Överspänningars orsaker

Överspänning - vad är det egentligen? Hur uppstår transienter? Hur tar sig överspänningar in i dina apparater och anläggningar? Dessa frågor har du kanske också redan ställt dig. På följande sidor får du omfattande information på området överspänningsteknik.

Orsaker att de uppstår

Överspänningar uppstår på bråkdelen av en sekund. Därför kallar man dem även för transienta överspänningar eller transienter. De har mycket korta ökningstider på få mikrosekunder, innan de sedan relativt långsamt minskar igen under en tidsperiod på upp till 100 mikrosekunder.

Överspänningar uppstår av följande orsaker:

Fackuttrycket för en blixturladdning är LEMP. Det står för Lightning Electromagnetic Pulse.

Blixtnedslag vid åska orsakar extremt höga transienta överspänningar. De ligger mycket högre än sådana som uppstår på grund av kopplingsförlopp eller elektrostatiska urladdningar. De uppstår emellertid väsentligt mer sällan är andra orsaker.

Kopplingsförlopp betecknas med förkortningen SEMP. Det står för Switching Electromagnetic Pulse.

Med kopplingsförlopp menar man i detta sammanhang koppling av effektiva maskiner eller kortslutningar i elnätet. Vid sådana händelser uppstår mycket höga strömförändringar i de berörda kablarna på ett par bråkdelar av en sekund.

Förkortningen ESD står för Electrostatic Discharge och betecknar en elektrostatisk urladdning.

Här sker överföring av elektrisk laddning vid ett närmande eller beröring av kroppar med olika elektrostatisk potential. Ett känt exempel på detta är urladdning av en person som laddas upp när han går på en matta och sedan laddas ur på ett metalliskt, jordat föremål – som ett metallräcke.

Inkopplingssätt

Överspänningar kan ta sig in i strömkretsar på olika sätt. Dessa sätt kallas inkopplingssätt.

Galvanisk inkoppling (vänster), induktiv inkoppling (mitten) och kapacitiv inkoppling (höger)

Galvanisk inkoppling (vänster), induktiv inkoppling (mitten) och kapacitiv inkoppling (höger)

Då betecknar man överspänningar som kopplas in direkt i en strömkrets. Det ska man ta hänsyn till t.ex. vid blixtnedslag. Då orsakar höga blixtströmamplituder en överspänning på den berörda byggnadens jordmotstånd.

Alla kablar som är anslutna till den centrala potentialutjämningen fylls med denna spänning. På kablar som genomströmmas av blixtström uppstår även en överspänning. Den kan på grund av den kraftiga strömstigningen i huvudsak härledas till den induktiva delen av kabelmotståndet. Beräkningsunderlag för detta är induktansformeln u0 = L x di/dt.

Denna händelse sker genom ett magnetiskt fält från en strömgenomfluten kabel enligt transformatorprincipen. En direkt inkopplad överspänning orsakar en stötström i ledaren med höga reaktionsvärden.

Samtidigt uppstår ett motsvarande starkt magnetfält runtomkring denna ledare, som hos en transformators primärlindning. Magnetfältet inducerar en överspänning i andra kablar, som befinner sig i dess verkningsområde, som hos en transformators primärlindning. Via kabeln når den inkopplade överspänningen den anslutna apparaten.

Denna inkoppling sker vanligtvis via ett elektriskt fält mellan två punkter med hög potentialskillnad. Via en åskledarstångs avledning uppstår en hög potential på grund av ett blixtnedslag. Ett elektriskt fält uppstår mellan avledningen och andra delar med lägre potential.

Det kan t.ex. vara strömförsörjningens och signalöverföringens kablar eller apparater i byggnaden. Det leder till ett överslag genom det elektriska fältet. Detta medför en spänningsökning respektive en överspänning i de berörda kablarna och apparaterna.

Överspänningars kraftriktning

Överspänningar verkar i två riktningar i den påverkade strömkretsen.

Längsspänning (vänster) och tvärspänning (höger)

Längsspänning (vänster) och tvärspänning (höger)

Längsspänningar [UL] uppstår i påverkansfall genom överspänningar eller högfrekventa störspänningar mellan aktiva kablar och jord. Man använder även begreppen 'asymmetrisk' och 'Common mode'.

Asymmetriska spänningar äventyrar i första hand komponenter som ligger mellan aktiva potentialer och en jordad grund samt isolationen mellan aktiva potentialer och jord. Det leder till överslag på kretskort eller från spänningsförande produkter till jordade kapslingsdelar.

Tvärspänningar [UQ] uppstår i påverkansfall genom överspänningar eller högfrekventa störspänningar mellan de aktiva kablarna i en strömkrets. Man använder även begreppen 'symmetrisk' och 'Differential mode'.

Symmetriska överspänningar äventyrar apparaters och gränssnitts spännings- och signalingång. Direkt överbelastning leder till att berörda produkter i strömförsörjningen eller komponenter som bearbetar signaler förstörs.

PHOENIX CONTACT AB

Linvägen 2
S-14144 Huddinge
+46 (0)8 - 608 64 00

Denna webbplats använder cookies, genom att fortsätta surfa på webbplatsen godkänner du vår användning av cookies.
Läs vår sekretesspolicy för mer information.

Stäng