El generador de sobretensiones de rayos se utiliza para probar dispositivos electrónicos y electrodomésticos

Principio de funcionamiento del generador de sobretensiones SG 61000-5
El estándar SG 61000-5 se basa en criterios de inmunidad. Define las técnicas de prueba, así como los niveles de prueba estándar para equipos contra sobretensiones unidireccionales causadas por transitorios de conmutación y rayos. Los grados de prueba de equipos eléctricos y electrónicos varían según el entorno y las condiciones de instalación. Establecer una referencia única para el cálculo de la resistencia a sobretensiones de los equipos eléctricos y electrónicos es el principal objetivo de esta norma.

El estrés de inmunidad del Surge Protection SG 61000-5 se caracteriza por ser indicativo de pulsos de voltaje y corriente. Estos pulsos se generan en las redes eléctricas que dan como resultado eventos que ocurrieron fuera del dispositivo bajo prueba. Las sobretensiones generalmente son causadas por transitorios de conmutación del sistema de energía, como la conmutación del banco de condensadores o los cambios de carga. Los rayos provocan sobretensiones en las líneas eléctricas, ya sea directamente en la línea de transmisión o debido a la caída de un rayo cercano.

Técnica de descarga de condensadores
A generador de sobretensión se utiliza para llevar a cabo el procedimiento de descarga del condensador. Este aparato se utiliza para convertir líneas eléctricas en impulsos unidireccionales de alto voltaje. A continuación, los impulsos se transmiten a través de la conexión de alimentación defectuosa. El voltaje de la fuente de alimentación tiene una relación directa con las cargas del capacitor. A medida que cerramos el interruptor, el capacitor descarga un impulso de alto voltaje en el cable bajo prueba.

Finalmente, examinamos los hallazgos. La curva muestra cómo el tiempo afecta el voltaje cuando se produce un parpadeo. La curva se crea aplicando voltajes crecientes al espacio y midiendo el tiempo que transcurre hasta que se detienen las chispas. La curva mostrará retardos de tiempo más cortos antes del flashover y un voltaje aplicado más alto. Con frecuencia hay un pequeño retraso temporal, por debajo del cual la brecha nunca se desvanecerá. Por debajo de un cierto voltaje, mostrado por el "voltaje mínimo de ruptura", nunca se producirá una descarga disruptiva dentro de un tiempo de prueba habitual de varios minutos.

Pruebas de inmunidad contra sobretensiones
Qualification Exam Surge prueba la resistencia del DUT a niveles de voltaje muy altos durante un período corto de tiempo (como la caída de un rayo). Los estándares externos exigen picos de sobretensión (SG 61000-5 e IEC 61000-5). Una muestra de prueba es la prueba de sobretensión. Emplea una forma de onda de sobretensión común. La forma de onda de sobretensión sube en 1.2 microsegundos y cae en 50 microsegundos.

Cada unidad se estresa con 50 pulsos de sobretensión consecutivos antes de fallar o pasar. RIO se utiliza para verificar estos resultados después de la sobretensión. La resistencia del lado izquierdo al derecho a 500 voltios se mide como RIO. Cuando se prueba durante 60 segundos con un aislamiento RMS de 5.7 kV, la fuga debe ser inferior a 30 microamperios. Hay otros métodos disponibles para el análisis estadístico de los datos de caracterización de sobretensiones. los prueba de inmunidad contra sobretensiones simula picos de tensión de baja frecuencia.

Aquí hay algunos casos en los que podría anticipar ver incidentes de sobretensión.
• Ocurrencias de conmutación de energía
• Fallos de aislamiento en la Red Eléctrica
• Conmutación de cargas reactivas cercanas (p. ej., motores)
• Los fusibles están quemados (voltaje de retorno)
• Caen rayos en las inmediaciones (indirectamente)

Métodos de acoplamiento de sobretensiones
Prueba de sobretensiones de EMC
La sobretensión a menudo se proporciona a los puertos de entrada de alimentación de CA (o CC), aunque ciertos estándares requieren que se aplique también a los puertos de señal.
Los pulsos de sobretensión a menudo se vinculan a las señales directamente a través de una impedancia de fuente determinada adecuadamente (por ejemplo, 2 y 18 uF en serie).
La red de acoplamiento generalmente se aloja dentro de un sistema de prueba de inmunidad, junto con una red de desacoplamiento que ayuda a proteger la fuente de alimentación o el equipo auxiliar.

Algunos modos de falla típicos en las pruebas de sobretensiones
Prueba de sobretensión requiere una cantidad importante de energía. Durante un corto período de tiempo, las corrientes involucradas pueden acercarse fácilmente a 100A. Es muy fácil arruinar su producto con tanta energía.
Algunos problemas que se enfrentan comúnmente se dan a continuación:
• Fritura de circuitos integrados.
• Deterioro del cableado.
• Problemas térmicos.
• La formación de arco parece ser bastante común.
• Los devanados del motor están dañados.

Para pruebas de simulación de rayos, generadores de sobretensiones por rayos son utilizados. Muchos estándares de prueba exigen pruebas de rayos indirectos en componentes que se colocarán en las industrias de aviónica comercial, automotriz y militar. Para lograr los estándares de prueba de inmunidad, estas pruebas deben realizarse en componentes, productos, dispositivos y vehículos. Los simuladores de sobrevoltaje por rayos de un solo golpe y de múltiples golpes son requeridos por RTCA/DO-160 Sección 22 y MIL-STD-461.

Pruebas de generadores de sobretensiones por rayos
MIL-STD-461G se menciona en cinco aplicaciones de prueba.
Carreras múltiples: formas de onda 1 y 2. Compatible con todas las aeronaves
Forma de onda 3: carrera múltiple (se aplica tanto a 1 como a 10 MHz) Todos los planos se ven afectados.
Las formas de onda 4 y 5 se aplican a aviones con revestimiento/estructura compuesta. Un avión aerodinámico de estructura/piel totalmente metálica no es elegible.
Forma de onda tres, ráfaga múltiple (se aplica tanto a 1 como a 10 MHz).
Ráfaga múltiple: forma de onda 6. Solo para paquetes de baja impedancia.

Preguntas Frecuentes
¿Qué causa el voltaje de impulso?
Los impulsos de rayos y los impulsos de conmutación del sistema son las causas principales de estas sobretensiones en la red eléctrica. Sin embargo, otros factores, como la resonancia, la formación de arcos a tierra y la falla del aislamiento, también pueden contribuir al sobrevoltaje del sistema de energía.

¿Cuál es el propósito de un generador de impulsos?
El propósito de los generadores de voltaje de impulso es producir voltajes de impulso que imiten las sobretensiones de conmutación y los rayos. Un rectificador de carga, etapas de impulso del "Circuito de Marx", un divisor de voltaje de impulso y un sistema de medición de voltaje de impulso conforman todo el sistema de prueba.

¿Cómo se mide la sobretensión?
Un capacitor cargado se conecta rápidamente en paralelo durante prueba de picos de tensión, También conocido como prueba de sobretensión, para producir un pulso de sobretensión en los devanados que deben ser examinados. Después de la conexión, la energía almacenada en el capacitor se libera en la inductividad, luego regresa al capacitor y así sucesivamente. Para bobinas y motores con devanados aleatorios y de forma: El voltaje de prueba es V = 2E+1000V, donde E es el voltaje RMS nominal de línea a línea del motor. Para devanados, estatores, motores completos y todo tipo de generadores, esta es la fórmula de voltaje de prueba más popular.

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