Разрядники для защиты от молний

Содержание

Разрядники для защиты от молний

Разрядники для защиты от молний

Удар молнии в линию электропередач, в соседнее здание или дерево принесет часть тока молнии по электрическим проводам и может вызвать наведенное электричество в электросети дома. Перенапряжения, вызванные разрядом, могут спровоцировать пожар, легко выводят из строя практически любые электроприборы. Ситуации, когда после грозы у нескольких домов на одной улице перестают работать электросчетчики, бытовая техника, системы водоподготовки, видеонаблюдения и так далее встречаются очень часто.

Именно в таких ситуациях призван работать УЗИП. Он снижает уровень перенапряжений, и сразу отправляет часть тока в заземлитель дома. Тем самым защищает электроприборы от повреждения. Второй важной функцией аппарата является защита от возгорания дома изнутри. В некоторых случаях уровень принесенных перенапряжений молнии настолько высок, что в отсутствии УЗИП изоляция электропроводки в доме может не выдержать и спровоцировать возгорание дома. Так же большой проблемой являются скрытые повреждения электросети.

Например, поврежденный атмосферным электричеством автоматический выключатель в щитке, внешне не отличается от исправного, а пострадавшая скрытая электропроводка не может быть обнаружена визуально. Это мина замедленного действия. Может показаться, что удар молнии прошел без последствий, но при аварийной ситуации в электрической сети дома автоматические выключатели не сработают, а поврежденная изоляция проводов не выдержит.

Выявить скрытые повреждения можно только силами сертифицированной электролаборатории, а устранение испорченной электропроводки потребует немало хлопот и финансовых затрат.

Что такое УЗИП?

  • УЗИП(устройство защиты от импульсных перенапряжений) – аппарат/прибор, предназначенный для защиты от скачков напряжения, вызванных воздействием молнии и авариями в электрической сети. Данное устройство является частью внутренней молниезащиты и дополняет внешнюю (молниеприемные стержни на крыше, провода на стенах или водосточных трубах, контур заземления громоотвода).

Сразу оговоримся, для легкого понимания, в этой статье приведены упрощенные данные о технических характеристиках и особенностях применения УЗИП. Разобраться со всей гаммой деталей касающихся данных аппаратов и их классов, можно в нашей статье «УЗИП — Классы и типы».

Для удобства применения УЗИП делятся на различные типы и классы, обусловленные назначением защищаемой линии (силовые — 220/380В или слаботочные — ТВ, интернет и пр.), максимальным рабочим током молнии и обеспечиваемым уровнем защиты. Например, силовой УЗИП I класса должен выдерживать ток с силой до 100кА и предназначен только для защиты от возгорания электропроводки дома. Защиту потребителей электроэнергии такие аппараты не гарантируют.

Возможно совмещение нескольких классов в одном устройстве. Например, для частного дома рекомендуется УЗИП I+II+III класса. Такой прибор не только рассчитан на высокий ток молнии, но и защищает от выхода из строя потребители. Внешне устройства защиты от импульсных перенапряжений похожи на автоматические выключатели и чаще всего устанавливаются непосредственно в электрическом щитке дома.

В случае, когда места в существующем электрощите не хватает, рядом с ним устанавливается отдельный — предназначенный только для установки УЗИП.

Монтаж УЗИП: Как подключить к электросети дома

Главное условие, при котором установка защитных устройств будет иметь смысл – устройство заземления дома. От типа системы заземления будут зависеть схемы интеграции УЗИП в сеть. Второе обязательное условие – установка автомата выключения, который будет отключать УЗИП после его срабатывания, для осуществления бесперебойного электроснабжения сети.

Системы заземления классифицируются и обозначаются: TN-S, TN-C, TNC-S, IT, TT – по международному классификатору. В разных системах используются различные сочетания коммутирования с нейтральным проводником источника (N – нейтраль), землей (Т – terra или земля), видами изоляции (I – изоляция).

При этом зануляющие проводники маркируются по стандарту следующим образом: N – нулевой проводник рабочий, PE – нулевой проводник, выполняющий защитную функцию, PEN – проводник, совмещающий обе функции. Разные заземляющие системы применяются при устройстве электроснабжения объектов с разным функциональным назначением – многоквартирных домов, промышленных предприятий, медицинских учреждений и т.д.

Некоторые системы, типа TN-C, сохранились только в составе систем электроснабжения старого жилого фонда и уличного освещения и при новом строительстве не применяются. Это связано с существенными недостатками – опасностью потери работоспособности при разрыве или сгорании зануляющего проводника.

Для защиты индивидуальных жилых домов, которые подключаются к магистральным сетям с помощью воздушных линий, положительно зарекомендовала себя заземляющая система ТТ. Схема системы ТТ характеризуется следующими решениями: глухим заземлением нейтрального проводника от источника питания, 4-мя проводами подачи 3-фазного напряжения, при этом 4-й провод – N – играет роль зануляющего. Заземлитель подключается со стороны потребителей и соединяется с защитными проводниками PE, которые связаны с корпусами электроприборов.

Схема подключения системы защиты, состоящая из 3-х ступеней, с УЗИП трех классов должна в общем виде выглядеть так:

  1. УЗИП 1 класса монтируется на вводе в дом в составе ВРУ (вводно-распределительного устройства) или ГРЩ (главного распределительного щита);
  2. УЗИП 2 класса – в РЩ (распределительных щитах) разнесенных по зданию;
  3. УЗИП 3 класса – непосредственно в местах подключения электроприборов и оборудования.

При этом важно выполнять правило – между УЗИП разного класса следует выдерживать расстояние, которое не должно быть более 10 м по длине проводки.

Дополнить громоотвод для дачного дома — защитить от заноса атмосферного электричества по телевизионным, телефонным, интернет проводам призваны слаботочные разрядники. Они так же делятся на классы, как и силовые. Для частного дома рекомендуется установка аппарата как минимум на кабель, спускающийся от антенны, установленной на кровле.

Лучшим выбором так же будет прибор с совмещенной I+II+III класса, который защитит и от возгорания, и от выхода из строя оборудования. Внешне, слаботочные УЗИП могут быть самых разнообразных конструктивных исполнений. Лучшим местом для установки будет место входа кабеля в дом, возможен монтаж и непосредственно перед защищаемым оборудованием.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений многоразовые и рассчитаны на несколько импульсов молнии. К сожалению, производители этих приборов не сообщают в перечне характеристик количество выдерживаемых перенапряжений, но опыт эксплуатации говорит в пользу большой долговечности такого оборудования. Для того что бы контролировать собственную работоспособность, УЗИПы имеют специальный сигнализатор, который при неисправности меняет свой цвет с зеленого на красный.

Сколько стоит купить УЗИП в Москве?

Стоимость УЗИП для дома сильно варьируется и может составлять от 5 до 50 тысяч рублей за силовой трехфазный прибор в зависимости от класса и производителя. Спешим предостеречь от излишней экономии при выборе устройства.

Обилие недорогих предложений низкого качества, за частую китайского производства, может подвигнуть к выбору бюджетного, но вместе с тем не выполняющего свою функцию в решающий момент устройства. Да и экономия 5-15 тысяч рублей может обернуться ремонтом и покупкой нового оборудования на сотни тысяч. Подбор УЗИП – непростая задача, которую лучше доверить специалистам.

УЗИП – обязательная составляющая современной молниезащиты, которая всегда учитывается инженерами компании Амнис при разработке любого громоотвода

Источник: https://crast.ru/instrumenty/razrjadniki-dlja-zashhity-ot-molnij

Как защищают подстанции от ударов молнии

Разрядники для защиты от молний

Любой ресурс, электроэнергия, в том числе, нуждается в транспортировке и перераспределении. В отличие от нефти или угля, электричество передается посредством линий электропередач (ЛЭП), которые в большинстве своем представляют собой воздушные линии (ВЛ). Эти каналы, по причине экономической целесообразности, предполагают транзит энергии огромной мощности.

Для приведения характеристик электроэнергии в соответствие с параметрами электросетей конечных потребителей, а также для ее распределения применяют трансформаторные подстанции.

Знание вопроса молниезащиты трансформаторных подстанций поможет не только предотвратить финансовый ущерб от атмосферного электричества, но и сохранит жизнь людям.

Опасность разряда молнии

Превышение рабочего напряжения (перенапряжение) в результате удара молнии может происходить двумя путями. Перенапряжение прямого удара (ПУМ) возникает при непосредственном попадании молнии в подстанцию. Индуцированное же происходит в результате удара в землю вблизи от объекта.

Читайте также  Защита деревянной стены от печи в бане

Несмотря на кратковременность воздействия (порядка 100 микросекунд), ущерб может быть весьма значительным. Кроме того что молния обладает колоссальным напряжением, температура разряда в главном канале может достигать 30000°C. Разумеется, разрушения подстанции или ее элементов могут быть весьма значительными.

Перенапряжение на установке может быть вызвано ударом молнии в участок воздушной линии, соединенный с ней. Поэтому грозозащита линий электропередач также относится к комплексу мер по защите подстанций от молний.

В общем случае можно выделить следующие основные причины необходимости оснащения объектов молниезащитными устройствами:

  • если подстанция находится в отдельном здании, предотвращается его разрушение;
  • предохранение от разрушения оборудования, что значительно увеличивает срок его эксплуатации;
  • обеспечение стабильного электроснабжения потребителей подстанцией.

Сюда же можно добавить снижение уровня травмоопасности для персонала. Это значит, что молниезащита подстанции необходима и обязательна в соответствии с действующими требованиями законодательства (ПУЭ).

Эти правила позволяют не защищать лишь подстанции на 20 и 35 кВ, оборудованные трансформаторами мощностью менее 1,6 кВ. Также разрешено не оборудовать молниезащиту подстанций и ОРУ в климатических зонах, где количество грозовых часов не превышает 20.

Защита от ПУМ

Здания, подстанции, в том числе, открытые распределительные устройства (ОРУ), воздушные линии и другие объекты защищают от ПУМ при помощи стержневого молниеотвода или комплексом таковых. Устройство, изобретенное в середине 18 века, актуально по сей день.

Вообще, молниеотводы бывают тросовыми и стержневыми. Первые из них используются для защиты от молнии протяженных объектов, типа шинных мостов, и применяются относительно редко. Вторые же наиболее распространены и способны обеспечить молниезащиту зданий, опор воздушных ЛЭП и других объектов.

Стержневой молниеотвод, как следует из названия, представляет собой устройство, состоящее из молниеприемника, токопровода и заземлителя. Расположенный значительно выше остальных конструкционных элементов сооружения, как минимум на 3 метра (ПУЭ), он и принимает на себя удар молнии.

Требования к молниеприемнику

Молниеприемник изготавливается из стали. Для того чтобы выдерживать термические нагрузки при протекании тока, а также высокую температуру самой молнии, согласно ПУЭ его диаметр должен быть более 6 мм. Соединение молниеприемника с токопроводом необходимо производить путем их сваривания.

Если это невозможно, то допустимо резьбовое соединение болтом и гайкой. Диаметр шайб в этом случае должен быть увеличен. Во избежание падения и нанесения по этой причине ущерба, устройство должно быть прочно закреплено на опоре или другой несущей конструкции.

Молниеприемники обычно закрепляют на уже имеющихся металлических конструкциях. Это могут быть прожекторные мачты, крыши высотных зданий, высокие точки на входе в подстанцию.

Исключение составляют трансформаторные подстанции. На них приемники молний для молниезащиты не устанавливают. Если же такая необходимость возникает, то обмотки с низшим напряжением защищают вентильными разрядниками.

Заземлитель

Токоотвод соединяется он с заземлителем – одной из наиважнейших частей молниезащиты. В качестве заземлителя в целях экономии используется одно заземляющее устройство ЗУ, которое отвечает наиболее жестким требованиям следующих видов заземления:

  • заземление молниезащиты;
  • рабочее заземление (трансформаторы, генераторы и прочее оборудование);
  • защитное заземление, обеспечивающее безопасность людей.

Заземляющее устройство молниезащиты на подстанциях выполняют горизонтально размещенными в грунте полосами, которые соединяются с вертикальными электродами, идущими к токоотводу. Все металлические части подстанции, включая корпуса баков, выключателей и прочего, должны иметь контакт с заземлением. Только в этом случае гарантирована надежная молниезащита.

Сети с напряжением от 110 кВт делают с глухозаземленной нейтралью, а подстанции на 35 кВ и ниже заземляют через дугогасящий реактор.

Все компоненты молниеотвода должны иметь антикоррозийное покрытие, в качестве которого обычно применяется оцинковка. Количество устройств на одном сооружении, а также их эффективность и зоны защиты определяются при соответствующих расчетах. Таким образом, обеспечивается защита подстанций от прямых ударов молнии при помощи стержневых молниеотводов.

Защита от индуцированных волн

Молниезащита подстанции при непрямом попадании молнии обеспечивается специальными аппаратами, которые обеспечивают защиту от импульсного перенапряжения.

Учитывая то, что заранее неизвестно, куда попадет молния, все входы и выходы подстанции оснащаются либо разрядниками, либо более совершенными ограничителями перенапряжения (ОПН).

Принцип действия искрового разрядника основан на образовании дуги между двумя стержневыми электродами, один из которых заземлен, а второй соединен с фазным проводом.

Они разделены защитным промежутком. При пробое последнего (появлении искры) вся электроустановка отключается, обеспечивая ее молниезащиту.

Более эффективным считается трубчатый разрядник, состоящий из газогенерирующей трубки, кольцевого и стержневого электродов и двух искровых зазоров, внутреннего и внешнего.

Последние в случае возникновения перенапряжения пробиваются и образуется дуга, высокая температура которой запускает газогенератор. Под давлением газ перемещается к открытому концу трубки, чего оказывается достаточно для задувания дуги.

Разрядник вентильного типа

Еще более продвинутым устройством молниезащиты от индуцированных волн является разрядник вентильного типа. Кроме промежутков для искрообразования, в его состав входит герметичная фарфоровая покрышка и резисторы с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ).

Стоит отметить, что согласно ПУЭ имеются ограничения на максимальное расстояние от разрядника до трансформаторов подстанции, колеблющееся от 60 до 90 м, в зависимости от типа опор ВЛ.

Разрядники для обеспечения молниезащиты подстанций применяют все реже. Более совершенные устройства постепенно занимают их нишу. Основными их преимуществами является отсутствие искровых промежутков, малые размеры, глубокое ограничение перенапряжений.

Принцип действия ОПН предельно прост. Варистор (нелинейный резистор) ведет себя как сопротивление до достижения порогового напряжения. Превышение этой величины приводит к тому, что прибор поддерживает напряжение на заданном уровне за счет ответвления части тока на землю.

При использовании ОПН в качестве молниезащиты, есть сложности с длительностью удержания рабочего напряжения и некоторые другие. Но при правильном подборе типа прибора нелинейная молниезащита наиболее эффективна.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/molnija/zashhita-podstancij

Узип какого класса требуется для защиты частного дома, как выбрать нужный?

Разрядники для защиты от молний

В школе ученики изучают природу этого грозного явления. Опасен и прямой удар молнии, и накопление электричества в окружении. Импульсные перенапряжения опасны тем, что:

  • электроприборы, как минимум, выходят из строя, как максимум, начинается возгорание;
  • возможен пожар в строениях, зданиях и сооружениях. Обычно он становится следствием пробоя изоляции в проводке, оборудовании, аппаратуре и замыкания.

Нередко во время грозы погибают люди. Причем не от непосредственного удара молнии.

Для многоэтажных домов не характерно попадание молнии в питающую сеть. Скорее она наведет напряжение на значительное расстояние в пределах места удара в землю. Это менее опасно, но оказывает негативное влияние на изоляцию электрооборудования. Грозовой разряд, ударивший рядом с домом, вызывает резкий скачок напряжения. Удар обычно не переживает бытовая техника, оборудование и аппаратура.

Спасением в данном случае является монтаж защитных установок. Оборудование поможет и в случае техногенных импульсных перенапряжений. Последние возникают по причине перегрузок на трансформаторных и распределительных подстанциях. Вопрос, устанавливать защитные устройства или нет, не актуален. Должен стоять вопрос, какой УЗИП нужен для частного дома, или как выбрать УЗИП для частного дома по классу или принципу действия?

Классы УЗИП и разница между ними

Аппараты данного типа делятся на классы УЗИП, и разница между ними существенная. От этих особенностей и зависит его применение.

Первый класс

В данном случае защита активируется, если фиксируется:

  • удар молнии, под который попали системы, обеспечивающие внешнюю защиту;
  • молния ударила в линии электропередач, близкорасположенные с защищаемым объектом.

Устройство защищает от импульсов с характеристиками 10-350 мкс, 25-100кА.

Требуется ли защита УЗИП первого класса для жилых домов? Однозначно да, но исключительно для многоквартирных. Оборудование такого класса устанавливается во ВРУ/ГРЩ административных зданий и промышленных сооружений.

Второй класс

Средства данного типа защищают от импульсов в пределах показателя 8/20 мкс при амплитуде 15-20кА. Они могут использоваться в качестве предохранения при скачках напряжения в системе электропередач. Также они могут быть защитой ЛЭП от молний. Чаще монтируются в качестве дополнительной молниезащиты.

Установка ЗУ в данном случае служит для нейтрализации импульсов, прошедших первую преграду из оборудования первого класса. Монтируют оборудование этого типа в распределительные щиты, непосредственно подключая к сети.

Третий класс

Это оборудование призвано защищать от импульсов при остаточных скачках напряжения.

Защищают аппараты этого класса от импульсов в пределах 1,2/50 и 8/20 мкс. В системы защиты они встраиваются в качестве дополнения к устройствам первых двух типов. Применение УЗИП, относящегося к этому классу, целесообразно при защите электронного и электрического оборудования. Чаще всего оборудование устанавливается при монтаже медицинской и высокотехнологичной аппаратуры.

Требуется ли защита УЗИП этого типа для жилых строений? Однозначно. Она будет актуальна как для частного сектора, так и для квартир.

Какой УЗИП нужен для частного дома? Как правило, не помешают устройства всех трех типов. Только требуется их правильная установка, ориентированная на применение УЗИП.

Принципы действия УЗИП и грамотный выбор устройства для частного дома

Выглядит оборудование, как модули. Их устанавливают на DIN-рейку или встраивают в вилки/розетки. По принципу действия устройств также имеется свое деление:

  • вентильные и искровые разрядники;
  • ограничители перенапряжения с варисторами.
Читайте также  Защита личной информации в интернете

Варисторы имеют бесконечный показатель сопротивления. Импульсный ток не может течь по ним. В случае повышения напряжения или импульса, сопротивление варистора снижается.

Разрядники имеют более сложное устройство. В их составе трубка с инертными газами и электродами. При повышении напряжения до определенного уровня, оно пробивает газовый промежуток, после чего устройство срабатывает.

При превышении уровня тока устройство будет разрушено, поскольку оно рассчитано на определенные параметры максимального разряда. Какой УЗИП нужен для частного дома можно установить только при выявлении всех требуемых параметров. Наши специалисты могут помочь это сделать и подберут необходимое оборудование. Проконсультируют по классам УЗИП и разнице между ними, установят, требуется ли защита УЗИП в каждом конкретном случае. Схема интеграции во многом зависит от типа системы заземления.

Требуется ли защита при наличии внешней молниезащиты?

На частном доме обычно установлена внешняя молниезащита. Но она не может полностью препятствовать импульсам. Причем в случае сильного разряда повреждение электротехники будут существенными. Задача устройств – ослабить скачок напряжения до значения, которое способны выдержать приборы, питающиеся от сети. Устройства первого класса должны увести импульс еще до его попадания в дом на заземление.

Основные вопросы по молниезащите проработаны в ГОСТ Р МЭК 62305:2010, а требования по применению изложены в ГОСТ Р 54986-2012 МЭК 61643-21 и МЭК 62305-2, МЭК IEC 61643-22:2015, ГОСТ Р 50571.5.53-2013 МЭК 60364-5-53:2002. При этом учитываются все классы устройств и разница между ними. А правильная их установка позволяет полностью предупредить любые потери от импульсного разряда.

Также требования по защитным мерам от импульсных перенапряжений имеются в СТО 56947007-29.240.10.248-2017, 56977007-29.120.40.093-2011, 56947007-29.240.10.167-2014.

Как выбрать УЗИП для частного дома?

В идеале устанавливаются устройства сразу трех классов:

  • первые монтируются в состав главного распределительного щита еще на вводе в дом;
  • модули второго класса встраиваются в распределительные щиты, которых может быть достаточно много в пределах одного здания;
  • устройства третьего класса устанавливаются в места, где будет происходить подключение бытовой техники и оборудования.

Выбранные устройства должны соответствовать друг другу по характеристикам, поэтапно снижая силу импульса. В противном случае могут перегореть даже сами УЗИП, приняв на себя повышенную долю удара. Чаще модуль выдерживает до двух десятков скачков. В сеть встраивается автомат, УЗО или предохранитель, призванные обеспечить мгновенное автоматическое коммутационное переключение.

Компания «Алеф-ЭМ» предлагает своим клиентам гибкую систему скидок и доступные цены.

  • Проектирование – от 4 000 рублей
  • Замеры заземления – от 2 500 рублей
  • Монтаж заземления – от 5 000 рублей
  • Монтаж системы молниезащиты – от 15 000 рублей (работа с материалами)
  • Сервисное обслуживание – от 3500 рублей

Вам стоит обратиться именно к нам потому, что:

  • компания на рынке более 13 лет;
  • у нас офис оснащен собственной электролабораторией, то есть мы можем провести необходимые замеры сопротивления заземления при монтаже;
  • гибкая система скидок
  • бесплатный выезд к Заказчику (в пределах МО) для расчета коммерческого предложения.

Сделать это предельно просто — заполните форму и мы свяжемся с Вами!

Заказать подбор и монтаж УЗИП

Источник: https://Groze.net/principy_podbora_i_ustanovki_zashhitnyh_ustrojstv_ot_perenapryazheniya.html

Полный обзор грозозащитных разрядников (часть 2) — Новости — 2019

Разрядники для защиты от молний

верхний

Продолжение статьи Полный обзор грозозащитных разрядников (часть 1)

Что такое ограничитель перенапряжений?

Ограничители перенапряжений — устройства, которые помогают предотвратить повреждение аппаратов из-за высокого напряжения . Предохранитель обеспечивает низкий импедансный путь к земле для тока от удара молнии или переходного напряжения, а затем восстанавливается до нормальных рабочих условий.

Опорный разрядник можно сравнить с предохранительным клапаном на котле или водонагревателе . Он выдаст высокое давление до тех пор, пока не будет достигнуто нормальное рабочее состояние. Когда давление возвращается в норму, предохранительный клапан готов к следующей операции.

Когда на линии существует высокое напряжение (большее, чем нормальное линейное напряжение), разрядник немедленно обеспечивает путь к земле и, таким образом, ограничивает и истощает избыточное напряжение. Предохранитель должен обеспечить это облегчение, а затем предотвратить дальнейший поток тока на землю. У разрядника есть две функции; он должен обеспечить точку в цепи, в которой импульс перенапряжения может перейти на землю и во-вторых, чтобы предотвратить протекание любого последующего тока на землю.

верхний

Причины перенапряжений

  • Внутренние причины
  • Внешние причины

Переключение импульсов

Перегревы, возникающие в энергосистеме из-за переключения, известны как импульс переключения.

Сбой изоляции

Наиболее распространенным случаем отказа изоляции в энергосистеме является заземление проводников (т.е. отказ изоляции между линией и землей), который может вызвать перенапряжение в системе.

Заземление

Явление прерывистой дуги, имеющее место в замыкании на землю 3-фазной системы с последующим образованием переходных процессов, известно как дуга.

Резонанс

Это происходит в электрической системе, когда индуктивное сопротивление схемы становится равным емкостному сопротивлению. при резонансе импеданс схемы равен сопротивлению схемы, а pf равен единице.

верхний

(1) Прямой ход

При прямом ударе разряд молнии находится непосредственно из облака в предметное оборудование. От линии, текущий путь может быть над изолятором вниз по полю к земле.

(2) Непрямой ход

Непрямой ход возникает из-за электростатически индуцированных зарядов на проводниках из-за наличия зарядовых облаков.

верхний

Вредные эффекты молнии

Бегущие волны, создаваемые из-за молнии, разрушат изоляторы. Если бегущие волны поражают обмотки трансформатора или генератора, это может нанести значительный ущерб.

Защита от молнии

Различные типы защитных устройств:

  1. Экран заземления
  2. Провода заземления
  3. Молниеотводы

(1) Экран заземления

Электростанция и подстанция могут быть защищены от прямых ударов молнии, предоставляя экраны заземления. При появлении прямого хода на станции экран обеспечивает низкий путь сопротивления, посредством которого молниевые волны скатываются на землю.

Ограничения: он не обеспечивает защиту от бегущих волн, которые могут доходить до оборудования на станции.

(2) Провода заземления

Это самый эффективный способ обеспечения защиты линий передачи от прямых ударов молнии. Он обеспечивает демпфирующий эффект для любого возмущения, перемещающегося вдоль линий, поскольку он действует как короткозамкнутая вторичная обмотка.

Ограничения:

  • Это требует дополнительных затрат.
  • Существует возможность его размыкания и падения по линейным проводам, что вызывает отказ от короткого замыкания.

(3) Разрушение молнии

Это защитное устройство, которое проводит перенапряжение высокого напряжения на силовой установке на землю. Заземляющий экран и провода заземления не обеспечивают защиту от бегущих волн. Молниеотвод обеспечивает защиту от скачков напряжения.

верхний

Защитные фильтры типа 1

Устройства защиты от перенапряжений типа 1 предназначены для установки там, где высокий риск удара молнии высок, особенно когда здание оснащено внешней системой молниезащиты (LPS или громоотводом).

В этой ситуации стандарты IEC 61643-11 требуют, чтобы тест класса I применялся для защиты от перенапряжений: этот тест характеризуется введением импульсного тока 10/350 мкс для имитации прямого удара молнии. Поэтому эти защитные устройства типа 1 должны быть особенно мощными для проведения этого импульсного тока высокой энергии.

Устройства защиты от перенапряжений типа 2

Устройства защиты от перенапряжений типа 2 предназначены для установки в начале установки, в главном распределительном щите или вблизи чувствительных клемм на установках без LPS (молниеотводов). Эти защитные устройства тестируются после испытания класса II по IEC61643-11 на основе импульсного тока 8/20 мкс.

Устройства защиты от перенапряжений типа 3

В случае очень чувствительного или удаленного оборудования требуется вторичная ступень защиты от перенапряжений: эти SPD с низкой энергией могут быть типа 2 или типа 3. Тип 3 SPD тестируется с комбинированным сигналом (1, 2 / 50 мкс — 8/20 мкс ) после испытания класса III.

1. Класс станции

  • Агрегаты класса станции обычно используются на электростанциях или подстанциях и других высоковольтных структурах и площадях.
  • Эти разрядники защищают как от молнии, так и от перенапряжений, когда электрическое устройство имеет больше тока в системе, чем оно предназначено для работы.
  • Эти разрядники предназначены для защиты оборудования, превышающего диапазон 20 мВА .

2. Промежуточный класс

  • Подобно разрядникам класса разрядников, разрядники промежуточного класса защищают от перенапряжений от молнии и перенапряжений, но предназначены для использования в помещениях среднего напряжения, таких как электростанции, подстанции, трансформаторы или другое оборудование подстанции.
  • Эти разрядники предназначены для использования на оборудовании в диапазоне от 1 до 20 мВА.

3. Класс распределения

  • Адаптеры класса распределения чаще всего обнаруживаются на трансформаторах, как в сухом, так и в жидком состоянии.
  • Эти разрядники находятся на оборудовании с номинальной мощностью 1000 кВА или менее.
  • Эти разрядники иногда обнаруживаются на открытых линиях, которые имеют прямые соединения с вращающимися машинами.

4. Вторичный класс

  • Устройства молнии среднего класса предназначены для защиты большинства домов и предприятий от молниеносных ударов и требуются большинством электрических кодов, согласно данным компании Inc, компании по защите электропитания.
  • Эти разрядники вызывают перегрузку высокого напряжения на землю, хотя они не замыкают все перенапряжения от всплеска. Вторичные разрядники класса обеспечивают наименьшую степень защиты электрических систем и, как правило, не защищают твердотельные технологии или все, что имеет микропроцессор.
Читайте также  Акт комплексных испытаний систем противопожарной защиты

верхний

Выбор подходящего усилителя мощности переменного тока

Сетевые защитные устройства переменного тока предназначены для покрытия всех возможных конфигураций в установках с низким напряжением. Они доступны во многих версиях, которые отличаются:

  • Тип или тестовый класс ( 1, 2 или 3 )
  • Рабочее напряжение ( U c )
  • Конфигурация сети переменного тока ( Single / 3-Phase )
  • Токи разряда ( I imp, I max, I n )
  • Уровень защиты ( U p )
  • Технология защиты ( варисторы, газовая труба-варистор, фильтр )
  • Особенности ( резервирование, дифференциальный режим, плагин, дистанционная сигнализация,).

Выбор защиты от перенапряжений должен выполняться в соответствии с требованиями местного электрического кода (т. Е. Минимальным значением для I n ) и конкретными условиями (т. Е. Высокой плотностью молнии).

верхний

Принцип работы молниеотвода

Заземляющий экран и заземляющие провода могут хорошо защитить электрическую систему от прямых ударов молнии, но они не обеспечивают защиту от бегущих волн, которые могут достигать оконечного устройства. Молниеотводы или перенапряжения обеспечивают защиту от таких перенапряжений. Молниеотвод или перенапряжение — это защитное устройство, которое проводит высоковольтные скачки на энергосистеме на землю.

Заземляющий экран и заземляющие провода могут хорошо защитить электрическую систему от прямых ударов молнии, но они не обеспечивают защиту от бегущих волн, которые могут достигать оконечного устройства. Молниеотводы или перенапряжения обеспечивают защиту от таких скачков напряжения. Молниеотвод или перенапряжение — это защитное устройство, которое проводит высоковольтные скачки на энергосистеме на землю.

На рисунке ниже показана основная форма перенапряжения.

Основная форма перенапряжения

Он состоит из искрового промежутка последовательно с нелинейным резистором. Один конец дивертера подключен к терминалу защищаемого оборудования, а другой конец — заземлен. Длина зазора настолько установлена, что нормального напряжения недостаточно, чтобы вызвать дугу, но опасно высокое напряжение разрушит воздушную изоляцию и сформирует дугу. Свойством нелинейного сопротивления является то, что его сопротивление увеличивается по мере увеличения напряжения (или тока) и наоборот.

Это видно из характеристики вольта / усилителя резистора, показанной на рисунке выше.

Действие молниеотвода или перенапряжения происходит так:

  1. При нормальной работе молниеотвод отключается от линии, т. Е. Не проводит ток на землю или зазор является непроводящим
  2. При возникновении перенапряжения воздушная изоляция поперек щели разрушается и образуется дуга, обеспечивая низкий путь сопротивления для всплеска на землю. Таким образом, избыточный заряд на линии из-за перенапряжения безвредно проводится через разрядник на землю вместо того, чтобы быть отправленным обратно по линии.
  3. Стоит упомянуть о функции нелинейного резистора при работе разрядника. По мере того, как промежуток искроет из-за перенапряжения, дуга будет короткое замыкание на энергосистеме и может привести к току питания в разряднике. Поскольку характеристика резистора заключается в том, чтобы предлагать низкое сопротивление высокому напряжению (или току), это дает эффект короткого замыкания. После того, как волна закончилась, резистор обладает высокой устойчивостью к тому, чтобы зазор был непроводящим.

ПОИСК: Статьи, программное обеспечение и руководства

Источник: https://ru.electronics-council.com/complete-overview-lightning-arresters-33794

Выбор разрядников для защиты от перенапряжения

Разрядники для защиты от молний

instrument.guru > Электричество > Выбор разрядников для защиты от перенапряжения

Во время переключений или под воздействием грозовых разрядов в электротехническом оборудовании и линиях электропередачи могут возникать импульсы высокого напряжения, в несколько раз превышающие номинальное значение. Поскольку изоляция не рассчитана на такое напряжение, может произойти её пробой, сопровождающийся аварией. Чтобы предотвратить её, применяются электрические устройства (разрядники), защищающие от импульсов перенапряжения.

  • Устройство разрядника и принцип действия
  • Виды разрядников
  • Выбор разрядников
  • Выбор по параметрам

Устройство разрядника и принцип действия

В любом разряднике есть электроды, расстояние между которыми называется искровым промежутком и устройство гашения дуги. Один электрод подключается к защищаемому оборудованию, а другой заземляется. При увеличении напряжения выше величины, определяемой размером промежутка между электродами, он пробивается, и импульс перенапряжения отводится через заземление.

Основным параметром ограничителей является гарантированная электрическая прочность при номинальном напряжении. Сие означает, что устройство, ни при каких условиях не сработает в штатной ситуации. В момент прохождения импульса включается устройство гашения электрической дуги. Оно должно быстро (в течение полупериода) устранить короткое замыкание, образованное дугой, чтобы не успели сработать устройства защиты от перегрузки.

Виды разрядников

Каталог производимых устройств позволяет сделать выбор разрядников наиболее полно отвечающим предъявляемым требованиям и предпочтительных по цене.

Воздушные (трубчатые) разрядники изготовляются в виде трубок из полимера, который при нагреве может выделять большое количество газа. На концах трубки закреплены электроды, расстояние между которыми определяет величину напряжения срабатывания. Во время пробоя материал трубки начинает выделять газ, который выходя через отверстие в корпусе, создаёт дутьё, гасящее электрическую дугу. Напряжение срабатывания превышает 1 кВ.

Газовые разновидности конструктивно аналогичны предыдущим моделям. Пробой осуществляется в герметичной трубке из керамики, содержащей инертный газ. Ионизация газа обеспечивает более быстрое срабатывание, а его давление надёжное гашение дуги. Порог срабатывания может быть от 60 вольт до 5 кВ. Для индикации превышения напряжения часто используется неоновая лампочка.

Вентильные устройства состоят из нескольких искровых промежутков, соединяемых последовательно, и сопротивления, составленного из вилитовых дисков (рабочий резистор). Между собой они соединяются последовательно. Поскольку характеристики вилита зависят от влажности, его помещают в герметичную оболочку.

Во время пробоя задачей резистора является понижение тока короткого замыкания до величины, успешно гасимой искровыми промежутками. Так как величина сопротивления вилита нелинейная ― она тем меньше, чем больше ток, то это даёт возможность пропускать значительный ток при малом падении напряжения. К преимуществам данных приборов нужно отнести срабатывание без шумовых и световых эффектов. Эти разрядники википедия характеризует устаревшими и уже не производящимися.

Магнитовентильные модификации собираются из ряда блоков, снабжённых магнитными искровыми промежутками, и равным им количеством дисков из вилита. Единичный блок состоит из ряда последовательно соединённых искровых промежутков и постоянного магнита, помещённых в корпус из фарфора. В момент пробоя возникшая дуга под воздействием магнитного поля образуемого кольцевым магнитом приобретает вращение, поэтому гасится быстрее, чем в вентильных устройствах.

В длинно-искровых устройствах используется явление скользящего разряда, обеспечивающего значительную протяжённость пути импульса по наружной стороне разрядного элемента. По длине разрядный элемент значительно превышает изолятор электролинии, но электрическая прочность его меньше, поэтому возможность возникновение дуги равна нулю. Этот вид используется на 3-ёхфазных линиях электропередачи. Они могут работать при температуре от — 60° C до + 50° C 30 лет.

В ограничителях перенапряжения нелинейных искровые промежутки отсутствуют. Вместо них используются последовательно соединённые окисно-цинковые варисторы. Их сопротивление тем меньше, чем больше сила тока, поэтому отведение импульса перенапряжения происходит очень быстро с моментальным возвратом в исходное положение. Для пропуска больших токов допускается параллельная установка нескольких ограничителей одной марки. Ограничитель устанавливается на весь срок службы защищаемого объекта.

Выбор разрядников

Прежде всего, нужно определиться с классом прибора:

  1. Класс A ― это устройства для защиты от прямого удара молнии в электросеть или в объект, расположенный рядом с ЛЭП. Устанавливаются снаружи, обычно в местах подключения кабеля к воздушной линии. Если есть молниеотвод, то устанавливаются в обязательном порядке. Надёжно справляются с импульсами 6 кВ.
  2. Класс B ― эти приборы устанавливаются на вводах в здания при условии, что наружная защита уже имеется. Наиболее часто применяются в качестве первой линии защиты частных домов. Порог срабатывания составляет 4 кВ.
  3. Класс C ― защита от остаточного перенапряжения величиной до 2,5 кВ. Как правило, устройства этого класса размещаются в распределительных щитах, но предпочтительней установка рядом с защищаемым электроприбором на расстоянии не более 5 м. Поскольку ток в заземляющем проводе молниеотвода создаёт импульс перенапряжения в проводах электропроводки, то при его наличии ограничитель следует располагать на минимально возможном расстоянии.
  4. Класс D ― ограничители для оборудования чувствительного к импульсному перенапряжению. Их подключение желательно, если расстояние от устройства C до оборудования более 15 м. Их монтаж допустим, если уже имеется защита более высокого уровня, иначе они выйдут из строя при первом же импульсе выше 1,5 кВ.

В соответствии с указанным ранжиром создаются схемы селективной защиты. Самой популярной является схема B ― C , которая надёжно защищает от перенапряжения 1,5 ― 2,5 кВ. Для защиты дорогостоящей электронной аппаратуры сооружается защита от A до D включительно.

Выбор по параметрам

Выбирать конкретное защитное устройство, работающее на разрядниках или варисторах, нужно по следующим параметрам:

  • максимально допустимое рабочее напряжение, при котором устройство остаётся в исходном состоянии;
  • значение номинального напряжения указывает при каком перенапряжении в момент запуска оборудования ограничитель будет заблокирован на 10 секунд;
  • номинальный ток разряда, по величине которого определяется класс устройства;
  • величина пропускаемого тока показывает, какое перенапряжение может быть сброшено без выхода прибора из строя;
  • устойчивость к медленному увеличению напряжения показывает возможность пропускания прибором аномальных токов без критических последствий;
  • максимально допустимый ток, пропускаемый устройством;
  • устойчивость к коротким замыканиям, способных вывести ограничитель из строя, но не приводящих к взрыву корпуса.

Остальные значения, указанные в техническом паспорте нужны для проведения испытаний и наладки систем защиты на промышленных предприятиях. Поскольку создание системы защиты от перенапряжения дело ответственное, то если нет опыта лучше монтаж разрядников и заземления поручить специалистам.

Источник: https://instrument.guru/elektrichestvo/vybor-razryadnikov-dlya-zashhity-ot-perenapryazheniya.html