การใช้เครื่องกำเนิดไฟกระชากและอุปกรณ์ทดสอบการป้องกันระบบไฟฟ้า

ฟ้าผ่าเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ร้ายแรง ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อการทำงานตามปกติของอุปกรณ์สื่อสาร ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ และระบบไฟฟ้า ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจทั้งทางตรงและทางอ้อมแก่องค์กรต่างๆ ตัวอย่างเช่น อาคารเสียหาย อุปกรณ์สำคัญเสียหายอย่างหนัก และความปลอดภัยของบุคลากรตกอยู่ในอันตราย ความเสียหายของอุปกรณ์ การหยุดชะงักของเครือข่ายการสื่อสาร และการสูญหายของข้อมูลสำคัญจะส่งผลกระทบต่อการผลิตและการทำงานตามปกติ ทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตและชีวิต จากนั้นฟ้าผ่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก มีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของเรา

1. หลักการเดินสายไฟและการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟกระชาก
เครื่องกำเนิดไฟกระชากหรือที่เรียกว่าตัวป้องกันแรงดันไฟเกิน อุปกรณ์ทดสอบไฟกระชากหรืออุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเรียกโดยย่อว่า “สพป” มีหลักการพื้นฐาน ในช่วงเวลาที่เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ (คลื่นฟ้าผ่า) (ระดับมิลลิวินาทีหรือนาโนวินาที) วัตถุที่ได้รับการป้องกันทั้งหมด (อุปกรณ์ เส้น ฯลฯ) ในพื้นที่ป้องกันจะต้องเชื่อมต่อกับระบบไอโซโพเทนเชียล ดังนั้น แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวในวงจรสามารถถูกจำกัดให้อยู่ภายในช่วงของตลับลูกปืนอุปกรณ์ วงจรนี้รวมถึงสายที่ใช้งานของระบบจ่ายไฟและสายส่งสัญญาณ ส่วนประกอบ SPD แบ่งออกเป็นประเภทสวิตช์แรงดันและประเภทจำกัดแรงดัน สวิตช์แรงดันไฟฟ้าประเภท SPD เช่น ช่องว่างของประกายไฟ ท่อปล่อยก๊าซ และวงจรไทริสเตอร์ มีอิมพีแดนซ์สูงเมื่อไม่มีไฟกระชาก แต่อิมพีแดนซ์จะเปลี่ยนเป็นค่าต่ำระหว่างการตอบสนองของไฟกระชาก SPD ประเภทจำกัดแรงดัน เช่น วาริสเตอร์ ไดโอดปราบปราม มีอิมพีแดนซ์สูงเมื่อไม่มีไฟกระชาก แต่อิมพีแดนซ์ของพวกมันจะค่อยๆ ลดลงตามการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟกระชากและแรงดัน SPD ประเภทต่างๆ ใช้คุณลักษณะของแต่ละส่วนประกอบเพื่อสร้าง SPD ไฮบริดที่มีสวิตช์แรงดันไฟฟ้า ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า หรือทั้งสองคุณลักษณะ

เครื่องกำเนิดไฟกระชาก SG61000 5 AL7

2. ความสำคัญของการเลือก Power SPD ที่ถูกต้องสำหรับ a เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก
เพื่อป้องกันคลื่นฟ้าผ่าล่วงล้ำเข้ามาในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงต่ำทั่วไป ตามความสำคัญของวัตถุป้องกัน ควรติดตั้ง SPND 1-2 ระดับ เพื่อป้องกันคลื่นฟ้าผ่าบุกรุกเข้าระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงต่ำของระบบสารสนเทศ ควรประเมินความเสี่ยงจากฟ้าผ่าอย่างครอบคลุมตามปัจจัยแวดล้อมของระบบสารสนเทศ ความสำคัญของอุปกรณ์ระบบสารสนเทศ และความรุนแรงหลังฟ้าผ่า การป้องกันคลื่นไฟฟ้าแรงเกินชั่วคราวของฟ้าผ่าในระบบสารสนเทศแบ่งออกเป็นสี่ระดับ a, b, c และ d:
ก. ระดับควรติดตั้ง SPD ระดับ 3-4 ในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ
ข. ระดับ ควรติดตั้ง SPD ระดับ 2-3 ในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ
ค. ระดับควรติดตั้ง SPD 2 ระดับในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ
ง. ระดับควรติดตั้ง SPD 1 ระดับขึ้นไปในระบบไฟฟ้าแรงต่ำ

ระดับที่ 10 ควรติดตั้งที่หน้ากล่องกระจายของสายเข้าหลัก ระดับที่ 350 ควรติดตั้งที่ด้านหน้าของกล่องกระจาย ระดับที่ XNUMX ควรติดตั้งที่ด้านหน้าระบบจำหน่ายของอุปกรณ์ที่สำคัญ และระดับที่ XNUMX ควรติดตั้งไว้ด้านหน้าแหล่งจ่ายไฟทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากสายฟ้าฟาดครั้งแรกเป็นคลื่นกระแส XNUMX/XNUMXμs SPD ระดับแรกจึงควรเลือก SPD สวิตช์แรงดันไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟกระชาก) ด้วยคลื่นทดสอบ 10/350μs และ SPD ระดับ 2 ขึ้นไปสามารถเลือกขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า SPD หรือ SPD ไฮบริดที่มีคลื่นทดสอบ 8/20μs

3. จำนวนและการตั้งค่าของ เครื่องกำเนิดไฟกระชาก เมจิ
ในระบบ TN-CS และ TN-C มีสายเฟสและสาย PEN ในวงจรไฟเข้า และสาย PEN จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับบัสบาร์สายดินที่มีระดับศักยภาพเท่ากัน ดังนั้นไม่ควรติดตั้ง SPD บนทั้งสองสายนี้ ระบบ ในระบบ TN-S และ TT สาย N ไม่ได้ต่อสายดินที่ทางเข้า และควรติดตั้ง SPD บนสาย N ในลักษณะเดียวกับสายเฟส

ควรสังเกตว่าระบบสายดินของเครือข่าย 10kv ของบางเมืองในจีนได้เริ่มใช้ระบบสายดินที่มีความต้านทานน้อย กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของเครือข่ายนี้ไม่ใช่กระแสไฟ 10-20 แอมป์ แต่เป็นกระแสไฟฟ้าลัดวงจรขนาดใหญ่หลายร้อยหรือหลายพันแอมป์ เนื่องจากสถานีย่อยในการกระจาย 10kv ของจีนไม่มีการต่อสายดินภายนอกของอุปกรณ์และระบบสายดินของระบบ 220/380v N ที่แยกจากกันเป็นสถานีย่อยต่างประเทศ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรขนาดใหญ่ข้างต้นจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าผิดพลาด 1-2kv บน ความต้านทานต่อสายดินของสถานีย่อย และระยะเวลาที่คงอยู่ของแรงดันไฟผิดพลาดจะต้องเป็นผลรวมของเวลาการทำงานของรีเลย์ไฟฟ้าลัดวงจรและเบรกเกอร์วงจร 10kv ที่ต่อสายดิน ประมาณตั้งแต่ 0.5 วินาที ถึง 1 วินาที แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวบนพื้นดินนี้จะทำให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตภายในระบบ TN และอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรในผู้สูงอายุ อุปกรณ์ทดสอบไฟกระชาก และสายในระบบ TT นอกจากนี้ยังอาจเผาไหม้ SPD ในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ทำให้เกิดการลัดวงจรของสายดินอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความจุความร้อนของ SPD สามารถทนไฟกระชากชั่วคราวได้ในหน่วย μs แต่ไม่สามารถทนต่อแรงดันเกินและกระแสไฟฟ้าชั่วคราวในหน่วย ms ดังนั้นสำหรับระบบ TT ที่ขับเคลื่อนโดยระบบกราวด์เครือข่าย 10kv การตั้งค่าการป้องกันไฟกระชากไม่ควรทำตามปกติ แต่ควรทำโดยการเชื่อมต่อสายเฟสผ่าน SPD เข้ากับสาย N ซึ่งเชื่อมต่อกับ กราวด์ผ่านช่องว่างประกายไฟ ด้วยการปรับแรงดันการปลดปล่อยช่องว่างของประกายไฟเป็น 3kv-3.5kv จะสามารถหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุที่เกิดจากความผิดพลาดในการต่อลงดินของเครือข่าย 10kv ซึ่งอาจทำให้ SPD ไหม้ได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวบนพื้นดิน

4.มาตรการป้องกันสำหรับ เครื่องกำเนิดไฟกระชาก
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) อาจได้รับความเสียหายจากฟ้าผ่า หรืออายุการใช้งานอาจหมดลงเนื่องจากการใช้งานเป็นเวลานานและกระแสไฟรั่วที่เพิ่มขึ้น เมื่อกระแสไฟรั่วเพิ่มขึ้นถึงค่าหนึ่ง ไดโอดเปล่งแสงที่อยู่ด้านบนจะไม่ติดสว่างอีกต่อไป หรือแสดงความล้มเหลวในรูปแบบอื่น และควรเปลี่ยนอะไหล่ให้ทันเวลา หากการเปลี่ยนไม่ตรงเวลา SPD จะเสียหายโดยสิ้นเชิงและการลัดวงจรในสายเฟสจะกลายเป็นความผิดปกติของกราวด์ เช่นเดียวกับความผิดพลาดของกราวด์อื่น ๆ มันอาจทำให้เกิดกระแสไฟเกินในสาย ผลิตภัณฑ์ SPD บางตัวมีเบรกเกอร์วงจรกระแสเกิน หากผลิตภัณฑ์ไม่มีส่วนประกอบนี้ ควรจัดหาอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน (ฟิวส์ เบรกเกอร์วงจร) ให้กับสาย สามารถติดตั้งบนสายเชื่อมต่อของ SPD หรือสามารถใช้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินบนสายไฟได้ วิธีหลังจะประหยัดกว่าแต่จะทำให้สายไฟฟ้าถูกตัดเนื่องจากความล้มเหลวของ SPD และวิธีนี้ไม่เหมาะกับสายไฟฟ้าที่มีภาระสำคัญ

หาก SPD กำลังปกป้องอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าดูดประเภท I (อุปกรณ์ที่มีปลอกโลหะและสาย PE) ความล้มเหลวของ SPD อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุไฟฟ้าช็อตได้ เมื่อมีการสร้าง Id กระแสไฟฟ้าขัดข้องที่สาย PEN และสาย PE1 แรงดันตกคร่อมนี้จะถูกส่งไปตามสาย PE2 ไปยังเปลือกนอกของ อุปกรณ์ทดสอบไฟกระชาก. หาก uf มากกว่าขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัย (50V สำหรับที่แห้งและ 25V สำหรับที่ชื้น) มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าช็อต ดังนั้นควรติดตั้ง RCD ป้องกันไฟรั่วที่ด้านไฟฟ้าของ SPD ตามที่แสดงในเส้นประในรูป เพื่อป้องกันอุบัติเหตุไฟฟ้าช็อต เมื่อมีการติดตั้ง SPD Gap ที่มีความจุสูงในสายไฟ อาจปล่อยก๊าซร้อนอิสระเมื่อปล่อยกระแสไฟกระชาก ซึ่งทำให้เกิดการระเบิดหรือไฟไหม้ได้ง่าย ไม่ควรติดตั้ง SPD ดังกล่าวในสถานที่ที่เสี่ยงต่อระเบิดหรือไฟไหม้ และควรเก็บให้ห่างจากสิ่งที่ติดไฟได้

ด้วยจำนวนโครงการชุมชนอัจฉริยะที่เพิ่มขึ้น จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องดำเนินมาตรการเพื่อป้องกันภัยพิบัติในอาคารที่เกิดจากฟ้าผ่า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกำลังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากฟังก์ชันการป้องกันที่ไม่เหมือนใคร