Guía completa de descargadores de sobretensión para protección solar e contra raios

Vin danos causados ​​por raios que pecharon fábricas e plantas solares durante a noite, así que sempre trato un Dispositivo de protección contra sobretensións e a estratexia do pararraios como innegociable.

Unha guía completa dos pararraios explica como estes dispositivos desvían os raios e as sobretensións transitorias á terra, protexendo os sistemas solares, as redes eléctricas e os equipos críticos, á vez que reducen o tempo de inactividade e os custos de reparación.

Se xestionas o risco, o custo e os prazos de entrega, comprender os pararraios axudarache a construír sistemas que sobrevivan á tensión eléctrica do mundo real.

Que é un pararraios e como funciona

Adoito comezar as revisións de sistemas aclarando o que fai realmente un pararraio.

Un descargador de sobretensións é un dispositivo de protección que limita a sobretensión desviando a enerxía de sobretensión de forma segura á terra, evitando fallos de illamento e danos nos equipos.

Vexo que moitos enxeñeiros confunden os pararraios cos protectores de sobretensións básicos. Na práctica, un pararraio está deseñado para xestionar niveis de enerxía moito máis altos, especialmente eventos relacionados cos raios. Cando chega unha sobretensión, o pararraio cambia de alta impedancia a baixa impedancia en microsegundos. Esta acción fixa a tensión a un nivel seguro e envía o exceso de enerxía á terra.

Nos sistemas eléctricos de baixa tensión, os descargadores de sobretensións protexen os cadros de distribución, os transformadores e os dispositivos electrónicos sensibles. Nas instalacións solares, protexen os paneis fotovoltaicos, as caixas combinadoras e os inversores. Vin como a protección contra sobretensións das fábricas fallaba simplemente porque se seleccionou o tipo de dispositivo incorrecto.

Pola miña experiencia, a diferenza clave é a capacidade de manexo de enerxía. A Dispositivo de protección contra sobretensións O uso como pararraios debe adaptarse á exposición do sistema, á calidade da conexión a terra e á posición de instalación. Cando se fai correctamente, absorbe silenciosamente eventos repetidos sen interromper o funcionamento.

Tipos de pararraios empregados en sistemas de enerxía e solares

Sempre selecciono os pararraios en función do nivel de exposición a sobretensións.

Os descargadores de sobretensións de tipo 1 protexen contra as correntes directas dos raios, mentres que Pararraios de tipo 2 protección contra sobretensións inducidas e de conmutación nos sistemas de distribución.

Os pararraios de tipo 1 instálanse nas entradas de servizo onde poden entrar correntes directas de raios. Son comúns en zonas de alto risco e interfaces de servizos públicos. Os pararraios de tipo 2 instálanse augas abaixo e son a opción máis utilizada en deseños de SPD solares e industriais.

Así é como lles explico a diferenza aos equipos de compras:

Para a maioría dos proxectos solares e comerciais, os dispositivos de tipo 2 ou combinados ofrecen o mellor equilibrio entre protección e custo. Isto é importante cando a cooperación a longo prazo e a calidade previsible son prioridades.

Descargadores de sobretensións de CC para sistemas solares e fotovoltaicos

Presto especial atención aos riscos de sobretensións de CC nos proxectos solares.

Pararraios de CC protexer os circuítos fotovoltaicos de sobretensións inducidas por raios e sobretensións de conmutación, evitando danos ao inversor e aos módulos.

Os circuítos de CC son longos, están expostos e adoitan estar situados no exterior. Isto fainos vulnerables mesmo sen un choque directo. Sempre recomendo os descargadores de sobretensións de CC nas caixas combinadoras fotovoltaicas e nas entradas de CC dos inversores.

Os diferentes niveis de tensión requiren diferentes deseños. Por exemplo, un pararraios de 24 V CC funciona ben para circuítos de control, mentres que os paneis fotovoltaicos de maior tensión necesitan dispositivos con capacidades nominales de 600 V, 1000 V ou 1500 V. Un pararraios de CC debe coincidir coa tensión máxima en circuíto aberto, non só cos valores nominais.

Nos meus proxectos, a selección axeitada dun descargador de sobretensións de CC reduce significativamente as taxas de fallo do inversor. Isto é especialmente importante para as implementacións industriais de descargadores de sobretensións onde o tempo de inactividade afecta rapidamente aos programas de produción.

Pararraios solares para paneis e sistemas fotovoltaicos

Trato a protección contra sobretensións solares como un sistema, non como un único dispositivo.

Os descargadores de sobretensións solares protexen os paneis, as caixas combinadas e os inversores limitando as sobretensións transitorias en todo o sistema fotovoltaico.

Normalmente instalo descargadores de sobretensións en tres puntos: preto do conxunto fotovoltaico, dentro das caixas combinadoras e nos terminais do inversor. Esta estratexia por capas reduce a tensión residual en cada etapa.

Aquí tes unha referencia de colocación sinxela que uso:

Esta estratexia mellora a fiabilidade do sistema e reduce as sorpresas de mantemento, algo que os xestores de compras valoran.

Pararraios de CA e trifásicos

Nunca ignoro o lado de aire acondicionado dos sistemas solares.

Os pararraios trifásicos protexen os sistemas de enerxía industrial dos raios e das sobretensións orixinadas na rede.

Nos sistemas trifásicos, a enerxía de sobretensión pode viaxar de forma desigual polas fases. Prefiro deseños de pararraios trifásicos equilibrados que protexan todos os condutores por igual. As configuracións bipolares son comúns en sistemas máis sinxelos, pero as aplicacións industriais adoitan requirir protección completa de fase e neutro.

Esta é unha práctica estándar na protección contra sobretensións para fábricas onde o equilibrio da carga e o tempo de funcionamento son fundamentais.

Pararraios baseados en MOV e deseños modulares

Confío moito na tecnoloxía MOV nos deseños modernos.

Os pararraios baseados en MOV responden extremadamente rápido e bloquean a tensión de forma eficaz durante eventos transitorios.

Os pararraios MOV empregan varistores de óxido metálico que cambian a resistencia instantaneamente cando aumenta a tensión. Os deseños modulares facilitan a substitución despois da indicación de fin de vida útil, o que reduce o tempo de mantemento.

Na miña experiencia, os pararraios modulares MOV ofrecen a mellor combinación de rendemento e capacidade de servizo para aplicacións SPD industriais.

Pararraios SPD para protección contra raios

Vexo que os termos SPD e pararraios úsanse indistintamente, pero o contexto importa.

Un descargador de sobretensións SPD combina unha resposta rápida cunha alta xestión de enerxía para a protección contra raios en sistemas eléctricos e solares.

En comparación cos pararraios tradicionais, os SPD modernos son compactos, modulares e máis fáciles de integrar. Instáloos preto dos equipos protexidos para minimizar a lonxitude dos cables e a tensión residual.

Seleccionando o pararraios axeitado para a súa aplicación

Sempre selecciono en función do risco, non só do prezo.

A elección do pararraios axeitado depende da exposición aos raios, da tensión do sistema, da conexión a terra e do nivel de protección requirido.

Para zonas de alto risco, recomendo os pararraios de tipo 1. Para a maioría dos proxectos solares e comerciais, os dispositivos coordinados de tipo 2 ofrecen unha protección fiable cun custo total de propiedade máis baixo. Esta estratexia aliñase ben coas relacións a longo prazo cos provedores.

Conclusión

Inviste no correcto Dispositivo de protección contra sobretensións e unha estratexia de descargadores de sobretensións hoxe mesmo para protexer o seu sistema, a súa axenda e o valor do seu negocio a longo prazo.

Preguntas frecuentes

P1: Son o mesmo os descargadores de sobretensións e os SPD?

Solápanse, pero os pararraios están deseñados para eventos de raios de maior enerxía.

P2: Os sistemas solares precisan pararraios de CA e CC?

Si. Ambas as partes afrontan riscos de aumento de presión diferentes.

P3: Onde se deben instalar os pararraios de CC?

En paneis fotovoltaicos, caixas combinadoras e entradas de inversores.

P4: Canto duran os pararraios MOV?

Degrádanse con cada sobretensión e deben substituírse ao final da súa vida útil.

P5: É suficiente o tipo 2 para a maioría dos proxectos solares?

Si, a non ser que a exposición directa a un raio sexa moi alta.