Typer og karakteristika af overspændingsbeskyttelsesafgreb

Introduktion

Atmosfæriske lynnedslag på overledninger, blottede ledere eller metalstrukturer i udendørs understationer samt overspændinger forårsaget af skiftning af udstyr og netværk (skiftningsoverspændinger) udgør betydelige farer for elektriske anlæg. For at beskytte udstyr og lette isoleringskoordinering skal der installeres overspændingsbeskyttelse (også kendt som "lynbeskyttelse") ved ind- og udførsel til overledninger og tæt på transformatorer på grund af deres begrænsede rumlige beskyttelseszoner.

Typer og karakteristika af overspændingsbeskyttelser

De mest almindelige overspændingsbeskyttelser er ikke-lineære metaloksid (MO) resistor typer, placeret i porcelæn eller silikonkautschuk. Disse er forbundet parallel med det beskyttede udstyr og jordet via jordnettet. En anden konstruktionstype bruger siliciumkarbid (SiC) resistorer (ventiltype-beskyttelser), selvom disse er mindre udbredte i dag.

Vigtige elektriske karakteristika:

• Genluknings spænding: Spændingen over beskyttelsen, hvorved efterfølgende strøm pålideligt afbrydes efter gnistovergang.

• Maksimal kontinuerlig driftsspænding (MCOV): Den højeste netfrekvensspænding (50 Hz eller 60 Hz), som beskyttelsen kan modstå ubegrænset.

• Nominel kortslutningsstrøm: Den maksimale kortslutningsstrøm, som beskyttelsen sikkert kan håndtere.

• Nominel afladningsstrøm: Almindelige værdier inkluderer 5 kA, 10 kA og 20 kA, hvilket angiver beskyttelsens kapacitet til at dissipere overslagenergi.

Overspændingsbeskyttelser er forbundet mellem liveledere og jorden. I installationer med spændinger over 52 kV kan de inkludere afladningsoperationstællere for at overvåge ydeevnen. Et eksempel på overspændingsbeskyttelser vises på figur 1.

Yderligere metoder

I overledninger og udendørs understationer med spændinger over 52 kV er det almindelig praksis at installere et lynbeskyttelsessystem, der består af "lynglimmer", "luftbårne lynbeskyttelsstråler" eller en kombination af begge dele.

LV-overspændingsbeskyttelse

Lavspændings (LV, hvor \(V \leq 1 \, \text{kV}\)) udstyr, især elektroniske og informatiksystemer, er meget følsomme for alvorlig skade fra lynnedslag, der spreder sig gennem kabler eller bygningskonstruktioner.

For at mindske sådanne risici installeres typisk strømafspændingsbeskyttelser (SPD'er) i lavspændingsbords. Disse enheder har standard nominelle afladningsstrømme på 5 kA, 10 kA og 20 kA, og nogle avancerede modeller kan håndtere 30–70 kA.

Lignende overspændingsbeskyttelser er SPD'er forbundet mellem liveledere og jorden, som vist på figur 4. Denne konfiguration omdirigerer overslagstrømme væk fra følsomt udstyr, hvilket sikrer beskyttelse mod overspændelseshændelser.