Keywords

asa

Строительство и техногенная безопасность

2413-1873

КФУ им. В.И. Вернадского

398

Engineering support

Инженерное обеспечение

ЗАЩИТА ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ ОТ АТМОСФЕРНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

PROTECTION OF PHOTOELECTRIC MODULES FROM ATMOSPHERIC PULSE OVERVOLTAGE

Арифов

А. М.

Arifov

А. М.

Бекиров

Э. А.

Bekirov

E. A.

Крымский федеральный университет им В.И. Вернадского Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky Крымский федеральный университет им В.И. Вернадского Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky

26 06 2023

29(81)

87 95

2026

https://www.stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/398

В работе рассмотрено влияние атмосферных электромагнитных импульсов на фотоэлектрических модуль и его компоненты. Предложена разработанная схема защиты от импульсных перенапряжений, позволяющая обеспечить защиту каждого фотоэлектрического модуля в отдельности, а также существенно снизить влияние импульсных перенапряжений на электрически связанное с ними оборудование.

Предмет исследования: индуцированный потенциал поражённого проводника, индукция зарядов на фотоэлектрическом модуле в лидерной стадии заряда, освобождение зарядов проводника и фотоэлектрического модуля в момент главного разряда

Материалы и методы: в работе с целью обеспечения необходимого уровня защиты фотоэлектрических молей рассмотрели способ борьбы с не менее опасными – индуктированными перенапряжениями, которые возникают в проводниках линий электропередачи постоянного тока при ударе молнии в близи линий и являются следствием быстрого изменения электромагнитного поля, канала молнии в момент главного разряда. Проведены исследования стадий разряда молнии и как следствие индуцированных перенапряжений, оказывающих влияние на фотоэлектрические модули и их проводники.

Результаты: впервые предложена схема, обеспечивающая защиту фотоэлектрического модуля и его компонентов (диодов Шоттки) от атмосферных перенапряжений.

Выводы: в статье рассмотрено индуктированное наведение волн напряжения на токопроводы фотоэлектрического модуля вследствие изменения электрического поля при нейтрализации зарядов лидерного канала и освобождение зарядов в электрически связанных проводниках фотоэлектрического модуля в момент главного разряда. Рассмотрен порядок расчета основных характеристик устройства защиты от импульсных перенапряжений для защиты фотоэлектрических модулей от импульсных перенапряжений и наведенных электрических токов на проводниковые материалы, находящиеся в зоне электромагнитных импульсов.

The paper considers the influence of atmospheric electromagnetic pulses on the photovoltaic module and its components. A developed surge protection circuit is proposed, which makes it possible to protect each photovoltaic module separately, as well as significantly reduce the impact of surge voltages on the equipment electrically connected to them.

Subject of study: induced potential at the affected conductor, induction of charges on the photovoltaic module in the leader stage of the charge, release of the charges of the conductor and the photovoltaic module at the moment of the main discharge.

Materials and methods: in order to ensure the necessary level of protection for photoelectric moths, we considered a way to deal with no less dangerous - induced overvoltages that occur in the conductors of DC power lines during a lightning strike in the vicinity of the lines and are the result of a rapid change in the electromagnetic field, the lightning channel in moment of the main discharge. Studies have been carried out on the stages of a lightning discharge and, as a result, induced overvoltages that affect photovoltaic modules and their conductors.

Results. For the first time, a circuit was proposed that provides protection for a photovoltaic module and its components (Schottky diodes) from atmospheric overvoltages.

Conclusions: the article considers the induced induction of voltage waves on the conductors of a photovoltaic module due to a change in the electric field during the neutralization of the charges of the leader channel. The algorithm of operation of protecting photovoltaic modules from surges and induced electric currents on conductor materials located in the zone of electromagnetic pulses is considered. A developed scheme has been proposed that will ensure the protection of photovoltaic modules directly from the effects of surge voltages, as well as the protection of semiconductor elements (Schottky diodes) that are included in the module circuit. An important aspect of this work is that the introduction of such schemes reduces the risk factor for failure from impulse overvoltages of module elements that are not in the zone of electromagnetic radiation, but have an electrical connection with them.

Keywordsinduced overvoltagesphotovoltaic moduleelectromagnetic fieldleader channelvaristorthermistorresettable fuse

Ключевые словаиндуктированные перенапряженияфотоэлектрический модульэлектромагнитное полелидерный каналваристортермисторсамовосстанавливающийся предохранитель

полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru

ГОСТ Р 50571.26–2002. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 534. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений.

Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех / РД 34.20.116–93. – М.: РАО "ЕЭС России", 1993. – 56 с.

Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок / РД 153–34.0–20.525–00. – М.: РАО «ЕЭС России», 2000. – 44 с.

ПУЭ. Правила устройства электроустановок. Издание 7, утв. Приказом Минэнерго РФ от 8 июля 2002 г. № 204. – 462 с.

РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений утв. Минэнерго от 12.10.1987 (ред. от 20.06.2003). – 37с.

СО-153.34.21.122-2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций, утв. приказом Минэнерго России от 30.06.2003 № 280 -29 с.

Алиев Ф.Г., Злобинский В.Я., Халилов Ф.Х. Проблемы защиты от перенапряжений в системах электроснабжения. Екатеринбург, Издательство «Терминал Плюс», 2001. – 154 с.

РД 153-34.3-35.125-99. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений Санкт-Петербург Издательство ПЭИПК, 1999. – 188 с.

СТО 56947007-29.240.02.001-2008. Методические указания по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряжений. утв. Протоколом N 2 заседания Постоянно действующей комиссии по нормативно-техническому обеспечению деятельности ОАО «ФСК ЕЭС» от 30.11.2004 – 66 с.

Электрические сети и станции Л.Н. Баптиданова государственное энергетическое издательство Энергоиздат Москва, 1963. – 463с.

ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. утв. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2011 г. N 699-ст.

ГОСТ 1147-569. Разрядники трубчатые для защиты изоляции электрооборудования переменного тока напряжения от 3 до 220 кВ. Технические требования. Государственный Комитет СССР по стандартам. Издательство стандартов, 1976 г. – 33 с.

ГОСТ Р 54986 Устройства защиты от импульсных перенапряжений в системах телекоммуникации и сигнализации (информационных системах) утв. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 сентября 2012 г. № 311-ст -49 с.

ГОСТ Р 55630-2013. Перенапряжения импульсные и защита от перенапряжений в низковольтных системах переменного тока утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 982-ст -59 с.

Дульзон А.А., Каляцкий И.И. Грозозащита подстанций. – Томск: Изд-во Томского университета, 1970. – 220 с.

Зоричев А.Л. Молниезащита: зоновая концепция // Новости электротехники. 2004. №3(27). С.64-67.

Зоричев А.Л. Молниезащита: зоновая концепция // Новости электротехники. 2004. №4(28). С.78-81.

Зоричев А.Л. Устройства защиты от импульсных перенапряжений до 1 кВ // Новости электротехники. 2005. №3(33). С.80-84.

ГОСТ Р 51992–2002 (МЭК 61643–1–98). Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Часть 1. Требования к работоспособности и методы испытаний.

IEC–61643–12 (2002). Устройства защиты от перенапряжений для низковольтных систем распределения электроэнергии. Часть 12. Выбор и принципы применения.

Коструба С.И. Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 166 с.

Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 86 с.

Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокого напряжения. – М.: Энергия, 1978. – 224 с.

Ослон А.Б. Некоторые вопросы теории заземлений. – М.: Энергия, 2003. – 74 с.

ГОСТ 464-79 Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления. Утв. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.01.79 N 304. – 37с.

РД 45.083-99 Рекомендации по обеспечению стойкости аппаратурных комплексов объектов проводной электросвязи к воздействию дестабилизирующих факторов. утв. письмом Минсвязи России от 7 декабря 1999 г. N 7481.