Razlika između zaštitnika od munje i zaštitnika od prekomjernih naponskih talasa

Šta je zaštitni uređaj od prekomjernih napona?

Zaštitni uređaj od prekomjernih napona je ključni uređaj za ograničavanje napona, obično instaliran unutar panela opreme električne instalacije. Njegov primarni zadatak je zaštita izolacije, opreme i mašinstva od različitih električnih opasnosti. Ne samo što štiti od oštećenja uzrokovana udarcima bljesnave, već takođe štiti od privremene prekomjerne visine napona generisane događajima poput operacija prekidanja, isparkivanja, smanjenja opterećenja i električnih kvarova poput kvarova na zemlji.

Zaštitni uređaji od prekomjernih napona igraju vitalnu ulogu u električnim sistemima efektivno ograničavajući prekomjerne struje i napone. Ova zaštita se proširuje na niskonaponsku i visokonaponsku opremu, kao i na komunikacijske linije, osiguravajući pouzdanu i neprekidnu radnju ovih komponenti. Među različitim dostupnim tipovima, najčešće korišćeni zaštitni uređaj od prekomjernih napona sadrži nelinearne metalne oksidne otpornike smještene u keramičkoj ili silikonskoj gumenoj kućištu. Ovi zaštitni uređaji su povezani paralelno sa kružnicom koju treba zaštititi, omogućavajući im da sigurno odvode prekomjernu električnu energiju ka zemljnom mreži tokom događaja prekomjernog napon. Ova paralelna veza osigurava da normalna radnja kružnice ostane neizmijenjena dok pruža odmahnu zaštitu kada dođe do skoka napona.

Evolucija terminologije i definicija zaštitnih uređaja

U prošlosti, termin "zaštitni uređaj od bljesnave" često se koristio u sistemu snage. Međutim, sada je zamenjen širem terminom "zaštitni uređaj od prekomjernih napona." U ranim danima dizajna sistema snage, koji su bili relativno manje složeni, bljesnava je bila glavni uzrok većine prekomjernih napona. Ali u modernim, naprednim dizajnima sistema snage, razne faktore mogu dovesti do prekomjernih napona. To uključuje smanjenje opterećenja, iznenadne promjene velikih opterećenja i prekidanje veza u extra visokonaponskim (EHV) pretvorama. Kao rezultat, zaštitni uređaji od prekomjernih napona sada se koriste u pretvorama umjesto tradicionalnih zaštitnih uređaja od bljesnave. Zaštitni uređaji od prekomjernih napona su dizajnirani da štite sistem od svih ovih različitih izvora prekomjernih napona, a ne samo od bljesnave. U niskonaponskim (LV) i srednjeg naponskim (MV) prijenosnim i distribucijskim linijama, termin "linijski zaštitni uređaj" takođe se koristi za uređaje koji štite od udaraca bljesnave i drugih vrsta prekomjernih napona.

Šta je zaštitni uređaj od bljesnave?

Zaštitni uređaj od bljesnave je ključan zaštitni uređaj specifično inženjerisan za zaštitu električnih kružnica od oštećenja uzrokovanih udarcima bljesnave. Ovi udari generišu ekstremno visoke privremene skokove napona, kao i prekomjerne struje uzrokovane bljesnavima, isparkama i izolacionim lukovima.

Primarna funkcija zaštitnog uređaja od bljesnave je zaštita sistema snage sigurnim preusmeravanjem visokonaponskih skokova na zemlju. Iako zemljanje ili zemljne žice nude određenu zaštitu nadzemnim linijama i sistemu snage od direktnih udaraca bljesnave, one možda nisu dovoljne za zaštitu od putujućih talasa. Ovi putujući talasi mogu dosegnuti uređaje i opremu povezane sa terminalima, potencijalno uzrokujući značajna oštećenja. Tu igraju vitalnu ulogu odvodioci prekomjernih napona, ili zaštitni uređaji od bljesnave. Oni su dizajnirani da štite sistem snage od prekomjernih napona uzrokovanih kvarovima ili udarcima bljesnave.

Zaštitni uređaji od bljesnave su strategijski instalirani na najvišim tačkama konstrukcija, poput stubova za prijenos, tornjeva i zgrada. Time pružaju siguran put za otokovanje struje i napona generisanih udarcima bljesnave direktno na zemlju. Ovo efektivno štiti celi električni sistem od problema uzrokovanih bljesnavima, osiguravajući integritet i pouzdanu radnju povezane opreme i infrastrukture.

Glavne razlike između zaštitnih uređaja od prekomjernih napona i zaštitnih uređaja od bljesnave

• Lokacija instalacije：Zaštitni uređaji od prekomjernih napona obično se instaliraju unutar panela, dok se zaštitni uređaji od bljesnave postavljaju van. Ova razlika u lokaciji instalacije potječe od njihovih različitih zaštitnih funkcija.

• Opseg zaštite：Zaštitni uređaji od prekomjernih napona štite električnu instalaciju iznutra, zaštitivši interne komponente od različitih električnih perturbacija. S druge strane, zaštitni uređaji od bljesnave nude vanjsku zaštitu, štitivši opremu od vanjskih električnih prijetnji.

• Zaštićeno od：Zaštitni uređaji od prekomjernih napona su dizajnirani da štite sistem od širokog spektra električnih pojava, uključujući bljesnu, operacije prekidanja, električne kvarove i druge privremene skokove napona i struje. Zaštitni uređaji od bljesnave, s druge strane, uglavnom su namenjeni da rukuju udarcima bljesnave i povezanim skokovima.

• Mehanizam rasipanja energije：Zaštitni uređaji od prekomjernih napona preusmjeravaju električne skokove i kanaliziraju prekomjernu, neželjenu energiju prema zemlji. Istodobno, zaštitni uređaji od bljesnave preusmjeravaju protok energije direktno prema zemlji kroz sam zaštitni uređaj, stvarajući put najmanjeg otpora za električne naboe inducirane bljesnavima.

• Interoperabilnost：Zaštitni uređaji od prekomjernih napona ponekad se mogu koristiti umjesto zaštitnih uređaja od bljesnave zbog svojih širih mogućnosti zaštite. Međutim, zaštitni uređaji od bljesnave ne mogu biti korišteni kao zamjena za zaštitne uređaje od prekomjernih napona jer nemaju sposobnost da rukuju prekomjernim naponima koji nisu povezani s bljesnavima.

Šta je vrhunski zaštitnik od bljesnave?

Vrhunski zaštitnik od bljesnave, takođe poznat kao vodiljak bljesne, je metalni štap izrađen od materijala poput bakra, aluminija ili drugih elektronski provodljivih tvari. Instaliran je na vrhu konstrukcija, uključujući stubove za prijenos i distribuciju, zgrade i druge visoke građevine. Njegova primarna funkcija je zaštita ovih konstrukcija od direktnih udaraca bljesnave.

Bljesna je elektrostatički otkaz koji se dešava između oblaka i Zemlje. Kada bljesna direktno udari električne linije, može uzrokovati opasan skok napona u sistemu, što predstavlja značajan opasnost za električne instalacije i opremu. Tu igra važnu ulogu vrhunski zaštitnik od bljesnave. Pružajući preferentni put za protok struje i napona generisanih udarcima bljesnave direktno prema zemlji, on štiti električne instalacije, opremu i uređaje od destruktivnog uticaja direktnih udaraca bljesnave.

Jedna od prednosti vrhunskog zaštitnika od bljesnave jeste relativno niska cena u poređenju s zaštitnim uređajima od prekomjernih napona. Namješten na najvišoj površini zgrade ili toranj za prijenosne linije, pruža siguran put za visoko-vrijedne elektrostatičke naboe i struje od bljesnave da dosegnu zemlju. Međutim, da bi funkcioniše efikasno, mora biti pravilno zemljan na sistem zemljanja, osiguravajući da se električni naboi sigurno rasipa u zemlju.

Šta je zaštitni uređaj od prekomjernih napona?

Zaštitni uređaj od prekomjernih napona, takođe često nazvan zaštitni uređaj ili privremeni zaštitni uređaj, je esencijalan uređaj. Obično se instalira u domaćem distribucijskom panelu s primarnom funkcijom zaštite domaćih električnih instalacija od prekomjernih napona i prekomjernih napona uzrokovanih prekidanjem.

Ovi prekomjerni naponi mogu predstavljati značajnu prijetnju električnim uređajima i cjelokupnoj integritetu domaćeg električnog sistema. Na primjer, kada se induktivno opterećenje, poput hladnjaka, perilača rublja ili električnog motora, isključi, generiše prekomjerne napone u električnom sistemu. Ovaj fenomen se dešava u skladu sa zakonima sam-indukcije i obratan elektromotorni napon (back EMF). Kako struja kroz induktivno opterećenje brzo opada, induktor se suprotstavlja ovoj promjeni, stvarajući veliki skok napona koji može dostići razinu daleko iznad normalne radne visine napona električnog sistema. Takvi prekomjerni naponi, ako ne budu mitigirani, mogu oštetiti osetljive elektronske komponente unutar uređaja, prekinuti normalnu radnju električnih uređaja i potencijalno dovesti do skupih popravaka ili zamjena. Zaštitni uređaj od prekomjernih napona uspostavlja da bi preusmjerio i sigurno odvukao ove prekomjerne električne skokove, osiguravajući da nivoi napona unutar domaćeg električnog sistema ostaju unutar sigurnih granica i zaštitivši povezanu električnu opremu od oštećenja.

Uloga i funkcionisanje zaštitnih uređaja od prekomjernih napona

Ovi nagli skokovi napona i prekomjerne naponi mogu teško oštetiti električne uređaje osetljive na nivoe napona. U kružnicama s induktivnim opterećenjima, prekid kontaktera može generisati prekomjerne napone. Ovi prekomjerni naponi ne samo što predstavljaju prijetnju samom kontakteru, već mogu oštetiti i druge povezane uređaje unutar električnog sistema. Da bi se ova problema rešila, zaštitni uređaji od prekomjernih napona često se instaliraju u niskonaponskim (LV) kontaktorima. Njihova dualna funkcija je da štitite kontakter od vanjskih prekomjernih napona i da zaštitite celi sistem od potencijalno štetnih efekata akcije prekidanja kontaktera.

Tipičan zaštitni uređaj od prekomjernih napona je dizajniran kao korisnička utičnica sa integriranim prekidnikom struje. Osposobljen je trižišnim štapom, omogućavajući mu da se lako ugrađuje u standardnu zidnu utičnicu. Ova postavka čini lakšim spajanje različitih električnih uređaja, pružajući im odmahnu zaštitu od fluktuacija napona.

Standardni naponi u kućanstvima, poput 120V AC u SAD-u i 230V AC u UK-u i EU, definisani su kao efektivne vrijednosti, takođe poznate kao RMS (root-mean-square) vrijednosti. Ove RMS vrijednosti predstavljaju ekvivalentni DC napon koji bi dostavio istu količinu snage rezistivnom opterećenju. Za 120V RMS snabdevanje (na frekvenciji od 60Hz), vrhunski napon iznosi približno 170Vp, dok za 230V RMS snabdevanje (na frekvenciji od 50Hz), vrhunski napon dosega oko 325Vp.

Međutim, u prisustvu električnih transijenta uzrokovanih faktorima poput udaraca bljesnave ili operacija prekidanja, vrhunski napon može skočiti na nekoliko stotina volti ili čak hiljade volti u formi neravnomjernih impulsa. Ovi transijenti su izuzetno kratkotrajni, obično traju samo nekoliko mikrosekundi (10⁻⁶ sekundi). Unatoč svojoj kratak trajanju, mogu nanijeti značajnu štetu osetljivim elektronskim uređajima, koji su često dizajnirani da rade unutar užeg opsega napona.

Tu igraju ključnu ulogu zaštitni uređaji od prekomjernih napona. Oni su inženjerisani da nadgledaju dolazni napon i sprečavaju bilo kakav vrhunski napon koji premaši definisanu granicu. Na primjer, zaštitni uređaj od prekomjernih napona ocijenjen na 250V će normalno funkcionirati kada dolazni napon ostane na ili ispod 230V. No, čim transijenti prekomjernog napona premaši granicu od 250V, zaštitni uređaj odmah preusmjerava prekomjernu struju prema zemlji. Ova brza reakcija efektivno štiti povezane uređaje osiguravajući da napon koji dobijaju nikada ne premaši njihove bezbedne granice, time štiti njihovu funkcionalnost i produžava im vijek trajanja.

Razlike između zaštitnih uređaja od prekomjernih napona i zaštitnih uređaja od prekomjernih napona

Glavne razlike između zaštitnih uređaja od prekomjernih napona i zaštitnih uređaja od prekomjernih napona leže u njihovim nominalnim naponima i sposobnosti rasipanja energije. Zaštitni uređaj od prekomjernih napona tipično ima relativno niski nominalni napon, samo malo viši od normalnog radnog napona električnog sistema koji služi. Njegova sposobnost rasipanja energije je takođe ograničena. S druge strane, zaštitni uređaj od prekomjernih napona ima znatno viši nominalni napon u poređenju s nominalnim naponom kružnice. Što je još važnije, poseduje puno veću sposobnost rasipanja električne energije, sve dok osigurava da izolacija električnog sistema ostane nedodirljiva i neizmijenjena.

Ključna tačka: Važno je napomenuti da zaštitni uređaji od prekomjernih napona nisu pogodni za zaštitu kružnica od transijenta i prekomjernih napona uzrokovanih udarcima bljesnave. Njihov dizajn i sposobnosti čine ih nedostatnim za rukovanje izuzetno visokoenergetskim i visokonaponskim događajima vezanim za bljesnu, koji zahtevaju robuću zaštitu koju pružaju zaštitni uređaji od prekomjernih napona.