การป้องกันไฟกระชาก: แนวป้องกันที่สำคัญเพื่อความปลอดภัยทางไฟฟ้า

การแนะนำ

ในระบบไฟฟ้าที่ทันสมัยการป้องกันไฟกระชากได้กลายเป็นมาตรการความปลอดภัยที่ขาดไม่ได้ ไม่ว่าจะเป็นแหล่งจ่ายไฟที่อยู่อาศัยการผลิตอุตสาหกรรมหรือระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าทันทีสามารถนำไปสู่ผลกระทบที่รุนแรง บทความนี้แนะนำหลักการแอปพลิเคชันและเกณฑ์การคัดเลือกของการป้องกันไฟกระชากเพื่อช่วยให้ผู้อ่านได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเทคโนโลยีความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่สำคัญนี้

1. ทำไมเราต้องป้องกันไฟกระชาก?

1.1 อันตรายจากการเพิ่มขึ้น

A การเพิ่มขึ้น(หรือไฟกระชากไฟฟ้า) หมายถึงความผันผวนอย่างฉับพลันและรุนแรงของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าโดยทั่วไปจะยั่งยืนจากไมโครวินาทีถึงมิลลิวินาทีโดยมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึงหลายพันโวลต์ แรงดันไฟฟ้าชั่วคราวเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจาก:

ฟ้าผ่า: สายฟ้าโดยตรงหรือเหนี่ยวนำ

ความผันผวนของกริด: การสลับระบบไฟฟ้า, ความผิดพลาดลัดวงจร

การดำเนินงานอุปกรณ์: สตาร์ทอัพ/ปิดเครื่องมอเตอร์ขนาดใหญ่การสลับหม้อแปลง

1.2 ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น

ระบบไฟฟ้าที่ไม่มีการป้องกันเผชิญกับความเสี่ยงหลายประการ:

ความเสียหายของอุปกรณ์: การสลายส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ความล้มเหลวของฉนวน

การสูญเสียข้อมูล: เซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลล้มเหลว

การหยุดชะงักการผลิต: ระบบควบคุมอุตสาหกรรมล้มเหลว

อันตรายจากไฟไหม้: อาร์คที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าและการลัดวงจร

1.3 ความสูญเสียทางเศรษฐกิจ

สถิติบ่งชี้ว่าประมาณ 30% ของกรณีความเสียหายของอุปกรณ์ไฟฟ้านั้นเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจต่อปีเป็นพันล้านดอลลาร์ การป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสมสามารถลดความเสี่ยงเหล่านี้ได้อย่างมีนัยสำคัญ

2. ควรติดตั้งการป้องกันไฟกระชากที่ไหน?

2.1 สถานที่ป้องกันที่สำคัญ

กลยุทธ์การป้องกันไฟกระชากที่แข็งแกร่งนั้นใช้วิธีการที่เป็นชั้น ๆ :

การป้องกันหลัก (ประเภท 1)

สถานที่: ทางเข้าแผงการกระจายหลัก

ฟังก์ชั่น: ป้องกันการนัดหยุดงานสายฟ้าผ่าโดยตรงและการกระชากที่สำคัญ

พารามิเตอร์ทั่วไป: IMAX ≥ 50ka

การป้องกันทุติยภูมิ (ประเภท 2)

สถานที่: แผงกระจายย่อย

ฟังก์ชั่น: จำกัด แรงดันตกค้างและให้การป้องกันเพิ่มเติม

พารามิเตอร์ทั่วไป: IMAX ≥ 20ka

การป้องกันระดับอุดมศึกษา (ประเภท 3)

สถานที่: อุปกรณ์ด้านหน้า

ฟังก์ชั่น: ให้การป้องกันที่แม่นยำสำหรับอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน

พารามิเตอร์ทั่วไป: IMAX ≥ 5KA

2.2 แอปพลิเคชันพิเศษ

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์: จำเป็นสำหรับทั้ง DC (โมดูลไปยังอินเวอร์เตอร์) และด้าน AC (อินเวอร์เตอร์ไปยังกริด)

ศูนย์ข้อมูล: ชั้นวางเซิร์ฟเวอร์อุปกรณ์เครือข่ายส่วนหน้า

การควบคุมอุตสาหกรรม: อุปกรณ์ที่สำคัญเช่น PLCs และตัวแปลงความถี่

3. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) คืออะไร?

3.1 แนวคิดพื้นฐาน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวและเบี่ยงเบนกระแสไฟกระชาก ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่สำคัญ ได้แก่ :

แรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุด (UC)

กระแสปล่อยเล็กน้อย (ใน)

กระแสการปล่อยสูงสุด (IMAX)

ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (ขึ้น)

3.2 ประเภทหลัก

เป้าหมายการป้องกันประเภทเวลาตอบสนองแอปพลิเคชันทั่วไป

Type 1 Direct Lightning Intlets ≤100ns

แผงการกระจายสายฟ้าชนิดที่ 2 เหนี่ยวนำให้เกิด≤25ns

Type 3 Furges Furges Device Terminals ≤1ns

3.3 คุณสมบัติเพิ่มเติม

ทันสมัยSPDSมักจะรวมถึง:

ตัวบ่งชี้ความล้มเหลว (เครื่องจักรกลหรืออิเล็กทรอนิกส์)

อินเทอร์เฟซการตรวจสอบระยะไกล

การป้องกันการตัดความร้อน

4. การป้องกันไฟกระชากทำงานอย่างไร?

4.1 หลักการปฏิบัติการขั้นพื้นฐาน

SPDS ปกป้องระบบผ่านกลไกต่อไปนี้:

สถานะการตรวจสอบ: รักษาความต้านทานสูงในระหว่างการทำงานปกติ

การนำไฟฟ้าทริกเกอร์: เปลี่ยนเป็นอิมพีแดนซ์ต่ำอย่างรวดเร็วเมื่อตรวจจับแรงดันไฟฟ้าเกิน

การเบี่ยงเบนพลังงาน: ช่องทางไหลเข้าสู่ระบบการต่อสายดิน

การกู้คืน: จะกลับสู่สถานะที่มีความต้านทานสูงโดยอัตโนมัติหลังจากเกิดขึ้น

4.2 องค์ประกอบทางเทคนิคหลัก

Metal ออกไซด์ Varistor (MOV)

วัสดุ: เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้สังกะสีออกไซด์

ลักษณะ: ตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้นที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า

ข้อดี: การตอบสนองที่รวดเร็วความสามารถในการจัดการปัจจุบันสูง

ท่อปล่อยก๊าซ (GDT)

โครงสร้าง: ห้องที่เต็มไปด้วยก๊าซปิดผนึก

ลักษณะ: ฉนวนกันความร้อนสูงความสามารถในการเบี่ยงเบนที่แข็งแกร่ง

แอปพลิเคชัน: การป้องกันเบื้องต้นพลังงานสูง

ไดโอดการปราบปรามแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS)

คุณสมบัติ: การตอบสนองเร็วเป็นพิเศษ (ระดับ Picosecond)

แอปพลิเคชัน: การป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำ

4.3 การป้องกันการประสานงานหลายระดับ

ระบบป้องกันสามชั้นทั่วไป:

การป้องกันเบื้องต้น: เบี่ยงเบนพลังงานส่วนใหญ่ (GDT)

การป้องกันทุติยภูมิ: จำกัด แรงดันตกค้างเพิ่มเติม (MOV)

การป้องกันระดับอุดมศึกษา: การป้องกันความแม่นยำ (TVS)

5. แนวทางการเลือกและการบำรุงรักษา

5.1 เกณฑ์การเลือก

ความเข้ากันได้ของระบบ:

คะแนนแรงดันไฟฟ้า (UC ≥ 1.15 ×ระบบแรงดันไฟฟ้า)

กำลังการผลิตปัจจุบัน (ในปัจจุบันที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในปัจจุบัน)

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ:

ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (ต่ำกว่าดีกว่า)

เวลาตอบสนอง (เร็วกว่าดีกว่า)

มาตรฐานการรับรอง:

IEC 61643

ul 1449

5.2 บันทึกการติดตั้ง

ลดความยาวลวดเชื่อมต่อให้น้อยที่สุด

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการต่อสายดินที่เชื่อถือได้ (ความต้านทานพื้นดิน≤10Ω)

หลีกเลี่ยงการผสมประเภท SPD ที่แตกต่างกัน

5.3 คำแนะนำการบำรุงรักษา

การตรวจสอบปกติ (อย่างน้อยทุกปี)

ตรวจสอบตัวชี้วัดความล้มเหลว

สถานะเอกสารหลังจากเหตุการณ์ฟ้าผ่า

บทสรุป

การป้องกันไฟกระชากเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของระบบความปลอดภัยทางไฟฟ้า โดยการทำความเข้าใจหลักการของมันการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมและสร้างความมั่นใจว่าการติดตั้งที่เหมาะสมอันตรายทางไฟฟ้าสามารถป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพปกป้องทั้งบุคลากรและอุปกรณ์ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกำลังพัฒนาไปสู่การแก้ปัญหาที่ชาญฉลาดและน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น ที่ CNLONQCOM เรามุ่งมั่นที่จะพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องพัฒนาตัวป้องกันคลื่นขั้นสูงและครอบคลุมมากขึ้นเพื่อให้การป้องกันที่เหนือกว่าสำหรับระบบไฟฟ้าทุกประเภท