Thiết bị bảo vệ chống sét nào là tốt nhất cho bảng công nghiệp ba pha?

Đối với hầu hết các tấm công nghiệp ba pha, sự lựa chọn tốt nhất thường là Thiết bị chống sét loại 2 được lắp đặt tại bảng điều khiển (Mức phân phối), phối hợp với bảo vệ thượng nguồn và nối đất tốt. nốt thứ sáu trong Loại 1 đơn vị trở thành sự lựa chọn tốt hơn ở Lối vào dịch vụ Khi mức độ tiếp xúc đột biến đến cao, trong khi Loại 3 Các thiết bị chủ yếu dành cho các điểm cuối nhạy cảm và không phải là lựa chọn chính để bảo vệ bảng điều khiển.

Bài viết này sẽ thảo luận về cách chọn loại SPD phù hợp cho bảng điều khiển công nghiệp ba pha, yếu tố thực tế nào quan trọng nhất và chi tiết lắp đặt ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất trong thế giới thực.

“Tốt nhất” có nghĩa là gì đối với bảng điều khiển công nghiệp ba pha

Trong hệ thống điện công nghiệp, “tốt nhất” không có nghĩa là “lớn nhất” hoặc “xếp hạng cao nhất”. Nó có nghĩa là thiết bị và cách tiếp cận cài đặt cung cấp Giới hạn tăng cao có thể lặp lại trong điều kiện hoạt động thực tế.

Đối với bảng ba pha, "tốt nhất" thường có nghĩa là:

• Hoạt động đáng tin cậy trong các sự kiện chuyển đổi thường xuyên
  
• Bảo vệ phối hợp giữa bảng chính và hạ lưu
  
• Hiệu suất lặp lại qua nhiều sự kiện đột biến (không chỉ một sự kiện lớn)
  
• sự bảo toàn, bao gồm chỉ báo trạng thái rõ ràng và thay thế thực tế
  
• Xử lý hiệu quả các dòng chảy chuyển mạch Từ động cơ, công tắc tơ và tải điều khiển VFD
  

Một giải pháp thực tế phải phù hợp với cấu trúc liên kết điện của bảng điều khiển và có thể lắp đặt với các kết nối điện cảm thấp, ngắn.

Nguồn điện tăng phổ biến trong các tấm 3 pha công nghiệp

Các dòng chảy công nghiệp thường được tạo ra bên trong cơ sở, không chỉ từ sét. Ngay cả khi không có hoạt động bão, các hoạt động chuyển mạch có thể tạo ra quá áp quá nhanh nhanh chóng mà truyền động căng thẳng, nguồn điện PLC, máy biến áp điều khiển và thiết bị đo.

Các nguồn tăng đột biến bao gồm:

• công tắc động cơ (bắt đầu từ đường dây, hoạt động công tắc tơ, quá tải)
  
• Hoạt động VFD (Các cạnh chuyển mạch nhanh, tương tác bus DC, sự kiện phanh)
  
• chuyển mạch tụ điện và các bước hiệu chỉnh hệ số công suất
  
• Rối loạn tiện ích (Lỗi xóa, đóng lại, chuyển mạch nạp)
  
• Cáp dài chạy hoạt động giống như ăng-ten và tăng sự kết hợp của quá độ
  

Một điểm quan trọng trong môi trường công nghiệp là sự lặp lại: Sự gia tăng nhỏ và vừa có thể xảy ra nhiều lần mỗi ngày.

Những người đóng góp điển hình trong các nhà máy bao gồm:

• Chuyển đổi tải trọng cảm ứng lớn (động cơ, solenoids, cần trục)
  
• Chuyển đổi đầu vào VFD và các sự kiện phía dòng ổ đĩa
  
• Năng lượng hóa máy biến áp và quá độ liên quan đến xâm nhập
  
• Chuyển đổi bộ nạp tiện ích và các hoạt động xóa lỗi
  
• Bộ nạp dài cho MCC từ xa hoặc bảng phụ
  

Loại 2 SPD: Sự lựa chọn thiết thực nhất cho bảng điều khiển công nghiệp

nốt thứ sáu trong Thiết bị chống sét lan truyền loại 2 nói chung là lựa chọn thiết thực nhất cho các tấm công nghiệp ba pha vì nó được thiết kế cho Cài đặt cấp phân phối Và để xử lý Chuyển đổi lặp đi lặp lại.

Trong các tấm công nghiệp thực, vấn đề thường gặp nhất không phải là một đợt tăng cực kỳ, mà là một loạt dài các quá độ nhỏ hơn. Các thiết bị loại 2 thường được chọn cho nhiệm vụ này vì chúng nhằm mục đích kẹp các dòng chảy xuất hiện ở bus bảng điều khiển và bảo vệ nhiều mạch nhánh hạ lưu.

Tại sao loại 2 thường phù hợp nhất với bảng điều khiển

Một thiết bị loại 2 được cài đặt tại bảng điều khiển có thể:

• bảo vệ Nhiều tải Kết nối ở phía dưới của bảng điều khiển
  
• giảm căng thẳng về Điều khiển nguồn điện, PLC I/O module và thiết bị đo đạc
  
• Giúp ổn định mức điện áp quá độ gây ra các chuyến đi phiền toái hoặc thiết lập lại bộ điều khiển
  
• Cung cấp một lớp bảo vệ thực tế trong MCC, bảng phân phối và bảng máy
  

Lưu ý cài đặt thực tế ảnh hưởng đến hiệu suất

Đối với bảo vệ cấp bảng điều khiển, việc lựa chọn thiết bị quan trọng, nhưng bố trí dây thường quan trọng hơn.

Vị trí gần các thanh cái:
Một bảng điều khiển SPD hoạt động tốt nhất khi được kết nối càng gần càng tốt với bus pha và các điểm kết nối thanh trung tính / mặt đất. Chiều dài dây dài làm tăng điện áp cảm ứng trong khi tăng nhanh.

Khách hàng tiềm năng ngắn:
Dây dẫn càng ngắn và thẳng thì trở kháng hiệu quả càng thấp trong khi tăng. Chiều dài dây dẫn vượt quá có thể làm tăng đáng kể điện áp để qua thiết bị.

Chất lượng nối đất và liên kết:
Ngay cả một thiết bị chống sét lan truyền chất lượng cao cũng sẽ hoạt động kém nếu việc nối đất và liên kết của bảng điều khiển không nhất quán, lỏng lẻo hoặc được chuyển qua các đường dài.

Loại 2 cũng thường dễ dàng phối hợp hơn trên nhiều bảng: một ở điểm phân phối chính, sau đó các đơn vị bổ sung tại các bảng phụ phía dưới cấp cho các tải nhạy cảm.

Khi SPD loại 1 trở thành lựa chọn tốt hơn

nốt thứ sáu trong Thiết bị chống sét lan truyền loại 1 trở thành lựa chọn tốt hơn khi điểm cài đặt ở Lối vào dịch vụ hoặc cơ sở có Tiếp xúc cao đến những đợt tăng đột biến. Điều này có thể xảy ra ở các nhà máy có đường dây điện trên cao, dây dẫn dịch vụ dài, thiết bị ngoài trời hoặc hoạt động chuyển mạch tiện ích thường xuyên.

Các thiết bị loại 1 thường được sử dụng khi năng lượng tăng đột biến đến dịch vụ tòa nhà cao hơn và cần có sự bảo vệ trước khi hệ thống dây điện phân phối ở hạ lưu lan truyền sự gia tăng qua cơ sở.

Tiếp xúc lối vào dịch vụ và năng lượng tăng đột biến

Tại lối vào dịch vụ, các đợt tăng có thể cao hơn về cường độ và năng lượng. Đây là vị trí mà một cơ sở có thể muốn có “dòng đầu tiên” bảo vệ mạnh mẽ nhất.

Tuy nhiên, việc lắp đặt thiết bị loại 1 tại lối vào dịch vụ không loại bỏ được sự cần thiết của các đơn vị loại 2 trong bảng phân phối. Mục tiêu là phối hợp, không phải là một chiến lược thiết bị.

Phối hợp với loại 2

Một cách tiếp cận công nghiệp phổ biến là:

• Loại 1 tại lối vào dịch vụ (lớp bảo vệ đến)
  
• Loại 2 tại các bảng phân phối chính và MCC (lớp bảo vệ cấp thiết bị)
  

Điều này làm giảm ứng suất tăng tại điểm vào chính và hạn chế hơn nữa quá độ gần các tải.

Thiết bị loại 1 thường là lựa chọn tốt hơn khi:

• SPD được cài đặt ở lối vào dịch vụ hoặc vị trí ngắt kết nối chính
  
• trang web có đường cung cấp trên không hoặc thường xuyên tiếp xúc với bão
  
• Có dây dẫn dịch vụ dài cung cấp cho tổng đài chính
  
• cơ sở trải qua các xáo trộn chuyển đổi tiện ích lặp đi lặp lại
  
• Bạn cần một lớp thượng nguồn mạnh mẽ trước khi bảo vệ phân phối xuôi dòng
  

Nơi loại 3 phù hợp 

Các thiết bị loại 3 chủ yếu dành cho bảo vệ điểm sử dụng gần các thiết bị điện tử nhạy cảm. Trong các thiết lập công nghiệp, chúng có thể giúp bảo vệ các điểm cuối cụ thể như nguồn điện thiết bị, giá đỡ PLC hoặc thiết bị liên lạc.

Họ không phải là sự thay thế cho một Thiết bị bảo vệ chống sét để lắp đặt bảng điện. Bảo vệ cấp bảng phải được giải quyết tại điểm phân phối trước tiên, vì đó là nơi mà các dòng chảy đi vào và lan truyền đến nhiều mạch.

Tiêu chí lựa chọn thiết bị bảo vệ tăng áp 3 pha phù hợp

Đây là phần quan trọng nhất vì “tốt nhất” phụ thuộc vào việc kết hợp thiết bị với hệ thống và các ràng buộc cài đặt. nốt thứ sáu trong Thiết bị bảo vệ tăng đột biến 3 pha phải được chọn dựa trên cấu trúc liên kết hệ thống, chế độ tăng dự kiến, chu kỳ nhiệm vụ và khả năng bảo trì.

Điện áp hệ thống và cấu trúc liên kết (3 dây so với 4 dây)

Bắt đầu bằng cách xác nhận cấu hình phân phối:

• Hệ thống 3 dây (không trung tính): điển hình là sắp xếp delta
  
• Hệ thống 4 dây (với trung tính): điển hình là sự sắp xếp của wye
  

Điều này quan trọng bởi vì SPD phải có khả năng giải quyết các đường dẫn tăng đột biến có trong hệ thống.

Chế độ tăng đột biến trong bảng ba pha

Trong các tấm ba pha, các dòng nước dâng không chỉ xuất hiện từ giai đoạn này sang mặt đất. Các chế độ phổ biến bao gồm:

• Dòng-Line (L-L) tăng đột biến, đặc biệt là trong hệ thống delta ba dây
  
• line-to-ground (L-G) Sự tăng vọt, phổ biến trong các hệ thống nối đất
  
• line-to-neutral (L-N) Sự tăng đột biến trong hệ thống bốn dây
  

Sự không phù hợp giữa cấu hình SPD và chế độ tăng đột biến có thể khiến thiết bị bị lộ ngay cả khi thiết bị được lắp đặt.

Vị trí lắp đặt: Bảng điều khiển chính so với bảng phụ

Nơi thiết bị được cài đặt thay đổi căng thẳng mà nó nhìn thấy:

• Lối vào dịch vụ chính: Tiếp xúc đến cao hơn, tăng liên quan đến tiện ích nhiều hơn
  
• Bảng phân phối / MCC: Chuyển mạch bên trong thường xuyên tăng từ động cơ và ổ đĩa
  
• Bảng điều khiển máy: Gần hơn với các điều khiển nhạy, nhưng không gian hạn chế và yêu cầu hệ thống dây điện ngắn
  

Kết quả tổng thể tốt nhất thường đạt được bằng cách đặt biện pháp bảo vệ nơi các dòng chảy vào Và nơi tập trung tải trọng nhạy cảm.

Độ bền khi chuyển đổi thường xuyên

Các tấm công nghiệp cho động cơ và VFD thường gặp phải quá độ lặp đi lặp lại. Thiết bị nên được chọn cho độ bền trong môi trường đó, không chỉ cho các sự kiện cực hiếm.

Một thiết bị hoạt động tốt trong môi trường thương mại nhẹ có thể không phải là kết hợp tốt nhất cho bảng điều khiển có tải trọng lớn cả ngày.

Giám sát và bảo trì

Trong môi trường công nghiệp, khả năng bảo trì là vấn đề vì bảo vệ có thể xuống cấp theo thời gian.

Các đặc tính bảo trì hữu ích bao gồm:

• Xóa chỉ báo trạng thái địa phương
  
• Liên hệ trạng thái từ xa cho báo động (nếu cơ sở sử dụng giám sát)
  
• Phương pháp thay thế thực tế trong cửa sổ bảo trì
  

Ràng buộc dây vật lý và chiều dài dây dẫn

Hiệu suất tăng bị ảnh hưởng nặng nề bởi hình học dây:

• Dây dài dẫn điện áp cho qua điện áp
  
• Vòng lặp tăng ghép cảm ứng
  
• Định tuyến cùng với dây dẫn nhiễu có thể làm giảm hiệu quả
  

Nếu bố trí bảng điều khiển buộc dây dẫn chạy dài, thiết bị “tốt hơn” trên giấy có thể hoạt động kém hơn so với thiết bị được lắp đặt đúng cách, được lắp đặt đúng cách.

Sự khác biệt cốt lõi

Dưới đây là so sánh thực tế tập trung vào việc ra quyết định của bảng công nghiệp.

Tính năng/ tiêu chí	Thiết bị chống sét lan truyền loại 1	Thiết bị chống sét lan truyền loại 2	Phù hợp nhất cho bảng công nghiệp (câu trả lời ngắn)
Điểm cài đặt điển hình	Lối vào dịch vụ / Vị trí thượng nguồn	Bảng phân phối/bảng phụ/MCC	Loại 2 cho hầu hết các cài đặt cấp bảng
Mục đích chính	Phòng thủ tuyến đầu chống lại sự gia tăng đột biến	Kẹp thực tế tại bus bảng điều khiển cho các mạch hạ lưu	Loại 2 để bảo vệ nhiều mạch nhánh
Hồ sơ phơi sáng	Năng lượng tăng cao đến cao hơn	Sự lặp lại cao của chuyển đổi chuyển tiếp	Loại 2 cho chuyển mạch công nghiệp hàng ngày
Vai trò phối hợp	Lớp thượng lưu để giảm căng thẳng xuống dòng	Lớp hạ lưu gần tải	Sử dụng cả hai khi độ phơi sáng cao
Độ nhạy của dây	Vẫn nhạy cảm với chiều dài chì, nhưng thường được lắp đặt ở bánh chính	Rất nhạy cảm với chiều dài chì do chuyển tiếp nhanh ở mức bảng điều khiển	Loại 2 đòi hỏi sự cẩn thận, dây ngắn
trường hợp sử dụng tốt nhất	Các trang web tiếp xúc cao, bảo vệ lối vào dịch vụ	Hầu hết các bảng phân phối công nghiệp	Loại 2 thường là lựa chọn chính

Bảng này phản ánh lý do tại sao thiết bị loại 2 thường là lựa chọn mặc định cho các tấm công nghiệp, trong khi loại 1 trở thành tùy chọn ưu tiên ở lối vào dịch vụ hoặc trong môi trường tiếp xúc nhiều.

Thực hành cài đặt tốt nhất 

Chất lượng lắp đặt có thể quyết định thiết bị chống sét lan truyền có hoạt động như mong đợi hay không. Một thiết bị được lựa chọn tốt với hệ thống dây điện kém có thể cho phép điện áp quá độ cao hơn đến thiết bị.

Giữ dây dẫn ngắn và trực tiếp

Dây dẫn ngắn làm giảm điện áp cảm ứng trong các sự kiện tăng nhanh. Về mặt thực tế:

• Tránh các đường dẫn định tuyến dài hơn hoặc dài
  
• Sử dụng các điểm kết nối thực tế gần nhất
  
• Giữ giai đoạn và đường dẫn trở lại gần vật lý
  

Tránh các vòng lặp và các khúc cua không cần thiết

Các vòng lớn hoạt động giống như cuộn cảm và tăng trở kháng hiệu quả trong quá trình chuyển tiếp nhanh. Định tuyến chặt chẽ, sạch sẽ giúp kẹp thiết bị tăng nhanh và hạ thấp hơn.

Liên kết và tính toàn vẹn của nền tảng

Một bảng điều khiển SPD phụ thuộc vào đường trở kháng thấp đến điểm tham chiếu (mặt đất / trung tính tùy thuộc vào thiết kế hệ thống). Vấu lỏng lẻo, sơn dưới các điểm liên kết, hoặc các dây buộc dài liên kết làm giảm hiệu suất.

Điểm kết nối chính xác

Kết nối càng gần càng tốt với bus bảng điều khiển và các thanh tiếp đất / trung tính, không phải ở đầu xa của hệ thống dây điện nhánh.

Phối hợp với bảo vệ thượng nguồn và hạ nguồn

Các cơ sở công nghiệp thường được hưởng lợi từ việc bảo vệ theo giai đoạn. Bảo vệ thượng nguồn làm giảm căng thẳng đến; bảo vệ hạ lưu giới hạn quá độ chuyển mạch cục bộ gần các tải trọng tới hạn.

Các phương pháp cài đặt cấp bảng điều khiển bao gồm:

• Gắn SPD gần các điểm kết nối bus pha
  
• Giữ cho khách hàng tiềm năng ngắn, thẳng và được định tuyến chặt chẽ
  
• Tránh định tuyến dây dẫn SPD cùng với cáp điện có độ ồn cao
  
• Đảm bảo liên kết rắn và thực hành mô-men xoắn chính xác
  
• Phối hợp SPD chính và hạ lưu để bảo vệ phân lớp
  

Những sai lầm phổ biến làm giảm hiệu suất SPD

Nhiều “lỗi SPD” ở các công trình công nghiệp không phải do các thiết bị bị lỗi, mà do các lựa chọn lắp đặt làm tăng điện áp để qua hoặc gây căng thẳng cho thiết bị một cách không cần thiết.

Cài đặt quá xa xe buýt

Khoảng cách thêm trở kháng. Nếu SPD được gắn ở xa và có dây dẫn dài, điện áp tăng đột biến ở xe buýt có thể vẫn ở mức cao mặc dù SPD đang hoạt động.

Dây dài và vòng lớn

Dây dẫn dài và vòng lặp hoạt động giống như cuộn cảm và chống lại sự thay đổi dòng điện đột biến nhanh. Điều này có thể làm cho điện áp cao hơn xuất hiện tại các thiết bị đầu cuối thiết bị.

Chỉ dựa vào một thiết bị cho toàn bộ cơ sở

Một thiết bị duy nhất ở lối vào dịch vụ có thể không bảo vệ đầy đủ các bảng phụ ở xa hoặc các tải nhạy cảm. Sự gia tăng chuyển mạch bên trong vẫn có thể xảy ra sâu bên trong cơ sở.

Bỏ qua chất lượng nối đất

Nếu nối đất và liên kết không nhất quán, SPD có thể không kẹp một cách hiệu quả hoặc có thể tạo ra sự thay đổi tham chiếu bất ngờ mà vẫn gây căng thẳng cho các thiết bị điện tử.

Lựa chọn sai cho vị trí

Sử dụng sai loại thiết bị cho điểm cài đặt có thể làm giảm hiệu quả. Tiếp xúc với lối vào dịch vụ và môi trường chuyển mạch cấp phân phối là các cấu hình căng thẳng khác nhau.

Những sai lầm phổ biến làm giảm hiệu suất bao gồm:

• Gắn SPD xa các điểm kết nối Bus của bảng điều khiển
  
• Sử dụng dây dẫn dài, được định tuyến lỏng lẻo với độ chùng không cần thiết
  
• Giả sử một SPD bảo vệ mọi bảng phụ và bảng máy như nhau
  
• Nhìn ra chất lượng nối đất và liên kết bên trong bảng điều khiển
  
• Chọn loại thiết bị không khớp với vị trí cài đặt
  

Phần kết luận

Đối với hầu hết các tấm công nghiệp ba pha, một Thiết bị chống sét lan truyền loại 2 Được cài đặt tại bảng điều khiển thường là sự lựa chọn thực tế tốt nhất. nốt thứ sáu trong Loại 1 đơn vị là thích hợp nhất tại Lối vào dịch vụ Khi tiếp xúc với đột biến cao, thường được phối hợp với bảo vệ loại 2 ở hạ lưu. Trong môi trường công nghiệp thực tế, Chất lượng lắp đặt và bố trí dây thường quan trọng hơn là quá khổ thiết bị.

hỏi Ẩn