Влаштування захисту від імпульсних перенапруг

В наш час не можливо уявити сучасний будинок, квартиру чи офіс без жодного електроприладу. Всі вони покликані полегшувати життя несучи комфорт та безпеку. А чи замислювалися ви як уберегти таку, зазвичай дорогу по вартості, техніку від перенапружень, які легко можуть вивести її з ладу? Найгірше, що після таких уражень ремонт у більшості випадків неможливий.

Від чого виникає імпульсна перенапруга і що це таке.

Перенапругою називають короткочасне або тривале підвищення електричної напруги в пристроях або електричній мережі, яке несе небезпеку для електроізоляції.

Розрізняють два види перенапруги:

  • Внутрішня або комутаційна перенапруга зумовлена раптовими змінами схеми чи параметрів мережі електроживлення. Характерними комутаціями є планові і аварійні вимикання і вмикання ліній, трансформаторів та інших елементів електромережі. Приміром, в побутовій електромережі джерелом імпульсів перенапруги може стати вимкнення звичайного електрозварювального трансформатора. Така перенапруга, як правило, не є занадто небезпечною для ізоляції через те, що перевищує номінальну лише у 3,5 - 4,5 раза. Винятком являються окремі чутливі побутові електроприлади, що виходять з ладу навіть при перевищенні напруги у 15-20%.
  • Зовнішня (грозова) перенапруга виникає під час розряду блискавки. Буває чотири точки удару: удар блискавки в будівлю; удар поруч з будівлею; удар в лінію, підключену до будівлі; удар блискавки поряд з лінією, яка підключена до будівлі. При прямому ударі блискавки у лінію електропередачі або підстанцію крізь об’єкт протікає струм, котрий має перенапругу більшу від номінальної у декілька десятків разів. Це може викликати перекриття або пробій ізоляції. Тому можливі перенапруги неодмінно враховують під час проектування захисту електричної мережі.

Ізоляція будь-якого електроприладу розрахована на певний рівень напруги, як правило, це 220-380 В, але вона може витримати короткочасний імпульс перенапруги близько 1000. Що буде при перенапрузі більше цього числа? Тоді відбувається пробій ізоляції. Виникає іскра – іонізований проміжок повітря, по якому протікає електричний струм. В наслідок цього – електрична дуга, коротке замикання і навіть можлива пожежа.

Проте наявність лише зовнішнього блискавкозахисту не гарантує повну безпеку. Даний захист попередить пожежу в будинку, але не зможе захистити від великої сили руйнування при близькому ударі блискавки, імпульс якої заноситься у будинок через електричну мережу чи комунікації. Тому сучасний блискавкозахист виконується в комплексі та включає зовнішню систему (блискавкоприймач, струмовідвід та заземлення) і внутрішню (ПЗІП).

Не варто надіятися на пристрої захисного вимкнення (ПЗВ), диференційні автомати чи автоматичні вимикачі, що встановлені у ввідному та головному електрощитах. Вони не здатні врятувати електротехніку від імпульсів перенапруги. Лише спеціальні пристрої захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП) і якісне заземлення можуть захистити техніку. Вони слугують для обмеження перехідних перенапруг і відводу імпульсів струму на землю, зниження амплітуди перенапруги до рівня, який буде безпечним для електричних установок і обладнання. ПЗІП підключається до мережі паралельно або послідовно, в пасивному стані він ніяк не впливає на роботу іншого обладнання. Застосовують як в громадському будівництві, так і на промислових об’єктах. Найбільш популярними є ті пристрої захисту від імпульсних перенапруг, що мають кріплення для встановлення на дін-рейку.




Залежно від призначення та місця установки ПЗІП розділяють на три основні класи: I, II, III.

Клас I. ПЗІП даного класу прийнято встановлювати на вводі в будівлю у ввідному розподільчому щиті (ВРЩ) або головному розподільчому щиті (ГРЩ). Монтується на дін-рейку і складається з модулів від одного до чотирьох. Він захистить від імпульсів (Iimp) з тривалістю фронту 10 мкс та тривалістю періоду напівспаду 350 мкс (скорочено 10/350 мкс). Ці дані відповідають імпульсу струму, який виникає при прямому ударі блискавки в систему блискавкозахисту будівлі або в повітряну лінію електропередач і може досягати амплітуди в десятки і сотні кілоампер.

Клас II. Захищають від перенапруг, які виникають при віддалених ударах блискавки чи пікових перенапруг, що виникають в електромережі. ПЗІП даного класу встановлюють в розподільних електрощитах та нормують імпульсним струмом In з формою хвилі 8/20 мкс.

Клас III. Призначені захищати від залишкових стрибків напруги, а також від несиметричних перенапруг (приміром, між фазним та нульовим провідниками в системі TN-S), також ПЗІП виконують фільтрацію високочастотних завад. Дані пристрої захисту поглинають залишкову енергію та забезпечують захист від імпульсів , що виникають від внутрішніх комутацій. Встановлювати потрібно безпосередньо біля споживача. Вони мають найрізноманітніші конструкції: у вигляді мережевих фільтрів, розеток, окремих модулів для встановлення на din-рейку чи навісним монтажем. Нормуються імпульсним струмом 8/20 мкс.




На теперішній час, для найефективнішого запобігання негативним впливам від розряду блискавки використовують зонну концепцію блискавкозахисту. Вона дає змогу спроектувати оптимальну систему захисту для конкретного об’єкта як з економічного, так і з технічного погляду.

Принцип концепції полягає в каскадному зниженні імпульсу перенапруги на шляху до обладнання, що потрібно захистити. Електромережу будівлі поділяють на зони блискавкозахисту і на переході між ними встановлюють відповідні ПЗІП. Ці прилади мають забезпечити зниження амплітуди імпульсу перенапруги, яку електроприлади здатні витримати. Приміром, для телевізора вона становить від 1,5 до 1,8 кВ, а от для чутливих приладів, таких як комп’ютер – 1,0 -1,5 кВ.

Згідно з прийнятим міжнародним стандартом визначаються зони блискавкозахисту в залежності від прямого і непрямого впливу блискавки:

Зона 0а. Це так звана зона зовнішнього середовища об’єкту, в якій всі точки електроліній можуть піддаватися впливу прямого удару блискавки, а також електромагнітному полю, яке виникає внаслідок цього природного явища.

Зона 0б. Зона, яка відноситься до зовнішнього середовища об’єкту, а її точки не піддаються прямому удару блискавки. Зазвичай ця зона надійно захищена правильно встановленим блискавковідводом. Варто мати на увазі, що ця область піддається впливу неослабленого електромагнітного поля.

Зона 1. Внутрішня зона будівлі, точки якої не піддаються впливу прямого удару блискавки. В даній зоні всі точки електролінії не піддаються прямому потраплянню удару блискавки. Завдяки чому значення розрядного струму, що проходить через дану зону, значно нижче ніж у зовнішніх областях. За рахунок екранування стінами та конструкціями будівлі електромагнітного поля його вплив знижено.

При необхідності подальшого розсіювання імпульсних струмів або електромагнітного поля здійснюється розподіл на подальші зони (зона 2, 3 і так далі). Таке проектування здійснюється якщо виникає потреба розміщення в цих зонах чутливого електрообладнання. Для кожної наступної зони властиве зменшення розрядного струму і впливу електромагнітного поля.

При виборі ПЗІП необхідно враховувати рівень захисту Up, який необхідно досягнути, а також зону, де він буде встановлюватися. Від поєднання даних параметрів обирається відповідний клас ПЗІП.

Отже, для того, щоб розібратися в особливостях встановлення внутрішнього блискавкозахисту враховують такі моменти:

  1. Спосіб проведення мережі електричного живлення: кабель під землею чи повітряна лінія;
  2. Характерні риси конструкції будівлі та наявність об’єктів поряд;
  3. Наявність хорошого заземлення та зовнішнього блискавкозахисту;
  4. Обладнання, яке необхідно захистити;
  5. Тип системи електроживлення (TN-C, TN-S, TN-C-S) та якість встановленої електричної проводки.

Сучасні виробники, такі як OBO Bettermann, DKC, пропонують широкий асортимент блискавкозахисту, в тому числі і якісні пристрої захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП). Рекомендуємо довірити проектування та встановлення внутрішнього блискавкозахисту досвідченим електрикам, а ось розібратися в особливостях і підібрати необхідний ПЗІП допоможуть менеджери компанії «Сфералайн ЛТД». У нас Ви завжди зможете купити розрядники, зовнішній і внутрішній захист від блискавки за оптовою вигідною ціною в Києві і по всій Україні.