Prinsip Perlindungan Lonjakan Catu Daya Pengalihan
Perangkat Pelindung Surge (SPD), juga dikenal sebagai Surge Protector, adalah perangkat pelindung nonlinier yang digunakan dalam sistem aktif untuk membatasi tegangan lebih transien dan memandu arus lonjakan pelepasan. Ini digunakan untuk melindungi sistem kelistrikan atau elektronik dengan tingkat ketahanan tegangan rendah dari sambaran petir, pulsa elektromagnetik, atau kerusakan tegangan lebih operasional. Dalam beberapa tahun terakhir, sistem informasi elektronik (seperti televisi, telepon, komunikasi, jaringan komputer, dll.) telah berkembang pesat, dan sejumlah besar perangkat informasi elektronik telah muncul dan dipopulerkan. Jenis sistem dan peralatan ini seringkali mahal dan penting, dengan tegangan operasi yang rendah dan tingkat tegangan yang tahan, sehingga sangat rentan terhadap gelombang elektromagnetik petir. Oleh karena itu, SPD harus digunakan untuk proteksi tegangan lebih.
Prinsip kerja SPD
Pelindung lonjakan arus cocok untuk melindungi catu daya tegangan rendah 220/380V dan merupakan komponen nonlinier. Menurut standar IEC, pelindung lonjakan arus adalah perangkat yang terutama digunakan untuk menekan tegangan lebih dan arus lebih pada saluran transmisi. Persyaratan dasar pelindung lonjakan arus untuk memainkan peran protektif adalah untuk menahan arus petir yang diharapkan dan secara efektif memadamkan arus kontinu frekuensi daya yang dihasilkan setelah petir mengalir melalui tegangan penjepit maksimum lonjakan arus. Ini membatasi tegangan lebih sesaat yang memasuki saluran listrik atau saluran transmisi sinyal ke kisaran tegangan yang dapat ditahan oleh peralatan atau sistem, atau melepaskan arus petir yang kuat ke dalam tanah untuk melindungi peralatan atau sistem yang dilindungi dari kerusakan akibat benturan.
Jenis dan struktur pelindung lonjakan arus bervariasi sesuai dengan kegunaannya, namun mengandung setidaknya satu elemen pembatas tegangan nonlinier. Pelindung lonjakan arus yang umum digunakan meliputi MOV (MetalOxideVaristors) dan tabung pelepasan gas. Lonjakan listrik mengandung energi yang sangat kuat dan tidak dapat dihentikan. Oleh karena itu, strategi untuk melindungi peralatan listrik yang sensitif dari kerusakan akibat lonjakan arus adalah dengan mengalihkan lonjakan arus dari peralatan tersebut kemudian dialirkan ke dalam tanah.
MOV pelindung lonjakan arus terdiri dari tiga bagian: bahan oksida logam di tengah, dihubungkan oleh dua semikonduktor ke catu daya dan kabel ground. Saat lonjakan terjadi, MOV langsung bertindak dengan waktu respons 1-3 nanodetik. Huruf "V" di MOV adalah rheostat. Pada saat respon, resistansi MOV turun dari nilai maksimumnya menjadi hampir nol ohm, dan arus berlebih mengalir ke tanah melalui MOV. Peralatan listrik yang dilindungi terus beroperasi pada tegangan operasi normal. Komponen semikonduktornya memiliki sifat mengubah resistansi dengan perubahan tegangan. Ketika tegangan turun di bawah nilai tertentu, pergerakan elektron dalam semikonduktor menghasilkan resistansi yang tinggi. Sebaliknya, ketika tegangan melebihi nilai spesifik ini, pergerakan elektron akan berubah, dan resistansi semikonduktor akan berkurang hingga mendekati nol ohm. Tegangannya normal, dan pelindung lonjakan arus MOV dalam keadaan diam di samping, tanpa mempengaruhi saluran listrik.
Indikator kelebihan dan kekurangan perangkat pelindung lonjakan arus (MOV):
(1) Tegangan penjepit: mewakili nilai tegangan yang akan menyebabkan MOV terhubung ke kabel ground. Semakin rendah tegangan penjepit, semakin baik kinerja proteksinya.
(2) Kapasitas penyerapan/disipasi energi: Nilai nominal ini menunjukkan berapa banyak energi yang dapat diserap pelindung lonjakan arus sebelum terbakar, dalam joule. Semakin tinggi nilainya, semakin baik kinerja proteksinya.
(3) Waktu respons: Pelindung lonjakan arus tidak langsung terputus, dan akan ada sedikit penundaan dalam responsnya terhadap lonjakan arus.
Perangkat perlindungan lonjakan arus umum lainnya adalah tabung pelepasan gas. Tabung pelepasan gas ini memiliki fungsi yang sama dengan MOV, yaitu memindahkan arus berlebih dari kabel hidup ke kabel ground, dan mencapai fungsi ini dengan menggunakan gas inert sebagai konduktor di antara kedua kabel. Ketika tegangan berada dalam kisaran tertentu, komposisi gas menentukan bahwa gas tersebut merupakan konduktor yang buruk. Jika tegangan melonjak dan melebihi kisaran ini, kekuatan arus akan cukup untuk mengionisasi gas, menjadikan tabung pelepasan gas sebagai konduktor yang sangat baik. Ini akan menghantarkan arus ke kabel ground sampai tegangan kembali ke level normal, dan kemudian menjadi konduktor yang rusak.
