Protecție împotriva trăsnetului în sezonul ploios și protecție a distribuției energiei electrice

„Era ora trei dimineața și atelierul s-a întunecat brusc complet, toate mașinile oprindu-se și un ușor miros de ars venind din cutia de distribuție——” Aceasta este o experiență personală a domnului Ahmad, supraveghetorul de operare și întreținere al unei fabrici de componente electronice din Penang, Malaezia. Săptămâna trecută, o furtună puternică a lovit zona. Din cauza protecției incomplete împotriva trăsnetului a sistemului de distribuție a energiei electrice al fabricii, tensiunea indusă de fulgere a pătruns în linii și a defectat direct întrerupătorul principal al atelierului, rezultând o suspendare a producției de peste 8 ore pentru întreaga fabrică. Acest lucru nu numai că a cauzat o pierdere de comenzi de aproape 55.000 MYR, dar și costuri suplimentare de 13.000 MYR pentru înlocuirea întrerupătorului și inspecția liniilor. Odată cu intrarea în sezonul ploios, furtunile apar frecvent. Fiind un „ucigaș invizibil” al sistemelor de distribuție a energiei electrice, fulgerul provoacă adesea defecțiuni precum deteriorarea întrerupătorului, scurtcircuite la linii și arderea echipamentelor și poate duce chiar la accidente de siguranță, cum ar fi incendii și electrocutări. Pentru diverse scenarii, cum ar fi instalațiile industriale, clădirile de birouri, parcurile și noile centrale electrice, asigurarea unei bune protecții împotriva trăsnetului și a distribuției energiei electrice în timpul sezonului ploios, în special protecția împotriva trăsnetului echipamentelor de bază, cum ar fi întrerupătoarele de circuit, nu mai este o „acțiune opțională”, ci o „întrebare obligatorie” pentru a asigura funcționarea normală a producției și a duratei de viață și pentru a evita pierderile materiale.

Punctul central al protecției împotriva trăsnetului în sezonul ploios este: fulgerul are diverse forme de deteriorare (cădere directă a trăsnetului, cădere indusă a trăsnetului, pătrunderea undelor de trăsnet) și este brusc și extrem de distructiv. În sistemul de distribuție a energiei electrice, întrerupătoarele de circuit, ca „apărători de siguranță” ale liniilor și echipamentelor, nu sunt doar o verigă cheie în protecția împotriva trăsnetului, ci și unul dintre cele mai vulnerabile echipamente la căderile de trăsnet. Multe întreprinderi au adesea neînțelegeri cognitive, ceea ce duce la defectarea protecției împotriva trăsnetului și, în cele din urmă, provoacă daune echipamentelor și pierderi economice. De fapt, protecția împotriva trăsnetului pentru distribuția energiei electrice în sezonul ploios este un proiect sistematic, concentrându-se pe cele trei principii de bază: „...interceptare, deviere și protecție". Cele trei puncte cheie cele mai importante sunt următoarele, detaliate cu cazuri specifice pentru a vă ajuta să înțelegeți rapid metodele de bază:

Punct cheie 1: Alegeți întrerupătorul de circuit cu protecție la trăsnet potrivit pentru a construi „prima linie de apărare” pentru protecția distribuției energiei electrice

Fiind echipamentul principal de protecție al sistemului de distribuție a energiei electrice, performanța de protecție la trăsnet a întrerupătoarelor de circuit determină direct capacitatea sistemului de distribuție a energiei electrice de a rezista la loviturile de trăsnet. Tensiunea ridicată instantanee și curentul mare cauzate de fulgere în sezonul ploios pot deteriora cu ușurință stratul de izolație al întrerupătoarelor de circuit obișnuite, ducând la declanșări greșite, deteriorarea întrerupătoarelor de circuit și chiar scurtcircuite pe linie. Prin urmare, prioritatea principală a protecției distribuției energiei electrice în sezonul ploios este de a selecta întrerupătoare de circuit speciale cu funcții de protecție la trăsnet în funcție de cerințele locului, mai degrabă decât întrerupătoarele de circuit obișnuite. Vă rugăm să acordați atenție următoarelor 2 puncte:

1.Selecție precisă pentru adaptarea la scenarii:Întrerupătoarele de circuit protejate la trăsnet nu sunt „universale” și trebuie selectate pe baza a 2 dimensiuni principale:

① Nivelul tensiunii: Potriviți tensiunea nominală a sistemului de distribuție a energiei electrice pentru a evita supraîncărcarea sau protecția insuficientă;

② Intensitatea activității fulgerelor: Pentru zonele cu fulgere frecvente (cum ar fi zonele de coastă și zonele muntoase din Asia de Sud-Est), acordați prioritate produselor cu o capacitate de rezistență la supratensiune ≥20kA. Scenariile în aer liber trebuie să îndeplinească suplimentar nivelul de protecție IP54 sau superior pentru a rezista la temperaturi ridicate, umiditate ridicată și eroziune prin ploaie.

2.Munca coordonată, indispensabilă:Întrerupătoarele de circuit protejate la trăsnet trebuie să funcționeze în coordonare cu dispozitivele de protecție la supratensiune (SPD) pentru a maximiza efectul de protecție la trăsnet — SPD este responsabil pentru interceptarea supratensiunii instantanee din linie (care poate intercepta peste 80% din supratensiunile induse de trăsnet), iar întrerupătorul de circuit este responsabil pentru întreruperea rapidă a liniei în 0,1 secunde atunci când supratensiunea este prea mare, pentru a evita defecțiunile de scurtcircuit secundar cauzate de deteriorarea SPD.

Combinați cu cazuri reale ale fabricilor din Asia de Sud-Est pentru a înțelege mai bine importanța selecției:

-Cazul unui parc industrial din Penang, MalaeziaParcul industrial s-a confruntat în mod repetat cu defecțiuni la distribuția energiei electrice în sezonul ploios. După furtuni, peste 60% dintre fabrici au avut declanșări ale întrerupătoarelor de circuit și defecțiuni la pornirea echipamentelor. Personalul de operare și întreținere a constatat că toate cele avariate erau întrerupătoare de circuit obișnuite de joasă tensiune, al căror strat de izolație a fost deteriorat de tensiunea indusă de fulgere. Fiecare întreținere și înlocuire a durat 1-2 zile, iar pierderea medie zilnică de întrerupere a producției per fabrică a fost de aproximativ 8.000 MYR. Înainte de sosirea sezonului ploios din 2025, parcul industrial a finalizat 3 modernizări: ① Întrerupătoare de circuit în carcasă turnată (MCCB) selectate, rezistente la supratensiune la trăsnet, în funcție de scenariile din fabrică; ② Instalarea unui SPD adecvat în cutia de distribuție pentru a realiza protecția legăturilor; ③ Instalarea unor ecrane impermeabile pentru întrerupătoarele de circuit ale liniilor exterioare. După modernizare, parcul industrial a suferit 8 furtuni severe și nu au mai existat defecțiuni ale întrerupătoarelor de circuit sau s-au ars echipamentele. A avut loc o singură supratensiune instantanee, care a fost resetată în 10 minute, fără a cauza pierderi de producție.

-Suplimentar Memento selecție(Adaptați-vă cu precizie la diferite scenarii și evitați capcanele selecției):

✅ Scenarii în aer liber(centrale fotovoltaice, camere de distribuție exterioare, linii electrice exterioare din fabrici): Se vor utiliza cu prioritate întrerupătoare de circuit protejate la trăsnet cu un nivel de protecție IP54 sau superior și o capacitate de ținere la supratensiune ≥20kA, care pot rezista la pătrunderea ploii și a prafului și se pot adapta la temperaturi ridicate și umiditate ridicată în timpul sezonului ploios din Asia de Sud-Est.

✅ Scenarii de interior(clădiri de birouri, clădiri de birouri, fabrici mici): Se pot selecta întrerupătoare de circuit obișnuite cu protecție la trăsnet, dar este necesar să se asigure că acestea corespund SPD-ului (tensiunea nominală a SPD-ului trebuie să fie în concordanță cu tensiunea nominală a întrerupătorului de circuit) pentru a evita defecțiunile de protecție cauzate de selecția necorespunzătoare.

Punct cheie 2: Asigurarea conectării dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetului pentru a evita pericolul ascuns al „protecției într-un singur punct”

O neînțelegere frecventă a protecției împotriva trăsnetului în multe întreprinderi este „protecția într-un singur punct” - instalarea doar a paratrăsnetelor sau înlocuirea doar a întrerupătoarelor de circuit protejate la trăsnet, dar ignorarea conectării sistematice a dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetului, ceea ce duce în cele din urmă la defectarea protecției. De fapt, protecția împotriva trăsnetului în sezonul ploios trebuie să formeze un sistem complet de „interceptare externă, deviere internă și protecție a terminalelor”, care poate fi împărțit în mod specific în 3 etape principale, evitând în același timp 2 pericole ascunse cheie:

1. Construiți un sistem complet de protecție împotriva trăsnetului:Clarificați legătura dintre cele 4 verigi principale, dintre care niciuna nu poate lipsi. Interceptare externă: Interceptarea loviturilor directe de trăsnet prin paratrăsnet/benzi de trăsnet și introducerea trăsnetului în pământ;

2. Deviere internă: Interceptarea loviturilor de trăsnet induse și a pătrunderii undelor de trăsnet prin SPD pe linie;

3. Protecția terminalelor: Întrerupătorul de circuit este conectat la SPD pentru a întrerupe rapid curentul excesiv de supratensiune și a proteja echipamentele și liniile;

4. Devierea împământării: Devieți rapid curentul trăsnetului către pământ printr-un sistem de împământare calificat pentru a evita retenția curentului.

5.Evitați 2 pericole ascunse de înaltă frecvență(Cel mai ușor de ignorat, dar cel mai probabil va cauza defecțiuni). Rezistență excesivă la împământare: Specificațiile impun ca rezistența la împământare a instalațiilor industriale să fie ≤4Ω, iar cea a clădirilor de birouri și a locuințelor ≤10Ω; dacă rezistența la împământare este prea mare (de exemplu, mai mult de 10Ω), curentul de trăsnet nu poate fi deviat rapid, ceea ce va pătrunde invers în sistemul de distribuție a energiei electrice și va defecta întrerupătoarele și echipamentele.

6. Defecțiune a conexiunii dispozitivului: Dacă întrerupătorul de circuit nu este conectat la descărcătorul de tensiune (SPD), după ce SPD-ul interceptează supratensiunea, nu poate întrerupe linia la timp, ceea ce va provoca arderea SPD-ului și apoi va duce la scurtcircuit pe linie și pierderi de extindere.

Combinați cu scenarii reale din Asia de Sud-Est pentru a vedea cum puteți rezolva pericolele ascunse ale protecției împotriva trăsnetului prin îmbunătățirea sistemului de conectare:

-Cazul unei fabrici de prelucrare a pieselor auto din Jakarta, IndoneziaFabrica are numeroase echipamente de precizie, cum ar fi motoare și invertoare, care sunt foarte sensibile la supratensiuni. Anterior, din cauza ignorării protecției la trăsnet din partea frontală a echipamentului, 3 invertoare au fost arse de fulgere în sezonul ploios, cu o pierdere directă de peste 100.000 MYR. Ulterior, a fost efectuată o optimizare specifică: instalarea unui descărcător de tensiune special în partea frontală a echipamentului, combinat cu întrerupătoare de circuit mici, protejate la trăsnet, pentru a obține „protecție ierarhică și protecție precisă”. După transformare, echipamentele de precizie nu au mai fost uzate.

În plus, în cazul instalațiilor industriale, echipamente precum motoarele, invertoarele și instrumentele de precizie sunt mai sensibile la supratensiuni provocate de trăsnet. Pe lângă faptul că se asigură o bună protecție împotriva trăsnetului în sistemul principal de distribuție a energiei electrice și în sistemul secundar de distribuție, este necesară și instalarea unui descărcător special la capătul frontal al echipamentului, împreună cu întrerupătoare de circuit mici, protejate la trăsnet, pentru a obține „protecție ierarhică și precisă”, astfel încât să se evite pătrunderea supratensiunilor provocate de trăsnet în liniile echipamentelor și arderea acestora.

Punct cheie 3: Inspecție și întreținere zilnică pentru depanarea în avans a pericolelor ascunse ale protecției împotriva trăsnetului

Furtunile au loc frecvent în sezonul ploios. Protecția împotriva trăsnetului în sistemul de distribuție a energiei electrice nu trebuie doar să „selecteze echipamentul potrivit și să facă o treabă bună în conectare”, ci necesită și „inspecție și depanare zilnică în avans” - conform statisticilor, peste 60% din defecțiunile de distribuție a energiei electrice în sezonul ploios nu sunt cauzate de selectarea necorespunzătoare a echipamentului, ci de întreținerea zilnică inadecvată, ceea ce duce la defectarea dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetului și la scăderea performanței întrerupătorului de circuit. În special în mediul cu temperaturi ridicate și umiditate ridicată din sezonul ploios din Asia de Sud-Est, este foarte ușor să se provoace oxidarea contactelor întrerupătorului de circuit, îmbătrânirea straturilor de izolație, atenuarea performanței SPD-ului și slăbirea sistemului de împământare.Există 3 puncte cheie pentru inspecția și întreținerea zilnică, care sunt detaliate cu cazuri specifice:

1.Inspecția întrerupătorului de circuit (o dată pe săptămână, inspecție suplimentară după furtuni) 

Inspecție cheie: Dacă stratul de izolație este deteriorat, dacă contactele sunt oxidate și dacă mecanismul de declanșare este sensibil, pentru a evita contactul deficitar cauzat de oxidarea contactelor și declanșarea greșită.

✅ Referință de caz: O fabrică de textile din Penang, Malaezia, s-a confruntat odată cu o situație în care întrerupătorul de circuit nu a putut fi resetat după o declanșare greșită în timpul sezonului ploios. Ancheta a constatat că contactele întrerupătorului de circuit erau puternic oxidate din cauza temperaturii ridicate și a umidității ridicate. Fiecare defecțiune a cauzat o suspendare a producției de 1 oră, cu o pierdere de aproximativ 1.200 MYR. Ulterior, a fost stabilit un sistem de inspecție pentru curățarea prafului de contact, verificarea stratului de izolație în fiecare săptămână și înlocuirea la timp a pieselor îmbătrânite, eliminând astfel complet astfel de defecțiuni.

2.Inspecția SPD (o dată la jumătate de lună)

Inspecția cheilor: Verificați starea indicatorului luminos (verde = normal, roșu = defect), testați periodic performanța și înlocuiți-l imediat dacă se defectează, pentru a evita pierderea capacității de interceptare a supratensiunii din cauza defectării SPD.

3.Inspecția sistemului de împământare (o dată pe lună, o dată la 10 zile în sezonul ploios) 

Inspecție cheie: Indiferent dacă electrodul de împământare este slăbit sau corodat, măsurați periodic rezistența de împământare pentru a vă asigura că respectă specificațiile (instalații industriale ≤4Ω, clădiri de birouri și locuințe ≤10Ω). În sezonul ploios, umiditatea solului este ridicată, așa că este necesar să se ajusteze și să se optimizeze la timp pentru a evita creșterea rezistenței de împământare.

În al doilea rând, verificați starea descărcătoarelor (SPD), observați dacă indicatorul luminos este normal (verde pentru normal, roșu pentru defect), testați periodic performanța descărcătoarelor, testați-le o dată la jumătate de lună în sezonul ploios și înlocuiți-le imediat dacă se defectează. Un supermarket a suferit o supratensiune de trăsnet care a pătruns în linie din cauza defectării descărcătoarelor în sezonul ploios, deteriorând întrerupătorul principal de circuit, ducând la o pană de curent de 4 ore, cu o pierdere de aproape 30.000 RMB. După incident, s-a constatat că descărcătoarele (SPD) erau de mult timp nevalide, dar nu au fost găsite și înlocuite la timp, ceea ce a reprezentat un pericol pentru siguranță.

În al treilea rând, verificați sistemul de împământare, observați dacă electrodul de împământare este slăbit sau corodat, măsurați periodic rezistența de împământare pentru a vă asigura că respectă specificațiile (instalații industriale ≤4Ω, clădiri de birouri și locuințe ≤10Ω). În sezonul ploios, umiditatea solului este ridicată, ceea ce poate provoca ușor creșterea rezistenței de împământare, așa că este necesară ajustarea și optimizarea la timp. O cameră de distribuție exterioară dintr-un parc industrial a avut electrozi de împământare slăbiți în sezonul ploios, iar rezistența de împământare a crescut la 12Ω. După furtună, curentul de trăsnet nu a putut fi deviat rapid, deteriorând întrerupătorul și SPD-ul din camera de distribuție, cu un cost de întreținere de peste 15.000 RMB. Ulterior, sistemul de împământare a fost inspectat periodic, electrodul de împământare a fost strâns la timp, iar materialele de împământare au fost suplimentare pentru a se asigura că rezistența de împământare se încadrează stabil în intervalul specificațiilor.