Přepěťové ochranné prvky

Jsou to součástky určené k potlačení či omezení napěťového přepětí, které vzniká na přenosových vedeních, např. bleskem, elektrostatickým výbojem nebo spínáním výkonů.

Mezi základní ochranné přepěťové prvky patří:

Obr. 1: Bleskojistky

Obr. 2: Varistory

Obr. 3: Zenerovy diody

Obr. 4: Lavinové polovodičové diody

Plynem plněné výbojky (bleskojistky)

Používají se pro hrubou přepěťovou ochranu. Jejich elektrody jsou umístěny v keramickém či skleněném pouzdře naplněném vzácným plynem.

Plynové bleskojistky se používají buď jako přepěťová ochranná součástka, nebo jako galvanické oddělení vodičů, které za normálního provozu nemají být vzájemně vodivě spojeny.

Obr. 5: Plynová bleskojistka

Při nízkém napětí je izolační odpor výbojky vysoký. Přesáhne-li napětí na výbojce hodnotu tzv. zápalného napětí UZ, dojde k „zapálení“ výbojky a její odpor prudce klesá až o deset řádů. Výbojka přitom přechází do režimu doutnavého výboje a napětí je omezeno na stanovenou ochrannou hodnotu.

Obr. 6: Časový průběh impulzu napětí

Velikost zápalného napětí UZ bleskojistky závisí silně na strmosti časového nárůstu přicházejícího napěťového impulzu.

Jejich předností jsou vysoké sváděné proudy, vysoká výkonová zatížitelnost a velmi malá vlastní kapacita, která je nejnižší ze všech ochranných přepěťových prvků tohoto typu.

Konstrukčně se bleskojistky vyrábějí buď jako „klasické“ součástky s drátovými přívody, nebo s plošnými kontakty pro montáž do koaxiálních vedení, průchodek a konektorů.

Obr. 7: Bleskojistky

Varistor je nelineární napěťově závislý polovodičový rezistor se symetrickou A-V charakteristikou.

Obr. 8: Provozní napětí varistoru

Varistor omezí nebezpečné napětí na určitou hodnotu téměř nezávislou na protékajícím proudu.

Rozsah provozních napětí varistoru neboli velikost ochranného napětí varistoru je – dle konstrukce – v jednotkách V až v jednotkách kV.

• V rozsahu provozních napětí má odpor varistoru vysokou hodnotu řádu 10¹² Ω a varistorem protéká jen zanedbatelný proud.

• Při překročení velikosti ochranného napětí odpor varistoru prudce klesá na velikost 1 ÷ 10 Ω.

• Varistorem může protékat proud až desítek A.

• Nepříjemnou vlastností varistorů je to, že při dlouhodobé zátěži se zvětšuje jejich svod a roste svodový proud.

Varistor může absorbovat značnou energii vysokonapěťových rušivých impulzů. Reakční doba varistoru je mnohem kratší než doba reakce bleskojistek.

Varistory se vyrábějí jako tyčinkové, čočkové či krabicové s drátovými vývody, příp. i jako prvky SMD pro povrchovou montáž.

Obr. 9: Příklady varistorů