מהו מגן ספייק/נחשול ומסנן קו מתח?

מגן נחשולי מתח או מדכא נחשולי מתח הוא מכשיר שנועד להגן על מכשירים חשמליים מפני עלייה פתאומית וקצרת טווח בלתי רצויה במתח. גם עליית מתח וגם עלייה במתח המתייחסת לעלייה לטווח קצר במתח נראים דומים אך שונים.

בעוד שפייק מתח הוא עלייה פתאומית במתח הנמשכת פחות משלוש ננו-שניות, עלייה במתח היא עלייה פתאומית במתח שנמשכת שלוש ננו-שניות או יותר.

ספייק או נחשול מתח הוא בעצם מתח יתר חולף או דחף חשמלי של זמן קצר אך אנרגיה גבוהה, המושרה למעגל ממקורות חיצוניים. מתח יתר חולף במתח AC מוצג באיור 1.

איור 1: קוצים במתח

מקורות נפוצים של קוצים ונחשולי מתח כוללים מתגים חשמליים, ברק וחשמל סטטי. קוצים במתח עשויים להיווצר גם על ידי הצטברות מהירה או דעיכה של שדה מגנטי, מה שעלול להשרות אנרגיה לתוך המעגל הקשור. לדוגמה, אם הזרם הזורם דרך סליל ממסר מופרע או מופסק, המשרן מייצר ספייק מתח בתדר גבוה.

הפתרון הנפוץ ביותר הוא הצבת דיודת מיישר על פני סליל הממסר (משרן). הדיודה מכונה דיודה גלגלית חופשית, מדכאת או דיודה לזוז לאחור. כאשר הזרם מופרע, הוא מספק נתיב חזרה לזרם, כך שזרימת הזרם דרך המשרן לא נחסמת. זרם מתפוגג עם הזמן דרך ההתנגדות הפנימית שלו, וחום נוצר על ידי המשרן והמיישר.

גם תופעות של עליות מתח וגם תופעות נחשולים עלולות להפריע לציוד החשמלי ולגרום לנזק ניכר.

ישנם סוגים שונים של התקני הגנה מפני נחשולים וספיקים הזמינים בשוק. התקני הגנה מפני נחשולי מתח (SPDs) ומדיכוי מתח חולף (TVSes) מותקנים בדרך כלל במערכות חלוקת חשמל, מערכות תעשייתיות כבדות ומערכות תקשורת, כדי להגן מפני עליות מתח וקפיצות.

מסנן קו חשמל

מסנן קו מתח הוא מסנן אלקטרוני המוצב בין מכשיר חשמלי לקו חיצוני לו. זוהי רשת פסיבית דו-כיוונית המסננת תדר מסוים בקו החשמל או במעגל.

מסנן קווי מיועד להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) ברשתות AC, ובדרך כלל מורכב משרן, קבל ומנגד. זה מפחית אדוות במתח המוצא ככל האפשר. כמה מסנני קווי מתח מספקים ויסות מתח מינימלי, בעוד שאחרים מגנים מפני בעיות באיכות החשמל.

סכימת מסנן קו חשמל פסיבית טיפוסית מוצגת באיור 2. הרשת מתאימה גם למתח AC וגם למתח DC עם יכולת דיכוי דו-כיוונית.

איור 2: מסנן קו מתח אופייני

עיצוב הגנת מתח

הגנה פשוטה מפני נחשולי מתח היא בעצם ורייסטור תחמוצת מתכת (MOV) על פני קו הכניסה של ציוד חשמלי - בדרך כלל רכיב בודד רק בציוד מסוים. זה יכול להיות MOV או דיודת TVS. עבור קו אוניברסלי 90V AC – 264V AC, דירוג מתח MOV הרגיל הוא 300V rms.

עם זאת, במקרה של ציוד יקר וצפי נחשולים גבוהים, כגון מקו החשמל, יש צורך להתייחס לדירוגי תקני הבטיחות ולהנחיות, כגון IEC 61000-4-5, המגדירים את התקנים עבור קו מתח AC עליות.

בעת תכנון המעגל, ערך מתח הווריסטור צריך לכלול לפחות 20 אחוז מרווח בטיחות. לדוגמה, עבור מערכת 25V DC, יש לדרג את הווריסטור בסביבות 30V. עם זאת, חשוב לא להגזים בשוליים, כדי להימנע מווריסטור גדול ומתח הידוק גבוה יותר. כמו כן, התקן ההגנה מפני נחשולי מתח חייב להיות מותקן ליד הנתיך.

השאר הודעה 

רשימת הודעות