حفاظت از افزایش: خط مهم دفاع برای ایمنی الکتریکی

مقدمه

در سیستم های الکتریکی مدرن ، حفاظت از افزایش به یک اقدام ایمنی ضروری تبدیل شده است. چه در منبع تغذیه مسکونی ، تولید صنعتی یا سیستم های تولید برق فتوولتائیک ، نوسانات ولتاژ آنی می تواند منجر به عواقب شدید شود. این مقاله به طور سیستماتیک اصول ، برنامه ها و معیارهای انتخاب حفاظت از افزایش را برای کمک به خوانندگان به دست آوردن درک کاملی از این فناوری ایمنی الکتریکی حیاتی معرفی می کند.

1. چرا ما به حفاظت از افزایش نیاز داریم؟

1.1 خطرات موج

A افزایش(یا افزایش الکتریکی) به نوسان ناگهانی و شدید در ولتاژ یا جریان اشاره دارد ، که به طور معمول از میکرو ثانیه به میلی ثانیه دوام می آورد ، ولتاژ به طور بالقوه به هزاران ولت می رسد. این ولتاژهای گذرا در درجه اول سرچشمه می گیرند:

اعتصابات رعد و برق: صاعقه مستقیم یا القا شده

نوسانات شبکه: سوئیچینگ سیستم برق ، گسل های اتصال کوتاه

عملیات تجهیزات: راه اندازی/خاموش کردن موتورهای بزرگ ، سوئیچینگ ترانسفورماتور

1.2 خطرات احتمالی

سیستم های الکتریکی محافظت نشده با خطرات متعدد روبرو هستند:

آسیب تجهیزات: تجزیه اجزای الکترونیکی ، خرابی عایق

از دست دادن داده ها: خرابی سرور و دستگاه ذخیره سازی

وقفه های تولید: خرابی سیستم کنترل صنعتی

خطرات آتش سوزی: قوس های ناشی از ولتاژ و مدارهای کوتاه

1.3 ضرر اقتصادی

آمار نشان می دهد که تقریباً 30 ٪ از موارد آسیب دیدگی تجهیزات الکتریکی مربوط به افزایش است و در نتیجه خسارات اقتصادی سالانه به مبلغ میلیاردها دلار می رسد. حفاظت از افزایش مناسب می تواند به طور قابل توجهی این خطرات را کاهش دهد.

2. از کجا باید حفاظت از افزایش نصب شود؟

2.1 مکان های حفاظت کلیدی

یک استراتژی حفاظت از افزایش قوی از یک رویکرد مرتب استفاده می کند:

محافظت اولیه (نوع 1)

مکان: ورودی پانل توزیع اصلی

عملکرد: در برابر اعتصابات صاعقه مستقیم و افزایش عمده محافظت می کند

پارامترهای معمولی: IMAX ≥ 50KA

حفاظت ثانویه (نوع 2)

مکان: پانل های توزیع فرعی

عملکرد: ولتاژ باقیمانده را محدود می کند و حفاظت تکمیلی را فراهم می کند

پارامترهای معمولی: IMAX ≥ 20KA

حفاظت سوم (نوع 3)

مکان: جلوی دستگاه

عملکرد: محافظت دقیق برای تجهیزات حساس ارائه می دهد

پارامترهای معمولی: imax ≥ 5ka

2.2 برنامه ویژه

سیستم های فتوولتائیک: در دو طرف DC (ماژول به اینورتر) و AC (اینورتر به شبکه) مورد نیاز است

مراکز داده: قفسه های سرور ، تجهیزات شبکه مقدماتی

کنترل های صنعتی: تجهیزات مهم مانند PLC و مبدل های فرکانس

3. دستگاه محافظ Surge (SPD) چیست؟

3.1 مفهوم اساسی

یک دستگاه محافظ افزایش یافته (SPD) یک دستگاه ایمنی الکتریکی است که برای محدود کردن ولتاژهای گذرا و منحرف کردن جریان های افزایش یافته طراحی شده است. مشخصات فنی کلیدی شامل موارد زیر است:

حداکثر ولتاژ عملیاتی مداوم (UC)

جریان تخلیه اسمی (در)

حداکثر جریان تخلیه (IMAX)

سطح حفاظت ولتاژ (بالا)

3.2 نوع اصلی

نوع محافظت از نوع زمان پاسخ برنامه کاربردی معمولی

نوع 1 ورودی مستقیم ساختمان رعد و برق ≤100ns

پانل های زیر توزیع رعد و برق ناشی از نوع 2 ≤ 25ns

ترمینال های دستگاه Surge Type 3 ≤1ns

3.3 ویژگی های اضافی

مدرنSPDSاغلب شامل:

شاخص های خرابی (مکانیکی یا الکترونیکی)

رابط های نظارت از راه دور

محافظت از قطع حرارتی

4. محافظت از افزایش چگونه کار می کند؟

4.1 اصل عملیاتی اساسی

SPDS از طریق مکانیسم های زیر از سیستم ها محافظت می کند:

حالت نظارت: امپدانس بالایی را در حین کار عادی حفظ می کند

هدایت تحریک شده: با تشخیص ولتاژ به سرعت به امپدانس کم سوئیچ می شود

انحراف انرژی: کانال ها جریان جریان را به سیستم زمینی افزایش می دهند

بازیابی: پس از افزایش به طور خودکار به حالت امپدانس باز می گردد

4.2 اجزای فنی اصلی

واریستور اکسید فلزی (MOV)

مواد: نیمه هادی مبتنی بر اکسید روی

خصوصیات: مقاومت غیرخطی حساس به ولتاژ

مزایا: پاسخ سریع ، ظرفیت بالای جریان فعلی

لوله تخلیه گاز (GDT)

ساختار: محفظه پر از گاز

خصوصیات: عایق بالا ، قابلیت انحراف قوی

کاربرد: محافظت اولیه با انرژی بالا

دیود سرکوب ولتاژ گذرا (TVS)

ویژگی ها: پاسخ فوق العاده سریع (سطح Picosecond)

کاربرد: محافظت از الکترونیک دقیق

4.3 محافظت هماهنگ چند سطحی

یک سیستم حفاظت سه لایه معمولی:

حفاظت اولیه: بیشترین انرژی را منحرف می کند (GDT)

حفاظت ثانویه: ولتاژ باقیمانده را محدود می کند (MOV)

حفاظت سوم: محافظت دقیق (TVS)

5. دستورالعمل های انتخاب و نگهداری

5.1 معیارهای انتخاب

سازگاری سیستم:

امتیاز ولتاژ (ولتاژ سیستم 1.15 un un)

ظرفیت فعلی (در جریان افزایش انتظار می رود)

پارامترهای عملکرد:

سطح حفاظت ولتاژ (پایین تر بهتر است)

زمان پاسخ (سریعتر بهتر است)

استانداردهای صدور گواهینامه:

IEC 61643

UL 1449

5.2 یادداشت های نصب

طول سیم اتصال را به حداقل برسانید

اطمینان از زمین قابل اعتماد (مقاومت در برابر زمین ≤10Ω)

از مخلوط کردن انواع مختلف SPD خودداری کنید

5.3 توصیه های نگهداری

بازرسی های منظم (حداقل سالانه)

شاخص های خرابی را کنترل کنید

وضعیت سند پس از وقایع صاعقه

پایان

حفاظت از Surge یک مؤلفه مهم سیستم های ایمنی الکتریکی است. با درک اصول آن ، انتخاب دستگاه های مناسب و اطمینان از نصب مناسب ، می توان از خطرات الکتریکی به طور موثری جلوگیری کرد و از پرسنل و تجهیزات محافظت کرد. با پیشرفت های تکنولوژیکی ، دستگاه های محافظ افزایش یافته به سمت راه حل های باهوش تر و مطمئن تر در حال تحول هستند. در CNLONQCOM ، ما متعهد به پیشرفت مداوم تکنولوژیکی هستیم و محافظ های پیشرفته تر و جامع تری را برای محافظت برتر برای انواع سیستم های الکتریکی فراهم می کنیم.