Ανάλυση των διαφορών μεταξύ των προστατευτικών υπέρτασης και των αλεξικέραυνων στις αρχές και τις εφαρμογές λειτουργίας

Στα συστήματα ισχύος και σε διάφορους ηλεκτρικούς εξοπλισμούς, η υπέρταση και οι κεραυνοί είναι δύο από τους πιο συνηθισμένους και καταστροφικούς κινδύνους για την ασφάλεια. Για τον μετριασμό αυτών των κινδύνων, τα προστατευτικά υπέρτασης (SPD) καικεραυνοίεγκαθίστανται συνήθως σε εφαρμογές μηχανικής.

Αν και και οι δύο είναι συσκευές ηλεκτρικής προστασίας, έχουν σημαντικές διαφορές στα προστατευόμενα αντικείμενα, τις αρχές λειτουργίας και τα σενάρια εφαρμογής και δεν μπορούν απλώς να αντικατασταθούν ή να αντικατασταθούν μεταξύ τους.

I. Προστατευτικό υπέρτασης: Η «Πρώτη Γραμμή Άμυνας» ενάντια στην Υπέρταση Εσωτερικού Συστήματος

Τα προστατευτικά υπέρτασης, επίσης κοινώς γνωστά ως συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (SPD), χρησιμοποιούνται κυρίως για την προστασία από υπερτάσεις που δημιουργούνται στο σύστημα ισχύος, όπως:

Υπέρταση λειτουργίας (ενεργοποίηση, απενεργοποίηση, ξαφνικές αλλαγές φορτίου)

Προκαλούμενη υπέρταση

Υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς (μη άμεσες κεραυνοί)

Αρχή Εργασίας

Όταν η τάση του συστήματος είναι εντός του κανονικού εύρους, το προστατευτικό υπέρτασης βρίσκεται σε κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης και δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση στη λειτουργία του συστήματος.

Μόλις η τάση γραμμής υπερβεί στιγμιαία την επιτρεπόμενη τιμή της, τα μη γραμμικά εξαρτήματα μέσα στο προστατευτικό μεταφέρουν γρήγορα, εκτρέποντας, συσφίγγοντας ή απορροφώντας την περίσσεια ενέργειας, περιορίζοντας έτσι την τάση στο άκρο του εξοπλισμού σε ένα ασφαλές εύρος.

Τα κοινά λειτουργικά στοιχεία περιλαμβάνουν:

Βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV)

Σωλήνας εκκένωσης αερίου (GDT)

Ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου (SCR)

Τυπικές θέσεις εγκατάστασης

Τέλος γραμμής εισερχόμενου ντουλαπιού διανομής ρεύματος

Σύστημα Busbar

Μπροστινό μέρος εξοπλισμού ακριβείας (PLC, όργανα, εξοπλισμός επικοινωνίας κ.λπ.)

Η βασική του λειτουργία είναι: να μειώνει το πλάτος της υπέρτασης και να προστατεύει τη μόνωση του εξοπλισμού και τα εσωτερικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

II. Αλεξικέραυνο: Παρέχοντας μια "Διαδρομή για την Ενέργεια Αστραπής"

Τα αλεξικέραυνα χρησιμοποιούνται κυρίως για την προστασία από άμεσες κεραυνούς και ισχυρούς κεραυνούς. Η εστίαση δεν είναι στον «περιορισμό της τάσης», αλλά στην ταχεία εκφόρτιση του ρεύματος κεραυνού.

Αρχή Εργασίας

Όταν ο κεραυνός χτυπήσει μια γραμμή μεταφοράς ή ένα κτίριο, ο αλεξικέραυνος μπορεί να σχηματίσει ένα κανάλι χαμηλής αντίστασης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, εκτρέποντας απευθείας την τεράστια ενέργεια του κεραυνού στο έδαφος, εμποδίζοντας το ρεύμα κεραυνού να περάσει μέσα από το σώμα του εξοπλισμού ή τη δομή του κτιρίου, μειώνοντας έτσι:

Βλάβη εξοπλισμού

Βλάβη μόνωσης

Κίνδυνος ηλεκτροπληξίας για το προσωπικό

Σε καμία περίπτωση κεραυνού ή κανονικών συνθηκών λειτουργίας, ο αλεξικέραυνος βασικά δεν συμμετέχει στη λειτουργία του συστήματος.

 Κοινοί τύποι

Αλεξικέραυνα τύπου καρφίτσας

Απαγωγείς υπερτάσεων οξειδίου μετάλλου (τύπου χωρίς κενά)

Τυπικά σενάρια εφαρμογής

Γραμμές μεταφοράς και διανομής

Υποσταθμοί

Κατασκευή συστημάτων αντικεραυνικής προστασίας

Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις εξωτερικού χώρου

Τα αλεξικέραυνα δίνουν έμφαση στην προστασία από άμεσες κεραυνούς και απαγωγή ενέργειας, παρά στον ακριβή έλεγχο της τάσης.

Σύγκριση μεταξύ προστατευτικών υπέρτασης και αλεξικέραυνων

IV. Σωστή Προσέγγιση Επιλογής στην Μηχανική Πρακτική

Στην πρακτική μηχανική, τα προστατευτικά υπέρτασης και τα αλεξικέραυνα χρησιμοποιούνται συχνά σε συνδυασμό και όχι ως επιλογή είτε/ή:

Αλεξικέραυνα: Υπεύθυνος για «μπλοκάρισμα και εκτροπή κεραυνών»

Προστατευτικά υπερτάσεων: Υπεύθυνα για την "εξασθένιση των υπολειπόμενων υπερτάσεων και την προστασία του ευαίσθητου εξοπλισμού"

Μόνο με τη διαμόρφωση ενός συστήματος διαβαθμισμένης προστασίας μπορεί να βελτιωθεί πραγματικά η ασφάλεια και η σταθερότητα του ηλεκτρικού συστήματος υπό τους διπλούς κινδύνους κεραυνών και υπέρτασης του συστήματος.