Belangrijke aandachtspunten bij de selectie van een overspanningsbeveiliger en een analyse van de bijbehorende problemen.

Een overspanningsbeveiliger is een zeer efficiënte circuitbeveiliger die bestand is tegen kortstondige hoge spanningen, hoogenergetische pulsen en snelle (10⁻⁹ s) omschakelingen van de oorspronkelijke hoge naar lage impedantie, evenals kortstondige hoogspanningspulsen naar een vooraf bepaalde spanning. Hierdoor worden apparatuur en gevoelige componenten effectief beschermd tegen schade en blijft het circuit ongestoord functioneren.

(1) Overspanningsbeveiligingsapparaten worden in drie niveaus ingedeeld.
De eerste beveiligingslaag kan de directe bliksemstroom of de enorme energie die vrijkomt wanneer de hoogspanningsleiding direct door de bliksem wordt getroffen, afvoeren. De eerste beveiligingslaag moet een bliksemafleider zijn met een driefasige schakelende voeding, waarbij de bliksemstroom niet minder dan 60 kA mag bedragen. Deze wordt over het algemeen gebruikt voor algemene distributie.
Het doel van de tweede fase is om de restspanningspiek na de bliksemafleider van de eerste fase verder te beperken tot 1500-2000 V en een potentiaalvereffening te realiseren voor lpz1-lpz2. Wanneer de uitgang van de bliksemafleider van de verdeelkast als tweede beveiligingsniveau wordt gebruikt, moet een spanningsbegrenzende bliksemafleider worden gebruikt waarvan de bliksemstroomcapaciteit niet minder dan 20 kA mag bedragen.

Het doel van de derde beveiligingslaag is om de apparatuur definitief te beschermen en de resterende overspanning te reduceren tot minder dan 1000V. Als derde beveiligingslaag dient een serieschakeling van spanningsbegrenzende bliksemafleiders te worden gebruikt, waarvan de bliksemstroomcapaciteit niet minder dan 10kA mag bedragen. Deze worden doorgaans toegepast in eindstroomdistributieapparatuur.
Voor verschillende distributiesystemen moeten de bijbehorende overspanningsbeveiligingsapparaten worden geselecteerd, die kunnen worden onderverdeeld in TN (TN-S, NC, TN-CS), it en TT.

1) Primaire bescherming
Het doel is te voorkomen dat de overspanning rechtstreeks van het lpz0-gebied naar het lpz1-gebied wordt geleid, en de overspanning van tienduizenden tot honderdduizenden volts te beperken tot 2500-3000 volt.
Wanneer de bliksemafleider die aan de laagspanningszijde van de huishoudelijke transformator is geïnstalleerd, als eerstelijnsbeveiliging wordt gebruikt, moet het een driefasige, schakelende bliksemafleider zijn met een bliksemstroom van minimaal 60 kA. Deze bliksemafleider moet een krachtige bliksemafleider zijn die tussen elke fase van de inkomende lijn bij de ingang van het elektriciteitsnet van de gebruiker en de aarde is aangesloten. Docent Di van online onderwijs in elektrotechniek vereist over het algemeen dat deze bliksemafleider een maximale impactcapaciteit heeft van meer dan 100 kA per fase en dat de vereiste grensspanning minder dan 1500 V bedraagt. Dit wordt een bliksemafleider van klasse 1 genoemd. Deze elektromagnetische bliksemafleiders zijn ontworpen om de grote stroom van bliksem en geïnduceerde bliksem te weerstaan ​​en hoogenergetische spanningspieken af ​​te voeren, waardoor een grote hoeveelheid piekstroom naar de aarde kan worden geleid. Ze bieden alleen de grensspanning (wanneer de impulsstroom door de bliksemafleider loopt, wordt de maximale spanning op de lijn de grensspanning genoemd) als beveiliging op middenniveau, omdat de klassebeveiliging voornamelijk de grote piekstroom absorbeert en deze op zichzelf de gevoelige elektrische apparatuur in het stroomvoorzieningssysteem niet volledig kan beschermen.

De bliksemafleider van het eerste vermogensniveau kan bliksemgolven van 10 / 350 µs en 100 kA tegenhouden en voldoet daarmee aan de hoogste beschermingsnorm die door de IEC is vastgesteld.
De technische referentie is: de bliksemstroom is groter dan of gelijk aan 100 kA (10 / 350 µs); de restspanning mag niet groter zijn dan 2,5 kV; de reactietijd is kleiner dan of gelijk aan 100 ns.
2) Secundaire bescherming
Het doel is om de restspanningspiek door de bliksemafleider van het eerste niveau verder te beperken tot 1500-2000V en een potentiaalvereffening te realiseren voor lpz1-lpz2.
Wanneer de bliksemafleider met stroomvoorziening vanuit de verdeelkast als tweede beveiligingslaag wordt gebruikt, moet de spanningsbegrenzende bliksemafleider worden geïnstalleerd op de aftakking die stroom levert aan belangrijke of gevoelige elektrische apparatuur, en mag de bliksemstroomcapaciteit ervan niet minder dan 20 kA bedragen. Volgens de online docent elektrotechniek van de heer Di kunnen deze bliksemafleiders de resterende piekenergie die door de overspanningsbeveiliging bij de stroomtoevoer van de gebruiker gaat, beter absorberen en hebben ze een uitstekend remmend effect op transiënte overspanningen.

De maximale impulscapaciteit van de hier gebruikte bliksemafleider moet meer dan 45 kA per fase bedragen, en de vereiste grensspanning mag niet hoger zijn dan 1200 V. Dit wordt een bliksemafleider van klasse II genoemd. Over het algemeen geldt dat als het voedingssysteem van de gebruiker bescherming van het tweede niveau biedt, dit voldoet aan de eisen voor de werking van de elektrische apparatuur.
Voor de bliksemafleider van klasse II-voedingen wordt een klasse C-beveiliging toegepast voor volledige bescherming van fase I, fase II en fase II. De belangrijkste technische parameters zijn: de bliksemstroomcapaciteit is groter dan of gelijk aan 40 kA (8/20 µs); de piekwaarde van de restspanning mag niet hoger zijn dan 1000 V; de reactietijd mag niet langer zijn dan 25 ns.

3) Bescherming op het derde niveau
Het doel is om de apparatuur uiteindelijk te beschermen door de resterende overspanning te verlagen tot minder dan 1000V, zodat de overspanningsenergie de apparatuur niet kan beschadigen.
Wanneer de bliksemafleider die aan het begin van de wisselstroomvoeding van elektronische apparatuur is geïnstalleerd, als derde beveiligingslaag wordt gebruikt, moet het een serieschakeling van spanningsbegrenzende bliksemafleiders zijn, waarvan de bliksemstroomcapaciteit niet minder dan 10 kA mag bedragen.
Ten slotte kan een ingebouwde bliksemafleider worden gebruikt in de interne voeding van elektrische apparatuur om kleine, kortstondige overspanningen volledig te elimineren. Volgens de online cursus elektrotechnisch ontwerp van de heer Di moet de maximale impactcapaciteit van de bliksemafleider die hier wordt gebruikt 20 kA per fase of lager zijn, en de vereiste grensspanning moet lager zijn dan 1000 V. Voor sommige bijzonder belangrijke of gevoelige elektronische apparatuur is een derde beveiligingsniveau noodzakelijk, dat de elektrische apparatuur ook beschermt tegen de kortstondige overspanningen die in het systeem worden gegenereerd. Voor de gelijkrichtervoedingen die worden gebruikt voor microgolfcommunicatieapparatuur, mobiele basisstations en radarapparatuur, moeten gelijkstroombliksemafleiders met een geschikte werkspanning worden gekozen als niveaubeveiliging, afhankelijk van de beveiligingsvereisten van de betreffende werkspanning.

4) Afhankelijk van het doorslagspanningsniveau van de beveiligde apparatuur
Als de bliksembeveiliging op twee niveaus de spanning kan beperken tot onder het doorslagspanningsniveau van de apparatuur, is slechts een beveiliging op twee niveaus vereist. Als het doorslagspanningsniveau van de apparatuur laag is, kunnen vier of meer beveiligingsniveaus nodig zijn. De bliksemstroomcapaciteit van het vierde beveiligingsniveau mag niet minder dan 5 kA bedragen.
(2) Waarom moeten een zekering en een stroomonderbreker vóór de overspanningsbeveiliging worden geplaatst?
Wanneer de inschakelstroom door de overspanningsbeveiliging groter is dan de IMAX-waarde, zal de overspanningsbeveiliging doorslaan en een kortsluiting veroorzaken. Om de kortsluiting te verhelpen, is het noodzakelijk om een ​​stroomonderbreker of zekering te installeren. Dhr. Di, docent elektrotechnisch ontwerp, legt uit dat elke blikseminslag de veroudering van de overspanningsbeveiliging bevordert. Als de stroom bijvoorbeeld langdurig aanhoudt, zal de overspanningsbeveiliging oververhit raken en de veroudering versnellen. In dat geval moet het thermische beveiligingssysteem van de stroomonderbreker of zekering in werking treden om de overspanningsbeveiliging uit te schakelen voordat deze de maximaal toelaatbare temperatuur bereikt.

Eisen aan de overspanningsbeveiliging voor zekering en stroomonderbreker: wanneer 20 standaard testpulsen van 8/20 microseconden en 1,2/50 microseconden worden toegepast bij de nominale stroomsterkte, zal de stroomonderbreker of zekering niet uitschakelen. Als de overspanningsbeveiliging defect raakt en kortsluiting veroorzaakt, zal de stroomonderbreker of zekering in werking treden. Als de overspanningsbeveiliging een schakelmodule is, kan deze, omdat de oorzaak van de storing een onderbreking is, zonder mini-stroomonderbreker en zekering worden beveiligd.
Zowel zekeringen als stroomonderbrekers kunnen worden gebruikt als superieure bescherming tegen overspanning. Kenmerken van een zekering: De zekering heeft twee beveiligingsfuncties: een lange vertragingstijd en een momentane stroombeveiliging met een omgekeerde tijdslimiet. Deze wordt gebruikt als overbelastings- en kortsluitingsbeveiliging, wat betekent dat de zekering na een storing moet worden vervangen. Kenmerken van een stroomonderbreker: De stroomonderbreker heeft een momentane stroombeveiliging en een thermische overbelastingsbeveiliging. Na een storing kan deze handmatig worden gereset zonder componenten te vervangen.
Let op het verschil tussen de ingangslijnen: een overspanningsbeveiliging van 440V moet worden gekozen voor een driefasig 280V-vijfdraadsysteem of een driefasig 380V-vierdraadsysteem. Een overspanningsbeveiliging van 220V moet worden gekozen voor een eenfasig 220V-tweedraadsysteem of een eenfasig 220V-driedraadsysteem. Let bovendien op: het beschermingsniveau van de gekozen overspanningsbeveiliging is niveau 2 voor een driefasig 280V-systeem aan de ingangslijn van het woongebouw; niveau 3 voor een eenfasig 220V-systeem.
Nadat de TN-CS-systeemleiding de verdeelkast van het gebouw binnenkomt, splitst de penleiding zich in een N-lijn en een PE-lijn. Het is alleen nodig om een ​​overspanningsbeveiliging te installeren tussen fase I en de penleiding.
Met de schakelaar voor de overspanningsbeveiliging kunt u de zekering en de stroomonderbreker selecteren. Over het algemeen moet u 40 tot 63 A selecteren voor IMAX > 40 kA en 20 tot 32 A voor IMAX < 40 kA.

(3) Zijn een overspanningsbeveiliging en een bliksemafleider hetzelfde?
Hoewel zowel overspanningsbeveiligers als bliksemafleiders de functie hebben om overspanning, met name bliksemoverspanning, te voorkomen, verschillen ze toch aanzienlijk in hun toepassing.
1) Overspanningsbeveiligers hebben meerdere spanningsniveaus, variërend van 0,38 kV laagspanning tot 500 kV UHV, terwijl overspanningsbeveiligingsapparaten over het algemeen alleen laagspanningsproducten hebben;

2) Bliksemafleiders worden meestal op het primaire systeem geïnstalleerd om de directe inslag van bliksem te voorkomen, terwijl overspanningsbeveiligers meestal op het secundaire systeem worden geïnstalleerd. Dit is een aanvullende maatregel nadat de bliksemafleider de directe inslag van bliksem heeft tegengehouden, of wanneer de bliksemafleider de bliksem niet volledig kan tegenhouden.

3) Een bliksemafleider wordt gebruikt om elektrische apparatuur te beschermen, terwijl een overspanningsbeveiliger vooral wordt gebruikt om elektronische instrumenten of meters te beschermen;
4) Aangezien de overspanningsbeveiliger is aangesloten op het primaire elektriciteitsnet, moet deze over voldoende externe isolatie en een groot formaat beschikken. Omdat de overspanningsbeveiliger op een laagspanningsnet is aangesloten, kan het formaat zeer klein zijn.