Surge protection and lightning protection

Surge protection and lightning protection

Surge protection refers to the protection of systems and electrical devices against excessively high voltage peaks caused by switching operations and lightning strikes. An effective lightning protection strategy combines internal and external lightning protection. Protect the power supplies, data, and signals in your system. Use the reliable surge protection solutions available in our various product ranges as part of your internal lightning protection strategy.

Gamă de produse

Tipuri de supratensiuni

Supratensiunile sunt cauzate, de ex., de comutări sau de loviturile de trăsnet

Tipuri de supratensiuni

În sistemele electrice și electronice pot apărea diferite tipuri de supratensiuni. În funcție de cauză, o supratensiune poate dura câteva sute de microsecunde, caz în care este numită supratensiune tranzitorie, dar și câteva ore sau zile, caz în care este numită supratensiune temporară. În general, supratensiunile cu amplitudini foarte mari în domeniul de kilovolți sunt supratensiuni tranzitorii, adică de o durată relativ scurtă, între câteva microsecunde și câteva sute de microsecunde.

O cauză specială a supratensiunilor tranzitorii cu amplitudini mari sunt loviturile de trăsnet. Pe lângă amplitudini foarte mari de tensiune, loviturile directe și indirecte pot avea ca rezultat fluxuri de curent de mare intensitate sau, uneori, cu durate mari, efectele acestora fiind foarte grave. Studii au arătat că loviturile de trăsnet pot provoca pagube semnificative ale dispozitivelor și sistemelor electrice pe o rază de până la doi kilometri. Loviturile directe de trăsnet determină apariția așa-numiților curenți de trăsnet în obiectele atinse: curenții de trăsnet care conțin cantități foarte mari de energie pot provoca incendii, distrugeri mecanice și explozii în zonele din apropierea punctului de lovire, în absența unor dispozitive de protecție împotriva curentului de trăsnet. În cazul în care nu există protecție împotriva descărcărilor, chiar și loviturile îndepărtate pot produce incendii.

Supratensiunile se pot produce și în urma operațiunilor de comutare, de ex., prin cuplarea și decuplarea motoarelor de mari dimensiuni sau prin scurtcircuite. Chiar și supratensiunile de intensitate mică pot produce defecțiuni și deranjamente semnificative la nivelul componentelor și dispozitivelor electronice.

Protecție împotriva daunelor produse de supratensiuni prin intermediul sistemului interior și exterior de protecție împotriva curentului de trăsnet

Protecție împotriva daunelor produse de supratensiuni prin intermediul sistemului de protecție împotriva curentului de trăsnet

Protecție împotriva daunelor produse de supratensiuni prin intermediul sistemului interior și exterior de protecție împotriva curentului de trăsnet

Sistemul exterior de protecție împotriva curentului de trăsnet protejează o clădire împotriva distrugerilor. Acesta este alcătuit din dispozitive de captare, un sistem de deviere (împreună, sunt numite și conductori pentru curent de trăsnet) și un sistem de împământare și deviază curentul în mod sigur în pământ, fără punerea în pericol a persoanelor. Clădirea, împreună cu acoperișul și pereții exteriori din beton armat și metal ai acesteia, funcționează drept cușcă a lui Faraday. Pe lângă protecția împotriva distrugerilor, o asemenea structură are și un efect de ecranare, ce reduce cuplarea inductivă din interiorul clădirii. Sistemul interior de protecție împotriva curentului de trăsnet protejează dispozitivele și sistemele electrice și electronice împotriva tensiunilor prea mari și împotriva daunelor provocate de acestea. Sistemul interior de protecție împotriva curentului de trăsnet este alcătuit dintr-un sistem cu legătură echipotențială și dintr-o izolație electrică, realizată prin distanțele suficiente față de sistemul exterior de protecție împotriva curentului de trăsnet. Legătura echipotențială a sistemului de protecție împotriva curentului de trăsnet împiedică apariția unor diferențe de potențial periculoase și interconectează toate componentele conductive. Acest lucru este posibil prin intermediul unor conductori de legare echipotențială în asociere cu eclatoare de separare și dispozitive de protecție împotriva descărcărilor. Conductorii activi sunt conectați la legătura echipotențială prin dispozitive de protecție împotriva descărcărilor, care generează echilibrarea de potențial și protejează împotriva distrugerilor în cazul în care apar supratensiuni tranzitorii.

Principiul circuitului de protecție și conceptul de protecție

Principiul circuitului de protecție și conceptul de protecție

Principiul circuitului de protecție și conceptul de protecție

Un concept de protecție pentru protecția împotriva curenților de trăsnet și descărcărilor trebuie proiectat în așa fel încât să asigure protecția tuturor conductorilor, dispozitivelor și sistemelor.

Principiul circuitului de protecție poate fi ilustrat foarte simplu:
Trasați un cerc imaginar în jurul unui obiect pe care doriți să îl protejați. În toate punctele de intersecție a liniilor cu acest cerc trebuie să instalați dispozitive de protecție împotriva descărcărilor. Astfel, zona din interiorul circuitului de protecție este asigurată în așa fel încât să se evite apariția supratensiunilor în cabluri.

La proiectarea conceptului dumneavoastră de protecție, țineți cont de următoarele domenii de utilizare:

  • Alimentare electrică
  • Tehnologia de măsurare, comandă și reglare
  • Tehnologia informației
  • Dispozitive emițătoare și receptoare

Circuitul de protecție eficient ajută la realizarea unei protecții complete împotriva descărcărilor.

Conceptul de zone de protecție și zone de protecție împotriva curentului de trăsnet

Locurile de montare a dispozitivelor de protecție împotriva descărcărilor în interiorul unei clădiri sunt determinate pe baza așa-numitului concept de zone de protecție împotriva curentului de trăsnet, descris în partea 4 a Normei referitoare la protecția împotriva trăsnetului IEC 62305 [4]. Conceptul împarte o clădire în zone de protecție împotriva curentului de trăsnet (lightning protection zone, LPZ), dintre exterior spre interior, cu un grad de pericol descrescător. Astfel, în zonele exterioare, puteți folosi numai echipament nevulnerabil; în schimb, în zonele interioare, puteți folosi și echipament vulnerabil.

Zonele individuale sunt caracterizate și denumite după cum urmează:
LPZ 0A: zonă neprotejată din afara clădirii, în care pot apărea lovituri directe de trăsnet. Pot apărea pericole și daune din cauza cuplării directe a curenților de trăsnet la nivelul liniilor, precum și a lipsei de amortizare a câmpului magnetic al descărcării electrice.

LPZ 0B: zonă din afara clădirii, care este protejată împotriva loviturilor directe de trăsnet, de ex., printr-un dispozitiv de captare. Pot apărea pericole și daune din cauza lipsei de amortizare a câmpului magnetic al descărcării electrice, precum și a curenților de supratensiune tranzitorie induși la nivelul liniilor.

LPZ 1: zonă din interiorul clădirii în care mai pot apărea supratensiuni de mare energie, respectiv curenți de supratensiune tranzitorie și câmpuri electromagnetice puternice.

LPZ 2: zonă din interiorul clădirii în care supratensiunile, respectiv curenții de supratensiune tranzitorie și câmpurile electromagnetice au o intensitate mai scăzută.

LPZ 3: zonă din interiorul clădirii în care supratensiunile, respectiv curenții de supratensiune tranzitorie au o intensitate foarte redusă sau nu apar deloc și în care câmpurile electromagnetice sunt foarte slabe sau inexistente.

Cele patru clase de protecție la descărcări atmosferice, conform IEC 62305-1, cu valorile minime și maxime aferente ale amplitudinii curentului de trăsnet

Cele patru clase de protecție la descărcări atmosferice, conform IEC 62305-1, cu valorile minime și maxime aferente ale amplitudinii curentului de trăsnet

Clase de protecție la descărcări atmosferice

Clasificarea normativă a sistemelor de protecție împotriva curentului de trăsnet cuprinde clasele de I la IV. Acestea se referă la o serie de valori de parametri pentru curenți de trăsnet în ce privește probabilitatea ca valorile de măsurare minime și maxime aferente să nu fie depășite la trăsnete care apar în mod natural și ca trăsnetul să poată fi deviat în siguranță. Astfel, clasei de protecție la descărcări atmosferice I îi corespund cele mai mari valori de măsurare și cea mai mare probabilitate de captare. Valorile descresc până la clasa de protecție la descărcări atmosferice IV.

Norme privind protecția împotriva descărcărilor

Norme privind protecția împotriva descărcărilor

Ce norme trebuie îndeplinite la instalarea unui sistem de protecție împotriva descărcărilor?

Normele naționale și internaționale reprezintă o linie directoare în ceea ce privește crearea unui concept de protecție împotriva curenților de trăsnet și tensiunilor de descărcare, precum și privind dispunerea dispozitivelor de protecție individuale. Puteți decide în funcție de regiune și de domeniul de utilizare. În general, se aplică Norma referitoare la protecția împotriva trăsnetului IEC 62305. Aceasta descrie măsurile de protecție împotriva loviturilor de trăsnet și o analiză detaliată cu privire la necesitatea, domeniul de aplicare și rentabilitatea unui concept de protecție.

Domenii de utilizare ale protecției împotriva descărcărilor

Utilizarea unui descărcător de supratensiune

Utilizarea unui descărcător de supratensiune

Protecție împotriva descărcărilor pentru alimentarea electrică
Dispozitivele noastre de protecție împotriva descărcărilor de tipul 1+2, tipul 2 sau tipul 3 oferă o protecție eficientă dispozitivelor dumneavoastră electronice. De la alimentare până la dispozitivul terminal, vă oferim soluții ușor de utilizat, gata de montat, pentru toate aplicațiile.

Tehnologia de măsurare, comandă și reglare
În aplicațiile din tehnologia de măsurare, comandă și reglare (tehnologia MCR), se controlează și se monitorizează o multitudine de semnale. Dispozitivele noastre de protecție împiedică defecțiunile și daunele provocate de supratensiuni și vă oferă o soluție optimă pentru toate aplicațiile.

Tehnologia informației
Interfețele de date sunt deosebit de vulnerabile în ce privește supratensiunile, întrucât lucrează cu niveluri scăzute de semnal și cu frecvențe înalte. Utilizați sistemele noastre de protecție împotriva descărcărilor pentru un transfer de date fără erori la lățimi de bandă constante în sistemele dumneavoastră IT.

Protecția dispozitivelor emițătoare și receptoare
Sistemele de emisie și cele de recepție sunt deosebit de vulnerabile la supratensiune. Cablurile de antenă care se extind în afara clădirii și antenele în sine sunt expuse în mod direct la descărcări atmosferice. Cu dispozitivele noastre coaxiale performante de protecție împotriva descărcărilor, mergeți la sigur.

Protecție împotriva descărcărilor pentru sistemele fotovoltaice
Pentru a asigura o protecție optimă a sistemelor fotovoltaice împotriva loviturilor de trăsnet și supratensiunilor, este necesară utilizarea unor cutii de joncțiune string-uri. Cutiile noastre de joncțiune string-uri gata de instalare și care pot fi conectate imediat sunt soluții fiabile de sistem, care protejează direct invertorul de intrări de curenți continui, respectiv alternativi. Astfel, inducerea unei supratensiuni este direcționată direct spre potențialul de împământare.

Dispozitive de verificare și de monitorizare
Phoenix Contact vă oferă un dispozitiv de testare mobil pentru a verifica cu regularitate dispozitivele dumneavoastră de protecție împotriva descărcărilor în privința funcționării ireproșabile, conform cerințelor IEC 62305. Cu ajutorul acestei verificări preventive, evitați apariția de defecțiuni la nivelul mașinilor dumneavoastră.

În plus, vă oferim primul sistem de asistență inteligent din lume pentru protecție împotriva descărcărilor în domeniul protecției rețelelor, cu care vă puteți monitoriza sistemele în timp real. Sistemul înregistrează starea sistemului și determină parametrii State of Health ai dispozitivului de protecție împotriva descărcărilor, astfel încât să se poată preveni defecțiunile din timp.

Eclatoare de separare pentru devierea supratensiunilor
În cazul unor creșteri temporare de intensitate a tensiunii (de ex., prin lovituri de trăsnet), eclatoarele de separare interconectează corpuri metalice care, în regim de funcționare, nu pot fi conectate galvanic pe o perioadă lungă de timp. Protejați-vă, de exemplu, flanșele de izolare de la nivelul conductelor împotriva descărcărilor disruptive și evitați defecțiunile, timpii de nefuncționare sau scurgerile.