A túlfeszültségvédők és a villámhárítók közötti különbségek elemzése a működési elvekben és az alkalmazásokban

Az energiaellátó rendszerekben és a különféle elektromos berendezésekben a túlfeszültség és a villámcsapás a két leggyakoribb és legpusztítóbb biztonsági veszély. E kockázatok mérséklése érdekében a túlfeszültségvédők (SPD) ésvillámhárítókjellemzően mérnöki alkalmazásokba telepítik.

Bár mindkettő elektromos védelmi eszköz, jelentős különbségek vannak védett objektumaik, működési elveik és alkalmazási forgatókönyveik tekintetében, és nem egyszerűen felcserélhetők vagy helyettesíthetők egymással.

I. Túlfeszültségvédő: Az "első védelmi vonal" a belső rendszer túlfeszültsége ellen

A túlfeszültségvédőket, más néven túlfeszültség-védelmi eszközöket (SPD-k), elsősorban az energiarendszerben keletkező túlfeszültségek elleni védelemre használják, mint például:

Üzemi túlfeszültség (bekapcsolás, kikapcsolás, hirtelen terhelésváltozások)

Indukált túlfeszültség

Villámlás okozta túlfeszültség (nem közvetlen villámcsapás)

Működési elv

Ha a rendszer feszültsége a normál tartományon belül van, a túlfeszültségvédő nagy impedanciájú állapotban van, és szinte nincs hatással a rendszer működésére;

Amint a hálózati feszültség azonnal meghaladja a megengedett értéket, a védő belsejében lévő nemlineáris alkatrészek gyorsan vezetik, elvezetik, befogják vagy elnyelik a felesleges energiát, ezáltal a berendezés végén a feszültséget egy biztonságos tartományra korlátozzák.

A közös funkcionális összetevők a következők:

Fém-oxid varisztor (MOV)

Gázkisülési cső (GDT)

Szilikon vezérlésű egyenirányító (SCR)

Tipikus telepítési helyek

Áramelosztó szekrény bejövő vezeték vége

Gyűjtősín rendszer

A precíziós berendezések eleje (PLC, műszerek, kommunikációs berendezések stb.)

Alapvető feladata: a túlfeszültség amplitúdójának csökkentése, valamint a berendezés szigetelésének és a belső elektronikai alkatrészeknek a védelme.

II. Villámhárító: "Útvonal biztosítása a villámenergia számára"

A villámhárítókat elsősorban a közvetlen villámcsapás és az erős villámlökések elleni védelemre használják. A hangsúly nem a "korlátozó feszültségen" van, hanem a villámáram gyors kisütésén.

Működési elv

Amikor a villám becsap egy távvezetéket vagy épületet, a villámhárító nagyon rövid időn belül alacsony impedanciájú csatornát tud kialakítani, közvetlenül a földre terelve a hatalmas villámenergiát, megakadályozva, hogy a villámáram áthaladjon a berendezés testén vagy épületszerkezetén, ezáltal csökkentve:

A berendezés meghibásodása

Szigetelés károsodása

Áramütés veszélye a személyzet számára

Villámcsapás hiányában vagy normál működési körülmények között a villámhárító alapvetően nem vesz részt a rendszer működésében.

 Gyakori típusok

Csap típusú villámhárítók

Fém-oxid túlfeszültség-levezetők (rés nélküli típus)

Tipikus alkalmazási forgatókönyvek

Átviteli és elosztó vezetékek

Alállomások

Villámvédelmi rendszerek építése

Kültéri elektromos létesítmények

A villámhárítók a precíz feszültségszabályozás helyett a közvetlen villámcsapás és az energiaveszteség elleni védelmet hangsúlyozzák.

A túlfeszültségvédők és a villámhárítók összehasonlítása

IV. Helyes kiválasztási megközelítés a mérnöki gyakorlatban

A gyakorlati tervezésben a túlfeszültség-védőket és a villámhárítókat gyakran kombinációban használják, nem pedig vagy/vagy választásként:

Villámhárítók: Felelős a "villámlás blokkolásáért és eltereléséért"

Túlfeszültségvédők: Felelős a "maradék túlfeszültség csillapításáért és az érzékeny berendezések védelméért"

Csak egy fokozatos védelmi rendszer kialakításával lehet valóban növelni az elektromos rendszer biztonságát és stabilitását a villámcsapás és a rendszer túlfeszültségének kettős kockázata mellett.