Principe en toepassing van fotovoltaïsche overspanningsbeveiliging

Principe en toepassing van fotovoltaïsche overspanningsbeveiliging

In de afgelopen jaren, met de vooruitgang van wetenschap en technologie, de technologische natie van huishoudelijke apparaten en de verbetering van de stroomvereisten voor elektronische apparatuur, zijn er een groot aantal grootschalige of ultragrote geïntegreerde schakelingen die zeer gevoelig zijn voor overspanning in dergelijke elektronische apparatuur, zodat het verlies veroorzaakt door de spanning toeneemt. Gezien deze situatie heeft de "Code for Lightning Protection Design of Buildings" GB50057-94 (2000 Edition) hoofdstuk VI - Lightning Protection Electromagnetic Pulse toegevoegd. Volgens deze vereiste hebben sommige fabrikanten ook gerelateerde overspanningsbeveiligingsproducten geïntroduceerd, die we vaak overspanningsbeveiligingen noemen. Het is essentieel om een compleet equipotentiaal hechtingssysteem op te zetten om elektrische en elektronische systemen te beschermen, inclusief alle actieve geleiders in de beschermingszone voor elektromagnetische compatibiliteit. De fysieke kenmerken van ontladingscomponenten in verschillende overspanningsbeveiligingsinrichtingen hebben voor- en nadelen in praktische toepassingen, zodat beveiligingscircuits met meerdere onderdelen op grotere schaal worden gebruikt.
Het kan echter voldoen aan alle technische vereisten van de bliksemstroomafleider die 10/350μs pulsstroom kan geleiden met het hedendaagse technische niveau, de pluggable overspanningsbeveiliging voor secundaire stroomverdeling, het elektrische stroombeveiligingsapparaat en het stroomfilter. Daarom is de productlijn schaars. Ook moet dit productassortiment arrestanten voor alle circuits omvatten, d.w.z. naast voedingen, voor meting, controle, technische regelcircuits, elektronische gegevensverwerkingstransmissiecircuits en draadloze en bekabelde communicatie, zodat klanten ze kunnen gebruiken.
Een korte inleiding tot verschillende veelgebruikte overspanningsbeveiligingsproducten en een korte analyse van hun kenmerken en toepasselijke gelegenheden worden gegeven.
1 Equipotentiaal hechtsysteem
Het basisprincipe van overspanningsbeveiliging is dat voorbijgaande overspanning optreedt op het moment (microseconde- of nanosecondeniveau). Een equipotentiaal moet worden bereikt tussen alle metalen onderdelen in het beschermde gebied. "Equipotentiaal is het gebruik van verbindingsdraden of overspanningsbeveiligingen om bliksembeveiligingsapparaten, metalen structuren van gebouwen, externe geleiders, elektrische en telecommunicatie-apparaten, enz. aan te sluiten in de ruimte waar bliksembeveiliging vereist is." ( "Specificaties voor bliksembeveiligingsontwerp van gebouwen") (GB50057-94). "Het doel van equipotentiële binding is om het potentiaalverschil tussen metalen onderdelen en systemen in ruimtes die bliksembeveiliging vereisen te verminderen" (IEC13123.4). "Lightning Protection Design Code for Buildings" (GB50057-94) bepaalt: "Artikel 3.1.2 Voor gebouwen die zijn uitgerust met bliksembeveiligingsinrichtingen, wanneer de bliksembeveiligingsinrichtingen niet kunnen worden geïsoleerd van andere faciliteiten en mensen in het gebouw, moeten ze worden Aangenomen voor equipotentiële binding." Bij het opzetten van dit equipotentiële bindingsnetwerk moet ervoor worden gezorgd dat de kortste afstand wordt aangehouden tussen de elektrische en elektronische apparatuur die informatie moet uitwisselen en de verbindingsdraden tussen de equipotentiële bindingsband.
Volgens de inductiestelling, hoe groter de inductie, hoe hoger de spanning die wordt gegenereerd door de transiënte stroom in het circuit; (U=L·di/dt> De inductie is voornamelijk gerelateerd aan de lengte van de draad en heeft weinig te maken met de doorsnede van de draad. Daarom moet de aardingsdraad zo kort mogelijk worden gehouden. Bovendien kan de parallelle verbinding van verschillende draden de inductie van het potentiële compensatiesysteem aanzienlijk verminderen. Om deze twee in de praktijk te brengen, is het theoretisch mogelijk om alle circuits die op het equipotentiële bindingsapparaat moeten worden aangesloten, aan te sluiten. Het is verbonden met dezelfde metalen plaat als de apparatuur. Op basis van het concept van de metalen plaat kan de lijn-, ster- of gaasstructuur worden gebruikt wanneer het equipotentiële hechtingssysteem achteraf wordt ingebouwd. In principe mag bij het ontwerpen van nieuwe apparatuur alleen mesh-equipotentialiteit worden gebruikt— linksysteem.
2 Sluit de voedingsleidingen aan op het equipotentiële verlijmingssysteem
De zogenaamde transiënte spanning of transiënte stroom betekent dat de bestaanstijd slechts microseconden of nanoseconden is. Het basisprincipe van overspanningsbeveiliging is om een equipotentiaal tot stand te brengen tussen alle geleidende delen in het beschermde gebied voor een korte periode wanneer de voorbijgaande overspanning bestaat. Dergelijke geleidende elementen omvatten ook hoogspanningslijnen in elektrische circuits. Daarom heeft men componenten nodig die sneller reageren dan microseconden, vooral voor elektrostatische ontlading.
Tot sneller dan nanoseconden. Dergelijke elementen zijn in staat om machtige stromen tot meerdere keren tienduizend ampère te leveren in korte tijdsintervallen. Winden tot 50kA worden berekend met 10/350μS pulsen onder verwachte blikseminslagomstandigheden. Door een compleet equipotentiaal bindapparaat kan snel een equipotentiaal eiland worden gevormd, en het potentiaalverschil van dit equipotentiële eiland tot op afstand kan zelfs oplopen tot honderdduizenden volt. Wat echter essentieel is, is dat in het te beschermen gebied alle geleidende delen kunnen worden beschouwd als bijna gelijke of gelijke potentialen zonder significante potentiële verschillen.
3 Installatie en functie van overspanningsbeveiliging
Overspanningsbeveiliging elektrische componenten zijn onderverdeeld in zacht en complex in termen van responskarakteristieken. Ontladingselementen met harde responseigenschappen omvatten gasontladingsbuizen en ontladingsspleetontladingen, ofwel hoekige vonkopeningen op basis van booghaktechnologie of coaxiale ontladingsvonkopeningen. De ontladingselementen die behoren tot de zachte responskarakteristieken omvatten varistors en suppressordioden. (Onze overspanningsbeveiliging is een zwakke reactie.) Het verschil tussen deze componenten is het ontladingsvermogen, de responskarakteristieken en de restspanning. Omdat deze componenten voor- en nadelen hebben, combineren mensen ze in speciale beschermingscircuits om sterke punten te bevorderen en zwakke punten te voorkomen. De meest gebruikte overspanningsbeveiligingen in civiele gebouwen zijn voornamelijk geloosde spleetbeveiligingen en varistor-type arrestanten.
Bliksemstromen en post-bliksemstromen vereisen extreem sterke ontladingen. Om de bliksemstroom door het equipotentiële hechtingssysteem naar het aardingsapparaat te geleiden, wordt aanbevolen om stroombliksemafleiders met hoekige vonkspleten te gebruiken volgens de booghaktechniek. Alleen het kan 10/350μs pulsstroom van meer dan 50kA geleiden en automatische boogdoven realiseren. De nominale spanning van deze producttoepassing kan 400V bereiken. Bovendien zal deze arrester er niet voor zorgen dat een zekering met een vermogen van 125A waait wanneer de kortsluitstroom 4kA gaat.
Vanwege de goede prestaties zijn de ononderbroken werkeigenschappen van instrumenten en apparatuur die in het beschermde gebied zijn geïnstalleerd, sterk verbeterd. Er moet echter op worden gewezen dat niet alleen de stroom met hoge amplitude kan worden verwerkt, maar nog belangrijker, de pulsvorm van de stroom speelt een beslissende rol. Beide moeten tegelijkertijd worden overwogen. Daarom, hoewel de hoekige vonkspleet ook stromen tot 100 kA kan geleiden, is de pulsvorm korter (8/80 μs). Dergelijke pulsen zijn impulsstroompulsen, die tot oktober 1992 de ontwerpbasis vormden voor de ontwikkeling van huidige bliksemafleiders.
Hoewel de bliksemstroomafleider een goede ontladingscapaciteit heeft, heeft hij altijd zijn tekortkomingen: de restspanning is zo hoog als 2,5 ~ 3,5 kV. Daarom, wanneer de bliksemstroomafleider als geheel wordt geïnstalleerd, moet deze worden gebruikt in combinatie met andere arrestanten.
Dergelijke producten omvatten voornamelijk Limitor MB, Limitor NB-B, LimitorG-B, Limited GN-B van Asia Brown Boffary (ABB) bedrijf; DEHNportMaxi (10/350μs, 50kA/ fase), DEHNport255 (10/350μs, 75kA/fase); Duitsland PHOENIX hoek vonk gap: FLT60-400 (10/350μs, 60kA fase), FLT25-400 (10/350μs, 25kA fase); Schneider's PRF1 overspanningsbeveiliging; MOELLER's VBF-Serie.
Varistors functioneren als veel bidirectionele suppressordioden in serie en parallel en werken als spanningsafhankelijke weerstanden. Wanneer de spanning de opgegeven spanning overschrijdt, kan de varistor elektriciteit geleiden; wanneer de spanning lager is dan de opgegeven spanning, geleidt de varistor geen elektriciteit. Op deze manier kan de varistor een perfecte spanningsbegrenzende rol spelen. Varistors werken extreem snel, met responstijden in het lage nanosecondebereik.
De varistor die vaak in de voeding wordt gebruikt, kan stroom geleiden met een limiet van 40kA8 / 20us-puls, dus het is zeer geschikt voor de tweedetraps ontlading van de voeding. Maar ideaal is het niet als bliksemstroomafleider. In het document IEC1024-1 van het International Electron Technology Committee is vastgelegd dat de te verwerken ladingshoeveelheid 10/350μs is, wat overeenkomt met 20 keer de ladingshoeveelheid in het geval van een 8/20μs-puls.
( 10/350) μs=20xQ(8/20) μs
Uit deze formule blijkt dat het essentieel is om niet alleen aandacht te besteden aan de amplitude van de ontladingsstroom, maar ook om aandacht te besteden aan de pulsvorm. Het nadeel van de varistor is dat deze gemakkelijk te verouderen is en een hoge capaciteit heeft. Daarnaast wordt het diode-element afgebroken. Omdat in de meeste gevallen kortsluiting optreedt wanneer de PN-junctie overbelast is, afhankelijk van hoe vaak deze wordt geladen, begint de varistor lekstromen te trekken die fouten in ongevoelige testcircuits van meetgegevens kunnen veroorzaken. Tegelijkertijd, vooral bij hoge nominale spanningen, zal het een intense hitte in de cursus genereren.
De hoge capaciteit van de varistor maakt het in veel gevallen onmogelijk om te gebruiken in signaaltransmissielijnen. De capaciteit en draadinductie vormen een laagdoorlaatcircuit dat het signaal aanzienlijk dempt. Maar de demping onder ongeveer 30kHz is verwaarloosbaar. Dergelijke producten omvatten voornamelijk ABB's Limitor V, Limited VTS, Limitor VE, Limitor VETS, LimitorGE-S; Schneider's PRD-serie vervangbare overspanningsbeveiligingen; MOELLER's VR7-, VS7-serie producten; Duitsland DEHN's DEHNguard385 ( 8/20μs, 40kA fase), DEHNguard275 (8/20μs, 40kA fase); VAL-MS400ST (8/20μs, 40kA fase), VAL-ME400ST/FM (8/20μs, 40kA/fase) uit PHOENIX, Duitsland; Ma Shen DB30-4A/B (8/20μs, 30kA/fase), DB40-4A/B (8/20μs, 40kA fase).
4 Installeer een overspanningsbeveiliging volgens het overspanningsbeveiligingsschema
Een assemblage (railmontagetype, type stopcontact, adapter) die een enkel beschermingselement of een gecombineerd beschermingscircuit bevat dat is geïntegreerd volgens de technische installatieomstandigheden, wordt een ontladingsapparaat genoemd.
Overspanningsbeveiliging moet in bijna alle gevallen worden onderverdeeld in ten minste twee niveaus. Elke arrester met slechts één beveiligingsniveau kan bijvoorbeeld op verschillende locaties in de voeding worden geïnstalleerd. Dezelfde arrestant kan ook meerdere beschermingsniveaus hebben. Om een adequate overspanningsbeveiliging te bereiken, moeten mensen het bereik van verschillende elektromagnetische compatibiliteitsdivisies, dit beschermingsbereik, beschermen, inclusief van bliksembeveiligingszone 0 overspanningsbeveiligingszone 1 tot 3, totdat de interferentiespanningsbeveiligingszone een hoger serienummer heeft. Beschermingszones voor elektromagnetische compatibiliteit 0 tot en met 3 zijn ingesteld om schade aan de apparatuur als gevolg van een hoogenergetische koppeling te voorkomen. De elektromagnetische compatibiliteitsbeveiliging met een hoger serienummer is ingesteld om informatievervorming en -verlies te voorkomen. Hoe hoger het nummer van de beschermingszone, hoe lager de verwachte storingsenergie en het storingsspanningsniveau. De elektrische en elektronische apparatuur die bescherming nodig heeft, wordt geïnstalleerd in een zeer effectieve beschermingsring. Zo'n beschermingsring kan zijn voor een enkel stuk elektronische apparatuur, een ruimte met meerdere elektronische soorten apparatuur of zelfs een heel gebouw dat passeert. Draden die meestal een ruimte afgeschermde beschermring hebben, worden tegelijkertijd met de randapparatuur van de beschermende cirkel verbonden met de spanningsbeveiligingsbeveiligingsbeveiligingsvanger.

Laat een antwoord achter