Защита на пренапрежение: Критичната линия на отбрана за електрическа безопасност

Въведение

В съвременните електрически системи защитата на пренапрежението се превърна в незаменима мярка за безопасност. Независимо дали в жилищно захранване, промишлено производство или фотоволтаични системи за производство на електроенергия, моменталните колебания на напрежението могат да доведат до тежки последици. Тази статия систематично въвежда принципите, приложенията и критериите за подбор на защитата на пренапрежение, за да помогне на читателите да придобият цялостно разбиране на тази жизненоважна технология за електрическа безопасност.

1. Защо се нуждаем от защита на пренапрежение?

1.1 Опасности от скокове

A скок(или електрически скок) се отнася до внезапно и тежко колебание на напрежение или ток, обикновено с продължителност от микросекунди до милисекунди, като напрежението потенциално достига хиляди волта. Тези преходни пренапрежения произхождат предимно от:

Стачки за мълния: директна или индуцирана мълния

Колебания на мрежата: превключване на електроенергийната система, неизправности в късо съединение

Операции за оборудване: Стартиране/изключване на големи двигатели, превключване на трансформатора

1.2 Потенциални рискове

Незащитените електрически системи са изправени пред множество рискове:

Увреждане на оборудването: разбиване на електронните компоненти, повреда на изолацията

Загуба на данни: грешки в сървъра и устройството за съхранение

Прекъсвания на производството: Проучвания на системата за индустриален контрол

Опасности от пожар: Провишени от пренапрежение дъги и късо съединение

1.3 Икономически загуби

Статистиката показва, че приблизително 30% от случаите на повреди на електрическото оборудване са свързани с скока, което води до годишни икономически загуби в размер на милиарди долари. Правилната защита на пренапрежение може значително да смекчи тези рискове.

2. Къде трябва да се инсталира защитата на пренапрежение?

2.1 Основни места за защита

Здравата стратегия за защита на пренапрежение използва многостепенния подход:

Първична защита (тип 1)

Местоположение: Вход на основен дистрибуционен панел

Функция: предпазва от директни удари на мълния и основни скокове

Типични параметри: IMAX ≥ 50KA

Вторична защита (тип 2)

Местоположение: Панели за подразпределение

Функция: Ограничава остатъчното напрежение и осигурява допълнителна защита

Типични параметри: IMAX ≥ 20KA

Третична защита (тип 3)

Местоположение: Преден край на устройството

Функция: Осигурява прецизна защита за чувствително оборудване

Типични параметри: IMAX ≥ 5KA

2.2 Специални приложения

Фотоволтаични системи: Изисква се както от DC (модули до инвертор), така и на AC (инвертор към мрежата)

Центрове за данни: Стойки за сървъри, предни оборудване на мрежовото оборудване

Промишлени контроли: Критично оборудване като PLC и честотни преобразуватели

3. Какво е защитно устройство за пренапрежение (SPD)?

3.1 Основна концепция

Защитно устройство за пренапрежение (Spd) е електрическо устройство за безопасност, предназначено да ограничи преходните пренапрежения и да отклони токове на пренапрежение. Основните технически спецификации включват:

Максимално непрекъснато работно напрежение (UC)

Номинална изпускане на ток (IN)

Максимален ток на изпускане (IMAX)

Ниво на защита на напрежението (нагоре)

3.2 Основни типове

Целта за защита на типа Типично време за реакция на приложението

Тип 1 Директна сграда на светкавици входове ≤100ns

Панели за подразпределение на светкавици тип 2 тип 2 ≤25ns

Тип 3 остатъчни пренапрежения Терминали на устройството ≤1ns

3.3 Допълнителни функции

МодеренSpdSчесто включват:

Индикатори за отказ (механични или електронни)

Интерфейси за отдалечен мониторинг

Защита на термично прекъсване

4. Как работи защитата на пренапрежение?

4.1 Основен принцип на експлоатация

SpdS защитават системите чрез следните механизми:

Състояние на мониторинг: Поддържа висок импеданс по време на нормална работа

Задействана проводимост: Бързо преминава към нисък импеданс при откриване на пренапрежение

Енергийно отклонение: каналите скочат на тока към заземяването на системата

Възстановяване: Автоматично се връща в състояние с висок импеданс след скока

4.2 Основни технически компоненти

Метален оксид варистор (MOV)

Материал: Полупроводник на базата на цинков оксид

Характеристики: чувствителен към напрежението нелинеен резистор

Предимства: Бърза реакция, висок капацитет за управление на тока

Газова тръба за разряд (GDT)

Структура: Запечатана камера, пълна с газ

Характеристики: Висока изолация, силна способност за отклоняване

Приложение: Основна защита на високоенергията

Диод за преходно напрежение потискане (TVS)

Характеристики: Ултра-бърза реакция (ниво на пикосекунда)

Приложение: Прецизна защита на електрониката

4.3 Координирана защита на много нива

Типична тристепенна система за защита:

Първична защита: отклонява повечето енергия (GDT)

Вторична защита: Допълнително ограничава остатъчното напрежение (MOV)

Третична защита: Прецизна защита (TVS)

5. Насоки за подбор и поддръжка

5.1 Критерии за подбор

Системна съвместимост:

Оценка на напрежението (UC ≥ 1.15 × Напрежение на системата)

Текущ капацитет (в ≥ очакван ток на пренапрежение)

Параметри на производителността:

Ниво на защита на напрежението (по -ниско е по -добре)

Времето за реакция (по -бързо е по -добре)

Стандарти за сертифициране:

IEC 61643

UL 1449

5.2 Забележки за инсталиране

Минимизиране на дължината на проводника на връзката

Осигурете надеждно заземяване (съпротивление на земята ≤10Ω)

Избягвайте да смесвате различни видове Spd

5.3 Препоръки за поддръжка

Редовни проверки (поне годишно)

Индикатори за повреда на наблюдение

Състояние на документа след светкавични събития

Заключение

Защитата на пренапрежение е критичен компонент на системите за електрическа безопасност. Разбирайки принципите му, избирането на правилните устройства и осигуряване на правилна инсталация, електрическите опасности могат да бъдат ефективно предотвратени, като се предпазва както персонал, така и на оборудване. С технологичния напредък, защитните устройства за пренапрежение се развиват към по -интелигентни и по -надеждни решения. В CNLONQCOM ние се ангажираме с непрекъснатото технологично подобрение, разработвайки по -напреднали и всеобхватни защитници на пренапрежение, за да осигурим превъзходна защита за всички видове електрически системи.