Introducción a los equipos de protección contra rayos de red SPD
El tiempo de respuesta del SPD comúnmente utilizado es 100 nS para el tipo de conmutación (SG) y 25 nS para el tipo de limitación de voltaje (MOV). La mayoría de los SPD de primer nivel en sistemas de bajo voltaje son dispositivos electromagnéticos y no son sensibles a las sobretensiones. El tiempo de respuesta de SG y MOV puede lograr el propósito de protección.
Si el SPD se instala cerca de equipos, los equipos que se protegen son equipos electrónicos o sistemas de comunicación. Por ejemplo, el tiempo de respuesta de los componentes semiconductores del equipo a las sobretensiones es de 10 nS o menos, lo que los hace muy sensibles a las sobretensiones. Aunque el Up del SPD cumple con los requisitos, tA es demasiado largo, el SPD no tiene descarga de emergencia y el equipo protegido ha resultado dañado. Por lo tanto, el tiempo de respuesta tA del equipo electrónico protegido y las líneas de comunicación SPD debe ser menor o igual al tiempo de respuesta del equipo protegido. Generalmente, los SPD de SG y MOV solo se utilizan en líneas de suministro de energía de bajo voltaje. Los SPD en líneas de señal cercanas a equipos electrónicos deben elegir TVS u otros dispositivos de supresión de semiconductores con tA más pequeños (como los diodos de avalancha SAS).
El tiempo de respuesta del SPD también es importante en la coordinación entre etapas. Muchas normas existentes estipulan que la distancia entre el SPD del interruptor de primer nivel y el SPD limitador de voltaje de segundo nivel es superior a 10 m (la razón depende de la velocidad de propagación de la sobretensión en la línea de bajo voltaje de 1,5? 108 m/s. La diferencia de tiempo entre los dos niveles de tA es 75 ns) para garantizar que el aumento. La primera etapa debe comenzar a descargarse antes de que el aumento llegue a la segunda etapa; de lo contrario, la segunda etapa soportará todo el aumento.
Actualmente, para reducir el valor Up, los fabricantes han producido SPD de tipo interruptor con encendido electrónico. Up puede ser inferior a 1KV, pero ¿tA es 1? En otras palabras, cuando el aumento se suma al punto del SPD, el SPD se abre en respuesta al aumento. En un radio de 150 metros, la sobretensión se ha propagado aguas abajo en la línea hasta el SPD de segundo nivel y el equipo protegido resistirá la sobretensión. Por lo tanto, tA es un parámetro importante en la selección de SPD, especialmente en líneas de señal.
La selección de SPD en líneas de comunicación también debe considerar el voltaje de operación, el voltaje de operación continuo máximo, la velocidad de transmisión, la pérdida de inserción, la relación de onda estacionaria, el cambio de fase y la forma de la interfaz.
Instalación de 1. (velocidad) velocidad
Para proteger el equipo protegido, no solo es necesario seleccionar un protector contra sobretensiones adecuado, sino que también depende de una instalación razonable.
1.1 Ubicación de instalación del SPD
El protector contra sobretensiones de primer nivel debe instalarse en la entrada del edificio desde el exterior (la interfaz del LPZ), de modo que la sobrecorriente puede desviarse en la interfaz y liberarse a la tierra. Este protector contra sobretensiones protege todos los equipos del edificio y reduce costes.
El SPD se instala cerca del equipo protegido y el efecto de protección es bueno. El costo de instalación del SPD para cada equipo aumentará.
La instalación de un SPD entre el SPD de primer nivel y el SPD instalado cerca del equipo depende de la coordinación de energía, la longitud de la línea y el entorno electromagnético.
1.2 Distancia de protección contra oscilaciones lpo
Cuando la línea entre el protector contra sobretensiones y el equipo protegido es demasiado larga, la sobretensión que se propaga producirá oscilación. En el peor de los casos, la sobretensión del terminal del equipo 2Up puede ser mayor que Uw. Para mantener la sobretensión en el terminal del equipo por debajo de Uw, es necesario limitar la longitud máxima de la línea desde el SPD al equipo, es decir, la distancia de protección contra oscilaciones lpo.
Cuando Upf
Cuando Upf & gt es Uw/2, LPO =[UW-UPF]/k(m donde K=25 (voltios/metro)
2. Distancia de protección por inducción
Durante la caída de un rayo, el campo magnético del LEMP inducirá una sobretensión en el bucle formado por el SPD y el equipo protegido. La suma de la sobretensión inducida y Up puede. ser mayor que Uw. La distancia de protección por inducción lpi es la longitud máxima entre el SPD y el equipo protegido para garantizar que la sobretensión inducida más Up sea menor que la Uw del equipo.
Cuando la primera capa de blindaje del edificio se utiliza como conductor de bajada de LPS y la red para protección LEMP, el entorno electromagnético del edificio es extremadamente severo y se debe considerar el LPI.
Lpi se puede estimar mediante la siguiente fórmula:
lpi=〔Uw-Upf〕/h (metro)
h=300K1? ¿K2? K3 (V/m) impacta cerca del edificio (S2);
h=30000K0? ¿K2? K3 (V/m) edificio bajo impacto de rayo (s 1);
K 1: LPZ 0-LPZ 1 interfaz LPS u otro blindaje espacial;
K2: LPZ1-LPZ2 O mayor blindaje del espacio de interfaz;
K3: Características del cableado interno;
k0: blindaje LPS de la interfaz lpz0-lpz1;
K0=0.5? W0.5, donde w es el ancho de la rejilla;
K0 = sin rejilla Kc:Kc sistema de derivación.
Como se puede ver en la fórmula anterior, el lpi cuando un rayo cae cerca de un edificio es mucho más largo que cuando un rayo cae sobre un edificio. Por lo tanto, en caso de caída de un rayo, es mucho mejor usar un LPS externo separado en el edificio que usar LPS y una rejilla de blindaje en el edificio para compartir componentes naturales como barras de acero. Cuando el edificio y las líneas están bien protegidos, se puede ignorar la distancia de protección por inducción lpi.
3.3 Coordinación. (velocidad) Velocidad
Cuando en una línea se instalan más de dos protectores contra sobretensiones en cascada, la energía que se les aplica debe distribuirse según su capacidad de absorción de energía.
Normalmente el SPD utilizado en cada nivel es un único puerto, es decir, el SPD se conecta en paralelo con el equipo protegido, y un puerto separa la entrada y la salida. El SPD de puerto único también se denomina SPD sin impedancia en serie. El sistema SPD de un solo puerto se utiliza para facilitar el mantenimiento.
Al instalar en cascada se debe determinar la coordinación entre etapas en función de las características, carga y ubicación del protector contra sobretensiones. La mayoría de estos trabajos se basan en experiencia práctica, software y análisis experimentales, y actualmente no existen análisis in situ claros ni fórmulas de estimación cuantitativa.
SPD integrado multietapa (IMP) de doble puerto: el SPD tiene dos conjuntos de terminales de entrada y salida, y hay una impedancia en serie especial entre estos terminales.
El SPD integrado de múltiples niveles es la coordinación interna del SPD en cascada y la impedancia en serie, que puede garantizar la salida de energía mínima al equipo protegido y una velocidad de respuesta rápida. El SPD de doble puerto integrado de varios niveles se instala cerca del equipo protegido y es especialmente adecuado para la protección de equipos importantes y líneas de señal. Debido a que el SPD de doble puerto está conectado en serie con la carga, ¿es necesario que el SPD resista la corriente de carga completa?
4.4 Autoprotección y protección posterior. (velocidad) Velocidad
Para proteger el equipo, el SPD y el equipo están conectados en paralelo para formar un sistema. Cuando se agrega un SPD al sistema, se agrega una unidad. Si el SPD es una falla de circuito abierto, no tiene ningún impacto en el sistema. Si el SPD es una falla de cortocircuito, entonces, funcionalmente hablando, el SPD es una unidad en serie en el sistema. el sistema falla, el sistema fallará. Por lo tanto, se deben evitar en la medida de lo posible los fallos por cortocircuito del SPD.
Autoprotección del SPD: Para evitar que el SPD falle por cortocircuito en sistemas de baja tensión, el propio dispositivo SPD debe tener un dispositivo de disparo térmico. Cuando el voltaje fluctúa o el SPD se deteriora, la corriente del SPD aumenta y genera calor. Cuando alcanza los 1200C, el disparador térmico se activa, lo que permite que el sistema de protección de circuito abierto del dispositivo SPD funcione normalmente, lo cual es una autoprotección.
Protección trasera SPD: El canal SPD está conectado en serie con el dispositivo de protección trasera, y el dispositivo de protección trasera puede utilizar un fusible o un disyuntor. Estos dispositivos de postprotección no funcionan cuando la corriente de descarga nominal (in) del SPD es menor que el SPD. Solo se activan cuando la sobretensión que pasa es mayor que Imax o la corriente de frecuencia industrial pasa después de que el SPD está en cortocircuito.
La diferencia entre el fusible y el disyuntor del dispositivo de protección trasera es que la tensión límite real Upf en ambos extremos es muy diferente.
Por ejemplo, cuando In=20KA, Imax=40KA? Fusible serie RT14-63, UPF medido con sobretensión de corriente de 19,8 ka (8/20 s) Fusible serie 2674VDZ47-63, medido con sobretensión de corriente de 18,29 KA (8/20 s) El Upf es de 5014 V. El voltaje límite alto de un disyuntor en serie es causado por la caída de voltaje producida por la bobina inductora del disyuntor. El voltaje límite del disyuntor en serie es mayor que el voltaje límite del fusible en serie, lo que afecta el efecto limitador de voltaje del SPD e incluso daña el equipo protegido.
Los disyuntores son fáciles de usar y son adecuados para equipos protegidos que no son sensibles a sobretensiones transitorias. De lo contrario, se deben utilizar fusibles para la postprotección.
5. Lidera por 5 puntos. (velocidad) velocidad
Para reducir aún más la caída de voltaje de la inductancia del cable del fusible y el SPD en serie, el fusible y el SPD se pueden combinar para reducir el cableado durante la instalación, reducir la inductancia y En la salida también se reduce la tensión límite Upf. Por ejemplo, suponiendo que la longitud del cable se reduce en 50 cm, di/dt es 1KA/? s, la inductancia del conductor es 1? H/m, la caída de tensión se reducirá en 500 voltios.
Para reducir la caída de voltaje causada por los cables, generalmente se requiere que la longitud total de los cables del SPD sea inferior a 50 cm. El método para reducir la caída de voltaje puede ser el cableado Kelvin, es decir, Cableado en forma de V.
Los cables antes de la entrada del SPD y la tierra del SPD son los cables que pasan la sobrecorriente. ¿Sucio? Cable, ¿cómo se llama el cable detrás de la salida SPD? ¿neto? Cable. Al instalar, ¿intenta usarlo? ¿neto? ¿Suma de línea? ¿Sucio? ¿Haz cola, Will? ¿Sucio? Proteger los cables eléctricos a través de tuberías de hierro también es un buen método.
En protección contra el rayo, lo que más llama la atención es la aplicación de protectores contra sobretensiones. La selección e instalación del SPD debe ser considerada de manera integral por los usuarios y técnicos del equipo protegido, y el SPD debe usarse como parte integral del equipo protegido.
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