Mục đích chính của việc lắp đặt thiết bị bảo vệ dự phòng ở phía trước thiết bị chống sét lan truyền là nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và tối ưu hóa hiệu quả bảo vệ. Logic cốt lõi của phương pháp này có thể được phân tích theo những cách sau:
I. Hạn chế của trình tiết kiệm điện
Hạn chế về năng lực và tuổi thọ
Thiết bị chống sét lan truyền bảo vệ thiết bị bằng cách hấp thụ hoặc tiêu tán năng lượng đột biến. Tuy nhiên, các bộ phận bên trong của chúng (như điện trở và ống xả khí) có những hạn chế về công suất. Việc tiếp xúc thường xuyên với dòng điện lớn có thể dẫn đến suy giảm hiệu suất hoặc thậm chí hỏng hóc.
Các thiết bị bảo vệ dự phòng (chẳng hạn như cầu chì và cầu dao) có thể hạn chế dòng điện đi qua SPD và ngăn ngừa hư hỏng SPD do quá tải, nhờ đó kéo dài tuổi thọ của SPD.
Sự khác biệt về tốc độ phản hồi
Thời gian phản hồi của SPD thường ở phạm vi nano giây, trong khi các thiết bị bảo vệ dự phòng (chẳng hạn như cầu chì) nằm trong phạm vi mili giây. Trong khi SPD có thể nhanh chóng ngăn chặn các đợt đột biến, các thiết bị bảo vệ dự phòng có thể chặn các đợt đột biến liên tục tiếp theo và cung cấp khả năng bảo vệ kép.
Yêu cầu cách ly lỗi
Trong trường hợp SPD bị lỗi (chẳng hạn như đoản mạch), bộ bảo vệ dự phòng có thể nhanh chóng cắt mạch, ngăn lỗi lan rộng khắp hệ thống và đảm bảo các thiết bị khác hoạt động bình thường.
ii. Chức năng cốt lõi của bộ bảo vệ dự phòng
Bảo vệ quá dòng
Các thiết bị bảo vệ dự phòng, chẳng hạn như cầu chì, cắt dòng điện lớn hơn định mức thông qua máy thổi cầu chì để ngăn SPD bị cháy do quá tải-lâu dài. Ví dụ, khi sét đánh có năng lượng lớn hơn mức SPD cho phép, cầu chì sẽ nổ trước để bảo vệ SPD và các thiết bị tiếp theo. Bảo vệ ngắn mạch
Nếu các bộ phận bên trong SPD bị đoản mạch, bộ bảo vệ dự phòng có thể ngắt kết nối mạch ngay lập tức, ngăn chặn dòng điện đoản mạch-gây ra hỏa hoạn hoặc hư hỏng thiết bị. Sự bảo vệ này không thể tự mình đạt được bởi SPD.
Tối ưu hóa bảo vệ phân cấp
Trong hệ thống bảo vệ nhiều lớp, các thiết bị bảo vệ dự phòng hoạt động với SPD để đạt được sự suy giảm năng lượng dần dần. Ví dụ:
Mặt trước: bộ bảo vệ dự phòng (chẳng hạn như cầu dao) để cắt đứt dòng điện lớn-lỗi đoản mạch;
Phạm vi-trung bình: SPD ngăn chặn xung sét
Thiết bị đầu cuối: Thiết bị bảo vệ tốt (chẳng hạn như giao diện dữ liệu).
Thiết kế phân lớp này có thể giảm bớt gánh nặng SPD và cải thiện hiệu quả bảo vệ tổng thể.
III. Yêu cầu tiêu chuẩn cơ bản về kỹ thuật đối với cấu hình của thiết bị bảo vệ dự phòng
Các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ IEC 60364-4-443) và các quy định trong nước (ví dụ GB 50057) quy định rằng SPD phải được sử dụng cùng với các thiết bị bảo vệ quá dòng để đảm bảo an toàn cho hệ thống.
Nguyên tắc hài hòa năng lượng
Dòng điện định mức của bộ bảo vệ dự phòng phải phù hợp với các thông số SPD để tránh xử lý sai khi có xung điện thông thường và ngắt kết nối mạch một cách đáng tin cậy trong trường hợp có sự cố. Ví dụ: SPD, "điện áp hoạt động liên tục tối đa" (Uc) cần phải cao hơn điện áp hệ thống và bộ bảo vệ dự phòng cần có khả năng xuyên thủng cao hơn dòng điện ngắn mạch-của SPD.
Bảo trì thuận tiện
Các thiết bị bảo vệ dự phòng, chẳng hạn như cầu chì có thể thay thế, rất dễ bảo trì nhanh chóng và các trục trặc của SPD thường yêu cầu thay thế toàn bộ. Thời gian ngừng hoạt động của hệ thống có thể được giảm bớt bằng cách cách ly sự cố bằng bộ bảo vệ dự phòng.
IV. GIỚI THIỆU Các kịch bản ứng dụng thực tế
Hệ thống điện
Trong các trạm biến áp hoặc tủ phân phối, SPD có cầu dao ở phía trước để ngăn ngừa hư hỏng do dòng điện ngắn mạch do sét đánh và tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành từ xa.
Mạng truyền thông
Tại các trạm cơ sở hoặc trung tâm dữ liệu, SPD được kết hợp với cầu chì để đảm bảo thiết bị liên lạc không bị ảnh hưởng khi bị sét đánh hoặc dao động điện và có thể nhanh chóng xác định được lỗi.
Điều khiển công nghiệp
Trong dây chuyền sản xuất tự động, thiết bị bảo vệ dự phòng có thể ngăn chặn việc ngừng hoạt động dây chuyền sản xuất do lỗi SPD và đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất.