Різниця між громоотводом та захисним пристроєм від перенапруги
Що таке грозозахисний пристрій?
Грозозахисний пристрій — це важливий прилад для обмеження напруги, який зазвичай встановлюється у панелі обладнання електричної установки. Його основна функція полягає в захисті ізоляції, обладнання та машинного парку від різних електричних небезпек. Він не лише захищає від шкідливих наслідків ударів блискавок, але й захищає від кратковремених перепадів напруги, що виникають внаслідок таких подій, як комутаційні операції, дугові випробування, відключення завантаження та електричні дефекти, такі як замикання на землю.
Грозозахисні пристрої грають ключову роль в електричних системах, ефективно обмежуючи стрибки струму та напруги. Цей захист поширюється на як низьковольтне, так і високовольтне обладнання, а також на лінії зв'язку, забезпечуючи надійну та безперервну роботу цих компонентів. Серед різноманітних типів, найпоширеніші грозозахисні пристрої мають нелінійні металево-оксидні резистори, заключені у керамічну або силиконову резинову оболонку. Ці пристрої підключаються паралельно до кола, яке вони призначено захищати, дозволяючи безпечне відведення зайвої електричної енергії до заземлення під час грозового випадку. Таке паралельне підключення гарантує, що нормальна робота кола залишається незмінною, одночасно надаючи негайний захист при виникненні стрибка напруги.
Еволюція термінології та визначень грозозахисних пристроїв
У минулому, термін "грозозахисний пристрій" широко використовувався в електроенергетичних системах. Однак, зараз його замінило більш загальне поняття "грозозахисний пристрій". На початкових етапах проектування електроенергетичних систем, які були відносно менш складними, блискавки були основною причиною більшості перепадів напруги. Але в сучасних, передових проектах електроенергетичних систем, різні фактори можуть спричинити перепади напруги. До них належать відключення завантаження, несподівані зміни великих потужностей та відключення роз'єднуючих пристроїв в екстрависоковольтних (ЕВН) підстанціях. В результаті, замість традиційних грозозахисних пристроїв, тепер використовуються грозозахисні пристрої в підстанціях. Грозозахисні пристрої призначені для захисту системи від всіх цих різних джерел стрибків напруги, не лише від блискавок. У низьковольтних (НВ) та середньовольтних (СВ) лініях передачі та розподілу, також використовується термін "лінійний грозозахисний пристрій" для позначення пристроїв, що захищають від як блискавкових, так і інших типів стрибків напруги.
Що таке грозозахисний пристрій?
Грозозахисний пристрій — це важливий захисний пристрій, спеціально розроблений для захисту електричних колів від шкідливих наслідків ударів блискавок. Ці ударі викликають надзвичайно великі кратковременні перепади напруги, а також стрибки струму, що виникають внаслідок блискавок, іскр та дугових випробувань.
Основна функція грозозахисного пристрою полягає в захисті електроенергетичної системи, безпечному перенаправленні високовольтних стрибків до землі. Хоча заземлення або заземлюючі дроти надають деякий захист надземним лініям та електроенергетичній системі від прямих ударів блискавок, вони можуть бути недостатніми для захисту від хвиль, що рухаються. Ці хвилі можуть досягнути пристроїв, підключених до кінцевих точок, та обладнання, потенційно викликавши значні пошкодження. Саме тут грозозахисні пристрої, або грозозахисні відводники, грають ключову роль. Вони призначені для захисту електроенергетичної системи від стрибків, спричинених аваріями або ударом блискавок.
Грозозахисні пристрої стратегічно встановлюються на найвищих точках будівель, таких як опори передачі, вежі та будівлі. Роблячи це, вони забезпечують безпечний шлях для відведення струму та напруги, що генеруються ударом блискавок, прямо до землі. Це ефективно захищає всю електричну систему від проблем, спричинених блискавками, забезпечуючи цілісність та надійну роботу підключених пристроїв та інфраструктури.
Основні відмінності між грозозахисними пристроями та грозозахисними пристроями
Місце встановлення：Грозозахисні пристрої зазвичай встановлюються всередині панелі, тоді як грозозахисні пристрої розташовуються зовні. Ця відмінність у місці встановлення випливає з їх відмінних захисних функцій.
Область захисту：Грозозахисні пристрої захищають електричну установку зсередини, захищаючи внутрішні компоненти від різних електричних завад. Натомість, грозозахисні пристрої надають зовнішній захист, захищаючи обладнання від зовнішніх електричних загроз.
Захищені від：Грозозахисні пристрої призначені для захисту системи від широкого спектра електричних явищ, включаючи блискавки, комутаційні операції, електричні дефекти та інші кратковременні перепади напруги та струму. Натомість, грозозахисні пристрої, головним чином, призначені для обробки ударів блискавок та пов'язаних з ними перепадів.
Механізм розподілу енергії：Грозозахисні пристрої перехоплюють електричні стрибки та каналізують зайву, небажану енергію до заземлюючого дроту. Натомість, грозозахисні пристрої відводять потік енергії безпосередньо до землі через сам пристрій, створюючи шлях найменшого опору для електричних зарядів, викликаних блискавками.
Можливість взаємозаміни：Грозозахисні пристрої іноді можна використовувати замість грозозахисних пристроїв через їх широкі можливості захисту. Однак, грозозахисні пристрої не можна використовувати замість грозозахисних пристроїв, оскільки вони не здатні обробляти стрибки напруги, не пов'язані з блискавками.
Що таке громоотвод?
Громовідвід, відомий також як блискавковідвід, — це металевий стрижень, виготовлений із матеріалів, таких як мідь, алюміній або інші електропровідні речовини. Він встановлюється на вершині споруд, у тому числі опор ліній передачі та розподілу, будівель та інших високих споруд. Його основне призначення — захист цих споруд від безпосередніх ударів блискавки.
Блискавка — це електростатичний розряд, який виникає між хмарами та землею. Коли блискавка безпосередньо вражає лінії електропередачі, це може призвести до небезпечного стрибка напруги в системі, що створює значну загрозу для електричних установок та обладнання. Саме тут ключову роль відіграє громовідвід. Забезпечуючи переважний шлях для струму блискавки, він захищає електричні установки, обладнання та пристрої від руйнівної дії безпосередніх ударів блискавки.
Однією з переваг громовідводу є його порівняно низька вартість у порівнянні з обмежувачами напруги. Встановлений на найвищій поверхні будівлі або опори лінії електропередачі, він забезпечує безпечний шлях для високих електростатичних зарядів та струмів блискавки, щоб вони досягли землі. Однак, щоб він ефективно функціонував, його необхідно правильно заземлити до системи заземлення, забезпечивши тим самим безпечне розсіювання електричних зарядів у землі
Що таке обмежувач перенапруги?
Обмежувач перенапруги, який також часто називають захисним пристроєм від перенапруги або обмежувачем перехідних процесів, є важливим пристроєм. Зазвичай його встановлюють у розподільному щиті будинку з метою захисту домашньої електромережі від стрибків напруги та комутаційних перенапруг.
Ці стрибки напруги можуть становити серйозну загрозу для електроприладів та загальної цілісності домашньої електричної системи. Наприклад, коли індуктивне навантаження, таке як холодильник, пральна машина чи електродвигун, вимикається, воно створює стрибки напруги в електричній системі. Це явище відбувається відповідно до законів самоіндукції та зворотної електрорушійної сили (зворотного ЕРС). Коли струм через індуктивне навантаження швидко зменшується, індуктор чинить опір цій зміні, створюючи великий стрибок напруги, який може досягати рівнів, значно вищих за нормальну робочу напругу електричної системи. Якщо такі стрибки не усувати, вони можуть пошкодити чутливі електронні компоненти в приладах, порушити нормальне функціонування електричних пристроїв і потенційно призвести до дорогих ремонтів або заміни. Обмежувач перенапруги перешкоджає цьому, перехоплюючи та безпечно відводячи надлишкові електричні стрибки, забезпечуючи, щоб рівні напруги в домашній електричній системі залишалися в межах безпечних значень і захищаючи підключене електричне обладнання від пошкодження.
Роль та принцип роботи обмежувачів перенапруги
Ці раптові стрибки напруги можуть серйозно пошкодити електричні пристрої, чутливі до рівнів напруги. У колах з індуктивним навантаженням процес комутації контактора може викликати комутаційні перенапруги. Ці перенапруги загрожують не лише самому контактору, а й можуть пошкодити інші підключені пристрої в електричній системі. Щоб вирішити цю проблему, обмежувачі перенапруги зазвичай встановлюють у низьковольтних (LV) контакторах. Їх подвійна функція полягає в тому, щоб захищати контактор від зовнішніх перенапруг та захищати всю систему від потенційно шкідливого впливу дії комутації контактора.
Типовий обмежувач перенапруги виготовлений у формі розетки з інтегрованим вимикачем живлення. Він оснащений трижильним кабелем, що дозволяє легко підключити його до стандартної настінної розетки. Така конструкція полегшує підключення різних електроприладів, забезпечуючи їм негайний захист від коливань напруги.
Стандартні напруги в побутових мережах, такі як 120 В змінного струму в США та 230 В змінного струму в Сполученому Королівстві та Європейському Союзі, вказуються як середньоквадратичні (RMS) значення, також відомі як ефективні значення. Ці RMS-значення представляють еквівалентну постійну напругу, яка подавала б ту саму кількість енергії на резистивне навантаження. Для джерела 120 В RMS (при частоті 60 Гц) пікова напруга становить приблизно 170 Вр, тоді як для джерела 230 В RMS (при частоті 50 Гц) пікова напруга досягає близько 325 Вр.
Проте при наявності електричних перехідних процесів, спричинених такими факторами, як удари блискавки або комутаційні операції, пікова напруга може зрости до кількох сотень вольт або навіть тисяч вольт у вигляді нерегулярних імпульсів. Ці перехідні події тривають надзвичайно короткий час, зазвичай лише кілька мікросекунд (10⁻⁶ секунд). Незважаючи на короткочасність, вони можуть завдати значної шкоди чутливим електронним пристроям, які часто розраховані на роботу в межах вузького діапазону напруги.
Саме тут обмежувачі перенапруги відіграють ключову роль. Вони розроблені так, щоб контролювати вхідну напругу та запобігати будь-якій піковій напрузі, що перевищує заздалегідь визначений поріг. Наприклад, обмежувач перенапруги, розрахований на 250 В, буде працювати нормально, коли вхідна напруга залишається на рівні 230 В або нижче. Але відразу ж, як тільки імпульси перехідної напруги перевищують межу 250 В, обмежувач перенапруги негайно відводить надлишкову потужність лінії на землю. Ця швидка реакція ефективно захищає підключені пристрої, забезпечуючи, щоб напруга, яку вони отримують, ніколи не перевищувала їхніх безпечних робочих меж, тим самим зберігаючи їхню функціональність і продовжуючи термін служби.
Відмінності між обмежувачами напруги та обмежувачами перенапруги
Основні відмінності між обмежувачами перенапруги та обмежувачами напруги полягають у їхніх номінальних напругах та здатності розсіювати енергію. Обмежувач перенапруги зазвичай має порівняно низьку номінальну напругу, трохи вищу за нормальну робочу напругу електричної системи, для якої він призначений. Його здатність розсіювати енергію також обмежена. Навпаки, обмежувач напруги має значно вищу номінальну напругу порівняно з номінальною напругою кола. Ще важливіше те, що він має набагато більшу здатність розсіювати електричну енергію, одночасно забезпечуючи, щоб ізоляція електричної системи залишалася цілою та незайманою.
Ключовий пункт: Важливо зазначити, що пригнітювачі перепадів напруги не придатні для захисту цепів від тимчасових змін та перепадів, спричинених ударом блискавки. Їхня конструкція та можливості роблять їх недостатніми для обробки надзвичайно енергоємких та високонапігних подій, пов'язаних з блискавкою, які потребують більш стійкого захисту, який забезпечують пригнітювачі перепадів напруги.
