Въведение

В днешния технологично обусловен свят, електрическото и електронното оборудване е по-уязвимо от всякога на повреди от пренапрежения, причинени от удари на мълнии, колебания в мрежата или вътрешни превключвания. Защитите от пренапрежение, известни още като устройства за защита от пренапрежение (SPD), играят жизненоважна роля в защитата на чувствително оборудване от пикове на напрежението. Тази статия изследва практическите приложения на защитите от пренапрежение в различни индустрии и демонстрира тяхната ефективност чрез казуси.

1. Приложения в жилищни помещения

(I) Защита на домакински уреди

Днес съвременните семейства не могат да живеят без различни електронни продукти, като телевизори, компютри, хладилници и системи за интелигентен дом. След като тези устройства претърпят внезапен пренапрежение, е вероятно да се повредят, което не само се отразява на ежедневието, но може да доведе и до скъпи разходи за ремонт или подмяна.

Вземете за пример една крайградска къща във Флорида, САЩ. Веднъж наблизо ударила мълния, причинявайки голям токов удар и много електрически уреди в близките домакинства бяха повредени, като телевизори, рутери и ОВК системи. Едно семейство обаче предварително инсталира предпазител от пренапрежение за цялата къща на главното разпределително табло и остана невредимо, докато други съседи понесоха значителни загуби.

(II) Система за генериране на слънчева енергия

С широкото използване на слънчеви панели, значението на защитата от пренапрежение става все по-голямо. Инверторът и системата за съхранение на енергия в батериите в системата за производство на слънчева енергия са много крехки и податливи на пренапрежения.

В Германия собственик на жилище инсталира вторичен предпазител от пренапрежение на входа на соларен инвертор. По-късно близкият трансформатор се повреди, което причини колебания в мрежата. Благодарение на предпазителя от пренапрежение, излишното напрежение беше отклонено и инверторът не се повреди, чиято подмяна би струвала повече от 2000 евро.

2. Търговски и промишлени приложения

(I) Центрове за данни

Центровете за данни имат изключително специални изисквания за захранване и трябва да осигурят непрекъснато захранване, за да поддържат нормалната работа на сървърите. Дори леко пренапрежение може да причини загуба на данни или повреда на сървъра, което от своя страна води до огромни икономически загуби.

Центърът за данни на Google в Сингапур е добър пример. Центърът за данни използва многостепенна система за защита от пренапрежение, като на входа е инсталиран предпазител от пренапрежение ниво 1 (мълниеприемник), а близо до сървъра е инсталиран предпазител от пренапрежение ниво 3 (за крайни потребители). Веднъж центърът за данни е бил директно ударен от мълния, но предпазителят от пренапрежение успешно е разсеял пренапрежението и е предотвратил прекъсване на работата, което е можело да доведе до загуба на приходи за милиони долари.

(II) Производствени предприятия

В производствените предприятия, оборудване като промишлени машини, програмируеми логически контролери (PLC) и CNC машини са много чувствителни към колебанията на напрежението. След като напрежението е ненормално, това оборудване може да не работи правилно.

Завод за производство на автомобили на Toyota в Япония е добре запознат с това. Те оборудваха своите роботизирани заваръчни машини със защита от пренапрежение. Веднъж близо до фабриката е имало удар от мълния, но защитата от пренапрежение успешно е защитила 15 роботизирани рамена от повреда. Смята се, че това е спестило около 500 000 долара потенциални разходи за ремонт.

(III) Здравни заведения

Здравните заведения, като например болниците, разчитат на разнообразно критично оборудване, като например апарати за магнитен резонанс (ЯМР), вентилатори и системи за мониторинг. След като тези устройства се повредят, те не само ще причинят икономически загуби, но и ще повлияят на лечението и грижите за пациентите.

В болница в Сидни, Австралия, на цялото оборудване в интензивното отделение са инсталирани медицински предпазители от пренапрежение. След като в района се е случила електрическа буря, предпазителят от пренапрежение успешно е предотвратил повреда на критично важно оборудване и е гарантирал, че пациентите могат да получават непрекъснати грижи.

3Телекомуникации и инфраструктура

(I) Мобилни базови станции

Телекомуникационните кули лесно стават обект на удари от мълнии поради високите си конструкции. След като бъдат ударени, мрежовите услуги могат да бъдат прекъснати, причинявайки големи неудобства на потребителите.

Телекомуникационен оператор в Сеул, Южна Корея, предприе ефективни мерки. Те инсталираха вид предпазител от пренапрежение на своите 5G кули. По време на сезона на мусоните тези кули бяха удряни от мълнии многократно, но благодарение на защитата на пренапрежението не е имало прекъсвания, докато обектите без предпазители от пренапрежение изискваха чести ремонти.

(II) Система за контрол на движението

Нормалната работа на Интелигентната транспортна система (ИТС) е неразделна от стабилно електрозахранване, което изисква непрекъсната работа на оборудване като контролни сигнали и камери за наблюдение.

В проекта за интелигентен град в Дубай, системата за управление на трафика е оборудвана с предпазител от пренапрежение за контролера на сигнала. В един от случаите близка подстанция е прекъснала работата си, причинявайки пренапрежение. Но предпазителят от пренапрежение успешно е облекчил проблема и е предотвратил хаоса в трафика, който може да е бил причинен от повредата в сигнала.

4Област на възобновяемата енергия

(I) Вятърни турбини

Вятърните паркове са разположени предимно на открити пространства и са уязвими от заплахата от удари от мълнии. След като системата за управление на турбината се повреди, това не само ще доведе до спиране на оборудването, но може да доведе и до огромни икономически загуби.

Офшорна вятърна електроцентрала в Северно море на Обединеното кралство отдава голямо значение на защитата от пренапрежение. Те инсталираха предпазители от пренапрежение за системата за управление на турбините. В един случай вятърната електроцентрала беше директно ударена от мълния, но предпазителят от пренапрежение успешно предотврати повреда на SCADA системата и загуби от престой, които можеха да достигнат 1 милион британски лири.

(II) Зарядни станции за електрически превозни средства (EV)

Нормалната работа на зарядните станции за електрически превозни средства изисква и силна защита от пренапрежение, за да се гарантира безопасността и надеждността.

Вземете за пример мрежата от зарядни станции Tesla Supercharger в Калифорния. Tesla е внедрила мерки за защита от пренапрежение на своите зарядни станции Supercharger. В случай на нестабилност на мрежата, предпазителят от пренапрежение успешно предотвратява повреда на зарядното устройство, осигурявайки непрекъсната работа за потребителите на електрически превозни средства.

5. Приложения в селското стопанство

(I) Напоителни системи

Повечето съвременни селскостопански напоителни системи разчитат на електронни контролери за автоматизирана работа. След като тези контролери бъдат засегнати от пренапрежение, те могат да причинят повреда на напоителната система, което от своя страна се отразява на растежа на културите.

Селскостопанско съоръжение в Холандия е било подготвено предварително. Те са инсталирали предпазители от пренапрежение за своите автоматизирани напоителни системи. Когато близкият трансформатор се повреди и предизвика пренапрежение, предпазителят от пренапрежение успешно защити управляващото устройство и предотврати прекъсване на напояването на културите.

Заключение

Устройствата за защита от пренапрежение играят незаменима роля в нашето ежедневие и в различни среди с висок риск. Независимо дали става въпрос за битови уреди, промишлени машини или телекомуникационни и възобновяеми енергийни системи, устройствата за защита от пренапрежение ефективно предотвратяват катастрофални щети и икономически загуби. Тази статия напълно демонстрира ключовата роля, която устройствата за защита от пренапрежение играят за осигуряване на непрекъснатост на работата в различни индустрии, чрез серия от казуси.

Днес светът ни става все по-електрифициран и инвестирането във висококачествени предпазители от пренапрежение вече не е просто предпазна мярка, а необходим избор.