Perlindungan lonjakan: garis pertahanan kritikal untuk keselamatan elektrik

Pengenalan

Dalam sistem elektrik moden, perlindungan lonjakan telah menjadi langkah keselamatan yang sangat diperlukan. Sama ada dalam bekalan kuasa kediaman, pengeluaran perindustrian, atau sistem penjanaan kuasa fotovoltaik, turun naik voltan serta -merta boleh membawa kepada akibat yang teruk. Artikel ini secara sistematik memperkenalkan prinsip, aplikasi, dan kriteria pemilihan perlindungan lonjakan untuk membantu pembaca mendapatkan pemahaman yang komprehensif mengenai teknologi keselamatan elektrik penting ini.

1. Mengapa kita memerlukan perlindungan lonjakan?

1.1 Bahaya lonjakan

A lonjakan(atau lonjakan elektrik) merujuk kepada turun naik secara tiba -tiba dan teruk dalam voltan atau arus, biasanya berlangsung dari mikroseconds ke milisaat, dengan voltan yang berpotensi mencapai ribuan volt. Ini overvoltage sementara ini berasal dari:

Kilat Kilat: Kilat langsung atau teraruh

Perubahan grid: sistem penukaran kuasa, kesalahan litar pintas

Operasi Peralatan: Permulaan/penutupan motor besar, penukaran pengubah

1.2 Risiko yang berpotensi

Sistem elektrik yang tidak dilindungi menghadapi pelbagai risiko:

Kerosakan Peralatan: Pecahan Komponen Elektronik, Kegagalan Penebat

Kehilangan Data: Kegagalan peranti pelayan dan penyimpanan

Gangguan Pengeluaran: Kegagalan Sistem Kawalan Perindustrian

Bahaya Kebakaran: Arka yang disebabkan oleh overvoltage dan litar pintas

1.3 Kerugian Ekonomi

Statistik menunjukkan bahawa kira-kira 30% kes kerosakan peralatan elektrik adalah berkaitan lonjakan, mengakibatkan kerugian ekonomi tahunan berjumlah berbilion dolar. Perlindungan lonjakan yang betul dapat mengurangkan risiko ini dengan ketara.

2. Di manakah perlindungan lonjakan dipasang?

2.1 Lokasi Perlindungan Utama

Strategi perlindungan lonjakan yang mantap menggunakan pendekatan bertingkat:

Perlindungan Utama (Jenis 1)

Lokasi: masuk panel pengedaran utama

Fungsi: Melindungi daripada serangan kilat langsung dan lonjakan besar

Parameter biasa: IMAX ≥ 50KA

Perlindungan Menengah (Jenis 2)

Lokasi: Sub-Distribusi Panel

Fungsi: Had voltan sisa dan menyediakan perlindungan tambahan

Parameter biasa: IMAX ≥ 20KA

Perlindungan Tertiari (Jenis 3)

Lokasi: Peranti Front-End

Fungsi: memberikan perlindungan ketepatan untuk peralatan sensitif

Parameter biasa: IMAX ≥ 5KA

2.2 Aplikasi Khas

Sistem Photovoltaic: Diperlukan pada kedua -dua DC (Modul ke Inverter) dan AC (Inverter to Grid)

Pusat Data: Rak Pelayan, Peralatan Rangkaian Front-End

Kawalan Perindustrian: Peralatan kritikal seperti PLC dan penukar kekerapan

3. Apakah peranti perlindungan lonjakan (SPD)?

3.1 Konsep Asas

Peranti pelindung lonjakan (SPD) adalah peranti keselamatan elektrik yang direka untuk mengehadkan overvoltage sementara dan mengalihkan arus lonjakan. Spesifikasi teknikal utama termasuk:

Voltan operasi berterusan maksimum (UC)

Arus pelepasan nominal (dalam)

Arus pelepasan maksimum (IMAX)

Tahap Perlindungan Voltan (UP)

3.2 Jenis Utama

Taipkan Sasaran Perlindungan Masa Respons Tipikal

Jenis 1 Bangunan Lightning Langsung ≤100ns

Jenis 2 panel sub-pengedaran kilat yang disebabkan ≤25ns

Jenis 3 sisa terminal peranti ≤1ns

3.3 Ciri -ciri tambahan

ModenSPDSelalunya termasuk:

Petunjuk kegagalan (mekanikal atau elektronik)

Antara muka pemantauan jauh

Perlindungan putus haba

4. Bagaimana perlindungan lonjakan berfungsi?

4.1 Prinsip Operasi Asas

SPDmelindungi sistem melalui mekanisme berikut:

Pemantauan Negeri: Mengekalkan impedans yang tinggi semasa operasi biasa

Pengaliran yang dicetuskan: cepat beralih ke impedans yang rendah apabila mengesan overvoltage

Pengalihan Tenaga: Saluran melonjak arus ke sistem asas

Pemulihan: Secara automatik kembali ke keadaan impedans tinggi selepas lonjakan

4.2 Komponen Teknikal Teras

Varistor oksida logam (MOV)

Bahan: Semikonduktor berasaskan zink oksida

Ciri-ciri: Perintang tak linear sensitif voltan

Kelebihan: tindak balas pantas, kapasiti pengendalian semasa yang tinggi

Tiub pelepasan gas (GDT)

Struktur: Ruang yang dipenuhi gas dimeteraikan

Ciri -ciri: Penebat yang tinggi, keupayaan pengalihan yang kuat

Permohonan: Perlindungan Utama Tinggi Tinggi

Diod Penindasan Voltan Transien (TVS)

Ciri-ciri: Respons Ultra-Fast (tahap picosecond)

Permohonan: Perlindungan Elektronik Ketepatan

4.3 Perlindungan yang diselaraskan pelbagai peringkat

Sistem perlindungan tiga peringkat biasa:

Perlindungan Utama: Mengalihkan Kebanyakan Tenaga (GDT)

Perlindungan sekunder: Had selanjutnya Voltan Sisa (MOV)

Perlindungan Tertiari: Perlindungan Ketepatan (TVS)

5. Garis Panduan Pemilihan dan Penyelenggaraan

5.1 Kriteria Pemilihan

Keserasian sistem:

Penilaian Voltan (UC ≥ 1.15 × Voltan Sistem)

Kapasiti semasa (dalam ≥ arus lonjakan yang dijangkakan)

Parameter Prestasi:

Tahap perlindungan voltan (lebih rendah lebih baik)

Masa tindak balas (lebih cepat lebih baik)

Piawaian pensijilan:

IEC 61643

UL 1449

5.2 Nota Pemasangan

Kurangkan panjang wayar sambungan

Pastikan asas yang boleh dipercayai (rintangan tanah ≤10Ω)

Elakkan mencampurkan jenis SPD yang berbeza

5.3 Cadangan Penyelenggaraan

Pemeriksaan biasa (sekurang -kurangnya setiap tahun)

Memantau petunjuk kegagalan

Status dokumen selepas peristiwa kilat

Kesimpulan

Perlindungan lonjakan adalah komponen kritikal sistem keselamatan elektrik. Dengan memahami prinsipnya, memilih peranti yang betul, dan memastikan pemasangan yang betul, bahaya elektrik dapat dicegah dengan berkesan, melindungi kedua -dua kakitangan dan peralatan. Dengan kemajuan teknologi, peranti perlindungan lonjakan berkembang ke arah penyelesaian yang lebih bijak dan lebih dipercayai. Di CNLonqcom, kami komited untuk peningkatan teknologi yang berterusan, membangunkan pelindung lonjakan yang lebih maju dan komprehensif untuk menyediakan perlindungan yang lebih baik untuk semua jenis sistem elektrik.