Защитите ваши устройства от перенапряжения

Raycap, как и во многих других группах продукции по всему миру, в группе систем защиты от перенапряжений и молнии предоставляет конечным пользователям технические решения в виде комплексных пакетов. Стандарты и инженерные исследования показывают, что вопреки распространенному мнению в электроэнергетическом секторе, одних лишь внешних систем молниезащиты — таких как молниеотводы, клетки Фарадея и молниеприемники — недостаточно для защиты электрического оборудования в зданиях от молнии и перенапряжений. Если устройства защиты от перенапряжений, называемые внутренняя молниезащита, не интегрированы с системой заземления и уравнивания потенциалов, установленные молниеотводы представляют серьезную опасность — подобно гранате с выдернутой чекой.

Помните: для защиты оборудования от молнии недостаточно использовать только молниеотводы и клетки Фарадея!

К сожалению, необходимость в защите возникает обратно пропорционально технологическому развитию. Причина заключается в том, что по мере миниатюризации электронных устройств их рабочие напряжения также снизились до значительно меньших значений. Всем известно, что в процессе перехода от вакуумных ламп к транзисторным структурам и интегральным схемам рабочие напряжения компонентов на электронных платах снизились с 3000 В до 24 В и 5 В постоянного тока. Таким образом, произошел переход к более чувствительным электронным устройствам. Поскольку уровни напряжений, возникающие при коммутациях электрической энергии (индуктивные нагрузки) или при разрядах молнии (до 200 кА), не уменьшились пропорционально этим технологическим изменениям, необходимо оснащать системы и оборудование соответствующими защитными элементами.

При отсутствии внутренних систем молниезащиты в электроустановке все электронные устройства в здании, имеющем внешнюю молниезащиту или расположенном в радиусе 2 км, находятся под угрозой из-за эффектов электромагнитной связи, возникающих при ударах молнии!

От промышленных предприятий до жилых домов, от больниц до базовых станций — везде, где используется электрическая энергия, необходимы устройства защиты от перенапряжений. Никто не хочет, чтобы домашний LED-телевизор или оборудование на заводе вышли из строя из-за перенапряжения. Чувствительные вычислительные системы, телекоммуникационная и сетевая инфраструктура, а также производственные линии должны работать без повреждений. Даже час простоя может привести к убыткам в миллионы. Поэтому системы и оборудование должны быть защищены сравнительно небольшой инвестицией. Тем не менее, ежегодно продолжают возникать многомиллионные убытки из-за перенапряжений, вызванных отсутствием превентивных мер.

Область применения систем защиты от перенапряжений охватывает защиту основной распределительной сети, чувствительное оборудование, линии передачи данных, измерительные и управляющие системы, а также защиту металлических труб с использованием искровых промежутков. Системы могут устанавливаться централизованно или распределенно.

Как возникают импульсы перенапряжения?

Причины возникновения импульсов перенапряжения включают молниевые импульсы, коммутационные импульсы, переходные колебания напряжения, гармоники и провалы напряжения. Отличительной особенностью этих импульсов является их кратковременность, что и обуславливает необходимость использования систем внутренней молниезащиты. Тот факт, что предохранители и реле реагируют только на длительные воздействия, подтверждает необходимость установки устройств внутренней молниезащиты в каждом распределительном щите, как минимум на уровне предохранителя.

Как показано на графике выше, наибольшее пиковое значение напряжения в низковольтных сетях возникает при разряде молнии. При прямом ударе молнии в внешнюю молниезащитную установку или в низковольтную воздушную линию высокое содержание энергии молнии обычно приводит к выходу из строя подключенных нагрузок и повреждению изоляции. В электропроводке зданий наведенное напряжение в силовых или информационных линиях может достигать значений, в несколько раз превышающих номинальное рабочее напряжение.

Перенапряжения, вызванные коммутационными процессами, не достигают таких высоких значений, как при молниевом разряде, но возникают очень часто и могут приводить к отказам оборудования. Коммутационные перенапряжения могут превышать рабочее напряжение в два-три раза, тогда как молниевое напряжение может достигать двадцатикратного значения номинального напряжения и переносить огромную энергию. Отказы часто проявляются позже, поскольку электронные компоненты со временем деградируют из-за повторяющихся переходных перенапряжений.

Переходные колебания напряжения — это напряжения, возникающие в микро­секундном диапазоне, но способные достигать очень высоких амплитуд по сравнению с номинальным напряжением!

Как указано в первом абзаце, проектирование систем защиты от молнии и перенапряжений должно выполняться в соответствии со стандартами и инженерными техническими требованиями. В этой статье я постарался подчеркнуть необходимость применения внутренней молниезащиты; принцип работы системы можно увидеть на графике ниже. Для проектирования и реализации системы вы всегда можете получить поддержку от команды инженеров-экспертов RAYCAP, поскольку выбор системы так же важен, как и ее правильное внедрение.