Rozdíl mezi ochranným proti blesku a ochranným proti přepětí
Co je ochranné čidlo?
Ochranné čidlo je klíčové zařízení omezující napětí, které je obvykle nainstalováno v panelu elektrického zařízení. Jeho hlavní funkcí je chránit izolaci, zařízení a stroje před různými elektrotechnickými nebezpečími. Ochranné čidlo nejen brání škodlivým účinkům bleskových zásahů, ale také chrání před přechodnými přepětím vyvolanými událostmi, jako jsou přepínací operace, oblouky, odpojování zátěže a elektrické poruchy, jako jsou zemní poruchy.
Ochranná čidla hrají klíčovou roli v elektrických systémech efektivním omezováním přetoků proudu a napětí. Tato ochrana se rozšiřuje na oba nízké i vysoké napěťové spotřebiče, stejně jako na komunikační linky, což zajišťuje spolehlivou a ne přerušovanou funkci těchto komponent. Mezi různé dostupné typy patří nejčastěji používané ochranné čidlo s nelineárními kovovými oxidovými odpory zabalenými v keramickém nebo silikónovém gumovém obalu. Tato čidla jsou připojena paralelně s okruhem, který mají chránit, což jim umožňuje bezpečně odvádět přebytečnou elektrickou energii do zemní mřížky během přetoku. Toto paralelní připojení zajišťuje, že normální provoz okruhu zůstane neovlivněn, zatímco poskytuje okamžitou ochranu při výskytu přepětí.
Vývoj terminologie a definic ochranných čidel
V minulosti byl v elektroenergetických systémech často používán termín „bleskové čidlo“. Nyní byl však nahrazen více komplexním termínem „ochranné čidlo“. V raných dobách návrhu elektroenergetických systémů, které byly relativně méně složité, byl blesk hlavní příčinou většiny přepětí. Avšak v moderních pokročilých návrzích elektroenergetických systémů mohou různé faktory vést k přepětím. Tyto faktory zahrnují odpojování zátěže, náhlé změny vysokovýkonových zátěží a odpojování v nadvysokonapěťových (EHV) transformačních stanicích. V důsledku toho se nyní místo tradičních bleskových čidel používají v transformačních stanicích ochranná čidla. Ochranná čidla jsou navržena tak, aby chránily systém před všemi těmito různými zdroji přepětí, nejen před blesky. V nízkonapěťových (LV) a středonapěťových (MV) přenosových a distribučních liniích se také používá termín „liniové čidlo“ pro zařízení, která chrání proti bleskově vyvolaným a jiným typům přepětí.
Co je bleskové čidlo?
Bleskové čidlo je klíčové ochranné zařízení speciálně navržené k ochraně elektrických obvodů před škodlivými účinky bleskových zásahů. Tyto zásahy generují extrémně vysoká přechodná přepětí, stejně jako přetoky proudu způsobené blesky, jiskrami a izolačními oblouky.
Hlavní funkcí bleskového čidla je ochrana elektroenergetického systému bezpečným přesměrováním vysokonapěťových přepětí do země. Zatímco zemlení nebo zemní dráty nabízejí určitou ochranu proti přímým bleskovým zásahům pro převáděcí vedení a elektroenergetický systém, mohou být nedostatečná k ochraně proti cestujícím vlnám. Tyto cestující vlny mohou dosáhnout zařízení a zařízení spojených s terminály, což může způsobit významné poškození. Zde hrají klíčovou roli odváděče přepětí, nebo blesková čidla. Jsou navržena tak, aby chránila elektroenergetický systém před přepětím způsobeným poruchami nebo bleskovými zásahy.
Blesková čidla jsou strategicky umístěna na nejvyšších místech konstrukcí, jako jsou převáděcí sloupy, věže a budovy. Tím poskytují bezpečnou cestu pro uvolnění proudu a napětí vygenerovaného bleskovými zásahy přímo do země. To efektivně chrání celý elektrický systém před problémy způsobenými blesky, zajišťuje integritu a spolehlivou funkci připojeného zařízení a infrastruktury.
Hlavní rozdíly mezi ochrannými čidly a bleskovými čidly
Umístění instalace：Ochranná čidla jsou obvykle nainstalována uvnitř rozváděčové desky, zatímco blesková čidla jsou umístěna venku. Tento rozdíl v umístění instalace vychází z jejich odlišných ochranných funkcí.
Rozsah ochrany：Ochranná čidla chrání elektrickou instalaci zevnitř, chrání interní komponenty před různými elektrotechnickými poruchami. Naopak blesková čidla nabízejí externí ochranu, chrání zařízení před externími elektrotechnickými hrozbami.
Chráněno proti：Ochranná čidla jsou navržena tak, aby chránily systém před širokým spektrem elektrotechnických jevů, včetně blesků, přepínacích operací, elektrických poruch a dalších přechodných přepětí a přetoků proudu. Blesková čidla, naopak, jsou primárně určena k zpracování bleskových zásahů a přidružených přepětí.
Mechanismus disipace energie：Ochranná čidla zachytávají přetoky proudu a směrují přebytečnou, nechtěnou energii do zemního vedení. Zatímco blesková čidla přesměrovávají tok energie přímo do země prostřednictvím samotného čidla, vytvářejí cestu s nejmenším odporom pro bleskově vyvolané elektrické náboje.
Zaměnitelnost：Ochranná čidla někdy mohou být použita místo bleskových čidel kvůli svým širším ochranným schopnostem. Nicméně, blesková čidla nemohou být použita jako náhrada za ochranná čidla, protože nejsou schopna zvládat nepřímo bleskově související přepětí.
Co je bleskosběrná jehla?
Bleskosběrná jehla, také známá jako bleskosběrný vodič, je kovová tyč vyrobená z materiálů jako měď, hliník nebo jiné elektricky vodivé látky. Je nainstalována na vrcholu konstrukcí, včetně převáděcích a distribučních věží, budov a jiných vysokých stavb. Hlavní funkcí bleskosběrné jehly je ochrana těchto konstrukcí před přímými bleskovými zásahy.
Blesk je elektrostatický výboj, který probíhá mezi mračny a zemí. Když blesk přímo zasáhne převáděcí vedení, může způsobit nebezpečný nárůst napětí v systému, což představuje významnou hrozbu pro elektrické instalace a zařízení. Zde hraje bleskosběrná jehla klíčovou roli. Poskytováním preferované cesty pro bleskový proud chrání elektrické instalace, zařízení a přístroje před destruktivním dopadem přímých bleskových zásahů.
Jedním z výhod bleskosběrné jehly je její relativně nízká cena ve srovnání s ochrannými čidly. Nainstalovaná na nejvyšší povrch budovy nebo věže převáděcích vedení, nabízí bezpečnou cestu pro vysoké hodnoty elektrostatických nábojů a bleskových proudů, aby se dostaly do země. Aby však fungovala efektivně, musí být správně zazemlena do zemního systému, což zajišťuje, že elektrické náboje jsou bezpečně odvedeny do země.
Co je ochranné čidlo přepětí?
Ochranné čidlo přepětí, také často označované jako ochranné čidlo nebo přechodné čidlo, je nezbytné zařízení. Obvykle je nainstalováno v domácím rozváděčovém panelu s hlavní funkcí ochrany domácích elektrických instalací před přepětím a přepínacími přepětím.
Tato přepětí mohou představovat významnou hrozbu pro elektrické spotřebiče a celkovou integritu domácího elektrického systému. Například, když je induktivní zátěž, jako je lednička, pračka nebo elektrický motor, vypnutá, generuje přepětí v elektrickém systému. Tento jev nastává podle zákonů sebeindukce a proti-elektromotorické síly (EMF). Jak proud induktivní zátěže rychle klesá, induktor odporuje této změně, vytvářejíc velký přepěťový špičku, který může dosáhnout hodnot výrazně vyšších než normální pracovní napětí elektrického systému. Taková přepětí, pokud nejsou omezována, mohou poškodit citlivé elektronické komponenty uvnitř spotřebičů, rušit normální funkci elektrických přístrojů a potenciálně vést k nákladným opravám nebo výměnám. Ochranné čidlo přepětí zasahuje a bezpečně odvádí tyto přebytečné elektrické špičky, zajišťuje, že napěťové hladiny v domácím elektrickém systému zůstávají v bezpečných mezích a chrání připojené elektrické zařízení před škodou.
Role a funkce ochranných čidel přepětí
Tyto náhlé přepěťové špičky a přepětí mohou vážně poškodit elektrické přístroje, které jsou citlivé na napěťové hodnoty. V obvodech s induktivními zátěžemi může přepínání kontaktoru vyvolat přepínací přepětí. Tyto přepětí nejen ohrožují samotný kontaktor, ale mohou také poškodit jiná připojená zařízení v elektrickém systému. Pro řešení tohoto problému jsou často nainstalována ochranná čidlo přepětí v nízkonapěťových (LV) kontaktovech. Jejich dvojitá funkce spočívá v tom, aby chránily kontaktor před externími přepětí a chránily celý systém před potenciálně škodlivými účinky přepínací akce kontaktoru.
Typické ochranné čidlo přepětí je navrženo jako vývrtková zásuvka s integrovaným zapínacím/přepínacím přepínačem. Má třídrátový kabel, což umožňuje snadné zapojení do standardní stěnné zásuvky. Tento setup usnadňuje připojení různých elektrických zařízení, poskytujíc jim okamžitou ochranu před fluktuací napětí.
Standardní napěťové dodávky v domech, jako je 120V AC v USA a 230V AC ve Spojeném království a Evropské unii, jsou specifikovány jako efektivní hodnoty (RMS), také známé jako efektivní hodnoty. Tyto RMS hodnoty reprezentují ekvivalentní stejnosměrné napětí, které by dodalo stejnou množství energie rezistivní zátěži. Pro 120V RMS dodávku (při frekvenci 60Hz) je špičkové napětí přibližně 170Vp, zatímco pro 230V RMS dodávku (při frekvenci 50Hz) špičkové napětí dosahuje přibližně 325Vp.
Avšak v přítomnosti elektrotechnických transienů způsobených faktory jako blesky nebo přepínací operace, může špičkové napětí vystřelit na několik set voltů nebo dokonce tisíců voltů ve formě nerovnoměrných pulsů. Tyto transientní události jsou extrémně krátkodobé, typicky trvají pouze několik mikrosekund (10⁻⁶ sekundy). Navzdory své krátkodobosti mohou způsobit významné poškození citlivých elektronických přístrojů, které jsou často navrženy k fungování v úzkém rozsahu napětí.
Zde hrají klíčovou roli ochranná čidla přepětí. Jsou konstruována tak, aby sledovala přicházející napětí a zabránila jakékoli špičkové napětí, které překročí předdefinovanou hranici. Například, ochranné čidlo přepětí s hodnocením 250V bude fungovat normálně, pokud přicházející napětí zůstane na nebo pod 230V. Jakmile však transientní pulsy napětí překročí limit 250V, ochranné čidlo přepětí okamžitě přesměruje přebytečnou lineární energii do země. Tato rychlá reakce efektivně chrání připojené přístroje tím, že zajišťuje, že napětí, které přijímají, nikdy nepřekročí jejich bezpečnou pracovní hranici, což chrání jejich funkčnost a prodlužuje jejich životnost.
Rozdíly mezi ochrannými čidly a ochrannými čidly přepětí
Hlavní rozdíly mezi ochrannými čidly přepětí a ochrannými čidly spočívají v jejich napěťových hodnoceních a schopnostech disipační energie. Ochranné čidlo přepětí obvykle má relativně nízké napěťové hodnocení, pouze mírně vyšší než normální pracovní napětí elektrického systému, který slouží. Jeho schopnost disipační energie je také omezená. Naopak, ochranné čidlo má výrazně vyšší napěťové hodnocení ve srovnání s nominálním napětím okruhu. Co je důležitější, má mnohem větší schopnost disipační energie, zatímco zajišťuje, že izolace elektrického systému zůstane nedotčena a neovlivněna.
Klíčový bod: Je důležité poznamenat, že ochranná čidla přepětí nejsou vhodná pro ochranu obvodů proti transienům a přepětí způsobeným bleskovými zásahy. Jejich návrh a schopnosti je nedostatečné pro zpracování extrémně vysoké energie a vysokého napětí spojeného s blesky, které vyžadují robustnější ochranu poskytovanou ochrannými čidly.
