Razlika između zaštitnog uređaja od munje i zaštitnog uređaja od prekoračenja napona

Što je prekidnički zaštitni uređaj?

Prekidnički zaštitni uređaj je ključni uređaj za ograničavanje napona obično instaliran unutar ploče opreme električne instalacije. Njegova primarna funkcija je zaštiti izolaciju, opremu i mašinstvo od različitih elektro-tehničkih opasnosti. Ne štiti samo od oštećenja uzrokovanog udarima groma, već i od privremenih prekomjernih napona generiranih događajima poput operacija prekidača, iskričanja, smanjenja opterećenja i elektro-tehničkih grešaka poput krakovine.

Prekidnički zaštitni uređaji igraju vitalnu ulogu u električnim sustavima efektivno ograničavajući struja i prekomjerne napone. Ova zaštita se proširuje na niskonaponske i visokonaponske uređaje, kao i na komunikacijske linije, osiguravajući pouzdan i neprekidan rad tih komponenti. Među različitim dostupnim tipovima, najčešće korišteni prekidnički zaštitni uređaj ima nelinearne metalne oksidne otpornike smještenje u keramičkoj ili silikonskoj gumnoj opušci. Ovi zaštitni uređaji su spojeni paralelno s mrežom koju treba zaštititi, omogućujući im da sigurno odvode prekomjernu električnu energiju prema zemljnom mreži tijekom prekomjernog naponog događaja. Ova paralelna veza osigurava da normalni rad mreže ostane nepritrnuto, pružajući odmah zaštitu kada dođe do pika napona.

Evolucija terminologije i definicija zaštitnih uređaja

U prošlosti, termin "gromobran" je često korišten u strujnim sustavima. Međutim, zamijenjen je sa širem terminom "prekidnički zaštitni uređaj". U ranim dana stvaranja strujnih sustava, koji su bili relativno manje složeni, gromovi su bili glavna uzročna prekomjernih napona. Ali u modernim, naprednim dizajnima strujnih sustava, mnogo faktora može dovesti do prekomjernih napona. To uključuje smanjenje opterećenja, nagla promjena velikih snaga, i prekidanje vezivanja u nadvisokonaponskim (EHV) pretvorama. Kao rezultat, prekidnički zaštitni uređaji su sada korišteni umjesto tradicionalnih gromobrana. Prekidnički zaštitni uređaji su dizajnirani da zaštitite sustav od svih ovih različitih izvora prekomjernih napona, ne samo od groma. U niskonaponskim (LV) i srednjotonskim (MV) prenosnim i distribucijskim linijama, koristi se i termin "linijski zaštitni uređaj" kako bi se označili uređaji koji štite od gromovskih i drugih vrsta prekomjernih napona.

Što je gromobran?

Gromobran je ključni zaštitni uređaj specifično dizajniran da štiti električne krugove od oštećenja uzrokovanog udarcima groma. Ovi udari generiraju ekstremno visoke privremene prekomjerne napone, kao i prekomjerne struje koje nastaju od groma, iskre i izolacijskih lukova.

Primarna funkcija gromobrana je zaštiti strujni sustav sigurno preusmjeravanjem visokih prekomjernih napona prema zemlji. Iako zemljanje ili zemljni žice nude određenu razine zaštite nadzemnim linijama i strujnim sustavima od direktnih udara groma, mogu biti nedostatne za zaštitu od putujućih valova. Ovi putujući valovi mogu dosegnuti terminalno povezana uređaja i opreme, potencijalno uzrokujući značajno oštećenje. Tu igraju ključnu ulogu prekidnički zaštitni uređaji, ili gromobrani, dizajnirani da zaštitite strujni sustav od prekomjernih napona uzrokovanih greškama ili udarcima groma.

Gromobrani su strategijski instalirani na najvišim točkama konstrukcija, kao što su prenosne stubi, tornjevi i zgrade. Time pružaju siguran put za otpuštanje struje i napona generiranih udarcima groma direktno prema zemlji. To efektivno štiti cijeli električni sustav od gromovskih problema, osiguravajući integritet i pouzdani rad povezane opreme i infrastrukture.

Glavne razlike između prekidničkih zaštitnih uređaja i gromobrana

• Lokacija instalacije：Prekidnički zaštitni uređaji obično su instalirani unutar ploče upravljačke tablice, dok su gromobrani postavljeni van. Ova razlika u lokaciji instalacije izvodi se iz njihovih različitih zaštitnih funkcija.

• Raspon zaštite：Prekidnički zaštitni uređaji štite električnu instalaciju iznutra, zaštitivši interne komponente od različitih elektro-tehničkih perturbacija. S druge strane, gromobrani nude vanjsku zaštitu, štiti opremu od vanjskih elektro-tehničkih prijetnji.

• Zaštićeno od：Prekidnički zaštitni uređaji su dizajnirani da štite sustav od širokog spektra elektro-tehničkih pojava, uključujući grome, operacije prekidača, elektro-tehničke greške i druge privremene prekomjerne napone i struje. Gromobrani, s druge strane, uglavnom su namijenjeni za obradu udara groma i pridruženih prekomjernih napona.

• Mehanizam rasipa energije：Prekidnički zaštitni uređaji preusmjeravaju prekomjerne napone i kanaliziraju prekomjernu, neželjenu energiju prema zemlji. Istodobno, gromobrani preusmjeravaju protok energije direktno prema zemlji kroz sam gromobran, stvarajući put najmanjeg otpora za gromovske električne naboe.

• Interoperabilnost：Prekidnički zaštitni uređaji ponekad mogu biti korišteni umjesto gromobrana zbog njihovih širih mogućnosti zaštite. Međutim, gromobrani ne mogu biti korišteni kao zamjena za prekidničke zaštitne uređaje jer nemaju sposobnost obrade prekomjernih napona koji nisu uzrokovani gromovima.

Što je gromoskop?

Gromoskop, također poznat kao vodilj groma, je metalni štap izrađen od materijala poput bakra, aluminija ili drugih električki provodljivih tvari. Instaliran je na vrhu konstrukcija, uključujući prenosne i distribucijske tornjeve, zgrade i druge visoke građevine. Njegova primarna funkcija je zaštiti te konstrukcije od direktnih udara groma.

Grom je elektrostatički ispad koji se javlja između oblaka i Zemlje. Kada grom direktno pogodi strujne linije, može dovesti do opasnog porasta napona u sustavu, što predstavlja značajan prijetnji električnim instalacijama i opremi. Tu igra ključnu ulogu gromoskop. Pružajući preferentni put za gromovsku struju, štiti električne instalacije, opremu i uređaje od destruktivnog utjecaja direktnih udara groma.

Jedna od prednosti gromoskopa je njegov relativno nizak trošak uspoređen s prekidničkim zaštitnim uređajima. Postavljen na najvišu površinu zgrade ili toranj strujne linije, pruža siguran put za visokonaponske elektrostatičke naboe i gromovsku struju da dosegnu zemlju. Međutim, kako bi efikasno radio, treba ga pravilno zemljiti na sustav zemljanja, osiguravajući da se električni naboi sigurno rasipaju u zemlju.

Što je surpresor prekomjernih napona?

Surpresor prekomjernih napona, također poznat kao zaštitni uređaj od prekomjernih napona ili privremeni surpresor, je ključni uređaj. Obično se instalira u domaćoj upravljačkoj ploči s primarnom funkcijom zaštite domaćih strujnih instalacija od prekomjernih napona i prekomjernih napona uzrokovanih prekidanjem.

Ovi prekomjerni naponi mogu predstavljati značajnu prijetnju električnim uređajima i cjelokupnoj integritetu domaćeg strujnog sustava. Na primjer, kada se induktivno opterećenje, kao što su hladnjak, pralica ili električni motor, isključi, generira prekomjerne napone u strujnom sustavu. Ovaj fenomen se javlja prema zakonima samoidukcije i nazad elektromotornog napon (nazad EMF). Kako se struja kroz induktivno opterećenje brzo smanji, induktor se suprotstavlja tom promjeni, stvarajući veliki pik napona koji može dosegnuti razinu daleko višu od normalnog radnog napona strujnog sustava. Takvi prekomjerni naponi, ako ostaju neuspješno podmitigirani, mogu oštetiti osetljive elektroničke komponente unutar uređaja, premetati normalni rad električnih uređaja i potencijalno dovesti do skupih popravaka ili zamjena. Surpresor prekomjernih napona uključuje se kako bi uhvatio i sigurno preusmjerio ove prekomjerne električne pike, osiguravajući da naponi unutar domaćeg strujnog sustava ostaju unutar sigurnih granica i zaštitivši povezanu električnu opremu od oštećenja.

Uloga i funkcioniranje surpresora prekomjernih napona

Ti iznenadni pici napona i prekomjerne napone mogu ozbiljno oštetiti električne uređaje osetljivi na napone. U krugovima s induktivnim opterećenjima, akcija prekidanja kontaktnog prekidača može generirati prekomjerne napone uzrokovane prekidanjem. Ovi prekomjerni naponi ne predstavljaju prijetnju samo samom kontaktnom prekidaču, već i drugim povezanim uređajima unutar strujnog sustava. Da bi se ova problema riješila, surpresori prekomjernih napona su obično instalirani u niskonaponskim (LV) kontaktnim prekidačima. Njihova dvostiha funkcija je štititi kontaktni prekidač od vanjskih prekomjernih napona i zaštititi cijeli sustav od potencijalno štetnih efekata prekidne akcije kontaktnog prekidača.

Tipični surpresor prekomjernih napona dizajniran je kao utilitetska utičnica s integriranim ON/OFF prekidačem. Ima trižišnu šljaku, omogućujući joj da se lako ugradi u standardnu zidnu utičnicu. Ova postavka čini lakše spajanje raznih električnih uređaja, pružajući im odmah zaštitu od fluktuacija napona.

Standardni naponi u kućanstvima, poput 120V AC u Sjedinjenim Američkim Državama i 230V AC u Ujedinjenom Kraljevstvu i Europskoj Uniji, definirani su kao vrijednosti kvadratnog prosjeka (RMS), također poznate kao efektivne vrijednosti. Ove RMS vrijednosti predstavljaju ekvivalentni DC napon koji bi isporučio istu količinu snage na otpornom opterećenju. Za 120V RMS napajanje (na frekvenciji od 60Hz), vrhunski napon iznosi približno 170Vp, dok za 230V RMS napajanje (na frekvenciji od 50Hz), vrhunski napon dosega oko 325Vp.

Međutim, u prisustvu električnih transijenti uzrokovanih faktorima poput udara groma ili operacija prekidača, vrhunski napon može doskočiti na nekoliko stotina volta ili čak na hiljade volti u formi neravnih impulsa. Ovi transijenti su ekstremno kratkotrajni, obično traju samo nekoliko mikrosekundi (10⁻⁶ sekunde). Unatoč svojoj kraćoj trajanju, oni mogu nanijeti značajnu štetu osetljivim elektroničkim uređajima, koji su obično dizajnirani da rade unutar uskog raspona napona.

Tu igraju ključnu ulogu surpresori prekomjernih napona. Dizajnirani su da nadgledaju dolazni napon i sprječe svaki vrhunski napon koji premaši predefinirani prag. Na primjer, surpresor prekomjernih napona ocijenjen na 250V će normalno funkcionirati kada dolazni napon ostane na ili ispod 230V. Ali čim prekomjerne naponi premaši granicu od 250V, surpresor prekomjernih napona odmah preusmjeri prekomjernu linijarsku energiju prema zemlji. Ova brza reakcija efektivno štiti povezana uređaja osiguravajući da napon koji dobivaju nikada ne premaši njihovu sigurnu granicu radnog napona, time štiti njihovu funkcionalnost i produžava njihov vijek trajanja.

Razlike između prekidničkih zaštitnih uređaja i surpresora prekomjernih napona

Glavne razlike između surpresora prekomjernih napona i prekidničkih zaštitnih uređaja leže u njihovim naponskim ocjenama i sposobnostima rasipa energije. Surpresor prekomjernih napona obično ima relativno nizu naponsku ocjenu, samo malo višu od normalnog radnog napona strujnog sustava koji služi. Njegova sposobnost rasipa energije je također ograničena. S druge strane, prekidnički zaštitni uređaj ima znatno višu naponsku ocjenu uspoređeno s ocjenom napona kruga. Što je još važnije, ima puno veću sposobnost rasipa električne energije, osiguravajući da izolacija strujnog sustava ostane netaknuta i nepritrnuta.

Ključna točka: Važno je napomenuti da surpresori prekomjernih napona nisu prikladni za zaštitu krugova od transijenti i prekomjernih napona uzrokovanih udarcima groma. Njihov dizajn i sposobnosti čine ih neadekvatnima za obradu ekstremno visokoenergetskih i visokonaponskih događaja povezanih s gromovima, koji zahtijevaju robustniju zaštitu koju pružaju prekidnički zaštitni uređaji.