Οι κεραυνοί είναι ουσιαστικά μια τεράστια εκκένωση σπινθήρα που συμβαίνει όταν συσσωρεύεται φορτίο σε ένα ορισμένο σημείο μεταξύ ενός σύννεφου καταιγίδας και του εδάφους ή μεταξύ τους, διαταράσσοντας τη μόνωση του αέρα. οι κεραυνοί πυροδοτούνται κυρίως από:
1. Άμεσος κεραυνός
Στη χειρότερη περίπτωση, ο κεραυνός χτυπά απευθείας κτίρια, εξοπλισμό ή ανθρώπους.
Συνθήκες ενεργοποίησης: Αντικείμενα στο έδαφος (π.χ. ψηλό κτίριο, δέντρο, πύργος μετάδοσης, δέντρα, πύργοι, απομονωμένοι άνθρωποι) σχηματίζουν το ισχυρότερο ηλεκτρικό πεδίο μαζί με τα σύννεφα κεραυνών, καθιστώντας το το συντομότερο μονοπάτι για εκφόρτιση φορτίου.
2.Έμμεσα εφέ κεραυνού (Πιο κοινά, ευρύτερο εύρος)
Ακόμα κι αν ο κεραυνός δεν χτυπήσει απευθείας τη συσκευή σας, μπορεί να προκαλέσει ένα καταστροφικό κύμα (παροδικό) με:
· Επαγόμενος κεραυνός (διαιρείται σε Ηλεκτροστατική Επαγωγή και Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή):
• Ηλεκτροστατική επαγωγή: Όταν ένα φορτισμένο βροντερό νέφος περνά από πάνω, προκαλεί μεγάλη ποσότητα αντίθετων φορτίων στα εναέρια καλώδια από κάτω. Όταν το νέφος εκφορτίζεται σε άλλον στόχο, αυτά τα δεσμευτικά φορτία απελευθερώνονται αμέσως, δημιουργώντας υπερτάσεις υψηλής-τάσης που ταξιδεύουν κατά μήκος της γραμμής.
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: Ισχυρά και παροδικά ρεύματα στο κανάλι κεραυνών μπορεί να προκαλέσουν πολύ υψηλή τάση στους γύρω μεταλλικούς βρόχους (π.χ. βρόχους γραμμών ισχύος, γραμμές σήματος).
· Διεξαγωγή (Ground Potential Rise):
• Όταν ο κεραυνός χτυπήσει το σύστημα αντικεραυνικής προστασίας ενός κτιρίου ή το κοντινό έδαφος, ένα τεράστιο ρεύμα κεραυνού διέρχεται από την αντίσταση γείωσης, με αποτέλεσμα το ηλεκτρικό δυναμικό στο σημείο επαφής να αυξηθεί σε εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια βολτ σε μια στιγμή. Αυτό το υψηλό δυναμικό μπορεί να είναι "αναδρομή" στην εσωτερική συσκευή μέσω του καλωδίου γείωσης της συσκευής, προκαλώντας μια καταστροφική διαφορά δυναμικού σε όλη τη συσκευή και καταστρέφοντάς την.
· Παρείσφρηση κεραυνών:
• Ο κεραυνός χτυπά μακρινά καλώδια, τηλεφωνικές γραμμές, καλωδιακές γραμμές κ.λπ. Τεράστια ρεύματα κεραυνού ταξιδεύουν κατά μήκος αυτών των μεταλλικών αγωγών με τη μορφή κυμάτων, εισβάλλοντας και καταστρέφοντας συνδεδεμένες συσκευές.
Μέρος 2: Πώς να χρησιμοποιήσετε το SPD για προστασία
Ο σκοπός της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις δεν είναι να αποτρέψει χτυπήματα από κεραυνούς, αλλά να παρέχει ένα ασφαλές, χαμηλής-εμπέδησης ρεύμα αστραπής διαδρομής και ενέργεια υπέρτασης κατά τη διάρκεια χτυπημάτων από κεραυνό, περιορίζοντας έτσι την τάση στη συσκευή σε ασφαλές επίπεδο.
1. Βασική Αρχή Εργασίας του ΕΕΠ
Σκεφτείτε το ως "έξυπνο διακόπτη" ή "βαλβίδα ευαίσθητη στην τάση":
Κατά την κανονική λειτουργία: SPD υψηλή σύνθετη αντίσταση και είναι ουσιαστικά ένα ανοιχτό κύκλωμα με μικρή επίδραση στο κύκλωμα.
Όταν εμφανίζεται υπέρταση/ υπέρταση: Συμβαίνουν: Το SPD μετατρέπεται σε κατάσταση χαμηλής σύνθετης αντίστασης (πολύ γρήγορα) σε νανοδευτερόλεπτα, μεταφέροντας γρήγορα και κατευθύνοντας μεγάλες υπερτάσεις ρεύματος προς το έδαφος.
Μετά την υποχώρηση του κύματος: Το SPD επανέρχεται αυτόματα στην κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης και το κύκλωμα επιστρέφει στο κανονικό.
2.Σωστό σύστημα προστασίας SPD: Προστασία πολλαπλών- σταδίων
Προκειμένου να παρέχεται ολοκληρωμένη προστασία, χρησιμοποιείται συχνά η έννοια της ιεραρχικής προστασίας, όπως πολλαπλές γραμμές άμυνας:
Κατηγορία 1 / I (Πρώην Β Τάξη):
Θέση εγκατάστασης: κεντρικός πίνακας διανομής (είσοδος σέρβις).
Λειτουργία: Απελευθερώνει το μεγαλύτερο μέρος των κεραυνών υψηλής ενέργειας από άμεσες ή επαγόμενες κεραυνές (συνήθως κυματομορφή 10/350 μM). Το SPD με υψηλή ικανότητα εκφόρτισης χρησιμοποιείται συνήθως με βάση τα κενά σπινθήρα.
Στόχος: Η προστασία του ηλεκτρικού συστήματος ολόκληρου του κτιρίου από τη μεγαλύτερη καταιγίδα.
Κατηγορία 2 / II (Πρώην Γ τάξη):
Τοποθεσία: Πίνακας διανομής (π.χ. πάνελ δαπέδου) ή πίνακας διανομής βασικού εξοπλισμού (π.χ. δωμάτια διακομιστών, κλιματισμός, ανελκυστήρας).
Λειτουργία: Περιορίζει περαιτέρω την υπολειπόμενη τάση και απορροφά την υπολειπόμενη ενέργεια μέσω SPD τύπου 1. Συνήθως χρησιμοποιούνται δίσκοι στερεάς κατάστασης (SSD) που βασίζονται σε Μεταλλικό Οξείδιο Varistor (MOV).
Στόχος: Προστασία κυκλωμάτων διανομής και εξοπλισμού σε συγκεκριμένες περιοχές.
Κατηγορία 3 / III (πρώην D):
Θέση: Το μπροστινό άκρο μιας συσκευής, όπως οι λωρίδες βύσματος για ένα ευαίσθητο όργανο ή μια μονάδα προστασίας από υπερτάσεις μέσα στη συσκευή.
Λειτουργία: Παρέχει λεπτή προστασία καθορίζοντας την τάση σε επίπεδο που μπορεί να αντέξει η συσκευή με ασφάλεια (συνήθως λιγότερο από 1,5 kV).
Στόχος: Η παροχή μιας τελικής γραμμής άμυνας για τον πιο ευαίσθητο και ακριβό ηλεκτρονικό εξοπλισμό (π.χ. διακομιστές, ιατρικός εξοπλισμός, βιομηχανικά PLC).
SPD Signal: γραμμές όπως καλώδια δικτύου, τηλεφωνικές γραμμές και καλώδια βίντεο επιτήρησης απαιτούν επίσης εξειδικευμένα συστήματα επεξεργασίας σήματος. Λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, αλλά έχουν σχεδιαστεί για τα επίπεδα τάσης και τον τύπο διασύνδεσης της γραμμής σήματος.
3.Βασικά σημεία για την εγκατάσταση SPD
• Η καλή γείωση είναι προαπαιτούμενο: SPD SPD μεταφέρει αποτελεσματικά ενέργεια χωρίς σύστημα γείωσης χαμηλής-σύνθετης αντίστασης. Η γείωση είναι το θεμέλιο της αντικεραυνικής προστασίας.
• Κοντά και παχιά καλώδια σύνδεσης: Η σύνδεση SPD και τα καλώδια γείωσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά και παχιά για να ελαχιστοποιηθεί η επαγωγή του ηλεκτροδίου. Οι υπερβολικά μεγάλες απαγωγές μπορούν να οδηγήσουν σε αισθητή τάση επαγωγής, μειώνοντας σημαντικά την αποτελεσματικότητα προστασίας.
Συντονισμός: διαφορετικά στάδια του SSD απαιτούν ενεργειακό συντονισμό για να διασφαλιστεί η σταδιακή εκφόρτιση, όπως έχει σχεδιαστεί για την αποφυγή υπερφόρτωσης οποιουδήποτε μεμονωμένου SPD.