A túlfeszültség-védő kiválasztásának és a kapcsolódó problémák elemzésének főbb pontjai

A túlfeszültség-védő egy nagy hatékonyságú áramkörvédő, amely ellenáll a tranziens nagyfeszültségnek, a nagy energiájú impulzusoknak, a gyors (10-9s) átmeneteknek az eredeti nagy impedanciától az alacsony impedanciáig, valamint a tranziens nagyfeszültségű interferencia impulzusoknak az előre meghatározott feszültségig, így hatékonyan védi a berendezéseket és az érzékeny eszközöket a károsodástól, és az áramkör interferencia nélkül működik.

(1) A túlfeszültség-védelmi eszközök három szintre oszthatók
Az első szint képes levezetni az egyenáramot vagy a nagy energiát, amely akkor keletkezik, amikor a villám közvetlenül a távvezetéket éri. Az első szintű védelemnek egy háromfázisú feszültségkapcsoló tápegység villámhárítójának kell lennie, amelynek villámárama nem lehet kevesebb, mint 60 kA. Általában általános elosztásban használják.
A második fokozat célja, hogy tovább korlátozza az első fokozatú villámhárítón keresztüli maradék túlfeszültség értékét 1500-2000 V-ra, és megvalósítsa az lpz1-lpz2 közötti ekvipotenciális csatlakozást. Amikor az elosztószekrény vezetékéről kimenő teljesítmény-villámhárítót második szintű védelemként használják, feszültségkorlátozó teljesítmény-villámhárítót kell használni, amelynek villámáram-kapacitása nem lehet kevesebb, mint 20 kA.

A harmadik szint célja a berendezés végleges védelme és a maradék túlfeszültség értékének 1000 V alá csökkentése. Harmadik szintű védelemként soros feszültségkorlátozó villámhárítónak kell lennie, amelynek villámáram-kapacitása nem lehet kevesebb, mint 10 kA. Általában terminál energiaelosztó berendezésekhez használják.
A különböző elosztórendszereknek megfelelő túlfeszültség-védelmi eszközöket kell választaniuk, amelyek TN (TN-S, NC, TN-CS), it és TT típusokra oszthatók.

1) Elsődleges védelem
A cél az, hogy megakadályozzák a túlfeszültség közvetlen vezetését az lpz0 területről az lpz1 területre, és a több tízezer és több százezer volt közötti túlfeszültséget 2500-3000 V-ra korlátozzák.
Amikor a háztartási transzformátor kisfeszültségű oldalán telepített villámhárítót első szintű védelemként használják, annak háromfázisú feszültségkapcsoló villámhárítónak kell lennie, és a villámárama nem lehet kevesebb, mint 60 kA. Az ilyen szintű villámhárítónak nagy kapacitású villámhárítónak kell lennie, amelyet a felhasználó tápellátó rendszerének bejáratánál lévő bejövő vezeték minden fázisa és a föld között kell csatlakoztatni. Az online villamos tervezési oktatás Di tanára általában megköveteli, hogy az ilyen szintű villámhárító maximális ütőképessége fázisonként meghaladja a 100 kA-t, és a szükséges határfeszültség kevesebb, mint 1500 V, ezt osztályú szintű villámhárítónak nevezik. Ezeket az elektromágneses villámhárítókat úgy tervezték, hogy ellenálljanak a nagy villámáramnak és az indukált villámoknak, és nagy energiájú túlfeszültséget vonzanak, amely nagy mennyiségű túlfeszültséget képes a föld felé elterelni. Csak a határfeszültséget biztosítják (amikor az lökőáram átfolyik a villámhárítón, a vezetéken lévő maximális feszültséget határfeszültségnek nevezik) közepes szintű védelemként, mivel az osztályszintű védelem főként a nagy túláramot nyeli el, és önmagukban nem tudják teljesen megvédeni az áramellátó rendszeren belüli érzékeny elektromos berendezéseket.

Az első szintű villámhárító 10/350 μs és 100 kA-es villámhullámokat képes megakadályozni, elérve az IEC által meghatározott legmagasabb védelmi szabványt.
A műszaki referencia a következő: a villámáram nagyobb vagy egyenlő 100 kA-rel (10 / 350 us); a maradékfeszültség értéke nem haladhatja meg a 2,5 kV-ot; a válaszidő kisebb vagy egyenlő 100 ns-szal.
2) Másodlagos védelem
A cél az első szintű villámhárítón keresztüli maradék túlfeszültség értékének további 1500-2000 V-ra korlátozása, és az lpz1-lpz2 közötti ekvipotenciális kapcsolat megvalósítása.
Amikor az elosztószekrény vonalából kilépő villámhárítót második szintű védelemként használják, a feszültségkorlátozó villámhárítót a fontos vagy érzékeny elektromos berendezéseket tápláló elosztó elágazási helyre kell felszerelni, és a villámáram-kapacitása nem lehet kevesebb, mint 20 kA. Di úr, az online villamos tervezési oktatója szerint ezek a villámhárítók jobban elnyelik a túlfeszültség-levezetőn áthaladó maradék túlfeszültség-energiát a felhasználó tápellátásának bemeneténél, és kiváló gátló hatással vannak a tranziens túlfeszültségre.

Az itt használt villámhárító maximális impulzuskapacitásának fázisonként meghaladnia kell a 45 kA-t, a szükséges határfeszültségnek pedig 1200 V-nál kisebbnek kell lennie, ezt II. osztályú villámhárítónak nevezik. Általánosságban elmondható, hogy ha a felhasználói tápellátó rendszer eléri a második szintű védelmet, akkor megfelel az elektromos berendezések működésének követelményeinek.
A C osztályú védelmet II. osztályú tápegység villámhárítójaként alkalmazzák az I., I. és I. fázis teljes üzemmódú védelmére, és főbb műszaki paraméterei a következők: a villámáram-kapacitás nagyobb vagy egyenlő 40ka (8 / 20us); a maradékfeszültség csúcsértéke nem haladhatja meg az 1000V-ot; a válaszidő nem haladhatja meg a 25ns-t.

3) Harmadik szintű védelem
A cél a berendezés végső védelme a maradék túlfeszültség 1000 V alá csökkentésével, hogy a túlfeszültség energiája károsíthassa a berendezést.
Ha elektronikus információs berendezések váltakozó áramú tápegységének bejövő végén telepített villámhárítót harmadik szintű védelemként használnak, akkor annak soros feszültségkorlátozó villámhárítónak kell lennie, és villámáram-kapacitásának legalább 10 kA-nek kell lennie.
Végül, egy beépített teljesítmény-villámhárító használható az elektromos berendezések belső tápegységében a kis tranziens túlfeszültségek teljes kiküszöbölésére. Di úr, az online villamos tervezési oktatója szerint az itt használt teljesítmény-villámhárító maximális ütőáramának fázisonként legfeljebb 20 kA-nak kell lennie, és a szükséges határfeszültségnek 1000 V-nál kisebbnek kell lennie. Néhány különösen fontos vagy érzékeny elektronikus berendezés esetében harmadik szintű védelemre van szükség, amely megvédi az elektromos berendezéseket a rendszeren belül keletkező tranziens túlfeszültségtől is. A mikrohullámú kommunikációs berendezésekben, mobil bázisállomás-kommunikációs berendezésekben és radarberendezésekben használt egyenirányító tápegységekhez megfelelő üzemi feszültségű egyenáramú tápegységeket kell választani nem szintvédelemként az üzemi feszültségük védelmi igényei szerint.

4) A védett berendezés ellenálló feszültségszintje szerint
Ha a kétszintű villámvédelem a berendezés áthidalási feszültségszintje alá korlátozhatja a feszültséget, akkor csak kétszintű védelemre van szükség. Ha a berendezés áthidalási feszültségszintje alacsony, akkor négy vagy több szintű védelemre lehet szükség. A negyedik szintű védelem villámáram-kapacitása nem lehet kisebb, mint 5kA.
(2) Miért kell biztosítékot és megszakítót elhelyezni a túlfeszültség-védő előtt?
Amikor a túlfeszültség-védőn áthaladó bekapcsolási áram nagyobb, mint az IMAX, a túlfeszültség-védő meghibásodik, ami rövidzárlatot okoz az áramkörben. A rövidzárlat kiküszöböléséhez megszakítót vagy biztosítékot kell beszerelni. Di úr, az online villamos tervezési oktatója szerint minden villámcsapás a túlfeszültség-védő öregedését okozza. Például, ha az áram hosszú ideig fennáll, a túlfeszültség-védő túlmelegszik és felgyorsítja az öregedést. Ekkor a megszakító vagy biztosíték hővédelmi rendszerének a túlfeszültség-védő leválasztása előtt kell működnie.

A túlfeszültség-védő biztosítékkal és megszakítóval szembeni követelményei: ha névleges áram alatt 20 szabványos 8/20 mikroszekundumos és 1,2/50 mikroszekundumos tesztimpulzust alkalmaznak, a megszakító vagy a biztosíték nem old ki. Ha a túlfeszültség-védő meghibásodik és rövidzárlatos, a megszakítónak vagy a biztosítéknak meg kell oldania. Ha a túlfeszültség-védő egy kapcsolómodul, mivel a károsodási módja szakadás, akkor kismegszakító és biztosíték nélkül is védhető.
Mind a biztosíték, mind a megszakító használható túlfeszültség-védelemként. A biztosíték jellemzői; A biztosíték két védelmi funkcióval rendelkezik: hosszú késleltetésű és inverz időkorláttal rendelkező pillanatnyi árammal. Di úr, az online villamos tervezési oktatója, túlterhelés- és rövidzárlatvédelemként használja, azaz a biztosítékot hiba esetén ki kell cserélni. A megszakító jellemzői: a megszakító pillanatnyi áramvédelemmel és túlterhelés elleni hővédelemmel rendelkezik. Hiba esetén történő leválasztás után manuálisan visszaállítható alkatrészek cseréje nélkül.
Figyelje meg a bejövő vezetékek közötti különbséget: a 440 V-os túlfeszültség-védőt háromfázisú 280 V-os ötvezetékes rendszerhez vagy háromfázisú 380 V-os négyvezetékes rendszerhez kell választani. A 220 V-os túlfeszültség-védőt egyfázisú 220 V-os kétvezetékes rendszerhez vagy egyfázisú 220 V-os háromvezetékes rendszerhez kell választani. Ezenkívül vegye figyelembe: a kiválasztott túlfeszültség-védő védelmi szintje a lakóépület bejövő vezetékénél a 2. szint a háromfázisú 280 V esetén; a 3. fokozat az egyfázisú 220 V esetén.
Miután a TN-CS rendszervezeték belép az épület általános elosztódobozába, a tollvezeték N vezetékre és PE ​​vezetékre oszlik. Túlfeszültség-védelmet csak az I. fázisvezeték és a tollvezeték közé kell felszerelni.
A túlfeszültség-védő előtti kapcsolóval lehet biztosítani és megszakítani a készüléket. Általában 40 ~ 63 A-t kell választani IMAX > 40kA esetén, és 20 ~ 32 A-t IMAX < 40kA esetén.

(3) Ugyanaz a túlfeszültség-védő és a villámhárító?
Bár mind a túlfeszültség-védő, mind a villámhárító feladata a túlfeszültség, különösen a villám túlfeszültségének megakadályozása, alkalmazásukban mégis sok különbség van.
1) A túlfeszültség-levezetők több feszültségszinttel rendelkeznek, a 0,38 kV-os alacsony feszültségtől az 500 kV-os UHV-ig, míg a túlfeszültség-védelmi eszközök általában csak alacsony feszültségű termékekkel rendelkeznek;

2) A villámhárítókat többnyire az elsődleges rendszerre telepítik a villámhullám közvetlen behatolásának megakadályozására, míg a túlfeszültség-védőket többnyire a másodlagos rendszerre telepítik, ami kiegészítő intézkedés, miután a villámhárító kiküszöböli a villámhullám közvetlen behatolását, vagy ha a villámhárító nem szünteti meg a villámhullámot;

3) A villámhárítót elektromos berendezések védelmére használják, a túlfeszültség-védőt pedig többnyire elektronikus eszközök vagy mérőórák védelmére;
4) Mivel a túlfeszültség-levezető az elektromos primer rendszerhez csatlakozik, megfelelő külső szigetelési teljesítménnyel és nagy mérettel kell rendelkeznie. Mivel a túlfeszültség-védő alacsony feszültségre van csatlakoztatva, mérete nagyon kicsi lehet.