Kako se zaščititi pred prenapetostjo

Sodobna električna oprema mora prejemati električno energijo z določenimi parametri na zanesljiv in varen način.

Civilizirani razvoj družbe dela ljudi bolj odvisne od različnih električnih in elektronskih naprav, katerih odpornost na nenamerno zvišanje napetosti ni velika.

Prenapetost v električnem izdelku (napravi) — napetost med dvema točkama električnega izdelka (naprave), katere vrednost presega najvišjo vrednost delovne napetosti. (GOST 18311-80).

Prenapetost lahko povzroči:

• vklapljanje in izklapljanje močnostnih porabnikov, predvsem kapacitivnih ali induktivnih;

• atmosferski izpust neposredno v električno omrežje objekta ali v bližini objekta (atmosferska prenapetost);

• prodiranje udarnih valov iz druge opreme (na primer vodovodnih cevi) v električno napeljavo;

• elektrostatična razelektritev med napravami.

V primeru neposrednega udara strele v električno omrežje ali posredno preko indukcije oz. prenapetost v nekaterih žicah znotraj hiše lahko doseže raven od nekaj kV do nekaj deset kV, prenapetostna upornost sodobnih elektronskih naprav pa ne presega 1,5 kV.

Obstoječi tehnični standardi obvezujejo uporabo sistemov za zaščito pred strelo v gradbeništvu. Evropski standard 1EC 664A deli električno napeljavo v štiri prenapetostne kategorije: IV, III, II in I (slika 1).

Vsaka od teh kategorij ustreza določeni ravni zahtevane impulzne izolacijske upornosti (v kV). To velja tako za žice kot za priključene električne naprave.

Ločevanje električnih napeljav v prenapetostne kategorije

Kategorija IV — velja za naprave, ki se nahajajo v prvem delu ožičenja: električni vodi na glavnih ploščah, pri katerih mora biti impulzna upornost izolacije najmanj 6 kV (zaradi neposredne nevarnosti atmosferske prenapetosti ali drugih vrst prenapetosti). ).

Kategorija III — velja za ogrožene naprave in dele električne napeljave (npr. povezave): atmosferska prenapetost, zmanjšana s prenapetostnimi odklopniki (tip A), nameščenimi v prvem delu napeljave; Zaščiteni porabniki energije ETITEC D — prenapetost zaradi vklopa in izklopa močnostnih električnih naprav.

Kategorija II - velja za naprave, ki se napajajo iz stikalnih plošč, ki so izpostavljene tveganju atmosferskih sunkov, zmanjšanemu zaradi požarnih poškodb od čitalnikov tipa B.

Kategorija I. — se nanaša na tiste dele ožičenja, v katerih je raven prenapetosti določena z odvodniki tipa C.

Lastniki dragocene opreme (npr. informacijske opreme) se morajo zavedati tveganja prenapetosti in sprejeti previdnostne ukrepe.

Varistorski omejevalniki napetosti ETITEC so modularne naprave, ki ščitijo električno napeljavo pred vplivi prenapetosti, tako atmosferske kot posledica vklop-izklop.

Najpomembnejši element omejevalnika je varistor. Varistor je tablični reostat iz cinkovega oksida (ZnO), kovinsko-keramične zlitine, katere upor je nelinearen in močno odvisen od napetosti na sponkah. Ima zelo visoko upornost za nizko (okoli 275 V) nazivno napetost in zelo malo za napetost reda nekaj deset kV.

Pri normalnem delovanju omejevalnika je element varistorja v omrežju nenehno pod napetostjo. Zaradi zgoraj omenjenega visokega upora pri nizki napetosti je tok, ki teče skozi varistor (imenovan uhajajoči tok), zelo majhen (ne več kot 0,5 mA). Zaščitna aktivnost tega elementa je prenos toka praznjenja na tla, potem ko je na njegovih sponkah dosežena napetost, ki je enaka napetosti vžiga.

Čas, potreben za delovanje omejevalnika od trenutka vklopa vžigalne napetosti, je nekaj deset nanosekund. Kratek odzivni čas varistorskih odvodnikov je prednost pred iskrišči. Po sprožitvi in ​​prehodu praznjenja se varistor omejevalnika toka za zelo kratek povratni čas dvigne v izolacijsko stanje, kar prepreči pretok nadaljnjega toka.

Varistorski elementi omogočajo vzporedno vezavo za povečanje bremenske tokovne zmogljivosti skupnih omejevalnikov, kar je tudi njihova velika prednost.Vsak omejevalnik ima termično varovalko, ki v primeru prekoračitve dovoljenega toka, ki teče med normalnim delovanjem, izklopi varistor in ustvari odprt tokokrog v električnem tokokrogu, v katerem deluje.

Razvrstitev odvodnikov prenapetosti ETITEC

V skladu z VDE 0675 so varistorski omejevalniki napetosti ETITEC razdeljeni v naslednje skupine, odvisno od funkcije in mesta namestitve ter zahtevane stopnje zaščite:

• A — omejevalnik s sponko za vod (kabel) brez izolacije;

• B - omejevalnik z dvojno sponko, razpad izolacije na obeh straneh - do 95 mm2;

• C - omejevalnik z linearno sponko v video vodnikih z izolacijo AsXSn dolžine 16 mm2 - 200 mm;

• D — odvodnik z dvojno sponko, preboj izolacije na eni strani — do 95 mm2;

• E — omejevalnik brez nosilca, vijak z navojem M8.

Skupina A — ETITEC A. Omejevalniki te skupine so namenjeni zaščiti nizkonapetostnih naprav in omrežij pred prenapetostjo, ki je posledica prodiranja izpustov v predmete, ki se nahajajo v bližini nadzemnih električnih vodov ali neposredno v liniji na veliki razdalji od mesta namestitve te omejevalnike.

Omejevalniki so nameščeni v skladu z ustreznimi standardi zunaj lokacij - na stebrih, zlasti na mestih, kjer nadzemni vod prehaja v kabelski vod, impulzna napetost pa ne sme presegati 6 kV. več kot 10 mm2 (Cu) in 16 mm2 (AI), ti odseki pa naj bodo čim krajši.

Odklopnike, nameščene v vodi, je priporočljivo namestiti na ozemljitvene točke PE vodnika ali nevtralnega ozemljitvenega vodnika - PEN.V drugih primerih morate narediti ozemljitev, na katero morate priključiti žico PE ali PEN, na katero je priključena ozemljitvena sponka odvodnika. Električni upor prenapetosti ne smejo biti višje od 10 ohmov.

Skupina B — ETITEC B. Omejevalniki skupine B so prva stopnja zaščite znotraj objekta. Zasnovani so tako, da omejujejo prenapetost, ki je posledica:

• razelektritveni tokovi pri neposrednem udaru strele v predmet;

• blizu električnega udara ali neposrednega udara električnega voda predmeta — zrak ali kabel — nizka napetost;

• indukcija atmosferske prenapetosti.

Njihova glavna naloga je omejiti prenapetosti na raven izolacijske upornosti sprejemnikov do udarne napetosti - 4 kV, pa tudi odvajanje električne energije, ki se sprosti med neposrednim udarom strele v napajalno omrežje, na ozemljitveno elektrodo. Pri uporabi odvodnikov ETITEC B ni potrebe po zaščitnih intervalih - Varistorski odvodniki pri prehodu velikega toka (gašenje udarnega vala) ne povzročajo obločnih prenapetosti, kot je to pri vžigalnih svečkah.

Skupina C — ETITEC C. Glavna naloga zaščitnikov skupine C (druga stopnja zaščite) je zmanjšanje prenapetosti, ki poteka skozi omejevalnike skupine B, katerih vrednost je še vedno visoka za zaščitene naprave.

Omejevalniki morajo biti priključeni na razdelilne plošče na mestih distribucije električne napeljave. Lahko jih priključimo tudi na stičišču ali v glavni stikalni plošči (kot prva stopnja zaščite) v inštalacijah, kjer ni potrebna dvostopenjska zaščita, t.j.Dovoljena raven prenapetosti, ki lahko prenese izolacijo sprejemnikov v priključnem območju omejevalnika ETITEC C, ne sme biti večja od 2,5 kV.

Ta tip odvodnika je v prvi vrsti namenjen inštalacijam, kjer je potreben nizek tok (približno 0,3 mA) skozi odvodnik pri nazivni napetosti Neznan tok uhajanja.

Skupina D — ETITEC D. Odklopniki skupine D so zasnovani za natančno zaščito porabnikov, ki so posebej občutljivi na prenapetost kratkega stika in katerih izolacijska upornost ne presega 1,5 kV. Potrebni so tudi za zaščito naprav v primeru prevelike razdalje med omejevalnikom skupine C in sprejemnikom (nad 15 metrov).

Odvodniki skupine D morajo delovati skupaj z odvodniki skupin B in C skupaj v večstopenjskem zaščitnem sistemu in morajo biti primerni za montažo na vodilo TN35 (vodilo DIN).

Varistorski odvodniki prenapetosti so zasnovani za dolgotrajno delovanje – brez vzdrževanja. Pri nominalnih pogojih je trajanje omejevalnikov nastavljeno na 200 tisoč ur in v tem obdobju se lahko sprožijo neštetokrat.

Omejevalnikom so dodani elementi za daljinsko signalizacijo okvare varistorskega elementa kot posledice prenapetosti ob prekoračitvi določenih nazivnih vrednosti. Možnost odstranitve varistorskega sklada iz podnožja odvodnika je prednost teh odvodnikov pred zaklenjenimi.