Oprema za zaštitu od munje

Oprema za zaštitu od munje koristi modernu električnu i drugu tehnologiju kako bi se spriječilo da grom udari u opremu. Oprema za zaštitu od munje može se podijeliti na moćnu zaštitu od munje, utičnicu za zaštitu napajanja, zaštitu antenskog uvlakača, signalnu zaštitu od groma, alate za ispitivanje munje, mjerenje i zaštitu gromobranskog sustava, zaštitu zemaljskog pola.

Prema teoriji zaštite područja od munja i višerazinske zaštite prema IEC (međunarodnom elektrotehničkom odboru) standardu, zaštita od munje na razini pripada prvorazrednom uređaju za zaštitu od groma, koji se može primijeniti na glavni razvodni ormar u zgrada; Klasa C pripada uređaju za zaštitu od groma druge razine koji se koristi u razvodnom ormaru potkruga zgrade; Klasa D trećerazredni je odvodnik munje, koji se nanosi na prednji kraj važne opreme za finu zaštitu.

Pregled / Oprema za zaštitu od munje

Informatičko doba danas je računalna mreža i komunikacijska oprema sve sofisticiranija, radno okruženje sve je zahtjevnije, a grmljavina i munje i trenutni prenaponi velike električne opreme sve će češće biti napajanjem, antenom, a radio signal za slanje i primanje linija opreme u unutrašnju električnu opremu i mrežnu opremu, opremu ili komponente, oštećenja, unesrećene, prijenos ili pohranu podataka o smetnjama ili gubitak, ili čak izradu elektroničke opreme za stvaranje pogrešnog rada ili pauze, privremene paralize, prijenosa podataka sustava prekida, LAN i wan. Njegova je šteta upečatljiva, neizravni gubitak više je od izravnog ekonomskog gubitka uopće. Oprema za zaštitu od munje koristi modernu električnu i drugu tehnologiju kako bi se spriječilo da grom udari u opremu.

Oprema za promjenu / zaštitu od munje

Kad ljudi znaju da je grmljavina električni fenomen, njihovo obožavanje i strah od groma postupno nestaju i počinju promatrati taj misteriozni prirodni fenomen iz znanstvene perspektive, u nadi da će koristiti ili kontrolirati djelovanje groma u korist čovječanstva. Franklin je preuzeo vodeću ulogu u tehnologiji prije više od 200 godina pokrenuo izazov za grmljavinu, izumio je gromobran koji će vjerojatno biti prvi od proizvoda za zaštitu od groma, zapravo, kad je Franklin izumio gromobran, vrh je funkcija metalnih šipki može se integrirati u pražnjenje grmljavinske oblake, smanjiti električno polje groma između oblaka i zemlje na razinu probijanja zraka, kako bi se izbjegla pojava groma, tako da gromobran mora ukazati na zahtjeve. No, kasnija istraživanja pokazala su da gromobran nije u stanju izbjeći pojavu groma, gromobran može spriječiti munju jer je uzvisina promijenila atmosfersko električno polje, stvara niz grmljavinskih oblaka uvijek do pražnjenja groma, to jest, gromobran je lakši od ostalih predmeta oko sebe da odgovori na bljesak groma, gromobran je pogođen gromom i drugim predmetima, to je princip gromobranske zaštite. Daljnje studije pokazale su da je utjecaj munje na kontakt groma gotovo povezan s njegovom visinom, ali ne i s izgledom, što znači da gromobran nije nužno šiljast. Sada se na polju tehnologije zaštite od munje, ova vrsta uređaja za zaštitu od groma naziva receptor za munju.

Oprema za zaštitu od munje

Raširena upotreba električne energije promovirala je razvoj proizvoda za zaštitu od munje. Kada visokonaponske prijenosne mreže pružaju napajanje i osvjetljenje za tisuće kućanstava, munja također uvelike ugrožava visokonaponsku opremu za prijenos i transformaciju. Visokonaponski vod postavljen je visoko, udaljenost je velika, teren je složen i lako ga je pogoditi grom. Zaštitni opseg gromobrana nije dovoljan da zaštiti tisuće kilometara dalekovoda. Stoga se linija za zaštitu od groma pojavila kao nova vrsta receptora za zaštitu od groma za zaštitu visokonaponskih vodova. Nakon što je visokonaponski vod zaštićen, električna i distribucijska oprema spojena na visokonaponski vod i dalje je oštećena prenaponskim naponom. Utvrđeno je da je to posljedica "indukcijske munje". (Induktivna munja inducirana je izravnim udarima groma u obližnjim metalnim vodičima. Induktivna munja može prodrijeti u vodič kroz dvije različite metode osjetljivosti. Prvo, elektrostatička indukcija: kada se akumulira naboj u grmljavinskoj oblaku, obližnji vodič također će inducirati na suprotnom naboju , kada grom udari, naboj u grmljavinskoj oblaku brzo se oslobađa, a statički elektricitet u vodiču koji je vezan električnim poljem grmljavinske oblake također će teći duž vodiča da pronađe kanal za oslobađanje, koji će stvarati električnu energiju u impulsu kruga . Druga je elektromagnetska indukcija: kad se grmljavinski oblak prazni, brzo mijenjajuća struja munje stvara oko sebe jako prolazno elektromagnetsko polje, koje proizvodi visoku induciranu elektromotornu silu u vodiču u blizini. Studije su pokazale da je val uzrokovan elektrostatičkom indukcijom nekoliko puta veći od prenapona uzrokovanog elektromagnetskom indukcijom . Thunderbolt inducira val na visokonaponskom vodu i širi se duž žice na kosu i na nju povezanu opremu za distribuciju električne energije. Kad je podnosivi napon ovih uređaja nizak, oštećena će biti izazvana munjom. Da bi se suzbio napon u žici, ljudi Izumljen je odvodnik linija.

Rani linijski odvodnici bili su praznine na otvorenom. Napon proboja zraka je vrlo visok, oko 500kV / m, a kad se slomi visokim naponom, ima samo nekoliko volti niskog napona. Koristeći ovu karakteristiku zraka, dizajniran je odvodnik za ranu liniju. Jedan kraj jedne žice bio je povezan s dalekovodom, jedan kraj druge žice bio je uzemljen, a drugi kraj dviju žica odvojen je određenom udaljenostom kako bi se stvorile dvije zračne praznine. Elektroda i udaljenost zazora određuju napon proboja odvodnika. Napon proboja trebao bi biti nešto veći od radnog napona dalekovoda. Kada krug radi normalno, zračni razmak je ekvivalentan prekinutom krugu i neće utjecati na normalan rad vodova. Kada se napadne prenapon, zračni jaz se prekine, prenapon se stegne na vrlo nisku razinu, a prekomjerna struja se također ispušta u zemlju kroz zračni prolaz, čime se ostvaruje zaštita odvodnika groma. Previše je nedostataka u otvorenom jazu. Na primjer, na probojni napon uvelike utječe okoliš; ispuštanje zraka oksidirat će elektrodu; nakon formiranja zračnog luka potrebno je nekoliko ciklusa izmjenične struje da se luk ugasi, što može prouzročiti kvar odvodnika groma ili kvar vodova. Cijevi za ispuštanje plina, odvodnici cijevi i odvodnici magnetskih udaraca razvijeni u budućnosti u velikoj su mjeri prevladali ove probleme, ali još uvijek se temelje na principu pražnjenja plina. Inherentni nedostaci odvodnika za pražnjenje plina su visoki naponski udarni udar; dugo odgađanje pražnjenja (mikrosekundna razina); strmi valni oblik rezidualnog napona (dV / dt je velik). Ovi nedostaci određuju da odvodnici za pražnjenje plina nisu vrlo otporni na osjetljivu električnu opremu.

Razvoj poluvodičke tehnologije pruža nam nove materijale za zaštitu od munje, poput Zener dioda. Njegove volt-amperske karakteristike u skladu su sa zahtjevima zaštite od munje na liniji, ali njegova sposobnost propuštanja struje groma je slaba pa se uobičajene cijevi regulatora ne mogu izravno koristiti. odvodnik munje. Rani poluvodič Odvodnik je odvodnik ventila izrađen od silicij-karbidnog materijala koji ima slična volt-amperska svojstva kao i Zener-ova cijev, ali ima snažnu sposobnost propuštanja struje groma. Međutim, metalni oksidni poluvodički varistor (MOV) otkriven je vrlo brzo, a njegove volt-amperske karakteristike su bolje i ima brojne prednosti poput brzog vremena odziva i velikog trenutnog kapaciteta. Stoga se odvodnici MOV linije trenutno široko koriste.

Razvojem komunikacije proizvedeno je mnoštvo gromobrana za komunikacijske vodove. Zbog ograničenja parametara prijenosa komunikacijske linije, takvi odvodnici trebaju uzeti u obzir čimbenike koji utječu na parametre prijenosa kao što su kapacitet i induktivnost. Međutim, njegovo načelo zaštite od munje u osnovi je isto kao i MOV.

Tip / Oprema za zaštitu od munje

Oprema za zaštitu od groma može se grubo podijeliti u vrste: zaštitni uređaj za zaštitu od munje, zaštitna utičnica i zaštitni vodovi antene, zaštitni odvodnici groma, alati za ispitivanje munje, uređaji za zaštitu od groma za mjerne i upravljačke sustave i zemaljski zaštitnici.

Odvodnik munje podijeljen je u tri razine: B, C i D. Prema standardu IEC (Međunarodno elektrotehničko povjerenstvo) za teoriju zonske zaštite od munje i višerazinske zaštite, zaštita od groma razreda B pripada prvoj uređaj za zaštitu od groma i može se primijeniti na glavni razdjelnik električne energije u zgradi; Gromobran se primjenjuje na razdjelni ormar grane zgrade; D-klasa je uređaj za zaštitu od munje treće razine koji se nanosi na prednji kraj važne opreme kako bi se oprema fino zaštitila.

Odvodnik munje komunikacijske linije podijeljen je na razine B, C i F prema zahtjevima IEC 61644. Osnovna razina osnovne zaštite (gruba razina zaštite), C razina (kombinirana zaštita) sveobuhvatna razina zaštite, klasa F (srednja i fina zaštita) srednja i fina razina zaštite.

Uređaji za mjerenje i kontrolu / Oprema za zaštitu od munje

Uređaji za mjerenje i upravljanje imaju širok spektar primjena, kao što su proizvodni pogoni, upravljanje zgradama, sustavi grijanja, uređaji za upozorenje itd. Prenaponi uzrokovani munjom ili iz drugih uzroka ne samo da uzrokuju štetu na upravljačkom sustavu, već uzrokuju i štetu na skupim pretvaračima i senzori. Neuspjeh kontrolnog sustava često rezultira gubitkom proizvoda i utjecajem na proizvodnju. Mjerne i upravljačke jedinice obično su osjetljivije od reakcija elektroenergetskog sustava na prenaponske prenapone. Pri odabiru i ugradnji odvodnika munje u sustav mjerenja i upravljanja moraju se uzeti u obzir sljedeći čimbenici:

1, maksimalni radni napon sustava

2, maksimalna radna struja

3, maksimalna frekvencija prijenosa podataka

4, da li dopustiti da se vrijednost otpora poveća

5, Uvozi li se žica s vanjske strane zgrade i ima li zgrada vanjski uređaj za zaštitu od munje.

Niskonaponski odvodnik napajanja / Oprema za zaštitu od munje

Analiza bivšeg odjela za poštu i telekomunikacije pokazuje da je 80% nesreća gromova komunikacijske stanice uzrokovano prodorom vala groma u dalekovod. Stoga se odvodnici izmjenične struje niskog napona razvijaju vrlo brzo, dok glavni odvodnici munje s MOV materijalima zauzimaju dominantan položaj na tržištu. Postoje mnogi proizvođači MOV odvodnika, a razlike u njihovim proizvodima uglavnom su prikazane u:

Kapacitet protoka

Kapacitet protoka je maksimalna struja groma (8 / 20μs) koju odvodnik može podnijeti. Standard Ministarstva tehničke industrije „Tehnički propisi za zaštitu od munje komunikacijskog elektroenergetskog sustava“ propisuje protok protoka gromobrana za opskrbu električnom energijom. Odvodnik prve razine veći je od 20KA. Međutim, trenutni prenaponski kapacitet odvodnika na tržištu postaje sve veći i veći. Veliki odvodnik struje nije lako oštetiti udarom groma. Povećava se broj puta kada se tolerira mala struja groma, a zaostali napon je također malo smanjen. Usvojena je suvišna paralelna tehnologija. Odvodnik također poboljšava zaštitu sposobnosti. Međutim, oštećenje odvodnika nije uvijek uzrokovano udarima groma.

Trenutno je predloženo da se za otkrivanje gromobrana koristi strujni val od 10/350 μs. Razlog je taj što standardi IEC1024 i IEC1312 koriste val od 10/350 μs kada opisuju val munje. Ova izjava nije sveobuhvatna, jer se val vala od 8 / 20μs i dalje koristi u odgovarajućem izračunu odvodnika u IEC1312, a val od 8 / 20μs koristi se i u IEC1643 “SPD” - Načelo odabira ”Koristi se kao glavna struja valni oblik za otkrivanje odvodnika (SPD). Stoga se ne može reći da je protok odvodnika s valom 8/20 μs zastario i ne može se reći da protok odvodnika s valom 8/20 μs nije u skladu s međunarodnim standardima.

Zaštitite krug

Kvar MOV odvodnika je kratko spojen i otvoren. Snažna struja groma može oštetiti odvodnik i stvoriti kvar otvorenog kruga. Trenutno je oblik modula odvodnika često uništen. Odvodnik također može dugo smanjiti radni napon zbog starenja materijala. Kada radni napon padne ispod radnog napona vodova, odvodnik povećava izmjeničnu struju, a odvodnik stvara toplinu, što će na kraju uništiti nelinearne karakteristike MOV uređaja, što će rezultirati djelomičnim kratkim spojem odvodnika. izgorjeti. Slična se situacija može dogoditi zbog povećanja radnog napona uzrokovanog kvarom na dalekovodu.

Kvar prekinutog kruga odvodnika ne utječe na napajanje. Potrebno je provjeriti radni napon da biste to saznali, tako da odvodnik treba redovito provjeravati.

Kvar kratkog spoja odvodnika utječe na napajanje. Kad je vrućina jaka, žica će izgorjeti. Sigurnosni krug treba zaštititi kako bi se osigurala sigurnost napajanja. U prošlosti je osigurač bio serijski priključen na modul odvodnika, ali osigurač mora osigurati da struja munje i struja kratkog spoja pregore. Teško je tehnički provesti. Konkretno, modul odvodnika uglavnom je kratko spojen. Struja koja teče tijekom kratkog spoja nije velika, ali kontinuirana struja dovoljna je da odvodnik groma koji se uglavnom koristi za pražnjenje impulsne struje bude jako zagrijan. Uređaj za odvajanje temperature koji se kasnije pojavio bolje je riješio ovaj problem. Djelomični kratki spoj odvodnika otkriven je podešavanjem temperature odvajanja uređaja. Nakon što se automatski odspojio uređaj za grijanje, dali su se svjetlosni, električni i zvučni alarmi.

Preostali napon

Ministarstvo informacijske industrije Standard "Tehnički propisi za zaštitu od munje komunikacijskog inženjerskog elektroenergetskog sustava" (YD5078-98) postavilo je posebne zahtjeve za preostali napon odvodnika groma na svim razinama. Treba reći da se standardni zahtjevi lako postižu. Preostali napon MOV odvodnika je Njegov radni napon je 2.5-3.5 puta. Preostala razlika napona izravno paralelnog jednostepenog odvodnika nije velika. Mjera smanjenja zaostalog napona je smanjenje radnog napona i povećanje trenutnog kapaciteta odvodnika, ali radni napon je prenizak i povećat će se oštećenja odvodnika uzrokovana nestabilnim napajanjem. Neki su strani proizvodi ušli u kinesko tržište u ranoj fazi, radni napon je bio vrlo nizak, a kasnije je uvelike povećao radni napon.

Preostali napon može se smanjiti dvostupanjskim odvodnikom.

Kad val munje napadne, odvodnik 1 se prazni, a rezidualni napon je V1; struja koja prolazi kroz odvodnik 1 je I1;

Preostali napon odvodnika 2 je V2, a struja koja teče I2. Ovo je: V2 = V1-I2Z

Očito je da je zaostali napon odvodnika 2 niži od zaostalog napona odvodnika 1.

Postoje proizvođači koji nude dvorazinski odvodnik munje za monofaznu zaštitu od munje, jer je snaga jednofaznog napajanja općenito ispod 5KW, mrežna struja nije velika, a induktivitet impedancije je lako namotati. Postoje i proizvođači koji nude trofazne dvostupanjske odvodnike. Budući da je snaga trofaznog napajanja možda velika, odvodnik je glomazan i skup.

U standardu je potrebno instalirati odvodnik munje u više stupnjeva na dalekovod. Zapravo se može postići učinak smanjenja zaostalog napona, ali samoinduktivnost žice koristi se za stvaranje induktivnosti izolacijske impedancije između odvodnika na svim razinama.

Preostali napon odvodnika samo je tehnički pokazatelj odvodnika. Prenaponski napon primijenjen na opremu također se temelji na preostalom naponu. Dodaje se dodatni napon koji stvaraju dva vodiča gromobrana spojena na dalekovod i uzemljivač. Stoga se izvodi ispravna instalacija. Gromobrani su također važna mjera za smanjenje prenapona opreme.

Ostalo / Oprema za zaštitu od munje

Odvodnik također može pružiti brojače udara groma, sučelja za nadzor i različite metode instalacije prema potrebama korisnika.

Odvodnik komunikacijske linije

Tehnički zahtjevi gromobrana za komunikacijske vodove su visoki, jer osim što udovoljava zahtjevima tehnologije zaštite od munje, potrebno je osigurati da indikatori prijenosa udovoljavaju zahtjevima. Uz to, oprema spojena na komunikacijsku liniju ima mali podnosivi napon, a zaostali napon uređaja za zaštitu od munje je strog. Stoga je teško odabrati uređaj za zaštitu od munje. Idealan uređaj za zaštitu od munje u komunikacijskoj liniji trebao bi imati mali kapacitet, nizak zaostali napon, velik protok struje i brz odziv. Očito, uređaji u tablici nisu idealni. Ispusna cijev može se koristiti za gotovo sve komunikacijske frekvencije, ali njena sposobnost zaštite od munje je slaba. MOV kondenzatori su veliki i prikladni samo za prijenos zvuka. Sposobnost TVS-a da izdrži struju groma je slaba. Zaštitni učinci. Različiti uređaji za zaštitu od munje imaju različite valne oblike zaostalog napona pod utjecajem strujnih valova. Prema karakteristikama valnog oblika zaostalog napona, odvodnik se može podijeliti na sklopni tip i na granični napon ili se dvije vrste mogu kombinirati kako bi se ojačala i izbjegla kratka spoja.

Rješenje je korištenje dva različita uređaja za formiranje dvostupanjskog odvodnika. Shematski je dijagram isti kao dvostupanjski odvodnik napajanja. Samo prvi stupanj koristi cijev za pražnjenje, srednji izolacijski otpor koristi otpornik ili PTC, a drugi stupanj koristi TVS, tako da se može primijeniti duljina svakog uređaja. Takav odvodnik munje može biti do nekoliko desetaka MHZ.

Odvodnici veće frekvencije uglavnom koriste ispusne cijevi, poput pokretnih ulagača i ulagača straničnih antena, inače je teško udovoljiti zahtjevima prijenosa. Postoje i proizvodi koji koriste princip visokopropusnog filtra. Budući da je energetski spektar vala munje koncentriran između nekoliko kiloherca i nekoliko stotina kiloherca, frekvencija antene je vrlo niska, a filtar je jednostavan za proizvodnju.

Najjednostavniji je sklop spojiti prigušnicu male jezgre paralelno s visokofrekventnom žicom jezgre kako bi se formirao visokopropusni odvodnik filtra. Za točkovnu frekvencijsku komunikacijsku antenu linija kratkog spoja s četvrtinom valne duljine također se može koristiti za formiranje propusnog filtra, a učinak zaštite od munje je bolji, ali obje metode će kratkospojiti istosmjerni tok koji se emitira na napojnom vodu antene , a raspon primjene je ograničen.

Uređaj za uzemljenje

Uzemljenje je osnova zaštite od munje. Metoda uzemljenja određena standardom je uporaba vodoravnih ili okomitih stupova za uzemljenje s metalnim profilima. U područjima s jakom korozijom, galvanizacija i površina presjeka metalnih profila mogu se koristiti za otpornost na koroziju. Također se mogu koristiti nemetalni materijali. Provodnik djeluje kao pol uzemljenja, kao što je grafitna elektroda za uzemljenje i portland cementna elektroda za uzemljenje. Razumnija metoda je korištenje osnovnog ojačanja moderne arhitekture kao stupa tla. Zbog ograničenja zaštite od groma u prošlosti, naglašava se važnost smanjenja otpora uzemljenja. Neki su proizvođači predstavili razne proizvode za uzemljenje, tvrdeći da smanjuju otpor uzemljenja. Kao što su reduktor otpora, polimerna elektroda za uzemljenje, nemetalna elektroda za zemlju i tako dalje.

Zapravo, u pogledu zaštite od munje, razumijevanje otpora uzemljenja promijenilo se, zahtjevi za rasporedom uzemljive mreže su visoki, a zahtjevi za otporom opušteni. U GB50057–94 naglašeni su samo oblici mreže uzemljenja različitih zgrada. Ne postoji zahtjev za otporom, jer je u teoriji zaštite od munje principa ekvipotencijala zemaljska mreža samo ukupna potencijalna referentna točka, a ne apsolutna nulta potencijalna točka. Oblik zemaljske rešetke potreban je za izjednačavanje potencijala, a vrijednost otpora nije logična. Naravno, nema ništa loše u dobivanju niskog otpora uzemljenja kada to uvjeti dopuštaju. Uz to, napajanje i komunikacija imaju zahtjeve za otporom uzemljenja, što je izvan dosega tehnologije zaštite od munje.

Otpor uzemljenja uglavnom je povezan s otpornošću tla i kontaktnim otporom tla i tla. Također je povezan s oblikom i brojem tla pri formiranju tla. Reduktor otpora i razne elektrode za uzemljenje nisu ništa što poboljšava kontaktni otpor ili kontakt između tla i tla. područje. Međutim, otpor tla igra presudnu ulogu, a ostale je relativno lako promijeniti. Ako je otpor tla previsok, samo inženjerska metoda promjene tla ili poboljšanja tla može biti učinkovita, a druge metode je teško raditi.

Zaštita od groma stara je tema, ali još uvijek se razvija. Treba reći da nema proizvoda za isprobavanje. Još uvijek ima mnogo stvari koje treba istražiti u tehnologiji zaštite od munje. Trenutno je mehanizam stvaranja energije groma još uvijek nejasan. Kvantitativna istraživanja indukcije groma također su vrlo slaba. Stoga se razvijaju i proizvodi za zaštitu od munje. Neki novi proizvodi za koje tvrde proizvodi za zaštitu od munje, moraju se testirati u praksi sa znanstvenim stavom i razvijati u teoriji. Budući da je munja sama po sebi mala vjerojatnost, potrebna je dugoročna statistička analiza kako bi se dobili korisni rezultati, što zahtijeva suradnju svih strana.