Apsauga nuo viršįtampio: kritinė gynybos linija elektros saugai

Įvadas

Šiuolaikinėse elektrinėse sistemose apsauga nuo viršįtampių tapo nepakeičiama saugos priemone. Nesvarbu, ar tai yra gyvenamosios energijos tiekimas, pramoninė gamyba, ar fotoelektrinės energijos gamybos sistemose, momentiniai įtampos svyravimai gali sukelti rimtų padarinių. Šiame straipsnyje sistemingai pristatomi viršįtampių apsaugos principai, taikymas ir atrankos kriterijai, siekiant padėti skaitytojams išsamiai suprasti šią gyvybiškai svarbią elektrinės saugos technologiją.

1. Kodėl mums reikia apsaugos nuo viršįtampio?

1.1 Baigtų pavojai

A viršįtampis(arba elektrinis viršįtampis) reiškia staigų ir stiprų įtampos ar srovės svyravimus, paprastai trunkančius nuo mikrosekundžių iki milisekundžių, o įtampa gali pasiekti tūkstančius voltų. Šie trumpalaikiai viršįtampiai pirmiausia kyla iš:

Žaibo smūgiai: tiesioginis ar sukeltas žaibas

Tinklelio svyravimai: Maitinimo sistemos perjungimas, trumpojo jungimo gedimai

Įrangos operacijos: didelių variklių pradiniai/išjungimai, transformatoriaus perjungimas

1.2 Potenciali rizika

Neapsaugotos elektros sistemos susiduria su daugybe rizikų:

Įrangos pažeidimas: elektroninių komponentų suskaidymas, izoliacijos gedimas

Duomenų praradimas: serverio ir saugojimo įrenginio gedimai

Gamybos pertraukimai: pramoninės kontrolės sistemos gedimai

Gaisro pavojai: viršįtampio sukeltos lanko ir trumpųjų jungčių

1.3 Ekonominiai nuostoliai

Statistika rodo, kad maždaug 30% elektros įrangos žalos atvejų yra susiję su antplūdžiu, todėl metiniai ekonominiai nuostoliai siekia milijardus dolerių. Tinkama apsauga nuo viršįtampio gali žymiai sušvelninti šią riziką.

2. Kur turėtų būti įrengta apsauga nuo viršįtampių?

2.1 Pagrindinės apsaugos vietos

Tvirtoje apsaugos nuo viršįtampio strategijoje naudojamas pakopinis požiūris:

Pirminė apsauga (1 tipas)

Vieta: Pagrindinis paskirstymo skydelio įleidimas

Funkcija: apsaugo nuo tiesioginių žaibo smūgių ir pagrindinių bangos

Tipiniai parametrai: IMAX ≥ 50ka

Antrinė apsauga (2 tipas)

Vieta: paskyrimo plokštės

Funkcija: riboja likutinę įtampą ir suteikia papildomą apsaugą

Tipiniai parametrai: IMAX ≥ 20Ka

Tretinė apsauga (3 tipas)

Vieta: Prietaiso priekinė dalis

Funkcija: pateikia tikslią jautrios įrangos apsaugą

Tipiniai parametrai: IMAX ≥ 5KA

2.2 Specialios programos

Fotoelektrinės sistemos: reikalingos tiek nuolatinės srovės (moduliams iki keitiklio), tiek kintamos srovės (keitiklio į tinklą) pusėse

Duomenų centrai: serverių lentynos, tinklo įrangos priekiniai galai

Pramoninės valdikliai: kritinė įranga, tokia kaip PLC ir dažnių keitikliai

3. Kas yra apsauginis įtaisas (SPD)?

3.1 Pagrindinė koncepcija

Viršįtampio apsauginis įtaisas (Spd) yra elektrinis saugos įtaisas, skirtas apriboti trumpalaikes viršįtampes ir nukreipti viršįtampių sroves. Pagrindinės techninės specifikacijos apima:

Maksimali ištisinė veikimo įtampa (UC)

Nominali iškrovos srovė (IN)

Maksimali išleidimo srovė (IMAX)

Apsaugos nuo įtampos lygis (aukštyn)

3.2 Pagrindiniai tipai

Tipo apsaugos tikslas Tipinis taikymo atsakymo laikas

1 tipo tiesioginis žaibo pastato įleidimas ≤100NS

2 tipo sukeltos žaibo pasiskirstymo plokštės ≤25NS

3 tipo likučių viršįtampių prietaiso gnybtai ≤1NS

3.3 Papildomos funkcijos

ModernusSpdSDažnai apima:

Gedimų rodikliai (mechaniniai ar elektroniniai)

Nuotolinio stebėjimo sąsajos

Šilumos atjungimo apsauga

4. Kaip veikia apsauga nuo viršįtampių?

4.1 Pagrindinis veikimo principas

SpdS apsaugo sistemas per šiuos mechanizmus:

Stebėjimo būsena: įprasto veikimo metu palaiko didelę varžą

Suaktyvintas laidumas: greitai perjungiama į mažą varžą aptikus viršįtampį

Energijos nukreipimas: kanalai išaugo į įžeminimo sistemą

Atkūrimas: po viršįtampio automatiškai grįžta į aukšto stiliaus būseną

4.2 Pagrindiniai techniniai komponentai

Metalo oksido varistor (MOV)

Medžiaga: cinko oksido pagrindu pagamintas puslaidininkis

Charakteristikos: įtampai jautrus netiesinis rezistorius

Privalumai: greitas atsakymas, aukštas srovės tvarkymo pajėgumas

Dujų išleidimo vamzdis (GDT)

Struktūra: uždaryta dujų užpildyta kamera

Charakteristikos: aukšta izoliacija, stipri nukreipimo galimybė

Taikymas: Pirminė energijos apsauga nuo energijos

Laikinas įtampos slopinimo diodas (televizoriai)

Funkcijos: ypač greitas atsakymas („Picosecond“ lygio)

Taikymas: tiksli elektronikos apsauga

4.3 Kelių lygių koordinuota apsauga

Tipiška trijų pakopų apsaugos sistema:

Pirminė apsauga: nukreipia daugumą energijos (GDT)

Antrinė apsauga: papildoma likutinė įtampa (MOV)

Tretinė apsauga: tiksli apsauga (televizoriai)

5. Atrankos ir priežiūros gairės

5.1 Atrankos kriterijai

Sistemos suderinamumas:

Įtampos įvertinimas (UC ≥ 1,15 × Sistemos įtampa)

Dabartinis pajėgumas (kai ≥ numatoma viršįtampio srovė)

Našumo parametrai:

Apsaugos nuo įtampos lygis (mažesnis yra geresnis)

Reagavimo laikas (greitesnis yra geresnis)

Sertifikavimo standartai:

IEC 61643

UL 1449

5.2 Diegimo pastabos

Sumažinkite ryšio vielos ilgį

Užtikrinkite patikimą įžeminimą (atsparumas požemiui ≤10Ω)

Venkite maišyti skirtingus SPD tipus

5.3 Priežiūros rekomendacijos

Reguliarūs patikrinimai (bent kasmet)

Stebėkite gedimo rodiklius

Dokumento būsena po žaibo įvykių

Išvada

Apsauga nuo viršįtampio yra kritinis elektrinių saugos sistemų komponentas. Suprantant jos principus, pasirinkus tinkamus prietaisus ir užtikrinant tinkamą montavimą, galima efektyviai išvengti elektros pavojų, apsaugant tiek personalą, tiek įrangą. Tobulėjant technologinei pažangai, apsauginiai prietaisai viršįtampių vystosi link protingesnių ir patikimesnių sprendimų. „Cnlonqcom“ metu mes esame įsipareigoję nuolat tobulinti technologinius tobulinimus, kurdami pažangesnius ir išsamesnius viršįtampių apsaugą, kad užtikrintume puikią visų tipų elektros sistemų apsaugą.