Analiza różnic między urządzeniami przeciwprzepięciowymi i odgromnikami w zasadach działania i zastosowaniach

W systemach elektroenergetycznych i różnych urządzeniach elektrycznych przepięcia i uderzenia pioruna to dwa najczęstsze i najbardziej destrukcyjne zagrożenia bezpieczeństwa. Aby złagodzić to ryzyko, stosuje się zabezpieczenia przeciwprzepięciowe (SPD) iodgromnikisą zwykle instalowane w zastosowaniach inżynieryjnych.

Chociaż oba są urządzeniami ochrony elektrycznej, różnią się znacznie pod względem chronionych obiektów, zasad działania i scenariuszy zastosowań i nie można ich po prostu zamieniać ani zastępować.

I. Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe: „Pierwsza linia obrony” przed przepięciami w systemie wewnętrznym

Ochronniki przepięciowe, zwane także potocznie urządzeniami przeciwprzepięciowymi (SPD), służą przede wszystkim do ochrony przed przepięciami generowanymi w systemie elektroenergetycznym, takimi jak:

Przepięcia robocze (włączanie, wyłączanie, nagłe zmiany obciążenia)

Indukowane przepięcie

Przepięcia wywołane piorunami (niebezpośrednie uderzenia pioruna)

Zasada działania

Gdy napięcie systemu mieści się w normalnym zakresie, zabezpieczenie przeciwprzepięciowe znajduje się w stanie wysokiej impedancji i prawie nie ma wpływu na działanie systemu;

Gdy napięcie sieciowe natychmiastowo przekroczy dopuszczalną wartość, nieliniowe elementy wewnątrz ochraniacza szybko przewodzą, przekierowują, zaciskają lub pochłaniają nadmiar energii, ograniczając w ten sposób napięcie po stronie urządzenia do bezpiecznego zakresu.

Typowe elementy funkcjonalne obejmują:

Warystor tlenku metalu (MOV)

Rura wyładowcza gazu (GDT)

Prostownik sterowany krzemem (SCR)

Typowe miejsca instalacji

Koniec linii wejściowej szafy rozdzielczej

System szyn zbiorczych

Front end sprzętu precyzyjnego (PLC, przyrządy, sprzęt komunikacyjny itp.)

Jego podstawową funkcją jest: zmniejszenie amplitudy przepięcia oraz ochrona izolacji sprzętu i wewnętrznych elementów elektronicznych.

II. Odgromnik: zapewnienie „ścieżki energii błyskawicy”

Odgromniki służą przede wszystkim do ochrony przed bezpośrednim uderzeniem pioruna i silnymi przepięciami piorunowymi. Nie skupiamy się na „ograniczeniu napięcia”, ale na szybkim rozładowaniu prądu piorunowego.

Zasada działania

Kiedy piorun uderza w linię przesyłową lub budynek, odgromnik może w bardzo krótkim czasie utworzyć kanał o niskiej impedancji, bezpośrednio kierując ogromną energię pioruna do ziemi, zapobiegając przepływowi prądu piorunowego przez obudowę urządzenia lub konstrukcję budynku, redukując w ten sposób:

Awaria sprzętu

Uszkodzenie izolacji

Ryzyko porażenia prądem elektrycznym personelu

W przypadku braku uderzenia pioruna lub normalnych warunków pracy odgromnik w zasadzie nie uczestniczy w działaniu systemu.

 Powszechne typy

Odgromniki typu pin

Ograniczniki przepięć z tlenku metalu (typ bezprzerwowy)

Typowe scenariusze zastosowań

Linie przesyłowe i dystrybucyjne

Podstacje

Budowa instalacji odgromowych

Zewnętrzne instalacje elektryczne

Odgromniki kładą nacisk na ochronę przed bezpośrednimi uderzeniami piorunów i rozpraszaniem energii, a nie na precyzyjną kontrolę napięcia.

Porównanie zabezpieczeń przeciwprzepięciowych i odgromników

IV. Prawidłowe podejście doboru w praktyce inżynierskiej

W praktycznej inżynierii ograniczniki przepięć i odgromniki są często używane w połączeniu, a nie jako opcja „albo-albo”:

Odgromniki: Odpowiedzialny za „blokowanie i odwracanie kierunku piorunów”

Ochronniki przeciwprzepięciowe: odpowiedzialne za „tłumienie przepięć szczątkowych i ochronę wrażliwego sprzętu”

Tylko poprzez utworzenie stopniowanego systemu ochrony można naprawdę zwiększyć bezpieczeństwo i stabilność systemu elektrycznego w obliczu podwójnego ryzyka uderzenia pioruna i przepięcia systemu.