Защита от мълнии и защита на електроразпределението по време на дъждовния сезон

„Беше три часа сутринта и цехът внезапно потъна в пълен мрак, всички машини спряха да работят, а от разпределителната кутия се носеше лека миризма на изгоряло——“ Това е личен опит на г-н Ахмад, ръководител по експлоатацията и поддръжката на фабрика за електронни компоненти в Пенанг, Малайзия. Миналата седмица района удари силна гръмотевична буря. Поради непълната мълниезащита на електроразпределителната система на фабриката, индуцираното от мълния напрежение проникна в линиите и директно повреди главния прекъсвач на цеха, което доведе до спиране на производството за повече от 8 часа за цялата фабрика. Това не само причини загуба на поръчки от близо 55 000 малайзийски рингита, но и допълнителни 13 000 малайзийски рингита разходи за подмяна на прекъсвача и проверка на линиите. С настъпването на дъждовния сезон гръмотевичните бури се случват често. Като „невидим убиец“ на електроразпределителните системи, мълниите често причиняват повреди като повреда на прекъсвачи, къси съединения по линиите и изгаряне на оборудване и дори могат да доведат до инциденти с безопасността, като пожари и токови удари. За различни сценарии, като промишлени предприятия, офис сгради, паркове и нови електроцентрали, добрата работа по отношение на мълниезащитата и защитата от разпределение на енергия по време на дъждовния сезон, особено мълниезащитата на основно оборудване, като например прекъсвачи, вече не е „незадължително действие“, а „задължителен въпрос“, за да се осигури нормалната работа на производството и живота и да се избегнат загуби на имущество.

Основният проблем на мълниезащитата през дъждовния сезон е: мълниите имат различни форми на повреди (директен удар от мълния, индуциран удар от мълния, проникване на мълниеносна вълна) и са внезапни и силно разрушителни. В електроразпределителната система, прекъсвачите, като „предпазители“ на линиите и оборудването, са не само ключово звено в мълниезащитата, но и едно от най-уязвимите съоръжения към удари от мълнии. Много предприятия често имат когнитивни недоразумения, което води до повреда на мълниезащитата и в крайна сметка причинява повреди на оборудването и икономически загуби. Всъщност, мълниезащитата за електроразпределение през дъждовния сезон е систематичен проект, фокусиран върху трите основни принципа на „...прихващане, отклоняване и защита". Трите най-важни ключови момента са следните, които са подробно описани с конкретни случаи, за да ви помогнат бързо да разберете основните методи:

Ключов момент 1: Изберете правилния мълниезащитен прекъсвач, за да изградите „първата линия на защита“ за защита на електроразпределението

Като основно защитно оборудване на електроразпределителната система, мълниезащитните характеристики на прекъсвачите директно определят способността на електроразпределителната система да устои на удари от мълнии. Моменталното високо напрежение и големият ток, причинени от мълнии през дъждовния сезон, могат лесно да разрушат изолационния слой на обикновените прекъсвачи, което води до неправилно изключване, повреда на прекъсвачите и дори късо съединение по линията. Следователно, основен приоритет на защитата на електроразпределителната система през дъждовния сезон е да се изберат специални прекъсвачи с мълниезащитни функции според изискванията на мястото, а не обикновени прекъсвачи. Моля, обърнете внимание на следните 2 точки:

1.Прецизен подбор за адаптиране към сценарии:Мълниезащитните прекъсвачи не са универсални и трябва да се избират въз основа на 2 размера на жилата:

① Ниво на напрежение: Съобразете номиналното напрежение на електроразпределителната система, за да избегнете претоварване или недостатъчна защита;

② Интензитет на мълниеносната активност: За райони с чести мълнии (като крайбрежни райони и планински райони в Югоизточна Азия), давайте приоритет на продукти с устойчивост на пренапрежение ≥20kA. При външни условия е необходимо допълнително да се спазва ниво на защита IP54 или по-високо, за да се устоят на високи температури, висока влажност и ерозия от дъжд.

2.Координирана работа, незаменима:Мълниезащитните прекъсвачи трябва да работят в координация с устройствата за защита от пренапрежение (SPD), за да се увеличи максимално ефектът на мълниезащитата — SPD е отговорен за прехващането на моментално пренапрежение в линията (което може да прехване повече от 80% от индуцираните мълниеносни пренапрежения), а прекъсвачът е отговорен за бързото прекъсване на линията в рамките на 0,1 секунди, когато токът на пренапрежение е твърде голям, за да се избегнат вторични къси съединения, причинени от повреда на SPD.

Комбинирайте с реалните случаи на фабрики в Югоизточна Азия, за да разберете по-добре важността на селекцията:

-Случай с индустриален парк в Пенанг, Малайзия: Индустриалният парк многократно се е сблъсквал с повреди в електроразпределението по време на дъждовния сезон. След гръмотевични бури, повече от 60% от фабриките са имали изключване на прекъсвачи и отказ на оборудването да се стартира. Персоналът по експлоатацията и поддръжката е установил, че всички повредени са обикновени нисковолтови прекъсвачи, чийто изолационен слой е бил разрушен от индуцирано от мълния напрежение. Всяка поддръжка и подмяна е отнемала 1-2 дни, а средната дневна загуба от прекъсване на производството на фабрика е била около 8000 малайзийски рингита. Преди настъпването на дъждовния сезон през 2025 г., индустриалният парк е извършил 3 подобрения: ① Избрани са предпазители с лят корпус (MCCB), устойчиви на мълнии, според сценариите на фабриката; ② Инсталирани са подходящи SPD в разпределителната кутия за постигане на защита на връзките; ③ Инсталирани са дъждоустойчиви екрани за прекъсвачите на външните линии. След подобрението, индустриалният парк е преживял 8 силни гръмотевични бури и не е имало повече повреди на прекъсвачи или изгаряне на оборудване. Възникна само 1 мигновен пренапрежение, което е било нулирано в рамките на 10 минути, без да се стигне до загуба на производство.

-Допълнително Напомняне за избор(Прецизно адаптиране към различни сценарии и избягване на капани при избора):

✅ Сценарии на открито(фотоволтаични електроцентрали, външни разпределителни помещения, външни фабрични линии): Дайте приоритет на мълниезащитни прекъсвачи с ниво на защита IP54 или по-високо и устойчивост на пренапрежение ≥20kA, които могат да устоят на дъжд и проникване на прах и да се адаптират към среда с висока температура и висока влажност през дъждовния сезон в Югоизточна Азия.

✅ Сценарии на закрито(офис сгради, малки фабрики): Могат да се изберат обикновени мълниезащитни прекъсвачи, но е необходимо да се гарантира, че те съответстват на SPD (номиналното напрежение на SPD трябва да е съвместимо с номиналното напрежение на прекъсвача), за да се избегне повреда на защитата, причинена от неправилен избор.

Ключов момент 2: Осигуряване на свързване на устройствата за мълниезащита, за да се избегне скритата опасност от „едноточкова защита“

Често срещано погрешно схващане за мълниезащитата в много предприятия е „едноточкова защита“ – само инсталиране на мълниеприемници или само подмяна на мълниезащитни прекъсвачи, но игнориране на систематичното свързване на мълниезащитните устройства, което в крайна сметка води до повреда на защитата. Всъщност мълниезащитата през дъждовния сезон трябва да формира цялостна система от „външно прихващане, вътрешно отклоняване и терминална защита“, която може да бъде конкретно разделена на 3 основни стъпки, като същевременно се избягват 2 ключови скрити опасности:

1. Изградете цялостна система за мълниезащита:Изяснете връзката на 4 основни звена, нито едно от които не може да липсва. Външно прихващане: Прихващане на директни удари на мълния през мълниеприемници/гръмоотводи и въвеждане на мълния в земята;

2. Вътрешно отклонение: Прехващане на предизвикани от мълнии удари и проникване на мълниеносни вълни през SPD по линията;

3. Защита на клемите: Предпазителят е свързан със SPD, за да прекъсне бързо прекомерния пренапрежен ток и да защити оборудването и линиите;

4. Отклоняване на заземяването: Бързо отклонете тока на мълнията към земята чрез квалифицирана заземителна система, за да избегнете задържане на ток.

5.Избягвайте 2 скрити опасности, свързани с висока честота(Най-лесно се игнорира, но е най-вероятно да причини повреди). Прекомерно съпротивление на заземяване: Спецификациите изискват съпротивлението на заземяване на промишлените предприятия да бъде ≤4Ω, а на офис сградите и жилищните сгради ≤10Ω; ако съпротивлението на заземяване е твърде голямо (например повече от 10Ω), токът на мълнията не може да бъде отклонен бързо, което ще нахлуе обратно в електроразпределителната система и ще повреди прекъсвачите и оборудването.

6. Неизправност на свързването на устройството: Ако прекъсвачът не е свързан със SPD, след като SPD прехване пренапрежението, той не може да прекъсне линията навреме, което ще доведе до прегаряне на SPD и след това до късо съединение в линията и увеличаване на загубите.

Комбинирайте с реални сценарии в Югоизточна Азия, за да видите как да решите скритите опасности от мълниезащитата чрез подобряване на системата за свързване:

-Случай с фабрика за преработка на авточасти в Джакарта, ИндонезияФабриката разполага с много прецизно оборудване, като двигатели и инвертори, които са силно чувствителни към мълниеносни пренапрежения. Преди това, поради пренебрегване на мълниезащитата в предния край на оборудването, 3 инвертора бяха изгорени от мълния по време на дъждовния сезон, с директни загуби от над 100 000 малайзийски рингита. По-късно беше извършена целенасочена оптимизация: инсталиране на специален SPD в предния край на оборудването, съчетан с малки мълниезащитни прекъсвачи, за да се постигне „йерархична защита и прецизна защита“. След трансформацията вече нямаше изгаряне на прецизно оборудване.

Освен това, за промишлените предприятия оборудване като двигатели, инвертори и прецизни инструменти е по-чувствително към мълниеносни пренапрежения. В допълнение към добрата защита от мълнии на основното електроразпределение и подразпределението на захранването, е необходимо да се инсталира и специален SPD в предния край на оборудването, съчетан с малки мълниезащитни прекъсвачи, за да се постигне „йерархична защита и прецизна защита“, за да се избегне проникването на мълниеносни пренапрежения през линиите на оборудването и изгарянето на прецизно оборудване.

Ключова точка 3: Ежедневна проверка и поддръжка за предварително отстраняване на скрити опасности от мълниезащитата

Гръмотевични бури се случват често през дъждовния сезон. Мълниезащитата на електроразпределителната система не само трябва да „избере правилното оборудване и да свърши добра работа по свързването“, но също така се нуждае от „ежедневна проверка и предварително отстраняване на неизправности“ - според статистиката, повече от 60% от повреди в електроразпределението през дъждовния сезон не са причинени от неправилен избор на оборудване, а от неадекватна ежедневна поддръжка, което води до повреда на устройствата за мълниезащита и намаляване на производителността на прекъсвачите. Особено в среда с високи температури и висока влажност през дъждовния сезон в Югоизточна Азия е много лесно да се причини окисляване на контактите на прекъсвачите, стареене на изолационните слоеве, отслабване на производителността на SPD и разхлабване на заземителната система.Има 3 ключови точки за ежедневна проверка и поддръжка, които са подробно описани с конкретни случаи:

1.Проверка на прекъсвачите (веднъж седмично, допълнителна проверка след гръмотевични бури) 

Ключова проверка: Дали изолационният слой е повреден, дали контактите са окислени и дали механизмът за изключване е чувствителен, за да се избегне лош контакт, причинен от окисляване на контактите и неправилно изключване.

✅ Справка за случая: Текстилна фабрика в Пенанг, Малайзия, веднъж е имала ситуация, при която прекъсвачът не е могъл да бъде рестартиран след погрешно изключване през дъждовния сезон. Разследването е установило, че контактите на прекъсвача са били силно окислени поради висока температура и висока влажност. Всяка повреда е причинявала прекъсване на производството за 1 час, със загуба от около 1200 малайзийски рингита. По-късно е създадена система за инспекция за почистване на контактния прах, проверка на изолационния слой всяка седмица и навременна подмяна на стареещи части, като по този начин са напълно елиминирани подобни повреди.

2.Инспекция на SPD (веднъж на половин месец)

Ключова проверка: Проверявайте състоянието на индикаторната светлина (зелено = нормално, червено = повреда), редовно тествайте работата ѝ и я сменяйте незабавно, ако се повреди, за да избегнете загуба на капацитет за защита от пренапрежение поради повреда на SPD.

3.Проверка на заземителната система (веднъж месечно, веднъж на всеки 10 дни през дъждовния сезон) 

Ключова проверка: Независимо дали заземителният електрод е разхлабен или корозирал, редовно измервайте съпротивлението на заземяването, за да се уверите, че отговаря на спецификациите (промишлени предприятия ≤4Ω, офис сгради и жилища ≤10Ω). В дъждовния сезон влажността на почвата е висока, така че е необходимо да се регулира и оптимизира навреме, за да се избегне увеличаване на съпротивлението на заземяването.

Второ, проверете състоянието на SPD, наблюдавайте дали индикаторната светлина е нормална (зелена за нормално състояние, червена за повреда), редовно тествайте работата на SPD, тествайте го веднъж на всеки половин месец през дъждовния сезон и го сменяйте незабавно, ако се повреди. В един супермаркет е имало мълниеносно пренапрежение, нахлуло в мрежата поради повреда на SPD през дъждовния сезон, което е повредило главния прекъсвач, което е довело до пълно прекъсване на електрозахранването за 4 часа, със загуба от близо 30 000 RMB. След инцидента е установено, че SPD отдавна е невалидно, но не е намерено и подменено навреме, което се е превърнало в опасност за безопасността.

Трето, проверете заземителната система, наблюдавайте дали заземителният електрод е разхлабен или корозирао, редовно измервайте съпротивлението на заземяването, за да се уверите, че отговаря на спецификациите (промишлени предприятия ≤4Ω, офис сгради и жилища ≤10Ω). В дъждовния сезон влажността на почвата е висока, което лесно може да доведе до увеличаване на съпротивлението на заземяването, така че е необходимо да се регулира и оптимизира навреме. Външно разпределително помещение в индустриален парк имаше разхлабени заземителни електроди през дъждовния сезон и съпротивлението на заземяването се повиши до 12Ω. След гръмотевичната буря токът на мълнията не можа да бъде бързо отведен, което повреди прекъсвача и SPD в разпределителното помещение, с разходи за поддръжка от над 15 000 RMB. По-късно заземителната система беше редовно проверявана, заземителният електрод беше затегнат навреме и заземителните материали бяха допълнени, за да се гарантира, че съпротивлението на заземяването е стабилно в рамките на спецификационния диапазон.