Täydellinen opas ylijännitesuojiin aurinko- ja ukkossuojaukseen

Olen nähnyt salaman aiheuttamien tehtaiden ja aurinkovoimaloiden sulkemisia yön aikana, joten käsittelen aina Ylijännitesuojalaite ja ylijännitesuojastrategia ei ole neuvoteltavissa.

Täydellinen opas ylijännitesuojaimista selittää, kuinka nämä laitteet ohjaavat salamaniskun ja ohimenevän ylijännitteen maahan, suojaavat aurinkojärjestelmiä, sähköverkkoja ja kriittisiä laitteita samalla vähentäen seisokkiaikaa ja korjauskustannuksia.

Jos hallitset riskejä, kustannuksia ja toimitusaikatauluja, ylijännitesuojainten ymmärtäminen auttaa sinua rakentamaan järjestelmiä, jotka kestävät todellisen sähkörasituksen.

Mikä on ylijännitesuoja ja miten se toimii

Aloitan usein järjestelmäkatselmukset selventämällä, mitä ylijännitesuoja oikeastaan ​​tekee.

Ylijännitesuoja on suojalaite, joka rajoittaa ylijännitettä ohjaamalla ylijännitettä turvallisesti maahan estäen eristysvauriot ja laitevauriot.

Näen monien insinöörien sekoittavan ylijännitesuojat tavallisiin ylijännitesuojiin. Käytännössä ylijännitesuoja on suunniteltu kestämään paljon suurempia energiatasoja, erityisesti salamaniskuihin liittyviä tapahtumia. Ylijännitteen saapuessa ylijännitesuoja vaihtaa korkeaimpedanssista matalaimpedanssiin mikrosekunneissa. Tämä toiminto pitää jännitteen turvalliselle tasolle ja lähettää ylimääräisen energian maahan.

Matalajännitteisissä sähköjärjestelmissä ylijännitesuojat suojaavat kytkentätauluja, muuntajia ja herkkää elektroniikkaa. Aurinkopaneeliasennuksissa ne suojaavat aurinkopaneeleita, kytkentäkaappeja ja inverttereitä. Olen nähnyt tehtaiden ylijännitesuojien pettävän yksinkertaisesti siksi, että väärä laitetyyppi on valittu.

Kokemukseni mukaan keskeinen ero on energiankäsittelykyky. Ylijännitesuojalaite Ylijännitesuojana käytettävän laitteen on oltava järjestelmän altistuksen, maadoituksen laadun ja asennuspaikan mukainen. Oikein tehtynä se vaimentaa toistuvia tapahtumia äänettömästi keskeyttämättä toimintaa.

Sähkö- ja aurinkojärjestelmissä käytettyjen ylijännitesuojien tyypit

Valitsen ylijännitesuojat aina ylijännitealtistustason perusteella.

Tyypin 1 ylijännitesuojat suojaavat suorilta salamavirroilta, samalla kun Tyypin 2 ylijännitesuojat suojaa jakeluverkkojen indusoituja ja kytkentäjännitteitä vastaan.

Tyypin 1 ylijännitesuojat asennetaan syöttöjohtojen sisäänkäynteihin, joihin voi tulla suoria salamavirtoja. Ne ovat yleisiä riskialueilla ja sähköverkkojen rajapinnoissa. Tyypin 2 ylijännitesuojat asennetaan alavirtaan, ja ne ovat yleisimmin käytetty vaihtoehto aurinko- ja teollisuuskäyttöön tarkoitetuissa ylijännitesuojajärjestelmissä.

Näin selitän eron hankintatiimeille:

Useimmissa aurinko- ja kaupallisissa projekteissa tyypin 2 tai yhdistetyt laitteet tarjoavat parhaan tasapainon suojauksen ja kustannusten välillä. Tällä on merkitystä, kun pitkäaikainen yhteistyö ja ennustettava laatu ovat etusijalla.

DC-ylijännitesuojat aurinko- ja aurinkosähköjärjestelmille

Kiinnitän erityistä huomiota aurinkosähköprojektien tasavirtapiikkiriskeihin.

DC-ylijännitesuojat suojaa aurinkosähköpiirejä salaman aiheuttamilta ylijännitteiltä ja kytkentäylijännitteiltä estäen invertterin ja moduulin vaurioitumisen.

Tasavirtapiirit ovat pitkiä, alttiina ja usein reititetään ulos. Tämä tekee niistä haavoittuvia jopa ilman suoraa iskua. Suosittelen aina tasavirtaylijännitesuojia aurinkopaneelien yhdistelmälaatikoissa ja invertterin tasavirtatuloissa.

Eri jännitetasot vaativat erilaisia ​​rakenteita. Esimerkiksi 24 VDC:n ylijännitesuoja toimii hyvin ohjauspiireissä, kun taas korkeamman jännitteen aurinkopaneelit tarvitsevat 600 V:n, 1000 V:n tai 1500 V:n laitteita. Tasavirtaylijännitesuojan on vastattava suurinta avoimen piirin jännitettä, ei vain nimellisarvoja.

Projekteissani oikeanlainen tasavirtaylijännitesuoja vähentää merkittävästi invertterin vikaantumisastetta. Tämä on erityisen tärkeää teollisuuden ylijännitesuoja-asennuksissa, joissa seisokkiaika vaikuttaa nopeasti tuotantoaikatauluihin.

Aurinkopaneelien ja aurinkosähköjärjestelmien ylijännitesuojat

Käsittelen aurinkosähköylijännitesuojaa järjestelmänä, en yksittäisenä laitteena.

Aurinkopaneelien ylijännitesuojat suojaavat paneeleja, yhdistelmärasioita ja inverttereitä rajoittamalla ohimenevää ylijännitettä koko aurinkopaneelijärjestelmässä.

Asennat ylijännitesuojat yleensä kolmeen pisteeseen: aurinkopaneelijärjestelmän lähelle, kytkentärasioiden sisään ja invertteriliittimiin. Tämä kerrostettu lähestymistapa vähentää jäännösjännitettä jokaisessa vaiheessa.

Tässä on yksinkertainen sijoitteluohje, jota käytän:

Tämä lähestymistapa parantaa järjestelmän luotettavuutta ja vähentää ylläpitoon liittyviä yllätyksiä, mitä hankintapäälliköt arvostavat.

AC- ja kolmivaiheiset ukkosenjohtimet

En koskaan jätä huomiotta aurinkojärjestelmien vaihtovirtapuolta.

Kolmivaiheiset ukkosenjohtimet suojaavat teollisuuden sähköjärjestelmiä salamoilta ja sähköverkosta peräisin olevilta ylijännitteiltä.

Kolmivaihejärjestelmissä ylijännitesuoja voi kulkea epätasaisesti vaiheiden välillä. Pidän parempana tasapainotettuja kolmivaiheisia ylijännitesuojamalleja, jotka suojaavat kaikkia johtimia tasaisesti. Kaksinapaiset kokoonpanot ovat yleisiä yksinkertaisemmissa järjestelmissä, mutta teollisuussovellukset vaativat usein täydellisen vaihe- ja nollajohtimen suojauksen.

Tämä on vakiokäytäntö ylijännitesuojauksessa tehtaissa, joissa kuormituksen tasapaino ja käyttöaika ovat kriittisiä.

MOV-pohjaiset ylijännitesuojat ja modulaariset rakenteet

Luotan vahvasti MOV-teknologiaan nykyaikaisissa suunnitteluissa.

MOV-pohjaiset ylijännitesuojat reagoivat erittäin nopeasti ja pitävät jännitteen tehokkaasti vaihtovirtapiikin aikana.

MOV-ukkossuojat käyttävät metallioksidivaristoreja, joiden resistanssi muuttuu välittömästi jännitteen noustessa. Modulaarinen rakenne helpottaa vaihtamista käyttöiän päättymisen ilmoituksen jälkeen, mikä lyhentää huoltoaikaa.

Kokemukseni mukaan modulaariset MOV-ylijännitesuojat tarjoavat parhaan yhdistelmän suorituskykyä ja huollettavuutta teollisissa SPD-sovelluksissa.

SPD-ylijännitesuojat ukkossuojaukseen

Näen SPD- ja ylijännitesuojatermien olevan synonyymeja, mutta asiayhteydellä on merkitystä.

SPD-ylijännitesuoja yhdistää nopean vasteen ja suuren energiankestokyvyn sähkö- ja aurinkosähköjärjestelmien ukkossuojaukseen.

Perinteisiin ukkossuojaimiin verrattuna nykyaikaiset ylijännitesuojat ovat kompakteja, modulaarisia ja helpompia integroida. Asennan ne suojattujen laitteiden lähelle johtimien pituuden ja jäännösjännitteen minimoimiseksi.

Oikean ylijännitesuojan valitseminen sovellukseesi

Valitsen aina riskin, en pelkän hinnan perusteella.

Oikean ylijännitesuojan valinta riippuu salamaniskun määrästä, järjestelmän jännitteestä, maadoituksesta ja vaaditusta suojaustasosta.

Korkean riskin alueille suosittelen tyypin 1 ylijännitesuojia. Useimmissa aurinko- ja kaupallisissa projekteissa koordinoidut tyypin 2 laitteet tarjoavat luotettavan suojan alhaisemmilla kokonaiskustannuksilla. Tämä lähestymistapa sopii hyvin yhteen pitkäaikaisten toimittajasuhteiden kanssa.

Johtopäätös

Sijoita oikeaan Ylijännitesuojalaite ja ylijännitesuojastrategia tänään järjestelmän, aikataulusi ja pitkän aikavälin liiketoimintasi arvon suojaamiseksi.

Usein kysytyt kysymykset

K1: Ovatko ylijännitesuojat ja SPD:t sama asia?

Ne menevät päällekkäin, mutta ylijännitesuojat on suunniteltu suurempaa energiaa vaativiin salamaiskuihin.

K2: Tarvitsevatko aurinkopaneelijärjestelmät sekä AC- että DC-ylijännitesuojia?

Kyllä. Molemmilla osapuolilla on erilaiset nousuriskit.

K3: Minne DC-ylijännitesuojat tulisi asentaa?

Aurinkopaneelipaneeleissa, yhdistelmälaatikoissa ja invertterituloissa.

K4: Kuinka kauan MOV-ylijännitesuojat kestävät?

Ne kuluvat jokaisen jännitepiikin myötä ja ne tulisi vaihtaa käyttöiän päättyessä.

K5: Riittääkö tyyppi 2 useimpiin aurinkoenergian hankkeisiin?

Kyllä, ellei suora salama-altistus ole erittäin voimakas.