Nykyaikaisessa sähköjärjestelmässä katkaisijat ja ylijännitesuojat ovat välttämättömiä suojalaitteita. Jakelujärjestelmää suunniteltaessa tai laitetta valitessaan monet asiakkaat kuitenkin usein kysyvät: onko tarpeen olla ylijännitesuojat nyt, kun katkaisijat ovat paikallaan?
Ammattimaisena ylijännitesuojaimien valmistajana uskomme, että eron ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää sähköjärjestelmien turvallisuuden ja laitteiden luotettavuuden parantamiseksi.
Mikä on katkaisija?
Katkaisijat ovat kytkinlaitteita, joita käytetään suojaamaan piirejä ylikuormitukselta ja{0}}oikosulkuvioista.
Kun piirin virta ylittää nimellisarvon, katkaisija katkaisee piirin automaattisesti, mikä estää kaapelin ylikuumenemisen, laitevaurion tai jopa tulipalon.
Katkaisijat käsittelevät kahta pääasiallista ongelmatyyppiä:
Ylikuormitusvirta
Oikosulkuvirta
Siksi katkaisijan ydintehtävä on suojata piirin ja jakelujärjestelmän turvallisuutta.
Mikä on ylijännitesuoja?
Ylijännitesuoja (SPD) on suojalaite, jota käytetään rajoittamaan transienttia ylijännitettä ja purkamaan ylijännitevirtoja.
Salamanisku, sähköverkon kytkentä, suuren moottorin käynnistys, muuntajan kytkin jne. aiheuttavat ohimenevän korkeajännitepulssin. Vaikka nämä jännitepiikit ovat kestoltaan erittäin lyhyitä, ne ovat riittävän tehokkaita vahingoittamaan elektronisten laitteiden sisäisiä osia.
SPD suojaa laitetta ylijännitepiikeiltä ohjaamalla ylijännitepiikevirran nopeasti maadoitusjärjestelmään.
Sen tärkeimpiä suojakohteita ovat:
PLC-ohjausjärjestelmä
Palvelin- ja datakeskuslaitteet
Viestinnän tukiasemalaitteet
Videovalvontajärjestelmät
Aurinkosähköiset invertterit
Teollisuuden automaatiolaitteet
Smart jakelulaitteet;
Tärkeimmät erot katkaisijoiden ja ylijännitesuojan välillä:
1. Erilaiset suojatut objektit
Katkaisijan pääsuojaus:
Kaapeli
Jakelulinjat
Sähkönjakelulaitteet
Ylijännitesuojat suojaavat pääasiassa:
Tarkkuuselektroniikka
Ohjausjärjestelmä
Viestintälaitteet
2. He käsittelevät erilaisia häiriöitä
Katkaisijakäsittely:
Ylikuormitus
Oikosulku
Ylijännitesäästöhoito:
Salaman ylijännite
Käyttöylijännite
Aiheutetut ylitykset
3. Eri vasteajat
Katkaisijoiden vasteaika on yleensä millisekuntien sisällä.
Ylijännitesäästöjen vasteaika yleensä nanosekunneissa.
Äärimmäisen lyhyen salamajännitteen käyttöiän vuoksi katkaisijat eivät useinkaan ehdi toimiakseen, eivätkä ne siksi voi korvata SPD-suojausta.
4. Erilaiset toimintaperiaatteet
Katkaisija katkaisee piirin mekaanisen laukaisumekanismin kautta.
SPDS (Susceptible Power Distribution Devices) johtaa nopeasti sähköä komponenttien, kuten invertterien ja kaasupurkausputkien, kautta ja purkaa jyskyttävää energiaa maadoitusjärjestelmään.
Miksi SPD:tä tarvitaan vielä katkaisijan kanssa?
Tämä on yksi huomiotta jääneimmistä ongelmista monissa suunnitteluprojekteissa.
Esimerkiksi:
Lähistöllä oleva salamanisku voi tuottaa tuhansia tai jopa kymmeniä tuhansia voltteja.
Vaikka aalto on vain muutama mikrosekunti, se riittää katkaisemaan meidät:
PLC-tulomoduuli
Viestintäliittymä
Virtalähdemoduuli
Ohjauskortti
Virran lyhyen keston vuoksi katkaisija ei pysty havaitsemaan ja katkaisemaan vikoja ajoissa.
Seurauksena:
Katkaisija ei hyppää, mutta laitteisto vaurioitui.
Tämän seurauksena yhä useammat datakeskukset, teollisuusautomaatiojärjestelmät, aurinkosähkövoimalat ja viestinnän tukiasemat käyttävät puolijohde-asemia vakiovarusteena.
Miksi katkaisija ennen SPD:tä?
Monet käyttäjät pitävät itse SPD:tä suojalaitteena, joka ei vaadi ylimääräistä katkaisijaa.
Itse asiassa oikosulkuja voi tapahtua, kun SPD epäonnistuu{0}}pitkän ikääntymisen tai liiallisen jännitteen vuoksi.
Tässä vaiheessa on välttämätöntä käyttää etukatkaisijaa tai varmistussuojaa vikavirran katkaisemiseen ajoissa, jotta vältytään laitevaurioilta ja turvallisuusonnettomuuksilta.
Siksi täydellinen ylijännitesuojasuunnitelma sisältää yleensä:
Verkko → Katkaisija → SPD → Lataa laitteita
Tämä rakenne estää ylikuormituksen ja oikosulut sekä salamajännitteet.
Kuinka valita oikea SPD?
SPD:tä valittaessa on suositeltavaa keskittyä seuraaviin parametreihin:
Suurin jatkuva käyttöjännite (Uc)
Nimellinen purkausvirta (tuumina)
Suurin purkausvirta (Imax)
Jännitteen suojaustaso (yllä)
Vastausaika
Asennusympäristö
Samanaikaisesti tyypin 1, tyypin 2 tai tyypin 3 ylijännitesuojat tulee valita rakennuksen ukkossuojauksen tason ja jakelujärjestelmän rakenteen mukaan.
Johtopäätös:
Vaikka katkaisijat ja ylijännitesuojat ovat sähköisiä, niiden roolit ovat täysin erilaiset. Katkaisijat ovat vastuussa ylikuormituksen ja oikosulkuvikojen estämisestä, ja ylijännitesuojat vastaavat salamaniskujen ja ohimenevien ylijännitteiden estämisestä. Nämä kaksi täydentävät toisiaan ja ovat välttämättömiä.
Teollisuusautomaation, älykkään verkon, datakeskusten ja uuden energiajärjestelmän nopean kehityksen myötä elektroniset laitteet vaativat yhä enemmän virtalähteen laatua ja turvallisuutta. Katkaisijoiden ja SPD:n asianmukainen konfigurointi ei ainoastaan voi parantaa järjestelmän luotettavuutta, vaan myös vähentää laitteiden vikaantumista ja ylläpitokustannuksia sekä luoda pitkällä aikavälillä-arvoa yrityksille.