Protectorul la supratensiune este un protector de circuit de înaltă eficiență, rezistând la tensiuni înalte tranzitorii, impulsuri de energie mare, schimbări rapide (10-9s) de la impedanța inițială înaltă la impedanța joasă și la impulsuri de interferență de înaltă tensiune tranzitorii până la tensiunea predeterminată, astfel încât să protejeze eficient echipamentele și dispozitivele sensibile de deteriorare și să funcționeze în circuit fără interferențe.
(1) Dispozitivele de protecție la supratensiune sunt împărțite în trei niveluri
Primul nivel poate descărca curentul direct al trăsnetului sau energia uriașă transmisă atunci când linia de transport al energiei este lovită direct de fulger. Primul nivel de protecție va fi un descărcător de trăsnet cu sursă de alimentare trifazată în comutație, iar fluxul său de trăsnet nu va fi mai mic de 60 kA. În general, este utilizat pentru distribuție generală.
Scopul celei de-a doua etape este de a limita în continuare valoarea tensiunii reziduale de supratensiune prin descărcătorul de trăsnet din prima etapă la 1500-2000V și de a implementa o conexiune echipotențială pentru lpz1-lpz2. Când ieșirea descărcătoarei de trăsnet din linia tabloului de distribuție este utilizată ca protecție de nivel doi, se va utiliza descărcătorul de trăsnet cu limitare de tensiune, iar capacitatea sa de curent de trăsnet nu va fi mai mică de 20KA.
Scopul celui de-al treilea nivel este de a proteja în final echipamentul și de a reduce valoarea tensiunii reziduale de supratensiune la mai puțin de 1000V. Ca al treilea nivel de protecție, acesta va fi un descărcător de trăsnet cu limitare de tensiune în serie, iar capacitatea sa de curent de trăsnet nu va fi mai mică de 10kA. În general, este utilizat pentru echipamente terminale de distribuție a energiei.
Diferitele sisteme de distribuție ar trebui să selecteze dispozitive de protecție la supratensiune corespunzătoare, care pot fi împărțite în TN (TN-S, NC, TN-CS), it și TT.
1) Protecție primară
Scopul este de a preveni conducerea directă a tensiunii de supratensiune din zona lpz0 în zona lpz1 și de a limita supratensiunea de zeci de mii până la sute de mii de volți la 2500-3000V.
Când descărcătorul de trăsnet instalat pe partea de joasă tensiune a transformatorului de alimentare al gospodăriei este utilizat ca prim nivel de protecție, acesta trebuie să fie un descărcător de trăsnet de putere cu tensiune trifazată de comutare, iar fluxul său de trăsnet nu trebuie să fie mai mic de 60 kA. Acest nivel de descărcător de trăsnet de putere trebuie să fie un descărcător de trăsnet de putere de mare capacitate conectat între fiecare fază a liniei de intrare la intrarea în sistemul de alimentare al utilizatorului și pământ. Profesorul Di de predare online de proiectare electrică solicită, în general, ca acest nivel de descărcător de trăsnet de putere să aibă o capacitate maximă de impact mai mare de 100 kA pe fază, iar tensiunea limită necesară să fie mai mică de 1500 V, ceea ce se numește descărcător de trăsnet de putere de nivel clasic. Aceste descărcătoare electromagnetice sunt proiectate să reziste curentului mare al trăsnetului și al trăsnetului indus și să atragă supratensiuni de mare energie, care pot devia o cantitate mare de curent de supratensiune către pământ. Acestea oferă doar tensiunea de limitare (atunci când curentul de impuls trece prin descărcătorul de trăsnet, tensiunea maximă pe linie se numește tensiune de limitare) ca protecție de nivel mediu, deoarece protectorul de nivel clasic absoarbe în principal curentul de supratensiune mare și, singur, nu poate proteja complet echipamentele electrice sensibile din interiorul sistemului de alimentare cu energie electrică.
Descărcătorul de trăsnet de nivel întâi poate preveni unde de trăsnet de 10/350µs și 100kA, atingând cel mai înalt standard de protecție specificat de IEC.
Referința tehnică este: fluxul de trăsnet este mai mare sau egal cu 100kA (10 / 350us); Valoarea tensiunii reziduale nu trebuie să depășească 2,5KV; Timpul de răspuns este mai mic sau egal cu 100ns.
2) Protecție secundară
Scopul este de a limita în continuare valoarea tensiunii reziduale de supratensiune prin descărcătorul de trăsnet de nivel întâi la 1500-2000 V și de a implementa o conexiune echipotențială pentru lpz1-lpz2.
Când descărcătorul de trăsnet de la ieșirea liniei tabloului de distribuție este utilizat ca protecție de nivel doi, descărcătorul de trăsnet cu limitare de tensiune trebuie instalat la punctul de distribuție care alimentează echipamentele electrice importante sau sensibile, iar capacitatea sa de curent de trăsnet nu trebuie să fie mai mică de 20 KA. Domnul Di, profesor online de proiectare electrică, afirmă că aceste descărcătoare de trăsnet pot absorbi mai bine energia reziduală la supratensiune care trece prin descărcător la intrarea alimentării cu energie a utilizatorului și au un efect inhibitor excelent asupra supratensiunii tranzitorii.
Capacitatea maximă de impuls a descărcătoarelor de trăsnet utilizate aici trebuie să fie mai mare de 45kA pe fază, iar tensiunea de limitare necesară trebuie să fie mai mică de 1200V, ceea ce se numește descărcătoare de trăsnet de clasa II. În general, dacă sistemul de alimentare al utilizatorului atinge al doilea nivel de protecție, acesta poate îndeplini cerințele de funcționare a echipamentelor electrice.
Clasa de protecție C este adoptată pentru descărcătoare de trăsnet de clasa II pentru protecția în mod complet a fazei I, fazei I și fazei I, iar principalii parametri tehnici sunt: capacitatea curentului de trăsnet este mai mare sau egală cu 40ka (8/20us); valoarea de vârf a tensiunii reziduale nu trebuie să depășească 1000V; timpul de răspuns nu trebuie să depășească 25ns.
3) Protecție de nivel trei
Scopul este de a proteja în final echipamentul prin reducerea supratensiunii reziduale la mai puțin de 1000V, astfel încât energia de supratensiune să poată deteriora echipamentul.
Când descărcătorul de trăsnet instalat la capătul de intrare al alimentării cu curent alternativ a echipamentelor electronice de informare este utilizat ca protecție de nivel trei, acesta trebuie să fie un descărcător de trăsnet cu limitare de tensiune în serie, iar capacitatea sa de curent de trăsnet nu trebuie să fie mai mică de 10 kA.
În cele din urmă, un descărcător de trăsnet încorporat poate fi utilizat în sursa de alimentare internă a echipamentelor electrice pentru a elimina complet supratensiunile tranzitorii mici. Domnul Di, în cadrul cursului online de proiectare electrică, a afirmat că capacitatea maximă de impact a descărcătoarelor de trăsnet utilizate aici trebuie să fie de 20 KA pe fază sau mai mică, iar tensiunea de limitare necesară trebuie să fie mai mică de 1000 V. Pentru unele echipamente electronice deosebit de importante sau sensibile, este necesar un nivel de protecție de nivel trei, care poate proteja, de asemenea, echipamentul electric de supratensiunea tranzitorie generată în interiorul sistemului. Pentru alimentarea cu energie a redresorului utilizată pentru echipamentele de comunicații cu microunde, echipamentele de comunicații ale stațiilor de bază mobile și echipamentele radar, descărcătoarele de trăsnet cu alimentare de curent continuu cu tensiune de lucru corespunzătoare ar trebui selectate ca protecție non-nivelată, în funcție de nevoile de protecție ale tensiunii lor de lucru.
4) În funcție de nivelul tensiunii de rezistență al echipamentului protejat
Dacă protecția la trăsnet pe două niveluri poate limita tensiunea sub nivelul tensiunii de rezistență al echipamentului, este necesară doar o protecție pe două niveluri. Dacă nivelul tensiunii de rezistență al echipamentului este scăzut, pot fi necesare patru sau mai multe niveluri de protecție. Capacitatea curentului de trăsnet al celui de-al patrulea nivel de protecție nu trebuie să fie mai mică de 5ka.
(2) De ce ar trebui ca siguranța și întrerupătorul de circuit să fie montate în fața protectorului de supratensiune?
Când curentul de aprindere care trece prin protectorul de supratensiune este mai mare decât IMAX-ul său, protectorul se va defecta și va ceda, rezultând un scurtcircuit în circuit. Pentru a întrerupe scurtcircuitul, este necesară instalarea unui întrerupător de circuit sau a unei siguranțe. Domnul Di, profesor online de proiectare electrică, spune că fiecare lovitură de trăsnet va provoca îmbătrânirea protectorului de supratensiune. De exemplu, dacă curentul există pentru o perioadă lungă de timp, protectorul se va supraîncălzi și va accelera îmbătrânirea. În acest moment, sistemul de protecție termică al întrerupătorului de circuit sau al siguranței trebuie să acționeze pentru a deconecta protectorul de supratensiune înainte ca acesta să atingă temperatura maximă admisă.
Cerințe privind protecția la supratensiune pentru siguranțe și întrerupătoare: când se aplică 20 de impulsuri de testare standard de 8/20 microsecunde și 1,2/50 microsecunde la curentul nominal, întrerupătorul sau siguranța nu se va declanșa. Când protecția la supratensiune este defectă și în scurtcircuit, întrerupătorul sau siguranța trebuie să acționeze. Dacă protecția la supratensiune este un modul de comutare, deoarece modul său de deteriorare este circuit deschis, acesta poate fi protejat fără întrerupător miniatural și siguranță.
Atât siguranța, cât și întrerupătorul de circuit pot fi utilizate ca protecție superioară a protectorului de supratensiune. Caracteristicile siguranței; Siguranța are două funcții de protecție: întârziere lungă și curent instantaneu cu caracteristici de limită de timp invers. Dl. Di, predare online de proiectare electrică, este utilizată ca protecție la suprasarcină, respectiv scurtcircuit, adică siguranța trebuie înlocuită după deconectarea de la defect. Caracteristicile întrerupătorului de circuit: întrerupătorul de circuit are protecție instantanee la curent și protecție termică la suprasarcină. După deconectarea de la defect, acesta poate fi resetat manual fără a înlocui componentele.
Uitați-vă la diferența dintre liniile de intrare: protectorul de supratensiune de 440V trebuie selectat pentru sistemul trifazat de 280V cu cinci fire sau pentru sistemul trifazat de 380V cu patru fire. Protectorul de supratensiune de 220V trebuie selectat pentru sistemul monofazat de 220V cu două fire sau pentru sistemul monofazat de 220V cu trei fire. În plus, rețineți: nivelul de protecție al protectorului de supratensiune selectat este nivelul 2 pentru sistemul trifazat de 280V la linia de intrare a clădirii rezidențiale; Gradul 3 pentru sistemul monofazat de 220V.
După ce linia sistemului TN-CS intră în cutia generală de distribuție a clădirii, linia de tip „pen” este împărțită în linia N și linia PE. Este necesară instalarea unui protector de supratensiune doar între linia de fază I și linia de tip „pen”.
Comutatorul din fața protectorului de supratensiune poate selecta siguranța și întrerupătorul de circuit. În general, trebuie selectate 40 ~ 63A pentru IMAX > 40ka și 20 ~ 32A pentru IMAX < 40ka.
(3) Sunt protectorul de supratensiune și descărcătorul de trăsnet același lucru?
Deși atât protectorul de supratensiune, cât și descărcătorul de trăsnet au funcția de a preveni supratensiunea, în special supratensiunea cauzată de trăsnet, ele prezintă totuși multe diferențe în ceea ce privește aplicarea.
1) Descărcătoarele au mai multe niveluri de tensiune, de la 0,38 kV de joasă tensiune până la 500 kV UHV, în timp ce dispozitivele de protecție la supratensiune au, în general, doar produse de joasă tensiune;
2) Descărcătoarele de trăsnet sunt instalate în mare parte pe sistemul primar pentru a preveni pătrunderea directă a undei de trăsnet, în timp ce protectoarele la supratensiune sunt instalate în mare parte pe sistemul secundar, aceasta fiind o măsură suplimentară după ce descărcătorul de trăsnet elimină pătrunderea directă a undei de trăsnet sau atunci când descărcătorul de trăsnet nu elimină unda de trăsnet;
3) Descărcătorul de trăsnet este utilizat pentru a proteja echipamentele electrice, iar protectorul de supratensiune este utilizat în principal pentru a proteja instrumentele electronice sau contoarele;
4) Deoarece descărcătorul este conectat la sistemul electric primar, acesta ar trebui să aibă o performanță de izolație externă suficientă și dimensiuni mari. Deoarece protectorul la supratensiune este conectat la joasă tensiune, dimensiunile pot fi foarte mici.
