Bảo vệ Surge: Đường dây phòng thủ quan trọng cho an toàn điện

Giới thiệu

Trong các hệ thống điện hiện đại, bảo vệ tăng đột biến đã trở thành một biện pháp an toàn không thể thiếu. Cho dù trong cung cấp năng lượng dân cư, sản xuất công nghiệp hoặc hệ thống phát điện quang điện, dao động điện áp tức thời có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Bài viết này giới thiệu một cách có hệ thống các nguyên tắc, ứng dụng và tiêu chí lựa chọn bảo vệ đột biến để giúp độc giả có được sự hiểu biết toàn diện về công nghệ an toàn điện quan trọng này.

1. Tại sao chúng ta cần bảo vệ tăng đột biến?

1.1 Mối nguy của sự gia tăng

A tăng vọt. Những quá áp tạm thời này chủ yếu bắt nguồn từ:

Lightning Strikes: Lightning trực tiếp hoặc gây ra

Biến động lưới: Chuyển đổi hệ thống điện, lỗi ngắn mạch

Hoạt động của thiết bị: Khởi động/Tắt máy động cơ lớn, chuyển đổi máy biến áp

1.2 Rủi ro tiềm ẩn

Hệ thống điện không được bảo vệ phải đối mặt với nhiều rủi ro:

Thiệt hại về thiết bị: Sự cố của các thành phần điện tử, lỗi cách điện

Mất dữ liệu: lỗi máy chủ và thiết bị lưu trữ

Gián đoạn sản xuất: Thất bại của hệ thống kiểm soát công nghiệp

Nguy cơ hỏa hoạn: Vòng cung và mạch ngắn do điện áp

1.3 tổn thất kinh tế

Thống kê chỉ ra rằng khoảng 30% các trường hợp thiệt hại thiết bị điện có liên quan đến tăng đột biến, dẫn đến tổn thất kinh tế hàng năm lên tới hàng tỷ đô la. Bảo vệ đột biến thích hợp có thể giảm thiểu đáng kể những rủi ro này.

2. Bảo vệ Surge nên được cài đặt ở đâu?

2.1 Vị trí bảo vệ chính

Chiến lược bảo vệ tăng mạnh mạnh mẽ sử dụng cách tiếp cận theo cấp độ:

Bảo vệ chính (Loại 1)

Vị trí: Đầu vào bảng phân phối chính

Chức năng: Bảo vệ chống lại các cuộc đình công sét trực tiếp và sự gia tăng lớn

Các tham số điển hình: IMAX ≥ 50KA

Bảo vệ thứ cấp (loại 2)

Vị trí: Bảng phân phối phụ

Chức năng: Giới hạn điện áp dư và cung cấp bảo vệ bổ sung

Các tham số điển hình: IMAX ≥ 20KA

Bảo vệ đại học (loại 3)

Vị trí: Mặt trước thiết bị

Chức năng: Cung cấp bảo vệ chính xác cho các thiết bị nhạy cảm

Các tham số điển hình: IMAX 5KA

2.2 Ứng dụng đặc biệt

Hệ thống quang điện

Trung tâm dữ liệu: giá đỡ máy chủ, thiết bị mạng phía trước

Kiểm soát công nghiệp: Các thiết bị quan trọng như PLC và bộ chuyển đổi tần số

3. Thiết bị bảo vệ Surge (SPD) là gì?

3.1 Khái niệm cơ bản

Một thiết bị bảo vệ tăng đột biến (SPD) là một thiết bị an toàn điện được thiết kế để hạn chế quá áp thoáng qua và chuyển hướng dòng điện tăng. Thông số kỹ thuật chính bao gồm:

Điện áp hoạt động liên tục tối đa (UC)

Dòng chảy danh nghĩa (IN)

Dòng lưu lượng tối đa (IMAX)

Mức bảo vệ điện áp (UP)

3.2 Các loại chính

Loại bảo vệ mục tiêu thời gian phản hồi ứng dụng điển hình

Lightning Lightning Inlets loại 1 ≤100ns

Bảng phân phối phụ Lightning loại 2 gây ra ≤25NS

Loại 3 bộ tăng dư thiết bị thiết bị thiết bị ≤1ns

3.3 Các tính năng bổ sung

Hiện đạiSPDthường bao gồm:

Các chỉ số thất bại (cơ học hoặc điện tử)

Giao diện giám sát từ xa

Bảo vệ ngắt kết nối nhiệt

4. Bảo vệ Surge hoạt động như thế nào?

4.1 Nguyên tắc hoạt động cơ bản

SPDS bảo vệ các hệ thống thông qua các cơ chế sau:

Trạng thái giám sát: Duy trì trở kháng cao trong quá trình hoạt động bình thường

Dây dẫn được kích hoạt: nhanh chóng chuyển sang trở kháng thấp khi phát hiện quá điện áp

Di chuyển năng lượng: Các kênh tăng dòng điện lên hệ thống nối đất

Phục hồi: Tự động quay trở lại trạng thái chụm cao sau khi tăng

4.2 Thành phần kỹ thuật cốt lõi

Varistor oxit kim loại (MOV)

Vật liệu: Chất bán dẫn dựa trên oxit kẽm

Đặc điểm: Điện trở phi tuyến nhạy cảm với điện áp

Ưu điểm: Phản ứng nhanh, khả năng xử lý hiện tại cao

Ống xả khí (GDT)

Cấu trúc: buồng chứa đầy khí kín

Đặc điểm: cách nhiệt cao, khả năng chuyển hướng mạnh mẽ

Ứng dụng: Bảo vệ chính năng lượng cao

Diode ức chế điện áp thoáng qua (TVS)

Các tính năng: Phản hồi cực nhanh (cấp độ picosecond)

Ứng dụng: Bảo vệ Điện tử chính xác

4.3 Bảo vệ phối hợp đa cấp

Một hệ thống bảo vệ ba tầng điển hình:

Bảo vệ chính: Chuyển hướng nhiều năng lượng nhất (GDT)

Bảo vệ thứ cấp: Giới hạn thêm điện áp còn lại (MOV)

Bảo vệ đại học: Bảo vệ chính xác (TV)

5. Hướng dẫn lựa chọn và bảo trì

5.1 Tiêu chí lựa chọn

Khả năng tương thích hệ thống:

Xếp hạng điện áp (UC 1,15 × Điện áp hệ thống)

Công suất hiện tại (trong dòng điện dự kiến)

Thông số hiệu suất:

Mức bảo vệ điện áp (thấp hơn là tốt hơn)

Thời gian trả lời (nhanh hơn là tốt hơn)

Tiêu chuẩn chứng nhận:

IEC 61643

UL 1449

5.2 Ghi chú cài đặt

Giảm thiểu độ dài dây kết nối

Đảm bảo nối đất đáng tin cậy (điện trở mặt đất ≤10Ω)

Tránh trộn các loại SPD khác nhau

5.3 Khuyến nghị bảo trì

Kiểm tra thường xuyên (ít nhất là hàng năm)

Giám sát các chỉ số thất bại

Tình trạng tài liệu sau các sự kiện sét

Phần kết luận

Bảo vệ Surge là một thành phần quan trọng của các hệ thống an toàn điện. Bằng cách hiểu các nguyên tắc của nó, lựa chọn các thiết bị phù hợp và đảm bảo cài đặt thích hợp, các mối nguy điện có thể được ngăn chặn một cách hiệu quả, bảo vệ cả nhân sự và thiết bị. Với những tiến bộ công nghệ, các thiết bị bảo vệ tăng tốc đang phát triển hướng tới các giải pháp thông minh hơn và đáng tin cậy hơn. Tại CNLONQCOM, chúng tôi cam kết cải thiện công nghệ liên tục, phát triển các chất bảo vệ tăng cường và toàn diện hơn để cung cấp sự bảo vệ vượt trội cho tất cả các loại hệ thống điện.