Một xung điện áp diễn ra trong thời gian cực ngắn nhưng lại có sự thay đổi giá trị lớn từ một điện áp mong muốn. Những xung điện áp có biên độ càng lớn, thì khả năng gây gián đoạn hoặc phá hủy thiết bị điện tử càng cao. Như đã đề cập ở Phần I, xung nhiễu có thể xảy ra trên bất kỳ dây dẫn làm từ vật liệu dẫn điện nào, do đó chúng không chỉ ảnh hưởng tới các thiết bị kết nối với các đường dây dẫn tiện ích mà còn ảnh hưởng tới các thiết bị kết nối với đường dây điện thoại, Ethernet, cáp đồng trục, cáp thông tin, ...
Thiết bị bảo vệ xung điện áp (SPD)
Một SPD (surge protection device) có tác dụng làm giảm độ lớn (biên độ) của các xung điện áp để bảo vệ các thiết bị khỏi ảnh hưởng của chúng. Tuy nhiên, một SPD không nhất thiết làm giảm các xung điện áp về biên độ 0. Một SPD chỉ đơn giản là làm giảm xung điện áp về mức độ an toàn và có thể đi qua các thiết bị. Điều này là do ngưỡng điện áp hoạt động có thể khác nhau giữa các linh kiện trong một thiết bị và độ suy giảm điện áp bằng 0 sẽ không khả dụng cho hoạt động liên tục của thiết bị. Thay vào đó, SPD sẽ làm giảm điện áp xuống cấp độ chấp nhận được cho các thiết bị đi kèm để bảo vệ chúng. Một số SPD còn cung cấp bộ lọc sóng hài nhằm giảm thiểu bất kỳ sự thiếu nhất quán nào trong năng lượng dạng sóng được gây ra bởi EMI để nó không đi qua các thiết bị đính kèm.
Trong thuật ngữ đơn giản nhất, SPDs ngăn chặn sự phá hủy của các cấp độ xung điện áp lên các thiết bị mà chúng bảo vệ. SPDs thực hiện nhiệm vụ này bằng cách hấp thụ điện áp dư, chuyển hướng chúng, hoặc kết hợp cả hai hình thức. Hình 4 cho thấy một mũi tên được bắn vào một bảng mục tiêu. Bảng mục tiêu đại diện cho SPD và mũi tên là xung điện áp. Khi mũi tên được bắn tới bảng mục tiêu nó sẽ dính vào bảng mục tiêu. Tuy nhiên, độ dày của bảng mục tiêu sẽ quyết định khả năng mũi tên có xuyên qua được hay không hay dừng lại trên bảng mục tiêu. Nếu mũi tên xuyên qua được bảng mục tiêu và phá hủy nó, khi đó bảng mục tiêu sẽ không thể còn khả năng cản các mũi tên xuyên qua nó nữa. Bây giờ tưởng tượng có một là chắn bằng kim loại đặt phía trước bảng mục tiêu. Khi mũi tên bắn vào bảng mục tiêu nó sẽ gặp phải lá chắn kim loại và chuyển hướng xa rời bảng mục tiêu. Đây chính là hoạt động kết hợp của hầu hết thiết bị SPDs.SPDs hoặc hấp thụ năng lượng và, (tùy thuộc vào chúng được chế tạo như thế nào, có thể ngăn chặn xung điện áp nhưng vẫn sẽ có thiệt hại), hoặc chuyển dòng năng lượng xuống đất. Trong hầu hết các trường hợp SPDs sử dụng một sự kết hợp giữa hấp thụ và chuyển xung điện áp.
Kẹp là một chức năng mà SPDs sử dụng để giới hạn xung điện áp. Kẹp là quá trình các thành phần bên trong của một SPD làm giảm (biên độ) xung điện áp đến mức chấp nhận được với các thiết bị điện tử kết nối phía sau. Xung điện áp sau khi đi qua thiết bị SPD và đi qua các thiết bị điện tử kết nối gọi là điện áp cho qua. Một lần nữa, với hầu hết các SPDs, quá trình làm giảm điện áp của xung điện áp không đưa về giá trị 0 volt, hoặc dưới mức cần thiết cho hoạt động của các thiết bị. Sự suy giảm điện áp quá mức cần thiết có thể gây ra những hư hại cho chính bản thân SPD.
Một trong các thành phần được sử dụng phổ biến nhất trong SPDs là Metal Oxide Varistors (MOV). Một MOV là một điện trở phi tuyến với tính chất bán dẫn đặc biệt. MOV sẽ duy trì trạng thái không dẫn điện, cho phép dòng điện đi qua bình thường, cho đến khi một đột biến điện xuất hiện. Tại thời điểm này MOV bắt đầu dẫn điện, dẫn điện áp vượt quá bình thường xuống đất. Cường độ dòng điện tăng lên là tổng lượng điện áp kẹp, điều này sẽ cho điện áp cho qua có cấp độ chấp nhận được đối với các thiết bị cho đến khi xung điện áp giảm dần.
MOVs thường được kết hợp với cầu chì nhiệt được đặt nội tuyến với đường đi của dòng điện (có loại cầu chì được tích hợp trên MOV) để bảo vệ thiết bị bằng cách ngắt dòng điện trong trường hợp có một thảm họa xung điện áp. Nếu xung điện áp là lớn và liên tục, nó có thể đạt đỉnh điểm hoạt động điện áp của MOV, lúc này MOV sẽ mở lỗ thông. Nếu thất bại này xảy ra, nhiệt độ của cầu chì nhiệt sẽ tăng lên (thường được tích hợp với MOV) để phá vỡ dòng chảy của nguồn điện và ngăn chặn bất kỳ dòng dư nào của xung điện áp có thể đi vào thiết bị được bảo vệ. MOVs được sử dụng trong SPDs vì tính chất thống nhất. Một MOV sẽ tiếp tục cho phép thông qua một lượng điện áp, và sẽ bắt đầu thực hiện tại cùng cấp độ của điện áp dư, liên tục cho đến khi đạt tới điểm thất bại.
SPDs không thể giải quyết mọi vấn đề về chất lượng nguồn điện. Chúng không giải quyết được hiện tượng sụt điện áp (under-voltages) và nở (quá áp trong thời gian dài) trong nguồn điện AC. Chúng cũng không có tác dụng đối với các sóng hài (harmonic) được tạo ra từ các tải phi tuyến như việc chuyển đổi nguồn cấp trong máy tính và một số hệ thống chiếu sáng huỳnh quang. Nếu có một mất mát điện áp trên đường dây (sụt áp, mất điện,...) thì một thiết bị như UPS nên được sử dụng, trong UPS có một Pin có chức năng tạm thời cung cấp nguồn năng lượng cho đến khi điện năng được khôi phục lại bình thường.
Phần I - - - Phần II
Thiết bị bảo vệ xung điện áp (SPD)
Một SPD (surge protection device) có tác dụng làm giảm độ lớn (biên độ) của các xung điện áp để bảo vệ các thiết bị khỏi ảnh hưởng của chúng. Tuy nhiên, một SPD không nhất thiết làm giảm các xung điện áp về biên độ 0. Một SPD chỉ đơn giản là làm giảm xung điện áp về mức độ an toàn và có thể đi qua các thiết bị. Điều này là do ngưỡng điện áp hoạt động có thể khác nhau giữa các linh kiện trong một thiết bị và độ suy giảm điện áp bằng 0 sẽ không khả dụng cho hoạt động liên tục của thiết bị. Thay vào đó, SPD sẽ làm giảm điện áp xuống cấp độ chấp nhận được cho các thiết bị đi kèm để bảo vệ chúng. Một số SPD còn cung cấp bộ lọc sóng hài nhằm giảm thiểu bất kỳ sự thiếu nhất quán nào trong năng lượng dạng sóng được gây ra bởi EMI để nó không đi qua các thiết bị đính kèm.
Trong thuật ngữ đơn giản nhất, SPDs ngăn chặn sự phá hủy của các cấp độ xung điện áp lên các thiết bị mà chúng bảo vệ. SPDs thực hiện nhiệm vụ này bằng cách hấp thụ điện áp dư, chuyển hướng chúng, hoặc kết hợp cả hai hình thức. Hình 4 cho thấy một mũi tên được bắn vào một bảng mục tiêu. Bảng mục tiêu đại diện cho SPD và mũi tên là xung điện áp. Khi mũi tên được bắn tới bảng mục tiêu nó sẽ dính vào bảng mục tiêu. Tuy nhiên, độ dày của bảng mục tiêu sẽ quyết định khả năng mũi tên có xuyên qua được hay không hay dừng lại trên bảng mục tiêu. Nếu mũi tên xuyên qua được bảng mục tiêu và phá hủy nó, khi đó bảng mục tiêu sẽ không thể còn khả năng cản các mũi tên xuyên qua nó nữa. Bây giờ tưởng tượng có một là chắn bằng kim loại đặt phía trước bảng mục tiêu. Khi mũi tên bắn vào bảng mục tiêu nó sẽ gặp phải lá chắn kim loại và chuyển hướng xa rời bảng mục tiêu. Đây chính là hoạt động kết hợp của hầu hết thiết bị SPDs.SPDs hoặc hấp thụ năng lượng và, (tùy thuộc vào chúng được chế tạo như thế nào, có thể ngăn chặn xung điện áp nhưng vẫn sẽ có thiệt hại), hoặc chuyển dòng năng lượng xuống đất. Trong hầu hết các trường hợp SPDs sử dụng một sự kết hợp giữa hấp thụ và chuyển xung điện áp.
Kẹp là một chức năng mà SPDs sử dụng để giới hạn xung điện áp. Kẹp là quá trình các thành phần bên trong của một SPD làm giảm (biên độ) xung điện áp đến mức chấp nhận được với các thiết bị điện tử kết nối phía sau. Xung điện áp sau khi đi qua thiết bị SPD và đi qua các thiết bị điện tử kết nối gọi là điện áp cho qua. Một lần nữa, với hầu hết các SPDs, quá trình làm giảm điện áp của xung điện áp không đưa về giá trị 0 volt, hoặc dưới mức cần thiết cho hoạt động của các thiết bị. Sự suy giảm điện áp quá mức cần thiết có thể gây ra những hư hại cho chính bản thân SPD.
Một trong các thành phần được sử dụng phổ biến nhất trong SPDs là Metal Oxide Varistors (MOV). Một MOV là một điện trở phi tuyến với tính chất bán dẫn đặc biệt. MOV sẽ duy trì trạng thái không dẫn điện, cho phép dòng điện đi qua bình thường, cho đến khi một đột biến điện xuất hiện. Tại thời điểm này MOV bắt đầu dẫn điện, dẫn điện áp vượt quá bình thường xuống đất. Cường độ dòng điện tăng lên là tổng lượng điện áp kẹp, điều này sẽ cho điện áp cho qua có cấp độ chấp nhận được đối với các thiết bị cho đến khi xung điện áp giảm dần.
MOVs thường được kết hợp với cầu chì nhiệt được đặt nội tuyến với đường đi của dòng điện (có loại cầu chì được tích hợp trên MOV) để bảo vệ thiết bị bằng cách ngắt dòng điện trong trường hợp có một thảm họa xung điện áp. Nếu xung điện áp là lớn và liên tục, nó có thể đạt đỉnh điểm hoạt động điện áp của MOV, lúc này MOV sẽ mở lỗ thông. Nếu thất bại này xảy ra, nhiệt độ của cầu chì nhiệt sẽ tăng lên (thường được tích hợp với MOV) để phá vỡ dòng chảy của nguồn điện và ngăn chặn bất kỳ dòng dư nào của xung điện áp có thể đi vào thiết bị được bảo vệ. MOVs được sử dụng trong SPDs vì tính chất thống nhất. Một MOV sẽ tiếp tục cho phép thông qua một lượng điện áp, và sẽ bắt đầu thực hiện tại cùng cấp độ của điện áp dư, liên tục cho đến khi đạt tới điểm thất bại.
SPDs không thể giải quyết mọi vấn đề về chất lượng nguồn điện. Chúng không giải quyết được hiện tượng sụt điện áp (under-voltages) và nở (quá áp trong thời gian dài) trong nguồn điện AC. Chúng cũng không có tác dụng đối với các sóng hài (harmonic) được tạo ra từ các tải phi tuyến như việc chuyển đổi nguồn cấp trong máy tính và một số hệ thống chiếu sáng huỳnh quang. Nếu có một mất mát điện áp trên đường dây (sụt áp, mất điện,...) thì một thiết bị như UPS nên được sử dụng, trong UPS có một Pin có chức năng tạm thời cung cấp nguồn năng lượng cho đến khi điện năng được khôi phục lại bình thường.
Phần I - - - Phần II
