Giải pháp cho Đường sắt & Thiết bị chống sét lan truyền và Thiết bị giới hạn điện áp

Tại sao phải bảo vệ?

Bảo vệ hệ thống đường sắt: Xe lửa, tàu điện ngầm, xe điện

Giao thông đường sắt nói chung, dù là đường ngầm, mặt đất hay bằng tàu điện, đều chú trọng đến tính an toàn và độ tin cậy của giao thông, đặc biệt là bảo vệ con người vô điều kiện. Vì lý do này, tất cả các thiết bị điện tử nhạy cảm, tinh vi (ví dụ hệ thống điều khiển, tín hiệu hoặc thông tin) đòi hỏi mức độ tin cậy cao để đáp ứng nhu cầu vận hành và bảo vệ an toàn cho con người. Vì lý do kinh tế, các hệ thống này không có đủ độ bền điện môi cho tất cả các trường hợp có thể xảy ra tác động từ quá áp và do đó bảo vệ chống sét lan truyền tối ưu phải được điều chỉnh cho phù hợp với các yêu cầu cụ thể của vận tải đường sắt. Chi phí bảo vệ chống sét lan truyền phức tạp của hệ thống điện và điện tử trên đường sắt chỉ bằng một phần nhỏ của tổng chi phí của công nghệ được bảo vệ và một khoản đầu tư nhỏ liên quan đến các thiệt hại do hậu quả có thể xảy ra do hỏng hóc hoặc phá hủy thiết bị. Các hư hỏng có thể do tác động của điện áp tăng trong cả sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp, hoạt động đóng cắt, hỏng hóc hoặc do điện áp cao gây ra cho các bộ phận kim loại của thiết bị đường sắt.

Nguyên tắc chính của thiết kế chống sét lan truyền tối ưu là sự phức tạp và sự phối hợp của các SPD và liên kết đẳng thế bằng cách kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp. Sự phức tạp được đảm bảo bằng cách lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền trên tất cả các đầu vào và đầu ra của thiết bị và hệ thống, tất cả các đường dây điện, tín hiệu và giao diện truyền thông đều được bảo vệ. Sự phối hợp của các biện pháp bảo vệ được đảm bảo bằng cách lắp đặt liên tiếp các SPD với các tác dụng bảo vệ khác nhau theo đúng thứ tự để hạn chế dần các xung điện áp tăng đến mức an toàn cho thiết bị được bảo vệ. Các thiết bị hạn chế điện áp cũng là một phần thiết yếu trong việc bảo vệ toàn diện các đường ray điện khí. Chúng dùng để ngăn chặn điện áp chạm cao không cho phép trên các bộ phận kim loại của thiết bị đường sắt bằng cách thiết lập kết nối tạm thời hoặc vĩnh viễn của các bộ phận dẫn điện với mạch điện trở lại của hệ thống kéo. Bằng chức năng này, chúng bảo vệ chủ yếu những người có thể tiếp xúc với các bộ phận dẫn điện tiếp xúc này.

Cái gì và làm thế nào để bảo vệ?

Thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền (SPD) cho nhà ga và đường sắt

Đường cấp nguồn AC 230/400 V

Các ga đường sắt phục vụ chủ yếu để dừng tàu cho hành khách đến và đi. Trong khuôn viên có hệ thống thông tin, quản lý, kiểm soát và an toàn quan trọng cho giao thông đường sắt, nhưng cũng có nhiều cơ sở khác nhau như phòng chờ, nhà hàng, cửa hàng, v.v., được kết nối với mạng lưới cung cấp điện chung và do chúng gần nhau về mặt điện vị trí, chúng có thể gặp rủi ro do lỗi mạch cung cấp lực kéo. Để duy trì hoạt động không gặp sự cố của các thiết bị này, phải lắp đặt bảo vệ chống sét lan truyền ba cấp trên đường dây cung cấp điện AC. Cấu hình khuyến nghị của thiết bị chống sét lan truyền LSP như sau:

• Bảng phân phối chính (trạm biến áp, đầu vào đường dây điện) - SPD Loại 1, ví dụ: FLP50, hoặc bộ chống sét kết hợp và bộ chống sét lan truyền Loại 1 + 2, ví dụ FLP12,5.
• Bảng phân phối phụ - bảo vệ cấp thứ hai, SPD Loại 2, ví dụ: SLP40-275.
• Công nghệ / thiết bị - bảo vệ cấp độ thứ ba, SPD Loại 3,

- Nếu các thiết bị được bảo vệ được đặt trực tiếp trong hoặc gần bảng phân phối, thì nên sử dụng SPD Loại 3 để lắp trên thanh DIN 35 mm, chẳng hạn như SLP20-275.

- Trong trường hợp bảo vệ mạch ổ cắm trực tiếp mà các thiết bị CNTT như máy photocopy, máy tính, v.v. có thể được kết nối, thì SPD phù hợp để lắp thêm vào hộp ổ cắm, ví dụ: FLD.

- Hầu hết các công nghệ đo lường và điều khiển hiện nay được điều khiển bằng vi xử lý và máy tính. Do đó, ngoài việc bảo vệ quá áp, cũng cần phải loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu tần số vô tuyến có thể làm gián đoạn hoạt động thích hợp, ví dụ như bằng cách “đóng băng” bộ xử lý, ghi đè dữ liệu hoặc bộ nhớ. Đối với những ứng dụng này, LSP khuyến nghị FLD. Cũng có sẵn các biến thể khác theo dòng tải yêu cầu.

Ngoài các tòa nhà đường sắt riêng, một phần quan trọng khác của toàn bộ cơ sở hạ tầng là đường ray với nhiều hệ thống điều khiển, giám sát và tín hiệu (ví dụ: đèn tín hiệu, liên động điện tử, rào chắn vượt, quầy bánh xe, v.v.). Việc bảo vệ chúng khỏi ảnh hưởng của điện áp tăng là rất quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động không gặp sự cố.

• Để bảo vệ các thiết bị này, phù hợp để lắp đặt SPD Loại 1 vào trụ cấp nguồn, hoặc sản phẩm tốt hơn nữa từ dải FLP12,5, SPD Loại 1 + 2, nhờ mức bảo vệ thấp hơn, bảo vệ thiết bị tốt hơn.

Đối với thiết bị đường sắt được kết nối trực tiếp với hoặc gần đường ray (ví dụ, thiết bị đếm toa xe), cần phải sử dụng FLD, thiết bị giới hạn điện áp, để bù đắp chênh lệch tiềm năng có thể xảy ra giữa đường ray và đất bảo vệ thiết bị. Nó được thiết kế để gắn DIN rail 35 mm dễ dàng.

Công nghệ truyền thông

Một phần quan trọng của hệ thống giao thông đường sắt cũng là tất cả các công nghệ truyền thông và sự bảo vệ thích hợp của chúng. Có thể có nhiều đường giao tiếp kỹ thuật số và tương tự khác nhau hoạt động trên cáp kim loại cổ điển hoặc không dây. Để bảo vệ thiết bị được kết nối với các mạch này, có thể sử dụng ví dụ như các bộ chống sét lan truyền LSP sau:

• Đường dây điện thoại có ADSL hoặc VDSL2 - ví dụ như RJ11S-TELE ở lối vào tòa nhà và gần thiết bị được bảo vệ.
• Mạng Ethernet - bảo vệ phổ quát cho mạng và đường truyền dữ liệu kết hợp với PoE, ví dụ DT-CAT-6AEA.
• Đường ăng ten đồng trục cho giao tiếp không dây - ví dụ: DS-N-FM

Các đường tín hiệu điều khiển và dữ liệu

Tất nhiên, các đường dây của thiết bị đo lường và điều khiển trong cơ sở hạ tầng đường sắt cũng phải được bảo vệ khỏi tác động của sóng tăng áp và quá áp để duy trì độ tin cậy và khả năng hoạt động tối đa có thể. Ví dụ về việc áp dụng bảo vệ LSP cho mạng dữ liệu và tín hiệu có thể là:

• Bảo vệ tín hiệu và đường đo đến thiết bị đường sắt - bộ chống sét lan truyền ST 1 + 2 + 3, ví dụ FLD.

Cái gì và làm thế nào để bảo vệ?

Thiết bị giới hạn điện áp (VLD) cho nhà ga và đường sắt

Trong quá trình vận hành bình thường trên đường sắt, do sụt áp trong mạch trở lại hoặc liên quan đến tình trạng sự cố, có thể xảy ra điện áp chạm cao không cho phép trên các bộ phận có thể tiếp cận giữa mạch trở lại và điện thế đất, hoặc trên các bộ phận dẫn điện tiếp xúc được nối đất (cực , tay vịn và các thiết bị khác). Tại những nơi mà mọi người có thể tiếp cận như nhà ga hoặc đường ray, cần phải giới hạn điện áp này đến giá trị an toàn bằng cách lắp đặt Thiết bị giới hạn điện áp (VLD). Chức năng của chúng là thiết lập kết nối tạm thời hoặc vĩnh viễn của các bộ phận dẫn điện tiếp xúc với mạch điện trở lại trong trường hợp vượt quá giá trị cho phép của điện áp chạm. Khi chọn VLD, cần phải xem xét chức năng của VLD-F, VLD-O hay cả hai là cần thiết, như quy định trong EN 50122-1. Các bộ phận dẫn điện lộ ra của đường dây trên không hoặc đường dây kéo thường được kết nối trực tiếp với mạch trở lại hoặc thông qua thiết bị loại VLD-F. Vì vậy, thiết bị giới hạn điện áp loại VLD-F được thiết kế để bảo vệ trong trường hợp sự cố, ví dụ ngắn mạch của hệ thống kéo điện với phần dẫn điện bị hở. Loại thiết bị VLD-O được sử dụng trong hoạt động bình thường, tức là chúng hạn chế việc tăng điện áp chạm do điện thế đường ray gây ra trong quá trình chạy tàu. Chức năng của các thiết bị giới hạn điện áp không phải là bảo vệ chống sét và quá áp chuyển mạch. Sự bảo vệ này được cung cấp bởi Thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền (SPD). Các yêu cầu đối với VLDs đã có những thay đổi đáng kể với phiên bản mới của tiêu chuẩn EN 50526-2 và hiện nay có những yêu cầu kỹ thuật cao hơn đáng kể đối với chúng. Theo tiêu chuẩn này, bộ hạn chế điện áp VLD-F được phân loại là loại 1 và loại VLD-O là loại 2.1 và cấp 2.2.

LSP bảo vệ cơ sở hạ tầng đường sắt

Tránh thời gian ngừng hoạt động của hệ thống và gián đoạn cơ sở hạ tầng đường sắt

Sự vận hành trơn tru của công nghệ đường sắt phụ thuộc vào sự vận hành thích hợp của nhiều hệ thống điện và điện tử có độ nhạy cao. Tuy nhiên, khả năng sẵn có vĩnh viễn của các hệ thống này bị đe dọa bởi sét đánh và nhiễu điện từ. Theo quy luật, dây dẫn bị hư hỏng và phá hủy, các thành phần, mô-đun hoặc hệ thống máy tính lồng vào nhau là nguyên nhân gốc rễ của sự gián đoạn và xử lý sự cố tốn nhiều thời gian. Điều này có nghĩa là các chuyến tàu trễ và chi phí cao.

Giảm sự gián đoạn tốn kém và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của hệ thống ... với khái niệm chống sét và chống sét lan truyền toàn diện phù hợp với các yêu cầu đặc biệt của bạn.

Lý do gián đoạn và hư hỏng

Đây là những lý do phổ biến nhất cho sự gián đoạn, thời gian ngừng hoạt động của hệ thống và hư hỏng trong hệ thống đường sắt điện:

• Sét đánh trực tiếp

Sét đánh vào các đường dây tiếp xúc trên không, đường ray hoặc cột buồm thường dẫn đến gián đoạn hoặc hỏng hệ thống.

• Sét đánh gián tiếp

Sét đánh vào một tòa nhà gần đó hoặc mặt đất. Sau đó, quá áp được phân phối qua cáp hoặc cảm ứng, làm hỏng hoặc phá hủy các thành phần điện tử không được bảo vệ.

• Trường giao thoa điện từ

Quá áp có thể xảy ra khi các hệ thống khác nhau tương tác do chúng ở gần nhau, ví dụ: hệ thống biển báo được chiếu sáng trên đường ô tô, đường dây tải điện cao áp và đường dây tiếp xúc trên cao cho đường sắt.

• Xảy ra trong chính hệ thống đường sắt

Các hoạt động chuyển mạch và kích hoạt cầu chì là một yếu tố rủi ro bổ sung vì chúng cũng có thể tạo ra xung điện và gây ra hư hỏng.

Trong giao thông vận tải đường sắt nói chung cần chú ý đến sự an toàn và hoạt động không bị can thiệp và đặc biệt là bảo vệ con người vô điều kiện. Do những lý do trên, các thiết bị được sử dụng trong vận tải đường sắt phải có độ tin cậy cao tương ứng với nhu cầu vận hành an toàn. Xác suất xảy ra sự cố do điện áp cao bất ngờ được giảm thiểu bằng cách sử dụng bộ chống sét đánh dòng và thiết bị chống sét lan truyền do LSP chế tạo.

Bảo vệ nguồn điện AC 230/400 V
Để đảm bảo hệ thống vận tải đường sắt hoạt động không bị lỗi, nên lắp đặt cả ba giai đoạn SPDs vào đường cấp điện. Giai đoạn bảo vệ đầu tiên bao gồm thiết bị chống sét lan truyền dòng FLP, giai đoạn thứ hai được tạo bởi SLP SPD và giai đoạn thứ ba được lắp đặt càng gần thiết bị được bảo vệ càng tốt được đại diện bởi dòng TLP với bộ lọc khử nhiễu HF.

Thiết bị truyền thông và mạch điều khiển
Các kênh truyền thông được bảo vệ bằng SPD của loạt FLD, tùy thuộc vào công nghệ truyền thông được sử dụng. Việc bảo vệ mạch điều khiển và mạng dữ liệu có thể dựa trên bộ chống sét dòng điện FRD.

Chống sét: Lái tàu đó

Khi chúng ta nghĩ về chống sét vì nó liên quan đến công nghiệp và thảm họa, chúng ta nghĩ về điều hiển nhiên; Dầu khí, Truyền thông, Phát điện, Tiện ích, v.v ... Nhưng ít người trong chúng ta nghĩ đến xe lửa, đường sắt hay giao thông nói chung. Tại sao không? Các đoàn tàu và hệ thống vận hành chạy chúng cũng dễ bị sét đánh như bất kỳ thứ gì khác và kết quả của một vụ sét đánh đối với cơ sở hạ tầng đường sắt có thể gây cản trở và đôi khi là thảm họa. Điện là một phần chính trong hoạt động của hệ thống đường sắt và vô số các bộ phận và thành phần cần thiết để xây dựng các tuyến đường sắt trên khắp thế giới là rất nhiều.

Xe lửa và hệ thống đường sắt bị va chạm và ảnh hưởng xảy ra thường xuyên hơn chúng ta nghĩ. Vào năm 2011, một đoàn tàu ở miền Đông Trung Quốc (ở thành phố Ôn Châu, tỉnh Chiết Giang) đã bị sét đánh khiến nó dừng hẳn trên đường ray do điện bị hất tung. Một đoàn tàu cao tốc đâm vào đoàn tàu mất khả năng lao động. 43 người thiệt mạng và 210 người khác bị thương. Tổng chi phí được biết của thảm họa là 15.73 triệu đô la.

Trong một bài báo đăng trên Network Rails của Vương quốc Anh, nó nói rằng ở Vương quốc Anh “Sét đánh làm hư hỏng cơ sở hạ tầng đường sắt trung bình 192 lần mỗi năm từ năm 2010 đến năm 2013, với mỗi cuộc tấn công dẫn đến 361 phút chậm trễ. Ngoài ra, 58 chuyến tàu mỗi năm đã bị hủy bỏ do bị sét đánh ”. Những sự cố này có ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế và thương mại.

Vào năm 2013, một người dân đã chụp được camera sét đánh vào một đoàn tàu ở Nhật Bản. Rất may là cuộc tấn công không gây ra bất kỳ thương tích nào, nhưng có thể sẽ rất tàn khốc nếu nó trúng đúng chỗ. Nhờ họ đã chọn chống sét cho hệ thống đường sắt. Tại Nhật Bản, họ đã chọn cách tiếp cận chủ động để bảo vệ hệ thống đường sắt bằng cách sử dụng các giải pháp chống sét đã được chứng minh và Hitachi đang dẫn đầu trong việc thực hiện.

Sét luôn là mối đe dọa số 1 đối với hoạt động của đường sắt, đặc biệt là trong các hệ thống vận hành gần đây với mạng lưới tín hiệu nhạy cảm chống lại sự tăng vọt hoặc Xung điện từ (EMP) do sét là tác động thứ cấp của nó.

Sau đây là một trong những nghiên cứu điển hình về bảo vệ ánh sáng cho đường sắt tư nhân ở Nhật Bản.

Tsukuba Express Line đã nổi tiếng với hoạt động đáng tin cậy với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu. Hệ thống điều khiển và vận hành bằng máy tính của họ đã được trang bị hệ thống chống sét thông thường. Tuy nhiên, vào năm 2006, một trận giông bão lớn đã làm hỏng hệ thống và gián đoạn hoạt động của nó. Hitachi đã được yêu cầu tham khảo thiệt hại và đề xuất giải pháp.

Đề xuất bao gồm việc giới thiệu Hệ thống mảng tản (DAS) với các thông số kỹ thuật sau:

Kể từ khi lắp đặt DAS, không có thiệt hại nào do sét đánh tại các cơ sở cụ thể này trong hơn 7 năm. Tham chiếu thành công này đã dẫn đến việc lắp đặt liên tục DAS tại mỗi trạm trên tuyến này hàng năm kể từ năm 2007 đến nay. Với thành công này, Hitachi đã triển khai các giải pháp bảo vệ chiếu sáng tương tự cho các công trình đường sắt tư nhân khác (7 công ty đường sắt tư nhân tính đến thời điểm hiện tại).

Để kết luận, Sét luôn là mối đe dọa đối với các cơ sở có hoạt động và doanh nghiệp quan trọng, không chỉ giới hạn ở hệ thống đường sắt như đã trình bày ở trên. Bất kỳ hệ thống giao thông nào phụ thuộc vào hoạt động trơn tru và thời gian ngừng hoạt động tối thiểu cần được bảo vệ tốt các cơ sở của chúng khỏi các điều kiện thời tiết không lường trước được. Với Giải pháp chống sét (bao gồm cả công nghệ DAS), Hitachi rất mong muốn đóng góp và đảm bảo tính liên tục trong kinh doanh cho khách hàng của mình.

Chống sét cho đường sắt và các ngành liên quan

Môi trường đường sắt đầy thách thức và tàn nhẫn. Cấu trúc lực kéo trên cao thực sự tạo thành một ăng-ten sét khổng lồ. Điều này đòi hỏi một cách tiếp cận có tư duy hệ thống để bảo vệ các phần tử được ràng buộc với đường ray, đường ray được gắn hoặc ở gần đường ray, chống lại các tia sét. Điều khiến mọi thứ trở nên thách thức hơn là sự phát triển nhanh chóng trong việc sử dụng các thiết bị điện tử công suất thấp trong môi trường đường sắt. Ví dụ, việc lắp đặt tín hiệu đã phát triển từ khóa liên động cơ học sang dựa trên các phần tử phụ điện tử tinh vi. Ngoài ra, việc giám sát tình trạng của cơ sở hạ tầng đường sắt đã mang lại nhiều hệ thống điện tử. Do đó, nhu cầu thiết yếu về bảo vệ chống sét trong tất cả các khía cạnh của mạng lưới đường sắt. Kinh nghiệm thực tế của tác giả trong việc bảo vệ chiếu sáng hệ thống đường sắt sẽ được chia sẻ với các bạn.

Giới thiệu

Mặc dù bài báo này tập trung vào kinh nghiệm trong môi trường đường sắt, nhưng các nguyên tắc bảo vệ sẽ áp dụng như nhau cho các ngành liên quan nơi cơ sở lắp đặt của thiết bị được đặt bên ngoài trong tủ và được liên kết với hệ thống điều khiển / đo lường chính qua cáp. Bản chất phân tán của các phần tử hệ thống khác nhau đòi hỏi một cách tiếp cận toàn diện hơn để chống sét.

Môi trường đường sắt

Môi trường đường sắt bị chi phối bởi cấu trúc trên cao, tạo thành một ăng-ten sét khổng lồ. Ở các vùng nông thôn, công trình kiến ​​trúc trên cao là mục tiêu chính để phóng điện sét. Một cáp nối đất trên đầu cột buồm, đảm bảo rằng toàn bộ cấu trúc ở cùng một thế. Mỗi cột thứ ba đến thứ năm được liên kết với đường ray hồi lực kéo (đường ray khác được sử dụng cho mục đích báo hiệu). Trong khu vực kéo DC, cột buồm được cách ly với đất để ngăn chặn sự nhiễm điện, trong khi ở khu vực kéo AC, cột buồm tiếp xúc với đất. Các hệ thống đo lường và tín hiệu tinh vi được gắn trên đường ray hoặc ở gần đường ray. Thiết bị như vậy được tiếp xúc với hoạt động sét trong đường ray, được nhận qua cấu trúc trên cao. Cảm biến trên thanh ray là cáp được liên kết với hệ thống đo lường bên lề, được tham chiếu đến đất. Điều này giải thích tại sao thiết bị gắn trên ray không chỉ phải chịu các dòng điện cảm ứng mà còn phải chịu các dòng điện dâng dẫn (bán trực tiếp). Việc phân phối điện đến các hệ thống tín hiệu khác nhau cũng thông qua đường dây điện trên không, nơi dễ bị sét đánh trực tiếp như nhau. Một mạng lưới cáp ngầm rộng khắp liên kết với nhau tất cả các yếu tố và hệ thống con khác nhau được đặt trong các hộp thiết bị thép dọc theo đường ray, các thùng chứa được chế tạo riêng hoặc vỏ bê tông Rocla. Đây là một môi trường đầy thách thức mà hệ thống chống sét được thiết kế phù hợp là điều cần thiết cho sự tồn tại của thiết bị. Thiết bị hư hỏng dẫn đến hệ thống tín hiệu không có sẵn, gây tổn thất trong hoạt động.

Các hệ thống đo lường và phần tử tín hiệu khác nhau

Một loạt các hệ thống đo lường được sử dụng để theo dõi sức khỏe của đoàn toa xe cũng như mức độ căng thẳng không mong muốn trong kết cấu đường ray. Một số hệ thống này là: Máy dò vòng bi nóng, Máy dò phanh nóng, Hệ thống đo biên dạng bánh xe, Cân chuyển động / Đo va chạm bánh xe, Máy dò bánh xe xiên, Đo ứng suất dài Wayside, Hệ thống nhận dạng xe, Cầu cân. Các yếu tố báo hiệu sau đây rất quan trọng và cần phải có cho một hệ thống báo hiệu hiệu quả: Theo dõi mạch, Bộ đếm trục, Phát hiện điểm và Thiết bị nguồn.

Các chế độ bảo vệ

Bảo vệ cắt ngang chỉ ra sự bảo vệ giữa các dây dẫn. Bảo vệ dọc có nghĩa là bảo vệ giữa dây dẫn và đất. Bảo vệ ba đường sẽ bao gồm cả bảo vệ dọc và ngang trên mạch hai dây dẫn. Bảo vệ hai đường sẽ có bảo vệ ngang cộng với bảo vệ dọc chỉ trên dây dẫn trung tính (chung) của mạch hai dây.

Chống sét đường dây cấp điện

Máy biến áp bậc xuống được lắp trên các cấu trúc cột chữ H và được bảo vệ bằng các ngăn xếp chống sét điện áp cao vào một cọc nối đất HT chuyên dụng. Một khe hở tia lửa kiểu chuông điện áp thấp được lắp đặt giữa cáp nối đất HT và cấu trúc cột H. Cột chữ H được liên kết với đường ray hồi lực kéo. Tại bảng phân phối nguồn điện trong phòng thiết bị, bảo vệ ba đường được lắp đặt bằng cách sử dụng mô-đun bảo vệ lớp 1. Bảo vệ giai đoạn thứ hai bao gồm cuộn cảm nối tiếp với mô-đun bảo vệ cấp 2 đối với đất của hệ thống trung tâm. Bảo vệ giai đoạn thứ ba thường bao gồm MOV's hoặc Bộ điều áp thoáng qua được cài đặt tùy chỉnh bên trong tủ thiết bị điện.

Nguồn điện ở chế độ chờ trong bốn giờ được cung cấp qua pin và bộ biến tần. Vì đầu ra của biến tần cấp nguồn qua cáp đến thiết bị bên cạnh, nó cũng tiếp xúc với các tia sét từ phía sau gây ra trên cáp ngầm. Bảo vệ ba đường dẫn lớp 2 được cài đặt để xử lý các đợt tăng này.

Nguyên tắc thiết kế bảo vệ

Các nguyên tắc sau được tuân thủ khi thiết kế bảo vệ cho các hệ thống đo lường khác nhau:

Xác định tất cả các cáp vào và ra.
Sử dụng cấu hình đường dẫn ba.
Tạo một tuyến đường vòng để tăng năng lượng nếu có thể.
Giữ hệ thống 0V và màn hình cáp tách biệt với đất.
Sử dụng nối đất đẳng thế. Hạn chế việc xâu chuỗi các kết nối trái đất.
Không phục vụ cho các cuộc đình công trực tiếp.

Bảo vệ bộ đếm trục

Để ngăn chặn các tia sét bị “thu hút” vào một mũi đất cục bộ, thiết bị bên đường được giữ nổi. Sau đó, năng lượng xung kích gây ra trong cáp đuôi và đầu đếm gắn trên thanh ray sau đó phải được ghi lại và hướng quanh mạch điện tử (chèn) vào cáp truyền thông liên kết bộ phận rãnh với bộ đếm từ xa (bộ đánh giá) trong phòng thiết bị. Tất cả các mạch truyền, nhận và liên lạc đều được “bảo vệ” theo cách này đối với một mặt phẳng nổi đẳng thế. Năng lượng xung kích sau đó sẽ truyền từ cáp đuôi đến cáp chính thông qua mặt phẳng đẳng thế và các phần tử bảo vệ. Điều này ngăn chặn năng lượng đột biến đi qua các mạch điện tử và làm hỏng nó. Phương pháp này được gọi là bảo vệ bỏ qua, đã được chứng minh là rất thành công và được sử dụng thường xuyên khi cần thiết. Tại phòng thiết bị, cáp thông tin liên lạc được cung cấp bảo vệ ba đường dẫn để hướng tất cả năng lượng tăng lên đất hệ thống.

Bảo vệ hệ thống đo lường gắn trên ray

Cầu cân và nhiều ứng dụng khác sử dụng đồng hồ đo biến dạng được dán vào đường ray. Điện thế chớp cháy của các máy đo biến dạng này rất thấp, điều này khiến chúng dễ bị sét đánh trong đường ray, đặc biệt là do hệ thống đo lường được nối đất bên trong túp lều gần đó. Mô-đun bảo vệ cấp 2 (275V) được sử dụng để phóng điện từ đường ray xuống đất hệ thống thông qua cáp riêng biệt. Để ngăn chặn thêm đèn flash từ thanh ray, các tấm chắn của cáp có màn chắn xoắn đôi được cắt lại ở đầu thanh ray. Màn hình của tất cả các loại cáp không được nối với đất mà được phóng điện qua bộ chống sét khí. Điều này sẽ ngăn chặn tiếng ồn tiếp đất (trực tiếp) được ghép vào các mạch cáp. Để hoạt động như một màn hình theo độ nét, màn hình phải được kết nối với hệ thống 0V. Để hoàn thành bức tranh bảo vệ, hệ thống 0V phải được để nổi (không nối đất), trong khi nguồn điện đến phải được bảo vệ thích hợp ở chế độ ba đường.

Nối đất qua máy tính

Một vấn đề phổ biến tồn tại ở tất cả các hệ thống đo lường nơi máy tính được sử dụng để thực hiện phân tích dữ liệu và các chức năng khác. Thông thường, khung của máy tính được nối đất qua cáp nguồn và 0V (dòng tham chiếu) của máy tính cũng được nối đất. Tình huống này thường vi phạm nguyên tắc giữ cho hệ thống đo lường nổi như một biện pháp bảo vệ chống lại các tia sét bên ngoài. Cách duy nhất để khắc phục tình trạng khó xử này là cấp nguồn cho máy tính thông qua một biến áp cách ly và cách ly khung máy tính khỏi tủ hệ thống mà nó được gắn vào. Các liên kết RS232 đến thiết bị khác một lần nữa sẽ tạo ra sự cố nối đất, mà liên kết cáp quang được đề xuất như một giải pháp. Từ khóa là quan sát hệ thống tổng thể và tìm ra giải pháp tổng thể.

Hệ thống hạ thế nổi

Thực hành an toàn là có các mạch bên ngoài được bảo vệ với đất và các mạch cung cấp điện được tham chiếu và bảo vệ với đất. Tuy nhiên, thiết bị điện áp thấp, công suất thấp có thể bị nhiễu trên các cổng tín hiệu và hư hỏng vật lý do năng lượng tăng dọc theo cáp đo. Giải pháp hiệu quả nhất cho những vấn đề này là thả nổi thiết bị công suất thấp. Phương pháp này đã được tuân theo và thực hiện trên các hệ thống báo hiệu trạng thái rắn. Một hệ thống đặc biệt có xuất xứ từ Châu Âu được thiết kế sao cho khi các mô-đun được cắm vào, chúng sẽ tự động được nối đất với tủ. Trái đất này kéo dài đến một mặt phẳng trái đất trên bo mạch máy tính như vậy. Tụ điện hạ thế được sử dụng để làm dịu nhiễu giữa đất và hệ thống 0V. Các xung đột xuất phát từ mặt đường đi vào thông qua các cổng tín hiệu và phá vỡ các tụ điện này, làm hỏng thiết bị và thường để lại đường dẫn cho nguồn cung cấp 24V bên trong phá hủy hoàn toàn bo mạch máy tính. Điều này mặc dù được bảo vệ ba đường dẫn (130V) trên tất cả các mạch đến và đi. Sau đó, một sự tách biệt rõ ràng đã được thực hiện giữa thân tủ và thanh cái nối đất của hệ thống. Tất cả bảo vệ chống sét được tham chiếu đến thanh cái nối đất. Thảm nối đất của hệ thống cũng như đấu nối của tất cả các cáp bên ngoài được kết cuối trên thanh cái nối đất. Chiếc tủ được thả nổi từ đất. Mặc dù công việc này được thực hiện vào cuối mùa sét gần đây nhất, không có thiệt hại do sét nào được báo cáo từ bất kỳ trạm nào trong số năm trạm (khoảng 80 công trình) được thực hiện, trong khi một số cơn bão sét đã đi qua. Mùa sét tiếp theo sẽ chứng minh liệu cách tiếp cận hệ thống tổng thể này có thành công hay không.

Thành tựu

Thông qua những nỗ lực chuyên dụng và mở rộng việc lắp đặt các phương pháp chống sét cải tiến, các sự cố liên quan đến sét đã đạt đến một bước ngoặt.

Như mọi khi nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi tại sales@lsp-international.com

Hãy cẩn thận ở ngoài đó! Truy cập www.lsp-international.com cho tất cả các nhu cầu chống sét của bạn. Theo dõi chúng tôi tại Twitter, Facebook và LinkedIn để biết thêm thông tin chi tiết.

Ôn Châu Arrester Electric Co., Ltd. (LSP) là nhà sản xuất AC&DC SPDs thuộc sở hữu hoàn toàn của Trung Quốc cho nhiều ngành công nghiệp trên toàn thế giới.

LSP cung cấp các sản phẩm và giải pháp sau:

1. Thiết bị chống sét lan truyền AC (SPD) cho hệ thống nguồn điện áp thấp từ 75Vac đến 1000Vac theo tiêu chuẩn IEC 61643-11: 2011 và EN 61643-11: 2012 (phân loại thử nghiệm: T1, T1 + T2, T2, T3).
2. Thiết bị chống sét lan truyền DC (SPD) cho quang điện từ 500Vdc đến 1500Vdc theo tiêu chuẩn IEC 61643-31: 2018 và EN 50539-11: 2013 [EN 61643-31: 2019] (phân loại thử nghiệm: T1 + T2, T2)
3. Bộ bảo vệ chống xung dòng tín hiệu dữ liệu như bảo vệ chống xung PoE (Nguồn qua Ethernet) theo tiêu chuẩn IEC 61643-21: 2011 và EN 61643-21: 2012 (phân loại thử nghiệm loại: T2).
4. Đèn đường LED bảo vệ tăng áp

Cảm ơn bạn đã đến thăm!