Захист від перенапруг: критична лінія захисту для електричної безпеки

Вступ

У сучасних електричних системах захист від перенапруг став незамінним заходом безпеки. Незалежно від того, чи в системах живлення, промислового виробництва, або фотоелектричних системах виробництва електроенергії, миттєві коливання напруги можуть призвести до серйозних наслідків. Ця стаття систематично вводить принципи, програми та критерії відбору захисту від перенапруг, які допоможуть читачам отримати всебічне розуміння цієї життєво важливої ​​технології електричної безпеки.

1. Чому нам потрібен захист від перенапруг?

1.1 небезпека сплеску

A сплеск(або електричний сплеск) відноситься до раптових і сильних коливань напруги або струму, як правило, триває від мікросекунд до мілісекунд, напруги потенційно досягають тисячі вольт. Ці перехідні перенапруги в основному походять з:

Блискавки: пряма або індукована блискавка

Коливання сітки: перемикання системної системи, несправності короткого замикання

Операції обладнання: стартапи/вимкнення великих двигунів, перемикання трансформаторів

1.2 Потенційні ризики

Незахищені електричні системи стикаються з декількома ризиками:

Пошкодження обладнання: Порив електронних компонентів, збої ізоляції

Втрата даних: збої сервера та зберігання

Переривання виробництва: збої системи промислового контролю

Небезпека пожежі: дуги, спричинені перенапруженнями, та короткі схеми

1.3 Економічні втрати

Статистика свідчить про те, що приблизно 30% випадків пошкодження електричного обладнання пов'язані з сплеском, що призводить до щорічних економічних втрат у розмірі мільярдів доларів. Правильний захист від перенапруг може значно пом'якшити ці ризики.

2. Де слід встановити захист від перенапруг?

2.1 Ключові місця захисту

Надійна стратегія захисту від сплеску використовує багаторівневий підхід:

Первинний захист (тип 1)

Місцезнаходження: вхід на основний вхід

Функція: захищає від прямих ударів блискавки та основних сплесків

Типові параметри: IMAX ≥ 50Ka

Вторинний захист (тип 2)

Місцезнаходження: Панелі підрозділу

Функція: обмежує залишкову напругу та забезпечує додатковий захист

Типові параметри: IMAX ≥ 20Ka

Третинний захист (тип 3)

Місцезнаходження: передній кінець пристрою

Функція: забезпечує точний захист для чутливого обладнання

Типові параметри: IMAX ≥ 5Ka

2.2 Спеціальні програми

Фотоелектричні системи: необхідні як для постійних (модулів для інвертора), так і для змінного струму (інвертора в сітку)

Центри обробки даних: Серверні стелажі, передні кінці мережевого обладнання

Промисловий контроль: критичне обладнання, таке як PLC та частотні перетворювачі

3. Що таке захисний пристрій для сплеску (SPD)?

3.1 Основна концепція

Захисний пристрій для сплеску (Spd) - це електричний пристрій безпеки, призначений для обмеження перехідних перенапруг та відволікаючих струмів перенапруги. Основні технічні характеристики включають:

Максимальна безперервна робоча напруга (UC)

Номінальний струм розряду (в)

Максимальний струм розряду (IMAX)

Рівень захисту від напруги (вгору)

3.2 Основні типи

Тип захисту цільового типового часу відповіді на застосування

Тип 1 Прямий вмикання будівлі блискавки ≤100ns

Індуковані підрозділами панелі підрозділу Lightning ≤25N

Тип 3 залишкові клеми пристрою ≤1ns

3.3 Додаткові функції

СучаснийSpdSчасто включають:

Показники відмови (механічні або електронні)

Інтерфейси віддаленого моніторингу

Захист від термічного відключення

4. Як працює захист від перенапруг?

4.1 Основний принцип роботи

SpdS захищає системи за допомогою таких механізмів:

Стан моніторингу: підтримує високий опір під час нормальної роботи

Спрацьована провідність: швидко перемикається на низький опір при виявленні перенапруги

Відволікання енергії: канали перенапружують струм до системи заземлення

Відновлення: автоматично повертається до стану високого імпедансу після сплеску

4.2 Основні технічні компоненти

Варістор оксиду металу (MOV)

Матеріал: напівпровідник на основі оксиду цинку

Характеристики: нелінійний резистор, чутливий до напруги

Переваги: ​​швидка реакція, висока потужність обробки струму

Трубка для викиду газу (GDT)

Структура: герметична камера, заповнена газом

Характеристики: висока ізоляція, сильна здатність до диверсії

Застосування: Високоенергетичний первинний захист

Тимчасовий діод придушення напруги (телевізори)

Особливості: Ультрашвидка реакція (рівень пікосекунда)

Застосування: Precision Electronics Protection

4.3 Багаторівневий координований захист

Типова трирівнева система захисту:

Первинний захист: Відволікають більшість енергії (GDT)

Вторинний захист: подальше обмежує залишкову напругу (MOV)

Третинний захист: точний захист (телевізори)

5. Правила вибору та обслуговування

5.1 Критерії відбору

Системна сумісність:

Рейтинг напруги (UC ≥ 1,15 × Напруга системи)

Поточна ємність (в ≥ очікуваний струм перенапруги)

Параметри продуктивності:

Рівень захисту від напруги (нижче краще)

Час відповіді (швидше краще)

Стандарти сертифікації:

IEC 61643

UL 1449

5.2 Примітки щодо встановлення

Мінімізувати довжину проводу з'єднання

Забезпечити надійне заземлення (опір ґрунту ≤10ω)

Уникайте змішування різних типів Spd

5.3 Рекомендації щодо обслуговування

Регулярні перевірки (принаймні щорічно)

Відстежувати показники відмови

Статус документа після подій блискавки

Висновок

Захист від перенапруг є критичною складовою систем електричної безпеки. Розуміючи свої принципи, вибираючи правильні пристрої та забезпечуючи належну установку, електричну небезпеку можна ефективно запобігти, захищаючи як персонал, так і обладнання. Завдяки технологічним прогресом захисні пристрої для сплеску розвиваються до розумніших та надійних рішень. У CNLONQCOM ми прагнемо до постійного технологічного вдосконалення, розробляючи більш просунуті та всебічні захисники перенапруг, щоб забезпечити чудовий захист для всіх типів електричних систем.