Разлика между уловител на мълнии и уловител на бързи напрежения
Какво е защитно устройство срещу извънредни напрежения?
Защитното устройство срещу извънредни напрежения е ключово устройство за ограничаване на напрежението, обикновено инсталирано в панела на електроустановката. Неговата основна функция е да защитава изолацията, оборудването и машините от различни електрически опасности. То не само предпазва от разрушителните ефекти на удари на мълния, но също така защитава и от преходни извънредни напрежения, генерирали от събития като комутационни операции, дуги, свличане на натоварване и електрически дефекти като земно замърсяване.
Защитните устройства срещу извънредни напрежения играят важна роля в електрическите системи, като ефективно ограничават токовите и напреженческите извънредности. Тази защита се прилага както към нисковолтови, така и към висковолтови апарати, както и към комуникационни линии, осигурявайки надеждна и непрекъсната работа на тези компоненти. Сред различните налични типове, най-често използваните защитни устройства срещу извънредни напрежения разполагат с нелинейни металооксидни резистори, заключени в порцеланова или силиконова каучукова обвивка. Тези устройства са свързани паралелно с цепта, която те трябва да защитят, позволявайки им безопасно да прехвърлят излишъчната електрическа енергия към земната мрежа по време на извънредни събития. Тази паралелна връзка гарантира, че нормалната работа на цепта остава непокътната, докато предоставя незабавна защита при възникване на скачък на напрежението.
Еволюция на терминологията и дефинициите за защитни устройства
В миналото, терминът "защитно устройство срещу удари на мълния" беше широко използван в електроенергийните системи. Но сега той е заменен от по-общи термин "защитно устройство срещу извънредни напрежения". В ранните дни на проектирането на електроенергийните системи, които бяха относително по-прости, мълнията беше основната причина за повечето извънредни напрежения. Но в съвременните, напреднали проекти на електроенергийните системи, различни фактори могат да доведат до извънредни напрежения. Те включват свличане на натоварване, внезапни промени в мощните натоварвания и комутационни операции в ултра-висковолтови (УВВ) подстанции. В резултат на това, защитните устройства срещу извънредни напрежения сега се използват в подстанциите вместо традиционните защитни устройства срещу удари на мълния. Защитните устройства срещу извънредни напрежения са проектирани да защитават системата от всички тези различни източници на напреженчески извънредности, не само от удари на мълния. В нисковолтови (НВ) и средноволтови (СВ) линии за предаване и разпределение, терминът "линеарно защитно устройство" също се използва, за да се отнася до устройства, които защитават както от удари на мълния, така и от други видове извънредни напрежения.
Какво е защитно устройство срещу удари на мълния?
Защитното устройство срещу удари на мълния е ключово защитно устройство, специално проектирано, за да предпазва електрическите цепти от разрушителните ефекти на удари на мълния. Тези удари генерират изключително високи преходни напреженчески извънредности, както и извънредни токове, резултат от удари на мълния, искри и дуги.
Основната функция на защитното устройство срещу удари на мълния е да предпазва електроенергийната система, като безопасно прехвърля високите напреженчески извънредности към земята. Въпреки че заземяването или земните жици предлагат известна степен на защита на въздушните линии и електроенергийната система срещу директни удари на мълния, те може да не са достатъчни, за да защитят от ходящи вълни. Тези ходящи вълни могат да достигнат устройства, свързани с терминалите, и оборудване, потенциално причинявайки значителни повреди. Тук защитните устройства срещу удари на мълния, или отклонители на извънредни напрежения, играят жизненоважна роля. Те са проектирани, за да защитават електроенергийната система от извънредни напрежения, причинени от дефекти или удари на мълния.
Защитните устройства срещу удари на мълния са стратегически инсталирани на най-високите точки на конструкции, като опори за предаване, кули и сгради. По този начин те предоставят безопасен път за разтоварване на тока и напрежението, генерирано от удари на мълния, пряко към земята. Това ефективно предпазва цялата електрическа система от проблеми, причинени от удари на мълния, осигурявайки целостта и надеждната работа на свързаното оборудване и инфраструктурата.
Основни разлики между защитни устройства срещу извънредни напрежения и защитни устройства срещу удари на мълния
Местоположение на инсталация:Защитните устройства срещу извънредни напрежения обикновено са инсталирани в щитовата дъска, докато защитните устройства срещу удари на мълния са разположени извън. Тази разлика в местоположението на инсталацията произтича от техните различни защитни функции.
Обхват на защитата:Защитните устройства срещу извънредни напрежения предпазват електроустановката отвътре, защитавайки вътрешните компоненти от различни електрически смущения. От друга страна, защитните устройства срещу удари на мълния предлагат външна защита, предпазвайки оборудването от външни електрически заплахи.
Защита срещу:Защитните устройства срещу извънредни напрежения са проектирани, за да предпазват системата от широк спектър електрически явления, включително удари на мълния, комутационни операции, електрически дефекти и други преходни напреженчески и токови извънредности. Защитните устройства срещу удари на мълния, от друга страна, са главно предназначени да справят с удари на мълния и съответните извънредни напрежения.
Механизъм за разсейване на енергията:Защитните устройства срещу извънредни напрежения перехващат електрическите извънредности и канализират излишната, нежелана енергия към земната жица. Междувременно, защитните устройства срещу удари на мълния прехвърлят потока на енергията пряко към земята през самото устройство, създавайки път на най-малкото съпротивление за електрическите заряди, генерирали от удара на мълния.
Интервенция:Защитните устройства срещу извънредни напрежения понякога могат да бъдат използвани вместо защитни устройства срещу удари на мълния, благодарение на техните по-широки защитни възможности. Обаче, защитните устройства срещу удари на мълния не могат да бъдат използвани като заместител за защитни устройства срещу извънредни напрежения, тъй като те липсват способността да справят с несвързани с удари на мълния електрически извънредности.
Какво е громобран?
Громобранът, също известен като проводник за удари на мълния, е метална тръба, направена от материали като мед, алуминий или други електрически проводими вещества. Той е инсталиран върху най-високите точки на конструкции, включително опори за предаване и разпределение, сгради и други високи сооружения. Основната му функция е да предпазва тези конструкции от директни удари на мълния.
Мълнията е електростатично разтоварване, което се случва между облаци и земята. Когато мълнията удари директно електропроводни линии, тя може да причини опасен скок в системното напрежение, което представлява значителна заплаха за електроустановките и оборудването. Тук громобранът играе жизненоважна роля. Предоставяйки предпочитан път за тока на удара на мълния, той предпазва електроустановките, оборудването и устройствата от разрушителните ефекти на директни удари на мълния.
Едно от преимуществата на громобрана е сравнително ниската му цена в сравнение с защитните устройства срещу извънредни напрежения. Монтиран на най-горната повърхност на сграда или опора за предаване, той предлага безопасен път за високите стойности на електростатичните заряди и токовете от удари на мълния, за да достигнат земята. За да функционира ефективно, той трябва да е правилно заземен към земната система, гарантирайки, че електрическите заряди са безопасно разсейвани в земята.
Какво е устройство за ограничаване на извънредни напрежения?
Устройството за ограничаване на извънредни напрежения, също известно като защитно устройство срещу извънредни напрежения или преходен ограничител, е ключово устройство. Обикновено е инсталирано в домашната щитовата дъска с основна функция да предпазва домашните електроустановки срещу напреженчески извънредности и комутационни извънредности.
Тези извънредности могат да представляват значителна заплаха за електрическите апарати и общата целост на домашната електроустановка. Например, когато индуктивна нагрузка, като хладилник, пералня или електродвигател, се изключи, тя генерира напреженчески извънредности в електроустановката. Това явление се случва в съответствие с законите за самоиндукция и обратна електродвижуща сила (OЕД). Когато токът през индуктивната нагрузка бързо намалее, индукторът противодейства на това изменение, създавайки голям напреженчески връх, който може да достигне нива, много по-високи от нормалното работно напрежение на електроустановката. Такива извънредности, ако останат неконтролирани, могат да повредят чувствителни електронни компоненти в апаратите, да прекъснат нормалната работа на електрическите устройства и потенциално да доведат до скъпи ремонти или замени. Устройството за ограничаване на извънредни напрежения влезе в действие, за да перехвати и безопасно да канализира тези излишни електрически върхове, осигурявайки, че напрежението в домашната електроустановка остава в безопасни граници и предпазвайки свързаното електрическо оборудване от повреди.
Ролята и функционирането на устройствата за ограничаване на извънредни напрежения
Тези внезапни напреженчески върхове и извънредности могат сериозно да повредят електрически устройства, чувствителни към напрежението. В цепти с индуктивни нагрузки, актьорът на комутатора може да генерира комутационни извънредности. Тези извънредности не само представляват заплаха за самия комутатор, но могат също да повредят други свързани устройства в електроустановката. За да се справи с този проблем, устройствата за ограничаване на извънредни напрежения обикновено се инсталират в нисковолтови (НВ) комутатори. Их двойна функция е да предпазват комутатора от външни напреженчески извънредности и да предпазват цялата система от потенциално вредните ефекти на комутационните действия на комутатора.
Типичното устройство за ограничаване на извънредни напрежения е проектирано като употребителски изход с интегрирана бутон за включване/изключване. Разполага с трижилен кабел, позволяващ му лесно да се свърже с стандартен стенен изход. Тази конфигурация прави лесно свързването на различни електрически устройства, предоставяйки им незабавна защита срещу колебания на напрежението.
Стандартните напрежения в домакинствата, като 120V AC в САЩ и 230V AC в Великобритания и Европейския съюз, са определени като коренови квадратни стойности (RMS), също известни като ефективни стойности. Тези RMS стойности представят еквивалентното DC напрежение, което би доставило същата количество енергия на резистивна нагрузка. За 120V RMS напрежение (при честота от 60Hz), върховото напрежение е приблизително 170Vp, докато за 230V RMS напрежение (при честота от 50Hz), върховото напрежение достига около 325Vp.
Однако, в присъствието на електрически преходи, причинени от фактори като удари на мълния или комутационни операции, върховото напрежение може да се увеличи до няколко стотици волта или дори до хиляди волта във формата на нередовни импулси. Тези преходни събития са изключително краткосрочни, обикновено траят само няколко микросекунди (10⁻⁶ секунди). Въпреки кратката им продължителност, те могат да причинят значителни повреди на чувствителни електронни устройства, които често са проектирани да работят в тясна диапазона на напрежението.
Тук устройства за ограничаване на извънредни напрежения играят жизненоважна роля. Те са проектирани да наблюдават входящото напрежение и да предотвратят всякакво върхово напрежение, което надхвърля предварително дефинирана граница. Например, устройство за ограничаване на извънредни напрежения с класификация 250V ще функционира нормално, когато входящото напрежение остане на или под 230V. Но веднага щом преходните напреженчески импулси надхвърлят границата от 250V, устройството за ограничаване на извънредни напрежения незабавно прехвърля излишната линейна енергия към земята. Тази бърза реакция ефективно предпазва свързаните устройства, гарантирайки, че напрежението, което те получават, никога не надхвърля безопасните граници, които осигуряват техния функционал и продължават живота им.
Разлики между защитни устройства срещу извънредни напрежения и устройства за ограничаване на извънредни напрежения
Основните различия между устройствата за ограничаване на извънредни напрежения и защитните устройства срещу извънредни напрежения се коренят в техните напреженчески класификации и възможности за разсейване на енергията. Устройството за ограничаване на извънредни напрежения обикновено разполага с относително ниска напреженческа класификация, само малко по-висока от нормалното работно напрежение на електроустановката, която обслужва. Неговата възможност за разсейване на енергията също е ограничена. От друга страна, защитното устройство срещу извънредни напрежения разполага с значително по-висока напреженческа класификация в сравнение с класифицираното напрежение на цепта. По-важно, то разполага с много по-голяма възможност за разсейване на електрическата енергия, докато същевременно гарантира, че изолацията на електроустановката остава непокътната и незасегната.
Ключов пункт: Е важно да се отбележи, че устройствата за ограничаване на извънредни напрежения не са подходящи за защита на цепти срещу преходи и извънредни напрежения, причинени от удари на мълния. Техният дизайн и възможности ги правят недостатъчни за справяне с изключително високоенергийни и високонапреженчески събития, свързани с удари на мълния, които изискват по-резистентната защита, предлагана от защитните устройства срещу извънредни напрежения.
