Введение

В современном мире, где технологии играют ключевую роль, электротехническое и электронное оборудование как никогда уязвимо к повреждениям от скачков напряжения, вызванных ударами молнии, колебаниями в электросети или внутренними переключениями. Устройства защиты от перенапряжения, также известные как устройства защиты от перенапряжения (УЗП), играют жизненно важную роль в защите чувствительного оборудования от скачков напряжения. В этой статье рассматриваются практические применения устройств защиты от перенапряжения в различных отраслях промышленности и демонстрируется их эффективность на примерах из практики.

1. Применение в жилых помещениях

(I) Защита бытовой техники

Сегодня современные семьи не могут обойтись без различных электронных устройств, таких как телевизоры, компьютеры, холодильники и системы «умного дома». Внезапный скачок напряжения может привести к повреждению этих устройств, что не только повлияет на повседневную жизнь, но и может повлечь за собой дорогостоящий ремонт или замену.

В качестве примера рассмотрим пригородный дом во Флориде, США. Однажды неподалеку ударила молния, вызвав мощный скачок напряжения, в результате чего многие электроприборы в соседних домах, такие как телевизоры, роутеры и системы отопления и кондиционирования, были повреждены. Однако одна семья заранее установила на главном распределительном щите устройство защиты от скачков напряжения для всего дома и осталась невредимой, в то время как другие соседи понесли значительные убытки.

(II) Система выработки солнечной энергии

С повсеместным использованием солнечных панелей все большее значение приобретает защита от скачков напряжения. Инвертор и система хранения энергии в солнечных электростанциях очень уязвимы и подвержены скачкам напряжения.

В Германии домовладелец установил дополнительный ограничитель перенапряжения на входе солнечного инвертора. Позже вышел из строя расположенный рядом трансформатор, что вызвало колебания напряжения в сети. Благодаря ограничителю перенапряжения избыточное напряжение было отведено, и инвертор не был поврежден, замена которого в противном случае обошлась бы более чем в 2000 евро.

2. Коммерческое и промышленное применение

(I) Центры обработки данных

Центры обработки данных предъявляют крайне специфические требования к электропитанию и должны обеспечивать бесперебойное электроснабжение для поддержания нормальной работы серверов. Даже незначительный скачок напряжения может привести к потере данных или повреждению серверов, что, в свою очередь, влечет за собой огромные экономические потери.

Хороший пример — дата-центр Google в Сингапуре. В дата-центре используется многоуровневая система защиты от перенапряжений: устройство защиты от перенапряжений 1-го уровня (молниеотвод) установлено на входе, а устройство защиты от перенапряжений 3-го уровня (для конечных пользователей) — рядом с серверами. Однажды в дата-центр ударила молния, но устройство защиты от перенапряжений успешно рассеяло скачок напряжения, предотвратив простой, который мог бы привести к многомиллионным убыткам.

(II) Производственные предприятия

На производственных предприятиях такое оборудование, как промышленное оборудование, программируемые логические контроллеры (ПЛК) и станки с ЧПУ, очень чувствительно к колебаниям напряжения. При возникновении аномального напряжения это оборудование может работать неправильно.

На одном из заводов Toyota в Японии об этом хорошо известно. Они оснастили свои роботизированные сварочные аппараты устройствами защиты от перенапряжения. Однажды рядом с заводом ударила молния, но устройство защиты от перенапряжения успешно предотвратило повреждение 15 роботизированных манипуляторов. По оценкам, это позволило сэкономить около 500 000 долларов на потенциальных затратах на ремонт.

(III) Медицинские учреждения

Медицинские учреждения, такие как больницы, зависят от множества критически важного оборудования, например, аппаратов магнитно-резонансной томографии (МРТ), аппаратов искусственной вентиляции легких и систем мониторинга. Выход из строя этих устройств не только приведет к экономическим потерям, но и повлияет на лечение и уход за пациентами.

В одной из больниц Сиднея, Австралия, на всё оборудование в отделении интенсивной терапии (ОИТ) установлены медицинские устройства защиты от перенапряжения. После грозы в этом районе устройство защиты от перенапряжения успешно предотвратило повреждение критически важного оборудования и обеспечило бесперебойное оказание медицинской помощи пациентам.

3Телекоммуникации и инфраструктура

(I) Мобильные базовые станции

Из-за своей высоты телекоммуникационные вышки легко становятся мишенью для ударов молнии. После попадания молнии работа сети может быть нарушена, что создаст значительные неудобства для пользователей.

В Сеуле, Южная Корея, телекоммуникационный оператор принял эффективные меры. Они установили устройства защиты от перенапряжения на свои вышки 5G. Во время сезона дождей эти вышки неоднократно подвергались ударам молнии, но благодаря защите от перенапряжения простоев не было, в то время как на объектах без защиты от перенапряжения требовался частый ремонт.

(II) Система управления дорожным движением

Нормальная работа интеллектуальной транспортной системы (ИТС) неразрывно связана со стабильным электроснабжением, что требует бесперебойной работы такого оборудования, как системы управления и камеры видеонаблюдения.

В проекте «умного города» Дубая система управления дорожным движением оснащена устройством защиты от перенапряжения для контроллера светофора. Однажды произошла авария на расположенной поблизости подстанции, вызвавшая скачок напряжения. Однако устройство защиты от перенапряжения успешно решило проблему и предотвратило транспортный хаос, который мог бы возникнуть из-за отказа светофора.

4Сфера возобновляемой энергетики

(I) Ветряные турбины

Ветроэлектростанции в основном расположены на открытых пространствах и подвержены угрозе ударов молнии. Повреждение системы управления турбиной не только приведет к остановке оборудования, но и может повлечь за собой огромные экономические потери.

На морской ветроэлектростанции в Северном море Великобритании большое значение придается защите от перенапряжений. Для системы управления турбинами были установлены устройства защиты от перенапряжений. В одном из случаев в ветроэлектростанцию ​​ударила молния, но устройство защиты от перенапряжений успешно предотвратило повреждение системы SCADA и позволило избежать простоев, которые могли бы составить до 1 миллиона фунтов стерлингов.

(II) Зарядные станции для электромобилей

Для обеспечения нормальной работы зарядных станций для электромобилей также необходима надежная защита от скачков напряжения, гарантирующая безопасность и надежность.

В качестве примера можно привести сеть суперзарядных станций Tesla в Калифорнии. Tesla внедрила меры защиты от скачков напряжения на своих станциях Supercharger. В случае нестабильности сети устройство защиты от скачков напряжения успешно предотвратило повреждение зарядного устройства, обеспечив бесперебойную работу для пользователей электромобилей.

5Применение в сельском хозяйстве

(I) Системы орошения

Большинство современных сельскохозяйственных ирригационных систем используют электронные контроллеры для автоматизированной работы. При скачке напряжения в этих контроллерах может произойти сбой в работе ирригационной системы, что, в свою очередь, повлияет на рост сельскохозяйственных культур.

В Нидерландах сельскохозяйственный объект был подготовлен заранее. Там установили устройства защиты от перенапряжения для автоматизированных систем орошения. Когда вышел из строя расположенный поблизости трансформатор и вызвал скачок напряжения, устройство защиты от перенапряжения успешно защитило блок управления и предотвратило сбой в системе орошения.

Заключение

Устройства защиты от перенапряжения играют незаменимую роль в нашей повседневной жизни и в различных условиях повышенного риска. Будь то бытовая техника, промышленное оборудование или телекоммуникационные системы и системы возобновляемой энергии, устройства защиты от перенапряжения эффективно предотвращают катастрофические повреждения и экономические потери. В данной статье на примере ряда тематических исследований в полной мере демонстрируется ключевая роль устройств защиты от перенапряжения в обеспечении непрерывности работы в различных отраслях.

Сегодня наш мир становится все более электрифицированным, и инвестиции в высококачественные сетевые фильтры — это уже не просто мера предосторожности, а необходимая мера.