Genel / Yıldırımdan korunma donanımları Günümüzde bilgi çağı, bilgisayar ağı ve haberleşme teçhizatı gittikçe daha sofistike hale geliyor, çalışma ortamı gittikçe daha zorlu hale geliyor ve büyük elektrikli ekipmanların gök gürültüsü ve şimşek ve ani aşırı gerilimleri güç kaynağı, anten, iç mekan elektrik ekipmanı ve ağ ekipmanı, ekipman veya bileşenlere ekipman hatları göndermek ve almak için telsiz sinyali, donanım veya parçaların zarar görmesi, zayiat verilmesi, parazit veya kayıp verisinin aktarılması veya depolanması, hatta yanlış kullanım veya duraklama, geçici felç, sistem verisi iletimi üretmek için elektronik donanım yapılması kesme, LAN ve wan. Zararı çarpıcı, dolaylı kayıp genel olarak doğrudan ekonomik zarardan daha fazla.
Değişim / Yıldırımdan korunma donanımları İnsanlar gök gürültüsünün elektriksel bir fenomen olduğunu bildiklerinde, ibadet ve gökgürültüsü korkusu giderek yok olur ve insanlığın yararına yıldırım faaliyetini kullanmak veya kontrol etmek amacıyla bu gizemli doğal fenomeni bilimsel bir bakış açısıyla gözlemlemeye başlarlar. Franklin, 200 yıldan daha uzun bir süre önce teknolojide öncü oldu gök gürültüsü için bir meydan okuma başlattı, yıldırım çubuğunun yıldırım koruma ürünlerinin ilk olması muhtemel olduğunu keşfetti, aslında, Franklin yıldırım çubuğunun ucunu, metal çubuklar işlevi, yıldırım oluşumunu önlemek için yıldırım oluşumunu önlemek için, gök gürültüsü şarj-deşarjına entegre edilebilir, bulut ile yeryüzü arasındaki gök gürültüsü elektrik alanını havanın bozulma seviyesine kadar azaltır. Ancak daha sonra yapılan araştırmalar, paratonerin paratoner, paratoner oluşumunu engelleyemediğini, paratonerin atmosferik elektrik alanını değiştirdiği için yıldırım oluşumunu önleyebileceğini gösterdi. paratoner, paratoner flaşını yanıtlamak için etrafındaki diğer nesnelerden daha kolaydır, paratoner koruması yıldırım ve diğer nesneler tarafından vurulur, paratoner yıldırımdan korunma prensibidir. Diğer çalışmalar, paratoner çubuğunun yıldırım temas etkisinin neredeyse yüksekliğiyle ilişkili olduğunu ancak görünümüyle ilgili olmadığını göstermiştir, bu da paratoner çubuğunun mutlaka işaret edilmediği anlamına gelir. Şimdi yıldırım koruma teknolojisi alanında, bu tür bir yıldırım koruma cihazı, yıldırım reseptörü olarak adlandırılmaktadır.
Geliştirme / Yıldırımdan korunma donanımları Elektrik kullanımının yaygınlaşması, yıldırımdan korunma ürünlerinin geliştirilmesini desteklemiştir. Yüksek gerilim iletim şebekeleri binlerce haneye güç ve aydınlatma sağladığında, yıldırım yüksek gerilim iletim ve dönüşüm ekipmanlarını büyük ölçüde tehlikeye atar. Yüksek gerilim hattı yüksek dikilir, mesafe uzundur, arazi karmaşıktır ve yıldırım çarpması kolaydır. Paratonerin koruma kapsamı, binlerce kilometrelik iletim hattını korumak için yeterli değildir. Bu nedenle, yıldırım koruma hattı, yüksek gerilim hatlarını korumak için yeni bir yıldırım alıcısı türü olarak ortaya çıkmıştır. Yüksek gerilim hattının korunmasından sonra, yüksek gerilim hattına bağlı güç ve dağıtım ekipmanı aşırı gerilimden zarar görmeye devam etmektedir. Bunun “indüksiyon yıldırımından” kaynaklandığı bulundu. Çalışmalar, elektrostatik indüksiyonun neden olduğu dalgalanmanın, elektromanyetik indüksiyonun neden olduğu dalgalanmadan birkaç kat daha büyük olduğunu göstermiştir. Thunderbolt, yüksek voltaj hattında bir dalgalanmaya neden olur ve tel boyunca saç ve ona bağlı güç dağıtım ekipmanına yayılır. Bu cihazların dayanma gerilimi düşük olduğunda, indüklenen yıldırım çarpması ile zarar görür. Teldeki dalgalanmayı bastırmak için, insanlar Bir çizgi tutucu icat edildi. İlk sıra tutucular açık hava boşluklarıydı. Havadaki kırılma gerilimi çok yüksektir, yaklaşık 500kV / m'dir ve yüksek voltaj nedeniyle parçalandığında, sadece birkaç voltluk düşük gerilime sahiptir. Havanın bu özelliğini kullanarak erken çizgi tutucu tasarlanmıştır. Bir kablonun bir ucu elektrik hattına bağlanmış, diğer kablonun bir ucu topraklanmış ve iki kablonun diğer ucu iki hava boşluğu oluşturmak üzere belirli bir mesafe ile ayrılmıştır. Elektrot ve aralık mesafesi, parafudranın arıza gerilimini belirler. Arıza gerilimi, güç hattının çalışma geriliminden biraz daha yüksek olmalıdır. Devre normal çalıştığında, hava boşluğu açık bir devreye eşdeğerdir ve hattın normal çalışmasını etkilemez. Aşırı voltaj işgal edildiğinde, hava boşluğu kırılır, aşırı voltaj çok düşük bir seviyeye sabitlenir, ve aşırı akım da hava boşluğu içinden toprağa boşaltılır, böylece yıldırım önleyicinin koruması sağlanır. Açık alanda çok fazla eksiklikler var. Örneğin, arıza gerilimi çevre tarafından büyük ölçüde etkilenir; hava deşarjı elektrodu oksitleyecektir; hava arkı oluşturulduktan sonra, bir yıldırım önleyici arızasına veya bir hat arızasına neden olabilecek arkı söndürmek için birkaç AC çevrimi sürer. Gaz deşarj tüpleri, tüp tutucuları ve gelecekte geliştirilen manyetik darbe tutucuları bu problemleri büyük ölçüde ortadan kaldırmıştır, ancak yine de gaz deşarj ilkesine dayanmaktadırlar. Gaz boşaltma tutucularının doğal dezavantajları, yüksek darbe kırma gerilimidir; uzun deşarj gecikmesi (mikrosaniye seviyesi); dik artık gerilim dalga formu (dV / dt büyüktür). Yarı iletken teknolojisinin geliştirilmesi bize Zener diyotları gibi yeni yıldırım koruma malzemeleri sunmaktadır. Volt-amper karakteristikleri, hattın yıldırımdan korunma gereklilikleri ile aynı doğrultudadır, ancak yıldırım akımını geçme kabiliyeti zayıftır, böylece normal regülatör tüplerinin doğrudan kullanılamaması sağlanır. paratoner Erken yarı iletken Tutucu, Zener borusuna benzer volt-amper özelliklere sahip olan ancak yıldırım akımını geçme yeteneğine sahip olan silikon karbür malzemeden yapılmış bir vana tutucudır. Bununla birlikte, metal oksit yarı iletken varistörü (MOV) çok hızlı bir şekilde keşfedilmiştir ve volt-amper karakteristikleri daha iyidir ve hızlı tepki süresi ve yüksek akım kapasitesi gibi birçok avantaja sahiptir. Bu nedenle, MOV hat tutucuları şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır. İletişimin gelişmesiyle birlikte, iletişim hatları için çok sayıda paratoner üretildi. İletişim hattı iletim parametrelerinin kısıtlamaları nedeniyle, bu tutucuların kapasitans ve endüktans gibi iletim parametrelerini etkileyen faktörleri göz önünde bulundurmaları gerekir. Ancak, yıldırımdan korunma prensibi temelde MOV ile aynıdır.
Tip / Yıldırımdan korunma donanımları Yıldırımdan korunma ekipmanı kabaca türlere ayrılabilir: güç kaynağı yıldırımdan korunma cihazı, güç koruma soketi ve anten besleyici hattı koruyucular, sinyal yıldırım önleyiciler, yıldırımdan korunma test araçları, ölçüm ve kontrol sistemleri için yıldırımdan korunma cihazları ve toprak koruyucuları. Güç kaynağı yıldırım önleyici, üç seviyeye ayrılmıştır: B, C ve D. Bölge yıldırımdan korunma ve çok seviyeli koruma teorisi için IEC (Uluslararası Elektroteknik Komisyonu) standardına göre, B Sınıfı yıldırımdan korunma birinci sınıfa aittir. seviye yıldırımdan korunma cihazı ve binadaki ana güç dağıtım kabinine uygulanabilir; Yıldırım aygıtı, binanın şube dağıtım kabinine uygulanır; D sınıfı, ekipmanı en iyi şekilde korumak için önemli ekipmanın ön tarafına uygulanan üçüncü seviye yıldırımdan korunma cihazıdır. İletişim hattı sinyal yıldırım önleyici, IEC 61644'ün gerekliliklerine göre B, C ve F seviyelerine ayrılmıştır. Temel koruma temel koruma seviyesi (kaba koruma seviyesi), C seviyesi (Kombinasyon koruma) kapsamlı koruma seviyesi, Sınıf F (Orta ve iyi) koruma) orta ve iyi koruma seviyesi.
Ölçme ve Kontrol cihazları / Yıldırımdan korunma donanımları Ölçüm ve kontrol cihazları, üretim tesisleri, bina yönetimi, ısıtma sistemleri, uyarı cihazları vb. Gibi geniş bir uygulama alanına sahiptir. Yıldırım veya diğer nedenlerden kaynaklanan aşırı gerilim sadece kontrol sistemine zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda pahalı dönüştürücülere de zarar verir. ve sensörler. Kontrol sisteminin başarısızlığı çoğu zaman ürün kaybına ve üretim üzerinde etkilere neden olur. Ölçüm ve kontrol üniteleri tipik olarak aşırı gerilimlere karşı güç sistemi reaksiyonlarından daha hassastır. Ölçüm ve kontrol sistemine yıldırım önleyici seçip takarken, aşağıdaki faktörler göz önünde bulundurulmalıdır: 1, sistemin maksimum çalışma voltajı 2, maksimum çalışma akımı 3, maksimum veri aktarım frekansı 4, direnç değerinin artmasına izin verip vermeyeceği 5, Telin binanın dışından ithal edilip edilmediği ve binanın dış yıldırımdan korunma tertibatı olup olmadığı.
Alçak gerilim güç tutucu / Yıldırımdan korunma donanımları Eski posta ve telekomünikasyon departmanının analizi, haberleşme istasyonunun yıldırım çarpması kazalarının% 80'inin yıldırım dalgasının güç hattına girmesinden kaynaklandığını gösteriyor. Bu nedenle, düşük voltajlı alternatif akım tutucuları çok hızlı bir şekilde gelişirken, MOV malzemeli büyük yıldırım önleyiciler pazarda baskın bir konumda yer almaktadır. Çok sayıda MOV tutucu üreticisi var ve ürünlerinin farklılıkları temel olarak gösteriliyor:
Akış kapasitesi Akış kapasitesi, koruyucunun dayanabileceği maksimum yıldırım akımıdır (8 / 20μs). Bilgi Endüstri Standardı Bakanlığı “İletişim Mühendisliği Güç Sisteminin Yıldırımdan Korunması İçin Teknik Düzenlemeler”, yıldırım önleyicisinin güç kaynağı için akış kapasitesini belirlemektedir. Birinci seviye tutucu 20KA'dan büyük. Ancak, parafudrın piyasadaki mevcut dalgalanma kapasitesi büyüyor ve büyüyor. Akım taşıyan büyük tutucu, yıldırım düşmelerinden kolayca zarar görmez. Küçük yıldırım akımının tolere edilme sayısı artar ve artık voltaj da hafifçe düşer. Yedekli paralel teknoloji benimsenmiştir. Tutucu, kabiliyetin korunmasını da arttırır. Bununla birlikte, parafudrun hasarına her zaman yıldırım çarpması neden olmaz. Şu anda bir yıldırım önleyici tespit etmek için 10/350 currents akım dalgasının kullanılması önerilmiştir. Bunun nedeni, IEC1024 ve IEC1312 standartlarının bir yıldırım dalgasını tanımlarken 10/350 waves dalga kullanmasıdır. Bu ifade kapsamlı değildir, çünkü IEC1312'deki koruyucunun eşleştirme hesaplamasında 8/20 current akım dalgası hala kullanılmaktadır ve IEC1643 “SPD” - Seçim İlkesi ”nde 8 / 20μ dalgası da kullanılmaktadır. Ana akım olarak kullanılır. tutucu (SPD) tespit etmek için dalga formu. Dolayısıyla, parafudrun 8/20 the dalgasıyla akış kapasitesinin eski olduğu söylenemez ve parafudranın 8/20 wave dalgasıyla akış kapasitesinin uluslararası standartlara uygun olmadığı söylenemez.
Devreyi korumak MOV tutucu arızası kısa devre ve açık devredir. Güçlü bir yıldırım akımı tutucuya zarar verebilir ve açık devre hatası oluşturabilir. Bu sırada, tutucu modülün şekli sıklıkla tahrip olur. Tutucu, malzemenin uzun süre yaşlanmasından dolayı çalışma gerilimini de düşürebilir. Çalışma voltajı hattın çalışma voltajının altına düştüğünde, tutucu alternatif akımı arttırır ve tutucu, sonuçta MOV cihazının doğrusal olmayan özelliklerini yok edecek ve bu da parafudun kısmi kısa devresine neden olacak şekilde ısı üretir. yanmak. Benzer bir durum, bir elektrik hattı arızasından kaynaklanan işletim voltajındaki bir artış nedeniyle ortaya çıkabilir. Korumanın açık devre hatası güç kaynağını etkilemez. Bulmak için çalışma voltajını kontrol etmek gerekir, bu nedenle tutucu düzenli olarak kontrol edilmelidir. Tutucudaki kısa devre hatası güç kaynağını etkiler. Isı şiddetli olduğunda tel yanacaktır. Güç kaynağının güvenliğini sağlamak için alarm devresinin korunması gerekir. Geçmişte, sigorta tutucu modülünde seri olarak bağlandı, ancak sigorta yıldırım akımını ve atılacak kısa devre akımını sağlamalıdır. Teknik olarak uygulamak zordur. Özel olarak, tutucu modül çoğunlukla kısa devredir. Kısa devre sırasında akan akım büyük değildir, ancak sürekli akım, esas olarak darbe akımını boşaltmak için kullanılan paratonerin ciddi şekilde ısıtılmasına neden olmak için yeterlidir. Daha sonra ortaya çıkan sıcaklık kesme cihazı bu sorunu daha iyi çözdü. Koruyucunun kısmi kısa devresi, cihazın bağlantı kesme sıcaklığının ayarlanmasıyla tespit edildi.
Artık gerilim Bilişim Endüstrisi Standardı “İletişim Mühendisliği Güç Sisteminin Yıldırımdan Korunması İçin Teknik Düzenlemeler” (YD5078-98), yıldırım önleyicilerin tüm voltajlarındaki artık voltaj için özel şartlar getirmiştir. Standart gereksinimlerin kolayca sağlandığı söylenmelidir. MOV tutucunun artık voltajı Çalışma voltajı 2,5-3,5 katıdır. Doğrudan-paralel tek kademeli tutucuların artık gerilim farkı büyük değildir. Artık gerilimi azaltmanın ölçüsü, işletme voltajını azaltmak ve tutucunun akım kapasitesini arttırmaktır, ancak çalışma voltajı çok düşüktür ve dengesiz güç kaynağının neden olduğu tutucu hasarı artacaktır. Bazı yabancı ürünler Çin pazarına erken bir aşamada girdi, işletme voltajı çok düşüktü, Artık gerilim, iki kademeli bir tutucu ile azaltılabilir. Yıldırım dalgası istila ettiğinde, tutucu 1 deşarj olur ve üretilen artık voltaj V1'dir; tutucu 1 boyunca akan akım I1'dir; Tutucu 2'nin artık gerilimi V2'dir ve akım akan I2'dir. Bu: V2 = V1-I2Z Tutucu 2'nin artık voltajının tutucu 1 artık voltajından daha düşük olduğu açıktır. Tek fazlı güç kaynağı yıldırımdan korunma için iki seviyeli yıldırım önleyici sağlamak için üreticiler vardır, çünkü tek fazlı güç kaynağının gücü genellikle 5KW'nin altındadır, hat akımı büyük değildir ve empedans endüktansının sarılması kolaydır. Üç fazlı iki aşamalı tutucu sağlayan üreticiler de vardır. Üç fazlı güç kaynağının gücü büyük olabileceğinden, tutucu hacimli ve pahalıdır. Standartta, elektrik hattında birden fazla aşamada bir yıldırım önleyici monte edilmesi gerekir. Aslında, artık gerilimi azaltma etkisi elde edilebilir, ancak telin kendinden endüktansı, tutucular arasındaki izolasyon empedansı endüktansını her seviyede yapmak için kullanılır. Koruyucunun artık gerilimi, tutucunun yalnızca teknik göstergesidir. Donanıma uygulanan aşırı gerilim de artık gerilime dayanır. Elektrik hattına ve topraklama kablosuna bağlı yıldırım önleyicinin iki iletkeni tarafından üretilen ek voltaj eklenir. Bu nedenle, doğru yükleme gerçekleştirilir. Paratonerler ayrıca ekipmanın aşırı gerilimini azaltmak için önemli bir önlemdir.
Diğer / Yıldırımdan korunma donanımları Tutucu aynı zamanda yıldırım çarpma sayaçları, izleme arayüzleri ve kullanıcı ihtiyaçlarına göre farklı kurulum yöntemleri sağlayabilir.
İletişim hattı tutucu Haberleşme hatları için yıldırım önleyicisinin teknik gereksinimleri yüksektir, çünkü yıldırım koruma teknolojisinin gerekliliklerini yerine getirmenin yanı sıra, iletim göstergelerinin gereklilikleri karşılamasını sağlamak için de gereklidir. Ek olarak, iletişim hattına bağlı ekipman düşük bir dayanma voltajına sahiptir ve yıldırım koruma cihazının artık voltajı katıdır. Bu nedenle, yıldırım koruma cihazını seçmek zordur. İdeal iletişim hattı yıldırımdan korunma cihazı, küçük kapasitans, düşük artık voltaj, büyük akım akışı ve hızlı tepki vermelidir. Açıkçası, masadaki cihazlar ideal değildir. Boşaltma borusu hemen hemen tüm iletişim frekansları için kullanılabilir, ancak yıldırımdan korunma özelliği zayıftır. MOV kapasitörleri büyüktür ve sadece ses iletimi için uygundur. TVS'nin yıldırım akımına dayanabilmesi zayıf. Koruyucu etkiler Farklı yıldırım koruma cihazları, akım dalgalarının etkisi altında farklı artık voltaj dalga formlarına sahiptir. Artık gerilim dalga formunun özelliklerine göre, tutucu, bir anahtar tipine ve bir voltaj limit tipine bölünebilir veya güç elde etmek ve kısa devreden kaçınmak için iki tip birleştirilebilir. Çözüm, iki aşamalı bir tutucu oluşturmak için iki farklı cihaz kullanmaktır. Şematik diyagram, güç kaynağının iki aşamalı tutucu ile aynıdır. Sadece ilk aşama bir boşaltma borusu kullanır, ara izolasyon direnci bir direnç veya PTC kullanır ve ikinci aşama bir TVS kullanır, böylece her cihazın uzunluğu uygulanabilir. Böyle bir yıldırım önleyici birkaç on MHZ'ye kadar çıkabilir. Daha yüksek frekanslı tutucularda genellikle mobil besleyiciler ve çağrı anten besleyicileri gibi tahliye boruları kullanılır, aksi takdirde iletim gereksinimlerini karşılamak zordur. Yüksek geçirgen filtre prensibini kullanan ürünler de vardır. Bir yıldırım dalgasının enerji spektrumu birkaç kilohertz ile birkaç yüz kilohertz arasında yoğunlaştığından, antenin frekansı çok düşüktür ve filtrenin üretilmesi kolaydır. En basit devre, yüksek geçirgen bir filtre tutucu oluşturmak için yüksek frekanslı çekirdek teline paralel olarak küçük bir çekirdek indüktörü bağlamaktır. Nokta frekanslı iletişim anteni için, bir çeyrek dalga boyu kısa devre hattı bant geçiren bir filtre oluşturmak için de kullanılabilir ve yıldırımdan korunma etkisi daha iyidir, ancak her iki yöntem de anten besleme hattı üzerinde iletilen DC'ye kısa devre yapacaktır. ve uygulama aralığı sınırlıdır.
Topraklama cihazı Topraklama, yıldırımdan korunmanın temelidir. Standart tarafından belirtilen topraklama yöntemi metal profilli yatay veya dikey toprak direkleri kullanmaktır. Güçlü korozyona sahip alanlarda, korozyona karşı korozyona karşı galvanizleme ve metal profillerin kesit alanı kullanılabilir. Metal olmayan malzemeler de kullanılabilir. İletken, grafit toprak elektrotu ve Portland çimentosu toprak elektrotu gibi topraklama çubuğu görevi görür. Daha makul bir yöntem, modern mimarinin temel takviyesini toprak direği olarak kullanmaktır. Geçmişte yıldırımdan korunma sınırlamaları nedeniyle, topraklama direncinin azaltılmasının önemi vurgulanmaktadır. Bazı üreticiler toprak direncini azalttığını iddia ederek çeşitli topraklama ürünleri piyasaya sürdüler. Direnç düşürücü, polimer topraklama elektrotu gibi, Aslında, yıldırımdan korunma açısından, topraklama direncinin anlaşılması değişti, topraklama ızgarasının yerleşimi için gereklilikler yüksek ve direnç gereksinimleri gevşetildi. GB50057–94'te yalnızca çeşitli binaların topraklama ağı formları vurgulanmaktadır. Direnç gereksinimi yoktur, çünkü eşit potansiyel prensibinin yıldırımdan korunma teorisinde, kara şebekesi mutlak bir sıfır potansiyel noktası değil, yalnızca toplam potansiyel referans noktasıdır. Topraklama şebekesinin şekli eş potansiyel ihtiyaçlar için gereklidir ve direnç değeri mantıklı değildir. Elbette, şartlar elverdiğinde düşük topraklama direnci elde etmenin yanlış bir tarafı yoktur. Ek olarak, güç kaynağı ve iletişim, yıldırımdan korunma teknolojisinin kapsamı dışında olan topraklama direnci için gereksinimlere sahiptir. Topraklama direnci temel olarak toprak direnci ve toprak ile toprak arasındaki temas direnci ile ilgilidir. Ayrıca, zemini oluştururken zeminin şekli ve sayısıyla da ilgilidir. Direnç düşürücü ve çeşitli topraklama elektrotları, toprakla toprak arasındaki temas direncini veya teması iyileştirecek bir şey değildir. alanı. Bununla birlikte, toprağın direnci belirleyici bir rol oynar ve diğerleri değişmesi nispeten kolaydır. Eğer toprak direnci çok yüksekse, sadece toprağı değiştirmek veya toprağı iyileştirmek için kullanılan mühendislik metodu etkili olabilir ve diğer metotların çalışması zordur.