การวิเคราะห์ความแตกต่างระหว่างตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินและตัวป้องกันฟ้าผ่าในหลักการทำงานและการใช้งาน

ในระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ แรงดันไฟฟ้าเกินและฟ้าผ่าถือเป็นอันตรายด้านความปลอดภัยที่พบบ่อยที่สุดและเป็นอันตราย เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ ตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน (SPD) และอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าโดยทั่วไปจะถูกติดตั้งในงานวิศวกรรม

แม้ว่าทั้งสองจะเป็นอุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้า แต่ก็มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในวัตถุที่ได้รับการป้องกัน หลักการทำงาน และสถานการณ์การใช้งาน และไม่สามารถแลกเปลี่ยนหรือทดแทนกันได้อย่างง่ายดาย

I. ตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน: "แนวป้องกันแรก" จากแรงดันไฟเกินภายในระบบ

อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ใช้เป็นหลักในการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดขึ้นภายในระบบไฟฟ้า เช่น:

แรงดันไฟฟ้าเกินในการทำงาน (การเปิด, การปิด, การเปลี่ยนแปลงโหลดกะทันหัน)

เหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าเกิน

ไฟกระชากที่เกิดจากฟ้าผ่า (ฟ้าผ่าไม่โดยตรง)

หลักการทำงาน

เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบอยู่ในช่วงปกติ ตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินจะอยู่ในสถานะอิมพีแดนซ์สูงและแทบไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของระบบ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าของสายเกินค่าที่อนุญาตทันที ส่วนประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นภายในตัวป้องกันจะดำเนิน เบี่ยงเบน หนีบ หรือดูดซับพลังงานส่วนเกินอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะช่วยจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายอุปกรณ์ให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย

ส่วนประกอบการทำงานทั่วไปได้แก่:

วาริสเตอร์ออกไซด์ของโลหะ (MOV)

ท่อระบายแก๊ส (GDT)

วงจรเรียงกระแสควบคุมด้วยซิลิคอน (SCR)

สถานที่ติดตั้งทั่วไป

ตู้จ่ายไฟสายเข้าปลายสาย

ระบบบัสบาร์

ส่วนหน้าของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ (PLC, เครื่องมือ, อุปกรณ์สื่อสาร ฯลฯ)

หน้าที่หลักคือ: ลดแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเกินและปกป้องฉนวนของอุปกรณ์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายใน

ครั้งที่สอง Lightning Arrester: มอบ "เส้นทางสู่พลังงานสายฟ้า"

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าใช้เพื่อป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงและไฟกระชากฟ้าผ่าที่รุนแรงเป็นหลัก จุดเน้นไม่ได้อยู่ที่ "การจำกัดแรงดันไฟฟ้า" แต่อยู่ที่การคายกระแสฟ้าผ่าอย่างรวดเร็ว

หลักการทำงาน

เมื่อฟ้าผ่ากระทบสายส่งหรืออาคาร ตัวป้องกันฟ้าผ่าสามารถสร้างช่องสัญญาณอิมพีแดนซ์ต่ำได้ในเวลาอันสั้น โดยเปลี่ยนทิศทางพลังงานฟ้าผ่าขนาดใหญ่ลงสู่พื้นโดยตรง เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสฟ้าผ่าผ่านตัวอุปกรณ์หรือโครงสร้างอาคาร จึงช่วยลด:

การพังทลายของอุปกรณ์

ความเสียหายของฉนวน

ความเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อตต่อบุคลากร

ภายใต้สภาวะที่ไม่มีฟ้าผ่าหรือสภาวะการทำงานปกติ อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าโดยทั่วไปจะไม่มีส่วนร่วมในการทำงานของระบบ

 ประเภททั่วไป

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบพิน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโลหะออกไซด์ (ชนิดไม่มีช่องว่าง)

สถานการณ์การใช้งานทั่วไป

สายส่งและสายจำหน่าย

สถานีย่อย

สร้างระบบป้องกันฟ้าผ่า

สิ่งอำนวยความสะดวกไฟฟ้ากลางแจ้ง

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเน้นการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงและการกระจายพลังงาน มากกว่าการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ

การเปรียบเทียบระหว่างตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินและตัวป้องกันฟ้าผ่า

IV. แนวทางการคัดเลือกที่ถูกต้องในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม

ในทางวิศวกรรมภาคปฏิบัติ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามักจะถูกนำมาใช้ร่วมกันมากกว่าที่จะเป็นทางเลือก:

เครื่องป้องกันฟ้าผ่า: รับผิดชอบในการ "ปิดกั้นและเปลี่ยนทิศทางฟ้าผ่า"

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก: รับผิดชอบในการ "ลดไฟกระชากที่เหลือและปกป้องอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน"

มีเพียงการสร้างระบบป้องกันแบบแบ่งระดับเท่านั้นที่จะสามารถเพิ่มความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าได้อย่างแท้จริงภายใต้ความเสี่ยงสองประการจากฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกินของระบบ