Punts clau de la selecció del protector contra sobretensions i anàlisi dels problemes relacionats

El protector de sobretensió és un protector de circuit d'alta eficiència, que resisteix alt voltatge transitori, polsos d'alta energia, ràpid (10-9s) des de l'alta impedància original fins a la baixa impedància, i polsos d'interferència d'alt voltatge transitori fins al voltatge predeterminat, per tal de protegir eficaçment l'equip i els dispositius sensibles de danys i funcionar sense interferències en el circuit.

(1) Els dispositius de protecció contra sobretensions es divideixen en tres nivells
El primer nivell pot descarregar el corrent continu del llamp o l'enorme energia transmesa quan la línia de transmissió d'energia és impactada directament per un llamp. La protecció del primer nivell serà un parallamps de font d'alimentació commutada de tensió trifàsica, i el seu flux de llamp no serà inferior a 60 kA. Generalment s'utilitza per a la distribució general.
El propòsit de la segona etapa és limitar encara més el valor de la sobretensió residual a través del parallamps de la primera etapa a 1500-2000v, i implementar una connexió equipotencial per a lpz1-lpz2. Quan la sortida del parallamps de potència de la línia del gabinet de distribució s'utilitza com a protecció de segon nivell, s'ha d'utilitzar el parallamps de potència limitadora de tensió, i la seva capacitat de corrent de llamp no ha de ser inferior a 20KA.

El propòsit del tercer nivell és protegir finalment l'equip i reduir el valor de la sobretensió residual a menys de 1000 V. Com a tercer nivell de protecció, serà un parallamps de potència limitadora de tensió en sèrie, i la seva capacitat de corrent de llamp no serà inferior a 10 kA. Generalment s'utilitza per a equips de distribució d'energia terminal.
Els diferents sistemes de distribució han de seleccionar els dispositius de protecció contra sobretensions corresponents, que es poden dividir en TN (TN-S, NC, TN-CS), it i TT.

1) Protecció primària
L'objectiu és evitar que la sobretensió es condueixi directament des de la zona lpz0 fins a la zona lpz1 i limitar la sobretensió de desenes de milers a centenars de milers de volts a 2500-3000v.
Quan el parallamps instal·lat al costat de baixa tensió del transformador de potència domèstic s'utilitza com a protecció de primer nivell, ha de ser un parallamps de potència de commutació de voltatge trifàsic, i el seu flux de llamp no ha de ser inferior a 60 kA. Aquest nivell de parallamps de potència ha de ser un parallamps de potència d'alta capacitat connectat entre cada fase de la línia d'entrada a l'entrada del sistema d'alimentació de l'usuari i la terra. El professor Di d'ensenyament en línia de disseny elèctric generalment requereix que aquest nivell de parallamps de potència tingui una capacitat d'impacte màxima de més de 100 kA per fase i que la tensió límit requerida sigui inferior a 1500 V, que s'anomena parallamps de potència de nivell clàssic. Aquests parallamps electromagnètics estan dissenyats per suportar el gran corrent de llamps i llamps induïts i atraure sobretensions d'alta energia, que poden desviar una gran quantitat de corrent de sobretensió a terra. Només proporcionen la tensió limitant (quan el corrent d'impuls flueix a través del parallamps, la tensió màxima de la línia s'anomena tensió limitant) com a protecció de nivell mitjà, perquè el protector de nivell clàssic absorbeix principalment el corrent de sobretensió elevat i, per si sol, no poden protegir completament els equips elèctrics sensibles dins del sistema d'alimentació.

El parallamps de primer nivell pot evitar ones de llamps de 10/350us i 100kA, assolint el més alt estàndard de protecció especificat per la IEC.
La referència tècnica és: el flux de llamp és superior o igual a 100 kA (10 / 350 µs); el valor de la tensió residual no ha de ser superior a 2,5 KV; el temps de resposta és inferior o igual a 100 ns.
2) Protecció secundària
L'objectiu és limitar encara més el valor de la sobretensió residual a través del parallamps de primer nivell a 1500-2000 V i implementar una connexió equipotencial per a lpz1-lpz2.
Quan la sortida del parallamps de la línia del gabinet de distribució s'utilitza com a segon nivell de protecció, el parallamps limitador de tensió s'ha d'instal·lar al lloc de distribució derivada que subministra energia a equips elèctrics importants o sensibles, i la seva capacitat de corrent de llamp no ha de ser inferior a 20 KA. El Sr. Di, professor en línia de disseny elèctric, diu que aquests parallamps poden absorbir millor l'energia residual que passa pel parallamps a l'entrada de la font d'alimentació de l'usuari i tenen un excel·lent efecte inhibidor sobre la sobretensió transitòria.

La capacitat màxima d'impuls del parallamps utilitzat aquí ha de ser superior a 45 kA per fase, i la tensió límit requerida ha de ser inferior a 1200 V, que s'anomena parallamps de classe II. Generalment, si el sistema d'alimentació de l'usuari aconsegueix el segon nivell de protecció, pot complir els requisits de funcionament dels equips elèctrics.
El protector de classe C s'adopta per a parallamps de classe II per a la protecció en mode complet de la fase I, la fase I i la fase I, i els principals paràmetres tècnics són: la capacitat de corrent de llamp és superior o igual a 40ka (8/20us); El valor màxim de la tensió residual no ha de ser superior a 1000V; El temps de resposta no ha de ser superior a 25ns.

3) Protecció de tercer nivell
L'objectiu és protegir finalment l'equip reduint la sobretensió residual a menys de 1000 V, de manera que l'energia de sobretensió pugui danyar l'equip.
Quan el parallamps instal·lat a l'extrem d'entrada de la font d'alimentació de CA d'un equip d'informació electrònica s'utilitza com a protecció de tercer nivell, ha de ser un parallamps de potència limitador de tensió en sèrie i la seva capacitat de corrent de llamp no ha de ser inferior a 10 kA.
Finalment, es pot utilitzar un parallamps integrat a la font d'alimentació interna dels equips elèctrics per eliminar completament les petites sobretensions transitòries. El Sr. Di, ensenyament en línia de disseny elèctric, la capacitat d'impacte màxima del parallamps utilitzat aquí ha de ser de 20 KA per fase o inferior, i la tensió límit requerida ha de ser inferior a 1000 V. Per a alguns equips electrònics particularment importants o sensibles, cal tenir la protecció de tercer nivell, i també pot protegir l'equip elèctric de la sobretensió transitòria generada dins del sistema. Per a la font d'alimentació del rectificador utilitzada per a equips de comunicació per microones, equips de comunicació d'estacions base mòbils i equips de radar, s'han de seleccionar parallamps de CC amb una tensió de treball adequada com a protecció no nivelada segons les necessitats de protecció de la seva tensió de treball.

4) Segons el nivell de tensió de resistència de l'equip protegit
Si la protecció contra llamps de dos nivells pot limitar la tensió per sota del nivell de tensió resistent de l'equip, només es requereix una protecció de dos nivells. Si el nivell de tensió resistent de l'equip és baix, poden ser necessaris quatre o més nivells de protecció. La capacitat de corrent de llamps del quart nivell de protecció no ha de ser inferior a 5ka.
(2) Per què s'hauria d'instal·lar un fusible i un interruptor automàtic davant del protector de sobretensió?
Quan el corrent d'irrupció que passa pel protector contra sobretensions és superior al seu IMAX, el protector es trencarà i fallarà, cosa que provocarà un curtcircuit del circuit. Per tal de tallar el curtcircuit, cal instal·lar un interruptor automàtic o un fusible. El Sr. Di, professor en línia de disseny elèctric, diu que cada llamp provocarà l'envelliment del protector contra sobretensions. Per exemple, si el corrent persisteix durant molt de temps, el protector contra sobretensions es sobreescalfarà i accelerarà l'envelliment. En aquest moment, el sistema de protecció tèrmica de l'interruptor automàtic o del fusible ha d'actuar per desconnectar el protector contra sobretensions abans que arribi a la temperatura màxima permesa.

Requisits del protector contra sobretensions per a fusible i interruptor automàtic: quan s'apliquen 20 polsos de prova estàndard de 8/20 microsegons i 1,2/50 microsegons sota el corrent nominal, l'interruptor automàtic o el fusible no es dispararà. Quan el protector contra sobretensions es trenca i entra en curtcircuit, l'interruptor automàtic o el fusible s'ha d'activar. Si el protector contra sobretensions és un mòdul de commutació, com que el seu mode de dany és circuit obert, es pot protegir sense interruptor automàtic miniatura ni fusible.
Tant el fusible com l'interruptor automàtic es poden utilitzar com a protecció superior del protector contra sobretensions. Característiques del fusible; El fusible té dues funcions de protecció: retard de llarga durada i corrent instantani amb característiques de límit de temps invers. El Sr. Di, ensenyament en línia de disseny elèctric, s'utilitza com a protecció contra sobrecàrrega i curtcircuit respectivament, és a dir, l'enllaç fusible s'ha de substituir després d'una fusió per fallada. Característiques de l'interruptor automàtic: l'interruptor automàtic té protecció contra corrent instantani i protecció tèrmica contra sobrecàrrega. Després de la desconnexió per fallada, es pot reiniciar manualment sense substituir components.
Fixeu-vos en la diferència entre les línies d'entrada: s'ha de seleccionar un protector de sobretensió de 440 V per a un sistema trifàsic de cinc fils de 280 V o un sistema trifàsic de quatre fils de 380 V. S'ha de seleccionar un protector de sobretensió de 220 V per a un sistema monofàsic de dos fils de 220 V o un sistema monofàsic de tres fils de 220 V. A més, tingueu en compte que el nivell de protecció del protector de sobretensió seleccionat és el nivell 2 per a trifàsics de 280 V a la línia d'entrada de l'edifici residencial; grau 3 per a monofàsics de 220 V.
Després que la línia del sistema TN-CS entri a la caixa de distribució general de l'edifici, la línia de ploma es divideix en línia N i línia PE. Només cal instal·lar un protector de sobretensió entre la línia de fase I i la línia de ploma.
L'interruptor situat davant del protector contra sobretensions pot seleccionar el fusible i l'interruptor automàtic. Generalment, s'ha de seleccionar 40 ~ 63 A per a IMAX > 40 ka i 20 ~ 32 A per a IMAX < 40 ka.

(3) Un protector de sobretensions i un parallamps són el mateix?
Tot i que tant el protector de sobretensions com el parallamps tenen la funció de prevenir la sobretensió, especialment la sobretensió dels llamps, encara presenten moltes diferències en l'aplicació.
1) Els descarregadors tenen múltiples nivells de tensió, que van des de 0,38 kV de baixa tensió fins a 500 kV UHV, mentre que els dispositius de protecció contra sobretensions generalment només tenen productes de baixa tensió;

2) Els parallamps s'instal·len principalment al sistema primari per evitar la invasió directa de l'ona del llamp, mentre que els protectors contra sobretensions s'instal·len principalment al sistema secundari, que és una mesura suplementària després que el parallamps elimini la invasió directa de l'ona del llamp o quan el parallamps no elimina l'ona del llamp;

3) El parallamps s'utilitza per protegir els equips elèctrics i el protector de sobretensió s'utilitza principalment per protegir instruments electrònics o comptadors;
4) Com que el protector de sobretensió està connectat al sistema elèctric primari, hauria de tenir un rendiment d'aïllament extern suficient i una mida gran. Com que el protector de sobretensió està connectat a baixa tensió, la mida pot ser molt petita.