Įvadas

Šiandieniniame technologijų pasaulyje elektros ir elektroninė įranga yra labiau nei bet kada pažeidžiama dėl žaibo smūgių, tinklo svyravimų ar vidinių perjungimo operacijų sukeltų įtampos šuolių. Viršįtampių apsaugos įtaisai, dar vadinami viršįtampių apsaugos įtaisais (SPD), atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį apsaugant jautrią įrangą nuo įtampos šuolių. Šiame straipsnyje nagrinėjamas praktinis viršįtampių apsaugų pritaikymas skirtingose ​​pramonės šakose ir jų veiksmingumas parodomas per atvejų analizę.

1. Gyvenamosios paskirties objektai

(I) Buitinių prietaisų apsauga

Šiandien šiuolaikinės šeimos negali gyventi be įvairių elektroninių prietaisų, tokių kaip televizoriai, kompiuteriai, šaldytuvai ir išmaniųjų namų sistemos. Staigiai nutrūkus elektros energijos tiekimui, šie prietaisai gali sugesti, o tai ne tik paveikia kasdienį gyvenimą, bet ir gali pareikalauti brangių remonto ar keitimo išlaidų.

Pavyzdžiui, Floridos, JAV, priemiesčio namą. Kartą netoliese trenkė žaibas, sukeldamas didelį elektros įtampos šuolį, ir daugelis netoliese esančių namų ūkių elektros prietaisų, tokių kaip televizoriai, maršrutizatoriai ir ŠVOK sistemos, buvo apgadinti. Tačiau viena šeima iš anksto įrengė viso namo viršįtampių apsaugą pagrindiniame skirstomajame skyde ir nenukentėjo, o kiti kaimynai patyrė didelių nuostolių.

(II) Saulės energijos gamybos sistema

Plačiai naudojant saulės baterijas, vis labiau išryškėja apsauga nuo viršįtampių. Saulės energijos gamybos sistemoje esantys keitikliai ir akumuliatorių energijos kaupimo sistemos yra labai trapios ir jautrios viršįtampiams.

Vokietijoje namo savininkas prie saulės keitiklio įvado įrengė antrinį viršįtampių saugiklį. Vėliau sugedo netoliese esantis transformatorius, sukeldamas tinklo svyravimus. Dėl viršįtampių saugiklio per didelė įtampa buvo nukreipta ir keitiklis nebuvo pažeistas, nes kitaip jo pakeitimas būtų kainavę daugiau nei 2000 eurų.

2. Komercinės ir pramoninės paskirties patalpos

(I) Duomenų centrai

Duomenų centrams keliami itin specialūs energijos tiekimo reikalavimai, todėl norint palaikyti normalų serverių veikimą, būtina užtikrinti nepertraukiamą elektros energijos tiekimą. Net ir nedidelis įtampos šuolis gali sukelti duomenų praradimą arba serverio gedimą, o tai savo ruožtu lemia didelius ekonominius nuostolius.

Geras pavyzdys – „Google“ duomenų centras Singapūre. Duomenų centre naudojama daugiapakopė viršįtampių apsaugos sistema: prie įėjimo įrengtas 1 lygio viršįtampių apsaugos įrenginys (žaibolaidžiai), o šalia serverio – 3 lygio viršįtampių apsaugos įrenginys (galutinis vartotojas). Kartą duomenų centrą tiesiogiai trenkė žaibas, tačiau viršįtampių apsaugos įrenginys sėkmingai išsklaidė viršįtampius ir išvengė prastovų, dėl kurių galėjo būti prarasta milijonai dolerių pajamų.

(II) Gamyklos

Gamybos įmonėse tokia įranga kaip pramoninės mašinos, programuojami loginiai valdikliai (PLC) ir CNC staklės yra labai jautrios įtampos svyravimams. Kai įtampa tampa nenormali, ši įranga gali neveikti tinkamai.

„Toyota“ automobilių gamykla Japonijoje tai puikiai žino. Jie savo robotinius suvirinimo aparatus aprūpino apsaugos nuo viršįtampių įtaisais. Kartą netoli gamyklos trenkė žaibas, tačiau viršįtampių apsauga sėkmingai apsaugojo 15 robotų rankų nuo pažeidimų. Apskaičiuota, kad tai padėjo sutaupyti apie 500 000 USD galimų remonto išlaidų.

(III) Sveikatos priežiūros įstaigos

Sveikatos priežiūros įstaigos, tokios kaip ligoninės, naudoja įvairią svarbią įrangą, pavyzdžiui, magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) aparatus, dirbtinės plaučių ventiliacijos aparatus ir stebėjimo sistemas. Sugedę šie prietaisai ne tik patirs ekonominių nuostolių, bet ir paveiks pacientų gydymą bei priežiūrą.

Sidnėjaus (Australija) ligoninėje visoje intensyviosios terapijos skyriaus (ITS) įrangoje įrengiami medicininės klasės viršįtampių apsaugos įrenginiai. Kilus elektros audrai toje srityje, viršįtampių apsaugos įrenginys sėkmingai apsaugojo nuo žalos kritinei įrangai ir užtikrino, kad pacientai galėtų gauti nepertraukiamą priežiūrą.

3Telekomunikacijos ir infrastruktūra

(I) Mobiliosios bazinės stotys

Dėl aukštų konstrukcijų telekomunikacijų bokštai lengvai tampa žaibo taikiniais. Žaibui trenkus, tinklo paslaugos gali būti sutrikdytos, o tai sukelia didelių nepatogumų vartotojams.

Seulo (Pietų Korėja) telekomunikacijų operatorius ėmėsi veiksmingų priemonių. Savo 5G bokštuose jis sumontavo savotišką viršįtampių apsaugą. Liūtų sezono metu į šiuos bokštus daug kartų trenkė žaibas, tačiau dėl viršįtampių apsaugų prastovų nebuvo, o objektams be viršįtampių apsaugų reikėjo dažnai remontuoti.

(II) Eismo valdymo sistema

Normalus intelektualiosios transporto sistemos (ITS) veikimas yra neatsiejamas nuo stabilaus elektros energijos tiekimo, kuriam reikalingas nepertraukiamas įrangos, tokios kaip valdymo signalai ir stebėjimo kameros, veikimas.

Dubajaus išmaniojo miesto projekte eismo valdymo sistemoje įrengta signalo valdiklio viršįtampių apsauga. Kartą netoliese esančioje pastotėje įvyko elektros energijos viršįtampio gedimas. Tačiau viršįtampių apsauga sėkmingai išsprendė problemą ir padėjo išvengti eismo chaoso, kurį galėjo sukelti signalo gedimas.

4Atsinaujinančios energijos sritis

(I) Vėjo turbinos

Vėjo jėgainių parkai dažniausiai yra atvirose vietose ir yra pažeidžiami žaibo smūgių pavojaus. Sugedus turbinos valdymo sistemai, tai ne tik sukels įrangos išjungimą, bet ir gali atnešti didelių ekonominių nuostolių.

Jungtinės Karalystės Šiaurės jūroje esantis jūrinis vėjo jėgainių parkas teikia didelę reikšmę apsaugai nuo viršįtampių. Jie įrengė viršįtampių apsaugas turbinos valdymo sistemai. Kartą vėjo jėgainių parką tiesiogiai trenkė žaibas, tačiau viršįtampių apsauga sėkmingai apsaugojo SCADA sistemą nuo pažeidimų ir padėjo išvengti nuostolių dėl prastovų, kurie galėjo siekti net 1 milijoną svarų sterlingų.

(II) Elektromobilių (EV) įkrovimo stotelės

Normaliam elektromobilių įkrovimo stotelių veikimui taip pat reikalinga stipri apsauga nuo viršįtampių, siekiant užtikrinti saugumą ir patikimumą.

Pavyzdžiui, „Tesla Supercharger“ stotelių tinklas Kalifornijoje. „Tesla“ savo „Supercharger“ stotyse įdiegė apsaugos nuo viršįtampių priemones. Tinklo nestabilumo atveju viršįtampių apsauga sėkmingai neleido pažeisti įkrovimo įrenginio, užtikrindama nepertraukiamą elektros tiekimą elektromobilių naudotojams.

5Žemės ūkio taikymas

(I) Drėkinimo sistemos

Dauguma šiuolaikinių žemės ūkio drėkinimo sistemų veikia automatiškai, naudodami elektroninius valdiklius. Kai šiuos valdiklius paveikia įtampos šuolis, jie gali sukelti drėkinimo sistemos gedimą, o tai savo ruožtu paveikia augalų augimą.

Nyderlanduose esantis žemės ūkio objektas buvo iš anksto pasiruošęs. Jie įrengė viršįtampių apsaugas savo automatinėms drėkinimo sistemoms. Kai netoliese esantis transformatorius sugedo ir sukėlė įtampos šuolį, viršįtampių apsauga sėkmingai apsaugojo valdymo bloką ir padėjo išvengti pasėlių drėkinimo sutrikimų.

Išvada

Viršįtampių apsaugos priemonės atlieka nepakeičiamą vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime ir įvairiose didelės rizikos aplinkose. Nesvarbu, ar tai būtų buitiniai prietaisai, pramoninės mašinos, telekomunikacijų ir atsinaujinančios energijos sistemos, viršįtampių apsaugos priemonės veiksmingai apsaugo nuo katastrofiškos žalos ir ekonominių nuostolių. Šiame straipsnyje, pateikiant keletą atvejų tyrimų, visapusiškai parodomas pagrindinis viršįtampių apsaugos priemonių vaidmuo užtikrinant veiklos tęstinumą įvairiose pramonės šakose.

Šiandien mūsų pasaulis tampa vis labiau elektrifikuotas, o investicijos į aukštos kokybės viršįtampių apsaugos įrenginius nebėra tik atsargumo priemonė, o būtinas pasirinkimas.