Utilisation d'un générateur de surtension et d'un équipement de test pour la protection du système électrique

La foudre est une catastrophe naturelle grave, qui peut gravement mettre en danger le fonctionnement normal des équipements de communication, des systèmes de réseau informatique et des systèmes électriques, entraînant des pertes économiques directes et indirectes pour les entreprises. Par exemple, des bâtiments sont endommagés, des équipements importants sont gravement endommagés et la sécurité du personnel est menacée. Les dommages à l'équipement, l'interruption du réseau de communication et la perte d'informations importantes affecteront la production et le travail normaux, entraînant un impact important sur la production et la vie. Ensuite, la foudre Générateur de surtension a une grande importance dans notre vie.

1. Principes de câblage et de configuration du générateur de surtension
Générateurs de surtension, également appelés protecteurs de surtension, équipement de test de surtension, ou parafoudres, en abrégé « SPD », ont un principe de base. Au moment de l'apparition d'une surtension transitoire (onde de foudre) (niveau milliseconde ou nanoseconde), tous les objets protégés (équipements, lignes, etc.) dans la zone protégée doivent être connectés au système isopotentiel. Ainsi, l'amplitude des surtensions transitoires dans le circuit peut être limitée dans la plage de roulement des équipements. Ce circuit comprend la ligne active du système d'alimentation et la ligne de transmission du signal. Les composants SPD sont divisés en type de commutateur de tension et type de limite de tension. Le type de commutateur de tension SPD, tel qu'un éclateur, un tube à décharge de gaz et un circuit de thyristor, a une impédance élevée lorsqu'il n'y a pas de surtension, mais leur impédance passe à une valeur faible pendant la réponse aux surtensions ; Les SPD de type limite de tension, tels que varistor, diode de suppression, ont une impédance élevée lorsqu'il n'y a pas de surtension, mais leur impédance diminuera progressivement avec l'augmentation du courant et de la tension de surtension. Différents types de SPD utilisent les caractéristiques de chaque composant pour former un SPD hybride avec commutateur de tension, limite de tension ou les deux caractéristiques.

2. L'importance de sélectionner le SPD de puissance correct pour un Générateur de surtension
Pour la protection contre l'intrusion des ondes de foudre dans le système général de distribution d'énergie basse tension, selon l'importance de l'objet protégé, 1 à 2 niveaux de SPND doivent être installés. Pour la protection contre l'intrusion d'ondes de foudre dans le système de distribution d'énergie basse tension du système d'information, le risque de coup de foudre doit être évalué de manière exhaustive en fonction des facteurs environnementaux du système d'information, de l'importance de l'équipement du système d'information et de la gravité après coup de foudre. La protection de l'onde de surtension transitoire de foudre dans les systèmes d'information est divisée en quatre niveaux a, b, c et d :
un. Le niveau doit installer un SPD de niveau 3-4 dans un système basse tension ;
b. Le niveau doit installer un SPD de niveau 2-3 dans un système basse tension ;
c. Le niveau doit installer un SPD à 2 niveaux dans un système basse tension ;
d. Le niveau doit installer 1 niveau ou plus SPD dans le système basse tension.

Le premier niveau doit être installé devant le boîtier de distribution de la ligne d'arrivée principale, le deuxième niveau doit être installé devant le boîtier de distribution, le troisième niveau doit être installé devant le système de distribution des équipements importants et le quatrième niveau doit être installé devant l'alimentation de travail de l'équipement électronique. Étant donné que le premier coup de foudre est une onde de courant de 10/350μs, le SPD de premier niveau doit choisir un interrupteur de tension SPD (Générateur de surtension) avec une onde de test de 10/350 μs, et le SPD de niveau 2 et supérieur peut choisir le SPD limite de tension ou le SPD hybride avec une onde de test de 8/20 μs.

3. Nombre et réglage de Générateur de surtension SPD
Dans les systèmes TN-CS et TN-C, il y a des fils de phase et des fils PEN dans le circuit d'entrée d'alimentation, et les fils PEN doivent être connectés à la barre omnibus de mise à la terre avec le même niveau de potentiel, donc le SPD ne doit pas être installé sur ces deux systèmes. Dans les systèmes TN-S et TT, les fils N ne sont pas mis à la terre à l'entrée et le SPD doit être installé sur les fils N de la même manière que les fils de phase.

Il convient de noter que le système de mise à la terre des réseaux 10kv de certaines villes de Chine a commencé à adopter un système de mise à la terre avec une faible résistance. Le courant de défaut à la terre de ce réseau n'est pas le courant capacitif de 10 à 20 ampères, mais des centaines ou des milliers d'ampères de courant de défaut à la terre important. En raison du fait que les sous-stations de la distribution 10kv en Chine n'ont pas de mise à la terre de protection de l'extérieur de l'équipement et de mise à la terre du système des systèmes N 220/380v séparés en tant que sous-station étrangère, le courant de défaut de mise à la terre important ci-dessus provoquera une tension de défaut de 1-2kv sur le la résistance de mise à la terre de la sous-station et la durée de la tension de défaut doivent être la somme du temps d'action des relais de court-circuit de mise à la terre de 10 kv et des disjoncteurs, environ de 0.5 s à 1 s. Cette surtension transitoire au sol entraînera un risque d'électrocution dans les systèmes TN et peut déclencher des accidents de court-circuit électrique chez les personnes âgées. équipement de test de surtension et lignes dans les systèmes TT. Il peut également brûler le SPD dans les dispositifs de protection contre les surtensions, provoquant un court-circuit de mise à la terre persistant, car la capacité thermique du SPD ne peut supporter qu'une surtension transitoire en μs, mais pas une surtension et un courant transitoires en ms. Par conséquent, pour les systèmes TT alimentés par des systèmes de mise à la terre du réseau 10kv, le réglage de la protection contre les surtensions ne doit pas être effectué de manière habituelle, mais plutôt en connectant le fil de phase via le SPD au fil N, qui est connecté au sol à travers les éclateurs. En ajustant la tension de décharge de l'éclateur à 3kv-3.5kv, il peut éviter les accidents causés par des défauts de mise à la terre du réseau 10kv, qui peuvent brûler le SPD en raison d'une surtension transitoire au sol.

4.Mesures de précaution pour générateur de surtension
Les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) peuvent être endommagés par un coup de foudre ou leur durée de vie peut être dépassée en raison de leur utilisation à long terme et de l'augmentation du courant de fuite. Lorsque le courant de fuite augmente jusqu'à une certaine valeur, la diode électroluminescente située au-dessus ne s'allume plus, ou indique d'une autre manière sa défaillance, et une pièce de rechange doit être remplacée à temps. Si le remplacement n'est pas opportun, le SPD sera complètement endommagé et un court-circuit dans la ligne de phase deviendra un défaut à la terre. Comme les autres défauts à la terre, il peut provoquer une surintensité sur la ligne. Certains produits SPD sont équipés de disjoncteurs à maximum de courant. Si le produit ne dispose pas de ce composant, la ligne doit être équipée de dispositifs de protection contre les surintensités (fusibles, disjoncteurs). Il peut être installé sur la ligne de connexion du SPD, ou le dispositif de protection contre les surintensités sur la ligne électrique peut être utilisé. Cette dernière méthode est plus économique, mais elle entraînera la coupure de la ligne électrique en raison de la défaillance du SPD, et cette méthode n'est pas adaptée à la ligne électrique avec une charge importante.

Si le parafoudre protège un dispositif anti-électrocution de classe I (dispositif à enveloppe métallique et ligne PE), la défaillance du parafoudre peut provoquer des électrochocs lorsque le courant de défaut à la terre Id est généré sur la ligne PEN et la ligne PE1. Cette chute de tension est transmise le long de la ligne PE2 à l'enveloppe extérieure du équipement de test de surtension. Si uf est supérieur à la limite de tension de sécurité (50 V pour les endroits secs et 25 V pour les endroits humides), il y a une possibilité d'électrochoc. Par conséquent, un RCD de protection contre les fuites doit être installé sur le côté alimentation du SPD, comme indiqué dans la ligne pointillée de la figure, pour éviter l'occurrence d'un accident d'électrochoc. Lorsqu'un SPD à éclateur de grande capacité est installé dans la ligne électrique, il peut éjecter du gaz libre chaud lorsqu'il libère le courant de surtension, ce qui peut facilement provoquer une explosion ou un incendie. De tels parafoudres ne doivent pas être installés dans des endroits explosifs ou à risque d'incendie et doivent être tenus à l'écart des combustibles.

Avec le nombre croissant de projets de communautés intelligentes, il est essentiel de prendre des mesures pour prévenir les catastrophes immobilières causées par la foudre. Les parasurtenseurs attirent de plus en plus l'attention en raison de leurs fonctions de protection uniques.

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