Zaščita pred strelo v deževnem obdobju in zaščita za distribucijo električne energije

»Bila je tri ure zjutraj in delavnica je nenadoma popolnoma stemnila, vsi stroji so se ugasnili, iz razdelilne omarice pa je prihajal rahel vonj po zažganem –« To je osebna izkušnja g. Ahmada, nadzornika obratovanja in vzdrževanja tovarne elektronskih komponent v Penangu v Maleziji. Prejšnji teden je območje prizadela močna nevihta. Zaradi nepopolne strelovodne zaščite tovarniškega sistema za distribucijo električne energije je zaradi strele v napeljave preskočila napetost in neposredno poškodovala glavno stikalo delavnice, kar je povzročilo več kot 8-urno prekinitev proizvodnje v celotni tovarni. To ni povzročilo le izgube naročil v višini skoraj 55.000 MYR, temveč tudi dodatnih 13.000 MYR stroškov za zamenjavo stikala in pregled vodov. Z vstopom v deževno sezono se nevihte pojavljajo pogosto. Kot »nevidni ubijalec« sistemov za distribucijo električne energije strela pogosto povzroča napake, kot so poškodbe stikal, kratki stiki v napeljavah in pregorevanje opreme, lahko pa celo povzroči varnostne nesreče, kot so požari in električni udari. Za različne scenarije, kot so industrijski obrati, poslovne stavbe, parki in nove elektrarne, dobro opravljen zaščitni ukrep pred strelo in zaščito distribucije električne energije v deževnem obdobju, zlasti zaščita pred strelo osnovne opreme, kot so odklopniki, ni več "neobvezen ukrep", temveč "vprašanje, na katerega je treba odgovoriti", da se zagotovi normalno delovanje proizvodnje in življenja ter preprečijo izgube premoženja.

Glavna težava pri zaščiti pred strelo v deževnem obdobju je: strela ima različne oblike poškodb (neposreden udar strele, induciran udar strele, vdor strelnega vala) in je nenadna ter zelo uničujoča. V sistemu za distribucijo električne energije odklopniki kot "varnostna varovala" vodov in opreme niso le ključni člen v zaščiti pred strelo, temveč tudi ena najbolj ranljive opreme za udare strele. Številna podjetja imajo pogosto kognitivne nesporazume, kar vodi do odpovedi zaščite pred strelo in na koncu povzroči poškodbe opreme ter gospodarske izgube. Pravzaprav je zaščita pred strelo za distribucijo električne energije v deževnem obdobju sistematičen projekt, ki se osredotoča na tri temeljna načela "...prestrezanje, preusmerjanje in zaščita". Tri najpomembnejše ključne točke so navedene spodaj, ki so podrobno opisane s konkretnimi primeri, da boste lažje razumeli osnovne metode:

Ključna točka 1: Izberite pravo strelovodno zaščito za izgradnjo "prve obrambne linije" za zaščito distribucije električne energije

Kot osrednja zaščitna oprema sistema za distribucijo električne energije, delovanje strelovodnih odklopnikov neposredno določa sposobnost sistema za distribucijo električne energije, da se upre udarom strele. Trenutna visoka napetost in velik tok, ki ju povzroči strela v deževnem obdobju, lahko zlahka poškodujeta izolacijsko plast običajnih odklopnikov, kar povzroči napačno izklop, poškodbe odklopnikov in celo kratke stike v omrežju. Zato je glavna prednostna naloga zaščite distribucije električne energije v deževnem obdobju izbira posebnih odklopnikov s funkcijami strelovodne zaščite glede na zahteve okolja in ne običajnih odklopnikov. Prosimo, bodite pozorni na naslednji dve točki:

1.Natančna izbira za prilagajanje scenarijem:Odklopniki, zaščiteni pred strelo, niso univerzalni in jih je treba izbrati na podlagi dveh dimenzij jedra:

① Napetostna raven: Ujemajte nazivno napetost sistema za distribucijo električne energije, da preprečite preobremenitev ali nezadostno zaščito;

② Intenzivnost strel: Za območja s pogostimi strelami (kot so obalna območja in gorata območja v jugovzhodni Aziji) dajte prednost izdelkom z odpornostjo proti prenapetosti ≥20kA. Zunanji scenariji morajo poleg tega izpolnjevati stopnjo zaščite IP54 ali višjo, da so odporni na visoke temperature, visoko vlažnost in erozijo zaradi dežja.

2.Usklajeno delo, nepogrešljivo:Odklopniki, zaščiteni pred strelo, morajo delovati usklajeno z napravami za prenapetostno zaščito (SPD), da se maksimizira učinek zaščite pred strelo – SPD je odgovoren za prestrezanje trenutne prenapetosti v vodu (ki lahko prestreže več kot 80 % induciranih prenapetosti strele), odklopnik pa je odgovoren za hiter odklop vode v 0,1 sekunde, ko je prenapetostni tok prevelik, da se preprečijo sekundarne kratke stike, ki jih povzroči poškodba SPD.

Za boljše razumevanje pomena izbire združite z dejanskimi primeri tovarn v jugovzhodni Aziji:

-Primer industrijskega parka v Penangu v MalezijiIndustrijski park se je v deževnem obdobju že večkrat soočal z napakami v distribuciji električne energije. Po nevihtah je v več kot 60 % tovarn prišlo do izklopa odklopnikov in okvare opreme pri zagonu. Osebje za upravljanje in vzdrževanje je ugotovilo, da so bili vsi poškodovani običajni nizkonapetostni odklopniki, katerih izolacijsko plast je poškodovala napetost, ki jo povzroča strela. Vsako vzdrževanje in zamenjava sta trajala 1-2 dni, povprečna dnevna izguba zaradi prekinitve proizvodnje na tovarno pa je znašala približno 8.000 MYR. Pred začetkom deževnega obdobja leta 2025 je industrijski park izvedel 3 nadgradnje: 1. Izbran je bil prenapetostno odporen odklopnik v litem ohišju (MCCB) v skladu s tovarniškimi scenariji; 2. V razdelilnik je bil nameščen ustrezen SPD za doseganje zaščite povezav; 3. Za odklopnike zunanjih vodov so bili nameščeni deževni ščiti. Po nadgradnji je industrijski park doživel 8 hudih neviht in ni bilo več okvar odklopnikov ali pregorevanja opreme. Prišlo je le do 1 trenutnega prenapetostnega udara, ki je bil ponastavljen v 10 minutah in ni povzročil izgube proizvodnje.

-Dodatno Opomnik za izbiro(Natančno se prilagodite različnim scenarijem in se izognite pastem pri izbiri):

✅ Zunanji scenariji(fotovoltaične elektrarne, zunanje razdelilne sobe, zunanje tovarniške linije): Prednost dajte strelovodnim odklopnikom z zaščito pred strelo z zaščitno stopnjo IP54 ali višjo in prenapetostno odpornostjo ≥20kA, ki so odporni na dež in vdor prahu ter se prilagajajo visokim temperaturam in vlažnosti v deževnem obdobju v jugovzhodni Aziji.

✅ Notranji scenariji(poslovne stavbe, pisarniške stavbe, majhne tovarne): Izbrati je mogoče običajne odklopnike pred strelo, vendar je treba zagotoviti, da se ujemajo s SPD (nazivna napetost SPD mora biti skladna z nazivno napetostjo odklopnika), da se prepreči okvara zaščite zaradi nepravilne izbire.

Ključna točka 2: Zagotovite povezavo naprav za zaščito pred strelo, da se izognete skriti nevarnosti "enotočkovne zaščite"

Pogosto napačno razumevanje strelovodne zaščite v mnogih podjetjih je "enotočkovna zaščita" - samo namestitev strelovodov ali samo zamenjava strelovodnih odklopnikov, pri čemer se ignorira sistematična povezava strelovodnih naprav, kar na koncu privede do odpovedi zaščite. Pravzaprav mora strelovodna zaščita v deževnem obdobju tvoriti celovit sistem "zunanjega prestrezanja, notranjega preusmerjanja in terminalne zaščite", ki ga lahko posebej razdelimo na 3 ključne korake, pri čemer se izognemo dvema ključnima skritima nevarnostima:

1. Izgradite celoten sistem za zaščito pred strelo:Pojasnite povezavo 4 osnovnih členov, od katerih nobena ne sme manjkati. Zunanje prestrezanje: Prestrezanje neposrednih udarov strele skozi strelovode/strelovodi in uvajanje strele v zemljo;

2. Notranja preusmeritev: Prestrezanje induciranih udarov strele in vdora strelnega vala skozi SPD na progi;

3. Zaščita terminalov: Odklopnik je povezan s SPD-jem, da hitro prekine prekomerni prenapetostni tok in zaščiti opremo in vode;

4. Preusmeritev ozemljitve: Tok strele hitro preusmerite v zemljo s pomočjo usposobljenega ozemljitvenega sistema, da preprečite zadrževanje toka.

5.Izogibajte se dvema skritima nevarnostma visoke frekvence(Najlažje se prezre, vendar najverjetneje povzroči napake). Prekomerna ozemljitvena upornost: Specifikacije zahtevajo, da je ozemljitvena upornost industrijskih obratov ≤ 4 Ω, ozemljitvena upornost poslovnih stavb in stanovanjskih objektov pa ≤ 10 Ω; če je ozemljitvena upornost prevelika (na primer več kot 10 Ω), toka strele ni mogoče hitro preusmeriti, kar bo vdrlo v sistem za distribucijo električne energije in pokvarilo odklopnike in opremo.

6. Napaka povezave naprave: Če odklopnik ni povezan s SPD-jem, potem SPD po prestrezanju prenapetosti ne more pravočasno prekiniti linije, kar povzroči pregorelost SPD-ja in nato kratek stik v liniji ter povečane izgube.

Združite z dejanskimi scenariji v jugovzhodni Aziji, da vidite, kako rešiti skrite nevarnosti strelovodne zaščite z izboljšanjem sistema povezav:

-Primer tovarne za predelavo avtomobilskih delov v Džakarti v IndonezijiTovarna ima veliko precizne opreme, kot so motorji in razsmerniki, ki so zelo občutljivi na prenapetost strele. Zaradi neupoštevanja strelovodne zaščite na sprednjem delu opreme so v deževnem obdobju zaradi strele pregoreli 3 razsmerniki, kar je povzročilo neposredno izgubo v višini več kot 100.000 MYR. Kasneje je bila izvedena ciljno usmerjena optimizacija: na sprednji del opreme je bil nameščen poseben SPD, ki je bil usklajen z majhnimi strelovodnimi odklopniki, da bi dosegli "hierarhično zaščito in natančno zaščito". Po preobrazbi ni bilo več pregorevanja precizne opreme.

Poleg tega je v industrijskih obratih oprema, kot so motorji, razsmerniki in precizni instrumenti, bolj občutljiva na prenapetost strele. Poleg dobre zaščite pred strelo v glavni in podnapajalni mreži je treba na sprednji del opreme namestiti tudi poseben SPD, ki je povezan z majhnimi odklopniki, zaščitenimi pred strelo, da se doseže "hierarhična zaščita in natančna zaščita", da se prepreči vdor prenapetosti strele skozi napeljave opreme in izgorevanje precizne opreme.

Ključna točka 3: Dnevni pregled in vzdrževanje za odpravljanje skritih nevarnosti strelovodne zaščite vnaprej

Nevihte se v deževnem obdobju pogosto pojavljajo. Zaščita pred strelo v sistemu za distribucijo električne energije ne zahteva le "prave izbire opreme in dobre povezave", temveč tudi "vsakodnevne preglede in odpravljanje težav vnaprej" – po statističnih podatkih več kot 60 % napak v sistemu za distribucijo električne energije v deževnem obdobju ni posledica nepravilne izbire opreme, temveč neustreznega dnevnega vzdrževanja, kar vodi do okvare naprav za zaščito pred strelo in zmanjšanja delovanja odklopnikov. Zlasti v deževnem obdobju v jugovzhodni Aziji, kjer so visoke temperature in visoka vlažnost, je zelo enostavno povzročiti oksidacijo kontaktov odklopnikov, staranje izolacijskih plasti, zmanjšanje delovanja SPD in rahljanje ozemljitvenega sistema.Obstajajo 3 ključne točke za dnevni pregled in vzdrževanje, ki so podrobno opisani s posebnimi primeri:

1.Pregled odklopnikov (enkrat tedensko, dodaten pregled po nevihtah) 

Ključni pregled: Ali je izolacijska plast poškodovana, ali so kontakti oksidirani in ali je sprožilni mehanizem občutljiv, da se prepreči slab stik zaradi oksidacije kontaktov in napačnega sprožitvenega mehanizma.

✅ Referenca primera: Tekstilna tovarna v Penangu v Maleziji se je nekoč soočila s situacijo, ko odklopnika ni bilo mogoče ponastaviti, ker se je v deževnem obdobju napačno sprožil. Preiskava je pokazala, da so bili kontakti odklopnika zaradi visoke temperature in visoke vlažnosti močno oksidirani. Vsaka napaka je povzročila 1-urno prekinitev proizvodnje, kar je povzročilo izgubo približno 1200 MYR. Kasneje je bil vzpostavljen sistem inšpekcijskih pregledov za čiščenje kontaktnega prahu, tedensko preverjanje izolacijske plasti in pravočasno zamenjavo starajočih se delov, s čimer so se takšne napake popolnoma odpravile.

2.Pregled SPD (enkrat na pol meseca)

Ključni pregled: Preverite stanje indikatorske lučke (zelena = normalno, rdeča = okvara), redno preverjajte njeno delovanje in jo v primeru okvare takoj zamenjajte, da preprečite izgubo zmogljivosti prestrezanja prenapetosti zaradi okvare SPD-ja.

3.Pregled ozemljitvenega sistema (enkrat mesečno, enkrat na 10 dni v deževnem obdobju) 

Ključni pregled: Ne glede na to, ali je ozemljitvena elektroda ohlapna ali korodirana, redno merite upor ozemljitve, da zagotovite, da ustreza specifikacijam (industrijski obrati ≤4Ω, poslovne stavbe in stanovanja ≤10Ω). V deževnem obdobju je vlažnost tal visoka, zato je treba pravočasno prilagoditi in optimizirati, da se prepreči povečanje upornosti ozemljitve.

Drugič, preverite stanje SPD-ja, opazujte, ali indikatorska lučka sveti normalno (zelena za normalno stanje, rdeča za okvaro), redno preverjajte delovanje SPD-ja, ga v deževnem obdobju preizkusite enkrat na pol meseca in ga v primeru okvare takoj zamenjajte. V supermarketu je zaradi okvare SPD-ja v deževnem obdobju vdrla strela v omrežje, kar je povzročilo prenapetost glavnega odklopnika in 4-urni izpad električne energije z izgubo skoraj 30.000 RMB. Po incidentu se je izkazalo, da je SPD že dolgo neveljaven, vendar ga niso pravočasno našli in zamenjali, kar je postalo varnostno tveganje.

Tretjič, preverite ozemljitveni sistem, opazujte, ali je ozemljitvena elektroda ohlapna ali korodirana, redno merite ozemljitveno upornost, da zagotovite, da ustreza specifikacijam (industrijski obrati ≤4Ω, poslovne stavbe in stanovanja ≤10Ω). V deževnem obdobju je vlažnost tal visoka, kar lahko povzroči povečanje ozemljitvene upornosti, zato je treba pravočasno prilagoditi in optimizirati delovanje. V deževnem obdobju so bile v razdelilnem prostoru na prostem v industrijskem parku ohlapne ozemljitvene elektrode, ozemljitvena upornost pa se je dvignila na 12Ω. Po nevihti toka strele ni bilo mogoče hitro preusmeriti, kar je povzročilo okvaro odklopnika in pretvornika prenapetosti (SPD) v razdelilnem prostoru, stroški vzdrževanja pa so znašali več kot 15.000 RMB. Kasneje je bil ozemljitveni sistem redno pregledan, ozemljitvena elektroda je bila pravočasno zategnjena in ozemljitveni materiali so bili dopolnjeni, da se je ozemljitvena upornost stabilno gibala znotraj specifikacijskega območja.