritet, kan være additiv eller subtrahere fra den normale spenningsbølgeformen, og er ofte svingende og forfall over tid.

Overspenninger, eller transienter, er korte overspenningspigger eller forstyrrelser på en kraftbølgeform som kan skade, nedbryte eller ødelegge elektronisk utstyr i ethvert hjem, kommersiell bygning, industri eller produksjonsanlegg. Transienter kan nå amplituder på titusenvis volt. Overspenninger måles vanligvis i mikrosekunder.

Hvert stykke elektrisk utstyr er designet for å fungere med en spesifisert nominell spenning som 120 Vac, 240 Vac, 480 Vac, og så videre. Det meste utstyret er designet for å håndtere mindre variasjoner i deres standard nominelle driftsspenning, men overspenninger kan være veldig skadelige for nesten alt utstyr.

Interne kilder:

• Bytte av elektriske belastninger

  Inn- og utkobling og drift av visse elektriske belastninger – enten det er på grunn av forsettlig eller utilsiktet operasjon – kan være en kilde til overspenning i det elektriske systemet. Bytte overspenninger er ikke alltid umiddelbart anerkjent eller forstyrrende som større eksternt genererte overspenninger, men de forekommer langt oftere. Disse svitsjene kan være forstyrrende og skade utstyret over tid. De forekommer som en del av hverdagsoperasjoner.

  Kilder til bytte og oscillerende overspenninger inkluderer:

  • Kontaktor-, relé- og bryteroperasjoner
  • Bytte av kondensatorbanker og belastninger (som effektfaktorkorreksjon)
  • Utladning av induktive enheter (motorer, transformatorer osv.)
  • Start og stopp av laster
  • Start av feil eller lysbue
  • Feil i bue (bakke)
  • Feilsøking eller avbrudd
  • Gjenoppretting av kraftsystem (fra utfall)
  • Løse forbindelser

• Magnetisk og induktiv kobling

  Når elektrisk strøm strømmer, opprettes et magnetfelt. Hvis dette magnetfeltet strekker seg til en annen ledning, vil det indusere en spenning i den ledningen. Dette er det grunnleggende prinsippet som transformatorer arbeider med. Et magnetfelt i primæren induserer en spenning i det sekundære. I tilfelle tilstøtende eller nærliggende bygningsledninger er denne spenningen uønsket og kan være forbigående.

  Eksempler på utstyr som kan forårsake induktiv kobling inkluderer: Heiser, oppvarmingsventilasjon og klimaanlegg (HVAC med variabel frekvensdrev) og lysstoffdioder, kopimaskiner og datamaskiner.

• Statisk elektrisitet

  Elektrostatisk utladning (ESD) fenomener, eller statiske, kan generere elektromagnetiske felt over et bredt spekter av frekvenser opp til lavt gigahertz-område. Begrepet ESD-hendelse inkluderer ikke bare utladningsstrømmen, men også de elektromagnetiske feltene og koronaeffektene før og under en utladning. ESD resulterer i en plutselig overføring av ladning mellom legemer med forskjellige elektrostatiske potensialer. ESD indusert i den elektriske distribusjonen inneholder mye høyfrekvent støy.

  En elektrostatisk utladningshendelse kan forårsake funksjonsfeil i tillegg til fysisk skade. Utstyrsfeil kan omfatte ødeleggelse av data og låsning av utstyr. Fysisk skade kan omfatte skade på utstyr og til og med tap av liv. For å oppnå meningsfull ESD-immunitet, må utformingen av et helt system vurderes, både for direkte utladning og for felt.

  Minimumsspenningen som er nødvendig for at en person skal være klar over sin involvering i en elektrostatisk utladning er omtrent 3000 V.Likevel kan elektrostatiske utladninger som oppstår under denne terskelen for menneskelig oppfatning inneholde tilstrekkelig energi til å forårsake opprør eller skade på elektronisk utstyr. Faktisk kan de raskere innledende skråningene av nåværende bølgeformer som skyldes ESD-hendelser ved disse lavspenningsnivåene, gjøre slike utladninger enda mer forstyrrende enn ESD-hendelser som stammer fra høyere spenninger.

  Spenningen på en menneskekropp eller på et mobilt objekt kan variere mye fra et miljø til et annet. Det kan forbli godt under 5 kV i situasjoner med kontrollert fuktighet som bare involverer antistatiske eller statiske avledende materialer. Det kan variere fra 5 kV til 15 kV i miljøer med lav luftfuktighet med syntetiske materialer. Utstyrsofferet er i nærheten av ESD-hendelsen og kan bli opprørt eller ødelagt av de elektromagnetiske feltene som genereres av utslippet mellom inntrengeren og reseptoren.

Eksterne kilder:

Den mest gjenkjennelige kilden til bølger generert utenfor anlegget er lyn. Selv om lyn kan være noe sjeldent i visse regioner, kan skaden det kan forårsake et anlegg være katastrofalt. Andre områder utsettes for tordenvær og lyn mye oftere.

Bølgene som er et resultat av lyn kan enten være fra direkte kontakt med lynet til et anleggs elektriske system, eller, mer vanlig, indirekte eller nærliggende lyn. som induserer elektriske overspenninger på kraft- eller kommunikasjonssystemene. Begge scenariene kan være skadelige for det elektriske systemet og / eller de tilkoblede belastningene.

Andre eksterne kilder til overspenning inkluderer nettinitiert nett og kondensatorbankbytte. Under driften av det elektriske nettet kan det hende at verktøyet må bytte strømforsyning til en annen kilde eller midlertidig avbryte strømmen til kundene for å hjelpe til med å fjerne en feil fra systemet. Dette er ofte tilfelle i tilfelle fallet lem eller lite dyr som forårsaker en feil på linjen. Disse strømavbruddene forårsaker overspenning når strømmen kobles fra og deretter kobles til kunden igjen.

Strømkvalitetsforstyrrelser kan leveres under normal drift av det elektriske systemet. Elektriske verktøy produserer strøm fra en rekke kraftproduksjonsanlegg og tildeler kraften til spesifikke nett av brukere. Fordi utstyret som brukes til å produsere kraft går mest effektivt med konstant hastighet, justerer verktøyene fordelingen av kraft, i stedet for å foreta konstante justeringer av kraftanleggets produksjonsutstyr. Når verktøy bytter strømforsyning fra ett nett til et annet, oppstår strømforstyrrelser, inkludert transienter eller pigger, og under- og overspenningsforhold. Disse aktivitetene vil føre til at transienter blir introdusert i et system og kan forplante seg til sluttbrukerutstyr og kan forårsake skade eller driftsforstyrrelse.

For ytterligere informasjon om disse og andre emner som er viktig å vurdere for overspenningsbeskyttelse. enheter, se IEEE Std. C62.41.1-2002 og IEEE Std. C62.72-2007 som er vist på siden for regelverk og standarder på dette nettstedet.