Den engelska termen ”surge arrester” står för en stoppanordning som skyddar elektriskt maskineri från överspänning vilket kan orsakas av exempelvis blixtnedslag eller inre händelser. Den typ av maskineri som ofta behöver skyddas är till exempel sådana som används i överföring och distribution av el. För att maskineriet som sitter fast vid en ledare ska skyddas från kortlivade strömmar, så kallade ”transienter”, sätter man fast en ”surge arrester” på konduktorn just före fastsättningspunkten. Denna surge arrester behöver också vara fastsatt i marken för att den ska kunna leda om energin som går från en transient till marken under när en sådan inträffar. Kungliga Tekniska Högskolan håller många kurser inom detta område.
Plasma surge arrester
En speciell form av ”surge arrester” är en ”plasma surge arrester”. Den fungerar som ett alternativ till andra stoppanordningar och fungerar bra när det krävs låg kapacitet och hög bandvidd. Ett exempel på plasma surge arresters är SL0902-serien i företaget Greentubes utbud. De är den minsta sorten i utbudet, och har ingen variation i kapacitet vad gäller temperatur eller spänning. Den har också en bra spänningskrampa. Denna serie fungerar väl tillsammans med säkringen från TeleLink där det krävs både skydd från överspänning och säkring.
Konstruktion hos en plasma surge arrester
Plasma surge arresters är uppbyggda av två elektroder i form av metallplattor, som sitter hermetiskt inneslutna i ett paket som ofta är gjort av ett keramiskt material. Paketet är fyllt av en trög gas. När elektroderna kan jonisera gasen sker en avfyrning som skingrar energin. Plasma surge arresters kallas därför också gas surge arresters på grund av deras konstruktion.
Dessa gas surge arresters används även i samma applikationer som TVS-enheter. TVS står för ”transient voltage suppression” och är också det en typ av elektronisk komponent som kan användas för att skydda elektronik när det sker spänningsökningar i de elektriska trådar som kan vara sammankopplade.
Det finns dock vissa fördelar med att använda gas surge arresters i stället för att använda TVS-enheter. En av dessa fördelar är att gas surge arresters klarar av höga elektriska strömmar på 20 kA. De har alltså en stor förmåga att skingra energi och är lämpliga att användas till spänningar som konstant ligger på en hög nivå. Exempel på bra användningsområden är huvudlinjer och system för telekommunikation.
Plasma surge arresters kan upplevas som stora och skrymmande, men de har den högsta möjliga kapaciteten jämfört med alla skyddsenheter och är därför en av de få enheterna som kan användas till telekommunikationslinjer vid hot som exempelvis blixtnedslag. Det kan finnas problem när en plasma surge arrester används på linjer med låg spänning. Den höga spänningsnivå som en plasma surge arrester kan sluta att hämma spänning vid (mellan 20 till 50 V) innebär att det ändå kan finnas mycket spänning kvar. Detta måste man ta hänsyn till om man behöver minska spänningen på en linje med låg spänning. Då är det bäst att använda en kombination av en TVS-diod och en gas surge arrester.
En TVS-diod har vissa särskilda, karaktäristiska egenskaper. De har en så kallad ”breakdown-spänning”, vilket är den spänning där det sker en större konduktion. De har också en ”clampdown-spänning” där enheten kommer att skicka sin fulla ström vilket är hundratals upp till tusentals ampere. Diodens ”parasitic capacitance” innebär att dioden fungerar som en kondensator, som har möjlighet att förstöra och förvränga signaler med hög hastighet. Oftast föredrar man en längre nivå på kondensatorn.