Для цепей, подключенных к сети: от чего мне нужно защищаться и как это сделать?

У меня нет большого опыта работы с сетевым напряжением и проектированием схем защиты для них. Я не уверен:

А) От чего мне нужно защищаться? Я знаю, что мне не нужно беспокоиться о переходных напряжениях 10 кВ на линии электропередачи, но как насчет пиков 300 В? Сетевое напряжение составляет 120 В (номинальное значение) (в США для бытовых пользователей), но какое максимальное значение следует ожидать и планировать.

Б) Как мне защититься от этого? Для переходных процессов напряжения я могу использовать диод TVS или MOV, но я не знаю, как выбрать один. Когда я использую один поверх другого? Для защиты от перенапряжения, есть ли версия лома для переменного тока?

Каковы хорошие рекомендации относительно того, от чего защищаться, и как это сделать для сетевых цепей?

Примечание:

Чтобы попытаться избежать неизбежных голосов «близких к слишком смутным», я хочу упомянуть, что меня интересуют только:

• «Каковы общие проблемы с напряжением, которые жилые электропроводка будет представлять в цепи на нем» и
• «Каковы основы защиты от этих проблем»

Я понимаю, что, вероятно, написано много книг о схемах защиты цепей, но я думаю, что здесь очень уместен очень простой ответ.

У вашего ваттметра только дугогасящий разрядник установлен на стандарт 6 кВ. Таким образом, вы можете ожидать чего-то меньшего, чем, а возможно, и больше, вероятно, во Флориде, с переходными процессами, которые не ионизируют разрыв.

Вот почему перегоревшие светодиоды во Флориде так часто встречаются в дешевых лампах PAR.

Одним из способов подавления пикового напряжения является использование сетевого фильтра с использованием двух колпачков X1 и дросселя или ФНЧ 3-го порядка. Это уменьшает пики 10 кВ до <3 кВ или даже до 300 В, но растягивает их во времени.

Таким образом, продукты Optoisolator предполагают, что вы знаете об этом, и все они рассчитаны на изоляцию 3 кВ.

Любая защита, которую вы добавляете для ограничения этих напряжений, должна быть в состоянии выдерживать последующий ток.

Газовые трубки могут выдерживать скачки напряжения 10 кА, но ожидаем, что вы запалите вход.

MOV дешевы и хороши, но могут поглощать только случайные скачки и потерпят неудачу после стольких накопленных джоулей энергии. Дроссели позволяют ограничивать скорость нарастания тока до тех пор, пока они не насыщаются, тогда они ведут себя как проволочные резисторы.

Вот некоторый промышленный дизайн фона для линейных фильтров. Сетевые фильтры в светодиодных лампах должны пройти эти испытания, и не все поставщики имеют право утверждать, что они соответствуют требованиям.

Не существует «одного решения, подходящего всем» из-за других требований к низкой стоимости, высокой надежности и новым правилам соответствия EMC для устройств> = 100 Вт, коэффициент мощности> = 0,9 при использовании активного PFC и т. Д.

Защита электронного оборудования обычно определяется в стандарте IEC 61000. Он включает защиту от электростатического разряда (61000-4-2), невосприимчивость к EFT (61000-4-4), 61000-4-5 (повышение устойчивости к импульсным перенапряжениям) и т. Д. Стандарт - это коллективная мудрость того, какие типы всплесков обычно и определяет несколько классов защиты оборудования. Вот пример из Texas Instruments , с примерами того, от чего защищаться, и частично как. Есть много других хороших статей с примерами решений по защите. Ключевое слово "IEC 61000".