Одним з факторів, що призводять до пошкоджень електроустаткування, є атмосферні перенапруги. пов'язані з ударами блискавок. Дії атмосферної електрики поділяються на:
- прямі удари блискавок електрообладнання;
- удари блискавок поряд з електрообладнанням, що впливають на нього за допомогою потужного електромагнітного імпульсу;
- удари блискавок далеко від споживачів, електромагнітна хвиля від яких сприймається напівпровідниковими пристроями телемеханіки та зв'язку і створює перешкоди для їх роботи.
Впливу атмосферних перенапруг характерні невеликою тривалістю імпульсу - порядку десятків мілісекунд. Але на цей час напруга в мережі багаторазово підвищується. Це призводить до пробоїв ізоляції і пошкоджень як ліній зв'язку, так і живляться від них споживачів.
Для захисту від перенапруг, що створюються грозовими розрядами, використовують пристрої, що обмежують амплітудне значення напруги до рівня, безпечного для ізоляції електрообладнання.
Іскрові і вентильні розрядники, ОПН
Першими пристроями, застосованими для обмеження величин перенапруг в мережі, були іскрові розрядники. Дія їх засновано на пробої повітряного проміжку фіксованої довжини при певній напрузі.
Розрядник підключається між захищеними фазами і контуром блискавкозахисту. Для кожної з фаз встановлюється персональний елемент. Він може виконуватися відкритим і складатися з розташованих торцями навпроти один одного металевих прутків. А може складатися з електродів, укладених в ізолюючу оболонку.
У момент виникнення грозового перенапруження іскровий проміжок розрядника пробивається, і потужність імпульсу йде в землю через контур блискавкозахисту. За рахунок цього рівень напруги обмежується. Після закінчення імпульсу дуга гасне, і розрядник знову готовий до роботи. У нормальному режимі він не споживає струму і не впливає на режим роботи електроустановки.
Другим пристроєм, що захищає ізоляцію від перенапруг, були вентильні розрядники. Вони складаються з двох елементів, з'єднаних послідовно: багаторазового іскрового проміжку і резистором. При перенапруженні іскрові проміжки пробиваються, через них і резистор протікає струм. В результаті знижується напруга в мережі. Як тільки рівноваги вплив знімається, дуга в іскрових проміжках гасне, і розрядник приходить у вихідне положення.
Вентильні розрядники герметичні і працюють безшумно, на відміну від іскрових, що виділяють в атмосферу продукти горіння дуги.
Вентильні і іскрові розрядники застосовуються тільки в електроустановках високої напруги.
Попередні захисні пристрої замінюються обмежувачами перенапруг (ОПН).
Усередині ОПН знаходиться варістор: резистор з нелінійної залежністю опору від прикладеної до нього напруги. При перевищенні порогового значення напруги струм через варистор різко зростає, запобігаючи подальше його підвищення. При припиненні грозового або комутаційного імпульсу ОПН переходить в початковий стан.
У порівнянні з попередніми пристроями ОПН надійніше і менших габаритів. Їх характеристики підбираються більш точно, що дозволило виробити гнучку стратегію їх ефективного застосування.
Зовнішній вигляд УЗИП
Модульні ОПН для мереж низької напруги отримали назву пристрою захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП).
Технічні характеристики УЗИП
До них відносяться:
Форма хвилі імпульсного перенапруження стандартизована для випадків:
- пряме попадання блискавки - 10/350 мкс;
- вплив непрямої дії блискавки - 8/20 мкс.
Форма імпульсу 8/20 мкс
Форма імпульсу 10/350 мкс
Для безпосередньої установки у споживачів
За конструктивним виконанням УЗИП випускаються з різним числом полюсів: від одного до чотирьох.
вибір УЗИП
Для початку потрібно визначити ступінь впливу блискавок або комутаційних перенапруг на об'єкт, що захищається. Для цього використовуються дані про інтенсивність грозових розрядів в місці установки, враховується наявність пристроїв блискавкозахисту, ліній електропередачі та їх протяжність. Якщо введення в будинок виконаний кабельною лінією, то вона більш захищена від прямих ударів блискавок, ніж повітряна.
Електроустановка будівлі розділяється на зони, що захищаються УЗИП відповідних класів. Завдання такого поділу: поступово знизити рівень перенапруги так, щоб більш потужні пристрої гасили основну хвилю перенапруження, а в міру її просування по розподільній мережі пристрою нижчого класу додатково знижували її вплив, забезпечуючи мінімум в точці підключення споживачів.
Одночасно з цим безпеку електрообладнання забезпечується вибором класу ізоляції, відповідного зоні захисту.
Розподіл УЗИП по зонам захисту
На вводі в будинок встановлюються УЗИП типів 1 або 1 + 2. Вони витримують імпульс від прямого удару блискавки, знижуючи його до величини, допустимої для електрообладнання з класом ізоляції IV (до 6 кВ). Точка установки ПЗІП - у вступному щитку, ВРУ (вступному розподільчому пристрої) або ГРЩ (головному розподільному щитку).
Клас ізоляції електрообладнання, яке розміщене в цих розподільчих пристроях після УЗИП, повинен бути не гірше III (до 4 кВ).
Наступний рубіж захисту - розподільні щитки. підключені до ВРП або ГРЩ в глибині будівлі. На їх вході встановлюються УЗИП типу II. знижують рівень перенапруги до величини, прийнятною для електрообладнання з класом ізоляції II (2.5 кВ). Так захищаються споживачі, що включаються безпосередньо в розетки живлення і пристрої освітлення.
При необхідності захисту електрообладнання, найбільш чутливого до перешкод (комп'ютерна техніка, пристрої зв'язку), застосовуються УЗИП типу 3. встановлюються в безпосередній близькості від об'єкта, що захищається.
Вимоги до підключення УЗИП
При трифазному харчуванні і системи заземлення TN-C до УЗИП підключаються всі три фази напруги. У випадку з системами TN-C-S або TN-S - до трьох фаз додається нульовий робочий провідник. Висновок «РЕ» з'єднується з головною заземлення корпусу ВРУ або шиною РЕ розподільного щитка. Головна заземлювальна шина з'єднується з контуром заземлення будівлі.
Приклад підключення УЗИП
УЗИП захищається або автоматичним вимикачем введення в будівлю (або вступним вимикачем щитка), або персонально встановленими запобіжниками.
Оцініть якість статті. Нам важлива ваша думка: