Примена на автоматски се повторно затвараат пристапни уреди за заштита од остаточен струја во заштитата од молнии за комуникациски степени на напон

1. Проблеми со прекинување на енергијата поради лажно активирање на RCD при грмеж

Типична комуникациска електропостачна схема е прикажана на Слика 1. Уред за остаточен струја (RCD) е инсталиран на входот на електропостачната систем. Основната функција на RCD е да обезбедува заштита против течење на струја од електрични опреми за да се осигура личната безопасност, додека уредите за заштита од надворешни импулси (SPD) се инсталирани на гранки на електропостачната систем за заштита од грмеж. Кога се случува грмеж, сензорските цеви можат да индуцираат несбалансиран помалку интерферентни грмежни пулсни струи и диференцијални интерферентни струи. Кога диференцијалната струја надмине прагот за активирање на RCD, се случува лажно активирање. Поради тоа, ако течењето на струја на комуникациската опрема е близу до прагот за активирање, несбалансиран магнетски поток во временски периоди на кисело време лесно може да предизвика лажно активирање на RCD.

Грмежната струја е трансјентна струја која може да генерира еден или повеќе пулси. Струите што минуваат низ уредите за заштита од надворешни импулси F1 и F2 се I1 и I2 соодветно. Често I1 не е еднакво на I2, што резултира во диференцијална интерференција. Кога диференцијалната интерференција надмине оперативната вредност на остаточната струја на RCD, протекторот се активира, се прекинува цевта, комуникациската опрема спира да работи, и потребна е рачка реставрација на енергијата. Комуникациските станции се првенствено безлични; кога се случува грмеж во регион, некои комуникациски станции можат да изгубат енергија и не можат брзо да ја восстановат комуникацијата. Затоа, оваа проблема мора да се реши.

2. Работен принцип на автоматски поновно затварање на уред за заштита од остаточна струја

Автоматско поновно затварање е ефективен метод за решавање на проблемите со прекинување на енергијата поради лажно активирање на RCD. Автоматското поновно затварање често се користи во високонапонски електропостачни системи и постигнува отлични резултати. Меѓутоа, збогу безбедносни причини, до сега не е широко промовирано во низконапонските граждански електропостачни системи. Комуникациските системи во Кина почнаа да го користат во последните години и формираа стандард: YD/T 2346-2011 „Технички услови за автоматски поновно затварање на уреди за заштита од остаточна струја за телекомуникации“, со значајни применети ефекти.

Кога грмеж предизвика лажно активирање на RCD и прекинување на цевта, автоматски поновно затварање на уредот за заштита од остаточна струја автоматски го затворува копчето. Бидејќи грмежната струја е трасјентна, после што грмежот премине, I1≈I2, поновното затварање успее, се восстановува енергијата и комуникацијата продолжува.

Автоматското поновно затварање е условно и мора да се земат предвид безбедносни и други фактори. Има две методи за автоматско поновно затварање: едната детектура условите на течење на струја за да одлучи дали да се поновно затвори; другата автоматски се поновно затворува без детекција.

Уредот за автоматско поновно затварање со автоматска детекција на L-PE течење на струја (после ова се нарекува детекторска поновна затворница) се состои од електрична рабоча механизма, контролна цев, детекторска цев и излезен интерфејс. Детекторската цев работи со поновната затворница, и под контролата на контролната цев на поновната затворница, завршува детекција и одлучува дали да се поновно затвори според резултатите од детекцијата. Детекторската цев се поврзува со фазните цеви на RCD, PE цев, граѓачките отпорности Re1 и Re2, и нултата N цев на трансформаторот, формирајќи ја цевта низ фазните цеви, PE цев, граѓачките отпорности Re1 и Re2, нултата N цев на трансформаторот и детекторската цев.

Цевта PE на детекторската цев не треба да се поврзе со корпусите на опремите, како што е специфично прикажано на Слика 2; или, може да се формира цев низ фазните цеви, корпусот на опремата и PE цев, што бара PE цев на детекторската поновна затворница да се поврзе со корпусот на опремата, како што е специфично прикажано на Слика 3. Кога RCD се активира, детекторските цеви на поновната затворница се a-PE, b-PE, c-PE соодветно. Сигналот на детекторската цев може да биде DC или AC, со напон кој не надминува 24V.

3. Главни технички барања

Функцијата на заштита од остаточна струја се справува со проблемите со безопасноста, додека автоматското поновно затварање ги решава проблемите со прекинување на енергијата поради грмеж. YD/T 2346-2011 „Технички услови за автоматски поновно затварање на уреди за заштита од остаточна струја за телекомуникации“ разгледува неколку параметри како што следува.

Функцијата на автоматско поновно затварање мора да балансира континуитетот на енергијата и факторите на безопасност.

(1) Број на обиди за поновно затварање Од гледна точка на корисникот, повеќе обиди за поновно затварање се подобри; од гледна точка на безопасноста, помалку обиди се подобри. За продукти за автоматско поновно затварање кои автоматски се поновно затворуваат без детекција на течење на струја, стандардот дозволува до три автоматски обиди за поновно затварање.

(2) Интервал на време за поновно затварање Од гледна точка на користење на енергија, идеално би било нултен интервал на време; од гледна точка на безопасноста, мора да биде доволно долг. Стандардот специфицира: Ако протекторот нема способност за детекција на течење на струја по прекинување на цевта, уредот за заштита од остаточна струја автоматски треба да се поновно затвори еднаш 20~60 секунди после активирање; ако не успее, да се одложи вториот обид за поновно затварање за 15 минути; ако и вториот обид не успее, да се одложи третиот обид за поновно затварање за уште 15 минути; ако и третиот обид не успее, не се дозволуваат дополнителни обиди за поновно затварање.

(3) Напон на детекција Напонот на детекција исто така е важен параметар за безопасноста, кој не може да биде премногу висок. Стандардот специфицира: Ако протекторот има способност за детекција на течење на струја по прекинување на цевта, следат следниве барања: 

• Ако три обиди за поновно затварање не успеат во рамки на 1 минута, не се дозволуваат дополнителни обиди за поновно затварање. 

• Напон на детекција ≤24V.

(4) Способност на одржување молнии Защитникот може да содржи одредени електронски кола и мора да има адекватна способност на одржување на молнии; во споробно, не може да се користи. Стандардот определува: Уредот за заштита од остаточен ток мора да има доволна способност на одржување на груниски ударни токови кои текат низ капацитивни оптеретувања што минуваат низ уредот и груниски ударни токови кои текат поради превртување на уредот. Уредите за заштита од остаточен ток со временско замалку мора да имаат доволна имунитета против лажни активации поради груниски ударни токови кои текат поради превртување на уредот.

Комбинирана волна 1.2/50μs (8/20μs), импулсна напон 2кВ применета помеѓу силови линии (L-N) не би требало да предизвика лажна активација. Импулсна напон 1.2/50μs, 4кВ применета помеѓу силови линии (L-N) не би требало да повреди примерокот, кој треба да продолжи нормално функционирање.

Кога 8/20μs, 20кА ток на молнии текат помеѓу силовата линија L и N, со дополнително инсталирани уреди за заштита од удари, примерокот треба да функционира нормално без повреди.

4. Заклучоци и препораки

Автоматски повторни уреди за заштита од остаточен ток можат ефективно да решат проблеми со прекин на енергијата поради удари од молнии, да ја подобрат способноста на одржување на молнии на комуникациските системи и се сигурни и надежни. Тие претставуваат ефективен начин за подобрување на способноста на заштита од молнии на комуникациските системи.