В электротехнике перенапряжение — это повышение напряжения за пределы расчетного предела цепи или элемента схемы . Условия могут быть опасными. В зависимости от продолжительности событие перенапряжения может быть временным ( скачок напряжения ) или постоянным, приводящим к скачку напряжения.
Электронные и электрические устройства рассчитаны на работу при определенном максимальном напряжении питания, и значительный ущерб может быть вызван напряжением, превышающим то, на которое рассчитаны устройства.
Например, в электрической лампочке есть провод , который при данном номинальном напряжении будет пропускать ток, достаточно большой, чтобы провод сильно нагрелся (выделяя свет и тепло ), но недостаточно горячий, чтобы он расплавился . Величина тока в цепи зависит от подаваемого напряжения: если напряжение слишком велико, то провод может расплавиться и лампочка перегореть. Аналогичным образом другие электрические устройства могут перестать работать или даже загореться, если в цепь подается перенапряжение.
Типичным естественным источником переходных перенапряжений является молния . Известно также , что всплески солнечного ветра после солнечных вспышек вызывают перенапряжение в электрических цепях, особенно на борту космических спутников .
Искусственные источники всплесков обычно вызываются электромагнитной индукцией при включении или выключении индуктивных нагрузок (таких как электродвигатели или электромагниты ) или при переключении тяжелых резистивных нагрузок переменного тока, когда схема перехода через ноль не используется - везде, где происходит большое изменение тока. происходит. Одной из целей соблюдения требований по электромагнитной совместимости является устранение таких источников.
Важным потенциальным источником опасного перенапряжения является радиоэлектронная борьба . В этой области ведутся интенсивные военные исследования, целью которых является создание различных переходных электромагнитных устройств , предназначенных для генерации электромагнитных импульсов , выводящих из строя электронное оборудование противника. Недавней военной разработкой является взрывной конденсатор , предназначенный для излучения электромагнитного импульса высокого напряжения. Другим интенсивным источником электромагнитного импульса является ядерный взрыв .
Дизельные или бензиновые генераторы также могут быть источником перенапряжения. Если скорость генератора внезапно возрастает, например, из-за непреднамеренного движения дроссельной заслонки или нестабильной работы первичного двигателя , это может вызвать кратковременное, но разрушительное перенапряжение для любого подключенного оборудования. Неисправный регулятор напряжения также может стать причиной перенапряжения. [1]
Пример перенапряжения произошел 25 августа 2011 года в Восточном Пало-Альто , Калифорния. Линейное напряжение, подаваемое 232 потребителям, увеличилось со 110 В до примерно 400 В за 80 минут. В результате происшествия было повреждено электронное оборудование, лампочки и другое электрооборудование, включая интеллектуальные счетчики . [2] [3] Противоположностью такого события является отключение электроэнергии .
Переходные импульсы могут попасть в оборудование либо по линиям электропередачи или передачи данных, либо непосредственно через пространство от сильного изменения электромагнитного поля – электромагнитного импульса (ЭМИ). Фильтры используются для предотвращения попадания импульсов в оборудование или выхода из него по проводам, а устройства, электромагнитно связанные с пространством (например, радиочастотные приемные катушки в сканерах МРТ ), защищены экранированием .
