Электрощитки и другое электрооборудование
343 222 33 03
телефон в Екатеринбурге
201 77 88 96
ICQ-консультант

Поиск по сайту
Ваша корзина
0 товаров на 0 руб
Каталог продукции
О компании
Справочная
информация
Подобрать
электрощит
Контакты

Молниезащита. Защита от импульсных перенапряжений

Под понятием прямой удар молнии, или поражение молнией, подразумевается непосредственный контакт канала молнии со зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока молнии. При прямом ударе проявляются тепловое, динамическое и электрическое действие тока молнии.

Как следствие, прямой удар молнии в здание и коммуникации приводит к серьезным механическим разрушениям, пожарам, поражениям людей и животных. Однако, прямой удар молнии – явление относительно редкое. Более распространенным является вторичное проявление молнии и внесение высокого потенциала.

Вторичное проявление молнии – это наведение потенциалов на металлических элементах конструкций, оборудования, в незамкнутых металлических контурах, вызванное близкими разрядами молнии и создающее опасность искрения внутри объекта.

Внесение высокого потенциала – это перенесение в здание или сооружение по протяженным металлическим коммуникациям (подземным и наземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающих опасность искрения внутри объекта.

Вторичное проявление молнии и внесение высокого потенциала вызывают импульсное перенапряжение в сетях и электропроводящих частях, что приводит к возгораниям, электротравмам, выходу из строя электропроводки, слаботочных сетей, дорогостоящих бытовых приборов и электрооборудования, сбоям в работе систем автоматики и управления, контроля и сигнализации, потере информации в компьютерных системах. Импульсные перенапряжения возникают также в электрических сетях при авариях и определенных режимах работы электрооборудования и потребителей электроэнергии.

Молниезащита зданий и сооружений – это система, состоящая из комплекса устройств и сооружений, предназначенных для защиты объектов от грозового электричества, позволяющая снизить последствия попадания молнии в защищаемый объект или вторичных ее проявлений.

Основным нормативным документом, регламентирующим устройство молниезащиты, является Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО–153-34.21.122–2003). Инструкцией предусматривается применение внешней и внутренней молниезащиты.

Внешняя молниезащита является классической, она представляет собой молниеотвод, состоящий из токоприемника, спуска и системы заземления.

Внутренняя молниезащита приобрела значение лишь в последние годы в связи с широким распространением микроэлектроники, в том числе и в быту. Под внутренней молниезащитой понимают ряд мероприятий, которые способствуют защите от перенапряжений в силовой сети. К ним относятся выравнивание потенциалов всех проводящих частей с потенциалом молниеотвода и применение ограничителей импульсов перенапряжения.

Устройства защиты от перенапряжений (УЗП) в соответствии с указанной Инструкцией устанавливаются в месте пересечения линий электроснабжения, управления, связи, телекоммуникации границы двух зон экранирования. УЗП координируют для достижения приемлемого распределения нагрузки между ними в соответствии с их стойкостью к разрушению, а также для уменьшения вероятности разрушения защищаемого оборудования под воздействием тока молнии.

Для многоквартирных зданий, как правило, вопросы молниезащиты решаются для всего здания, а не для отдельной квартиры. Это относится к защите от прямого удара молнии.

Защита же от вторичных проявлений молнии и от импульсов перенапряжений в сетях для квартир, насыщенных электроникой и микропроцессорными устройствами, представляется актуальной задачей и, должна предусматриваться для каждой квартиры повышенной комфортности.

Для коттеджей и приусадебных участков система молниезащиты должна предусматриваться в полном объеме в обязательном порядке.

В качестве элементной базы для защитных устройств, способных выдерживать большие значения импульсных токов и напряжений, в настоящее время используют искровые разрядники и оксидно-цинковые варисторы.

Основные классы защитных устройств приведены в IEC 1643-1 (37A/44/CDV: 1996-03) "Устройства защиты от волн перенапряжения для низковольтных систем распределения электроэнергии. Эксплуатационные требования и методы испытания".

В зависимости от места установки и способности пропускать через себя различные импульсные токи устройства защиты от перенапряжений делятся на следующие классы - A, B, C, и D. Основные характеристики устройств защиты разных классов и требования к ним рассмотрены в таблице:

Класс и назначение защитного устройства Место установки Основные требования, предъявляемые к устройству Импульсный ток, пропускаемый устройством при срабатывании
В Для защиты от прямых ударов молнии в здание, мачту, ЛЭП. (Категория перенапряжения IV) На вводе в здание (во вводном щите) или в главном распределительном щите.
  • Защита от импульсных перенапряжений с большой энергией (прямых ударов молний, мощных бросков напряжений в режимах короткого замыкания).
  • Требуется защита от прямого прикосновения.
  • Отсутствие риска возгорания устройства защиты или короткого замыкания в линии в случае его выхода из строя в результате перегрузки.
В соответствии с требованиями:
  • E DIN VDE 0675-6/А1/03-96  (при импульсе 10/350 мкC Iimp = 0,5 - 50 кА)
  • IEC 1643-1 (37A/44/CDV:1996-03)
С Для защиты электросети от коммутационных помех, как вторая ступень защиты при ударе молнии. (Категория перенапряжения III) Распределительные щиты, шкафы выпрямителей.
  • Защита от синфазных перенапряжений (между фазой и землей, нейтралью и землей).
  • Требуется защита от прямого прикосновения.
  • Отсутствие риска возгорания устройства защиты или короткого замыкания в линии в случае его выхода из строя в результате перегрузки.
В соответствии с требованиями:
  • E DIN VDE 0675-6/11-89  (при импульсе 8/20 мкС Isn = 5 кА)
  • IEC 1643-1 (37A/44/CDV:1996-03)
D Для защиты потребителей от остаточных бросков напряжений, фильтрация помех (Категория перенапряжения II) Розетки, оконечные защитные устройства (фильтры и т.п.)
  • Защита от дифференциальных перенапряжений (между фазой и нейтралью).
  • Требуется защита от прямого прикосновения.
  • Отсутствие риска возгорания устройства защиты или короткого замыкания в линии в случае его выхода из строя в результате перегрузки.
В соответствии с требованиями:
  • E DIN VDE 0675-6/11-89  (при импульсе 8/20 мкС Isn = 1,5 кА)
  • IEC 1643-1 (37A/44/CDV:1996-03)

Устройства класса А – используется на низковольтных линиях электропередач.

Защитные устройства класса В устанавливаются на вводе в здание (во вводном щите или же специальном боксе). Защитные устройства класса С - на других подраспределительных щитах, на щитах в выпрямительной или в автозале. Защита класса D устанавливается непосредственно возле потребителя. Обычно бывает достаточно установить ограничители перенапряжения класса С и класса D (устройства класса D рекомендуется устанавливать всегда). Защитные устройства класса B должны применяться в обязательном порядке на объектах подверженных грозовым воздействиям (прежде всего, имеющим высокие антенно-мачтовые сооружения). Схема подключения защитных устройств для сетей типа TN-C-S приведена на рисунке 1.


Рис. 1. Установка защитных устройств в TN-C-S сети 220/380 В

Особенностью данной схемы является то, что в первой ступени защиты между нулевым рабочим (N) и нулевым защитным (PE) проводниками не устанавливается ограничитель перенапряжения, так как защитные устройства расположены непосредственно возле точки разделения PEN проводника на N и PE проводники. Во второй ступени защиты между N и PE проводниками уже должен устанавливаться ограничитель перенапряжения, так как при удалении от точки разделения PEN проводника и увеличении длины электрических кабелей индуктивность и, соответственно, индуктивное сопротивление жил кабелей току разряда молнии резко возрастает. В результате этого возможно возникновение разности потенциалов между элементами оборудования, подключенного к N и PE проводникам.

Так же при установке защитных устройств очень важно, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 7-10 метров по кабелю электропитания. Выполнение этого требования необходимо для правильной работы защитных устройств. В момент возникновения в силовом кабеле импульсного грозового перенапряжения, за счет увеличения индуктивного сопротивления металлических жил кабеля обеспечивается необходимая временная задержка в росте импульса перенапряжения на следующей ступени защиты, что позволяет обеспечить поочерёдное срабатывание ограничителей перенапряжения от более мощных к менее мощным. В случае необходимости размещения защитных устройств на более близком расстоянии или рядом (в одном щитке) необходимо использовать искусственную линию задержки в виде дросселя с индуктивностью не менее 12 мкГн. При установке дросселей необходимо учитывать, что рабочие токи нагрузки по фазам не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в техническом паспорте на данные устройства. Схема включения дросселей приведена на
рисунке 2.


Рис. 2. Установка защитных устройств с использованием дросселей в TN-S сеть 220/380 В

В случае применения устройств УЗО, ограничители перенапряжений классов В и С необходимо размещать на линейной стороне УЗО, чтобы токи разряда и токи утечки, протекающие через них на РЕ проводник, не вызывали срабатывания УЗО. К тому же в случае установки ограничителей перенапряжения классов В и С на сторону нагрузки УЗО, последнее может быть выведено из строя током разряда молнии, что недопустимо с точки зрения обеспечения электробезопасности. Ограничители перенапряжений класса D можно устанавливать после УЗО на стороне нагрузки для защиты оборудования от дифференциальных перенапряжений между фазным проводником L и нейтралью N. В этом случае импульсные токи разряда будут протекать между L и N проводниками, не отводясь на защитный РЕ проводник. В ряде случаев возможно использование схемы, приведенной на рисунке 3.


Рис. 3. Вариант установки защитных устройств в TN-C-S сети 220/380 В с применением УЗО

Здесь средняя точка двух варисторов подключается к РЕ проводнику через разрядник, который не позволит токам утечки варисторов вызвать ложное срабатывание УЗО. В данной схеме необходимо применение УЗО типа S с временной задержкой срабатывания. Однако следует отметить, что вопрос применения УЗО на объектах, где необходимо обеспечение электропитания по первой категории, на данный момент времени остается не решенным. ПУЭ издание 7-е 1999 года предусматривает применение УЗО в электроустановках жилых, общественных, административных и бытовых зданий. Документы, определяющие область применения УЗО в электрических сетях промышленных предприятий, в настоящее время отсутствуют.
Версия для печати  
Поделиться ссылкой на эту статью Вернуться к списку статей
Разработка сайта Екатеринбург  Создание сайта Екатеринбург

Телефон +7 (343) 222 33 03 Факс +7 (343) 222 33 03
E-mail profitelectro@list.ru
© ООО «ПрофитЭлектро» 2009