Utilización de generadores de sobrevoltaje y equipos de prueba para la protección de sistemas eléctricos

Los rayos son un desastre natural grave que puede poner en grave peligro el funcionamiento normal de los equipos de comunicación, los sistemas de redes informáticas y los sistemas de energía, causando pérdidas económicas directas e indirectas a las empresas. Por ejemplo, los edificios se dañan, los equipos importantes se dañan gravemente y la seguridad del personal está en peligro. El daño del equipo, la interrupción de la red de comunicación y la pérdida de información importante afectarán la producción y el trabajo normales, causando un gran impacto en la producción y la vida. Entonces Lightning Generador de sobretensiones es de gran importancia en nuestra vida.

1. Principios para el cableado y la configuración del generador de sobretensiones
Generadores de sobretensiones, también conocidos como protectores contra sobretensiones, equipo de prueba de sobretensiones, o protectores de protección contra rayos, abreviados como “SPD”, tienen un principio básico. En el momento de ocurrencia de sobrevoltaje transitorio (onda de rayo) (nivel de milisegundos o nanosegundos), todos los objetos protegidos (equipos, líneas, etc.) en el área protegida deben estar conectados al sistema isopotencial. Por lo tanto, la amplitud de la sobretensión transitoria en el circuito puede limitarse dentro del rango de soporte del equipo. Este circuito incluye la línea activa del sistema de suministro de energía y la línea de transmisión de señal. Los componentes SPD se dividen en tipo de interruptor de voltaje y tipo de límite de voltaje. El tipo de interruptor de voltaje SPD, como el espacio de chispa, el tubo de descarga de gas y el circuito del tiristor, tienen una alta impedancia cuando no hay picos, pero su impedancia cambia a un valor bajo durante la respuesta del pico de voltaje; El SPD de tipo límite de voltaje, como el varistor, el diodo de supresión, tiene una alta impedancia cuando no hay sobretensiones, pero su impedancia se reducirá gradualmente con el aumento de la sobretensión y la corriente. Varios tipos de SPD usan las características de cada componente para formar un SPD híbrido con interruptor de voltaje, límite de voltaje o ambas características.

2. La importancia de seleccionar el SPD de potencia correcto para un Generador de sobretensiones
Para la protección de la intrusión de ondas de rayos en el sistema general de distribución de energía de bajo voltaje, de acuerdo con la importancia del objeto protegido, se deben instalar 1-2 niveles de SPND. Para la protección de la intrusión de ondas de rayos en el sistema de distribución de energía de bajo voltaje del sistema de información, el riesgo de caída de rayos debe evaluarse exhaustivamente de acuerdo con los factores ambientales del sistema de información, la importancia del equipo del sistema de información y la gravedad después de la caída de rayos. La protección de la onda de sobretensión transitoria del rayo en los sistemas de información se divide en a, b, c y d cuatro niveles:
a. El nivel debe instalar SPD de 3-4 niveles en el sistema de bajo voltaje;
b. El nivel debe instalar SPD de 2-3 niveles en el sistema de bajo voltaje;
C. El nivel debe instalar SPD de 2 niveles en el sistema de bajo voltaje;
d. El nivel debe instalar un SPD de 1 nivel o superior en el sistema de bajo voltaje.

El primer nivel debe instalarse frente a la caja de distribución de la línea de entrada principal, el segundo nivel debe instalarse frente a la caja de distribución, el tercer nivel debe instalarse frente al sistema de distribución de equipos importantes y el cuarto nivel debe instalarse frente a la caja de distribución. debe instalarse frente a la fuente de alimentación de trabajo del equipo electrónico. Dado que el primer rayo es una onda de corriente de 10/350 μs, el SPD de primer nivel debe elegir un SPD de interruptor de voltaje (Generador de sobretensión) con onda de prueba de 10/350 μs, y el SPD de nivel 2 y superior puede elegir el SPD de límite de voltaje o el SPD híbrido con onda de prueba de 8/20 μs.

3. Número y entorno de Generador de sobretensión SPD
En los sistemas TN-CS y TN-C, hay cables de fase y cables PEN en el circuito de entrada de alimentación, y los cables PEN deben conectarse a la barra colectora de puesta a tierra con el mismo nivel potencial, por lo que no se debe instalar SPD en estos dos. sistemas En los sistemas TN-S y TT, los cables N no están conectados a tierra en la entrada y el SPD debe instalarse en los cables N de la misma manera que los cables de fase.

Cabe señalar que el sistema de puesta a tierra de las redes de 10 kv de algunas ciudades de China ha comenzado a adoptar un sistema de puesta a tierra con poca resistencia. La corriente de falla a tierra de esta red no es la corriente capacitiva de 10-20 amperios, sino cientos o miles de amperios de gran corriente de falla a tierra. Debido al hecho de que las subestaciones en la distribución de 10kv de China no tienen puesta a tierra de protección del exterior del equipo y puesta a tierra del sistema de 220/380v N-sistemas separados como subestación extranjera, la gran corriente de falla a tierra anterior causará un voltaje de falla de 1-2 kv en el La resistencia de puesta a tierra de la subestación y el tiempo de duración de la tensión de falla serán la suma del tiempo de acción de los relés de cortocircuito de puesta a tierra de 10 kv y los disyuntores, aproximadamente de 0.5 s a 1 s. Este sobrevoltaje transitorio en el suelo traerá peligro de descarga eléctrica dentro de los sistemas TN y puede provocar accidentes de cortocircuito eléctrico dentro de los años. equipo de prueba de sobretensiones y líneas en los sistemas TT. También puede quemar SPD en dispositivos de protección contra sobretensiones, causando un cortocircuito a tierra persistente, ya que la capacidad de calor de SPD solo puede soportar sobretensiones transitorias en μs, pero no sobrevoltaje transitorio y corriente en ms. Por lo tanto, para los sistemas TT alimentados por sistemas de puesta a tierra de red de 10 kv, la configuración de la protección contra sobretensiones no debe realizarse de la manera habitual, sino que debe realizarse conectando el cable de fase a través del SPD al cable N, que está conectado al tierra a través de chispas. Al ajustar el voltaje de descarga del espacio de chispa a 3kv-3.5kv, puede evitar los accidentes causados ​​por fallas de conexión a tierra de la red de 10kv, que pueden quemar el SPD debido a una sobretensión transitoria en el suelo.

4.Medidas cautelares para generador de sobretensión
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) pueden dañarse por la caída de un rayo, o su vida útil puede agotarse debido a su uso a largo plazo y al aumento de la corriente de fuga. Cuando la corriente de fuga aumenta a un cierto valor, el diodo emisor de luz que se encuentra encima ya no se encenderá, o de otra manera mostrará su falla, y se debe reemplazar un repuesto a tiempo. Si el reemplazo no es oportuno, el SPD se dañará por completo y un cortocircuito en la línea de fase se convertirá en una falla a tierra. Al igual que otras fallas a tierra, puede causar sobrecorriente en la línea. Algunos productos SPD están equipados con disyuntores de sobrecorriente. Si el producto no tiene este componente, la línea debe estar provista de dispositivos de protección contra sobrecorriente (fusibles, disyuntores). Se puede instalar en la línea de conexión del SPD o se puede usar el dispositivo de protección contra sobrecorriente en la línea de alimentación. Esta última forma es más económica, pero provocará el corte de la línea eléctrica debido a la falla del SPD, y esta forma no es adecuada para la línea eléctrica con carga importante.

Si el SPD está protegiendo un dispositivo antielectrocución Clase I (dispositivo con carcasa metálica y línea PE), la falla del SPD puede causar accidentes por electrochoque cuando se genera la corriente de falla a tierra Id en la línea PEN y la línea PE1. Esta caída de voltaje se transmite a lo largo de la línea PE2 a la cubierta exterior del equipo de prueba de sobretensiones. Si uf es mayor que el límite de voltaje seguro (50 V para lugares secos y 25 V para lugares húmedos), existe la posibilidad de un accidente por electrochoque. Por lo tanto, se debe instalar un RCD protector contra fugas en el lado de alimentación del SPD, como se muestra en la línea discontinua de la figura, para evitar accidentes por electrochoque. Cuando se instala un SPD de chispa de gran capacidad en la línea eléctrica, puede expulsar gas caliente libre cuando libera la sobrecorriente, que es fácil de causar una explosión o un incendio. Dichos SPD no deben instalarse en lugares con riesgo de explosión o de incendio y deben mantenerse alejados de combustibles.

Con el creciente número de proyectos de comunidades inteligentes, es esencial tomar medidas para prevenir desastres en edificios causados ​​por rayos. Los protectores contra sobretensiones están ganando cada vez más atención debido a sus funciones protectoras únicas.

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