Ključne tačke odabira prenaponske zaštite i analiza povezanih problema

Zaštita od prenapona je visokoefikasna zaštita strujnog kola, koja podnosi prolazni visoki napon, impulse visoke energije, brze promjene (10-9s) od prvobitne visoke impedanse do niske impedanse i prolazne impulse interferencije visokog napona do unaprijed određenog napona, kako bi efikasno zaštitila opremu i osjetljive uređaje od oštećenja, a strujno kolo radi bez smetnji.

(1) Uređaji za zaštitu od prenapona podijeljeni su u tri nivoa
Prvi nivo može odvoditi direktnu struju groma ili ogromnu energiju koja se prenosi kada grom direktno udari u dalekovod. Zaštita prvog nivoa mora biti trofazni odvodnik groma sa preklopnim napajanjem, a njegov tok groma ne smije biti manji od 60kA. Općenito se koristi za opštu distribuciju.
Svrha druge faze je dodatno ograničavanje vrijednosti preostalog prenapona kroz odvodnik prenapona prve faze na 1500-2000 V i implementacija ekvipotencijalne veze za lpz1-lpz2. Kada se izlaz odvodnika prenapona snage iz linije razvodnog ormara koristi kao zaštita drugog nivoa, mora se koristiti odvodnik prenapona snage koji ograničava napon, a njegov kapacitet struje groma ne smije biti manji od 20 KAE.

Svrha trećeg nivoa je konačna zaštita opreme i smanjenje vrijednosti preostalog prenapona na manje od 1000 V. Kao zaštita trećeg nivoa, to mora biti serijski odvodnik prenapona koji ograničava napon, a njegov kapacitet struje groma ne smije biti manji od 10 kA. Općenito se koristi za terminalnu opremu za distribuciju energije.
Različiti distributivni sistemi trebaju odabrati odgovarajuće uređaje za zaštitu od prenapona, koji se mogu podijeliti na TN (TN-S, NC, TN-CS), IT i TT.

1) Primarna zaštita
Svrha je spriječiti direktno provođenje prenapona iz područja lpz0 u područje lpz1 i ograničiti prenapon od desetina hiljada do stotina hiljada volti na 2500-3000v.
Kada se odvodnik prenapona snage instaliran na niskonaponskoj strani kućnog energetskog transformatora koristi kao zaštita prvog nivoa, on mora biti trofazni odvodnik prenapona s preklopnim naponom, a njegov tok prenapona ne smije biti manji od 60kA. Odvodnik prenapona snage ovog nivoa mora biti odvodnik prenapona visokog kapaciteta spojen između svake faze dolazne linije na ulazu u korisnički sistem napajanja i zemlje. Nastavnik Di online nastave elektrotehnike generalno zahtijeva da odvodnik prenapona snage ovog nivoa ima maksimalni udarni kapacitet veći od 100kA po fazi, a potrebni granični napon manji od 1500V, što se naziva odvodnik prenapona klase I. Ovi elektromagnetni odvodnici prenapona dizajnirani su da izdrže veliku struju munje i inducirane munje te privlače visokoenergetski prenapon, koji može preusmjeriti veliku količinu prenaponske struje u zemlju. Oni pružaju samo granični napon (kada impulsna struja teče kroz odvodnik groma, maksimalni napon na liniji naziva se granični napon) kao zaštitu srednjeg nivoa, jer zaštitnik klase I uglavnom apsorbira veliku udarnu struju i sami ne mogu u potpunosti zaštititi osjetljivu električnu opremu unutar sistema napajanja.

Odvodnik prenapona prvog nivoa može spriječiti udare groma od 10/350 us i 100 kA, dostižući najviši standard zaštite koji je specificirao IEC.
Tehnička referenca je: fluks groma je veći ili jednak 100kA (10 / 350us); Vrijednost preostalog napona ne smije biti veća od 2,5KV; Vrijeme odziva je manje ili jednako 100ns.
2) Sekundarna zaštita
Svrha je dodatno ograničiti vrijednost preostalog prenapona kroz odvodnik groma prvog nivoa na 1500-2000 V i implementirati ekvipotencijalnu vezu za lpz1-lpz2.
Kada se odvodnik prenapona snage iz razvodnog ormara koristi kao zaštita drugog nivoa, odvodnik prenapona snage s ograničenjem napona mora se instalirati na mjestu distribucije električne energije koja napaja važnu ili osjetljivu električnu opremu, a njegov kapacitet struje groma ne smije biti manji od 20KA. Gospodin Di, online predavač elektrotehnike, kaže da ovi odvodnici prenapona mogu bolje apsorbirati preostalu energiju udara koja prolazi kroz odvodnik prenapona na ulazu korisničkog napajanja i imaju odličan inhibitorni učinak na prenapone.

Maksimalni impulsni kapacitet odvodnika prenapona koji se ovdje koristi mora biti veći od 45kA po fazi, a potrebni granični napon mora biti manji od 1200V, što se naziva odvodnikom prenapona klase II. Općenito, ako sistem napajanja korisnika postigne drugi nivo zaštite, može ispuniti zahtjeve rada električne opreme.
Zaštitnik klase C se koristi za odvodnike prenapona klase II za napajanje za potpunu zaštitu faze I, faze I i faze I, a glavni tehnički parametri su: kapacitet struje groma je veći ili jednak 40ka (8/20us); Vršna vrijednost preostalog napona ne smije biti veća od 1000V; Vrijeme odziva ne smije biti veće od 25ns.

3) Zaštita trećeg nivoa
Svrha je konačno zaštititi opremu smanjenjem preostalog prenapona na manje od 1000 V, tako da energija prenapona može oštetiti opremu.
Kada se odvodnik prenapona snage instaliran na ulaznom kraju AC napajanja elektronske informacione opreme koristi kao zaštita trećeg nivoa, on mora biti serijski odvodnik prenapona sa ograničavanjem napona, a njegov kapacitet struje groma ne smije biti manji od 10kA.
Konačno, ugrađeni odvodnik prenapona može se koristiti u internom napajanju električne opreme kako bi se u potpunosti eliminirali mali tranzijentni prenaponi. G. Di, online nastava elektrotehnike, navodi da maksimalni udarni kapacitet odvodnika prenapona koji se ovdje koristi mora biti 20KA po fazi ili manje, a potrebni granični napon mora biti manji od 1000V. Za neku posebno važnu ili osjetljivu elektroničku opremu, potrebno je imati zaštitu trećeg nivoa, a ona također može zaštititi električnu opremu od tranzijentnog prenapona generiranog unutar sistema. Za ispravljačko napajanje koje se koristi za mikrovalnu komunikacijsku opremu, komunikacijsku opremu mobilnih baznih stanica i radarsku opremu, odvodnici prenapona istosmjernog napajanja s odgovarajućim radnim naponom trebaju se odabrati kao zaštita bez nivoa u skladu s potrebama zaštite njihovog radnog napona.

4) Prema nivou napona koji podnosi zaštićena oprema
Ako dvostepena zaštita od groma može ograničiti napon ispod nivoa podnošljivog napona opreme, potrebna je samo dvostepena zaštita. Ako je nivo podnošljivog napona opreme nizak, mogu biti potrebna četiri ili više nivoa zaštite. Kapacitet struje groma četvrtog nivoa zaštite ne smije biti manji od 5ka.
(2) Zašto bi osigurač i prekidač trebali biti postavljeni ispred prenaponske zaštite?
Kada je ulazna struja koja prolazi kroz prenaponsku zaštitu veća od njenog IMAX-a, prenaponska zaštita će se pokvariti i otkazati, što će rezultirati kratkim spojem u strujnom kolu. Da bi se prekinuo kratki spoj, potrebno je instalirati prekidač ili osigurač. Gospodin Di, online nastava elektrotehnike, kaže da će svaki udar groma uzrokovati starenje prenaponske zaštite. Na primjer, ako struja postoji duže vrijeme, prenaponska zaštita će se pregrijati i ubrzati starenje. U ovom slučaju, sistem termičke zaštite prekidača ili osigurača mora djelovati kako bi isključio prenaponsku zaštitu prije nego što dostigne maksimalno dozvoljenu temperaturu.

Zahtjevi prenaponske zaštite za osigurač i prekidač: kada se primijeni 20 standardnih testnih impulsa od 8/20 mikrosekundi i 1,2/50 mikrosekundi pod nazivnom strujom, prekidač ili osigurač se neće aktivirati. Kada je prenaponska zaštita u kvaru i dođe do kratkog spoja, prekidač ili osigurač moraju reagovati. Ako je prenaponska zaštita prekidački modul, budući da je njegov način oštećenja otvoreni krug, može se zaštititi bez minijaturnog prekidača i osigurača.
I osigurač i prekidač mogu se koristiti kao vrhunska zaštita prenaponske zaštite. Karakteristike osigurača; Osigurač ima dvije zaštitne funkcije dugog vremenskog kašnjenja i trenutne struje s inverznim karakteristikama vremenskog ograničenja. G. Di, online predavač elektrotehnike, koristi se kao zaštita od preopterećenja i kratkog spoja, odnosno, osigurač se mora zamijeniti nakon kvara osigurača. Karakteristike prekidača: prekidač ima trenutnu strujnu zaštitu i termičku zaštitu od preopterećenja. Nakon isključenja u slučaju kvara, može se ručno resetirati bez zamjene komponenti.
Pogledajte razliku između dovodnih linija: prenaponska zaštita od 440 V treba biti odabrana za trofazni petožični sistem od 280 V ili trofazni četverožični sistem od 380 V. Prenaponska zaštita od 220 V treba biti odabrana za jednofazni dvožični sistem od 220 V ili jednofazni trožični sistem od 220 V. Pored toga, imajte na umu: nivo zaštite odabrane prenaponske zaštite je nivo 2 za trofazni sistem od 280 V na dovodnoj liniji stambene zgrade; stepen 3 za jednofazni sistem od 220 V.
Nakon što TN-CS sistemski vod uđe u opću razvodnu kutiju zgrade, PE vod se dijeli na N vod i PE vod. Potrebno je samo instalirati prenaponsku zaštitu između faznog voda I i PE voda.
Prekidač ispred prenaponske zaštite može odabrati osigurač i prekidač. Općenito, za IMAX > 40ka treba odabrati 40 ~ 63A, a za IMAX < 40ka 20 ~ 32A.

(3) Da li su zaštita od prenapona i odvodnik groma ista stvar?
Iako i zaštita od prenapona i odvodnik groma imaju funkciju sprječavanja prenapona, posebno prenapona groma, ipak imaju mnogo razlika u primjeni.
1) Odvodnici prenapona imaju više naponskih nivoa, u rasponu od 0,38 kV niskog napona do 500 kV UHV, dok uređaji za zaštitu od prenapona uglavnom imaju samo niskonaponske proizvode;

2) Odvodnici prenapona se uglavnom instaliraju na primarnom sistemu kako bi se spriječio direktan prodor groma, dok se zaštitnici od prenapona uglavnom instaliraju na sekundarnom sistemu, što je dopunska mjera nakon što odvodnik prenapona eliminiše direktan prodor groma ili kada odvodnik prenapona ne eliminiše gromobran;

3) Odvodnik prenapona se koristi za zaštitu električne opreme, a zaštita od prenapona se uglavnom koristi za zaštitu elektronskih instrumenata ili brojila;
4) Budući da je odvodnik prenapona spojen na primarni električni sistem, trebao bi imati dovoljne vanjske izolacijske performanse i velike dimenzije. Budući da je zaštita od prenapona spojena na niski napon, veličina može biti vrlo mala.