Разница между молниезащитой и устройством защиты от перенапряжений
Что такое ограничитель перенапряжений?
Ограничитель перенапряжений - это важное устройство для ограничения напряжения, обычно устанавливаемое в панели оборудования электрической установки. Его основная функция - защищать изоляцию, оборудование и машины от различных электрических опасностей. Он не только защищает от разрушительных последствий ударов молнии, но и защищает от переходных перенапряжений, вызванных событиями, такими как коммутационные операции, дуговые разряды, сброс нагрузки и электрические неисправности, такие как замыкание на землю.
Ограничители перенапряжений играют жизненно важную роль в электрических системах, эффективно ограничивая скачки тока и напряжения. Эта защита распространяется как на низковольтные, так и на высоковольтные приборы, а также на линии связи, обеспечивая надежную и бесперебойную работу этих компонентов. Среди различных типов, наиболее часто используемый ограничитель перенапряжений имеет нелинейные металлооксидные резисторы, заключенные в фарфоровый или силиконовый корпус. Эти ограничители подключены параллельно к цепи, которую они предназначены защищать, что позволяет им безопасно отводить избыточную электрическую энергию к заземляющей сети во время скачка напряжения. Это параллельное соединение обеспечивает, что нормальная работа цепи остается неизменной, предоставляя немедленную защиту при возникновении скачка напряжения.
Эволюция терминологии и определений ограничителей
В прошлом в энергетических системах часто использовался термин "громоотвод". Однако теперь он был заменен более всеобъемлющим термином "ограничитель перенапряжений". В ранние времена проектирования энергетических систем, которые были относительно менее сложными, молния была основной причиной большинства перенапряжений. Но в современных, продвинутых проектах энергетических систем, множество факторов может привести к перенапряжениям. К ним относятся сброс нагрузки, внезапные изменения мощных нагрузок и отключение в сверхвысоковольтных (СВ) подстанциях. В результате вместо традиционных громоотводов в подстанциях теперь используются ограничители перенапряжений. Ограничители перенапряжений предназначены для защиты системы от всех этих различных источников скачков напряжения, а не только от молнии. В низковольтных (НВ) и средневольтных (СВ) линиях передачи и распределения также используется термин "линейный ограничитель", который обозначает устройства, защищающие от как молниевых, так и других видов перенапряжений.
Что такое громоотвод?
Громоотвод - это важное защитное устройство, специально разработанное для защиты электрических цепей от разрушительных воздействий ударов молнии. Эти удары генерируют крайне высокие переходные скачки напряжения, а также импульсы тока, вызванные молниями, искрами и изоляционными дугами.
Основная функция громоотвода - защищать энергетическую систему, безопасно направляя высоковольтные скачки к земле. Хотя заземление или заземляющие провода обеспечивают некоторую защиту воздушным линиям и энергетической системе от прямых ударов молнии, они могут быть недостаточны для защиты от бегущих волн. Эти бегущие волны могут достигать устройств, подключенных к конечным точкам, и оборудования, потенциально вызывая значительные повреждения. Именно здесь играют важную роль сurge diverter (громоотводы). Они предназначены для защиты энергетической системы от скачков, вызванных неисправностями или ударами молнии.
Громоотводы стратегически устанавливаются на самых высоких точках конструкций, таких как опоры линий электропередач, башни и здания. Таким образом, они предоставляют безопасный путь для разряда тока и напряжения, создаваемого ударами молнии, прямо к земле. Это эффективно защищает всю электрическую систему от проблем, вызванных молнией, обеспечивая целостность и надежную работу подключенного оборудования и инфраструктуры.
Основные различия между ограничителями перенапряжений и громоотводами
Место установки：Ограничители перенапряжений обычно устанавливаются внутри щитовой панели, в то время как громоотводы размещаются снаружи. Это различие в местах установки связано с их различными защитными функциями.
Область защиты：Ограничители перенапряжений защищают электрическую установку изнутри, защищая внутренние компоненты от различных электрических помех. В отличие от этого, громоотводы обеспечивают внешнюю защиту, защищая оборудование от внешних электрических угроз.
Защита от：Ограничители перенапряжений предназначены для защиты системы от широкого спектра электрических явлений, включая молнии, коммутационные операции, электрические неисправности и другие переходные скачки напряжения и тока. Громоотводы, в свою очередь, предназначены в основном для защиты от ударов молний и связанных с ними скачков.
Механизм рассеивания энергии：Ограничители перенапряжений перехватывают электрические скачки и направляют избыточную, нежелательную энергию к заземляющему проводу. В то же время громоотводы отводят поток энергии напрямую к земле через сам громоотвод, создавая путь наименьшего сопротивления для электрических зарядов, вызванных молнией.
Взаимозаменяемость：Ограничители перенапряжений иногда могут использоваться вместо громоотводов благодаря своим более широким защитным возможностям. Однако громоотводы не могут служить заменой ограничителям перенапряжений, поскольку они не способны справляться с нелегкими перенапряжениями, не связанными с молниями.
Что такое молниеприемник?
Молниеприемник, также известный как молниепровод, представляет собой металлический стержень, изготовленный из материалов, таких как медь, алюминий или другие электропроводящие вещества. Он устанавливается на вершине конструкций, включая опоры линий электропередач, здания и другие высокие сооружения. Его основная функция - защищать эти конструкции от прямых ударов молнии.
Молния - это электростатический разряд, происходящий между облаками и землей. Когда молния попадает напрямую на линии электропередач, она может вызвать опасный скачок напряжения в системе, что представляет значительную угрозу для электрических установок и оборудования. Именно здесь молниеприемник играет ключевую роль. Предоставляя предпочтительный путь для тока молнии, он защищает электрические установки, оборудование и устройства от разрушительного воздействия прямых ударов молнии.
Одним из преимуществ молниеприемника является его относительно низкая стоимость по сравнению с ограничителями перенапряжений. Установленный на верхней поверхности здания или опоры линии электропередач, он предлагает безопасный маршрут для высоких электростатических зарядов и токов молнии, чтобы они могли достигнуть земли. Однако, чтобы он работал эффективно, он должен быть правильно заземлен, чтобы электрические заряды безопасно рассеивались в землю.
Что такое подавитель помех?
Подавитель помех, также известный как защита от перенапряжений или подавитель переходных процессов, является важным устройством. Обычно он устанавливается в домашнем распределительном щите с основной функцией защиты домашних электрических установок от скачков напряжения и коммутационных перенапряжений.
Эти скачки могут представлять значительную угрозу для электрических приборов и общей целостности домашней электрической системы. Например, когда индуктивная нагрузка, такая как холодильник, стиральная машина или электродвигатель, выключается, она генерирует скачки напряжения в электрической системе. Это явление происходит в соответствии с законами самоиндукции и обратного электромагнитного напряжения (обратного ЭДС). По мере быстрого снижения тока через индуктивную нагрузку, индуктор противодействует этому изменению, создавая большой скачок напряжения, который может достигать уровней, намного превышающих нормальное рабочее напряжение электрической системы. Такие скачки, если их не устранить, могут повредить чувствительные электронные компоненты внутри приборов, нарушить нормальную работу электрических устройств и, возможно, привести к дорогостоящим ремонтам или заменам. Подавитель помех вмешивается, чтобы перехватить и безопасно отвести эти избыточные электрические скачки, обеспечивая, чтобы уровни напряжения в домашней электрической системе оставались в безопасных пределах и защищая подключенное электрическое оборудование от повреждений.
Роль и функционирование подавителей помех
Эти внезапные скачки напряжения и перенапряжения могут серьезно повредить электрические устройства, чувствительные к напряжению. В цепях с индуктивными нагрузками, переключение контактора может вызывать коммутационные перенапряжения. Эти перенапряжения не только представляют угрозу для самого контактора, но и могут повредить другие подключенные устройства в электрической системе. Для решения этой проблемы подавители помех обычно устанавливаются в низковольтных (НВ) контакторах. Их двойная функция - защищать контактор от внешних перенапряжений и защищать всю систему от потенциально вредных эффектов коммутационных действий контактора.
Типичный подавитель помех предназначен как розетка с интегрированным выключателем питания. Он оснащен трехжильным шнуром, что позволяет удобно подключать его к стандартной розетке. Эта конфигурация делает его простым в подключении различных электрических устройств, предоставляя им немедленную защиту от колебаний напряжения.
Стандартные напряжения в домах, такие как 120V AC в США и 230V AC в Великобритании и Европейском Союзе, указаны как значения среднеквадратического (RMS), также известные как эффективные значения. Эти RMS-значения представляют эквивалентное постоянное напряжение, которое обеспечило бы ту же мощность для резистивной нагрузки. Для 120V RMS-напряжения (при частоте 60 Гц) пиковое напряжение составляет примерно 170Vp, а для 230V RMS-напряжения (при частоте 50 Гц) пиковое напряжение достигает около 325Vp.
Однако, в присутствии электрических переходных процессов, вызванных факторами, такими как удары молнии или коммутационные операции, пиковое напряжение может увеличиваться до нескольких сотен вольт или даже тысяч вольт в виде нерегулярных импульсов. Эти переходные события крайне кратковременны, обычно длительностью всего несколько микросекунд (10⁻⁶ секунды). Несмотря на их кратковременность, они могут нанести значительный ущерб чувствительным электронным устройствам, которые часто разработаны для работы в узком диапазоне напряжений.
Именно здесь подавители помех играют ключевую роль. Они разработаны для мониторинга входного напряжения и предотвращения любого пикового напряжения, превышающего предопределенный порог. Например, подавитель помех, рассчитанный на 250V, будет нормально функционировать, когда входное напряжение остается на уровне или ниже 230V. Но как только переходные импульсы напряжения превысят порог 250V, подавитель помех немедленно перенаправляет избыточную линейную мощность к земле. Этот быстрый ответ эффективно защищает подключенные устройства, обеспечивая, что напряжение, которое они получают, никогда не превышает безопасный предел их работы, тем самым защищая их функциональность и продлевая срок службы.
Различия между ограничителями перенапряжений и подавителями помех
Основные различия между подавителями помех и ограничителями перенапряжений заключаются в их напряжениях и способности рассеивать энергию. Подавитель помех обычно имеет относительно низкое напряжение, лишь немного выше нормального рабочего напряжения электрической системы, которую он обслуживает. Его способность рассеивать энергию также ограничена. В отличие от этого, ограничитель перенапряжений имеет значительно более высокое напряжение по сравнению с номинальным напряжением цепи. Более того, он обладает гораздо большей способностью рассеивать электрическую энергию, при этом обеспечивая, чтобы изоляция электрической системы оставалась целостной и не затронутой.
Ключевой момент: важно отметить, что подавители помех не подходят для защиты цепей от переходных процессов и перенапряжений, вызванных ударами молнии. Их дизайн и возможности делают их недостаточными для обработки чрезвычайно высоких энергий и напряжений, связанных с молниями, которые требуют более надежной защиты, предоставляемой ограничителями перенапряжений.
