Blikseminslagen zijn in wezen enorme vonkontladingen die optreden wanneer de lading zich tot een bepaald punt ophoopt tussen een onweerswolk en de grond of daartussen, waardoor de isolatie van de lucht wordt verstoord. blikseminslagen worden voornamelijk veroorzaakt door:
1. Directe blikseminslag
In het ergste geval slaat de bliksem rechtstreeks in op gebouwen, apparatuur of mensen.
Triggeromstandigheden: Voorwerpen op de grond (bijvoorbeeld een hoog gebouw, een boom, een zendmast, bomen, torens, geïsoleerde mensen) vormen samen met onweerswolken het sterkste elektrische veld, waardoor dit het kortste pad is voor het ontladen van lading.
2. Indirecte bliksemeffecten (vaker, groter bereik)
Zelfs als de bliksem niet rechtstreeks op uw apparaat inslaat, kan deze een vernietigende stroomstoot (van voorbijgaande aard) veroorzaken door:
· Geïnduceerde bliksem (verdeeld in elektrostatische inductie en elektromagnetische inductie):
• Elektrostatische inductie: Wanneer een geladen onweerswolk boven je hoofd beweegt, induceert deze een grote hoeveelheid tegengestelde ladingen op de bovengrondse draden eronder. Wanneer de wolk zich naar een ander doel ontlaadt, worden deze bindende ladingen onmiddellijk vrijgegeven, waardoor hoge- spanningspieken ontstaan die zich langs de lijn voortplanten.
Elektromagnetische inductie: Sterke en transiënte stromen in het bliksemkanaal kunnen een zeer hoge spanning veroorzaken in omliggende metalen lussen (bijv. stroomlijnlussen, signaallijnen).
· Geleiding (aardpotentiaalstijging):
• Wanneer de bliksem inslaat in het bliksembeveiligingssysteem van een gebouw of in de nabijgelegen grond, gaat er een enorme bliksemstroom door de aardingsweerstand, waardoor de elektrische potentiaal op het contactpunt in een ogenblik stijgt tot honderdduizenden of zelfs miljoenen volt. Dit hoge potentieel kan een "flashback" zijn naar het interne apparaat via de aarddraad van het apparaat, waardoor een destructief potentiaalverschil over het apparaat ontstaat en het wordt vernietigd.
· Inbraak door blikseminslag:
• Blikseminslag treft verre draden, telefoonlijnen, kabellijnen, enz. Enorme bliksemstromen reizen langs deze metalen geleiders in de vorm van golven, waardoor aangesloten apparaten binnendringen en beschadigd raken.
Deel 2: SPD gebruiken voor bescherming
Het doel van een overspanningsbeveiligingsapparaat is niet om blikseminslag te voorkomen, maar om een veilige, lage- bliksemstroom en overspanningsenergie te leveren tijdens blikseminslag, waardoor de spanning op het apparaat tot een veilig niveau wordt beperkt.
1. Kernwerkprincipe van het EPD
Zie het als een "slimme schakelaar" of "spanningsgevoelige klep":
Tijdens normaal bedrijf: SPD hoge impedantie en is in wezen een open circuit met weinig effect op het circuit.
Wanneer zich een piek-/overspanning voordoet: Het gebeurt: SPD wordt (zeer snel) in een toestand met lage impedantie in nanoseconden, waardoor grote stroomstoten snel naar de aarde worden geleid en geleid.
Nadat de piek is afgenomen: SPD wordt automatisch gereset naar de hoge impedantiestatus en het circuit keert terug naar normaal.
2. Correct SPD-beveiligingssysteem: meervoudige- bescherming
Om alomvattende bescherming te bieden, wordt vaak het concept van hiërarchische bescherming gebruikt, zoals meerdere verdedigingslinies:
Categorie 1 / I (voorheen B-klasse):
Installatielocatie: hoofdverdeelbord (service-ingang).
Functie: Geeft de meeste blikseminslagen vrij met hoge energie uit directe of geïnduceerde blikseminslagen (meestal 10/350 μM golfvorm). SPD met hoge ontladingscapaciteit wordt vaak gebruikt op basis van vonkbruggen.
Doelstelling: Het elektrische systeem van het hele gebouw beschermen tegen de grootste onweersbuien.
Categorie 2 / II (voorheen C-klasse):
Locatie: Verdeelbord (bijv. vloerpanelen) of verdeelbord voor belangrijke apparatuur (bijv. serverruimtes, airconditioning, lift).
Functie: Beperkt restspanning verder en absorbeert restenergie via Type 1 SPD. Solid State Drives (SSD's) op basis van Metal Oxide Varistor (MOV) worden vaak gebruikt.
Doel: Het beschermen van distributiecircuits en apparatuur in specifieke gebieden.
Categorie 3/III (voorheen D):
Locatie: de voorkant van een apparaat, zoals een stekkerstrip voor een gevoelig instrument of een overspanningsbeveiligingsmodule in het apparaat.
Functie: Biedt goede bescherming door de spanning vast te zetten op een niveau waar het apparaat veilig tegen kan (meestal minder dan 1,5 kV).
Doelstelling: Het bieden van een laatste verdedigingslinie voor de meest gevoelige en dure elektronische apparatuur (bijvoorbeeld servers, medische apparatuur, industriële PLC's).
Signaal-SPD's: lijnen zoals netwerkkabels, telefoonlijnen en bewakingsvideokabels vereisen ook gespecialiseerde signaalverwerkingssystemen. Ze werken op dezelfde manier, maar zijn ontworpen voor de spanningsniveaus en het interfacetype van de signaallijn.
3. Belangrijkste punten voor SPD-installatie
• Een goede aarding is een vereiste: SPD SPD brengt energie efficiënt over zonder een aardingssysteem met lage- impedantie. Aarding is de basis van bliksembeveiliging.
• Korte en dikke aansluitdraden: SPD-aansluit- en aarddraden moeten zo kort en dik mogelijk zijn om de inductie van de kabels te minimaliseren. Te lange kabels kunnen leiden tot een merkbare inductiespanning, waardoor de effectiviteit van de bescherming aanzienlijk wordt verminderd.
Coördinatie: verschillende fasen van SSD vereisen energiecoördinatie om een geleidelijke ontlading te garanderen, zoals bedoeld om overbelasting van een enkele SPD te voorkomen.