Analiza razlik med prenapetostnimi zaščitami in odvodniki strele v delovnih principih in aplikacijah

V elektroenergetskih sistemih in različni električni opremi sta prenapetost in udar strele dve najpogostejši in uničujoči varnostni nevarnosti. Za ublažitev teh tveganj so prenapetostne zaščite (SPD) inodvodniki streleso običajno nameščeni v inženirskih aplikacijah.

Čeprav sta obe električni zaščitni napravi, se precej razlikujeta v svojih zaščitenih objektih, načelih delovanja in scenarijih uporabe in ju ni mogoče preprosto zamenjati ali zamenjati.

I. Prenapetostna zaščita: "Prva obrambna linija" pred notranjo sistemsko prenapetostjo

Prenapetostne zaščite, znane tudi kot naprave za prenapetostno zaščito (SPD), se uporabljajo predvsem za zaščito pred prenapetostmi, ki nastanejo v elektroenergetskem sistemu, kot so:

Obratovalna prenapetost (vklopi, izklopi, nenadne spremembe obremenitve)

Inducirana prenapetost

Prenapetosti, ki jih povzroči strela (nedirektni udari strele)

Načelo delovanja

Ko je sistemska napetost znotraj normalnega območja, je prenapetostna zaščita v stanju visoke impedance in skoraj ne vpliva na delovanje sistema;

Ko omrežna napetost v trenutku preseže svojo dovoljeno vrednost, nelinearne komponente znotraj zaščitnika hitro prevedejo, preusmerijo, ujamejo ali absorbirajo odvečno energijo in tako omejijo napetost na koncu opreme na varno območje.

Skupne funkcionalne komponente vključujejo:

Varistor kovinskega oksida (MOV)

Cev za izpust plina (GDT)

Silicijev krmiljeni usmernik (SCR)

Tipične lokacije namestitve

Konec vhodne linije razdelilne omare

Sistem zbiralk

Sprednji del precizne opreme (PLC, instrumenti, komunikacijska oprema itd.)

Njegova glavna naloga je: zmanjšati amplitudo prenapetosti in zaščititi izolacijo opreme in notranjih elektronskih komponent.

II. Odvodnik strele: Zagotavljanje "poti za energijo strele"

Odvodniki strele se uporabljajo predvsem za zaščito pred direktnim udarom strele in močnimi udari strele. Poudarek ni na "omejevanju napetosti", temveč na hitrem praznjenju toka strele.

Načelo delovanja

Ko strela udari v daljnovod ali zgradbo, lahko odvodnik strele v zelo kratkem času oblikuje kanal z nizko impedanco, ki neposredno preusmeri ogromno energije strele v tla in prepreči, da bi tok strele prešel skozi ohišje opreme ali strukturo zgradbe, s čimer zmanjša:

Okvara opreme

Poškodbe izolacije

Nevarnost električnega udara za osebje

Brez udara strele ali normalnih obratovalnih pogojih odvodnik strele v bistvu ne sodeluje pri delovanju sistema.

 Pogosti tipi

Zatični odvodniki strele

Prenapetostni odvodniki iz kovinskega oksida (brez rež)

Tipični scenariji uporabe

Prenosni in distribucijski vodi

Podpostaje

Izgradnja sistemov za zaščito pred strelo

Zunanji električni objekti

Odvodniki strele poudarjajo zaščito pred direktnim udarom strele in disipacijo energije, namesto natančnega nadzora napetosti.

Primerjava med prenapetostnimi zaščitami in odvodniki strele

IV. Pravilen pristop k izbiri v inženirski praksi

V praktičnem inženiringu se prenapetostne zaščite in odvodniki strele pogosto uporabljajo v kombinaciji in ne kot izbira ali/ali:

Odvodniki strele: Odgovoren za "blokiranje in preusmerjanje strele"

Prenapetostne zaščite: odgovorne za "zmanjšanje preostalih prenapetosti in zaščito občutljive opreme"

Samo z oblikovanjem stopenjskega zaščitnega sistema je mogoče resnično povečati varnost in stabilnost električnega sistema pri dvojnem tveganju udara strele in sistemske prenapetosti.