Poin-Poin Penting dalam Pemilihan Pelindung Lonjakan Arus dan Analisis Masalah Terkait

Pelindung lonjakan arus adalah pelindung sirkuit efisiensi tinggi, yang mampu menahan tegangan tinggi transien, pulsa energi tinggi, dengan cepat (10-9s) dari impedansi tinggi semula ke impedansi rendah, dan pulsa interferensi tegangan tinggi transien ke tegangan yang telah ditentukan, sehingga secara efektif melindungi peralatan dan perangkat sensitif dari kerusakan, dan sirkuit bekerja tanpa gangguan.

(1) Perangkat pelindung lonjakan arus dibagi menjadi tiga tingkatan
Tingkat pertama dapat melepaskan arus petir langsung atau energi besar yang ditransmisikan ketika saluran transmisi listrik tersambar petir secara langsung. Perlindungan tingkat pertama harus berupa penangkal petir catu daya switching tegangan tiga fasa, dan fluks petirnya tidak boleh kurang dari 60kA. Umumnya digunakan untuk distribusi umum.
Tujuan dari tahap kedua adalah untuk lebih membatasi nilai tegangan lonjakan residual melalui penangkal petir tahap pertama hingga 1500-2000V, dan menerapkan koneksi ekipotensial untuk lpz1-lpz2. Ketika output penangkal petir daya dari saluran kabinet distribusi digunakan sebagai proteksi tingkat kedua, penangkal petir daya pembatas tegangan harus digunakan, dan kapasitas arus petirnya tidak boleh kurang dari 20KA.

Tujuan dari tingkat ketiga adalah untuk melindungi peralatan secara menyeluruh dan mengurangi nilai tegangan lonjakan residual hingga kurang dari 1000V. Sebagai perlindungan tingkat ketiga, harus berupa penangkal petir pembatas tegangan seri, dan kapasitas arus petirnya tidak boleh kurang dari 10kA. Umumnya digunakan untuk peralatan distribusi daya terminal.
Sistem distribusi yang berbeda harus memilih perangkat pelindung lonjakan arus yang sesuai, yang dapat dibagi menjadi TN (TN-S, NC, TN-CS), it dan TT.

1) Perlindungan utama
Tujuannya adalah untuk mencegah tegangan lonjakan mengalir langsung dari area lpz0 ke area lpz1, dan membatasi tegangan lonjakan puluhan ribu hingga ratusan ribu volt menjadi 2500-3000v.
Ketika penangkal petir berdaya tinggi yang dipasang di sisi tegangan rendah transformator daya rumah tangga digunakan sebagai perlindungan tingkat pertama, maka harus berupa penangkal petir berdaya tinggi tipe switching tegangan tiga fasa, dan fluks petirnya tidak boleh kurang dari 60kA. Penangkal petir berdaya tinggi tingkat ini harus berupa penangkal petir berdaya tinggi berkapasitas tinggi yang dihubungkan antara setiap fasa saluran masuk di pintu masuk sistem pasokan daya pengguna dan bumi. Guru Di dari pengajaran daring desain listrik umumnya mensyaratkan bahwa penangkal petir berdaya tinggi tingkat ini memiliki kapasitas dampak maksimum lebih dari 100kA per fasa dan tegangan batas yang dibutuhkan kurang dari 1500V, yang disebut penangkal petir berdaya tinggi kelas I. Penangkal petir elektromagnetik ini dirancang untuk menahan arus petir yang besar dan petir induksi serta menarik lonjakan energi tinggi, yang dapat mengalihkan sejumlah besar arus lonjakan ke bumi. Mereka hanya menyediakan tegangan pembatas (ketika arus impuls mengalir melalui penangkal petir daya, tegangan maksimum pada saluran disebut tegangan pembatas) sebagai perlindungan tingkat menengah, karena pelindung tingkat kelas I terutama menyerap arus lonjakan besar, dan mereka sendiri tidak dapat sepenuhnya melindungi peralatan listrik sensitif di dalam sistem catu daya.

Penangkal petir tingkat pertama dapat mencegah gelombang petir 10/350us dan 100kA, mencapai standar perlindungan tertinggi yang ditentukan oleh IEC.
Referensi teknisnya adalah: fluks petir lebih besar atau sama dengan 100kA (10 / 350us); nilai tegangan sisa tidak boleh lebih besar dari 2,5KV; waktu respons kurang dari atau sama dengan 100ns.
2) Perlindungan sekunder
Tujuannya adalah untuk lebih membatasi nilai tegangan lonjakan residual melalui penangkal petir tingkat pertama hingga 1500-2000v, dan menerapkan koneksi ekipotensial untuk lpz1-lpz2.
Ketika penangkal petir berdaya keluaran dari saluran kabinet distribusi digunakan sebagai proteksi tingkat kedua, penangkal petir berdaya pembatas tegangan harus dipasang di tempat distribusi cabang yang memasok daya ke peralatan listrik penting atau sensitif, dan kapasitas arus petirnya tidak boleh kurang dari 20KA. Menurut Bapak Di, pengajar daring desain listrik, penangkal petir berdaya ini dapat menyerap energi lonjakan residual yang melewati penangkal lonjakan di saluran masuk catu daya pengguna dengan lebih baik, dan memiliki efek penghambatan yang sangat baik terhadap tegangan lebih transien.

Kapasitas impuls maksimum penangkal petir daya yang digunakan di sini diharuskan lebih dari 45kA per fasa, dan tegangan batas yang dibutuhkan harus kurang dari 1200V, yang disebut penangkal petir daya Kelas II. Secara umum, jika sistem catu daya pengguna mencapai perlindungan tingkat kedua, hal itu dapat memenuhi persyaratan pengoperasian peralatan listrik.
Pelindung kelas C diadopsi untuk penangkal petir catu daya kelas II untuk perlindungan mode penuh fase-I, fase-I dan fase-I, dan parameter teknis utamanya adalah: kapasitas arus petir lebih besar dari atau sama dengan 40kA (8/20us); nilai puncak tegangan sisa tidak boleh lebih besar dari 1000V; waktu respons tidak boleh lebih besar dari 25ns.

3) Perlindungan tingkat ketiga
Tujuannya adalah untuk akhirnya melindungi peralatan dengan mengurangi tegangan lonjakan residual hingga kurang dari 1000V, sehingga energi lonjakan tersebut dapat merusak peralatan.
Apabila penangkal petir berdaya tinggi yang dipasang di ujung masuk catu daya AC peralatan informasi elektronik digunakan sebagai proteksi tingkat ketiga, maka penangkal petir tersebut harus berupa penangkal petir berdaya tinggi pembatas tegangan seri, dan kapasitas arus petirnya tidak boleh kurang dari 10kA.
Terakhir, penangkal petir terintegrasi dapat digunakan pada catu daya internal peralatan listrik untuk sepenuhnya menghilangkan tegangan lebih transien kecil. Bapak Di, pengajar daring desain listrik, kapasitas dampak maksimum penangkal petir yang digunakan di sini diharuskan 20KA per fasa atau lebih rendah, dan tegangan pembatas yang dibutuhkan harus kurang dari 1000V. Untuk beberapa peralatan elektronik yang sangat penting atau sensitif, diperlukan perlindungan tingkat ketiga, dan ini juga dapat melindungi peralatan listrik dari tegangan lebih transien yang dihasilkan di dalam sistem. Untuk catu daya penyearah yang digunakan untuk peralatan komunikasi gelombang mikro, peralatan komunikasi stasiun pangkalan seluler, dan peralatan radar, penangkal petir catu daya DC dengan tegangan kerja yang sesuai harus dipilih sebagai perlindungan non-tingkat sesuai dengan kebutuhan perlindungan tegangan kerjanya.

4) Sesuai dengan tingkat tegangan tahan peralatan yang dilindungi
Jika proteksi petir dua tingkat dapat membatasi tegangan di bawah tingkat tegangan tahan peralatan, maka hanya diperlukan proteksi dua tingkat. Jika tingkat tegangan tahan peralatan rendah, mungkin diperlukan proteksi empat tingkat atau lebih. Kapasitas arus petir dari proteksi tingkat keempat tidak boleh kurang dari 5kA.
(2) Mengapa sekering dan pemutus sirkuit harus dipasang di depan pelindung lonjakan arus?
Ketika arus masuk yang melewati pelindung lonjakan arus lebih besar dari IMAX-nya, pelindung lonjakan arus akan rusak dan gagal, mengakibatkan gangguan hubung singkat pada rangkaian. Untuk memutus gangguan hubung singkat, perlu dipasang pemutus sirkuit atau sekering. Bapak Di, pengajar daring desain listrik, setiap sambaran petir akan menyebabkan penuaan pada pelindung lonjakan arus. Misalnya, jika arus mengalir dalam waktu lama, pelindung lonjakan arus akan terlalu panas dan mempercepat penuaan. Pada saat ini, sistem perlindungan termal pemutus sirkuit atau sekering perlu bekerja untuk memutus pelindung lonjakan arus sebelum pelindung lonjakan arus mencapai panas maksimum yang diizinkan.

Persyaratan pelindung lonjakan arus untuk sekering dan pemutus sirkuit: ketika 20 pulsa uji standar 8/20 mikrodetik dan 1,2/50 mikrodetik diterapkan pada arus nominal, pemutus sirkuit atau sekering tidak akan trip. Ketika pelindung lonjakan arus rusak dan terjadi korsleting, pemutus sirkuit atau sekering akan bekerja. Jika pelindung lonjakan arus berupa modul sakelar, karena mode kerusakannya adalah rangkaian terbuka, maka dapat dilindungi tanpa pemutus sirkuit dan sekering miniatur.
Baik sekering maupun pemutus sirkuit dapat digunakan sebagai perlindungan superior untuk pelindung lonjakan arus. Karakteristik sekering: Sekering memiliki dua fungsi perlindungan yaitu penundaan waktu yang lama dan arus sesaat dengan karakteristik batas waktu terbalik. Bapak Di, pengajar daring desain listrik, digunakan sebagai perlindungan beban berlebih dan korsleting, yaitu, sekering harus diganti setelah terjadi kerusakan. Fitur pemutus sirkuit: pemutus sirkuit memiliki perlindungan arus sesaat dan perlindungan termal beban berlebih. Setelah terjadi kerusakan, pemutus sirkuit dapat diatur ulang secara manual tanpa mengganti komponen.
Perhatikan perbedaan antara saluran masuk: Pelindung lonjakan arus 440V harus dipilih untuk sistem tiga fasa 280V lima kawat atau sistem tiga fasa 380V empat kawat. Pelindung lonjakan arus 220V harus dipilih untuk sistem satu fasa 220V dua kawat atau sistem satu fasa 220V tiga kawat. Selain itu, perhatikan: tingkat perlindungan pelindung lonjakan arus yang dipilih adalah tingkat 2 untuk tiga fasa 280V pada saluran masuk bangunan tempat tinggal; Tingkat 3 untuk satu fasa 220V.
Setelah saluran sistem TN-CS memasuki kotak distribusi umum gedung, saluran cabang dibagi menjadi saluran N dan saluran PE. Hanya perlu memasang pelindung lonjakan arus di antara saluran fase I dan saluran cabang.
Saklar di bagian depan pelindung lonjakan arus dapat memilih sekering dan pemutus sirkuit. Umumnya, 40 ~ 63A harus dipilih untuk IMAX > 40ka dan 20 ~ 32A harus dipilih untuk IMAX < 40ka.

(3) Apakah pelindung lonjakan arus dan penangkal petir adalah hal yang sama?
Meskipun pelindung lonjakan arus dan penangkal petir sama-sama berfungsi mencegah tegangan berlebih, terutama tegangan berlebih akibat petir, keduanya masih memiliki banyak perbedaan dalam penerapannya.
1) Penangkal petir memiliki berbagai tingkat tegangan, mulai dari tegangan rendah 0,38kV hingga UHV 500kV, sedangkan perangkat pelindung lonjakan arus umumnya hanya memiliki produk tegangan rendah;

2) Penangkal petir umumnya dipasang pada sistem utama untuk mencegah masuknya gelombang petir secara langsung, sedangkan pelindung lonjakan arus umumnya dipasang pada sistem sekunder, yang merupakan tindakan tambahan setelah penangkal petir menghilangkan masuknya gelombang petir secara langsung atau ketika penangkal petir tidak menghilangkan gelombang petir;

3) Penangkal petir digunakan untuk melindungi peralatan listrik, dan pelindung lonjakan arus sebagian besar digunakan untuk melindungi instrumen atau meter elektronik;
4) Karena penangkal petir terhubung ke sistem listrik utama, maka penangkal petir harus memiliki kinerja isolasi eksternal yang memadai dan ukuran yang besar. Karena pelindung lonjakan arus terhubung ke tegangan rendah, ukurannya bisa sangat kecil.