Пристрої захисту від перенапруги постійного струму: Повний посібник для сонячної енергетики, електромобілів та промислових застосувань

Пристрої захисту від перенапруги постійного струму (ПЗП) є критично важливими компонентами сонячних фотоелектричних систем, зарядних станцій для електромобілів і промислових застосувань, призначеними для захисту чутливого електронного обладнання від стрибків напруги, спричинених різними електричними перешкодами. Ці пристрої відіграють вирішальну роль у підтримці довговічності та надійності електричних систем, відводячи надлишкову напругу від критичних компонентів, запобігаючи таким чином пошкодженням і забезпечуючи безперервність роботи.

VIOX SPD

Розуміння перехідних перенапруг постійного струму

Визначення перехідних перенапруг постійного струму

Перенапруги постійного струму - це короткочасні стрибки напруги, які виникають в електричних системах постійного струму (DC). Ці перенапруги можуть значно перевищувати нормальну робочу напругу і зазвичай тривають від кількох мікросекунд до кількох мілісекунд. Вони характеризуються швидким наростанням і можуть досягати амплітуди в кілька кіловольт. Перенапруги можуть виникати внаслідок різних зовнішніх або внутрішніх збурень, створюючи ризики для електрообладнання, оскільки потенційно можуть призвести до пробою ізоляції, виходу обладнання з ладу або збоїв у роботі.

Поширені причини в системах постійного струму

Виникненню перехідних перенапруг в системах постійного струму сприяють декілька факторів:

• Удари блискавки: Блискавка є однією з найважливіших природних причин перехідних перенапруг. Прямий удар блискавки може викликати високовольтні перенапруги, які поширюються по повітряних лініях та підключеному обладнанню, що призводить до серйозних пошкоджень. Навіть непрямий вплив, наприклад, електромагнітне випромінювання від удару блискавки, може спричинити значні стрибки напруги в сусідніх системах.
• Комутаційні операції: Увімкнення або вимкнення електричних пристроїв, таких як двигуни, трансформатори або автоматичні вимикачі, може створювати перехідні перенапруги. Ці перемикання можуть призвести до раптових змін у протіканні струму, генеруючи стрибки напруги, які можуть вплинути на підключене обладнання. Явище, відоме як "стрибки напруги" під час роботи індуктивних навантажень, є поширеним прикладом цієї причини.
• Електростатичні розряди (ESD): Електростатичні розряди виникають, коли два об'єкти з різними електростатичними потенціалами контактують або знаходяться в безпосередній близькості один від одного, що призводить до швидкого розряду електрики. Це може спричинити короткі, але інтенсивні стрибки напруги, які особливо шкідливі для чутливих електронних компонентів.
• Промислові перенапруги: У промислових умовах такі дії, як запуск великих двигунів або увімкнення трансформаторів, можуть спричинити значні перехідні перенапруги. Ці перенапруги часто виникають через раптові зміни умов навантаження і можуть спричинити збої в електричній мережі.
• Ядерні електромагнітні імпульси (ЯЕІ): хоча вони зустрічаються рідше, події, пов'язані з ЯЕІ, що виникають внаслідок висотних ядерних вибухів, можуть викликати масивні перехідні перенапруги на великих територіях. Електромагнітне поле, що генерується такими вибухами, може створювати сильні стрибки напруги в лініях електропередач і зв'язку.

Як працюють пристрої захисту від перенапруги постійного струму

Принципи роботи SPD постійного струму

Пристрої захисту від перенапруги постійного струму (ПЗП) працюють шляхом моніторингу рівнів напруги в системі постійного струму (DC) і швидко реагують на будь-які перенапруги, що перевищують заздалегідь визначені порогові значення. Основна функція ПЗІП постійного струму - відводити надлишкову напругу від чутливого обладнання, гарантуючи, що воно залишається в безпечних робочих межах.

1. Контроль напруги: SPD постійного струму безперервно контролює напругу в ланцюзі. Коли він виявляє перенапругу - наприклад, спричинену ударами блискавки або перемиканнями, - він активується для захисту системи.
2. Перенаправлення перенапруги: Основний механізм включає такі компоненти, як металооксидні варистори (MOV) або газорозрядні трубки (GDT). За нормальних умов ці компоненти мають високий опір, ефективно ізолюючи SPD від ланцюга. Однак, коли виникає перенапруга, їхній опір різко падає, дозволяючи надлишковому струму протікати через них і безпечно спрямовуватися на землю.
3. Швидке реагування: Весь процес відбувається за наносекунди, що є критично важливим для захисту обладнання навіть від найкоротших перенапруг. Після того, як імпульс розсіюється, MOV або GDT повертається до свого високоомного стану, готовий до майбутніх імпульсів.

Досліджуйте на Youtube

Ключові компоненти в SPD постійного струму

Кілька ключових компонентів SPD постійного струму працюють разом для забезпечення ефективного захисту від перенапруги:

• Металооксидний варистор (MOV): Це найпоширеніший компонент, що використовується в SPD на постійному струмі. MOV - це залежні від напруги резистори, які стримують стрибки напруги, змінюючи свій опір у відповідь на перенапругу. Вони забезпечують низькоімпедансний шлях для імпульсних струмів, ефективно відводячи їх від чутливого обладнання.
• Газорозрядні трубки (GDT): Часто використовуються разом з MOV, GDT забезпечують додатковий захист, дозволяючи струму протікати через них, коли перевищується певний поріг напруги. Вони особливо ефективно справляються з високоенергетичними перенапругами.
• Діоди придушення перехідної напруги (TVS): Ці компоненти призначені для швидкого реагування на перехідні перенапруги і можуть ефективно стримувати стрибки напруги. Вони часто використовуються в пристроях, що вимагають швидкої реакції.
• Іскрові розрядники: Використовуються як захисні пристрої, що створюють провідний шлях, коли напруга перевищує певний рівень, дозволяючи перенапрузі оминати чутливі компоненти.

Типи пристроїв захисту від перенапруги постійного струму

Пристрої захисту від перенапруги постійного струму (SPD) поділяються на різні типи залежно від місця встановлення та рівня захисту, який вони забезпечують. Розуміння цих типів допомагає вибрати відповідний SPD для конкретних потреб у системах постійного струму. Основними типами ПЗІП постійного струму є тип 1, тип 2 і тип 3.

SPD постійного струму типу 1

ПЗІП постійного струму типу 1 призначені для захисту від високоенергетичних перенапруг, спричинених переважно прямими ударами блискавки або високовольтними подіями. Зазвичай вони встановлюються перед головним розподільчим щитом, або на сервісному вході, або інтегровані в основну панель вимикача. Ці пристрої можуть впоратися з основним навантаженням від перенапруги, безпечно відводячи надлишкову енергію в землю.

Вигоди:

• Забезпечує найвищий рівень захисту від перенапруги при безпосередньому підключенні до джерела живлення
• Значна здатність до поглинання енергії
• Перша лінія захисту від великих сплесків

Приклади застосування:

• Електричні службові входи
• Головні розподільчі щити в комерційних комплексах
• Будівлі із зовнішніми системами блискавкозахисту

Тип 2 SPD постійного струму

SPD постійного струму типу 2 призначені для захисту від залишкових перенапруг, які пройшли через SPD типу 1, або від перенапруг з непрямим зв'язком. Вони встановлюються на головному розподільчому щиті або на підпанелях у будівлі. SPD постійного струму типу 2 необхідні для захисту від перенапруг, що виникають під час перемикань, та забезпечення безперервного захисту всієї електричної системи.

Вигоди:

• Забезпечує надійний захист від залишкових перенапруг
• Підвищує ефективність загальної системи захисту від перенапруги, усуваючи внутрішні перенапруги
• Запобігає пошкодженню чутливого обладнання, підключеного до розподільчих панелей

Приклади застосування:

• Головні та допоміжні розподільні щити в житлових будинках
• Електричні системи комерційних будівель
• Панелі для промислових машин та обладнання

Комбіновані SPD постійного струму

Також доступна комбінація SPD постійного струму типу 1 і типу 2, яка зазвичай встановлюється в побутових пристроях. Така комбінація забезпечує комплексне рішення, пропонуючи захист як від прямих, так і від непрямих перенапруг.

Порівняння з SPD змінного струму

Хоча SPD змінного та постійного струму мають певну схожість у принципах роботи, між ними є кілька ключових відмінностей:

1. Рівні напруги: SPD змінного струму захищають обладнання, підключене до електромережі з напругою від 120В до 480В. На відміну від них, SPD постійного струму призначені для сонячних фотоелектричних систем з напругою від декількох сотень вольт до 1500 вольт, залежно від розміру та конфігурації системи.
2. Затискні властивості: SPD змінного та постійного струму мають різні властивості затискання через відмінності в характеристиках форми сигналу напруги. Напруга змінного струму змінюється між позитивними та негативними значеннями, тоді як напруга постійного струму є постійною та односпрямованою. Як наслідок, SPD змінного струму повинні справлятися з двонаправленими стрибками напруги, тоді як SPD постійного струму повинні справлятися лише з однонаправленими стрибками.
3. Технічні характеристики MOV: Металооксидні варистори (MOV), що використовуються в SPD змінного і постійного струму, розроблені по-різному, щоб відповідати унікальним характеристикам напруги і струму кожної системи. МОП-транзистори постійного струму повинні витримувати постійну напругу постійного струму і справлятися зі стрибками напруги в одному напрямку, тоді як МОП-транзистори змінного струму повинні працювати зі змінною напругою і справлятися з двонаправленими стрибками напруги.
4. Встановлення та підключення: Хоча процес встановлення як для AC, так і для DC SPD схожий, точки підключення відрізняються. AC SPD зазвичай підключаються до електромережі та навантажувального обладнання, в той час як DC SPD підключаються до сонячної фотоелектричної батареї, інвертора або розподільчого щита.

Застосування пристроїв захисту від перенапруги постійного струму

Пристрої захисту від перенапруги постійного струму (SPD) відіграють вирішальну роль у захисті різних систем постійного струму від шкідливого впливу стрибків напруги. Ось кілька ключових застосувань, де широко використовуються SPD постійного струму:

A. Сонячні фотоелектричні системи

Сонячні фотоелектричні (PV) системи - одна з найпоширеніших сфер застосування SPD постійного струму. Ці пристрої захищають чутливі компоненти, такі як сонячні панелі, інвертори, контролери заряду та акумулятори, від стрибків напруги, спричинених ударами блискавки, коливаннями в електромережі або перемиканнями. SPD постійного струму допомагають забезпечити надійність і довговічність сонячних фотоелектричних систем, обмежуючи вплив цих стрибків.

B. Вітрогенератори

Вітрові турбіни, які виробляють електроенергію за допомогою генераторів постійного струму, також отримують вигоду від захисту, який забезпечують SPD постійного струму. Ці пристрої захищають електричні компоненти турбіни, включаючи генератори, перетворювачі та системи управління, від стрибків напруги, які можуть виникнути внаслідок ударів блискавки або збоїв в електромережі.

C. Зарядні станції для електромобілів

Оскільки кількість електромобілів (EV) продовжує зростати, потреба в надійній зарядній інфраструктурі стає все більш важливою. SPD постійного струму використовуються на зарядних станціях для захисту зарядного обладнання та підключених транспортних засобів від стрибків напруги, забезпечуючи безпечну та безперебійну роботу зарядних пристроїв.

D. Телекомунікаційне обладнання

Телекомунікаційні системи, які часто покладаються на живлення постійного струму, потребують надійного захисту від перенапруги для захисту чутливих електронних компонентів. SPD на постійному струмі використовуються в різних телекомунікаційних системах, таких як вежі стільникового зв'язку, центри обробки даних та мережеве обладнання, для захисту від стрибків напруги, які можуть порушити роботу і пошкодити дороге обладнання.

E. Промислові системи електропостачання постійного струму

Багато промислових процесів та обладнання покладаються на живлення постійним струмом, що робить їх вразливими до стрибків напруги. SPD постійного струму використовуються в промислових умовах для захисту двигунів постійного струму, приводів, програмованих логічних контролерів (ПЛК) та інших критично важливих компонентів від пошкоджень, пов'язаних зі стрибками напруги. Цей захист допомагає підтримувати надійність та ефективність промислових процесів.

Чому системам постійного струму потрібен захист від перенапруги

Захист від перенапруги необхідний для систем постійного струму для захисту чутливого обладнання, забезпечення надійності та дотримання стандартів безпеки. Ось детальний огляд того, чому системи постійного струму потребують захисту від перенапруги.

A. Захист чутливого обладнання постійного струму

Системи постійного струму часто живлять чутливі електронні пристрої, зокрема інвертори, акумулятори та системи керування. Ці компоненти вразливі до стрибків напруги, спричинених ударами блискавки, перемиканнями або несправностями в електромережі.

• Запобігання пошкодженню обладнання: Стрибки напруги можуть перевищувати допустимі межі електронних компонентів, що призводить до незворотних пошкоджень або виходу з ладу. Пристрої захисту від перенапруги постійного струму (SPD) пригнічують або відводять ці перенапруги, захищаючи критично важливе обладнання від пошкоджень.
• Операційна цілісність: Підтримуючи стабільні рівні напруги, SPD постійного струму допомагають забезпечити правильну роботу чутливих пристроїв без перебоїв, спричинених перехідними перенапругами.

B. Забезпечення надійності та довговічності системи

Надійність і довговічність систем постійного струму значно підвищується завдяки ефективному захисту від перенапруги.

• Подовження терміну служби обладнання: Пом'якшуючи вплив стрибків напруги, SPD постійного струму зменшують знос електронних компонентів, дозволяючи їм оптимально функціонувати довше. Це особливо важливо для таких застосувань, як сонячні фотоелектричні системи та зарядні станції для електромобілів, де заміна обладнання може бути дорогою та руйнівною.
• Мінімізація простоїв: Захист від перенапруги допомагає запобігти несподіваним збоям, які можуть призвести до простою системи. Це має вирішальне значення для галузей, що покладаються на безперервну роботу, таких як телекомунікації та промислова автоматизація.

C. Дотримання стандартів і правил

Відповідність галузевим стандартам і нормам - ще одна важлива причина для впровадження захисту від перенапруги в системах постійного струму.

• Правила безпеки: У багатьох юрисдикціях встановлені стандарти безпеки, які передбачають захист від перенапруги для електроустановок. Дотримання цих норм не тільки забезпечує відповідність, але й підвищує загальну безпеку, зменшуючи ризик виникнення пожеж або несправностей обладнання через перенапругу.
• Вимоги до страхування: Деякі страхові поліси можуть вимагати встановлення пристроїв захисту від перенапруги як умови покриття. Це ще раз підкреслює важливість наявності ДБЖ постійного струму для захисту цінних активів.

Вибір правильного пристрою захисту від перенапруги постійного струму

Вибираючи пристрій захисту від перенапруги постійного струму (SPD), необхідно враховувати кілька ключових характеристик і міркувань, щоб забезпечити оптимальний захист вашої системи. Ось вичерпний посібник з вибору правильного ПЗІП постійного струму.

A. Основні характеристики, які слід врахувати

1. Максимальна тривала робоча напруга (MCOV)MCOV - це найвища напруга, яку SPD може безперебійно витримувати без виходу з ладу. Дуже важливо вибрати SPD з номіналом MCOV, який перевищує нормальну робочу напругу вашої системи постійного струму. Для сонячних фотоелектричних систем це значення зазвичай становить від 600 до 1500 В, залежно від конкретного застосування та конфігурації.
2. Номінальний розрядний струм (In)Ця специфікація вказує на типовий імпульсний струм, який SPD може витримати багаторазово без деградації. Чим вище значення In, тим краща продуктивність в умовах частих перенапруг. Поширені значення для SPD на постійному струмі становлять від 20 кА до 40 кА, залежно від застосування.
3. Максимальний розрядний струм (Imax)Imax - це максимальний імпульсний струм, який SPD може витримати під час одного імпульсного перенапруження без виходу з ладу. Дуже важливо вибрати SPD з номінальним значенням Imax, достатнім для витримування потенційних перенапруг у вашому середовищі, яке часто становить 10 кА, 20 кА або більше.
4. Рівень захисту від перенапруги (Up)Up - це максимальна напруга, яка може з'явитися на захищеному обладнанні під час перенапруги. Нижче значення Up означає кращий захист чутливих компонентів. Типове значення Up для SPD постійного струму становить близько 3,8 кВ, але може змінюватися залежно від конструкції та вимог до застосування.

B. Поширені на ринку опціони на СЗД постійного струму

Кілька відомих виробників пропонують ряд SPD постійного струму, пристосованих для різних застосувань:

• USFULL DC SPD: Відомі своєю надійною конструкцією і відповідністю міжнародним стандартам, ці пристрої зазвичай мають номінальну напругу від 660 до 1500 В і номінальний розрядний струм від 20 кА до 40 кА.
• Продукти LSP: Ці SPD спеціально розроблені для сонячної енергетики і можуть витримувати високі рівні напруги, забезпечуючи при цьому ефективний захист від перенапруги, блискавки та коливань в електромережі.
• Інші бренди: Різні виробники пропонують SPD типу 1 і 2, призначені для різних точок встановлення в сонячних фотоелектричних системах, системах зберігання енергії та промислових застосуваннях.

C. Вартісні міркування для СДП постійного струму

Вартість є важливим фактором при виборі SPD постійного струму, але вона не повинна бути єдиним критерієм:

• Початкові інвестиції проти довгострокової економії: Хоча високоякісні SPD можуть мати вищу початкову вартість, вони можуть заощадити гроші в довгостроковій перспективі, запобігаючи пошкодженню дорогого обладнання та зменшуючи витрати на технічне обслуговування.
• Витрати на сертифікацію та дотримання вимог: Переконайтеся, що обраний SPD відповідає відповідним стандартам безпеки (наприклад, UL 1449, IEC 61643-31). Пристрої з відповідними сертифікатами можуть мати вищу вартість, але забезпечують гарантію надійності та продуктивності.
• Витрати на встановлення: Подумайте, чи потребує SPD професійного встановлення, чи його може легко встановити персонал, знайомий з електричними системами. Витрати на встановлення можуть варіюватися залежно від складності.
  

Найкращі практики встановлення

Правильна установка SPD постійного струму має вирішальне значення для максимізації їхньої ефективності. Основні найкращі практики включають

• Розміщення SPD в критичних точках, таких як вхідна сторона інверторів і комбінованих блоків
• Встановлення додаткових SPD на обох кінцях кабельних ліній довжиною понад 10 метрів
• Забезпечення належного заземлення всіх струмопровідних поверхонь і проводів, що входять або виходять з системи
• Вибір SPD, які відповідають відповідним галузевим стандартам, таким як UL 1449 або IEC 61643-31, для забезпечення безпеки та надійності

Ці рекомендації допоможуть оптимізувати роботу захисту від перенапруги та підвищити загальну безпеку електричних систем у сонячних електростанціях, зарядних пристроях для електромобілів та промислових установках.

Встановлення та обслуговування SPD постійного струму

Правильне встановлення та обслуговування пристроїв захисту від перенапруги постійного струму (SPD) мають вирішальне значення для забезпечення їхньої ефективності у захисті чутливого обладнання від стрибків напруги. Ось детальний посібник з найкращих практик встановлення та обслуговування пристроїв захисту від перенапруги постійного струму.

A. Правильна техніка монтажу

1. Визначення оптимального місця розташуванняВстановлюйте ПЗІП постійного струму якомога ближче до обладнання, яке захищається, наприклад, сонячних інверторів або акумуляторних батарей. Це мінімізує довжину з'єднувальних кабелів, зменшуючи ризик індукованих перенапруг уздовж кабельного тракту.
2. Вимкніть системуПеред установкою переконайтеся, що вся система вимкнена та ізольована від потенційних джерел електричного струму. Це має вирішальне значення для безпеки під час встановлення.
3. Підключення SPDМайже всі SPD постійного струму мають три клеми: позитивну (+), негативну (-) та заземлення (PE або GND). Правильно під'єднайте відповідні кабелі від джерела постійного струму та системи заземлення до відповідних клем на SPD, забезпечивши надійне з'єднання, щоб запобігти виникненню електричної дуги.
4. Надійне встановленняВикористовуйте відповідний корпус, який захищає SPD від впливу факторів навколишнього середовища, забезпечуючи при цьому достатній тепловідвід. SPD слід встановлювати надійно, зазвичай у вертикальному положенні, клемами донизу, щоб запобігти накопиченню вологи.
5. Випробування після встановленняПісля завершення встановлення протестуйте систему, щоб переконатися, що вона працює належним чином і що SPD забезпечує належний захист від перенапруги.

B. Координація з іншими компонентами системи

Ефективний захист від перенапруги вимагає координації з іншими компонентами електричної системи:

• Система заземлення: Переконайтеся, що SPD належним чином заземлено згідно з місцевими електротехнічними нормами. Надійне, низькоомне заземлення має важливе значення для ефективного відведення перенапруги.
• Інтеграція з іншими SPD: У великих системах може знадобитися кілька SPD в різних точках (наприклад, на обох кінцях довгих кабелів). Для установок, де довжина кабелю перевищує 10 метрів, розгляньте можливість розміщення додаткових SPD як біля інвертора, так і біля сонячної батареї, щоб забезпечити комплексний захист.
• Сумісність з обладнанням: Обирайте SPD, який відповідає номінальній напрузі та технічним характеристикам підключених пристроїв, щоб забезпечити оптимальний захист без перешкод для нормальної роботи.

C. Регулярне технічне обслуговування та тестування

Регулярне технічне обслуговування є життєво важливим для забезпечення ефективної роботи SPD постійного струму:

• Візуальний огляд: Періодично перевіряйте SPD на наявність ознак фізичного пошкодження, корозії або ослаблених з'єднань. Переконайтеся, що всі компоненти не пошкоджені та функціонують належним чином.
• Функціональне тестування: Проведіть планові випробування, щоб переконатися, що SPD працюють. Це може включати перевірку напруги затискання та випробування опору ізоляції для виявлення будь-яких потенційних несправностей або погіршення продуктивності.
• Документація: Зберігайте записи про технічне обслуговування, перевірки та результати випробувань, щоб відстежувати продуктивність у часі та виявляти будь-які тенденції, які можуть свідчити про наближення поломки.

D. Індикатори закінчення терміну експлуатації та заміна

Розпізнавання того, коли SPD постійного струму вичерпав свій ресурс, має вирішальне значення для забезпечення захисту системи:

• Індикатори закінчення терміну служби: Багато сучасних SPD мають візуальні індикатори (наприклад, світлодіоди), які сигналізують про те, що вони вичерпали свою максимальну перенапругу і потребують заміни. Звертайте увагу на ці індикатори під час планових перевірок.
• Зниження продуктивності: Якщо помітні зміни в продуктивності системи або якщо обладнання починає зазнавати пошкоджень, незважаючи на встановлений SPD, це може свідчити про те, що SPD більше не є ефективним.
• Графік заміни: Складіть графік заміни на основі рекомендацій виробника або найкращих галузевих практик. Регулярна заміна застарілих SPD може запобігти несподіваним збоям під час перенапруг.

Міркування щодо безпеки для SPD постійного струму

При роботі з пристроями захисту від перенапруги постійного струму (ПЗП) дуже важливо надавати пріоритет безпеці. Ось кілька ключових міркувань:

A. Робота з високими напругами постійного струму

Системи постійного струму, особливо в сонячних фотоелектричних установках, можуть працювати при дуже високій напрузі, часто в діапазоні від декількох сотень вольт до 1500 В. При встановленні та обслуговуванні SPD постійного струму необхідно дотримуватися належних заходів безпеки:

• Під час роботи з високовольтними системами постійного струму використовуйте відповідні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ), такі як ізольовані рукавички та захисні щитки.
• Перед виконанням будь-яких робіт на SPD постійного струму або підключених до нього компонентах переконайтеся, що система належним чином знеструмлена та заблокована.
• Дотримуйтесь інструкцій виробника щодо безпечного поводження з SPD постійного струму та його встановлення.

B. Важливість правильного заземлення

Ефективна низькоомна система заземлення має вирішальне значення для безпечної експлуатації SPD постійного струму. Високоомний контур заземлення може призвести до небезпечного підвищення потенціалу заземлення під час перенапруг, створюючи ризики для персоналу та обладнання. Завжди забезпечуйте це:

• SPD постійного струму належним чином підключений до системи заземлення за допомогою короткого товстого провідника.
• Система заземлення відповідає місцевим електротехнічним нормам і стандартам щодо опору та здатності витримувати струм короткого замикання.
• Періодичні випробування проводяться для перевірки цілісності системи заземлення.

C. Координація з роз'єднувачами та запобіжниками постійного струму

Для забезпечення належної роботи SPD постійного струму слід координувати з іншими пристроями захисту від перенапруги, такими як запобіжники та автоматичні вимикачі:

• SPD постійного струму зазвичай встановлюються на стороні лінії запобіжників і роз'єднувачів, щоб забезпечити першу лінію захисту від перенапруг.
• Переконайтеся, що максимальний номінальний струм розряду SPD (Imax) перевищує наявний струм короткого замикання в точці встановлення.
• Переконайтеся, що рівень захисту SPD за напругою (Up) нижчий за витримувану напругу підключеного обладнання та пристроїв координації.

Враховуючи ці міркування щодо безпеки, монтажники можуть мінімізувати ризики та забезпечити надійну роботу SPD постійного струму у високовольтних установках, таких як сонячні фотоелектричні системи.

Майбутні тенденції в захисті від перенапруги постійного струму

Оскільки популярність систем постійного струму продовжує зростати, особливо у сфері відновлюваної енергетики та електромобілів, з'являються нові досягнення у сфері захисту від перенапруги постійного струму:

A. Інтеграція з інтелектуальними системами моніторингу

Сучасні SPD постійного струму все частіше оснащуються інтелектуальними функціями, які дозволяють здійснювати віддалений моніторинг і діагностику:

• Вбудовані датчики та модулі зв'язку дозволяють в режимі реального часу відстежувати стан SPD та дані про перенапруги.
• Хмарні платформи забезпечують централізований моніторинг та аналітику для оптимізації технічного обслуговування та прогнозування збоїв.
• Автоматичні сповіщення повідомляють операторів про потенційні проблеми, що дозволяє проводити проактивне технічне обслуговування.

B. Досягнення в технологіях SPD постійного струму

Постійні дослідження та розробки ведуть до вдосконалення технологій SPD постійного струму:

• Нові матеріали та конструкції покращують здатність витримувати перенапругу та довговічність таких компонентів, як металооксидні варистори (MOV).
• Гібридні SPD поєднують кілька технологій захисту (наприклад, MOV і кремнієві лавинні діоди) для оптимізації продуктивності в широкому діапазоні перенапруг.
• Мініатюризація та інтеграція дозволяють створювати більш компактні та економічно ефективні SPD-системи постійного струму, придатні для розподілених застосувань.

C. Розвиток стандартів захисту систем постійного струму

Оскільки системи постійного струму стають все більш поширеними, організації зі стандартизації працюють над створенням керівних принципів для їх безпечного та надійного захисту:

• Існуючі стандарти, такі як UL 1449 та IEC 61643, оновлюються, щоб відповідати унікальним вимогам систем постійного струму.
• З'являються нові стандарти, що охоплюють нові сфери застосування, такі як інфраструктура зарядних станцій для електромобілів та системи зберігання енергії.
• Гармонізація міжнародних стандартів сприяє глобальному впровадженню та торгівлі технологіями DC SPD.

Застосування за межами сонячної енергії

Хоча основна увага приділяється сонячній енергетиці, SPD постійного струму відіграють важливу роль і в інших галузях. На зарядних станціях для електромобілів ці пристрої захищають зарядні пристрої від перенапруги, спричиненої перебоями в електромережі або ударами блискавки, забезпечуючи безпеку та довговічність зарядної інфраструктури.. SPD постійного струму також корисні в промислових умовах, де вони захищають чутливі механізми та системи керування від стрибків напруги, які можуть порушити роботу та спричинити дорогі простої. . Універсальність SPD постійного струму робить їх незамінними в різних високовольтних середовищах постійного струму, забезпечуючи комплексний захист від несподіваних електричних перешкод.

Стандарти та правила

Стандартний	Опис	Ключові моменти
IEC 61643-11	Вимоги та випробування для SPD в низьковольтних системах розподілу електроенергії	Охоплює до 1,000 В змінного струму або 1,500 В постійного струму Окреслює критерії ефективності
IEC 61643-21	Специфічні вимоги до SPD у фотоелектричних системах	Вирішує проблеми ланцюгів постійного струму в сонячних системах Забезпечує здатність справлятися зі специфічними для сонячної енергетики умовами перенапруги
IEC 61643-31	Вимоги до SPD, що використовуються з інформаційно-технологічним обладнанням	Охоплює як ланцюги змінного, так і постійного струму Зосереджується на захисті чутливих електронних пристроїв
UL 1449	Стандарт Underwriters Laboratories для пристроїв захисту від перенапруги	Включає критерії тестування продуктивності та безпеки Часто потрібні в Північній Америці для житлового та комерційного використання
IEEE C62.41	Настанови щодо характеристик перенапруги та струму в енергосистемах	Допомагає в проектуванні SPD, що витримують очікувані перенапруги Надає інформацію для виробників

Відомі виробники SPD постійного струму

1. VIOXVIOX пропонує комплексні рішення в галузі захисту від перенапруги та блискавки/заземлення для багатьох різних галузей промисловості, включаючи сонячні фотоелектричні системи.Веб-сайт: https://viox.com/
2. Dehn Inc.Заснована в 1910 році і розташована у Флориді, США, компанія Dehn Inc. відома своїми інноваційними рішеннями для захисту від перенапруги в різних галузях промисловості. Вони пропонують широкий спектр SPD, розроблених для застосування як у мережах змінного, так і постійного струму.Веб-сайт: https://www.dehn-usa.com/
3. Phoenix ContactЦя німецька компанія спеціалізується на електротехніці та технологіях автоматизації, виробляючи широкий спектр пристроїв захисту від перенапруги для різних застосувань, включаючи системи постійного струму.Веб-сайт: https://www.phoenixcontact.com/
4. RaycapЗаснована в 1987 році зі штаб-квартирою в Кліруотер-Луп, Пост-Фолс, штат Айдахо, США, компанія Raycap пропонує різноманітні рішення для захисту від перенапруги, розроблені для секторів телекомунікацій та відновлюваної енергетики.Веб-сайт: https://www.raycap.com/
5. CitelЗаснована в 1937 році у Франції, компанія Citel спеціалізується на рішеннях для захисту від перенапруги і має широкий асортимент продукції для різних застосувань, включаючи системи постійного струму.Веб-сайт: https://citel.fr/
6. SaltekПровідна чеська компанія, що займається розробкою та виробництвом пристроїв захисту від перенапруги для низьковольтних енергосистем, телекомунікацій та центрів обробки даних.Веб-сайт: https://www.saltek.eu/
7. ZOTUPЗаснована в 1986 році в Бергамо, Італія, компанія ZOTUP пропонує широкий спектр пристроїв захисту від перенапруги для різних застосувань.Веб-сайт: https://www.zotup.com/
8. MersenСвітовий експерт у галузі електротехніки та передових матеріалів для високотехнологічних галузей промисловості, компанія Mersen пропонує рішення для захисту від перенапруги для різних застосувань.Веб-сайт: https://ep-us.mersen.com/
9. ProsurgeProsurge пропонує широкий спектр пристроїв захисту від перенапруги, спеціально розроблених для фотоелектричних (PV) систем та інших застосувань постійного струму, що забезпечують надійний захист від стрибків напруги.Веб-сайт: https://prosurge.com/