Teljes körű útmutató a túlfeszültség-levezetőkhöz nap- és villámvédelemhez

Láttam már villámcsapást okozó gyárakat és naperőműveket egyik napról a másikra leállítani, ezért mindig kezelek egyet Túlfeszültség-védő eszköz és a túlfeszültség-levezető stratégia nem alku tárgyát képezi.

A túlfeszültség-levezetőkről szóló teljes körű útmutató elmagyarázza, hogyan vezetik el ezek az eszközök a villámot és a tranziens túlfeszültséget a földbe, védve a napelemes rendszereket, az elektromos hálózatokat és a kritikus berendezéseket, miközben csökkentik az állásidőt és a javítási költségeket.

Ha kezeli a kockázatokat, a költségeket és a szállítási határidőket, a túlfeszültség-levezetők ismerete segít olyan rendszerek kiépítésében, amelyek túlélik a valós elektromos terhelést.

Mi az a túlfeszültség-levezető és hogyan működik?

A rendszerfelméréseket gyakran azzal kezdem, hogy tisztázom, mit is csinál valójában egy túlfeszültség-levezető.

A túlfeszültség-levezető egy olyan védőeszköz, amely a túlfeszültség energiájának biztonságos földelésbe terelésével korlátozza a túlfeszültséget, megakadályozva a szigetelés meghibásodását és a berendezés károsodását.

Sok mérnököt látok, aki összekeveri a túlfeszültség-levezetőket az alapvető túlfeszültség-védőkkel. A gyakorlatban a túlfeszültség-levezetőket sokkal magasabb energiaszintek, különösen villámlással kapcsolatos események kezelésére tervezték. Túlfeszültség esetén a levezető mikroszekundumok alatt nagy impedanciáról alacsony impedanciára vált. Ez a művelet biztonságos szintre szorítja a feszültséget, és a felesleges energiát a földre vezeti.

Alacsony feszültségű elektromos rendszerekben a túlfeszültség-levezetők védik a kapcsolótáblákat, transzformátorokat és az érzékeny elektronikát. Napelemes rendszerekben a fotovoltaikus paneleket, az elosztódobozokat és az invertereket védik. Láttam már gyárakban túlfeszültség-védelmet felmondani pusztán azért, mert rossz eszköztípust választottak.

Tapasztalataim szerint a legfontosabb különbség az energiakezelési képesség. Túlfeszültség-védő eszköz túlfeszültség-levezetőként használva a rendszer kitettségéhez, a földelés minőségéhez és a beépítési pozícióhoz kell igazítani. Helyes kivitelezés esetén csendesen elnyeli az ismétlődő eseményeket a működés megszakítása nélkül.

Túlfeszültség-levezetők típusai energia- és napelemes rendszerekben

A túlfeszültség-levezetőket mindig a túlfeszültség-kitettség szintje alapján választom ki.

Az 1-es típusú túlfeszültség-levezetők a közvetlen villámáramok ellen védenek, miközben 2-es típusú túlfeszültség-levezetők védelmet nyújt az elosztórendszerekben indukált és kapcsolási túlfeszültségek ellen.

Az 1-es típusú túlfeszültség-levezetőket a villámvédelmi bejáratoknál szerelik fel. Gyakoriak a magas kockázatú zónákban és a közműcsatlakozásokban. A 2-es típusú túlfeszültség-levezetőket a folyásirányban szerelik fel, és ezek a legszélesebb körben használt megoldások a napelemes és ipari túlfeszültség-levezetők kialakításában.

Így magyarázom el a különbséget a beszerzési csapatoknak:

A legtöbb napelemes és kereskedelmi projekt esetében a 2-es típusú vagy kombinált eszközök biztosítják a legjobb egyensúlyt a védelem és a költségek között. Ez akkor fontos, ha a hosszú távú együttműködés és a kiszámítható minőség a prioritás.

DC túlfeszültség-levezetők napelemes és fotovoltaikus rendszerekhez

Különös figyelmet fordítok a napelemes projektek egyenáramú túlfeszültség-kockázataira.

DC túlfeszültség-levezetők Védi a PV áramköröket a villámcsapások okozta túlfeszültségektől és a kapcsolási túlfeszültségtől, megakadályozva az inverter és a modul károsodását.

Az egyenáramú áramkörök hosszúak, ki vannak téve, és gyakran a szabadban futnak. Ez még közvetlen túlfeszültség nélkül is sebezhetővé teszi őket. Mindig egyenáramú túlfeszültség-levezetőket javaslok a napelemes elosztóknál és az inverter egyenáramú bemeneteinél.

A különböző feszültségszintek eltérő kialakítást igényelnek. Például egy 24 VDC túlfeszültség-levezető jól működik vezérlő áramkörökhöz, míg a nagyobb feszültségű napelemes rendszerekhez 600 V, 1000 V vagy 1500 V névleges feszültségű eszközökre van szükség. Az egyenáramú villámhárítónak meg kell felelnie a maximális nyitott áramköri feszültségnek, nem csak a névleges értékeknek.

Projektjeimben a megfelelő egyenáramú túlfeszültség-levezető kiválasztása jelentősen csökkenti az inverter meghibásodási arányát. Ez különösen fontos az ipari túlfeszültség-levezetők telepítésénél, ahol a leállás gyorsan befolyásolja a termelési ütemtervet.

Napelemes túlfeszültség-levezetők panelekhez és napelemes rendszerekhez

A napelemes túlfeszültség-védelmet rendszerként kezelem, nem egyetlen eszközként.

A napelemes túlfeszültség-levezetők védik a paneleket, az elosztódobozokat és az invertereket azáltal, hogy korlátozzák a tranziens túlfeszültséget a teljes fotovoltaikus rendszerben.

Általában három ponton szerelek fel túlfeszültség-levezetőket: a napelemes rendszer közelében, az elosztódobozok belsejében és az inverter csatlakozóinál. Ez a réteges megközelítés csökkenti a maradékfeszültséget minden fokozatban.

Íme egy egyszerű elhelyezési referencia, amit használok:

Ez a megközelítés javítja a rendszer megbízhatóságát és csökkenti a karbantartással járó meglepetéseket, amit a beszerzési vezetők nagyra értékelnek.

AC és háromfázisú villámhárítók

Sosem hagyom figyelmen kívül a napelemes rendszerek AC oldalát.

A háromfázisú villámhárítók védik az ipari energiaellátó rendszereket a villámoktól és a hálózatból származó túlfeszültségektől.

Háromfázisú rendszerekben a túlfeszültség-energia egyenetlenül terjedhet a fázisok között. Én a kiegyensúlyozott, háromfázisú túlfeszültség-levezetőket részesítem előnyben, amelyek minden vezetőt egyformán védenek. A kétpólusú konfigurációk gyakoriak az egyszerűbb rendszerekben, de az ipari alkalmazások gyakran teljes fázis- és nullavezető-védelmet igényelnek.

Ez a túlfeszültség-védelem bevett gyakorlata azokban a gyárakban, ahol a terheléselosztás és az üzemidő kritikus fontosságú.

MOV alapú túlfeszültség-levezetők és moduláris kialakítások

A modern formatervezésben nagymértékben támaszkodom a MOV technológiára.

A MOV alapú túlfeszültség-levezetők rendkívül gyorsan reagálnak, és hatékonyan rögzítik a feszültséget tranziens események során.

A MOV villámáram-levezetők fém-oxid varisztorokat használnak, amelyek azonnal megváltoztatják az ellenállást a feszültség emelkedésekor. A moduláris kialakítás megkönnyíti a cserét az élettartam vége jelzése után, csökkentve a karbantartási időt.

Tapasztalataim szerint a moduláris MOV túlfeszültség-levezetők kínálják a teljesítmény és a szervizelhetőség legjobb kombinációját ipari SPD alkalmazásokhoz.

SPD túlfeszültség-levezetők villámvédelemhez

Látom, hogy az SPD és a túlfeszültség-levezető kifejezéseket felcserélhetően használják, de a kontextus számít.

Az SPD túlfeszültség-levezető a gyors reagálást a nagy energiatűréssel ötvözi a villámvédelem érdekében elektromos és napelemes rendszerekben.

A hagyományos villámhárítókkal összehasonlítva a modern túlfeszültség-levezetők kompaktak, modulárisak és könnyebben integrálhatók. A védett berendezések közelébe telepítem őket, hogy minimalizáljam a vezetékek hosszát és a maradékfeszültséget.

A megfelelő túlfeszültség-levezető kiválasztása az alkalmazásához

Mindig a kockázat alapján választok, nem csak az ár alapján.

A megfelelő túlfeszültség-levezető kiválasztása a villámcsapásnak való kitettségtől, a rendszerfeszültségtől, a földeléstől és a szükséges védelmi szinttől függ.

A nagy kockázatú területekre az 1-es típusú túlfeszültség-levezetőket ajánlom. A legtöbb napelemes és kereskedelmi projekt esetében az összehangolt 2-es típusú eszközök megbízható védelmet nyújtanak alacsonyabb teljes tulajdonlási költséggel. Ez a megközelítés jól illeszkedik a hosszú távú beszállítói kapcsolatokhoz.

Következtetés

Fektessen be a megfelelőbe Túlfeszültség-védő eszköz és túlfeszültség-levezető stratégiát még ma, hogy megvédje rendszerét, ütemtervét és hosszú távú üzleti értékét.

GYIK

1. kérdés: Ugyanaz a fajta a túlfeszültség-levezető és az SPD?

Átfedésben vannak, de a túlfeszültség-levezetőket nagyobb energiájú villámcsapásokra tervezték.

2. kérdés: Szükség van-e a napelemes rendszerekre AC és DC túlfeszültség-levezetőkre is?

Igen. Mindkét fél eltérő túlfeszültség-kockázatokkal néz szembe.

3. kérdés: Hová kell telepíteni az egyenáramú túlfeszültség-levezetőket?

PV-tömböknél, egyesítő dobozoknál és inverter bemeneteknél.

4. kérdés: Mennyi ideig tartanak a MOV túlfeszültség-levezetők?

Minden egyes túlfeszültséggel romlanak, és az élettartamuk végén ki kell cserélni őket.

5. kérdés: A 2. típus elegendő a legtöbb napelemes projekthez?

Igen, kivéve, ha a közvetlen villámlásnak való kitettség nagyon magas.