В современных электрических системах защита от перенапряжения является важнейшим элементом обеспечения безопасной и стабильной работы оборудования. Однако такие термины, как СПД (защита от перенапряжения), ограничитель перенапряжения и ограничитель перенапряжения часто используются в промышленности как взаимозаменяемые, что приводит к неправильному выбору и применению.
В этой статье будут систематически прояснены основные различия между этими тремя технологиями, чтобы помочь вам получить четкое представление о концепциях защиты и построить эффективную “линию защиты”.”
Хотя все три имеют одну и ту же цель — передавать или поглощать импульсную энергию, — их конструкции, стандарты и сценарии применения фундаментально различаются.
Ограничитель перенапряжения: в основном используется в энергосистемах среднего и высокого напряжения (таких как линии электропередачи и распределения, а также подстанции). Его основная цель — защитить изоляцию линий и оборудования энергосистемы, предотвращая сбои системы, вызванные внешними перенапряжениями, возникающими в результате прямых ударов молнии или напряжения, вызванного молнией. Он действует как “предохранительный клапан” для энергосистемы.
Устройство защиты от перенапряжения (SPD): это стандартный термин, используемый в низковольтных электрических и электронных системах. Его основная цель — защитить электроустановки и чувствительное электронное оборудование внутри зданий от повреждений, вызванных переходными перенапряжениями, возникающими в результате электромагнитных импульсов молнии или коммутационных операций. Он действует как “буфер” между оборудованием и скачками напряжения.
Ограничитель перенапряжений (SPS): обычно относится к низковольтным подключаемым продуктам потребительского класса. Его функция аналогична УЗИП, но он обычно имеет более низкий уровень защиты и возможности. Его основная цель — обеспечить удобную базовую защиту электрооборудования конечного пользователя.
Ограничители перенапряжения: рассчитаны на уровни напряжения от среднего до высокого, обычно выше 1 кВ и могут достигать сотен кВ.
Прерыватель перенапряжения (SPD) и ограничитель перенапряжения: работают с низкими уровнями напряжения, обычно 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока и ниже. В эту категорию попадают широко используемые системы 220/380 В.
Сетевые фильтры: защищают электрическую инфраструктуру, такую как трансформаторы, автоматические выключатели и изоляцию линий электропередачи.
SPD: Защитите общие электрические системы и критически важное оборудование внутри зданий, такое как распределительные шкафы, серверы центров обработки данных и промышленные системы управления.
Ограничители перенапряжения: защищают определенные конечные устройства, такие как персональные компьютеры, телевизоры и бытовая техника.
Устройства импульсного разряда (SPD): Чрезвычайно высокий. Предназначен для отвода крупномасштабной энергии тока молнии от прямых ударов молнии или наведенной вблизи них.
СПД: от высокого до среднего и градация. В зависимости от места установки они варьируются от сотен килоампер (класс I) на главном распределительном конце до тысяч килоампер (класс III) на входной стороне оборудования, образуя скоординированную систему защиты.
Ограничители перенапряжений: Нижние. Разрядная способность обычно ниже 10 кА (форма сигнала 8/20 мкс), что подходит для работы с остаточной энергией перенапряжения и локализованными помехами.
Ограничители перенапряжения: устанавливаются в точке входа или критическом узле энергосистемы, например, на опорах электропередачи, на стороне отходящей линии подстанций и на стороне высокого напряжения распределительных трансформаторов 10 кВ.
SPD: устанавливается поэтапно на разных уровнях системы распределения электроэнергии низкого напряжения в соответствии с концепцией молниезащитной зоны (LPZ): например, в главной распределительной коробке здания (граница LPZ 0-1), напольных распределительных коробках (граница LPZ 1-2) и передней части шкафов оборудования (граница LPZ 2-3).
Ограничители перенапряжения: устанавливаются в самой удаленной точке использования, т. е. в розетке или в качестве встроенной функции удлинителя.
Ограничители перенапряжения: соответствуют энергетическим стандартам, таким как серии IEC 60099 и GB 11032 (металлооксидные разрядники переменного тока без зазоров).
SPD: Соответствует международным/национальным стандартам для устройств защиты от перенапряжения низкого напряжения, таким как серия IEC 61643 и GB/T 18802.1. Эти стандарты четко определяют испытания и классификации классов I, II и III.
Ограничители перенапряжения: обычно соответствуют стандартам безопасности и производительности продукции, таким как UL 1449 (США) и EN 61643-11, но направленность оценки отличается от оценки УЗИП системного уровня.
Ограничители перенапряжения: Системы передачи и преобразования электроэнергии, электростанции, новые энергетические подстанции, промышленное распределение электроэнергии высокого напряжения.
СПД: Коммерческие здания, дата-центры, заводы, базовые станции связи, умные здания, медицинские учреждения.
Ограничители перенапряжения: Дома, офисы, небольшие магазины, аудиовизуальные системы.
Всю систему защиты электропотребления можно представить как линию береговой обороны:
Ограничители перенапряжения подобны глубоководным волноломам, противостоящим самым разрушительным гигантским волнам (прямым ударам молнии/перенапряжениям в системе).
УЗИП (класс I/II/III) подобны многослойным дамбам, дамбам и дренажным воротам, постепенно ослабляющим энергию волн по мере того, как они проникают вглубь суши (вызванные молнией волны/переключающиеся волны).
Ограничители перенапряжений подобны уплотнительным лентам на дверях и окнах зданий и отвечают за блокирование любых оставшихся следов влаги (остаточных переходных перенапряжений и помех).
Эти три компонента различаются по своей конструкции, сценариям применения и техническим стандартам, но в комплексной системе защиты они могут работать вместе, чтобы создать комплексную защиту от входа электросети до уровня чипа.
Чем короче время реакции, тем лучше
Заблуждение: время отклика наносекундного уровня является основным показателем качества защиты.
Пояснение: время ответа важно, но не единственный показатель. Ограничение напряжения (Up) более важно, поскольку оно определяет пиковое напряжение, в конечном итоге подаваемое на устройство. Продукт с немного более медленным откликом, но с меньшим значением Up, может обеспечить лучшую защиту. Современные УЗИП на основе MOV (варистора) уже имеют время отклика наносекундного уровня, причем разница между ними небольшая.
Ограничители перенапряжения обеспечивают более надежную защиту, чем УЗИП
Заблуждение: поскольку ограничители перенапряжения (ОПН) обычно используются в высоковольтных системах, они превосходят низковольтные УЗИП во всех аспектах.
Пояснение: у этих двух систем разные сценарии применения, и их нельзя сравнивать напрямую. УЗИП спроектированы так, чтобы выдерживать чрезвычайно высокую энергию прямого удара молнии, однако их остаточное напряжение (уровень защиты) может оказаться слишком высоким для чувствительного электронного оборудования. Низковольтные УЗИП специально разработаны для ограничения перенапряжения до безопасного уровня для оборудования; они дополняют друг друга, а не заменяют друг друга.
Многоуровневая защита SPD, просто устанавливается последовательно
Заблуждение: последовательное подключение нескольких УЗИП автоматически обеспечивает координацию энергопотребления.
Пояснение: простое последовательное соединение может привести к выходу из строя входного УЗИП, в результате чего на выходной УЗИП будет приходиться вся энергия, что приведет к повреждению. Надлежащая многоступенчатая защита требует координации энергии и конструкции развязки (обычно с использованием линейных индукторов или специальных развязывающих устройств), чтобы гарантировать, что каждая ступень инициирует разряд энергии в заданной последовательности.
Установка “ограничителя перенапряжения” означает, что все в порядке
Заблуждение: подключите сетевой фильтр, и все устройства будут полностью защищены.
Пояснение: такие устройства обеспечивают только самый базовый уровень защиты и имеют ограниченную способность рассеивания энергии. В случае сильных скачков энергии, поступающих из линии электропередачи (например, ударов молнии, передаваемых через распределительную систему), первичный и вторичный разряд должен выполняться с использованием устройств защиты от перенапряжения класса I/II, установленных в распределительной коробке. Без защиты на входе блокировщик клемм очень восприимчив к повреждениям.
“Устройство грозозащиты” = ”Устройство защиты от перенапряжения” ?
Заблуждение: эти два понятия полностью эквивалентны.
Пояснение: они часто используются как взаимозаменяемые в разговорном и нестандартном контексте. Однако, строго говоря:
Устройство защиты от перенапряжения: может относиться к оборудованию, используемому для защиты от прямых ударов молнии или их больших шунтов (например, молниеотводы, токоотводы, системы заземления и УЗИП, соответствующие требованиям испытаний класса I).
Устройство защиты от перенапряжения (SPD): более широкий термин, охватывающий все защитное оборудование от наведенных грозовых перенапряжений и коммутационных перенапряжений.
Вывод: все устройства защиты от перенапряжения, используемые во внутренних системах, относятся к типу УЗИП, но не все УЗИП подходят для работы с прямыми токами молнии (только класс I).
СПД против ограничителя перенапряжения
Ключевым моментом является уровень напряжения приложения и защищаемый объект. Ограничители перенапряжения используются для защиты изоляции линий в энергосистемах среднего и высокого напряжения; УЗИП используются для защиты терминального оборудования в системах распределения и потребления электроэнергии низкого напряжения.
Ограничитель перенапряжения против сетевого фильтра
В этом разница между высоковольтным и низковольтным системным оборудованием. На входе со стороны низкого напряжения УЗИП, соответствующие стандартам испытаний класса I, иногда также называют “Ограничителями перенапряжения”, но это должно основываться на стандартной терминологии.
Ограничитель перенапряжения против ограничителя перенапряжения
В этом разница между защитой на уровне системы и защитой на уровне устройства. Первый имеет очень большую мощность и устанавливается на входе в систему; последний имеет небольшую емкость и подключается непосредственно в розетку.
Какой класс УЗИП используется для ограничителя перенапряжения
С точки зрения функционального позиционирования ограничитель перенапряжения энергосистемы соответствует изделиям класса I в категории низковольтных УЗИП (которые должны выдерживать испытание током молнии 10/350 мкс).
Какой уровень защиты выше: УЗИП или ограничитель перенапряжения?
Этот вопрос неточен. Они принадлежат разным системным уровням. По абсолютной выделяемой энергии высоковольтные устройства защиты от перенапряжения (УЗП) имеют более высокие показатели. Однако с точки зрения возможности ограничения перенапряжений до безопасного для оборудования уровня низковольтные УЗИП (особенно классов II и III) более сложны по конструкции.
Можем ли мы провести прямое сравнение на основе их способности высвобождать энергию?
Нет. Разрядная емкость (например, Imax) имеет значение только при сравнении с использованием одного и того же стандарта формы сигнала (например, 8/20 мкс или 10/350 мкс). Формы испытательных сигналов для высоковольтных ограничителей перенапряжения и низковольтных УЗИП класса I могут отличаться от стандартов, что делает прямое числовое сравнение бессмысленным. Выбор должен основываться на стандартах и требованиях к уровню защиты системы, в которой он используется.
Понимание различий между УЗИП, ограничителями перенапряжения и ограничителями перенапряжения имеет основополагающее значение для построения эффективной системы защиты от перенапряжений. УЗИП являются “тяжелой линией защиты” энергосистем, УЗИП образуют “основную многоуровневую систему защиты” электрических систем зданий, а ограничители перенапряжений действуют как “плотные телохранители” для оборудования конечного пользователя.
Успешная защита зависит не от мощности отдельного устройства, а от правильной координации энергии на основе концепции молниезащитной зоны (LPZ), образующей бесшовную цепочку защиты от точки входа в оборудование.
Для получения точных решений по защите от перенапряжений для вашего дома, центра обработки данных или промышленного объекта рекомендуется проконсультироваться с квалифицированным инженером-электриком или профессиональной компанией по защите от перенапряжений. Защитите свои инвестиции, начиная с правильного понимания. Давайте работать вместе, чтобы превратить непредсказуемые риски скачков напряжения в управляемую безопасность.
Оптимизировано Серафинит - Акселератор
