Utilizando Gerador de Surto e Equipamento de Teste para Proteção do Sistema Elétrico

O raio é um desastre natural grave, que pode comprometer seriamente o funcionamento normal de equipamentos de comunicação, sistemas de rede de computadores e sistemas de energia, causando perdas econômicas diretas e indiretas às empresas. Por exemplo, edifícios são danificados, equipamentos importantes são severamente danificados e a segurança do pessoal está em perigo. Danos ao equipamento, interrupção da rede de comunicação e perda de informações importantes afetarão a produção e o trabalho normais, causando grande impacto na produção e na vida útil. Gerador de sobretensão tem grande importância em nossa vida.

1. Princípios para fiação e configuração do gerador de surto
Geradores de surto, também conhecidos como protetores de sobretensão, equipamento de teste de surto, ou protetores contra raios, abreviados como “SPD”, têm um princípio básico. No momento da ocorrência de sobretensão transitória (onda de raio) (nível de milissegundo ou nanossegundo), todos os objetos protegidos (equipamentos, linhas, etc.) na área protegida devem ser conectados ao sistema isopotencial. Assim, a amplitude da sobretensão transitória no circuito pode ser limitada dentro da faixa de suporte do equipamento. Este circuito inclui a linha ativa do sistema de alimentação e a linha de transmissão de sinal. Os componentes do SPD são divididos em tipo de interruptor de tensão e tipo de limite de tensão. O tipo de chave de tensão SPD, como centelhador, tubo de descarga de gás e circuito tiristor, tem alta impedância quando não há surto, mas sua impedância muda para um valor baixo durante a resposta do surto de tensão; O tipo de limite de tensão SPD, como varistor, diodo de supressão, tem alta impedância quando não há surto, mas sua impedância reduzirá gradualmente com o aumento da corrente e tensão de surto. Vários tipos de SPD usam as características de cada componente para formar SPD híbrido com chave de tensão, limite de tensão ou ambas as características.

Gerador de surto SG61000 5 AL7

2. A importância de selecionar o Power SPD correto para um Gerador de sobretensão
Para a proteção da intrusão de ondas de raios no sistema geral de distribuição de energia de baixa tensão, de acordo com a importância do objeto protegido, 1-2 níveis de SPND devem ser instalados. Para a proteção da intrusão de ondas de raios no sistema de distribuição de energia de baixa tensão do sistema de informação, o risco de queda de raio deve ser avaliado de forma abrangente de acordo com os fatores ambientais do sistema de informação, a importância do equipamento do sistema de informação e a gravidade após o raio. A proteção da onda de sobretensão transitória do raio em sistemas de informação é dividida em a, b, c e d quatro níveis:
a. Nível deve instalar 3-4 níveis SPD no sistema de baixa tensão;
b. O nível deve instalar SPD de nível 2-3 no sistema de baixa tensão;
c. Nível deve instalar SPD de 2 níveis no sistema de baixa tensão;
d. Nível deve instalar 1 nível ou acima SPD no sistema de baixa tensão.

O primeiro nível deve ser instalado na frente da caixa de distribuição da linha de entrada principal, o segundo nível deve ser instalado na frente da caixa de distribuição, o terceiro nível deve ser instalado na frente do sistema de distribuição de equipamentos importantes e o quarto nível deve ser instalado na frente da fonte de alimentação de trabalho de equipamentos eletrônicos. Como o primeiro raio é uma onda de corrente de 10/350μs, o SPD de primeiro nível deve escolher um interruptor de tensão SPD (Gerador de sobretensão) com onda de teste de 10/350μs, e o SPD de nível 2 e acima pode escolher o limite de tensão SPD ou SPD híbrido com onda de teste de 8/20μs.

3. Número e Configuração de Gerador de sobretensão SPD
Nos sistemas TN-CS e TN-C, existem fios de fase e fios PEN no circuito de entrada de energia, e os fios PEN precisam ser conectados ao barramento de aterramento com o mesmo nível de potencial, portanto, o SPD não deve ser instalado nesses dois sistemas. Nos sistemas TN-S e TT, os fios N não são aterrados na entrada e o SPD deve ser instalado nos fios N da mesma forma que os fios de fase.

Cabe ressaltar que o sistema de aterramento das redes 10kv de algumas cidades da China passou a adotar sistema de aterramento com pequena resistência. A corrente de falha de aterramento desta rede não é a corrente capacitiva de 10-20 amperes, mas centenas ou milhares de amperes de grande corrente de falha de aterramento. Devido ao fato de que as subestações na distribuição de 10kv da China não possuem aterramento protetor do exterior do equipamento e aterramento do sistema de sistemas N de 220/380v separados como subestação estrangeira, a grande corrente de falha de aterramento acima causará tensão de falha de 1-2kv no a resistência de aterramento da subestação e o tempo de duração da tensão de falta devem ser a soma do tempo de ação dos relés de curto-circuito de aterramento de 10kv e disjuntores, aproximadamente de 0.5s a 1s. Esta sobretensão transitória no solo trará risco de choque elétrico dentro dos sistemas TN e pode desencadear acidentes de curto-circuito elétrico dentro do idoso equipamento de teste de surto e linhas nos sistemas TT. Também pode queimar SPD em dispositivos de proteção contra surtos, causando curto-circuito persistente no aterramento, uma vez que a capacidade de calor do SPD pode suportar apenas surtos transitórios em μs, mas não sobretensão e corrente transitórias em ms. Portanto, para sistemas TT alimentados por sistemas de aterramento de rede de 10 kv, a configuração da proteção contra surtos não deve ser feita de maneira usual, mas deve ser feita conectando o fio de fase através do SPD ao fio N, que é conectado ao aterramento através de centelhadores. Ao ajustar a tensão de descarga do centelhador para 3kv-3.5kv, pode-se evitar os acidentes causados ​​por falhas de aterramento da rede de 10kv, que podem queimar o SPD devido à sobretensão transitória no solo.

4. Medidas de precaução para gerador de sobretensão
Os dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) podem ser danificados por um raio ou sua vida útil pode acabar devido ao uso prolongado e ao aumento da corrente de fuga. Quando a corrente de fuga aumenta para um determinado valor, o diodo emissor de luz acima dele não acende mais ou mostra sua falha de outra forma, e um sobressalente deve ser substituído a tempo. Se a substituição não for oportuna, o SPD será completamente danificado e um curto-circuito na linha de fase se tornará uma falha de aterramento. Como outras falhas de aterramento, pode causar sobrecorrente na linha. Alguns produtos SPD são equipados com disjuntores de sobrecorrente. Caso o produto não possua este componente, a linha deve ser provida de dispositivos de proteção contra sobrecorrente (fusíveis, disjuntores). Ele pode ser instalado na linha de conexão do SPD, ou o dispositivo de proteção contra sobrecorrente na linha de energia pode ser usado. A última forma é mais econômica, mas fará com que a linha de alimentação seja cortada devido à falha do SPD, e esta forma não é adequada para a linha de alimentação com carga importante.

Se o SPD estiver protegendo um dispositivo antieletrocussão Classe I (dispositivo com caixa de metal e linha PE), a falha do SPD pode causar acidentes de eletrochoque quando a corrente de falha de aterramento Id é gerada na linha PEN e na linha PE1. Esta queda de tensão é transmitida ao longo da linha PE2 para o invólucro externo do equipamento de teste de surto. Se uf for maior que o limite de tensão seguro (50V para locais secos e 25V para locais úmidos), existe a possibilidade de acidente com eletrochoque. Portanto, um protetor de vazamento RCD deve ser instalado no lado de energia do SPD, conforme mostrado na linha tracejada na figura, para evitar a ocorrência de acidente por eletrochoque. Quando um SPD de centelhador de grande capacidade é instalado na linha de energia, ele pode ejetar gás livre quente ao liberar a corrente de pico, o que é fácil de causar explosão ou incêndio. Esses SPDs não devem ser instalados em locais com risco de explosão ou incêndio e devem ser mantidos longe de combustíveis.

Com o aumento do número de projetos de comunidades inteligentes, é essencial tomar medidas para evitar desastres causados ​​por raios nas edificações. Os protetores contra surtos estão ganhando cada vez mais atenção devido às suas funções de proteção exclusivas.