Пристрій захисту від імпульсних перенапруг ( Surge Protective Devices) для ланцюгів постійного струму

Пристрій захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП або SPD - Surge Protective Devices) для ланцюгів постійного струмуНа сьогоднішній день на ринку погано представлені, а в деяких випадках не представлені зовсім, пристрої захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП) для сонячних систем з полями невисокої напруги в діапазоні до 1000 В.

Слід зазначити, що існує три рівня грозозахисту, перший рівень - Т1 являє собою всім відомі (громовідводи) і призначений для захисту від прямого попадання блискавки. Другий рівень - Т2 здійснює захист мережі від вторинних проявів блискавки, так званих перенапруженнями. І, нарешті, третій рівень - Т3, який забезпечує захист інтерфейсів від впливу перенапруг шляхом відключення.

Як бачимо, вимоги і завдання грозозахисту залежать від їх рівня. Можна відразу з упевненістю сказати, що захисту Т1 ігнорувати не можна. Захист інших рівнів не в змозі впоратися з завданнями, покладеними на Т1 і відвести енергію блискавки, забезпечивши при цьому прийнятні для обладнання, яке підлягає параметри. Говорячи простими словами - при відсутності громовідводів не можна говорити про наявність грозозахисту, це буде часткове рішення, тільки захист від імпульсних перенапруг.

Захисту Т2 монтуються на протяжних лініях для зниження рівня перенапруги в лініях і полегшення режиму роботи захистів третього рівня. На стороні електромережі ці захисти змонтовані (принаймні - цього вимагають стандарти), а лінії сонячного поля і навантажень протяжними назвати не можна. У промислових СЕС можлива наявність протяжних ліній на сонячному полі і часто використовуються пристрої рівня Т2, як правило - на напругу 1000 В.

Пристрої рівня Т3 використовуються для захисту кожного конкретного входу в обладнання, більш того - дуже часто розглядається захист кожного проводу. Ці пристрої мають за приладами захисту і в разі виникнення перенапруги відбувається пробій (з самовідновлення або без) пристрої Т3, струм через нього зростає і це призводить до відключення сегмента мережі або стринга сонячного поля від обладнання, яке підлягає.Існує обладнання для захисту від перенапруг відомих брендів, але при цьому виникає безліч проблем. Зверніть увагу на виділені поля на малюнку.

Таблиця з каталогу одного з брендів. УЗИП для захисту PV систем.
Як бачимо - ні на 85 В, ні на 145 В захистів немає. Немає їх і на напругу 910 В, яке лімітується на цьому рівні деякими виробниками потужних інверторів.
Друге - захист на рівні 700 В для 100-вольтів систем, чи не забагато? Чи витримають транзистори інвертора такі перенапруги? Можна з упевненістю сказати - немає. А в чому тоді сенс установки таких УЗИП?
Якщо подивитися по іншим брендам, то ситуація виглядає так само. Причому деякі бренди випускають УЗИП малої потужності для відповідальних пристроїв з прийнятними параметрами по напрузі, але вони не придатні для використання з пристроями потужністю кілька кіловат, яким і є інвертор. Це пристрої для захисту комунікаційних інтерфейсів, малопотужних споживачів змінного струму і, мабуть, все.
ПЗІП або SPD - Surge Protective Devices для ланцюгів постійного і змінного струму. Ці пристрої істотно відрізняються між собою, але при цьому служать одній меті - виключити виникнення перенапруг на входах в інвертор.Параметри УЗИП постійного струму зведені в таблицю.

Для роботи УЗИП слід дотримуватися двох умов, по-перше - наявність активної або пасивної грозозахисту Т1, по-друге - підключення заземляющей клеми пристрою до контуру заземлення.

Конструкція УЗИП для напруг до 150 В виконана на напівпровідникових порогових елементах. Їх особливістю є пробою елемента в разі, якщо параметри імпульсу такі, що струм через пороговий елемент досягає максимального значення раніше, ніж встигає перегоріти запобіжник. Тобто пристрій, «ціною свого життя», рятує інвертор. Для порівняння - у інших виробників УЗИП обладнані термозапобіжника, які рятують УЗИП, відключаючи його від імпульсу перенапруги, вбиваючи при цьому інвертор.

Конструкція УЗИП на напруги вище 150 В виконана на металооксидних порогових елементах без можливості їх відключення.

Схема підключення показана на малюнку.

Так виглядає УЗИП AXIOMA ENERGY (приклад)