Årsak til overspenning

Overspenning – hva er det egentlig? Hvordan oppstår overspenning? Hvordan videreføres overspenning til utstyr og anlegg? Du har kanskje også, på et eller annet tidspunkt, stilt deg disse spørsmålene. På de neste sidene får du detaljert informasjon om overspenningsbeskyttelsesteknologi.

Årsaker

Overspenning oppstår kun i en brøkdel av et sekund. Derfor betegner man dem også som transiente spenninger eller bare transienter. De har meget korte stigningstider, kun få mikrosekunder, før de synker igjen relativt sakte, det vil si i løpet av maksimalt 100 mikrosekunder.

Overspenning oppstår som følge av følgende hendelser:

Faguttrykket for lynutladning er LEMP. Det står for Lightning Electromagnetic Pulse.

Lynnedslag ved tordenvær forårsaker ekstremt høye transiente overspenninger. De ligger mye høyere enn de som oppstår som følge av koblingsforløp eller elektrostatiske utladninger. De oppstår likevel mye mer sjelden enn overspenning som har andre årsaker.

Koblingsforløp betegnes med forkortelsen SEMP. Det står for Switching Electromagnetic Pulse.

Koblingsforløp i denne sammenheng er kobling av maskiner eller kortslutninger i strømforsyningsnett. Ved slike forløp oppstår det meget store strømendringer i ledningene i løpet av brøkdelen av et sekund.

Forkortelsen ESD står for Electrostatic Discharge og er en betegnelse på den elektrostatiske utladningen.

Her foregår det en overføring av elektrisk lading mellom legemer med ulikt elektrostatisk potensial ved tilnærming eller berøring. Et kjent eksempel på dette er utladingen av en person som lades opp når vedkommende går over et teppe og deretter utlades på en jordet gjenstand i metall – som for eksempel et metallrekkverk.

Dekoblingsmåter

Overspenning kan komme inn i strømkretsene på forskjellige måter. Det betegnes som innkoblingsveier.

Galvanisk innkobling (venstre), induktiv innkobling (midten) og kapasitiv innkobling (høyre)

Galvanisk innkobling (venstre), induktiv innkobling (midten) og kapasitiv innkobling (høyre)

Det er betegnelsen på overspenning som kobles inn direkte i en strømkrets. Man ser det for eksempel ved lynnedslag. Høye lynstrømamplituder forårsaker da en overspenning på bygningens jordingsmotstand.

Alle ledninger som er tilkoblet den sentrale potensialutjevningen utsettes for denne spenningen. Det oppstår i tillegg overspenning i ledere som lynstrøm flyter gjennom. På grunn av den sterke lynstigningsgraden kan den hovedsakelig tilbakeføres til ledningsmotstandens induktive andel. Induksjonsloven danner beregningsgrunnlaget: u0 = L x di/dt

Denne prosessen foregår som følge av det magnetiske feltet i en leder som det flyter strøm gjennom, og da etter transformatorprinsippet. Direkte innkoblet overspenning forårsaker en støtstrøm med høye stigningsverdier i den berørte lederen.

Samtidig oppstår det et tilsvarende sterkt magnetfelt rundt lederen, som i primærviklingen i en transformator. Magnetfeltet induserer en overspenning i andre ledninger som befinner seg i virkeområdet, som i sekundærviklingen i en transformator. Innkoblet overspenning kommer inn i det tilkoblede apparatet via ledningsveien.

Denne innkoblingen foregår prinsipielt via det elektriske feltet mellom to punkter med stor potensialforskjell. Som følge av lynnedslaget oppstår det et høyt potensial når lynavlederen avledes. Det oppstår et elektrisk felt mellom avledningen og andre deler med lavere potensial.

Det kan for eksempel være ledninger i forbindelse med strømforsyningen og signaloverføringen eller utstyr inne i bygningen. Som følge av det elektriske feltet oppstår det en ladningstransport. Det fører til en spenningsøkning hhv. en overspenning i de berørte ledningene og apparatene.

Aksjonsretning overspenning

I de berørte strømkretsene utøver overspenning påvirkning i to retninger.

Langsspenning (venstre) og tverrspenning (høyre)

Langsspenning (venstre) og tverrspenning (høyre)

Langsspenning [UL] oppstår som følge av overspenning eller høyfrekvent støyspenning mellom aktive ledere og jord. Ofte brukes også begrepene asymmetrisk og common mode.

Asymmetrisk spenning er først og fremst en fare for komponenter som befinner seg mellom aktive potensialer og jordet "ground" samt isolasjonen mellom aktive potensialer og jord. Det vil da oppstå overslag på kretskort eller fra komponenter som leder spenning og til jordede husdeler.

Tverrspenning [UQ] oppstår som følge av overspenning eller høyfrekvent støyspenning mellom de aktive lederne i en strømkrets. Ofte brukes også begrepene symmetrisk og differential mode.

Symmetrisk overspenning utgjør en fare for spennings- og signalinngangen i utstyr og grensesnitt. Det medfører en direkte overlast med ødeleggelse av berørte komponenter i strømforsyningen eller komponenter som behandler signalene.

PHOENIX CONTACT AS

Strømsveien 344
N-1081 Oslo
+47 22 07 68 00

Dette nettstedet bruker cookies, ved å fortsette å bla gjennom samtykker du til vår cookie politikk. Les vår personvernpolicy for mer informasjon.

Lukk