Schaltungsschutzgeräte verhindern automatisch gefährliche oder übermäßige Strommengen oder einen Kurzschluss in einem elektrischen Leiter. In diesem Artikel werden die verschiedenen verfügbaren Schaltungsschutzgeräte beschrieben, damit Sie herausfinden können, welche in Ihrer elektrischen Anwendung am besten funktioniert.
Funktionsweise von Schaltungsschutzgeräten
Wenn Sie über den Schaltungsschutz nachdenken, gibt es ein gewisses Maß an Elektronenfluss durch einen Leiter. Wenn der Elektronenfluss übermäßig ist, kann er die Drahtisolierung und die umgebenden Materialien schmelzen und verbrennen. Jeder Draht hat eine zulässige Stromstärke, die den Elektronenfluss bestimmt, der den Draht sicher passieren kann. Der Spannungsabfall muss jedoch ebenfalls berücksichtigt werden. Dies ist die Menge an Spannung, die verbraucht wird, wenn die Spannung die Stromstärke durch den Widerstand des Drahtes drückt. Manchmal bestimmt die zulässige Stromstärke die Größe des benötigten Drahtes, und zu anderen Zeiten wird dies durch den Spannungsabfall bestimmt. In jedem Fall muss der Draht der größere der beiden sein.
Selbst wenn der Draht richtig dimensioniert ist, kann der Stromkreis versehentlich geerdet werden und eine gefährliche Stromstärke fließen lassen. Wenn ein Stromkreis durch die Isolierung eines Drahtes geerdet ist, kann es aufgrund eines Ausfalls der Ausrüstung oder einer versehentlichen Erdung während der Wartung zu Scheuern kommen. Wenn dies der Fall ist, können Schaltungsschutzvorrichtungen den Stromkreis unterbrechen, bevor ein Schaden verursacht wird.
Arten von Schaltungsschutzgeräten
Es gibt viele Arten von Schaltungsschutzgeräten. Dazu gehören:
Leistungsschalter: Dies ist ein automatisch betätigter elektrischer Schalter, der einen Stromkreis vor Schäden durch Überstrom schützen kann, die zu einer Überlastung des Stromkreises führen können. Es funktioniert, indem es den Stromfluss unterbricht, nachdem ein Fehler erkannt wurde. Im Gegensatz zu einer Sicherung, die eine ähnliche Funktion hat, können Leistungsschalter zurückgesetzt und wiederverwendet werden, um den normalen Betrieb wieder aufzunehmen. Sie werden in verschiedenen Größen hergestellt, von kleinen Geräten, die Niederstromkreise an Haushaltsgeräten schützen, bis hin zu großen Schaltanlagen, die Hochspannungskreise schützen können.
Leistungsschalter finden Sie in folgenden Anwendungen:
- Home power
- Beleuchtung
- Geräte
- Netzteile
- Unterbrechungsfreie Stromversorgungen
- Elektrowerkzeuge
- Motoren mit hohem Einschaltstrom
- Transformatoren
- Reaktive Lasten
- Medizinische Diagnosegeräte
- HVAC
Elektronische Sicherungen: Elektronische Sicherungen sind niederohmige Widerstände, die Schutz im Falle eines Lastüberstroms bieten, der durch Geräteausfall oder Überlastung verursacht wird. Wenn ein Überstrom erkannt wird, schmilzt der Metalldraht in der Sicherung und verursacht eine Unterbrechung des Stromkreises. Sicherungen sind in einer Vielzahl von Typen und Größen erhältlich, darunter industrielle elektrische Sicherungen, träge Sicherungen, elektrische Hochspannungssicherungen oder Elektroniksicherungen.
Elektronische Sicherungen können in folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
- Laptops
- Handys
- Spielsysteme
- Drucker
- Digitalkameras
- DVD-Player
- Tragbare Elektronik
- LCD-Monitore
- Scanner
- Akkupacks
- Festplatten
ESD-Schutz und Dioden-Array-Geräte: ESD oder elektrostatische Entladung ist eine Energieübertragung zwischen zwei unterschiedlich geladenen Objekten. Dies kann zu Kurzschlüssen oder Schäden an elektronischen Geräten führen, die ESD-Schutzvorrichtungen erforderlich machen. Ein Diodenarray ist eine elektronische Komponente, die aus mehreren Dioden in einem Halbleitergehäuse besteht, wobei die Dioden eine gemeinsame Kathode oder Anode teilen können oder wobei jede getrennt sein kann. Es gibt verschiedene Arten von ESD-Schutz- und Diodenarrays, die nach der Anzahl der Kanäle, dem Richtungstyp, der maximalen Durchbruchsspannung, der maximalen Klemmspannung, der Kapazität, dem Betriebstemperaturbereich und dem Verpackungstyp kategorisiert werden können.
ESD- und Diodenarrays finden Sie in:
- LED Druck
- Scanner
- Taschenlampen
- USB power und daten linie schutz
- 12C bus schutz
- Video linie schutz
- Tragbare elektronik
- Mikrocontroller eingang schutz
- WAN/LAN-Geräte
Sicherungshalter: Sicherungshalter können bei Stromkreisschutzgeräten genauso wichtig sein wie Sicherungen. Sie werden verwendet, um Sicherungen zu enthalten, zu schützen und zu montieren. Sie kommen in zwei Grundtypen, offen oder vollständig geschlossen. Zu den offenen Sicherungshaltertypen gehören Sicherungsclips, Sicherungsblöcke, Sockel und Stecker auf Kappensorten. Die vollständig gekapselte Variante kann einen Sicherungsträger verwenden, der in eine Halterung eingesetzt ist, oder andere Mittel aufweisen, um die Sicherung vollständig zu umschließen.
Sicherungsclips und -blöcke: Diese sind so konzipiert, dass sie eine dichte Umhüllung zwischen dem Clip und der eigentlichen Sicherung bieten.
Gasentladungsröhren: Hierbei handelt es sich um eine verglaste Schutzvorrichtung, die ein spezielles Gasgemisch enthält, das zwischen zwei Elektroden eingeschlossen ist. Sie leiten elektrischen Strom, nachdem sie durch eine Hochspannungsspitze ionisiert wurden, und sie können für ihre Größe eine relativ hohe Strommenge leiten. Aus diesem Grund können sie sehr große Transienten oder mehrere kleinere Transienten verarbeiten. Das Auslösen dauert lange, bis eine höhere Spannungsspitze durchgelassen wird, bevor eine erhebliche Strommenge geleitet wird.
Diese werden häufig auf Hochfrequenzleitungen wie in Telekommunikationsgeräten verwendet und können auch in der Industrie- und Unterhaltungselektronik wie in Überspannungsschutz- und Alarmsystemen verwendet werden. Andere Anwendungen umfassen Instrumentenschaltungen, Stromversorgungen und medizinische Elektronik.
Leistungsthyristor: Ein Thyristor oder ein siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR) ist eine Festkörperkomponente, die zum Schalten und Steuern des elektrischen Stromflusses verwendet wird. Sie werden häufig in Anwendungen mit hohem Stromfluss verwendet. Sie leiten Strom, wenn sie eine bestimmte Spannung an ihrem Gate-Anschluss empfangen, und leiten weiterhin Strom, auch nachdem die Spannung vom Gate-Anschluss entfernt wurde. Aufgrund dieser Eigenschaften und ihres breiten Leistungsbereichs werden sie als Stromregler verwendet.
Leistungsthyristoren werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Spannungen und Ströme vorhanden sind. Sie werden auch zur Steuerung von Wechselströmen verwendet und können als Steuerelemente von phasengesteuerten Reglern verwendet werden.
Schutzthyristoren: Dies sind Festkörperkomponenten, die zum Schalten und Steuern des elektrischen Stromflusses verwendet werden können. Weil sie so robust sind, werden sie häufig in Anwendungen mit hohem Durchflussstrom eingesetzt. Sie beginnen, Strom zu leiten, wenn sie eine bestimmte Spannung an ihrem Gate-Anschluss empfangen, und fahren fort, Strom zu leiten, nachdem diese Spannung entfernt wurde. Aufgrund dieser Eigenschaften sowie ihres breiten Schutzartbereichs werden sie als Stromregler für den Überspannungsschutz eingesetzt.
Schutzthyristoren können in folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
- Temperatur control
- Licht control
- Geschwindigkeit control
- Prozess control
- Warnung systeme wo zuverlässigkeit der betrieb ist wichtig
Rückstellbare Sicherungen: Auch bekannt als PTCs, diese schaltung schutz geräte wird kommen in handliche wenn ihre schaltung versucht zu ziehen mehr als 250mA von strom. In diesem Fall erwärmt sich der PTC und löst aus, wodurch nur ein geringer Leckstrom entsteht. Die Leckage kann immer noch Schäden an einigen elektronischen Geräten verursachen, minimiert sie jedoch im Vergleich zu den 3A, die der Kurzschluss zugelassen hätte. Sobald der Kurzschluss entfernt ist, setzt sich der PTC zurück, sodass wieder Strom bis zu 250 mA fließen kann. Es ist gut für den einsatz auf batterie betriebene geräte, die müssen schützen gegen hohe strom versehentliche entladungen.
TVS-Dioden: Eine TVS- oder transiente Spannungsunterdrückungsdiode dient dazu, Spannungsspitzen als Schutzmaßnahme von einem Stromkreis abzulenken oder zu überbrücken. Sie werden auch verwendet, um Stromkreise vor elektrostatischer Entladung zu schützen. Silizium-Avalanche-Dioden (SAD) und Zener-Dioden werden üblicherweise zum Schaltungsschutz in TVS-Anwendungen verwendet. SADs sehen einen Temperaturanstieg mit abnehmender Spannung, während Zenerdioden einen Temperaturanstieg mit abnehmender Spannung sehen.
TVS-Dioden finden Sie in:
- Computer
- Drucker
- Drahtlose Kommunikationssysteme
- Medizinische Geräte
- Sicherheitssysteme
- Geldautomaten
- HFC-Systeme
- Netzwerksysteme
- FireWire-Anwendungen
MOV/MLV-Varistoren: Ein Varistor ist ein Widerstand mit einem nicht ohmschen Strom. Ein MOV (Metalloxid-Varistor) ist der häufigste Varistortyp, der eine Masse von Zinkoxidkörnern in einer Matrix aus anderen Metalloxiden enthält und zwischen zwei Metallplatten angeordnet ist, die als Elektroden wirken. Ein mehrschichtiger Varistor oder MLV bietet elektronische Schaltungen mit Schutz vor elektrostatischer Entladung.
MOV- und MLV-Varistoren können in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen verwendet werden, einschließlich der folgenden:
- Computer und Peripheriegeräte
- Set-Top-Boxen
- Mobiltelefone
- Digitalkameras
- Medizinische Geräte
- DVD-Player
- Drucker, Scanner und Kopierer
- Multimedia-Player
- Externer Speicher
- LCD-Monitore
- Modems
Es gibt verschiedene Arten von Schaltungsschutzvorrichtungen, die Ihre elektronischen Geräte im Falle eines Kurzschlusses oder Überstroms vor Beschädigungen schützen können. Es ist eine gute Idee, sich mit den verschiedenen verfügbaren CPD-Typen vertraut zu machen, damit Sie alle Anstrengungen unternehmen können, um elektrische Gefahren zu vermeiden. Viel Glück beim Arbeiten zu Hause oder im Büro.