Αστραπή- ηλεκτρική εκκένωση ατμοσφαιρικής προέλευσης μεταξύ ενός κεραυνού και του εδάφους ή μεταξύ κεραυνών, που αποτελείται από έναν ή περισσότερους παλμούς ρεύματος. Κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης, ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του καναλιού του κεραυνού, φτάνοντας τιμές 200 kA ή περισσότερες. Ένα άμεσο χτύπημα κεραυνού (DLM) σε ένα αντικείμενο (δομή, κτίριο, κ.λπ.) μπορεί να οδηγήσει σε μηχανική βλάβηκατασκευές, τραυματισμός ανθρώπων, αστοχία ή αστοχία ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συστημάτων.
Κατά τη διάρκεια εκκενώσεων μεταξύ νεφών ή κεραυνών σε ακτίνα έως και αρκετών χιλιομέτρων, κοντά σε αντικείμενα και επικοινωνίες που εισέρχονται στην εγκατάσταση, προκύπτουν προκαλούμενες υπερτάσεις σε μεταλλικά δομικά στοιχεία και επικοινωνίες, που οδηγούν σε βλάβη της μόνωσης αγωγών και εξοπλισμού, αστοχία ή αστοχία ηλεκτρικού και ηλεκτρονικά συστήματα.
Υπερτάσεις παλμών συμβαίνουν επίσης κατά την εναλλαγή επαγωγικών και χωρητικών φορτίων, βραχυκυκλωμάτων σε δίκτυα διανομής ηλεκτρικής τάσης υψηλής και χαμηλής τάσης.
Η προστασία του εξοπλισμού των εγκαταστάσεων από υπερτάσεις μπορεί να διασφαλιστεί με την εκτέλεση μιας σειράς τεχνικών μέτρων που περιλαμβάνουν:
Δημιουργία εξωτερικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας (ΕΛΠ).
Δημιουργία συστήματος γείωσης.
Δημιουργία συστήματος εξισορρόπησης δυναμικού με τη σύνδεση στον κύριο δίαυλο γείωσης (GSB) όλων των μεταλλικών δομικών στοιχείων που περιλαμβάνονται στη δομή επικοινωνιών, στα περιβλήματα του εξοπλισμού με εξαίρεση τους αγωγούς μεταφοράς ρεύματος και σήματος.
Θωράκιση κατασκευών, εξοπλισμού και αγωγών σημάτων.
Εγκατάσταση διατάξεων προστασίας από υπερτάσεις (SPD) σε όλους τους αγωγούς μεταφοράς ρεύματος και σήματος προκειμένου να εξισωθούν οι δυνατότητές τους σε σχέση με το έδαφος.
Βιβλιογραφία: 1. IEC 62305 «Προστασία από κεραυνό» Μέρη 1-5; 2. GOST R 50571.19-2000 «Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κτιρίων. Μέρος 4. Απαιτήσεις ασφαλείας. Κεφάλαιο 44. Προστασία από υπέρταση. Άρθρο 443. Προστασία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων από κεραυνούς και υπερτάσεις μεταγωγής.»3. PUE (7η έκδ.)4. SO–153-34.21.122-2003 «Οδηγίες για την εγκατάσταση αντικεραυνικής προστασίας κτιρίων, κατασκευών και βιομηχανικών επικοινωνιών».5. Τεχνικά υλικά Hakel.
Η παλμική υπέρταση (IP) είναι μια βραχυπρόθεσμη, διάρκειας κλάσματος του δευτερολέπτου, και απότομη αύξηση (άλμα) της τάσης, η οποία είναι επικίνδυνη για την ηλεκτρική γραμμή και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό λόγω της καταστροφικής της επίδρασης.
Λόγοι εμφάνισης IP
Υπάρχουν δύο κύριοι λόγοι για την εμφάνιση του IP: φυσικοί και τεχνολογικοί. Στην πρώτη περίπτωση, η αιτία είναι ένας άμεσος ή έμμεσος κεραυνός σε γραμμή μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (PTL) ή στην αντικεραυνική προστασία του προστατευόμενου κτιρίου. Στη δεύτερη περίπτωση, εμφανίζονται υπερτάσεις λόγω υπερφορτώσεων μεταγωγής σε υποσταθμούς μετασχηματιστών ισχύος.
Σκοπός του SPD
Για την προστασία της ηλεκτρικής γραμμής, του ηλεκτρικού εξοπλισμού και των ηλεκτρικών συσκευών από ξαφνικές υπερτάσεις τάσης και επικίνδυνους παλμούς ηλεκτρικού ρεύματος, χρησιμοποιούνται συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (συντομογραφία SPD).
Το SPD περιλαμβάνει τουλάχιστον ένα μη γραμμικό στοιχείο. Εάν υπάρχουν πολλά από αυτά, τότε η εσωτερική σύνδεση του SPD μπορεί να γίνει μεταξύ διαφορετικών φάσεων, μεταξύ φάσης και γείωσης (γείωση), καθώς και μεταξύ μηδέν και φάσης, μεταξύ μηδέν και γείωσης. Επιπλέον, η σύνδεση μη γραμμικών στοιχείων πραγματοποιείται επίσης με τη μορφή ορισμένου συνδυασμού.
Τύποι SPD
Ανάλογα με τον αριθμό των εισόδων, τα SPD μπορούν να είναι μονής ή διπλής εισόδου. Ο πρώτος τύπος σύνδεσης γίνεται παράλληλα με το προστατευμένο ηλεκτρικό κύκλωμα. Τα SPD του δεύτερου τύπου έχουν δύο σετ ακροδεκτών - είσοδο και έξοδο.
Ανάλογα με τον τύπο του μη γραμμικού στοιχείου χωρίζονται σε:
● Τύπος μεταγωγής SPD.
● SPD περιοριστικού τύπου.
● SPD συνδυασμένου τύπου.
- Ένα SPD τύπου μεταγωγής σε κανονική λειτουργία έχει μια αρκετά υψηλή τιμή αντίστασης. Αλλά σε περίπτωση απότομης αύξησης της τάσης, η αντίσταση του SPD αλλάζει απότομα σε πολύ χαμηλή τιμή. Τα SPD τύπου μεταγωγής βασίζονται σε «ασφαλιστές».
- Ένα περιοριστικό τύπου SPD έχει επίσης αρχικά υψηλή αντίσταση, αλλά καθώς αυξάνεται η τάση στο δίκτυο και αυξάνεται το κύμα ηλεκτρικού ρεύματος, η αντίσταση μειώνεται σταδιακά. Τα SPD αυτού του τύπου ονομάζονται συχνά «περιοριστές».
- Τα συνδυασμένα SPD αποτελούνται δομικά από στοιχεία με λειτουργία μεταγωγής και στοιχεία με περιοριστική λειτουργία, αντίστοιχα, είναι ικανά να αλλάζουν τάση, να περιορίζουν την αύξηση της τάσης και είναι επίσης ικανά να εκτελούν αυτές τις δύο λειτουργίες ταυτόχρονα.
Μαθήματα SPD
Τα SPD χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες. Τα SPD κλάσης 1 χρησιμοποιούνται για προστασία από ηλεκτρικές υπερτάσεις που προκαλούνται από άμεσο χτύπημα κεραυνού σε σύστημα αντικεραυνικής προστασίας ή ηλεκτρικό καλώδιο. Τα SPD κλάσης 1 εγκαθίστανται συνήθως μέσα στον πίνακα διανομής εισόδου (IDC) ή μέσα στον κύριο πίνακα διανομής (MSB). Τα SPD της κλάσης 1 βαθμολογούνται με παλμικό ηλεκτρικό ρεύμα με κυματομορφή 10/350 μs. Αυτή είναι η πιο επικίνδυνη τιμή του παλμικού ρεύματος.
Τα SPD της κλάσης 2 χρησιμοποιούνται ως πρόσθετη προστασία από κεραυνούς. Χρησιμοποιούνται επίσης όταν είναι απαραίτητο να παρέχουν προστασία έναντι του θορύβου μεταγωγής και της υπέρτασης. Η εγκατάσταση του SPD κατηγορίας 2 πραγματοποιείται μετά το SPD της κλάσης 1. Το SPD της κατηγορίας 2 βαθμολογείται με παλμικό ρεύμα με κυματομορφή 8/20 μs. Ο σχεδιασμός των συσκευών προστασίας από υπερτάσεις κατηγορίας 2 αποτελείται από βάση (σώμα) και ειδικές αντικαταστάσιμες μονάδες με ένδειξη σηματοδότησης. Η ένδειξη δείχνει την κατάσταση του SPD. Το πράσινο χρώμα της ένδειξης υποδεικνύει την κανονική λειτουργία της συσκευής, το πορτοκαλί χρώμα της ένδειξης υποδεικνύει την ανάγκη αντικατάστασης αντικαταστάσιμων μονάδων. Μερικές φορές ο σχεδιασμός SPD χρησιμοποιεί μια ειδική ηλεκτρική επαφή, η οποία μεταδίδει εξ αποστάσεως ένα σήμα σχετικά με την κατάσταση της συσκευής. Αυτό είναι πολύ βολικό για την εξυπηρέτηση των SPD.
Τα SPD της κλάσης 1+2 χρησιμοποιούνται για την προστασία μεμονωμένων κτιρίων κατοικιών. Τα SPD αυτού του τύπου εγκαθίστανται κοντά σε ηλεκτρικό εξοπλισμό. Χρησιμοποιούνται ως τελικό φράγμα για την προστασία του εξοπλισμού από μικρές υπολειπόμενες υπερτάσεις. Ως προστατευτικά υπέρτασης αυτής της κατηγορίας παράγονται εξειδικευμένα ηλεκτρικά βύσματα, πρίζες κ.λπ.
Η χρήση SPD και των τριών κατηγοριών επιτρέπει την κατασκευή προστασίας από υπερτάσεις τριών σταδίων.
Τα SPD συνδέονται σε μονοφασικό δίκτυο 220 V ή σε τριφασικό δίκτυο 380 V. Σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τα τριφασικά SPD χρησιμοποιούνται συχνότερα. Όσον αφορά τις ιδιωτικές κατοικίες και το οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο, χρησιμοποιείται SPD με τάση 220V. Να γιατί πλήρες διάγραμμα, στο οποίο χρησιμοποιείται SPD, πρέπει να κατασκευαστεί για τέτοια τάση και χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο τύπο SPD. Το διάγραμμα σύνδεσης και ο σχεδιασμός του SPD που χρησιμοποιείται εξαρτάται από την ουδέτερη λειτουργία.
Εάν το ουδέτερο N και ο προστατευτικός αγωγός PE συνδυάζονται σε έναν κοινό αγωγό PEN, τότε για προστασία από υπερτάσεις ισχύος χρησιμοποιείται το απλούστερο SPD, το οποίο αποτελείται από μόνο ένα μπλοκ. Το διάγραμμα σύνδεσης ενός τέτοιου SPD εκτελείται με την ακόλουθη μορφή: ένα καλώδιο φάσης συνδεδεμένο στην είσοδο του SPD - ένα καλώδιο εξόδου συνδεδεμένο στον αγωγό PEN - παράλληλα συνδεδεμένος προστατευμένος ηλεκτρικός εξοπλισμός ή ηλεκτρικές συσκευές.
Σύμφωνα με τις σύγχρονες ηλεκτρικές απαιτήσεις, ο ουδέτερος του ηλεκτρικού δικτύου πρέπει να εγκατασταθεί χωριστά από τον προστατευτικό αγωγό PE. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται ένα SPD με δύο μονάδες και ξεχωριστούς ακροδέκτες L, N, PE. Μια παραλλαγή αυτού του διαγράμματος σύνδεσης είναι η εξής: το καλώδιο φάσης συνδέεται στον ακροδέκτη της συσκευής υπολειπόμενου ρεύματος L και πηγαίνει σε βρόχο στον προστατευμένο εξοπλισμό. Ο ουδέτερος αγωγός συνδέεται στον ακροδέκτη N της συσκευής SPD και επίσης δρομολογείται στον εξοπλισμό μέσω βρόχου. Ο ακροδέκτης PE της συσκευής SPD είναι συνδεδεμένος στον προστατευτικό δίαυλο PE. Ο προστατευμένος εξοπλισμός γειώνεται με τον ίδιο τρόπο.
Έτσι, τόσο στην πρώτη όσο και στη δεύτερη περίπτωση, όταν εμφανίζονται υπερτάσεις, τα παλμικά ρεύματα εισέρχονται στο έδαφος είτε μέσω του αγωγού PEN είτε μέσω του προστατευτικού αγωγού PE, χωρίς να επηρεάζεται ο προστατευμένος ηλεκτρικός εξοπλισμός.
Με ώθησε να γράψω αυτό το κείμενο από την αίσθηση ότι πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν τις αρχές λειτουργίας, τη χρήση (ή ακόμα και την άγνοια της ύπαρξης) της παράλληλης προστασίας από υπερτάσεις στο δίκτυο, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προκαλούνται από κεραυνούς
Ο παλμικός θόρυβος στο δίκτυο είναι αρκετά συνηθισμένος· μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, κατά την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση ισχυρών φορτίων (καθώς το δίκτυο είναι κύκλωμα RLC, συμβαίνουν ταλαντώσεις σε αυτό, προκαλώντας υπερτάσεις) και πολλούς άλλους παράγοντες. Σε κυκλώματα χαμηλού ρεύματος, συμπεριλαμβανομένων των ψηφιακών κυκλωμάτων, αυτό είναι ακόμη πιο σχετικό, καθώς ο θόρυβος μεταγωγής διεισδύει αρκετά καλά μέσω των τροφοδοτικών (οι μετατροπείς flyback είναι οι πιο προστατευμένοι - σε αυτούς, η ενέργεια του μετασχηματιστή μεταφέρεται στο φορτίο όταν αποσυνδεθεί η κύρια περιέλιξη από το δίκτυο).
Στην Ευρώπη, εδώ και πολύ καιρό είναι de facto υποχρεωτική η εγκατάσταση μονάδων προστασίας από υπερτάσεις (εφεξής, για λόγους απλότητας, θα αποκαλώ αντικεραυνική προστασία ή SPD), αν και τα δίκτυά τους είναι καλύτερα από τα δικά μας και υπάρχουν λιγότερες περιοχές κεραυνών.
Η χρήση των SPD έχει γίνει ιδιαίτερα σημαντική τα τελευταία 20 χρόνια, όταν οι επιστήμονες άρχισαν να αναπτύσσουν όλο και περισσότερες παραλλαγές τρανζίστορ πεδίου MOSFET, που φοβούνται πολύ την υπέρβαση της αντίστροφης τάσης. Και τέτοια τρανζίστορ χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλα τα τροφοδοτικά μεταγωγής έως 1 kVA, ως διακόπτες στην κύρια (δικτυακή) πλευρά.
Μια άλλη πτυχή της χρήσης των SPD είναι η παροχή περιορισμού τάσης μεταξύ του ουδέτερου και του αγωγού γείωσης. Υπέρταση στον ουδέτερο αγωγό στο δίκτυο μπορεί να προκύψει, για παράδειγμα, κατά την εναλλαγή ενός διακόπτη μεταφοράς με ένα διαιρεμένο ουδέτερο. Κατά την εναλλαγή, ο ουδέτερος αγωγός θα είναι «στον αέρα» και μπορεί να υπάρχει οτιδήποτε πάνω του.
Χαρακτηριστικά των υπερτάσεων
Οι παλμοί υπέρτασης στο δίκτυο χαρακτηρίζονται από την κυματομορφή και το πλάτος ρεύματος. Το σχήμα του τρέχοντος παλμού χαρακτηρίζεται από τους χρόνους ανόδου και πτώσης του - για τα ευρωπαϊκά πρότυπα πρόκειται για παλμούς 10/350 μs και 8/20 μs. Στη Ρωσία, όπως συμβαίνει συχνά πρόσφατα, υιοθετήθηκαν ευρωπαϊκά πρότυπα και εμφανίστηκε το GOST R 51992-2002. Οι αριθμοί στον προσδιορισμό του σχήματος παλμού σημαίνουν τα εξής:- πρώτη φορά (σε μικροδευτερόλεπτα) για την αύξηση του παλμού ρεύματος από το 10% στο 90% της μέγιστης τιμής ρεύματος.
- δεύτερη - φορά (σε μικροδευτερόλεπτα) για τον παλμό ρεύματος να μειωθεί στο 50% της μέγιστης τιμής ρεύματος.
Οι προστατευτικές συσκευές χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με την ισχύ παλμού που μπορούν να διαχέουν:
1) Κλάση 0 (Α) - εξωτερική αντικεραυνική προστασία (δεν λαμβάνεται υπόψη σε αυτή τη θέση).
2) Κλάση I (B) - προστασία από υπερτάσεις που χαρακτηρίζονται από παλμικά ρεύματα με πλάτος από 25 έως 100 kA με κυματομορφή 10/350 μs (προστασία στους πίνακες διανομής εισόδου του κτιρίου).
3) Κλάση II (C) - προστασία από υπερτάσεις που χαρακτηρίζονται από παλμικά ρεύματα με πλάτος 10 έως 40 kA με κυματομορφή 8/20 μs (προστασία σε πάνελ δαπέδου, ηλεκτρικούς πίνακες χώρων, είσοδοι εξοπλισμού τροφοδοσίας).
3) Κλάση III (D) - προστασία από υπερτάσεις που χαρακτηρίζονται από παλμικά ρεύματα με πλάτος έως 10 kA με κυματομορφή 8/20 μs (στις περισσότερες περιπτώσεις, η προστασία είναι ενσωματωμένη στον εξοπλισμό - εάν κατασκευάζεται σύμφωνα με με GOST)
Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις
Οι δύο κύριες συσκευές SPD είναι απαγωγείς και βαρίστορ διαφόρων σχεδίων.Σταματών
Το διάκενο σπινθήρα είναι μια ηλεκτρική συσκευή ανοιχτού (αέρα) ή κλειστού (γεμάτου με αδρανή αέρια) τύπου, που περιέχει στην απλούστερη περίπτωση δύο ηλεκτρόδια. Όταν η τάση στα ηλεκτρόδια του διακένου σπινθήρα υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή, "διαπερνά", περιορίζοντας έτσι την τάση στα ηλεκτρόδια σε ένα ορισμένο επίπεδο. Όταν ένα διάκενο σπινθήρα σπάσει, ένα σημαντικό ρεύμα ρέει μέσα από αυτό (από εκατοντάδες αμπέρ σε δεκάδες κιλοαμπέρ) για για λίγο(έως και εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα). Μετά την αφαίρεση του παλμού υπέρτασης, εάν δεν έχει ξεπεραστεί η ισχύς που μπορεί να διαχέει ο απαγωγέας, μεταβαίνει στην αρχική του κλειστή κατάσταση μέχρι τον επόμενο παλμό.
Κύρια χαρακτηριστικά των απαγωγέων:
1) Κατηγορία προστασίας (βλ. παραπάνω).
2) Ονομαστική τάση λειτουργίας - μακροπρόθεσμη τάση λειτουργίας του απαγωγέα που συνιστά ο κατασκευαστής.
3) Μέγιστη εναλλασσόμενη τάση λειτουργίας - η μέγιστη μακροπρόθεσμη τάση του απαγωγέα στην οποία είναι εγγυημένο ότι δεν λειτουργεί.
4) Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης παλμού (10/350) μs - η μέγιστη τιμή του πλάτους ρεύματος με κυματομορφή (10/350) μs, στην οποία το διάκενο σπινθήρα δεν θα αποτύχει και θα εξασφαλίσει περιορισμό τάσης σε ένα δεδομένο επίπεδο.
5) Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης παλμού (8/20) μs - η ονομαστική τιμή του πλάτους ρεύματος με κυματομορφή (8/20) μs, στην οποία ο απαγωγέας θα παρέχει περιορισμό τάσης σε ένα δεδομένο επίπεδο.
6) Τάση περιορισμού - η μέγιστη τάση στα ηλεκτρόδια του διακένου σπινθήρα κατά τη διάσπασή του λόγω της εμφάνισης παλμού υπέρτασης.
7) Χρόνος απόκρισης - ο χρόνος ανοίγματος του απαγωγέα (σχεδόν για όλους τους απαγωγείς - λιγότερο από 100 ns).
8) (μια παράμετρος που σπάνια υποδεικνύεται από τους κατασκευαστές) στατική τάση διάσπασης του διακένου σπινθήρα - στατική τάση (μεταβαλλόμενη αργά με την πάροδο του χρόνου) στην οποία θα ανοίξει το διάκενο σπινθήρα. Μετριέται εφαρμόζοντας σταθερή τάση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι 20-30% υψηλότερη από τη μέγιστη εναλλασσόμενη τάση λειτουργίας που μειώνεται σε σταθερή (εναλλασσόμενη τάση πολλαπλασιασμένη με τη ρίζα του 2).
Η επιλογή ενός κενού σπινθήρα είναι μια αρκετά δημιουργική διαδικασία με πολυάριθμα «φτύσματα στο ταβάνι» - εξάλλου, δεν γνωρίζουμε εκ των προτέρων την αξία του ρεύματος που θα προκύψει στο δίκτυο...
Όταν επιλέγετε ένα διάκενο σπινθήρα, μπορείτε να καθοδηγηθείτε από τους ακόλουθους κανόνες:
1) Κατά την εγκατάσταση προστασίας σε πίνακες εισόδου από εναέριες γραμμές ρεύματος ή σε περιοχές όπου είναι συχνές οι καταιγίδες, εγκαταστήστε απαγωγείς με μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης (10/350) μs τουλάχιστον 35 kA.
2) Επιλέξτε τη μέγιστη μακροπρόθεσμη τάση ελαφρώς υψηλότερη από την αναμενόμενη μέγιστη τάση δικτύου (διαφορετικά, υπάρχει πιθανότητα σε υψηλή τάση δικτύου, το διάκενο σπινθήρα να ανοίξει και να αποτύχει λόγω υπερθέρμανσης).
3) Επιλέξτε απαγωγείς με τη χαμηλότερη δυνατή τάση περιορισμού (πρέπει να τηρούνται οι κανόνες 1 και 2). Τυπικά η οριακή τάση των απαγωγέων κατηγορίας Ι είναι από 2,5 έως 5 kV.
4) Εγκαταστήστε απαγωγείς ειδικά σχεδιασμένους για αυτόν τον σκοπό μεταξύ των αγωγών N και PE (οι κατασκευαστές υποδεικνύουν ότι προορίζονται για σύνδεση με αγωγούς N-PE). Επιπλέον, αυτοί οι απαγωγείς χαρακτηρίζονται από χαμηλότερες τάσεις λειτουργίας, συνήθως γύρω στα 250 V εναλλασσόμενο ρεύμα(δεν υπάρχει καθόλου τάση μεταξύ ουδέτερου και γείωσης σε κανονική λειτουργία) και μεγάλο ρεύμα εκφόρτισης - από 50 kA έως 100 kA και άνω.
5) Συνδέστε τους απαγωγείς στο δίκτυο με αγωγούς με διατομή τουλάχιστον 10 mm2 (ακόμα και αν οι αγωγοί δικτύου έχουν μικρότερη διατομή) και όσο το δυνατόν μικρότερο μήκος. Για παράδειγμα, εάν εμφανιστεί ρεύμα 40 kA σε έναν αγωγό μήκους 2 μέτρων με διατομή 4 mm2, θα πέσουν περίπου 350 V (στην ιδανική περίπτωση, χωρίς να ληφθεί υπόψη η επαγωγή - και παίζει μεγάλο ρόλο εδώ Εάν ένα διάκενο σπινθήρα είναι συνδεδεμένο με έναν τέτοιο αγωγό, τότε στο σημείο σύνδεσης με το δίκτυο η οριακή τάση θα είναι ίση με το άθροισμα της οριακής τάσης του αλεξικέραυνου και της πτώσης τάσης στον αγωγό με ρεύμα παλμού ( τα 350 V μας). Έτσι, οι προστατευτικές ιδιότητες υποβαθμίζονται σημαντικά.
6) Εάν είναι δυνατόν, εγκαταστήστε απαγωγείς μπροστά από τον ασφαλειοδιακόπτη εισόδου και πάντα μπροστά από το RCD (στην περίπτωση αυτή, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε μια ασφάλεια με χαρακτηριστικό gL για ρεύμα 80-125 A σε σειρά με τον απαγωγέα βεβαιωθείτε ότι ο απαγωγέας αποσυνδέεται από το δίκτυο εάν αποτύχει). Επειδή κανείς δεν θα σας επιτρέψει να εγκαταστήσετε ένα SPD μπροστά από τον διακόπτη κυκλώματος εισόδου, είναι επιθυμητό ο διακόπτης κυκλώματος να έχει ρεύμα τουλάχιστον 80A με χαρακτηριστικό απόκρισης D. Αυτό θα μειώσει την πιθανότητα εσφαλμένης λειτουργίας του διακόπτη κυκλώματος όταν ενεργοποιείται ο απαγωγέας. Η εγκατάσταση ενός SPD μπροστά από το RCD οφείλεται στη χαμηλή αντίσταση του RCD στα παλμικά ρεύματα· επιπλέον, όταν ενεργοποιείται ο απαγωγέας N-PE, το RCD θα ενεργοποιείται εσφαλμένα. Επίσης, καλό είναι να εγκαταστήσετε SPD μπροστά από μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας (κάτι που, και πάλι, οι ηλεκτρολόγοι δεν θα σας επιτρέψουν να το κάνετε)
Varistor
Το βαρίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών με «απότομο» συμμετρικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης.
Στην αρχική κατάσταση, το βαρίστορ έχει υψηλή εσωτερική αντίσταση (από εκατοντάδες kOhms έως δεκάδες και εκατοντάδες MOhms). Όταν η τάση στις επαφές του βαρίστορ φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, μειώνει απότομα την αντίστασή του και αρχίζει να διεξάγει σημαντικό ρεύμα, ενώ η τάση στις επαφές του βαρίστορ αλλάζει ελαφρώς. Όπως ένας απαγωγέας υπερτάσεων, ένα βαρίστορ είναι ικανό να απορροφά την ενέργεια ενός παλμού υπέρτασης που διαρκεί έως και εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα. Αλλά με παρατεταμένη αυξημένη τάση, το βαρίστορ αποτυγχάνει με την απελευθέρωση μεγάλη ποσότηταθερμότητα (εκρήγνυται).
Όλα τα βαρίστορ που είναι τοποθετημένα σε ράγα DIN είναι εξοπλισμένα με θερμική προστασία που έχει σχεδιαστεί για να αποσυνδέει το βαρίστορ από το δίκτυο σε περίπτωση απαράδεκτης υπερθέρμανσης (σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να προσδιοριστεί από την τοπική μηχανική ένδειξη ότι το βαρίστορ έχει αποτύχει).
Η φωτογραφία δείχνει βαρίστορ με ενσωματωμένο θερμικό ρελέ αφού η τάση λειτουργίας έχει υπερβεί διαφορετικές τιμές. Εάν υπάρχει σημαντική υπέρταση, μια τέτοια ενσωματωμένη θερμική προστασία είναι πρακτικά αναποτελεσματική - τα βαρίστορ εκρήγνυνται με αποτέλεσμα να μπλοκάρουν τα αυτιά. Ωστόσο, η ενσωματωμένη θερμική προστασία σε μονάδες βαρίστορ σε ράγα DIN είναι αρκετά αποτελεσματική σε περίπτωση παρατεταμένης υπέρτασης και καταφέρνει να αποσυνδέσει το βαρίστορ από το δίκτυο 
Ένα σύντομο βίντεο με νατουραλιστικές δοκιμές :) (παροχή αυξημένης τάσης σε βαρίστορ με διάμετρο 20 mm - περίσσεια 50 V)
Κύρια χαρακτηριστικά των βαρίστορ:
1) Κατηγορία προστασίας (βλ. παραπάνω). Συνήθως, τα βαρίστορ έχουν κατηγορία προστασίας II (C), III (D).
2) Ονομαστική τάση λειτουργίας - μακροχρόνια τάση λειτουργίας του βαρίστορ που συνιστάται από τον κατασκευαστή.
3) Μέγιστη εναλλασσόμενη τάση λειτουργίας - η μέγιστη μακροπρόθεσμη τάση του βαρίστορ, στην οποία είναι εγγυημένο ότι δεν ανοίγει.
4) Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης παλμού (8/20) μs - η μέγιστη τιμή του πλάτους ρεύματος με κυματομορφή (8/20) μs, στην οποία το βαρίστορ δεν θα αποτύχει και θα εξασφαλίσει περιορισμό τάσης σε ένα δεδομένο επίπεδο.
5) Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης παλμού (8/20) μs - η ονομαστική τιμή του πλάτους ρεύματος με κυματομορφή (8/20) μs, στην οποία το βαρίστορ θα παρέχει περιορισμό τάσης σε ένα δεδομένο επίπεδο.
6) Τάση περιορισμού - η μέγιστη τάση στο βαρίστορ όταν ανοίγει λόγω της εμφάνισης παλμού υπέρτασης.
7) Χρόνος απόκρισης - χρόνος ανοίγματος του βαρίστορ (σχεδόν για όλα τα βαρίστορ - λιγότερο από 25 ns).
8) (μια παράμετρος που σπάνια υποδεικνύεται από τους κατασκευαστές) Ταξινόμηση βαρίστορ τάση - στατική τάση (αργά αλλάζει με την πάροδο του χρόνου), στην οποία το ρεύμα διαρροής βαρίστορ φτάνει το 1 mA. Μετράται με την εφαρμογή σταθερής τάσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι 15-20% υψηλότερη από τη μέγιστη εναλλασσόμενη τάση λειτουργίας που μειώνεται σε σταθερή (εναλλασσόμενη τάση πολλαπλασιασμένη με τη ρίζα του 2).
9) (μια παράμετρος που υποδεικνύεται πολύ σπάνια από τους κατασκευαστές) το επιτρεπτό σφάλμα των παραμέτρων βαρίστορ είναι ±10% για όλα σχεδόν τα βαρίστορ. Αυτό το σφάλμα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή της μέγιστης τάσης λειτουργίας του βαρίστορ.
Η επιλογή των βαρίστορ, καθώς και των απαγωγέων, είναι γεμάτη δυσκολίες που συνδέονται με τις άγνωστες συνθήκες λειτουργίας τους.
Όταν επιλέγετε προστασία βαρίστορ, μπορείτε να καθοδηγηθείτε από τους ακόλουθους κανόνες:
1) Τα βαρίστορ εγκαθίστανται ως το δεύτερο ή τρίτο στάδιο προστασίας από υπερτάσεις.
2) Όταν χρησιμοποιείτε προστασία βαρίστορ κατηγορίας II μαζί με προστασία κατηγορίας Ι, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη τις διαφορετικές ταχύτητες απόκρισης των βαρίστορ και των απαγωγέων. Δεδομένου ότι οι απαγωγείς είναι πιο αργοί από τα βαρίστορ, εάν το SPD δεν ταιριάζει, τα βαρίστορ θα αναλάβουν πλέονπαλμική υπέρταση και γρήγορα θα αποτύχει. Για τον συντονισμό των κατηγοριών αντικεραυνικής προστασίας I και II, χρησιμοποιούνται ειδικά πηνία που ταιριάζουν (οι κατασκευαστές υπερήχων διαθέτουν μια ποικιλία από αυτά για τέτοιες περιπτώσεις) ή το μήκος του καλωδίου μεταξύ των SPD των κατηγοριών I και II πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 μέτρα. Το μειονέκτημα αυτής της λύσης είναι η ανάγκη ενσωμάτωσης τσοκ στο δίκτυο ή επέκτασης του, γεγονός που αυξάνει την επαγωγική συνιστώσα του. Η μόνη εξαίρεση είναι ο Γερμανός κατασκευαστής PhoenixContact, ο οποίος έχει αναπτύξει ειδικούς απαγωγείς Κατηγορίας Ι με τη λεγόμενη «ηλεκτρονική ανάφλεξη», που «ταιριάζουν» με μονάδες βαρίστορ του ίδιου κατασκευαστή. Αυτοί οι συνδυασμοί SPD μπορούν να εγκατασταθούν χωρίς πρόσθετη έγκριση.
3) Επιλέξτε τη μέγιστη συνεχή τάση ελαφρώς υψηλότερη από την αναμενόμενη μέγιστη τάση δικτύου (διαφορετικά, υπάρχει πιθανότητα σε υψηλή τάση δικτύου, το βαρίστορ να ανοίξει και να αστοχήσει λόγω υπερθέρμανσης). Αλλά δεν μπορείτε να το παρακάνετε εδώ, καθώς η τάση περιορισμού του βαρίστορ εξαρτάται άμεσα από την τάση ταξινόμησης (και επομένως από τη μέγιστη τάση λειτουργίας). Παράδειγμα ανεπιτυχούς επιλογής της μέγιστης τάσης λειτουργίας είναι οι μονάδες βαρίστορ IEK με μέγιστη συνεχή τάση 440 V. Εάν εγκατασταθούν σε δίκτυο με ονομαστική τάση 220 V, τότε η λειτουργία τους θα είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα βαρίστορ τείνουν να «γερνούν» (δηλαδή, με την πάροδο του χρόνου, με πολλές λειτουργίες του βαρίστορ, η τάση ταξινόμησής του αρχίζει να μειώνεται). Το βέλτιστο για τη Ρωσία θα ήταν η χρήση βαρίστορ με μακροπρόθεσμη τάση λειτουργίας 320 έως 350 V.
4) Πρέπει να επιλέξετε ένα με τη χαμηλότερη δυνατή οριακή τάση (σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να τηρούνται οι κανόνες 1 - 3). Συνήθως, η οριακή τάση των βαρίστορ κατηγορίας II για τάσεις γραμμής είναι από 900 V έως 2,5 kV.
5) Μη συνδέετε βαρίστορ παράλληλα για να αυξήσετε τη συνολική απαγωγή ισχύος. Πολλοί κατασκευαστές συσκευών προστασίας από υπερτάσεις (ειδικά κατηγορίας III (D)) αμαρτάνουν παράλληλη σύνδεσηβαρίστορ. Αλλά, επειδή δεν υπάρχουν 100% πανομοιότυπα βαρίστορ (ακόμα και από την ίδια παρτίδα είναι διαφορετικά), ένα από τα βαρίστορ θα αποδεικνύεται πάντα ότι είναι ο πιο αδύναμος σύνδεσμος και θα αποτυγχάνει κατά τη διάρκεια ενός παλμού υπέρτασης. Με τους επόμενους παλμούς, τα υπόλοιπα βαρίστορ της αλυσίδας θα αποτύχουν, καθώς δεν θα παρέχουν πλέον την απαιτούμενη ισχύ διασποράς (αυτό είναι το ίδιο με τη σύνδεση των διόδων παράλληλα για να αυξηθεί το συνολικό ρεύμα - αυτό δεν μπορεί να γίνει)
6) Συνδέστε βαρίστορ στο δίκτυο με αγωγούς με διατομή τουλάχιστον 10 mm2 (ακόμα κι αν οι αγωγοί δικτύου έχουν μικρότερη διατομή) και όσο το δυνατόν μικρότερο μήκος (η συλλογιστική είναι ίδια με τους απαγωγείς).
7) Εάν είναι δυνατόν, τοποθετήστε βαρίστορ μπροστά από τον διακόπτη κυκλώματος εισόδου και πάντα μπροστά από το RCD. Δεδομένου ότι κανείς δεν θα σας επιτρέψει να εγκαταστήσετε ένα SPD μπροστά από τον διακόπτη κυκλώματος εισόδου, είναι επιθυμητό ο διακόπτης κυκλώματος να έχει ρεύμα τουλάχιστον 50A με χαρακτηριστικό απόκρισης D (για βαρίστορ κατηγορίας II). Αυτό θα μειώσει την πιθανότητα εσφαλμένης λειτουργίας του μηχανήματος όταν ενεργοποιείται το βαρίστορ.
Σύντομη επισκόπηση των κατασκευαστών SPD
Κορυφαίοι κατασκευαστές που ειδικεύονται σε συσκευές προστασίας από υπερτάσεις για δίκτυα χαμηλής τάσης είναι: Phoenix Contact; Dehn; OBO Bettermann; CITEL; Hakel. Επίσης, πολλοί κατασκευαστές εξοπλισμού χαμηλής τάσης διαθέτουν μονάδες SPD στα προϊόντα τους (ABB, Schneider Electric κ.λπ.). Επιπλέον, η Κίνα αντιγράφει με επιτυχία προστατευτικά υπέρτασης από παγκόσμιους κατασκευαστές (καθώς το Varistor είναι μια αρκετά απλή συσκευή, οι Κινέζοι κατασκευαστές παράγουν προϊόντα αρκετά υψηλής ποιότητας - για παράδειγμα, μονάδες TYCOTIU).Επιπλέον, υπάρχουν αρκετά έτοιμα πάνελ προστασίας από υπερτάσεις στην αγορά, τα οποία περιλαμβάνουν μονάδες μιας ή δύο τάξεων προστασίας, καθώς και ασφάλειες για την ασφάλεια σε περίπτωση βλάβης των προστατευτικών στοιχείων. Σε αυτή την περίπτωση, η θωράκιση στερεώνεται στον τοίχο και συνδέεται με την υπάρχουσα ηλεκτρική καλωδίωση σύμφωνα με τις συστάσεις του κατασκευαστή.
Το κόστος των προστατευτικών υπερτάσεων ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τον κατασκευαστή. Κάποτε (πριν από αρκετά χρόνια), διεξήγαγα μια ανάλυση αγοράς και επέλεξα έναν αριθμό κατασκευαστών κατηγορίας προστασίας II (μερικοί δεν συμπεριλήφθηκαν στη λίστα λόγω της έλλειψης εκδόσεων μονάδας για την απαιτούμενη μακροπρόθεσμη τάση λειτουργίας 320 V ή 350 V).
Ως σημείωση για την ποιότητα, μπορώ να επισημάνω μόνο τις μονάδες HAKEL (για παράδειγμα PIIIMT 280 DS) - έχουν αδύναμες συνδέσεις επαφής των ενθέτων και είναι κατασκευασμένες από εύφλεκτο πλαστικό, κάτι που απαγορεύεται από το GOST R 51992-2002. Επί αυτή τη στιγμήΗ HAKEL έχει ενημερώσει ορισμένα προϊόντα - δεν μπορώ να πω τίποτα γι 'αυτά, γιατί... Δεν θα χρησιμοποιήσω ποτέ ξανά το HAKEL
Θα αφήσουμε τη χρήση των προστατευτικών υπερτάσεων κατηγορίας III (D) και την προστασία των ψηφιακών κυκλωμάτων συσκευών για αργότερα.
Συμπερασματικά, μπορώ να πω ότι αν αφού διαβάσετε τα πάντα έχετε περισσότερες ερωτήσεις παρά αφού διαβάσετε τον τίτλο, αυτό είναι καλό, γιατί το θέμα σας ενδιέφερε και είναι τόσο τεράστιο που θα μπορούσατε να γράψετε περισσότερα από ένα βιβλία.
Ετικέτες:
- αλεξικέραυνο
- SPD
- προστασία από υπέρταση
Εάν το σπίτι σας έχει πολλές ακριβές οικιακές συσκευές, είναι καλύτερο να φροντίσετε να οργανώσετε ολοκληρωμένη ηλεκτρική προστασία. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για συσκευές προστασίας από υπερτάσεις, γιατί χρειάζονται, τι είναι και πώς τοποθετούνται.
Η φύση των παλμικών υπερτάσεων και ο αντίκτυπός τους στην τεχνολογία
Πολλοί άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι από την παιδική ηλικία με τη φασαρία της αποσύνδεσης των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών με το πρώτο σημάδι μιας καταιγίδας που πλησιάζει. Σήμερα, ο ηλεκτρικός εξοπλισμός των δικτύων πόλεων έχει γίνει πιο προηγμένος, γι' αυτό και πολλοί άνθρωποι παραμελούν τις βασικές συσκευές προστασίας. Ταυτόχρονα, το πρόβλημα δεν έχει εξαφανιστεί εντελώς· οι οικιακές συσκευές, ειδικά σε ιδιωτικές κατοικίες, εξακολουθούν να κινδυνεύουν.
Η φύση της εμφάνισης υπερτάσεων παλμών (OS) μπορεί να είναι φυσική και ανθρωπογενής. Στην πρώτη περίπτωση, το IP συμβαίνει λόγω κεραυνού που χτυπά εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας και η απόσταση μεταξύ του σημείου πρόσκρουσης και των καταναλωτών που κινδυνεύουν μπορεί να είναι έως και αρκετά χιλιόμετρα. Είναι επίσης δυνατό να χτυπήσετε ραδιοπύργους και αλεξικέραυνα που είναι συνδεδεμένα στο κύριο κύκλωμα γείωσης, οπότε εμφανίζεται μια επαγόμενη υπέρταση στο οικιακό δίκτυο.
1 - απομακρυσμένο χτύπημα κεραυνού σε καλώδια ρεύματος. 2 - καταναλωτές. 3 - βρόχος γείωσης? 4 - κλείσιμο κεραυνού σε καλώδια ρεύματος. 5 - απευθείας κεραυνό στο αλεξικέραυνο
Οι ανθρωπογενείς πηγές ενέργειας είναι απρόβλεπτες· προκύπτουν ως αποτέλεσμα υπερφορτώσεων μεταγωγής σε υποσταθμούς μετασχηματιστών και διανομής. Με μια ασύμμετρη αύξηση της ισχύος (μόνο σε μία φάση), είναι δυνατή μια απότομη αύξηση της τάσης· είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί αυτό.
Οι τάσεις παλμών είναι πολύ μικρές χρονικά (λιγότερο από 0,006 s), εμφανίζονται συστηματικά στο δίκτυο και τις περισσότερες φορές περνούν απαρατήρητες από τον παρατηρητή. Οι οικιακές συσκευές έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν υπερτάσεις έως και 1000 V, αυτές συμβαίνουν συχνότερα. Με περισσότερα υψηλής τάσηςΗ βλάβη των τροφοδοτικών είναι εγγυημένη· είναι επίσης δυνατή η βλάβη της μόνωσης στην καλωδίωση του σπιτιού, η οποία οδηγεί σε πολλαπλά βραχυκυκλώματα και πυρκαγιά.
Πώς λειτουργεί το SPD και πώς λειτουργεί
Το SPD, ανάλογα με την κατηγορία προστασίας, μπορεί να έχει μια συσκευή ημιαγωγών που βασίζεται σε βαρίστορ ή να έχει απαγωγέα επαφής. Στην κανονική λειτουργία, το SPD λειτουργεί σε λειτουργία παράκαμψης, το ρεύμα μέσα σε αυτό ρέει μέσω μιας αγώγιμης διακλάδωσης. Η διακλάδωση συνδέεται με προστατευτική γείωση μέσω ενός βαρίστορ ή δύο ηλεκτροδίων με αυστηρά ρυθμιζόμενο διάκενο.
Κατά τη διάρκεια ενός κύματος τάσης, ακόμη και πολύ σύντομης, το ρεύμα διέρχεται από αυτά τα στοιχεία και εξαπλώνεται κατά μήκος της γείωσης ή αντισταθμίζεται από μια απότομη πτώση της αντίστασης στον βρόχο φάσης μηδέν (βραχυκύκλωμα). Αφού σταθεροποιηθεί η τάση, ο απαγωγέας χάνει την ικανότητά του και η συσκευή λειτουργεί ξανά σε κανονική λειτουργία.
Έτσι, το SPD κλείνει το κύκλωμα για λίγο, ώστε η πλεονάζουσα τάση να μπορεί να μετατραπεί σε θερμική ενέργεια. Σε αυτή την περίπτωση, σημαντικά ρεύματα διέρχονται από τη συσκευή - από δεκάδες έως εκατοντάδες κιλοαμπέρ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των κατηγοριών προστασίας
Ανάλογα με τα αίτια της IP, διακρίνονται δύο χαρακτηριστικά του αυξημένου κύματος τάσης: 8/20 και 10/350 μικροδευτερόλεπτα. Το πρώτο ψηφίο είναι ο χρόνος κατά τον οποίο το PI φτάνει στη μέγιστη τιμή του, το δεύτερο είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να πέσει στις ονομαστικές τιμές. Όπως μπορείτε να δείτε, ο δεύτερος τύπος υπέρτασης είναι πιο επικίνδυνος.
Οι συσκευές κλάσης I έχουν σχεδιαστεί για προστασία από υπερτάσεις ισχύος με χαρακτηριστικό 10/350 μs, οι οποίες συμβαίνουν συχνότερα κατά την εκκένωση κεραυνού σε γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη των 1500 m στον καταναλωτή. Οι συσκευές μπορούν να περάσουν για λίγο ρεύμα από 25 έως 100 kA μέσω των εαυτών τους· σχεδόν όλες οι συσκευές Κατηγορίας Ι βασίζονται σε απαγωγείς.
Τα SPD κλάσης II επικεντρώνονται στην αντιστάθμιση IP με χαρακτηριστικό 8/20 μs, με τις τιμές ρεύματος αιχμής σε αυτά να κυμαίνονται από 10 έως 40 kA.
Η κατηγορία προστασίας III έχει σχεδιαστεί για να αντισταθμίζει υπερτάσεις με τιμές ρεύματος μικρότερες από 10 kA με χαρακτηριστικό IP 8/20 μs. Οι συσκευές κατηγορίας προστασίας II και III βασίζονται σε στοιχεία ημιαγωγών.
Μπορεί να φαίνεται ότι αρκεί η εγκατάσταση μόνο συσκευών Κατηγορίας Ι ως των πιο ισχυρών, αλλά αυτό δεν ισχύει. Το πρόβλημα είναι ότι όσο υψηλότερο είναι το χαμηλότερο όριο του ρεύματος παροχής, τόσο λιγότερο ευαίσθητο είναι το SPD. Με άλλα λόγια: σε μικρές και σχετικά χαμηλές τιμές IP, ένα ισχυρό SPD μπορεί να μην λειτουργεί και ένα πιο ευαίσθητο δεν θα αντιμετωπίσει ρεύματα τέτοιου μεγέθους.
Οι συσκευές με κατηγορία προστασίας III έχουν σχεδιαστεί για να εξαλείφουν τις χαμηλότερες τάσεις - μόνο μερικές χιλιάδες βολτ. Είναι εντελώς παρόμοια σε χαρακτηριστικά με τις συσκευές προστασίας που εγκαθιστούν οι κατασκευαστές σε τροφοδοτικά για οικιακές συσκευές. Σε περίπτωση εφεδρικής εγκατάστασης, είναι οι πρώτοι που αναλαμβάνουν το φορτίο και εμποδίζουν τη λειτουργία του SPD σε συσκευές των οποίων η διάρκεια ζωής περιορίζεται στους 20-30 κύκλους.
Υπάρχει ανάγκη για ΕΕΠ, εκτίμηση κινδύνου
Ένας πλήρης κατάλογος απαιτήσεων για την οργάνωση της προστασίας από την παροχή ρεύματος ορίζεται στο IEC 61643-21· η υποχρεωτική εγκατάσταση μπορεί να καθοριστεί χρησιμοποιώντας το πρότυπο IEC 62305-2, σύμφωνα με το οποίο μια ειδική εκτίμηση του βαθμού κινδύνου από κεραυνό και διαπιστώνονται οι συνέπειες που προκαλούνται από αυτό.
Γενικά, κατά την τροφοδοσία ρεύματος από εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, η εγκατάσταση ενός προστατευτικού υπερτάσεως κατηγορίας I είναι σχεδόν πάντα προτιμότερη, εκτός εάν έχει ληφθεί ένα σύνολο μέτρων για τη μείωση των επιπτώσεων των καταιγίδων στη λειτουργία τροφοδοσίας ρεύματος: επαναγείωση στηρίξεων, αγωγός PEN και μεταλλικά φέροντα στοιχεία, τοποθέτηση αλεξικέραυνου με ξεχωριστό βρόχο γείωσης, συστήματα εξισορρόπησης δυναμικού εγκατάστασης.
Ένας ευκολότερος τρόπος αξιολόγησης του κινδύνου είναι να συγκρίνετε το κόστος των μη προστατευμένων οικιακών συσκευών και συσκευών ασφαλείας. Ακόμη και σε πολυώροφα κτίρια, όπου οι υπερτάσεις έχουν πολύ χαμηλές τιμές με χαρακτηριστικό 8/20, ο κίνδυνος βλάβης της μόνωσης ή βλάβης των συσκευών είναι αρκετά υψηλός.
Εγκατάσταση συσκευών στον κεντρικό πίνακα διανομής
Τα περισσότερα προστατευτικά υπέρτασης είναι αρθρωτά και μπορούν να εγκατασταθούν σε ράγα DIN 35 mm. Η μόνη προϋπόθεση είναι ότι η θωράκιση για την εγκατάσταση του SPD πρέπει να έχει μεταλλική θήκημε υποχρεωτική σύνδεση με τον προστατευτικό αγωγό.
Κατά την επιλογή ενός SPD, εκτός από τα κύρια χαρακτηριστικά απόδοσης, θα πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας σε λειτουργία παράκαμψης· πρέπει να αντιστοιχεί στο φορτίο στο ηλεκτρικό σας δίκτυο. Μια άλλη παράμετρος είναι η μέγιστη οριακή τάση· δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από την υψηλότερη τιμή εντός των ημερήσιων διακυμάνσεων.
Τα SPD συνδέονται σε σειρά με τη μονοφασική παροχή ή τριφασικό δίκτυο, αντίστοιχα μέσω ενός διπολικού και τετραπολικού διακόπτη κυκλώματος. Η τοποθέτησή του είναι απαραίτητη σε περίπτωση συγκόλλησης των ηλεκτροδίων με διάκενο σπινθήρα ή βλάβης του βαρίστορ, που προκαλεί μόνιμο βραχυκύκλωμα. Οι φάσεις και ο προστατευτικός αγωγός συνδέονται στους άνω ακροδέκτες του SPD και ο ουδέτερος αγωγός συνδέεται στους κάτω ακροδέκτες.
Παράδειγμα σύνδεσης SPD: 1 – είσοδος; 2 - αυτόματος διακόπτης. 3 - SPD; 4 - δίαυλος γείωσης. 5 - βρόχος γείωσης? 6 - μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας. 7 - διαφορικό αυτόματο. 8 - σε καταναλωτικές μηχανές
Κατά την εγκατάσταση πολλών προστατευτικών συσκευών με διαφορετικές κατηγορίες προστασίας, απαιτείται ο συντονισμός τους με τη χρήση ειδικών τσοκ συνδεδεμένων σε σειρά με το SPD. Οι προστατευτικές συσκευές είναι ενσωματωμένες στο κύκλωμα με αύξουσα σειρά κατηγορίας. Χωρίς έγκριση, τα πιο ευαίσθητα SPD θα πάρουν το κύριο φορτίο και θα αποτύχουν νωρίτερα.
Η εγκατάσταση τσοκ μπορεί να αποφευχθεί εάν το μήκος της γραμμής καλωδίου μεταξύ των συσκευών υπερβαίνει τα 10 μέτρα. Για το λόγο αυτό, τα SPD κατηγορίας I τοποθετούνται στην πρόσοψη ακόμη και πριν από τον μετρητή, προστατεύοντας τη μονάδα μέτρησης από υπερτάσεις, και η δεύτερη και τρίτη κατηγορία τοποθετούνται, αντίστοιχα, στους πίνακες ASU και δαπέδου/ομάδας.
Ο καταστολέας υπερτάσεων είναι μια από τις πιο γνωστές συσκευές υψηλής τάσης που χρησιμοποιούνται για την προστασία του δικτύου.
Περιγραφή της συσκευής
Αρχικά, αξίζει να εξηγήσουμε γιατί, καταρχήν, συμβαίνουν υπερτάσεις παλμών και γιατί είναι επικίνδυνες. Ο λόγος για την εμφάνιση αυτής της διαδικασίας είναι μια διαταραχή στην ατμοσφαιρική ή τη διαδικασία μεταγωγής. Τέτοια ελαττώματα είναι αρκετά ικανά να προκαλέσουν τεράστια ζημιά στον ηλεκτρικό εξοπλισμό που είναι εκτεθειμένος σε τέτοια επιρροή.
Εδώ αξίζει να δώσουμε ένα παράδειγμα αλεξικέραυνου. Αυτή η συσκευή κάνει εξαιρετική δουλειά στην εκτροπή μιας ισχυρής εκφόρτισης που χτυπά ένα αντικείμενο, αλλά δεν θα μπορεί να βοηθήσει με κανέναν τρόπο εάν η εκκένωση εισέλθει στο δίκτυο μέσω εναέριων γραμμών. Εάν συμβεί αυτό, τότε ο πρώτος αγωγός που παρεμποδίζει μια τέτοια εκφόρτιση θα αποτύχει και μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη σε άλλο ηλεκτρικό εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος στο ίδιο ηλεκτρικό δίκτυο. Η στοιχειώδης προστασία είναι η απενεργοποίηση όλων των συσκευών κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό είναι αδύνατο, και ως εκ τούτου εφευρέθηκαν συσκευές όπως οι απαγωγείς υπερτάσεων.
Τι θα δώσει η χρήση της συσκευής;
Αν μιλάμε για συμβατικά μέσα προστασίας, τότε ο σχεδιασμός τους είναι κάπως χειρότερος από αυτόν των απαγωγέων υπερτάσεων. Στη συνήθη έκδοση, εγκαθίστανται αντιστάσεις carborundum. Ένα πρόσθετο σχέδιο είναι τα κενά σπινθήρα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά.
Οι καταστολείς υπερτάσεων περιέχουν επίσης στοιχεία όπως μη γραμμικά τρανζίστορ. Η βάση για αυτά τα στοιχεία ήταν το οξείδιο του ψευδαργύρου. Υπάρχουν πολλά τέτοια μέρη και όλα συνδυάζονται σε μια στήλη, η οποία τοποθετείται σε ειδική θήκη από υλικό όπως πορσελάνη ή πολυμερές. Αυτό διασφαλίζει την απολύτως ασφαλή χρήση τέτοιων συσκευών και επίσης τις προστατεύει αξιόπιστα από τυχόν εξωτερικές επιρροές.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι το κύριο χαρακτηριστικό του καταστολέα υπερτάσεων είναι ο σχεδιασμός των αντιστάσεων οξειδίου του ψευδαργύρου. Αυτός ο σχεδιασμός σας επιτρέπει να επεκτείνετε σε μεγάλο βαθμό τις λειτουργίες που μπορεί να εκτελέσει η συσκευή.
Τεχνικές προδιαγραφές
Όπως κάθε άλλη συσκευή, ένας απαγωγέας έχει ένα βασικό χαρακτηριστικό που καθορίζει την απόδοση και την ποιότητά του. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτός ο δείκτης ήταν η ποσότητα της τάσης λειτουργίας που μπορεί να τροφοδοτηθεί στους ακροδέκτες της συσκευής χωρίς κανένα χρονικό περιορισμό.
Υπάρχει ένα ακόμη χαρακτηριστικό - ρεύμα αγωγιμότητας. Αυτή είναι η τιμή του ρεύματος που διέρχεται από τη συσκευή υπό την επίδραση της τάσης. Αυτός ο δείκτης μπορεί να μετρηθεί μόνο υπό συνθήκες πραγματικής χρήσης της συσκευής. Οι κύριοι αριθμητικοί δείκτες αυτής της παραμέτρου είναι η χωρητικότητα και η δραστηριότητα. Η συνολική τιμή αυτού του χαρακτηριστικού μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες μικροαμπέρ. Με βάση την λαμβανόμενη τιμή αυτού του χαρακτηριστικού, αξιολογείται η απόδοση του καταστολέα υπερτάσεων.
Περιγραφή της διάταξης απαγωγής
Για την κατασκευή αυτής της συσκευής, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν τις ίδιες τεχνικές ηλεκτρολογικής μηχανικής και σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή άλλων προϊόντων. Αυτό γίνεται πιο αισθητό όταν εξετάζετε τις διαστάσεις και τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της θήκης. Εμφάνισηέχει επίσης κάποιες ομοιότητες με άλλες συσκευές. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι δίνεται ιδιαίτερη προσοχή σε θέματα όπως η εγκατάσταση ενός καταστολέα υπερτάσεων, καθώς και η περαιτέρω σύνδεσή του με γενικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις καταναλωτικού τύπου.
Υπάρχουν πολλές απαιτήσεις που ισχύουν ειδικά για αυτήν την κατηγορία συσκευών. Το περίβλημα του απαγωγέα υπερτάσεων πρέπει να προστατεύεται πλήρως από την άμεση ανθρώπινη επαφή. Πρέπει να εξαλειφθεί πλήρως ο κίνδυνος ανάφλεξης της συσκευής λόγω πιθανών υπερφορτώσεων. Εάν το στοιχείο αποτύχει, αυτό δεν θα πρέπει να έχει ως αποτέλεσμα βραχυκύκλωμα στη γραμμή.
Σκοπός και χρήση των απαγωγέων υπερτάσεων
Ο κύριος σκοπός των μη γραμμικών καταστολέων υπερτάσεων είναι η απομόνωση του ηλεκτρικού εξοπλισμού από ατμοσφαιρικές υπερτάσεις ή υπερτάσεις μεταγωγής. Αυτή η συσκευή ανήκει στην ομάδα των συσκευών υψηλής τάσης.
Αυτές οι συσκευές δεν έχουν τέτοιο τμήμα όπως το διάκενο σπινθήρα. Εάν συγκρίνουμε το εύρος λειτουργίας ενός απαγωγέα και ενός συμβατικού, ο περιοριστής μπορεί να αντέξει βαθύτερες πτώσεις τάσης. Το κύριο καθήκον αυτής της συσκευής είναι να αντέχει αυτά τα φορτία χωρίς χρονικά όρια. Μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ ενός καταστολέα υπερτάσεων και μιας συμβατικής βαλβίδας είναι ότι οι διαστάσεις, καθώς και το φυσικό βάρος της δομής σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ χαμηλότερες. Η παρουσία ενός τέτοιου στοιχείου όπως ένα καπάκι από πορσελάνη ή πολυμερή έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι το εσωτερικό της συσκευής προστατεύεται αξιόπιστα από εξωτερικές περιβαλλοντικές επιδράσεις.
OPN-10
Ο σχεδιασμός αυτής της συσκευής είναι κάπως διαφορετικός από έναν συμβατικό απαγωγέα υπερτάσεων. Σε αυτή την υλοποίηση, χρησιμοποιείται μια στήλη από βαρίστορ, τα οποία περικλείονται σε ένα ελαστικό. Για να δημιουργήσετε ένα ελαστικό σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρησιμοποιούνται πλέον πορσελάνη ή πολυμερή, αλλά ένας σωλήνας από υαλοβάμβακα πάνω στον οποίο πιέζεται ένα κέλυφος από ελαστικό σιλικόνης ανθεκτικό στην παρακολούθηση. Επιπλέον, η στήλη βαρίστορ έχει καλώδια αλουμινίου που πιέζονται και στις δύο πλευρές και βιδώνονται επίσης μέσα στον σωλήνα.
