Lovitură de fulger- o descărcare electrică de origine atmosferică între un nor de tunet și sol sau între nori de tunet, constând din unul sau mai multe impulsuri de curent. În timpul descărcării, curge canalul fulgerului curent electric, atingând valori de 200 kA sau mai mult. O lovitură directă de fulger (DLM) într-un obiect (structură, clădire etc.) poate duce la deteriorarea mecanică a structurilor, rănirea persoanelor, defecțiunea sau defecțiunea sistemelor electrice și electronice.
În timpul descărcărilor internori sau al fulgerelor pe o rază de până la câțiva kilometri, în apropierea obiectelor și comunicațiilor care intră în instalație, apar supratensiuni induse în elementele structurale metalice și comunicațiile, ceea ce duce la defectarea izolației conductorilor și echipamentelor, defecțiuni sau defecțiuni electrice și electrice. sisteme electronice.
Supratensiunile în impulsuri apar și la comutarea sarcinilor inductive și capacitive, scurtcircuite în rețelele de distribuție electrică de înaltă și joasă tensiune.
Protecția echipamentului instalației de supratensiuni poate fi asigurată prin realizarea unui set de măsuri tehnice, inclusiv:
Crearea unui sistem extern de protecție împotriva trăsnetului (ELP);
Crearea unui sistem de împământare;
Crearea unui sistem de egalizare a potențialului prin conectarea la magistrala principală de masă (GSB) a tuturor elementelor structurale metalice incluse în structura de comunicații, carcasele echipamentelor, cu excepția conductoarelor de curent și de semnal;
Ecranarea structurilor, echipamentelor și conductoarelor de semnal;
Instalarea dispozitivelor de protecție la supratensiune (SPD) pe toți conductoarele de curent și de semnal pentru a egaliza potențialul acestora față de pământ.
Literatură: 1. IEC 62305 „Protecția împotriva loviturilor de trăsnet” Părțile 1-5; 2. GOST R 50571.19-2000 „Instalaţii electrice ale clădirilor. Partea 4. Cerințe de securitate. Capitolul 44. Protecția la supratensiune. Secțiunea 443. Protecția instalațiilor electrice împotriva trăsnetului și a supratensiunilor de comutare.”3. PUE (ed. a VII-a)4. SO–153-34.21.122-2003 „Instrucţiuni de instalare paratrăsnet a clădirilor, structurilor şi comunicaţiilor industriale.”5. Materiale tehnice Compania Hakel.
Omul modern, încercând să țină pasul cu vremurile, își umple casa cu aparate electrice pentru o mare varietate de scopuri. Dar nu toți proprietarii de locuințe consideră că dacă în rețea apare chiar și o tensiune de impuls de foarte scurtă durată, de câteva ori mai mare decât tensiunea nominală, întreaga sa flotă scumpă de echipamente electrice și electronice se poate defecta. Ceea ce este de remarcat este că impactul supratensiunii asupra consumatorilor electrici este dăunător, deoarece echipamentul afectat, de regulă, devine nepotrivit pentru reparație. Acest eveniment de forță majoră, deși nu este frecvent, poate fi garantat a fi o consecință a supratensiunii în rețele cauzate de furtuni, suprapunerea fazelor de urgență sau procesele de comutare. Așa-numitele dispozitive de protecție la supratensiune sunt concepute pentru a proteja echipamentele electrice. Am discutat mai jos despre principiul de funcționare al SPD-urilor, clase și diferența dintre ele.
Clasificare SPD
Dispozitivele de protecție la supratensiune sunt un concept larg și general. Această categorie de dispozitive include dispozitive care pot fi împărțite în clase:
- eu clasa. Conceput pentru a proteja împotriva expunerii directe la fulgere. Aceste dispozitive trebuie să fie echipate cu dispozitive de distribuție a intrărilor (IDU) ale clădirilor administrative și industriale și clădirilor de locuințe.
- clasa a II-a. Acestea asigură protecția rețelelor electrice de distribuție împotriva supratensiunilor cauzate de procesele de comutare și îndeplinesc, de asemenea, funcțiile celei de-a doua etape de protecție împotriva loviturilor de trăsnet. Montat și conectat la rețea în tablouri de distribuție.
- clasa a III-a. Ele sunt utilizate pentru a proteja echipamentele de supratensiuni cauzate de supratensiuni reziduale și distribuția asimetrică a tensiunii între fază și firul neutru. Dispozitivele din această clasă funcționează și în modul de filtru de interferență de înaltă frecvență. Acestea sunt cele mai relevante pentru condițiile unei case sau un apartament privat, sunt conectate și instalate direct la sediul consumatorilor. Deosebit de populare sunt dispozitivele care sunt fabricate ca module echipate cu un suport cu eliberare rapidă pentru instalare pe sau au configurația de prize electrice sau prize de rețea.
Tipuri de dispozitive
Toate dispozitivele care oferă protecție împotriva supratensiunilor sunt împărțite în două tipuri, care diferă ca design și principiul de funcționare. Să ne uităm la modul în care funcționează diferitele tipuri de SPD.
Supapă și eclatoare. Principiul de funcționare al descărcătoarelor se bazează pe utilizarea efectului de eclator. Designul descărcătoarelor asigură un spațiu de aer în jumperul care conectează fazele liniei de alimentare cu bucla de împământare. La valoarea nominală a tensiunii, circuitul din jumper este întrerupt. În cazul unei descărcări de trăsnet, are loc o defecțiune a spațiului de aer în linia de alimentare, circuitul dintre fază și pământ este închis, un impuls înaltă tensiune intră direct în pământ. Proiectarea golului supapei într-un circuit cu eclator include un rezistor pe care este amortizat impulsul de înaltă tensiune. În cele mai multe cazuri, descărcătoarele sunt utilizate în rețelele de înaltă tensiune.
Suprimatoare de supratensiune (SPD). Aceste dispozitive au înlocuit descărcătoarele învechite și voluminoase. Pentru a înțelege cum funcționează limitatorul, trebuie să vă amintiți proprietățile rezistențelor neliniare, care sunt construite pe baza caracteristicilor lor curent-tensiune. Un varistor este folosit ca rezistențe neliniare într-un SPD. Pentru persoanele care nu au experiență în complexitatea ingineriei electrice, câteva informații despre ce constă și cum funcționează. Principalul material pentru fabricarea varistoarelor este oxidul de zinc. Când este amestecat cu oxizi ai altor metale, se creează un ansamblu format din joncțiuni p-n, care are caracteristici curent-tensiune. Când tensiunea din rețea corespunde parametrilor nominali, curentul din circuitul varistorului este aproape de zero. Când apare o supratensiune pornită joncțiuni p-n are loc o creștere bruscă a curentului, ceea ce duce la o scădere a tensiunii până la valoarea nominală. După normalizarea parametrilor rețelei, varistorul revine la modul neconductor și nu afectează funcționarea dispozitivului.
Dimensiunile compacte ale descărcătoarelor și gama largă de varietăți ale acestor dispozitive au făcut posibilă extinderea semnificativă a domeniului de aplicare a acestor dispozitive, a devenit posibilă utilizarea dispozitivelor de protecție împotriva supratensiunii ca mijloc de protecție la supratensiune pentru o casă sau un apartament privat . Cu toate acestea, limitatoarele de tensiune a impulsurilor asamblate pe varistoare, în ciuda tuturor avantajelor lor față de descărcători, au un dezavantaj semnificativ - durata de viață limitată. Datorita protectiei termice incorporate in ele, dispozitivul ramane inoperant o perioada de timp dupa activare din acest motiv, pe corpul SPD este prevazut un dispozitiv de eliberare rapida, care permite inlocuirea rapida a modulului.
Puteți afla mai multe despre ce este un SPD și care este scopul lui din videoclip:
Cum să aranjezi protecția?
Înainte de a continua cu instalarea și conectarea dispozitivelor de protecție la supratensiune, este necesar, altfel toate lucrările de aranjare a SPD-ului își vor pierde orice semnificație. Schema clasică oferă 3 niveluri de protecție. Descărcătoare (clasa de protecție la supratensiune I) sunt instalate la intrare, oferind protecție împotriva trăsnetului. Următorul dispozitiv de protecție de clasa II, de obicei un descărcător, este conectat în tabloul de distribuție al casei. Gradul de protecție a acestuia ar trebui să asigure o reducere a mărimii supratensiunii la parametrii care sunt siguri pentru aparatele de uz casnic și rețeaua de iluminat. În imediata apropiere a produselor electronice sensibile la fluctuațiile de curent și tensiune, clasa III este de dorit.
La conectarea SPD-urilor, este necesar să se asigure protecția curentului acestora și protecția împotriva scurtcircuitelor printr-un întrerupător de circuit de intrare sau siguranțe. Aflați mai multe despre editarea datelor dispozitive de protectie vă vom spune într-un articol separat.
Așa că ne-am uitat la principiul de funcționare al SPD-urilor, clase și diferența dintre ele. Sperăm că informațiile furnizate ți-au fost de folos!
Datorită utilizării pe scară largă a tehnologiei semiconductoarelor și microprocesoarelor în producție și în viața de zi cu zi, problema protecției rețelelor electrice de până la 1000 V împotriva supratensiunilor de comutare și trăsnet devine deosebit de relevantă astăzi.
Echipamentele scumpe realizate folosind elemente semiconductoare au izolație slabă și chiar și creșteri ușoare ale tensiunii îl pot deteriora.
În conformitate cu nomenclatura acceptată, un limitator de supratensiune în instalațiile electrice cu tensiuni de până la 1 kV se numește dispozitiv de protecție la supratensiune. (SPD).
Principiul de funcționare este similar cu principiul de funcționare al supresoarelor de supratensiune (OSS) și se bazează pe neliniaritatea caracteristicii curent-tensiune a elementului de protecție. La proiectarea protecției la supratensiune în rețele de până la 1 kV, de regulă, sunt prevăzute 3 etape de protecție, fiecare dintre acestea fiind proiectată pentru un anumit nivel de curenți de impuls și abruptitate a frontului de undă.
SPD I - un dispozitiv de clasa I este instalat la intrarea în clădire și îndeplinește funcția primei etape de protecție la supratensiune. Condițiile lui de muncă sunt cele mai grele. Un astfel de dispozitiv este proiectat pentru a limita curenții de impuls cu o abruptă a frontului de undă de 10/350 μs. Amplitudinea curenților de impuls 10/350 μs este în intervalul 25-100 kA, durata frontului de undă ajunge la 350 μs.
SPD II - este utilizat ca protecție împotriva supratensiunilor cauzate de procesele tranzitorii din rețelele de distribuție, precum și ca o a doua treaptă după SPD I. Elementul său de protecție este proiectat pentru curenți de impuls cu o formă de undă de 8/20 μs. Amplitudinea curentului este în intervalul 15-20 kA.
SPD III - folosit pentru a proteja rețelele de fenomene de supratensiune reziduală după dispozitivele de clasa I și II. Acestea sunt instalate direct la echipamentul protejat și sunt normalizate prin curenți de impuls cu o formă de undă de 1,2/50 μs și 8/20 μs.
Dispozitiv. Dispozitivele din toate clasele au o structură similară, diferența constă în caracteristicile elementului de protecție. Din punct de vedere structural, dispozitivul constă dintr-o bază fixă și un modul detașabil. Baza este atașată direct la structurile dulapului de distribuție pe o șină DIN.
Modulul detașabil este introdus în bază folosind contactele lamei. Acest design facilitează înlocuirea unui element neliniar deteriorat. Varistoarele și descărcătoarele de diferite modele sunt utilizate ca element neliniar. Designul lor poate fi unul, doi sau tripolar, alegerea depinde de numărul de fire ale rețelei protejate.
Producătorii străini își echipează produsele cu indicatori de funcționare a dispozitivului, ceea ce vă permite să determinați vizual funcționalitatea acestuia. La modelele mai scumpe, declanșatoarele termice pot fi instalate pentru a preveni supraîncălzirea unui element neliniar care nu este proiectat pentru fluxul de curent pe termen lung.
Schema de conectare. Pentru a efectua protecția la supratensiune în instalațiile electrice, piesele purtătoare de curent sunt conectate în mod intenționat la bucla de masă prin elemente cu o caracteristică curent-tensiune neliniară.
În instalațiile electrice de până la 1000 V, pentru a utiliza un SPD, este necesar să existe un conductor de împământare PE cu rezistență standardizată. În ciuda faptului că dispozitivele în sine sunt proiectate pentru curenți și tensiuni înalte de impuls, ele nu sunt potrivite pentru creșteri prelungite de tensiune și fluxul de curenți de scurgere.
Mulți producători recomandă protejarea dispozitivelor de protecție împotriva supratensiunii folosind siguranțe. Aceste recomandări sunt explicate prin declanșarea mai rapidă a siguranțelor în zonele cu curent de impuls, precum și prin deteriorarea frecventă a sistemului de contact. întreruptoare de circuit la întreruperea unor curenţi de o asemenea magnitudine.
Când se efectuează protecția la supratensiune în trei etape, dispozitivele trebuie să fie amplasate la o anumită distanță unul de celălalt de-a lungul lungimii firului. De exemplu, de la SPD I la SPD II distanța trebuie să fie de cel puțin 15 m pe lungimea firului care le conectează. Respectarea acestei condiții vă permite să lucrați selectiv pe diferite etape și să suprimați în mod fiabil toate perturbările din rețea.
Distanța dintre etapa II și III este de 5 metri. Dacă este imposibil să se separe dispozitivele pe distanțe prescrise, se folosește o șoca potrivită, care este o rezistență activ-inductivă echivalentă cu rezistența firelor.
Caracteristici la alegere. Cea mai critică zonă de protecție la supratensiune este intrarea în clădire. SPD-ul din prima secțiune limitează cel mai mare curent de impuls. Contactele blade pentru SPD-uri de primă clasă reprezintă cea mai mare vulnerabilitate a dispozitivului.
Curenții de impuls cu o amplitudine de 25-50 kA sunt însoțiți de forțe electrodinamice semnificative, care pot duce la sărirea modulului detașabil din contactele de tip cuțit și să priveze rețeaua electrică de protecție la supratensiune, prin urmare, este mai bine să utilizați un SPD. fără un modul detașabil ca primă etapă.
Atunci când alegeți o protecție de primă clasă, este mai bine să acordați prioritate dispozitivelor bazate pe descărcători. Fabricarea unui SPD varistor pentru un curent de impuls mai mare de 20 kA este destul de laborioasă și costisitoare, prin urmare, producția lor în serie nu este justificată.
Deci, dacă producătorul indică un Iimp nominal mai mare de 20 kA pe dispozitivul varistor, ar trebui să fiți atenți la o astfel de achiziție; Poate că producătorul te induce în eroare.
Un SPD care folosește un eclator cu o cameră deschisă este periculos atunci când este declanșat, astfel încât utilizarea sa este justificată în dulapurile de distribuție în care prezența umană este exclusă atunci când zona protejată este în funcțiune. Fluxul de curent pulsat prin contactele eclatorului duce inevitabil la aprinderea arcului.
Când arcul arde, gazele fierbinți și stropii de metal topit pot dăuna sănătății și vieții umane. Dulapul in care este instalat un SPD de acest tip trebuie sa fie din material ignifug, cu toate orificiile sigilate.
Eclatoarele cu un circuit cu electrod de aprindere pot fi, de asemenea, utilizate ca element neliniar. Folosind un electrod suplimentar, puteți regla momentul defalcării eclatorului și deschiderii eclatorului. Utilizarea unui electrod de aprindere face posibilă reducerea nivelului tensiunii impulsului și coordonarea funcționării SPD-urilor de diferite clase.
Cu toate acestea, dacă circuitul de control al electrodului de aprindere eșuează, ieșirea va fi protecție cu o caracteristică necunoscută, care poate să nu garanteze nu numai funcționarea corectă, ci și funcționarea.
SPD (Dispozitive de protecție la supratensiuni și interferențe) ale echipamentelor electrice ale rețelelor de distribuție a energiei de joasă tensiune de până la 1000 V sunt proiectate pentru a proteja împotriva supratensiunilor, ale căror surse sunt:
- lovituri directe de trăsnet (DLM) în sistemul de protecție împotriva trăsnetului a unui obiect sau a unei linii electrice aeriene din imediata vecinătate înainte de a intra în obiect;
- descărcări internori sau fulgere pe o rază de până la câțiva kilometri lângă obiecte și comunicații care intră și ies din obiect;
- comutarea sarcinilor inductive și capacitive, scurtcircuite în rețelele electrice de distribuție de înaltă și joasă tensiune;
- interferențe electromagnetice create de instalațiile electrice industriale și dispozitivele electronice.
SPD este un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunilor, destinat instalării atât în apartamente de oraș, cât și în case particulare. Are o serie de avantaje incontestabile: eficiență, perfecțiune tehnică și costuri accesibile.
Acești trei factori fac ca SPD-urile să fie un echipament indispensabil pentru fiecare casă și apartament.
Cine are nevoie de dispozitive de securitate? Apartamentele si birourile moderne sunt dotate un număr mare echipamente consumatoare de energie. Costul său total este de obicei calculat în zeci de mii de ruble investite. Scurtând cu achiziționarea de dispozitive de protecție ieftine și sperând în eternul „poate” rusesc, riscați să pierdeți totul deodată: computerul, panoul cu plasmă și maşină de spălat, și o sobă electrică și tot ce este alimentat de electricitate. La urma urmei, este suficientă o singură supratensiune – și totul este pierdut. Problema de securitate este deosebit de acută în case de tara, echipat sisteme autonome alimentare cu energie electrica si apa, incalzire, stingere incendii, supraveghere video etc. Imaginează-ți doar ce costuri te așteaptă din cauza unei atitudini neglijente față de electricitate! Ce putem spune despre sistemele la modă în prezent” Casă inteligentă„, unde totul este legat tocmai de funcționarea stabilă a rețelei electrice. Fii foarte atent la siguranța ta. La urma urmei, nu doriți să suferiți pierderi colosale din cauza unor capricii electrice?
Suprimatoarele de supratensiune sunt proiectate pentru a proteja împotriva supratensiunilor rezultate din descărcări de fulgere sau de funcționare a dispozitivelor cu sarcini inductive mari (transformatoare de înaltă tensiune, motoare electrice mari cu rotor cu colivie de veveriță)
Principiul de funcționare al limitatorului (SPD) se bazează pe capacitatea materialului varistorului de a trece curentul electric atunci când tensiunea crește de mai multe ori. Materialul varistor își pierde proprietățile după mai multe descărcări. În majoritatea seriei SPD, este posibil să se verifice vizual performanța varistorului în fereastra indicatorului. Designul limitatorului include adesea o siguranță pentru protecție la supracurent.
Principalele tipuri/clase de SPD
Tip 1, clasa B- utilizat atunci când există posibilitatea unei lovituri directe de trăsnet într-o linie de alimentare sau în pământ în imediata apropiere a locului de instalare. iar daca exista paratrăsnet, montarea este obligatorie. Este instalat într-o cutie specială de fier lângă intrarea în clădire sau în dispozitivul de distribuție a intrărilor (IDU) sau tabloul principal de distribuție (MSB).
Tip 2, clasa C- folosit în locuri în care nu există pericolul unei lovituri directe de trăsnet în imediata apropiere a locului de instalare. În comparație cu Tipul 1, au o capacitate mai mică de a proteja împotriva supratensiunilor de impuls, se recomandă instalarea lor la intrarea instalațiilor electrice și de intrare în spații rezidențiale, deoarece supratensiunea de impuls reziduală la ieșire este de 2,5-1,5 kV . Instalat în tablouri de distribuție.
Tip 3, clasa D- protectia echipamentelor impotriva curentilor de supratensiune reziduala, protectia impotriva curentilor diferentiali nesimetrici, protectia impotriva interferentelor de inalta frecventa, situate in tablourile finale de distributie sau, mai bine, direct in apropierea aparatelor electrice. .Supratensiunea reziduală a impulsului la ieșire este de 1,5-0,8 kV Este indicat ca acesta să fie la o distanță de cel mult 5 metri de dispozitive, iar dacă există paratrăsnet, cât mai aproape de dispozitivele electrice. curentul în coborârile paratrăsnetelor situate în exteriorul clădirii induce un impuls de supratensiune în cablajul electric.
La alegerea dispozitivelor de protecție la descărcătoare sau varistoare cu oxid de zinc, este necesar să se acorde atenție următorilor parametri:
Tensiune nominală de lucru Un- aceasta este tensiunea efectivă nominală a rețelei pentru care dispozitivul de protecție este destinat să funcționeze.
Cea mai mare tensiune de funcționare continuă admisibilă a dispozitivului de protecție (tensiunea maximă de funcționare) Uc este cea mai mare valoare eficientă a tensiunii AC, care poate fi aplicat timp îndelungat (pe toată durata de viață) la bornele dispozitivului de protecție.
Conform GOST și logica mea, tensiunea maximă pe termen lung la care trebuie să o reziste un SPD ar trebui să fie egală cu tensiunea nominală înmulțită cu un coeficient de 1,6 pentru 220 de volți și 1,1 pentru 380 de volți și, în consecință, ar trebui să fie 352 și 418 volți. Acest lucru este necesar pentru ca, în caz de supratensiune sau întrerupere a neutrului, SPD-ul să nu se defecteze din cauza funcționării protecției termice încorporate sau a siguranței externe.
SPD-urile cu un Uc mai mare au o tensiune reziduală corespunzător mai mare la ieșirea Up, de exemplu, pentru un SPD cu un Uc de 275 volți tensiunea reziduală este de 1,5 kV, iar cu un Uc de 385 volți este de 1,9 kV. Dar dacă instalarea se face corect cu Uc 385 volți, atunci gradul de limitare poate fi chiar mai bun decât în cazul instalării incorecte atunci când se folosește un SPD cu Uc 275 volți, dar cel mai important va fi sigur în caz de supratensiune temporară.
Tensiune de clasificare (parametru pentru SPD-uri cu varistor)- aceasta este valoarea efectivă a tensiunii de frecvență a puterii, care se aplică varistorului SPD pentru a obține curentul de clasificare (de obicei valoarea curentului de clasificare este luată egală cu 1,0 mA).
Curent de impuls Iimp- acest curent este determinat de valoarea de vârf Ipeak a impulsului de testare și de sarcina Q. Este utilizat pentru testarea SPD-urilor din clasa I. În mod obișnuit, se utilizează o formă de undă de 10/350 µs.
Curent nominal de descărcare a impulsului In- Asta valoare de vârf Impuls de curent de testare de forma 8/20 µs care trece prin dispozitivul de protecție. Dispozitivul de protecție poate rezista la un curent de această magnitudine de mai multe ori. Folosit pentru a testa SPD-uri de clasa II. Când este expus la acest impuls, se determină nivelul de protecție al SPD. Acest parametru este, de asemenea, utilizat pentru a coordona alte caracteristici ale SPD, precum și standardele și metodele de testare a acestuia.
Curent maxim de descărcare în impuls Imax- aceasta este valoarea de vârf a impulsului de curent de testare de forma 8/20 μs, pe care dispozitivul de protecție o poate trece o dată și nu eșua. Folosit pentru a testa SPD-uri de clasa II.
Urmărire curent If (parametru pentru protectori de supratensiune bazat pe descărcători)- acesta este curentul care circulă prin descărcător după terminarea impulsului de supratensiune și este susținut de sursa de curent însăși, adică. sistem de alimentare electrică. De fapt, valoarea acestui curent tinde către curentul de scurtcircuit calculat (la punctul de instalare a descărcător pentru această instalație electrică particulară). Prin urmare, pentru instalare în „L-N; Descărcătoarele umplute cu gaz L-PE" (și alte) cu o valoare If egală cu 100...400A nu pot fi utilizate. Ca urmare a expunerii prelungite la curentul însoțitor, acestea vor fi deteriorate și pot provoca un incendiu. Pentru a instala în acest circuit, este necesar să folosiți descărcători cu o valoare If care depășește curentul nominal de scurtcircuit, de exemplu. de preferință o valoare de 2...3 kA și mai mare.
În sistemul TT, cu intrare de aer, firul neutru de la intrare nu este reîmpământat în timpul unei furtuni, firul neutru se poate rupe și se poate suprapune cu firul de fază, ca urmare a unui scurtcircuit necontrolat în N-; Este posibil un circuit descărcător PE, dacă este de obicei egal cu 100...400A, dacă rezistența de împământare este mai mică de 2,5 ohmi. În majoritatea covârșitoare a cazurilor, acest lucru nu ar trebui să se întâmple, deoarece este puțin probabil ca în practică să se dovedească că rezistența totală de împământare a substației și împământarea locală va fi mai mică de 2,5 ohmi. Acesta este doar pentru informare, pentru a-l reține.
Nivel de protecție Crește- aceasta este valoarea maximă a căderii de tensiune pe SPD atunci când trece un curent de descărcare în impulsuri prin acesta. Parametrul caracterizează capacitatea dispozitivului de a limita supratensiunile care apar la bornele sale. Determinat de obicei atunci când curge curentul nominal de descărcare a impulsului In.
Timp de răspuns. Pentru varistoarele cu oxid de zinc, valoarea sa nu depășește de obicei 25 ns. Pentru descărcătoarele de diferite modele, timpul de răspuns poate varia de la 100 nanosecunde la câteva microsecunde.
Există o serie de alți parametri care sunt luați în considerare și la alegerea unui SPD: curent de scurgere (pentru varistoare), energia maximă eliberată de varistor, curent de declanșare a siguranței (pentru dispozitivele de protecție cu siguranțe încorporate).
Pentru funcționarea corectă și coordonată a SPD-urilor de diferite trepte, lungimea conductorilor dintre ele nu trebuie să fie mai mică de o anumită lungime pentru a asigura întârzierea necesară în creșterea impulsului de supratensiune la următoarea etapă de protecție. Datorită acestei întârzieri, treapta mai puternică a SPD-ului are timp să funcționeze, ceea ce protejează următoarea treaptă de tensiune inferioară a SPD-ului de suprasarcină.
Distanța conductoarelor dintre SPD pe descărcători și următorul SPD pe varistoare trebuie să fie de cel puțin 10 metri. Distanța conductoarelor dintre SPD pe varistoare și următorul SPD pe varistoare din treapta următoare trebuie să fie de cel puțin 5 metri. Distanța conductoarelor dintre SPD-uri cu caracteristici identice pe varistoare din aceeași treaptă trebuie să fie de cel puțin 1 metru.
Dacă lungimea conductorilor dintre SPD-uri este mai mică decât este necesară, se instalează inductanțe pentru a compensa lungimea conductorului lipsă cu o rată de 0,5-1 μG/m, în funcție de secțiunea transversală a firului, dacă faza și protecția firele sunt în același cablu. Dacă firele sunt așezate separat, inductanța va fi mai mare. Există inductoare gata făcute echivalente cu 6-15 metri la vânzare.
Dacă distanța de la SPD la aparatele electrice protejate este mai mare de 10 metri, de exemplu, dacă ultima treaptă este instalată într-un tablou de distribuție, este recomandabil să instalați un SPD secundar în apropierea aparatelor electrice protejate, iar dacă distanța este mai mare. de peste 30 de metri, atunci instalarea unui SPD secundar in apropierea aparatelor electrice protejate este obligatorie.
Fiecare treaptă a SPD trebuie conectată la dispozitivul de împământare (GD) cu un conductor separat. Această conexiune face posibilă reducerea la minimum a supratensiunii potențiale de pe carcasele aparatelor electrice ca urmare a funcționării dispozitivelor de protecție la supratensiune, deși pentru dispozitive este mai bine ca SPD-ul să fie conectat la magistrala de împământare a scutului unde este SPD-ul. instalat, dar protecția omului este mai importantă.
Conceptul de protecție a zonei.
Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) a elaborat standarde care formează „conceptul zonal de protecție” unul dintre principiile principale este împărțirea unui obiect în zone de protecție condiționată din punctul de vedere al efectelor directe și indirecte ale trăsnetului.
Zona 0A- zona mediului extern al obiectului, toate punctele care pot fi expuse la o lovitură directă a fulgerului (au contact direct cu canalul fulgerului) și rezultatul câmp electromagnetic.
Zona 0B- zona mediului exterior al obiectului, ale cărei puncte nu sunt expuse la o lovitură directă a fulgerului, deoarece sunt amplasate într-un spațiu protejat de un sistem extern de protecție împotriva trăsnetului. Cu toate acestea, în această zonă există expunerea la un câmp electromagnetic neatenuat.
Zona 1- zona internă a obiectului, ale cărei puncte nu sunt expuse la o lovitură directă a fulgerului. În această zonă, toate părțile conductoare sunt semnificativ mai puțin importante în comparație cu zonele 0A și 0B. Câmpul electromagnetic este, de asemenea, redus în comparație cu zonele 0A și 0B datorită proprietăților de ecranare ale structurilor clădirii.
Zonele ulterioare (Zona 2 etc.). Dacă este necesară o reducere suplimentară a curenților de descărcare sau a câmpurilor electromagnetice în zonele în care sunt amplasate echipamente sensibile, atunci este necesar să se proiecteze așa-numitele zone din aval. Criteriul pentru aceste zone este determinat în consecință cerințe generale pentru a limita influențele externe care afectează sistemul protejat. Are loc regula generala, conform căruia, pe măsură ce numărul zonei de protecție crește, influența câmpului electromagnetic și a curentului de fulger scade. La interfețele dintre zonele individuale, este necesar să se asigure o conexiune serială de protecție a tuturor pieselor metalice, asigurând monitorizarea periodică a acestora.
Caracteristici de instalare a SPD-urilor în tablouri de distribuție -
Protecție împotriva trăsnetului și paratrăsnet - faceți clic pe link pentru a vizualiza.
Modern aparate electrocasnice au adesea protecție încorporată împotriva supratensiunilor în sursele lor de alimentare, cu toate acestea, resursa soluțiilor tipice de varistor este limitată la maximum 30 de cazuri de declanșare și chiar și atunci dacă curentul în caz de urgență nu depășește 10 kA. Mai devreme sau mai târziu, protecția încorporată în dispozitiv poate eșua, iar dispozitivele care nu sunt protejate de supratensiune pur și simplu vor eșua și vor cauza proprietarilor o mulțime de probleme. Între timp, cauzele supratensiunilor de impuls periculoase pot fi: furtună, lucrari de renovare, supratensiuni la comutarea sarcinilor reactive puternice și cine știe ce altceva.
Pentru a preveni astfel de situații neplăcute, sunt proiectate dispozitive de protecție la supratensiune (abreviate ca SPD), care absorb un impuls de supratensiune de urgență, împiedicând-o să deterioreze aparatele electrice conectate la rețea.
Principiul de funcționare al unui SPD este destul de simplu: în modul normal, curentul din interiorul dispozitivului trece printr-un șunt conducător și apoi prin sarcina conectată în acel moment la rețea; dar între șunt și împământare este instalat un element de protecție - un varistor sau eclator, a cărui rezistență în modul normal este de megaohmi, iar dacă apare brusc o supratensiune, elementul de protecție va intra instantaneu într-o stare conductivă, iar curentul va trece prin el spre împământare.
În momentul declanșării SPD-ului, rezistența în bucla fază-zero va scădea la critic, iar electrocasnicele vor fi salvate, deoarece linia va fi practic scurtcircuitată prin elementul de protecție al SPD-ului. Când tensiunea de linie se stabilizează, elementul de protecție al SPD va intra din nou într-o stare neconductivă, iar curentul va curge din nou către sarcină prin șunt.
Există trei clase de dispozitive de protecție la supratensiune care sunt utilizate pe scară largă:
Dispozitivele de protecție de clasa I sunt proiectate pentru a proteja împotriva impulsurilor de supratensiune cu o caracteristică de undă de 10/350 μs, ceea ce înseamnă că timpul maxim admisibil pentru creșterea unui impuls de supratensiune la maxim și scăderea la valoarea nominală nu trebuie să depășească 10 și 350 microsecunde, respectiv; în acest caz, este acceptabil un curent de scurtă durată de 25 până la 100 kA, astfel de curenți pulsați apar în timpul unei descărcări de fulger atunci când lovește o linie de alimentare la o distanță mai mică de 1,5 km de consumator.
Dispozitivele din această clasă sunt realizate folosind descărcători, iar instalarea lor se realizează în tabloul principal de distribuție sau dispozitivul de distribuție de intrare la intrarea în clădire.
SPD-urile de clasa II sunt proiectate pentru protecție împotriva zgomotului de impuls pe termen scurt și sunt instalate în tablourile de distribuție. Acestea sunt capabile să ofere protecție împotriva impulsurilor de supratensiune cu parametri de 8/20 μs, cu puterea curentului de la 10 la 40 kA. SPD-urile din această clasă folosesc varistoare.
Deoarece resursele varistoarelor sunt limitate, la proiectarea SPD-urilor pe baza acestora a fost adăugată o siguranță mecanică, care pur și simplu dezlipește șuntul de la varistor atunci când rezistența acestuia încetează să fie adecvată modului de protecție sigur. Aceasta este în esență protecție termică care protejează dispozitivul de supraîncălzire și incendiu. Pe partea frontală a modulului există un indicator color al stării acestuia asociat cu siguranța și dacă varistorul trebuie înlocuit, acest lucru poate fi ușor de înțeles.
SPD-urile de clasa III sunt proiectate într-un mod similar, singura diferență fiind că curentul maxim al varistorului intern nu trebuie să depășească 10 kA.
Și cele încorporate au aceiași parametri. aparate electrocasnice scheme tradiționale protectie la impulsuri cu toate acestea, la duplicarea lor cu SPD-uri externe de clasă III, probabilitatea defecțiunii premature a echipamentului este redusă la minimum.
Pentru a fi corect, merită remarcat faptul că, pentru o protecție fiabilă a echipamentelor, este important să instalați SPD-uri din clasele de protecție I, II și III. Acest lucru trebuie observat, deoarece un SPD puternic de clasă I nu va funcționa în timpul impulsurilor scurte de supratensiune scăzută pur și simplu din cauza sensibilității sale scăzute, iar unul mai puțin puternic nu va face față curentului mare pe care îl poate suporta un SPD de clasa I.
