Weidmüller utilizează descarcătoare pe gaz, varistoare sau diode supresoare ca componente în protecția împotriva trăsnetelor și supratensiunilor. Elementele electrice diferă prin comportamentul lor de răspuns și capacitatea de descărcare.
GDT
MOV
TAZ
Doi electrozi conțin un gaz nobil (de exemplu, argon sau neon), în care electrozii din camera de descărcare a gazului sunt acoperiți cu un compus activează. Există, de asemenea, capcane de gaz care au un ajutor suplimentar de aprindere.
De îndată ce o tensiune este aplicată între cei doi electrozi care corespunde așa-numitei tensiuni de aprindere $U_{Z1}$ sau este chiar mai mare, gazul se ionizează, dispozitivul de descărcare în gaz se aprinde, iar impulsul de curent poate circula. Acest curent circulă până când tensiunea dintre cei doi electrozi scade sub tensiunea de menținere a arcului UZ2. Cu toate acestea, deoarece apar curenți secvențial principali, aceștia trebuie controlați.
În funcționare normală, neaprinsă, tubul de descărcare în gaz prezintă o rezistență electrică extrem de mare. Doar după aprindere, aceasta scade la o valoare extrem de mică. Datorită energiilor mari de impuls pe care un dispozitiv de descărcare în gaz le poate disipa, acesta este, de asemenea, menționat ca protecție grosieră.
Deoarece nu are niciun curent de scurgere, un descărcător de curent de trăsnet compus din descărcătoare cu gaz poate fi instalat și în amonte de contorul de energie electrică. Timpul de reacție al unui dispozitiv de descărcare în gaz este în intervalul microsecundelor și, prin urmare, este destul de lent în comparație cu cel al varistoarelor și diodelor supresoare.
Variantele de oxid metalic utilizate în prezent conțin aproximativ 90% oxid de zinc și 10% alți oxizi metalici. Pulberea este presată, sinterizată și contactată cu cupru zincat pentru cablu.
Dimensiunile pot fi folosite pentru a trage concluzii despre date tehnice. Grosimea discului varistor, de exemplu, este o măsură a tensiunii nominale a varistorului, iar diametrul discului este o măsură a curentului de supratensiune admisibil.
Un varistor are o caracteristică simetrică curent-tensiune. Pe măsură ce tensiunea crește, rezistența varistorului scade, oferindu-i o capacitate de descarcare bună.
Dezavantajul este însă că varistoarele sunt supuse unui anumit grad de îmbătrânire. Frecvența prea mare sau descărcările energetice prea mari fac ca boabele de diodă să „se alieze” în varistor. Ca urmare, varistorul se situează bine în intervalul nominal și nu conduce curent prin componentele de scurgere.
Acest curent de scurgere încălzește straturile semiconductoare într-o măsură atât de mare încât varistoarele trebuie, de asemenea, monitorizate termic. Din acest motiv, un arc pretensionat și o conexiune de lipit care se topește la o anumită temperatură sunt folosite pentru a deconecta în siguranță descarcatorul de la tensiunea rețelei. Timpul de răspuns al unui varistor este mai rapid decât cel al unui tub de descărcare în gaz și se situează în intervalul nanosecundelor.
Curba caracteristică a diodei supresor se caracterizează prin tensiunea inversă UR, tensiunea de defalcare UB și tensiunea de limitare UC.
De îndată ce supratensiunea este peste tensiunea de defalcare UB, dioda devine extrem de scăzută la rezistență și descarcă curentul (în gama de amperi) la pământ. Tensiunea limită UC este de aproximativ 1,8 ori tensiunea nominală și limitează tensiunea la o valoare sigură pentru sarcină.
Avantaje și dezavantaje ale descărcătorului pe gaz, ale varistorului și ale diodei supresoare.
Diferite componente sunt adesea combinate în moduli de protecție la trăsnet și supratensiune. Componentele funcționează în intervalul lor optim de lucru, ceea ce crește eficiența generală a SPD-ului. Comutarea combinată oferă un răspuns rapid, o absorbție ridicată a energiei și o protecție mai eficientă împotriva supratensiunilor.
